Aurora-B激酶抑制劑AZD1152-HQPA的合成*

王麗麗，王興蘭，馬才玉，程 飛，毛遠湖，湯 磊，張吉泉

(1 貴州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)藥衛(wèi)生管理學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2 貴州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

抗腫瘤藥物是創(chuàng)新藥物研究的重要領(lǐng)域。傳統(tǒng)的抗腫瘤藥物存在選擇性低、副作用大等缺點，以細胞信號傳導(dǎo)通路中關(guān)鍵信號蛋白為靶點的小分子激酶抑制劑的研究成為近年來抗腫瘤藥物研究的熱點，通過選擇性抑制腫瘤細胞賴以生存和增殖的關(guān)鍵蛋白分子，起到靶向抗腫瘤作用。

Aurora激酶家族是1995年在真核生物中發(fā)現(xiàn)的絲氨酸/蘇氨酸激酶家族，哺乳動物細胞表達Aurora-A、Aurora-B及Aurora-C三類亞型。Aurora激酶在細胞內(nèi)的表達時間和空間上都受到嚴格的控制，其異常表達與腫瘤細胞存活、增殖、轉(zhuǎn)移及死亡等過程密切相關(guān)[1-2]。Aurora激酶抑制劑的開發(fā)與研究越來越受到人們的重視?，F(xiàn)今已報道的Aurora激酶抑制劑按照骨架結(jié)構(gòu)可分為喹唑啉類、喹啉類、嘧啶類及咪唑并吡啶等類型[3]。AZD1152是AstraZeneca公司開發(fā)的第一個臨床上可用的Aurora-B選擇性激酶抑制劑，屬喹唑啉類化合物(圖1)。據(jù)報道，AZD1152已進入臨床II期試驗[4]，目前未見進一步的臨床研究報道，圍繞該化合物開展的相關(guān)機制研究仍持續(xù)引起研究者的興趣。

圖1 AZD1152及AZD1152-HQPA的結(jié)構(gòu)

AZD1152是一個磷酸酯類前藥，其前體為AZD1152-HQPA(圖1)?，F(xiàn)有文獻[2,5-8]對AZD1152-HQPA的合成多以2-氨基-4-氟苯甲酸為起始原料，經(jīng)環(huán)合、取代、氯代、氨化、酰胺化以及最后取代等六步轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到(圖2)。該路線反應(yīng)常規(guī)、操作簡便，且大部分原料便宜易得，可用于AZD1152-HQPA的放大合成。本研究通過對文獻報道路線進行對比分析，發(fā)現(xiàn)在中間體8與間氟苯胺縮合制備9時，使用到價格昂貴的羧基活化試劑三氟乙酸無氟苯酯(TFA-OPFP)，且用量為2.0當量，不利于整條路線的成本控制。本研究重點對該步反應(yīng)做了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)使用價格便宜的縮合劑苯并三氮唑-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸鹽(HBTU)在堿性DIPEA條件下，可以86.30%收率得到縮合產(chǎn)物，且反應(yīng)體系較為干凈，便于后處理純化，可較大地降低生產(chǎn)成本。此外，本研究也對中間體5的氯代反應(yīng)進行了優(yōu)化，通過縮短反應(yīng)時間可顯著減少副產(chǎn)物的生成，提高反應(yīng)收率。

圖2 AZD1152-HQPA的合成路線

1 實 驗

1.1 主要儀器與試劑

Bruker Avance NEO 600 MHz核磁共振波譜儀，德國Bruker公司；Xevo G2-XS QTof 高分辨質(zhì)譜儀，美國Waters公司；Thermo UltiMate 3000型UPLC-TSQ Quantum型三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜，美國Thermo Finnigan公司；Nexera-i LC-2040C液相色譜儀，日本SHIMADZU公司；色譜柱(Welchrom-C18)；ZF-2 型三用紫外儀，上海安亭儀器廠；WRX-4型顯微熔點儀，上海易測儀器設(shè)備有限公司。

原料和試劑均為市售，如無特別說明，均直接使用。2-(3-氨基-1H-吡唑-5-基)乙酸(中間體7)參考文獻[2,8]合成。

1.2 7-氟-喹唑啉-4(3H)-酮(4)的合成[9]

于500 mL圓底瓶中加入4-氟-2-氨基-苯甲酸(20.00 g，0.13 mol)及EtOH(350 mL)，攪拌下加入醋酸甲脒(17.45 g，0.17 mol)，加熱至回流反應(yīng)24 h。TLC監(jiān)測反應(yīng)完后，減壓蒸去溶劑適量，將反應(yīng)液倒入冰水中。過濾，濾餅用50%乙醇淋洗，收集濾餅并于50 ℃減壓真空干燥12 h，得到白色固體產(chǎn)物18.23 g，產(chǎn)率85.50%。ESI-MS:m/z165.1 [M+H]+。產(chǎn)物直接用于下步反應(yīng)。

1.3 7-(3-羥基丙基)喹唑啉-4(3H)-酮(5)的合成[2]

于250 mL三口瓶中加入1.3-丙二醇(13.91，0.18 mol)及DMA(20.00 mL)，冷卻至0 ℃，攪拌下分批加入60% NaH(7.32 g，0.18 mol)，待反應(yīng)體系穩(wěn)定后分批加入中間體4(5.00 g，0.03 mol)，隨后緩慢加熱至60 ℃反應(yīng)10 min，然后加熱至110 ℃反應(yīng)3 h。TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，0 ℃下加H2O(300 mL)淬滅反應(yīng)，0.1 M HCl調(diào)節(jié)pH至6左右，析出白色固體，抽濾，濾餅用H2O(100 mL)淋洗，收集固體于50 ℃下減壓真空干燥12 h，得到白色固體產(chǎn)物6.42 g，產(chǎn)率95.50%。ESI-MS:m/z221.1[M+H]+。產(chǎn)物直接用于下步反應(yīng)。

1.4 4-氯-7-(3-氯丙基)喹唑啉-4(3H)-酮(6)的合成[10]

取中間體5(5.00 g，22.72 mmol)混懸于SOCl2(50.00 mL)中，加入干燥DMF(1.00 mL)，加熱至85 ℃回流反應(yīng)1.0 h。將反應(yīng)液冷卻至40～50 ℃，減壓蒸餾除去剩余的SOCl2，向殘留物中加入甲苯(5.0 mL×2)帶走殘留SOCl2。加入CH2Cl2(100 mL)溶解殘留物，依次用飽和NaHCO3溶液(50 mL×3)、飽和NaCl溶液(50 mL)洗滌，有機相用MgSO4干燥。減壓蒸去溶劑，將粗產(chǎn)物混懸于甲基叔丁基醚(30.00 mL)中，攪拌30 min。抽濾，收集濾液并減壓蒸去溶劑，得類白色固體4.93 g，收率84.70%。ESI-MS:m/z257.1[M+H]+。產(chǎn)物直接用于下步反應(yīng)。

1.5 2-(3-((7-(3-氯丙基)喹唑啉-4-)氨基)-1H-吡唑-5-基)乙酸(8)的合成[2]

于50 mL反應(yīng)瓶中加入中間體6(4.00 g，15.62 mmol)及2-(3-氨基-1H-吡唑-5-基)乙酸(7，2.20 g，15.62 mmol)，加入DMA(20.00 mL)溶解，隨后加入4.0 M HCl的二氧六環(huán)溶液(2.00 mL)，加熱至90 ℃反應(yīng)3 h。反應(yīng)液冷卻至室溫，將反應(yīng)液倒入H2O(300.00 mL)水中，析出紅棕色固體。抽濾，收集濾液并過硅藻土后用1.0 M NaOH溶液調(diào)pH至5～6時，析出固體。抽濾，濾餅于50 ℃下減壓真空干燥12 h得4.62 g淺棕色固體，產(chǎn)率82.00%。ESI-MS:m/z362.1[M+H]+。產(chǎn)物未經(jīng)純化直接用于下步反應(yīng)。

1.6 2-(3-((7-(3-氯丙基)喹唑啉-4-)氨基)-1H-吡唑-5-基)-N-(3-氟苯基)乙酰胺的合成(9)

于50 mL反應(yīng)瓶中依次加入中間體8(3.00 g，8.31 mmol)、HBTU(3.78 g，9.97 mmol)及DMF(10 mL)，攪拌溶解后加入DIPEA(2.06 mL，12.46 mmol)，室溫攪拌0.5 h。隨后，加入間氟苯胺(1.60 mL，16.62 mmol)，加熱至90 ℃反應(yīng)12 h。將反應(yīng)體系倒入0.1 M HCl(100.00 mL)冰水浴中，析出固體，抽濾，濾餅依次用H2O(100.00 mL)及甲基叔丁基醚(100.00 mL)淋洗后干燥得棕色固體3.26 g，產(chǎn)率86.30%。ESI-MS:m/z455.2[M+H]+。產(chǎn)物未經(jīng)進一步純化直接用于下步反應(yīng)。

1.7 2-(3-((7-(3-(乙基(2-羥基乙基)氨基)丙基)喹唑啉-4-)氨基)-1H-吡唑-5-基)-N-(3-氟苯基)乙酰胺的合成(AZD1152-HQPA，1)

取中間體9(2.50 g，5.50 mmol)溶于DMA(8.0 mL)中，攪拌下依次加入N-乙基乙醇胺(1.96 g，22.00 mmol)及KI(1.83 g，11.00 mmol)，氮氣保護下加熱至80 ℃反應(yīng)24 h。反應(yīng)體系冷卻至室溫，直接用硅膠柱層析(VCH2Cl2:VCH3OH:VNH3·H2O=10:1:0.8)分離得白色固體1.58 g，即目標化合物AZD1152-HQPA，收率56.5%。純度：99.2%；1H NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ 12.39 (s, 1H), 10.45 (s, 1H), 10.23 (s, 1H), 8.52 (s, 2H), 7.62～7.64 (m, 1H), 7.32～7.38 (m, 2H), 7.14～7.17 (m, 2H), 6.88～6.91 (m, 1H), 6.75 (d,J=1.0 Hz, 1H), 4.32 (d,J=6.3 Hz, 1H), 4.17 (t,J=6.3 Hz, 2H), 3.75 (s, 2H), 3.51 (t,J=5.6 Hz, 1H), 3.44 (t,J=6.6 Hz, 2H), 2.69～2.73 (m, 1H), 2.59 (t,J=6.9 Hz, 2H), 1.88 (p,J=6.5 Hz, 2H), 1.07 (t,J=7.2 Hz, 1H), 0.96 (t,J=7.1 Hz, 3H);13C NMR (150 MHz, DMSO-d6) δ 163.41, 162.51, 161.81, 155.57, 141.35, 141.28, 130.92, 130.86, 125.20, 118.08, 115.31, 110.31, 110.17, 109.46, 107.93, 106.45, 106.27, 66.66, 59.82, 56.14, 50.27, 48.16, 43.35, 27.04, 14.02, 12.37. HRMS-(ESI)(m/z): [M+H]+calcd for C26H31FN7O3: 508.2484; found: 508.2472。

2 結(jié) 論

本以2-氨基-4-氟苯甲酸為起始原料，經(jīng)環(huán)合、取代、氯代、氨化、酰胺化以及最后取代等六步反應(yīng)得到目標化合物AZD1152-HQPA，總收率27.6%，產(chǎn)物純度大于99%。目標化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)高分辨質(zhì)譜、核磁共振氫譜及碳譜確證。該路線原料便宜易得、反應(yīng)操作簡便，適合AZD1152-HQPA的放大制備。

本研究路線第三步氯代反應(yīng)，通過條件摸索發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時間對收率的影響至關(guān)重要，隨著反應(yīng)時間的延長(大于1.0 h)，副產(chǎn)物增多，收率降低。從中間體8合成9的酰胺化反應(yīng)是本研究優(yōu)化的重點，文獻報道使用2.0當量的TFA-OPFP作為縮合劑，該試劑價格昂貴，且大量使用存在環(huán)境污染。本研究先后探索了(COCl)2/DIPEA、DCC/DMAP、HATU/DIPEA、HBTU/DIPEA、SOCl2/TEA等常用縮合反應(yīng)體系，最終發(fā)現(xiàn)使用HBTU/DIPEA作為縮合條件，反應(yīng)收率較高，且體系較為干凈，便于后處理純化。