Trk激酶抑制劑關(guān)鍵中間體的合成工藝改進

張丹君，許亞文，謝蓉蓉，強浩，李政

(1.廣東藥科大學(xué)藥學(xué)院，廣東 廣州 510006； 2.南京天際聯(lián)盟醫(yī)藥科技有限公司，江蘇 南京 210000)

當(dāng)前，癌癥作為中國居民的首要致死病因，其發(fā)病率和死亡率逐年增高，已成為嚴重威脅中國居民健康和社會發(fā)展的重要公共衛(wèi)生問題[1]。因此，腫瘤的控制與治療尤為重要，其中靶向抗腫瘤藥物的研發(fā)是近年來的熱門方向[2-4]。原肌球蛋白相關(guān)激酶(tropomyosin-related kinase，Trk)是一類神經(jīng)生長因子受體，與細胞增殖、分化、代謝、凋亡等密切相關(guān)，近年來，研究發(fā)現(xiàn)Tkr激酶抑制劑能有效抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展，因此，以Trk激酶為靶點進行抗腫瘤藥物的研發(fā)是該領(lǐng)域的研究熱點[5-7]。Trk激酶抑制劑中多數(shù)含有氨基吡唑并嘧啶母核，該母核的合成需要使用關(guān)鍵中間體3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑(6)，如用于合成2-氨基-5-[(2S，4S)-2-(2，5-二氟苯基)-4-羥基吡咯-1-基]-吡唑并[1，5-a]嘧啶-3-甲腈(1)、2-氨基-5-[(2R，4S)-2-(2，5-二氟苯基)-4-氟吡啉-1-基]-吡唑并[1，5-a]嘧啶-3-羧酰胺(2)等Trk激酶抑制劑(圖1)[8]，因此，開發(fā)簡捷、高效、綠色的該關(guān)鍵中間體的合成方法具有良好的應(yīng)用前景。

圖1典型的Trk激酶抑制劑的結(jié)構(gòu)式
Figure1Structure of typical Trk kinase inhibitors

經(jīng)文獻調(diào)研，該中間體現(xiàn)有合成方法主要采用圖2的合成路線[9-11]，該方法的主要難點是原料不易得，原料本身的合成反應(yīng)復(fù)雜且難控制，需要用到劇毒的氰化物。因此，本文嘗試開發(fā)新的合成方法，采用丙二腈(3)為原料，在溶有NaOH的乙腈溶液中與氯甲酸氯乙酯(4)反應(yīng)，生成2-(1，3-二氧戊環(huán)-2-烯)-丙二腈(5)，再將5溶于乙醇，控制溫度滴加濃氨水，反應(yīng)完成后旋干乙醇，得到的殘留物再與水合肼在乙醇中反應(yīng)，肼作為親核試劑與其發(fā)生縮合環(huán)化反應(yīng)，得到目標產(chǎn)物3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑(6)，合成路線見圖3。

圖2文獻[9～11]報道的3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑合成路線

Figure2Synthetic route of 3,5-diamino-4-cyano-1H-pyrazole reported in the literature

圖33，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑的優(yōu)化合成路線

Figure3Improved synthesis route of 3,5-diamino-4-cyano-1H-pyrazole

1 儀器與材料

1.1 儀器

JCS-6102A電子天平(哈爾濱眾匯衡器有限公司)；ZF-1三用紫外分析儀(杭州齊威儀器有限公司)；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式多用真空泵、DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、RE-5299旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(廣州市星爍儀器有限公司)。

1.2 試劑

NaOH、乙腈、乙醇、乙酸乙酯(分析純，天津市致遠化學(xué)試劑有限公司)；氯甲酸氯乙酯(分析純，上海畢得醫(yī)藥有限公司)；濃氨水(分析純，廣州化學(xué)試劑廠)；丙二腈(分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠)。

2 方法與結(jié)果

2.1 2-(1，3-二氧戊環(huán)-2-烯)-丙二腈(5)的合成

將NaOH粉末(363.3 g，9 mol)置于1 L的反應(yīng)瓶中，加入乙腈(150 mL)使溶解。冷卻至5～10 ℃，滴加丙二腈的乙腈溶液(300 g丙二腈溶于1 500 mL乙腈)，滴加完成后升溫至20～25 ℃，攪拌2 h，得到白色固體的混懸液。將上述反應(yīng)液冷卻至0～5 ℃，將氯甲酸氯乙酯(649.2 g，4.5 mol)溶于乙腈(650 mL)后滴加入反應(yīng)液，滴加完成后攪拌15 min，移除冰浴，加熱回流1 h，加熱完畢后，冷卻至常溫(15～20 ℃)。抽濾，濾餅為NaCl，濾液旋干，加入乙醇(600 mL)加熱回流溶解，冷卻至10 ℃以下攪拌1 h，抽濾，濾餅用適量冷乙醇洗，干燥得到白色固體5(386.0 g，2.9 mol)，收率為63%，純度98.7%，mp 113～114 ℃。

2.2 3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑(6)的合成

將化合物5(300 g)溶于95%(體積分數(shù)，下同)乙醇(1 200 mL)，0～10 ℃滴加濃氨水(600 mL)，滴加完成后，20～25 ℃繼續(xù)反應(yīng)2 h左右，反應(yīng)完成后，40 ℃左右旋干乙醇溶液，得到的含水固體直接用于下步反應(yīng)。將上述旋干乙醇的殘留物溶于95%乙醇(1 360 mL)中，0～10 ℃下滴加80%水合肼乙醇溶液(1 200 mL水合肼溶于600 mL的95%乙醇)，滴加完成后，升溫回流2 h，40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)部分乙醇溶液，剩余乙醇溶液600 mL，冷卻至0～10 ℃攪拌1 h，抽濾，濾餅用適量冷95%乙醇洗滌2次，所得濾餅干燥得到白色固體6(81.0 g，0.66 mol)，收率為30%，純度98.5%，mp 170～171 ℃，1H NMR(300 MHz，DMSO-d6)δ： 8.80(1H，s，NH)，7.26(2H，s，NH2)，4.56(2H，s，NH2)；13C NMR(75 MHz；DMSO-d6)δ：175.4，169.6，168.7； ESI-MSm/z：124.2 [M+H]+。

3 小結(jié)

以Trk激酶抑制劑為靶點進行抗腫瘤藥物的研發(fā)是近年來該領(lǐng)域的研究熱點，但該類抑制劑的氨基吡唑并嘧啶母核合成難度較大，主要難點體現(xiàn)在關(guān)鍵中間體3,5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑的合成上。該關(guān)鍵中間體的現(xiàn)有合成方法使用的原料不易得，原料本身的合成反應(yīng)復(fù)雜且難控制，需要用到劇毒的氰化物。本文開發(fā)了一條新的該中間體的合成路線，以解決Trk激酶抑制劑的母核合成難度大的問題。新合成路線與原有報道路線相比，合成起始原料更廉價易得，且無需使用劇毒氰化物，合成路線所涉及的反應(yīng)簡單，反應(yīng)過程易控制，僅需常規(guī)操作即可以較高收率獲得該關(guān)鍵中間體，具有較好的應(yīng)用前景。