氘代AZD9291的合成

康芳圓， 龐學(xué)海， 王穎偉， 陳元偉

(1. 中國科學(xué)院 成都有機(jī)化學(xué)研究所，四川 成都　610041； 2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京　100049；

3. 四川大學(xué) 生物治療國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都　610041)

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氘代AZD9291的合成

康芳圓1,2， 龐學(xué)海1,2， 王穎偉1,2， 陳元偉1,3*

(1. 中國科學(xué)院 成都有機(jī)化學(xué)研究所，四川 成都610041； 2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049；

3. 四川大學(xué) 生物治療國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都610041)

摘要：吲哚和2，4-二氯嘧啶經(jīng)偶聯(lián)反應(yīng)制得3-(2-氯嘧啶-4-基)-1H-吲哚(1)； 1與CD3I 經(jīng)取代反應(yīng)制得3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-(甲基-d3)-吲哚(2)； 2經(jīng)兩步親核取代反應(yīng)制得N′-(2-二甲基氨基乙基)-2-甲氧基-N′-甲基-N-{4-[1-(甲基-d3)吲哚-3-基]嘧啶-2-基}-5-硝基苯-1,4-二胺(4)； 4經(jīng)還原后，與氯丙酰氯發(fā)生縮合反應(yīng)合成了氘代AZD9291，總收率8.5%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR, (13)C NMR和ESI-MS表征。

關(guān)鍵詞：AZD9291； 表皮生長因子受體； 氘代藥物； 藥物合成

氘為氫在自然界中的一種穩(wěn)定形態(tài)的非放射性同位素[1]。由于氘具有比氫更大的原子質(zhì)量使得C-D鍵比C-H鍵更加穩(wěn)定[2]。將藥物分子中的氫用氘取代后，可能封閉代謝位點(diǎn)，減少有毒代謝物的生成，并延長藥物半衰期，降低單次給藥劑量，同時(shí)不影響藥理活性[3]。目前,氘代策略被廣泛應(yīng)用于藥物研究中，如CTP-354， CTP-449， SD-254及SD-809等多個(gè)氘代實(shí)體化合物已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[4-5]。

AZD9291(Chart 1)是一種口服強(qiáng)效第三代不可逆EGFR選擇性抑制劑，可作用于激活的EGFR和抵抗性突變的EGFR(T790M)[6]，在非小細(xì)胞肺癌的治療中已進(jìn)入臨床二期實(shí)驗(yàn)。臨床驗(yàn)顯示：AZD9291對L858R/T790M突變抑制比野生型EGFR強(qiáng)200倍[7]。AZD9291進(jìn)入體內(nèi)后，經(jīng)代謝失去吲哚1-位的甲基，從而改變了原有的生物活性[8]。

Scheme 1

本研究基于臨床藥物AZD9291在體內(nèi)的代謝特征，將吲哚位的甲基替換為氘代甲基，設(shè)計(jì)出新型的氘代AZD9291(6)，以提高藥物的代謝穩(wěn)定性和藥物活性。

本文在文獻(xiàn)[8]方法的基礎(chǔ)上，改進(jìn)其合成路線。以吲哚和2，4-二氯嘧啶為起始原料，經(jīng)偶聯(lián)反應(yīng)制得3-(2-氯嘧啶-4-基)-1H-吲哚(1)； 1與氘代碘甲烷經(jīng)取代反應(yīng)制得3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-(甲基-d3)-吲哚(2)； 2與2-甲氧基-4-氟-5-硝基苯胺經(jīng)取代反應(yīng)制得N-(4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯基)-4[(1-甲基-d3)吲哚-3基]嘧啶-2-胺(3)； 3與N,N,N-三甲基乙基-1,2-二胺經(jīng)取代反應(yīng)制得N′-(2-二甲基氨基乙基)-2-甲氧基-N′-甲基-N-{[4-(1-(甲基-d3)吲哚-3-基]嘧啶-2-基}-5-硝基苯-1,4-二胺(4)；以鐵和醋酸為還原體系，4經(jīng)還原反應(yīng)制得N′-(2二甲基氨基乙基)-5-甲氧基-N′-甲基-N-{[4-(1-(甲基-d3)吲哚-3-基)]嘧啶-2-基}苯-1, 2, 4-三胺(5)； 5與丙烯酸經(jīng)縮合反應(yīng)合成了6(Scheme 1)，總收率8.5%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和ESI-MS表征。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

Bruker AV 400型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Agilent 12200-6120型LC-MS儀[C18柱(50 mm×4.6 mm×3.5 μm)]； AB SciEX QTRAP 4500型質(zhì)譜儀；艾杰爾分離純化制備色譜儀。

2-甲氧基-4-氟-5-硝基苯胺按文獻(xiàn)[8]方法合成；其余所用試劑均為分析純。

1.2合成

(1) 1的合成

在反應(yīng)瓶中加入吲哚 7.97 g(68.3 mmol)和1, 2-二氯乙烷(DCE)250 mL，攪拌使其溶解；冰水浴冷卻，氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢滴加3 mol·L-1甲基溴化鎂的乙醚溶液22.68 mL，滴畢,反應(yīng)15 min。加入2，4-二氯嘧啶15 g(100.69 mmol)，于室溫反應(yīng)16 h。加入甲醇25 mL猝滅反應(yīng);抽濾，濾液濃縮后用混合溶劑[A=V(二氯甲烷) ∶V(甲醇)=3 ∶1]打漿，抽濾，濾餅用A洗滌，干燥得黃色固體1 6.2 g，產(chǎn)率39.7%；1H NMRδ: 12.10(s, 1H), 8.53(dd,J=4.2 Hz, 2.8 Hz, 2H), 8.45～8.38(m, 1H), 7.92(d,J=5.5 Hz, 1H), 7.55～7.45(m, 1H), 7.30～7.16(m, 2H)； ESI-MSm/z： 230{[M+H]+}。

(2) 2的合成

在反應(yīng)瓶中加入1 2 g(8.73 mmol)和DMF 10 mL，攪拌使其溶解；冰水浴冷卻下分批次加入NaH 313 mg，加畢，反應(yīng)15 min。加入CD3I 1.8 g(13.1 mmol)，反應(yīng)3 h。緩慢滴加水10 mL，滴畢，反應(yīng)30 min。析出固體，抽濾，濾餅用水洗滌，干燥得淡黃色固體2 1.9 g，產(chǎn)率89.5%；1H NMRδ： 8.53(d,J=5.5 Hz, 1H), 8.50(s, 1H), 8.45～8.37(m, 1H), 7.82(d,J= 5.5 Hz, 1H), 7.58(d,J= 7.3 Hz, 1H), 7.33～7.27(m, 2H)； ESI-MSm/z： 247{[M+H]+}。

(3) 3的合成

在反應(yīng)瓶中加入2 800 mg(3.26 mmol)， 2-甲氧基-4-氟-5-硝基苯胺609 mg(3.26 mmol)， TsOH 672 mg和2-戊醇17 mL，攪拌下于105 ℃反應(yīng)2 h。冷卻，抽濾，濾餅用2-戊醇洗滌；合并濾液和洗液，蒸除溶劑后用乙腈打漿；抽濾，濾餅干燥得黃色固體3 1.2 g，產(chǎn)率89%；1H NMRδ： 8.88(d,J=7.9 Hz, 1H), 8.59(s, 1H), 8.34(d,J=6.1 Hz, 1H), 8.29(s, 1H), 7.58(d,J=8.2 Hz, 1H), 7.49(d,J=4.8 Hz, 1H), 7.46(s, 1H), 7.41(d,J=6.1 Hz, 1H), 7.30(t,J=7.4 Hz, 1H), 7.16～7.10(m, 2H), 4.01(s, 3H)； ESI-MSm/z： 397.2{[M+H]+}。

(4) 4的合成

在反應(yīng)瓶中加入3 650 mg(7.57 mmol)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)6.5 mL，攪拌使其溶解；加入N,N-二異丙基乙胺(DIPEA)1.13 g(9.84 mmol)和N,N,N-三甲基乙基-1,2-二胺918 mg(9.08 mmol)，于85 ℃反應(yīng)5～6 h。冷卻至室溫，加水6.5 mL，析出固體；抽濾，濾餅干燥得橘紅色固體7 3 g，產(chǎn)率96%；1H NMRδ： 8.61(s, 1H), 8.32(d,J=7.8 Hz, 3H), 8.11(s, 1H), 7.52(d,J=8.1 Hz, 1H), 7.30～7.17(m, 2H), 7.11(t,J=7.5 Hz, 1H), 6.85(s, 1H), 3.96(s, 3H), 3.29～3.23(m, 2H), 2.86(s, 3H), 2.50～2.46(m, 2H), 2.16(s, 6H)； ESI-MSm/z： 479.2{[M+H]+}。

(5) 5的合成

將4 200 mg(0.478 mmol)溶于混合溶劑[V(DCM) ∶V(MeOH)=3 ∶1]10 mL中，加入鐵粉1 g和冰醋酸4 mL，攪拌下于55 ℃反應(yīng)2～4 h。過濾，濾液濃縮至干，殘余物用飽和NaHCO3溶液調(diào)pH至堿性。用乙酸乙酯(3×20 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鈉干燥，濃縮至干后用混合溶劑[V(EA) ∶V(PE)=1∶1]14 mL溶解打漿；抽濾，濾餅干燥得淡褐色固體5 160 mg，產(chǎn)率85.4%； ESI-MSm/z： 449.3{[M+H]+}。

(6) 6的合成

在反應(yīng)瓶中加入丙烯酸48 mg(0.668 mmol)和DCM 15 mL，攪拌使其溶解；冰水浴冷卻下緩慢滴加氯化亞砜83.53 mg，滴畢，于室溫反應(yīng)1 h。加入5 150 mg(0.33 mmol)和DIPEA 127 mg，于35 ℃反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。加水10 mL，用二氯甲烷(3×10 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鈉干燥，濃縮后經(jīng)C18柱層析[梯度洗脫劑：V(乙腈) ∶V(水)=1 ∶20～4 ∶5， 5‰NH4HCO3] 純化得6 55 mg，產(chǎn)率32.7%；1H NMRδ： 10.22(s, 1H), 9.13(s, 1H), 8.68(s, 1H), 8.33(d,J=5.3 Hz, 1H), 8.25(d,J=7.9 Hz, 1H), 7.91(s, 1H), 7.53(d,J=8.2 Hz, 1H), 7.24(s, 1H), 7.23(s, 1H), 7.15(t,J=7.5 Hz, 1H), 7.04(s, 1H), 6.44(m, 1H), 6.27(dd,J=16.9 Hz, 1.8 Hz, 1H), 5.78(dd,J=10.2 Hz, 1.9 Hz, 1H), 3.92(s, 3H), 2.84～2.94(m, 2H), 2.72(s, 3H), 2.27～2.34(m, 2H), 2.22(s, 6H)；13C NMRδ： 162.38, 161.60, 159.86, 157.68, 146.01, 137.67, 137.46, 133.80, 132.38, 127.63, 126.08, 125.41, 125.30, 121.93, 121.31, 120.83, 112.40, 110.50, 107.09, 105.28, 56.84, 55.98, 55.71, 45.12, 42.67; ESI-MSm/z： 503.3{[M+H]+}。

2結(jié)果與討論

在合成6的6步反應(yīng)中，由于分子本身的特征，中間體溶解度較差，對反應(yīng)和純化都造成了困擾。文獻(xiàn)[8]方法多次使用正相和反相柱層析純化處理，操作繁瑣。本方法對其進(jìn)行了優(yōu)化：(1)在1的合成中，使用了二氯甲烷和甲醇的混合溶劑打漿，無需柱層析即可得1； (2)在2的后處理中，直接用水洗滌即可，避免了文獻(xiàn)[8]方法的柱層析；(3)在5的合成中，采用鐵粉和醋酸作為還原體系，減少了反應(yīng)副產(chǎn)物的生成；粗產(chǎn)品直接用乙酸乙酯和石油醚的混合溶劑打漿純化，操作簡便；(4)在6的合成中，文獻(xiàn)[8]方法需兩步反應(yīng)。本研究通過自制的丙烯酰氯，一鍋法合成即可得到，減少了合成步驟；(5)總收率8.5%,與文獻(xiàn)[8]方法(5.43%)相比，總收率提高了3.06%。

本文的改進(jìn)合成方法具有步驟少，操作簡便可行等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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《合成化學(xué)》編輯部

Synthesis of Deuterated AZD9291

KANG Fang-yuan1,2,PANG Xue-hai1,2,WANG Ying-wei1,2,CHEN Yuan-wei1,3*

(1. Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China;2. University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China;3. State Key Labboratory of Biotheraphy, Sichuan Univeristy, Chengdu 610041, China )

Abstract：The synthesis of deuterated AZD9291 was reported. 3-(2-Chloropyrimidin-4-yl)-1H- indole(1) was prepared by coupling reaction of indole with 2,4-dichloropyrimidine. 3-(2-Chloropyrimidin-4-yl)-1-(methyl-d3)-lindole(2) was obtained by substitution reaction of 1 with iodomethane-d3. N′-(2-dimethylaminoethyl)-2-methoxy-N′-methyl-N-{[4-(1- methyl-d3)indol-3-yl]pyrimidin-2-yl}benzene-1,2,4-triamine(4) was obtained by two substitution reactions from 2. Then deuterated AZD9291 in total yield of 8.5% was synthesized by condensation reaction following the reduction 4. The structure was confirmed by1H NMR, (13)C NMR and ESI-MS.

Keywords：AZD9291; EGFR; deuterated drug; drug synthesis

中圖分類號：O626.41； R914.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2016.03.15155

作者簡介：康芳圓(1989-)，男，漢族，重慶人，碩士研究生，主要從事藥物合成及化合物的生物活性研究。 E-mail: kanggege158@163.com

收稿日期：2015-04-15;

修訂日期：2016-01-26

通信聯(lián)系人： 陳元偉，教授， E-mial: yuanwei.chen@yahoo.com

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