CN104151271B

CN104151271B - 紫杉烷类抗肿瘤药物卡巴他赛的合成新方法

Info

Publication number: CN104151271B
Application number: CN201410343624.3A
Authority: CN
Inventors: 张生勇; 陈明; 刘雪英
Original assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Current assignee: Fourth Military Medical University FMMU
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: CN104151271A

Abstract

本发明涉及一种抗肿瘤药物卡巴他赛的合成方法，该方法涉及六步反应，首先得到一个关键中间体化合物7，其再与二碳酸二叔丁酯(Boc)₂O反应得到终产物卡巴他赛，整个反应过程不涉及低温操作和柱层析纯化，操作简单，纯化方便，易于规模化生产。

Description

紫杉烷类抗肿瘤药物卡巴他赛的合成新方法

技术领域

本发明涉及一种紫杉烷类抗肿瘤药物卡巴他赛的合成新方法，属于药物化学领域。

背景技术

2010年6月，美国FDA批准Sanofi-Aventis公司开发的卡巴他赛注射剂(cabazitaxel／Jevtana)联合泼尼松用于治疗既往已接受过多烯紫杉醇治疗方案治疗的转移性激素不应性前列腺癌。卡巴他赛属于紫杉烷家族，与紫杉醇和多烯紫杉醇抗肿瘤机理相同，同属微管抑制类药物。从结构上看，卡巴他赛和多烯紫杉醇类似，只是7,10-OH被甲基化的产物，但这两个甲基的存在，却极大地改变了卡巴他赛的特性。一方面，使卡巴他赛与P-gp糖蛋白的亲和力降低，减少了药物的外排，增加了细胞内药物浓度。另一方面，使卡巴他赛可以穿过血脑屏障，其他化疗药物不具备这一优势。因此，与多烯紫杉醇相比，卡巴他赛具有更好的药代动力学活性，而且对多烯紫杉醇敏感和耐药的肿瘤细胞均有很好的抑制活性。

卡巴他赛，白色结晶性粉末，分子式为：C₄₅H₅₇NO₁₄，分子量为：835.93。目前已报道的关于卡巴他赛的合成路线已有不少，但是总体上看可以分为两类：一类是β-内酰胺与7,10-二甲氧基巴卡亭在低温下发生偶联反应，再脱去保护基实现[CN102285947A]；另一类是噁唑啉羧酸与7,10-二甲氧基巴卡亭在室温或加热条件下发生偶联反应，再脱去保护基实现[US6437154]。第一类涉及到低温操作，第二类纯化时涉及到柱层析，均不利于规模化生产。

发明内容

本发明目的在于提供一种易于合成、易于纯化、易于规模化制备卡巴他赛的新方法，避免了低温反应和柱层析纯化。

本发明实现过程如下：

一种卡巴他赛的合成方法，包括如下步骤：

（1）化合物1与三氯乙氧基甲酰氯（TrocCl）在有机碱（TEA、吡啶）存在下进行NH₂保护反应，得到化合物2；

（2）化合物2与对甲氧基苯甲醛缩二甲醇反应得到化合物3；

（3）化合物3水解得到化合物4；

（4）化合物4与化合物5进行脱水反应得到化合物6；

（5）化合物6脱保护得到化合物7；

（6）化合物7与(Boc)₂O反应得到卡巴他赛。

上述步骤（1）中，反应溶剂为CH₂Cl₂，反应温度为-10~18℃，反应时间为0.5~1h；化合物1、TrocCl与有机碱的摩尔比为1:1:1~2。

上述步骤（2）中，反应溶剂为甲苯，反应温度为80~110℃，反应时间为2~6h，使用催化剂TsOH或PPTs；化合物2、对甲氧基苯甲醛缩二甲醇与催化剂的摩尔比为1:1:0.1。

上述步骤（3）中，反应溶剂为甲醇，反应温度为0~30℃，反应时间为0.5~1h，化合物3在NaOH或KOH溶液中进行酯水解反应，然后用盐酸进行酸化得到化合物4。

上述步骤（4）中，反应溶剂为CH₂Cl₂、AcOEt或甲苯，反应温度为10~50℃，反应时间为6~12h；化合物4、化合物5、二环己基碳二亚胺（DCC）和二甲氨基吡啶（DMAP）的摩尔比为1~3:1:1~3:0.5。

上述步骤（5）中，化合物6在Zn/AcOH作用下进行脱保护反应，反应溶剂为AcOEt与AcOH混合液，混合液中AcOH与AcOEt的体积比为1:10~20，反应温度为10~40℃，反应时间为1~5h；化合物6与Zn用量的摩尔比为1:9~27。

上述步骤（6）中，反应溶剂为CH₂Cl₂/H₂O混合溶剂，CH₂Cl₂与H₂O的体积比为1~5:1，反应温度为10~40℃，反应时间为2~5h；化合物7、(Boc)₂O与无机碱Na₂CO₃或K₂CO₃的摩尔比为1:1：1~2。

本发明方法的关键在于中间体化合物7的制备，使用Zn/AcOH体系脱去Troc保护基后，对甲氧基苯甲醛就会在酸性条件下自动离去，保证了脱保护过程彻底进行。整个反应过程条件温和，纯化简单，不需要柱层析化，终产物卡巴他赛的纯化仅需要简单的重结晶，经HPLC测定纯度可达98%以上，易于规模化制备。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种卡巴他赛的合成方法，包括如下步骤：

步骤1：在CH₂Cl₂中，化合物1与等摩尔的三氯乙氧基甲酰氯（TrocCl）在有机碱（TEA、吡啶）存在下进行NH₂保护反应，定量得到化合物2；

步骤2：在甲苯中，化合物2与等摩尔的对甲氧基苯甲醛缩二甲醇在催化剂存在下进行反应，得到化合物3；

步骤3：在甲醇中，化合物3与无机强碱溶液进行酯水解反应，然后用盐酸进行酸化得到化合物4；

步骤4：在CH₂Cl₂、甲苯或乙酸乙酯中，化合物4与化合物5在二环己基碳二亚胺（DCC）和二甲氨基吡啶（DMAP）存在下进行脱水反应，得到化合物6；

步骤5：在AcOEt中，化合物6在Zn/AcOH作用下进行脱保护反应，一次性脱去所有保护基得到中间体化合物7；

步骤6：在CH₂Cl₂/H₂O混合溶剂中，化合物7与等摩尔(Boc)₂O在无机碱（Na₂CO₃或K₂CO₃）存在下进行反应，定量得到终产物卡巴他赛。

上述步骤1中所述反应溶剂为CH₂Cl₂，所述反应温度为-10~18℃，所述反应时间为0.5~1h，所述化合物1、TrocCl与有机碱用量的摩尔比为1:1:1~2，所述后处理过程包括萃取、洗涤、干燥及减压除去溶剂，得粗产物直接用于下一步。

步骤2中所述反应溶剂为甲苯，所述反应温度为80~110℃，所述反应时间为2~6h，所述催化剂为TsOH或PPTs，所述化合物2、对甲氧基苯甲醛缩二甲醇与催化剂用量的摩尔比为1:1:0.1，所述后处理过程包括减压除去溶剂，剩余物用AcOEt/H₂O溶解，萃取、洗涤（如果是TsOH，用饱和NaHCO₃洗涤）、干燥及减压除去溶剂，得粗产物直接用于下一步。

步骤3中所述反应溶剂为甲醇，所述反应温度为0~30℃，反应时间为0.5~1h，无机强碱为2 mol/L 的NaOH或KOH溶液，化合物3与无机强碱用量的摩尔比为1：1~2，所述后处理过程包括减压除去溶剂，剩余物用乙醚/H₂O溶解，洗去水相中的有机杂质，水相再用盐酸调pH为5~6，萃取、洗涤、干燥及减压除去溶剂得化合物4纯品。

步骤4中所述反应溶剂为CH₂Cl₂、AcOEt或甲苯，反应温度为10~40℃，反应时间为6~12h，化合物4、化合物5、DCC与DMAP用量的摩尔比为1~3:1:1~3:0.5，所述后处理过程包括滤除不溶物、依次用稀盐酸、饱和NaHCO₃溶液洗涤、干燥及减压除去溶剂，得粗产物直接用于下一步。

步骤5中所述反应溶剂为AcOEt与AcOH混合液，所述反应温度为10~50℃，反应时间为1~5h，化合物6与Zn用量的摩尔比为1:9~27，混合液中AcOH与AcOEt用量的体积比为1:10~20，后处理过程包括滤除不溶物，滤液用饱和NaHCO₃溶液调pH为8~9，有机相加入水，然后用1 mol/L HCl酸化，其用量与化合物6的摩尔比为1.1:1，用乙醚洗去水相中的有机杂质，水相再用饱和NaHCO₃溶液调pH为8~9，萃取、洗涤、干燥及减压除去溶剂得化合物7纯品。

步骤6中所述反应溶剂为CH₂Cl₂/H₂O混合溶剂，所述反应温度为10~40℃，所述反应时间为2~5h，所述化合物7、(Boc)₂O与无机碱（Na₂CO₃或K₂CO₃）用量的摩尔比为1:1：1~2，所述混合液中CH₂Cl₂与H₂O用量的体积比为1~5:1，所述后处理过程包括萃取、洗涤、干燥及减压除去溶剂几乎定量得卡巴他赛粗品，粗品经重结晶得到卡巴他赛纯品。

实施例1

化合物2的制备

冰浴条件下，将用CH₂Cl₂ 20 mL稀释的TrocCl 5.5 mL（40 mmol）缓慢滴加到用CH₂Cl₂ 50 mL溶解的（2R’，3S’）-苯基异丝氨酸甲酯1 7.8 g（40 mmol）、TEA 7 mL（50 mmol）溶液中，反应进行大约30 min。TLC（石油醚:AcOEt=1:1）监测反应完全。向反应液中加入H₂O，静置分层，分出有机相，水相用CH₂Cl₂萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤、无水MgSO₄干燥后减压除去溶剂，得到化合物2粗品，未经纯化直接用于下一步反应。

化合物3的制备

将上述化合物2粗品、对甲氧基苯甲醛缩二甲醇 8 g（44 mmol）和PPTs 0.1 g用无水甲苯 150 mL溶解，80℃下反应大约4 h，TLC（石油醚:AcOEt=7:3）监测反应完全。将反应液冷却至室温并减压除去溶剂，剩余物加入AcOEt和H₂O，静置分层，分出有机相，水相用AcOEt萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤、无水MgSO₄干燥后减压除去溶剂得到保护产物3粗品，未经纯化直接用于下一步反应。

化合物4的制备

将上述化合物3粗品用MeOH 100 mL溶解，向其中加入2 mol/L NaOH 30 mL，室温条件下反应大约1 h，TLC（石油醚:AcOEt=7:3）监测原料消失。减压除去MeOH，剩余物用AcOEt/H₂O溶解稀释，静置分层，分出水相并用乙醚充分洗涤至水相中不含有机杂质为止（TLC监测）。向水相中加入AcOEt并用2 M HCl调混合液pH为5-6左右。混合液静置分层，分出有机相，水相用AcOEt萃取，合并有机相并用饱和食盐水洗涤、无水MgSO₄干燥，经减压除去溶剂得到噁唑啉羧酸4纯品，白色粉末，16.1 g，三步总产率为85%。¹H NMR (400 MHz,CDCl₃) δ 7.50 – 7.29 (m, 7H), 6.97 – 6.83 (m, 2H), 6.57 (s, 1H), 5.51 (d, J =22.8 Hz, 1H), 4.98 (s, 1H), 4.79 – 4.38 (m, 2H), 3.81 (s, 3H).HRMS(FAB):calcd for C₂₀H₁₈Cl₃NO₆ (M+H⁺): 474.0278, found: 474.0272.

化合物6的制备

将4 3.54 g（7.5 mmol）、5 2.86 g（5 mmol）、DCC 2.06 g（10 mmol）和DMAP 0.3 g（2.5 mmol）用CH₂Cl₂ 60 mL溶解，室温条件下反应大约12 h，TLC（石油醚:AcOEt=7:3）监测反应完全。滤出不溶物，滤液依次用稀HCl、饱和NaHCO₃溶液、H₂O、饱和食盐水洗涤，无水MgSO₄干燥，减压除去溶剂得偶联产物6，白色固体。未经纯化直接用于下一步反应。

化合物7的制备

将上述偶联产物6 粗品、Zn粉 2.9 g（45 mmol）和AcOH 6 mL用AcOEt 60 mL溶解，室温条件下反应大约5 h，TLC（石油醚:AcOEt=7:3）监测原料几乎消失。滤出Zn粉，滤液用饱和NaHCO₃溶液调pH为8-9左右。混合液静置分层，分出有机相，向有机相中加入H₂O并用1mol/L HCl调混合液pH为5左右。混合液静置分层，分出水相并用乙醚充分洗涤至水相中不含有机杂质为止（TLC监测）。向水相中加入AcOEt并用饱和NaHCO₃溶液调pH为8-9左右。混合液静置分层，分出有机相，水相用AcOEt萃取，合并有机相并用饱和食盐水洗涤、无水MgSO₄干燥，经减压除去溶剂得到中间体7纯品，白色粉末，2.94 g，两步产率为80%。¹H NMR (400MHz, CDCl₃) δ 8.05 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.66 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.58 – 7.37(m, 6H), 7.31 (t, 1H), 6.13 (t, J = 8.7 Hz, 1H), 5.58 (d, J = 7.0 Hz, 1H),4.92 (d, J = 9.3 Hz, 1H), 4.77 (s, 1H), 4.51 (d, J = 21.6 Hz, 2H), 4.26 (d, J= 8.4 Hz, 1H), 4.18 – 4.09 (m, 2H), 3.84 (dd, J = 10.6, 6.5 Hz, 1H), 3.74 (d,J = 6.9 Hz, 1H), 3.44 (s, 3H), 3.29 (s, 3H), 2.73 – 2.61 (m, 1H), 2.22 (s,3H), 2.13 – 2.01 (m, 2H), 2.01 – 1.94 (m, 2H), 1.94 – 1.87 (m, 4H), 1.82 –1.72 (m, 1H), 1.69 (s, 3H), 1.18 (s, 6H). HRMS(FAB): calcd for C₄₀H₄₉NO₁₂(M+H⁺): 736.3333, found: 736.3326。

卡巴他赛的制备

将用CH₂Cl₂ 50 mL溶解的(Boc)₂O 0.87 g（4 mmol）加入用CH₂Cl₂/H₂O（V_CH2Cl2:V_H2O=5:1）30 mL溶解的中间体7 2.94 g（4 mmol）和K₂CO₃ 0.29 g溶液中，室温条件下反应进行大约4 h。TLC（石油醚:AcOEt=7:3）监测反应完全后向反应液中加入H₂O，静置分层，分出有机相，水相用CH₂Cl₂萃取，合并有机相并用饱和食盐水洗涤、无水MgSO₄干燥，经减压除去溶剂得粗品，用AcOEt和正己烷进行重结晶得到卡巴他赛纯品，白色结晶状粉末，2.86 g，产率：85.7%。¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 8.09 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.61 (t, J = 7.4 Hz,1H), 7.49 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.45 – 7.36 (m, 4H), 7.36 – 7.30 (m, 1H), 6.21(t, J = 8.7 Hz, 1H), 5.63 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 5.43 (d, J = 9.4 Hz, 1H), 5.27(d, J = 8.1 Hz, 1H), 4.97 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 4.80 (s, 1H), 4.62 (br, s,1H), 4.30 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 4.17 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 3.89 – 3.83 (m, 1H),3.81 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 3.45 (s, 4H), 3.30 (s, 3H), 2.76 – 2.64 (m, 1H),2.36 (s, 3H), 2.31 – 2.25 (m, 1H), 1.88 (s, 3H), 1.84 – 1.75 (m, 1H), 1.72(s, 3H), 1.65 (s, 1H), 1.36 (s, 9H), 1.21 (d, J = 3.1 Hz, 6H)。

Claims

1.一种卡巴他赛的合成方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）化合物1与TrocCl在有机碱TEA或吡啶存在下进行NH₂保护反应，得到化合物2，反应溶剂为CH₂Cl₂，反应温度为-10~18℃，反应时间为0.5~1h；化合物1、TrocCl与有机碱的摩尔比为1:1:1~2；

（2）化合物2与对甲氧基苯甲醛缩二甲醇反应得到化合物3，反应溶剂为甲苯，反应温度为80~110℃，反应时间为2~6h，使用催化剂TsOH或PPTs；化合物2、对甲氧基苯甲醛缩二甲醇与催化剂的摩尔比为1:1:0.1；

（3）化合物3水解得到化合物4，反应溶剂为甲醇，反应温度为0~30℃，反应时间为0.5~1h，化合物3与NaOH或KOH溶液进行酯水解反应，然后用盐酸进行酸化得到化合物4；

（4）化合物4与化合物5在二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶存在下进行脱水反应得到化合物6，反应溶剂为CH₂Cl₂、AcOEt或甲苯，反应温度为10~50℃，反应时间为6~12h；化合物4、化合物5、二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶的摩尔比为1~3:1:1~3:0.5；

（5）化合物6脱保护得到化合物7，化合物6在Zn/AcOH作用下进行脱保护反应，反应溶剂为AcOEt与AcOH混合液，混合液中AcOH与AcOEt的体积比为1:10~20，反应温度为10~40℃，反应时间为1~5h；化合物6与Zn用量的摩尔比为1:9~27；

（6）化合物7与(Boc)₂O在无机碱Na₂CO₃或K₂CO₃存在下反应得到卡巴他赛，反应溶剂为CH₂Cl₂/H₂O混合溶剂，CH₂Cl₂与H₂O的体积比为1~5:1，反应温度为10~40℃，反应时间为2~5h；化合物7、(Boc)₂O与无机碱Na₂CO₃或K₂CO₃的摩尔比为1:1：1~2。