阿法替尼的合成工藝改進

李文倩, 宋國強, 萬屹東, 高有軍, 馮筱晴,3*

(1. 常州大學 制藥與生命科學學院，江蘇 常州 213164; 2. 常茂生物化學工程股份有限公司，江蘇 常州 213164; 3. 南京工業(yè)大學 化工學院，江蘇 南京 210009)

·制藥技術(shù)·

阿法替尼的合成工藝改進

李文倩1, 宋國強1, 萬屹東2, 高有軍2, 馮筱晴2,3*

(1. 常州大學 制藥與生命科學學院，江蘇 常州 213164; 2. 常茂生物化學工程股份有限公司，江蘇 常州 213164; 3. 南京工業(yè)大學 化工學院，江蘇 南京 210009)

以2-氨基-4-氯苯甲酸為原料，經(jīng)環(huán)合、硝化、氯代和胺化后，采用一鍋兩步法制得關(guān)鍵中間體4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-6-硝基-7-[(S)-四氫呋喃-3-基氧基]-喹唑啉(4); 4依次經(jīng)還原、酰胺化、HWE反應合成阿法替尼，總收率55.7%，含量98%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和LC-MS確證。

阿法替尼; 藥物合成; 一鍋法; 工藝改進

目前，1的合成已有較多報道[3-12]，其主要合成路線有：(1)以2-氨基-4-氯苯甲酸(9)為原料，經(jīng)環(huán)合、硝化、氯代、胺化、磺酰化和醚化等8步反應合成1[7,13]，總收率28%。該路線存在溶劑復雜，反應路線較長，收率偏低等缺點。(2)以2-氨基-4-氟苯甲酸為原料，經(jīng)環(huán)合、硝化、氯代、胺化和醚化等7步反應合成1，總收率27%[12]。方法(2)雖然步驟減少一步，但原料價格昂貴，成本較高。因此，改進1的合成工藝改進具有較高的研究價值。

Scheme 1

本文在文獻[7,13]方法的基礎上，改進了1的合成工藝。以9為原料，經(jīng)環(huán)合、硝化、氯代和胺化后，采用一鍋兩步法制得關(guān)鍵中間體4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-6-硝基-7-[(S)-四氫呋喃-3-基氧基]-喹唑啉(4); 4依次經(jīng)還原、酰胺化、HWE反應合成1，總收率55.7%，含量98%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和LC-MS確證。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

SGW X-4B型熔點儀；ZF-20D型暗箱式紫外分析儀；BrukerAVANCE III 400M型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標)；LC-MS-2020型液質(zhì)聯(lián)用儀；LC-3000型液相色譜儀。

本研究顯示我院慢阻肺首次確診重度及以上比例約為50%，慢阻肺平均錯失早期診斷時間中位數(shù)為3年。慢阻肺患者年齡、錯失早期診斷時間與疾病嚴重程度相關(guān)，年齡越大，錯失早期診斷時間越長，疾病越嚴重。

(S)-3-羥基四氫呋喃，常茂生物化學工程股份有限公司，含量99.5%；二甲氨基乙醛亞硫酸氫鹽參考文獻[7]方法合成；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 7-氯喹唑啉-4-酮(8)的合成

在四口燒瓶中依次加入9 4.5 g(26.2 mmol)，乙酸甲脒6.8 g(65.5 mmol)和乙二醇-單醚25 mL，攪拌下回流反應2 h。冷卻至室溫，倒入冰水中，析出灰白色固體，抽濾，濾餅用水(100 mL)洗滌，真空干燥得灰白色固體8 4.5 g，收率95.7%，含量98%(HPLC，下同)，m.p.247～250 ℃;1H NMRδ: 12.33(s, 1H), 8.16(dd,J=8.7 Hz, 6.4 Hz, 1H), 8.12(s, 1H), 7.43(dd,J=10.1 Hz, 2.3 Hz, 1H), 7.37(td,J=8.7 Hz, 2.5 Hz, 1H); APCI-MSm/z: 181{[M+H]+}。

(2) 7-氯-6-硝基喹唑啉-4-酮(7)的合成

攪拌下，在四口燒瓶中加入濃硫酸5 mL，冰鹽浴冷卻至-5 ℃，緩慢加入發(fā)煙硝酸5 mL，分批加入8 3.2 g(17.8 mmol)，加畢，反應30 min；于室溫反應1 h；升溫至100 ℃反應1.5 h。冷卻至室溫，緩慢倒入冰水中，用飽和碳酸氫鈉溶液調(diào)至pH 7，析出大量淡黃色固體，抽濾，濾餅用混合溶液[V(EtOH) ∶V(H2O)=1 ∶5](3×50 mL)洗滌，真空干燥得淡黃色固體7 3.0 g，收率77.3%，含量98.3%;1H NMRδ: 12.78(s, 1H), 8.67(s, 1H), 8.30(s, 1H), 8.02(s, 1H); APCI-MSm/z: 224{[M-H]-}。

(3) 4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-7-氯-6-硝基喹唑啉(6)的合成

在四口燒瓶中加入7 2.3 g(10.2 mmol), DMF 3～4滴和二氯亞砜10 mL，攪拌下回流30 min至固體完全溶解；回流反應2.5 h。蒸除二氯亞砜，殘余物用無水二氯甲烷洗滌(3×15 mL)得淡黃色固體。加入3-氯-4-氟苯胺1.8 g(12.2 mmol)的無水1,4-二氧六環(huán)(25 mL)溶液，加畢，反應液呈黃色混濁液狀，緩慢升溫至90 ℃，反應1 h。冷卻至室溫，倒入冰水中，析出淡橘色固體，用飽和碳酸氫鈉水溶液洗至pH 7，抽濾，真空干燥得橘黃色固體6 3.5 g，收率98%，含量96%, m.p.240～243 ℃;1H NMRδ: 10.39(s, 1H), 9.39(s, 1H), 8.74(s, 1H), 8.27～7.96(m, 2H), 7.76(s, 1H), 7.47(t,J=9.0 Hz, 1H); APCI-MSm/z: 352{[M-H]-}。

(4) 4的合成

在單口燒瓶中加入(S)-3-羥基四氫呋喃1.1 g(12.1 mmol)和無水DMF 7 mL，攪拌下冷卻至0 ℃，分批加入t-BuOK 3.6 g(32.5 mmol)，加畢，反應2 h得反應液A。

在四口燒瓶中依次加入6 3.3 g(9.3 mmol)和苯亞磺酸鈉1.7 g(10.23 mmol)，攪拌下于90 ℃反應2 h得反應液B。

攪拌下，將A于50 ℃緩慢滴加至B中，反應4 h。冷卻至室溫，倒入冰水中，析出黃色固體，用1 mol·L-1鹽酸調(diào)至pH 7，抽濾，濾餅用水多次洗滌，真空干燥得黃色固體4 3.7 g，收率97.8%，含量97.7%, m.p.209～211 ℃;1H NMRδ: 10.19(s, 1H), 9.23(s, 1H), 8.68(s, 1H), 8.17(dd,J=6.8 Hz, 2.5 Hz, 1H), 7.90～7.68(m, 1H), 7.56～7.39(m, 2H), 5.46(s, 1H), 3.98(dd,J=10.6 Hz, 4.2 Hz, 1H), 3.94～3.71(m, 3H), 2.35(td,J=14.3 Hz, 8.4 Hz, 1H), 2.14～1.98(m, 1H); APCI-MSm/z: 403{[M-H]-}。

(5) 4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-6-氨基-7-[(S)-四氫呋喃-3-基氧基]-喹唑啉(3)的合成

攪拌下，在四口燒瓶中依次加入4 2.0 g(4.9 mmol), FeCl3·6H2O/C 4.0 g和乙醇15 mL，升溫至回流，加入水合肼0.63 g(12.3 mmol)，反應1 h。旋除溶劑，用少量乙醇重結(jié)晶，過濾，濾餅真空干燥得淡黃色粉末3 1.77 g，收率96.0%，含量97.0%, m.p.128～130 ℃;1H NMRδ: 9.42(s, 1H), 8.37(s, 1H), 8.19(dd,J=6.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 7.89～7.71(m, 1H), 7.50～7.27(m, 2H), 7.05(s, 1H), 5.41(s, 2H), 5.24(s, 1H), 4.05～3.85(m, 3H), 3.80(dt,J=12.9 Hz, 6.5 Hz, 1H), 2.32(td,J=14.3 Hz, 7.9 Hz, 1H), 2.19～2.06(m, 1H); APCI-MSm/z: 373{[M-H]-}。

(6) 【2-【{4-[(3-氯-4-氟苯基)-氨基]-7-[(S)-四氫呋喃-3-基)氧基]喹唑啉-6-基}氨基】-2-氧代乙基】磷酸二乙酯(2)的合成

攪拌下，在單口燒瓶中加入二乙基磷乙酸0.94 g(4.8 mmol)， DMF 3～4滴和無水二氯甲烷10 mL，冷卻至0 ℃，滴加草酰氯0.98 g(7.7 mmol)，滴畢，反應2 h。旋蒸除去溶劑得黃色油狀液體二乙基磷乙酰氯。

在50 mL單口燒瓶中加入3 1.2 g(3.2 mmol)，三乙胺0.65 g(6.4 mmol)和無水二氯甲烷10 mL，于0 ℃滴加二乙基磷乙酰氯0.82 g(3.8 mmol)的無水二氯甲烷(15 mL)溶液，反應1 h。用飽和食鹽水(3×100 mL)洗滌，有機相用無水硫酸鈉干燥，旋蒸得淡黃色固體2 1.8 g，收率91.0%，含量97.0%; m.p.185～188 ℃;1H NMRδ: 9.91(s, 1H), 9.49(s, 1H), 8.93(s, 1H), 8.52(s, 1H), 8.08(dd,J=6.9 Hz, 2.5 Hz, 1H), 7.82～7.68(m, 1H), 7.43(t,J=9.1 Hz, 1H), 7.25(s, 1H), 5.32(d,J=2.4 Hz, 1H), 4.10(d,J=7.2 Hz, 4H), 4.02(d,J=3.5 Hz, 2H), 3.95(dd,J=15.3 Hz, 7.7 Hz, 1H), 3.80(td,J=8.1 Hz, 4.9 Hz, 1H), 3.42(s, 2H), 2.34(dt,J=14.1 Hz, 7.0 Hz, 1H), 2.18(dd,J=12.5 Hz, 5.8 Hz, 1H), 1.26(t,J=7.0 Hz, 6H); APCI-MSm/z: 551{[M-H]-}。

(7) 1的合成

攪拌下，在單口燒瓶中依次加入2 1.00 g(1.8 mmol)，氯化鋰77 mg(1.8 mmol)和乙醇10 mL，冷卻至-5 ℃，依次緩慢滴加45%KOH溶液1 mL和二甲氨基乙醛亞硫酸氫鹽0.49 g(2.9 mmol)的水(5 mL)溶液，滴畢，反應1 h。加入水100 mL，析出白色固體，抽濾，真空干燥得白色固體1 0.8 g，收率90%，含量98.0%; m.p.127～130 ℃;1H NMRδ: 9.83(s, 1H), 9.46(s, 1H), 8.97(s, 1H), 8.53(s, 1H), 8.13(dd,J=6.9 Hz, 2.6 Hz, 1H), 7.80(ddd,J=9.0 Hz, 4.3 Hz, 2.7 Hz, 1H), 7.43(t,J=9.1 Hz, 1H), 7.24(s, 1H), 6.81(dt,J=15.4 Hz, 5.9 Hz, 1H), 6.60(d,J=15.6 Hz, 1H), 5.30(d,J=3.1 Hz, 1H), 4.07～3.88(m, 3H), 3.79(td,J=8.1 Hz, 5.0 Hz, 1H), 3.09(d,J=5.3 Hz, 2H), 2.35(dd,J=13.6 Hz, 6.4 Hz, 1H), 2.19(s, 6H), 2.14(d,J=6.6 Hz, 1H); APCI-MSm/z: 484{[M-H]-}。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

在6的合成中，文獻[7]采用三氯氧磷為氯代試劑、乙腈及二氧六環(huán)為溶劑，毒性大、后處理不便。我們改用二氯亞砜為氯化劑和溶劑進行氯代反應，經(jīng)減壓蒸餾后處理后與3-氯-4-氟苯胺反應，使該步反應收率提高至98%(89.6%[7])，后處理也較方便。

在4的合成中，文獻[7]先用6與苯亞磺酸鈉反應制得4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-6-硝基-7-苯磺酰基喹唑啉(5); 5在催化劑作用下，與(S)-3-羥基-四氫呋喃在多種溶劑中反應合成4。該方法存在步驟多、溶劑復雜，后處理繁瑣等缺點。我們改用一鍋法反應，4與苯亞磺酸鈉反應后不經(jīng)處理，在叔丁醇鉀作用下，直接與(S)-3-羥基-四氫呋喃反應，操作簡便，收率提高至97.8%(77%[7])。

在2的合成中，文獻[7]選擇在CDI作用下，3與二乙基磷乙酸反應合成2，收率較低，反應時間較長。我們改用草酰氯先與二乙基磷乙酸反應先制得酰氯，再與3反應合成2，收率提高至91.0%(69.8%[7])。

2.2 4的合成條件優(yōu)化

我們發(fā)現(xiàn)，用“一鍋法”合成4時，第二步反應對反應影響較大。因此，研究了溫度、催化劑種類及其用量對反應的影響，結(jié)果見表1。

表1 醚化反應條件優(yōu)化

Table 1 Optimization of reaction conditions for etherification

No.溫度/℃催化劑催化劑用量*時間/h收率/%含量/%130t-BuOK1∶3.5868.683.0240t-BuOK1∶3.5875.587.5350t-BuOK1∶3.5497.897.7450t-BuOK1∶2.5488.878.0550t-BuOK1∶4.5488.596.0650NaH1∶3.0379.394.0

*n(6) ∶n(催化劑)。

由表1可以看出，No.1～No.3為反應溫度對反應的影響，反應溫度為50 ℃時，反應效果最好(No.3)。 No.3和No.6為催化劑種類對反應的影響，選用t-BuOK作催化劑，收率和含量最高，以NaH為催化劑，雖然可以縮短反應時間，但收率較低(No.6)。 No.3～No.5為催化劑用量對反應的影響，當催化劑用量為1 ∶3.5時，反應效果最好。

綜合考慮，醚化反應的最優(yōu)條件為：t-BuOK為催化劑(1 ∶3.5)，于50 ℃反應4 h, 4收率97.8%,含量97.7%。

[1] 王允芬，宋勇. Afatinib(阿法替尼)治療非小細胞肺癌的研究進展[J].中華肺部疾病雜志,2012,05(04)：55-60.

[2] US FDA. FDA approves new treatment for a type oflatestage lung cancer[EB/OL].[2014-05-12]. http://www.fda.gov/NewsEvents/Newstroom/PressAnnouncements/ucm360499.html

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[13] 李晴晴，張慶文. 阿法替尼的合成路線圖解[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2015,46(04)：422-424.

Process Improvement on the Synthesis of Afatinib

LI Wen-qian1, SONG Guo-qiang1, WAN Yi-dong2,GAO You-jun2, FENG Xiao-qing2,3*

(1. School of Pharmaceutical Engineering and Life Sciences, Changzhou University, Changzhou 213164, China;2. Changmao Biochemical Engineering Company Ltd., Changzhou 213034, China;3. College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 210009, China)

The key intermediate, 4-[(3-Chloro-4-fluorophenyl)amino]-6-nitro-7-[(S)-tetrahydrofuran-3-yloxy]quinazolin(4), was prepared from 2-amino-4-chlorobenzoic acid by cyclization, nitrification, chlorine generation and amination, then a “one-pot” process. Afatinib with total yield of 55.7% and purity of 98% was synthesized by reduction, amidation and HWE from 4. The structure was confirmed by1H NMR and LC-MS.

Afatinib; drug synthesis; one-pot method; process improvement

2016-10-09;

2016-12-07

江蘇省博士后科研資助計劃(1501128B)

李文倩(1991-)，女，漢族，江蘇常州人，碩士研究生，主要從事藥物合成工藝的研究。 E-mail: 374191893@qq.com

馮筱晴，講師， E-mail: fxqfw@163.com

R914.5; O623.7

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.02.16253