CN105732641A - 一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）以2,4二氯7H吡咯[2,3D]嘧啶为原料，在碱作用下，与卤代苄进行反应制备得到化合物Ⅱ；（2）(3R,4R)N,4二甲基1(苯基甲基)3哌啶胺盐酸盐与7苄基2,4二氯7H吡咯[2,3D]嘧啶在碱作用下反应制备得到化合物Ⅳ；（3）步骤（2）得到的化合物Ⅳ在金属催化剂作用下催化氢化反应得化合物Ⅴ；（4）步骤（3）得到的化合物Ⅴ在缩合剂作用下与氰基乙酸进行耦合对接得到化合物Ⅵ；（5）步骤（4）得到的化合物Ⅵ与柠檬酸成盐制备得到托法替尼。该方法合成路线简短，各步反应工艺操作简便，溶剂均可回收套用，污染小，适合于规模化工业生产。

Description

一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法

技术领域

本发明涉及药物合成技术领域，具体是一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法。

背景技术

托法替尼，Tofacitnib，中文化学名为3-{(3R,4R)-4- 甲基-3-[ 甲基(7H- 吡咯并[2,3-d] 嘧啶-4- 基) 氨基] 哌啶-1- 基}-3- 氧代丙腈枸橼酸盐；CAS登记号：1193037-88-0。托法替尼是由美国辉瑞公司（Pfizer）研发的一种Janus 激酶(JAKs) 抑制剂。美国食品药品管理局(FDA) 于2012 年11 月6 日，批准枸橼酸托法替尼（Xeljanz）上市，用于对氨甲喋呤治疗应答不充分或不耐受的中度至重度活动性类风湿性关节炎（RA）成人患者的治疗，是一种新型口服JAK 抑制剂。结构式如下：

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类风湿关节炎是一种常见的系统性自身免疫性疾病，特点是慢性渐进性非化脓型炎症，主要影响滑膜关节，终致关节的软骨、韧带、肌腱等各种组织以及多脏器损害。如果不对这种炎症过程适当抑制，将会出现关节畸形，从而导致显著功能性残疾并逐渐丧失工作能力。

JAK 家族成员( 如JAK1，JAK2，JAK3 ) 是多种细胞因子( IL-2，-4，-6，-7，-9，-15，-21) 信号转导通路中的关键激酶，对T 细胞生长、激活和稳态调节等多种功能十分重要。托法替尼（tofacitinib）对JAK3 的抑制强度是对JAK1 及JAK2 的5 ～ 100 倍。托法替尼是开发用于类风湿性关节炎治疗的首创药物，在炎症、自身免疫性疾病、造血障碍及移植排斥反应等多种疾病中起重要作用。

托法替尼原研发企业Pfizer 公司在专利WO2007012953报道了托法替尼的合成方法，具体合成路线如下：

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该路线以3- 胺基-4- 甲基吡啶为原料，经胺基酯化保护，铑催化还原吡啶环，还原胺化上苄基保护，四氢铝锂还原，应用二对甲苯酰酒石酸拆分对映体，与4- 氯吡咯并嘧啶对接耦合，最后酰化得到托法替尼。该工艺合成路线长，应用到铑催化剂等昂贵试剂，生产成本高，而且四氢铝锂等高危险性试剂亦不适合大规模生产。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，该方法合成路线简短，各步反应工艺操作简便，溶剂均可回收套用，污染小，适合于规模化工业生产。

本发明采用的技术方案是：一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶（化合物Ⅰ）溶解在溶剂中，在碱作用下，与卤代苄进行反应制备得到化合物Ⅱ；其中，各反应物料的摩尔比为2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶：卤代苄：碱试剂=1:1.2:1.5～1:3:3，优选的，所述卤代苄为氯苄或溴苄；所述碱试剂为碳酸钾、N，N-二异丙基乙胺、三乙胺或哌啶；所述反应温度为30 - 100℃；所述溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯或DMSO。

（2）(3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐（化合物Ⅲ）与步骤（1）得到的化合物Ⅱ在碱作用下反应制备得到化合物Ⅳ粗品，然后将化合物Ⅳ粗品通过结晶精制得到化合物Ⅳ；其中，各反应物料的摩尔比为(3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐：化合物Ⅱ：碱试剂=1:1.1:1.5～1:2:2.5，优选的，所述碱试剂为碳酸钾、哌啶或N，N-二异丙基乙胺；所述反应温度为50 - 120℃；所述反应溶剂为乙二醇、乙醇/水或DMSO；所述精制溶剂为乙酸乙酯和正己烷的混合溶剂。

（3）将步骤（2）得到的化合物Ⅳ置于醇类溶剂中，在金属催化剂作用下发生催化氢化反应，反应完毕后，抽滤，回收金属催化剂，滤液减压浓缩至干，打浆，得化合物Ⅴ；其中，金属催化剂与化合物Ⅳ的质量比为0.05:1～0.2:1，优选的，所述金属催化剂为钯/碳、氢氧化钯/碳；所述反应温度为25 - 50℃；所述醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。

（4）步骤（3）得到的化合物Ⅴ溶于有机溶剂中，在缩合剂作用下与氰基乙酸进行耦合对接得到化合物Ⅵ；其中，各反应物料的摩尔比为化合物Ⅴ：氰乙酸：缩合剂=1:1.05:1.2～1:2.5:2。优选的，所述缩合剂为N,N-羰基二咪唑、二环己基碳二亚胺/ 1-羟基苯并三唑或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐/ 1-羟基苯并三唑；所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃。

（5）步骤（4）得到的化合物Ⅵ与柠檬酸进行成盐反应，降温搅拌析出固体后，抽滤烘干得到托法替尼粗品，然后将托法替尼粗品通过结晶精制得到托法替尼；其中，化合物Ⅵ与柠檬酸的摩尔比为1:1.05～1:1.5。优选的，成盐反应溶剂为丙酮/水或四氢呋喃/水，精制溶剂为乙醇/水或异丙醇/水。

上述步骤的合成路线如下：

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本发明的优点：本发明提供的制备方法以 (3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐为起始原料，与苄基保护的2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶进行耦合对接，有效地减少了结构中活泼位点发生的副反应，减少了杂质的生成，再经还原脱苄、对接、成盐反应得到托法替尼。合成路线简短，各中间体纯度易于控制，利于控制杂质含量；各步反应工艺操作简便，溶剂均可回收套用，污染小，适合于规模化工业生产。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1：

（1）化合物Ⅱ的制备：

在反应瓶中加入190g 2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶、280g碳酸钾，1000mL乙腈，搅拌，加热至45℃，然后滴加250g溴苄；滴毕，升温至80℃反应，TLC监测反应。反应完毕，冷却至室温，蒸除大部分溶剂，加入1000mL水和2000mL乙酸乙酯，搅拌，静置分液，水层用800mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，减压浓缩至干，加入800mL甲基叔丁基醚打浆，得255g固体产品化合物Ⅱ。

（2）化合物Ⅳ的制备：

向反应瓶中加入200g (3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐、210g 7-苄基-2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶（化合物Ⅱ）、160g碳酸钾、500mL乙醇和1000mL水，搅拌升至回流，TLC监测反应。反应完全后，降至30℃以下，加入2000mL乙酸乙酯，搅拌，抽滤，用200mL乙酸乙酯洗涤滤饼，水层再用1000mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得295g油状物粗品，向粗品中加入300mL乙酸乙酯和900mL正己烷,溶清，降温至-10℃保温过夜，固体析出，抽滤，烘干，得280g白色固体产品化合物Ⅳ。

（3）化合物Ⅴ的制备：

向反应瓶中加入230g化合物Ⅳ、23g钯/碳催化剂和500mL乙醇，氮气置换3次，在35～45℃下通氢气反应，TLC监测反应。反应完全后，降至室温，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，回收钯/碳催化剂，滤液减压浓缩至干，得123g泡沫状类固体，加入300mL异丙醚打浆，得115g固体产品化合物Ⅴ。

（4）化合物Ⅵ的制备：

向反应瓶中加入100g化合物Ⅴ、600mL二氯甲烷，降温至0～5℃，加入42g氰乙酸、98gN,N-羰基二咪唑，搅拌反应,TLC监测反应；反应完全后，加入水，搅拌，抽滤，二氯甲烷洗涤滤饼，静置分液，向有机相中加入300mL水，滴加浓盐酸，调节pH=5～6℃，静置分液，水层用300mL二氯甲烷反提，水相用碳酸钾调节pH=10～11,用300mL二氯甲烷萃取，合并有机相，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得114g浅黄泡沫状固体，加入450mL甲基叔丁基醚打浆，得105g白色固体产品化合物Ⅵ。

（5）托法替尼的制备：

在反应瓶中加入100g化合物Ⅵ、800mL丙酮、160mL水，搅拌，加热溶清，加入62g柠檬酸，搅拌,降温0～5℃，搅拌，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，烘干得145g白色固体。取145g白色固体置于反应瓶中，加入500mL异丙醇与纯化水混合液（体积比4:1），加热溶清，降温至0～-5℃，搅拌析晶，抽滤，乙醇洗涤滤饼，烘干得130g白色固体产品托法替尼，HPLC纯度≥99%。

实施例2：

（1）化合物Ⅱ的制备：

在反应瓶中加入150g 2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶、205gN，N-二异丙基乙胺，600mLN,N-二甲基甲酰胺，搅拌，加热至45℃，然后滴加152g氯苄；滴毕，升温至90℃反应，TLC监测反应。反应完毕，冷却至室温，加入1000mL水和1500mL乙酸乙酯，搅拌，静置分液，水层用1000mL乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，减压浓缩至干，加入600mL异丙醚打浆，得204g固体产品化合物Ⅱ。

（2）化合物Ⅳ的制备：

向反应瓶中加入160g (3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐、168g 7-苄基-2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶、93g哌啶、500mL乙二醇，搅拌升至回流，TLC监测反应。反应完全后，降至30℃以下，加入1000mL水和800mL乙酸乙酯，搅拌，静置分液，水层用500mL乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得236g油状物粗品，向粗品中加入200mL乙酸乙酯和600mL正己烷，溶清，降温至-10℃保温过夜，固体析出，抽滤，烘干，得224g白色固体产品化合物Ⅳ。

（3）化合物Ⅴ的制备：

向反应瓶中加入180g化合物Ⅳ、18g氢氧化钯/碳催化剂和500mL甲醇，氮气置换3次，在35～45℃下通氢气反应，TLC监测反应。反应完全后，降至室温，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，回收氢氧化钯/碳催化剂，滤液减压浓缩至干，得98g泡沫状类固体，加入260mL异丙醚打浆，得91g固体产品化合物Ⅴ。

（4）化合物Ⅵ的制备：

向反应瓶中加入80g化合物Ⅴ、500mL甲苯，降温至0～5℃，加入33g氰乙酸、93g二环己基碳二亚胺，45g 1-羟基苯并三唑，搅拌反应,TLC监测反应；反应完全后，加入水，搅拌，抽滤，甲苯洗涤滤饼，静置分液，向有机相中加入200mL水，滴加浓盐酸，调节pH=5～6℃，静置分液，水层用200mL甲苯反提，水相用碳酸钾调节pH=10～11，用200mL甲苯萃取，合并有机相，水洗,无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得91g浅黄泡沫状固体，加入350mL乙醚打浆，得84g白色固体产品化合物Ⅵ。

（5） 托法替尼的制备：

在反应瓶中加入80g化合物Ⅵ、600mL四氢呋喃、120mL水，搅拌，加热溶清，加入49g柠檬酸，搅拌，降温0～5℃，搅拌，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，烘干得118g白色固体。取118g白色固体置于反应瓶中，加入300mL异丙醇与纯化水混合液（体积比4:1），加热溶清，降温至0～-5℃，搅拌析晶，抽滤，乙醇洗涤滤饼，烘干得105g白色固体产品托法替尼，HPLC纯度≥99%。

实施例3：

（1）化合物Ⅱ的制备：

在反应瓶中加入190g 2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶、153g三乙胺，1000mLDMSO，搅拌，加热至45℃，然后滴加207g溴苄；滴毕，升温至80℃反应，TLC监测反应。反应完毕，冷却至室温，蒸除大部分溶剂，加入1000mL水和2000mL乙酸乙酯，搅拌，静置分液，水层用800mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，减压浓缩至干，加入800mL甲基叔丁基醚打浆，得250g固体产品化合物Ⅱ。

（2）化合物Ⅳ的制备：

向反应瓶中加入200g (3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐、230g 7-苄基-2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶（化合物Ⅱ）、133gN，N-二异丙基乙胺、500mL乙醇和1000mL水，搅拌升至回流，TLC监测反应。反应完全后，降至30℃以下，加入2000mL乙酸乙酯，搅拌，抽滤，用200mL乙酸乙酯洗涤滤饼，水层再用1000mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得290g油状物粗品，向粗品中加入300mL乙酸乙酯和900mL正己烷,溶清，降温至-10℃保温过夜，固体析出，抽滤，烘干，得275g白色固体产品化合物Ⅳ。

（3）化合物Ⅴ的制备：

向反应瓶中加入230g化合物Ⅳ、11.5g钯/碳催化剂和500mL乙醇，氮气置换3次，在35～45℃下通氢气反应，TLC监测反应。反应完全后，降至室温，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，回收钯/碳催化剂，滤液减压浓缩至干，得120g泡沫状类固体，加入300mL异丙醚打浆，得110g固体产品化合物Ⅴ。

（4）化合物Ⅵ的制备：

向反应瓶中加入100g化合物Ⅴ、600mL二氯甲烷，降温至0～5℃，加入37g氰乙酸、80gN,N-羰基二咪唑，搅拌反应,TLC监测反应；反应完全后，加入水，搅拌，抽滤，二氯甲烷洗涤滤饼，静置分液，向有机相中加入300mL水，滴加浓盐酸，调节pH=5～6℃，静置分液，水层用300mL二氯甲烷反提，水相用碳酸钾调节pH=10～11,用300mL二氯甲烷萃取，合并有机相，水洗，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得112g浅黄泡沫状固体，加入450mL甲基叔丁基醚打浆，得103g白色固体产品化合物Ⅵ。

（5）托法替尼的制备：

在反应瓶中加入100g化合物Ⅵ、800mL丙酮、160mL水，搅拌，加热溶清，加入74g柠檬酸，搅拌,降温0～5℃，搅拌，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，烘干得143g白色固体。取143g白色固体置于反应瓶中，加入500mL异丙醇与纯化水混合液（体积比4:1），加热溶清，降温至0～-5℃，搅拌析晶，抽滤，乙醇洗涤滤饼，烘干得128g白色固体产品托法替尼，HPLC纯度≥99%。

实施例4：

（1）化合物Ⅱ的制备：

在反应瓶中加入150g 2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶、310gN，N-二异丙基乙胺，600mLN,N-二甲基甲酰胺，搅拌，加热至45℃，然后滴加304g氯苄；滴毕，升温至90℃反应，TLC监测反应。反应完毕，冷却至室温，加入1000mL水和1500mL乙酸乙酯，搅拌，静置分液，水层用1000mL乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，减压浓缩至干，加入600mL异丙醚打浆，得200g固体产品化合物Ⅱ。

（2）化合物Ⅳ的制备：

向反应瓶中加入160g (3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐、306g 7-苄基-2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶、117g哌啶、500mL乙二醇，搅拌升至回流，TLC监测反应。反应完全后，降至30℃以下，加入1000mL水和800mL乙酸乙酯，搅拌，静置分液，水层用500mL乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得235g油状物粗品，向粗品中加入200mL乙酸乙酯和600mL正己烷，溶清，降温至-10℃保温过夜，固体析出，抽滤，烘干，得220g白色固体产品化合物Ⅳ。

（3）化合物Ⅴ的制备：

向反应瓶中加入180g化合物Ⅳ、36g氢氧化钯/碳催化剂和500mL甲醇，氮气置换3次，在35～45℃下通氢气反应，TLC监测反应。反应完全后，降至室温，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，回收氢氧化钯/碳催化剂，滤液减压浓缩至干，得96g泡沫状类固体，加入260mL异丙醚打浆，得90g固体产品化合物Ⅴ。

（4）化合物Ⅵ的制备：

向反应瓶中加入80g化合物Ⅴ、500mL甲苯，降温至0～5℃，加入69g氰乙酸、80g二环己基碳二亚胺，35g 1-羟基苯并三唑，搅拌反应,TLC监测反应；反应完全后，加入水，搅拌，抽滤，甲苯洗涤滤饼，静置分液，向有机相中加入200mL水，滴加浓盐酸，调节pH=5～6℃，静置分液，水层用200mL甲苯反提，水相用碳酸钾调节pH=10～11，用200mL甲苯萃取，合并有机相，水洗,无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至干得90g浅黄泡沫状固体，加入350mL乙醚打浆，得82g白色固体产品化合物Ⅵ。

（5） 托法替尼的制备：

在反应瓶中加入80g化合物Ⅵ、600mL四氢呋喃、120mL水，搅拌，加热溶清，加入74g柠檬酸，搅拌，降温0～5℃，搅拌，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，烘干得115g白色固体。取115g白色固体置于反应瓶中，加入300mL异丙醇与纯化水混合液（体积比4:1），加热溶清，降温至0～-5℃，搅拌析晶，抽滤，乙醇洗涤滤饼，烘干得100g白色固体产品托法替尼，HPLC纯度≥99%。

Claims (10)

1.一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将原料2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶溶解在溶剂中，在碱作用下，与卤代苄进行反应制备得到化合物Ⅱ；

（2）(3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐与步骤（1）得到的化合物Ⅱ在碱作用下反应制备得到化合物Ⅳ粗品，然后将化合物Ⅳ粗品通过结晶精制得到化合物Ⅳ；

（3）将步骤（2）得到的化合物Ⅳ置于醇类溶剂中，在金属催化剂作用下发生催化氢化反应，反应完毕后，抽滤，回收金属催化剂，滤液减压浓缩至干，打浆，得化合物Ⅴ；

（4）步骤（3）得到的化合物Ⅴ溶于有机溶剂中，在缩合剂作用下与氰基乙酸进行耦合对接得到化合物Ⅵ；

（5）步骤（4）得到的化合物Ⅵ与柠檬酸进行成盐反应，降温搅拌析出固体后，抽滤烘干得到托法替尼粗品，然后将托法替尼粗品通过结晶精制得到托法替尼。

2.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述卤代苄为氯苄或溴苄；所述碱试剂为碳酸钾、N，N-二异丙基乙胺、三乙胺或哌啶；所述反应温度为30 - 100℃；所述溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯或DMSO，其中，各反应物料的摩尔比为2,4-二氯-7H吡咯[2,3-D]嘧啶：卤代苄：碱试剂=1:1.2:1.5～1:3:3。

3.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述碱试剂为碳酸钾、哌啶或N，N-二异丙基乙胺；所述反应温度为50 - 120℃；所述反应溶剂为乙二醇、乙醇/水或DMSO；所述精制溶剂为乙酸乙酯和正己烷的混合溶剂。

4.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（2）中各反应物料的摩尔比为(3R,4R)-N,4-二甲基-1-(苯基甲基)-3-哌啶胺盐酸盐：化合物Ⅱ：碱试剂=1:1.1:1.5～1:2:2.5。

5.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述金属催化剂为钯/碳、氢氧化钯/碳；所述反应温度为25 - 50℃；所述醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。

6.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（3）中金属催化剂与化合物Ⅳ的质量比为0.05:1～0.2:1。

7.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述缩合剂为N,N-羰基二咪唑、二环己基碳二亚胺/ 1-羟基苯并三唑或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐/ 1-羟基苯并三唑；所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃。

8.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（4）中各反应物料的摩尔比为化合物Ⅴ：氰乙酸：缩合剂=1:1.05:1.2～1:2.5:2.5。

9.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（5）中成盐反应溶剂为丙酮/水或四氢呋喃/水，所述精制溶剂为乙醇/水或异丙醇/水。

10.根据权利要求1所述的一种JAKs抑制剂药物托法替尼的制备方法，其特征在于，步骤（5）中化合物Ⅵ与柠檬酸的摩尔比为1:1.05～1:1.5。