來(lái)那度胺及其晶型制備專(zhuān)利技術(shù)綜述

申俊杰 劉重陽(yáng)

摘要：來(lái)那度胺（lenalidomide）位列2018年全球暢銷(xiāo)藥物第二位，銷(xiāo)售額達(dá)96.85億美元，也是暢銷(xiāo)藥物前十位唯一的化學(xué)藥，該藥物是由細(xì)胞基因公司（CELGENE CORP）研發(fā)的用于治療致死性血液疾病以及癌癥的藥物，該品是曾引起數(shù)以千計(jì)嬰兒出生缺陷的用于治療孕吐的藥物沙利度胺（thalidomide）的加強(qiáng)版，與沙利度胺相比，其不良反應(yīng)更少，研究證明其不會(huì)引起嬰兒出生缺陷。本文對(duì)來(lái)那度胺的公開(kāi)專(zhuān)利進(jìn)行檢索和統(tǒng)計(jì)分析，綜述了來(lái)那度胺的制備及藥物晶型研究，并對(duì)來(lái)那度胺的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析與討論，希望藉此能為科研院所及制藥企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：來(lái)那度胺;骨髓增生異常綜合征;制備;晶型

中圖分類(lèi)號(hào)：R979.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2020）03-0131-06

1 概述

骨髓增生異常綜合癥（MDS）是一種惡性血液疾病，全球大約有30萬(wàn)患者。當(dāng)骨髓中的血細(xì)胞始終處于不成熟階段從而不能履行其必要功能時(shí)，這些不成熟細(xì)胞，抑制了正常細(xì)胞的發(fā)展，骨髓增生異常綜合癥就會(huì)發(fā)生，超過(guò)一半的骨髓增生異常綜合癥患者診斷出細(xì)胞染色體變異，最常見(jiàn)的細(xì)胞染色體異常出現(xiàn)在5、7和20號(hào)染色體的q缺失或者8號(hào)染色體的額外復(fù)制[1]。骨髓疾病是一種血液癌癥，任何引起成熟血細(xì)胞或各系祖細(xì)胞生成異常的疾病或狀態(tài)都可以引起骨髓疾病，它雖然是可以治療的，但是經(jīng)過(guò)多次化療，患者會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的精神損傷，血液配型治療費(fèi)用高昂，給患者的家庭帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)。骨髓疾病嚴(yán)重威脅著人們的生命安全，成為威脅人類(lèi)健康的一個(gè)勁敵[2]。

由于工作環(huán)境、飲食習(xí)慣和家庭居室環(huán)境的影響，骨髓及其它造血組織功能異常，從而誘發(fā)骨髓疾病，最被人熟知的就是白血病[3]。

Revlimid是美國(guó)細(xì)胞基因公司（CELGENE CORP）開(kāi)發(fā)的新一代抗腫瘤藥，其有效成分是來(lái)那度胺（lenalidomide），主要用于治療慢性骨髓瘤和有5q缺失的骨髓增生異常綜合癥（MDS）[4]該公司于1997年6月申請(qǐng)?jiān)摶衔飳?zhuān)利（US5635517A），于1999年6月獲得授權(quán)。2005年12月，美國(guó)食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)了Celgene公司的來(lái)那度胺用于治療骨髓增生異常綜合癥，2007年6月，歐洲藥品管理局接受了Revlimid的上市申請(qǐng)，Celgene公司于2013年01月在中國(guó)獲批進(jìn)口注冊(cè)，商品名為“瑞復(fù)美”。來(lái)那度胺是沙利度胺的新一代衍生物，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其具有致畸變的毒性，并且藥效比沙利度胺強(qiáng)100倍。

1.1 來(lái)那度胺專(zhuān)利國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)

由于來(lái)那度胺在骨髓腫瘤方面的療效，使其具有廣闊的市場(chǎng)前景，是近幾年藥物合成領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，引起了許多科研機(jī)構(gòu)和制藥公司的關(guān)注，對(duì)來(lái)那度胺專(zhuān)利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索分析，自美國(guó)細(xì)胞基因公司化合物專(zhuān)利（US5635517A）1999年6月獲得授權(quán)后，截至2018年12月31日，來(lái)那度胺的專(zhuān)利申請(qǐng)量已經(jīng)超過(guò)2061件。從申請(qǐng)趨勢(shì)看（圖1），自2005年美國(guó)食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)了細(xì)胞基因公司的來(lái)那度胺上市以來(lái)的十幾年時(shí)間里，關(guān)于來(lái)那度胺的專(zhuān)利申請(qǐng)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，我國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)和國(guó)際趨勢(shì)基本一致。2005-2007年的三年時(shí)間，來(lái)那度胺的專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)近5倍，屬于快速增長(zhǎng)期，在這段時(shí)期主要是美國(guó)細(xì)胞基因公司（CELGENE CORP）等該藥原研公司以及印度制藥商雷迪公司（REDDY'S LAB LTD）開(kāi)展的對(duì)來(lái)那度胺的研究。2008-2017年，來(lái)那度胺的專(zhuān)利申請(qǐng)量持續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng)，世界范圍內(nèi)對(duì)該藥物的合成、晶體、衍生物、組合物、藥物聯(lián)用的研究已全面展開(kāi)。從不同國(guó)家專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量看（圖2），美國(guó)和中國(guó)是來(lái)那度胺專(zhuān)利申請(qǐng)大國(guó)，反映出上述兩個(gè)國(guó)家來(lái)那度胺研發(fā)以及創(chuàng)新的重視。

1.2 來(lái)那度胺專(zhuān)利全球主要申請(qǐng)人分布

對(duì)來(lái)那度胺專(zhuān)利全球主要申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（圖3）可知，申請(qǐng)人中企業(yè)占絕大多數(shù)，其次是高校，個(gè)人申請(qǐng)極少。全球申請(qǐng)量前10的申請(qǐng)人，主要是美國(guó)的公司和高校，沒(méi)有中國(guó)申請(qǐng)人，反映出中國(guó)申請(qǐng)人在來(lái)那度胺專(zhuān)利申請(qǐng)方面存在大而不強(qiáng)的問(wèn)題;其中美國(guó)的細(xì)胞基因公司（Celgene）的專(zhuān)利申請(qǐng)量最多，側(cè)重點(diǎn)在于來(lái)那度胺化合物及晶型、制備方法、藥物聯(lián)用、新用途等。

本文著重對(duì)來(lái)那度胺的制備及藥物晶型進(jìn)行分析。

2 來(lái)那度胺的制備

在來(lái)那度胺的合成方面，相繼有較多專(zhuān)利申請(qǐng)，本文按照原料及中間體的不同將其分為四條合成路線。

2.1 以2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲酯和3-氨基-2，6-哌啶二酮為兩個(gè)中間體

印度制藥商雷迪公司（REDDY'S LAB LTD）的合成方法如圖4所示（IN200600047I4），以2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲酯和3-氨基-2，6-哌啶二酮為中間體，在堿性催化條件下分子間縮合生成二氫異吲哚環(huán)，最后催化氫化將酯基還原為氨基得來(lái)那度胺。此方法簡(jiǎn)單，路線簡(jiǎn)短，反應(yīng)條件溫和。

上述生產(chǎn)工藝在脫除N-Boc保護(hù)基時(shí)使用酸性物質(zhì)如鹽酸等，會(huì)產(chǎn)生大量難于處理的廢酸，造成環(huán)境污染。天津法莫西醫(yī)藥科技有限公司（CN105440012A）采用采用氯化鈉水溶液代替純水作為反應(yīng)溶劑時(shí)，可以在沸水的條件下進(jìn)行，脫保護(hù)反應(yīng)，避免了使用鹽酸等高污染高腐蝕的原料，減少了環(huán)境污染。

對(duì)于中間體2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲酯的合成，雷迪公司（US20060160854A1）以2-甲基-3-硝基苯甲酸為原料，先與甲醇酯化生成3-硝基-2-甲基苯甲酸甲酯，再以四氯化碳為溶劑經(jīng)自由基溴代反應(yīng)得中間體2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲酯，路線如圖5所示。

對(duì)于中間體3-氨基-2，6-哌啶二酮的合成，通常以氨基被保護(hù)的L-谷氨酰胺為原料，先自身縮合成哌啶二酮環(huán)，再脫除保護(hù)基得目標(biāo)產(chǎn)物，路線如圖6所示。

2.2 以L-谷氨酰胺甲酯為中間體

細(xì)胞基因公司（CELGENE CORP）的合成方法（US2006052609A1）如圖7所示，以價(jià)格相對(duì)便宜的N-芐氧羰基-L-谷氨酰胺為原料，與2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲酯先分子間縮合生成二氫異吲哚環(huán)，然后經(jīng)低溫分子內(nèi)縮合，最后還原硝基得來(lái)那度胺。此方法路線簡(jiǎn)短，成本低廉，但需要很低的溫度反應(yīng)，反應(yīng)條件苛刻。

但該反應(yīng)需要使用氫氣作為供氫體，且需在高壓釜內(nèi)反應(yīng)4小時(shí)，在進(jìn)行工業(yè)化大生產(chǎn)時(shí)，存在潛在的安全問(wèn)題。合肥醫(yī)工醫(yī)藥有限公司（CN103242215A）對(duì)氫化反應(yīng)進(jìn)行了改進(jìn)，采用甲酸銨或甲酸為還原劑、鈀碳為催化劑還原硝基，反應(yīng)條件溫和。

2.3 以L-谷氨酰胺叔丁酯鹽酸鹽為原料

細(xì)胞基因公司（CELGENE CORP）的合成方法（US20100093799A1）如圖8所示，以L-谷氨酰胺叔丁酯鹽酸鹽為原料，先反應(yīng)生成二氫異吲哚環(huán)，再在-44°C下分子內(nèi)環(huán)合成哌啶環(huán)，最后催化氫化得來(lái)那度胺。

2.4 以α-溴代戊二酸二甲酯為中間體

南京卡文迪許生物工程技術(shù)有限公司的合成方法（CN101580501B）如圖9所示，以α-溴代戊二酸二甲酯為原料，經(jīng)反應(yīng)生成N-（4-硝基-1，3-二氫-1-氧代-2-氫-異吲哚-2-基）-戊二酸二甲酯，再在低溫下環(huán)合成哌啶二酮環(huán)，最后還原得來(lái)那度胺。

3 來(lái)那度胺藥物晶型研究

固體藥物中普遍存在多晶型現(xiàn)象。同一藥物的不同晶型往往具有不同的理化性質(zhì)，也可能具有不同的溶解度、溶解速率、生物利用度、化學(xué)物理穩(wěn)定性、熔點(diǎn)等，相應(yīng)地，其在臨床上也可能表現(xiàn)出不同防治疾病的療效，直接影響藥物的應(yīng)用和臨床效果。因此，研究固體化學(xué)藥物的多晶型相當(dāng)重要。此外，藥物新晶型的專(zhuān)利日益增多，原有藥物新晶型可作為附加專(zhuān)利，延長(zhǎng)原有藥物的專(zhuān)利壽命。

美國(guó)細(xì)胞基因公司（Celgene）（WO2005/023192A2）最早披露了來(lái)那度胺的多晶型物A-H及其制備方法，并使用XRPD、拉曼光譜、熱重動(dòng)力學(xué)DSC和TGA對(duì)多晶型物進(jìn)行了表征。上述多晶型物包括非溶劑化物、水合物和溶劑化物。相關(guān)信息見(jiàn)表1。

隨后，印度RANBAXY LAB LTD公司（WO2011/033468A1）提供了一種晶型A的另一種制備方法，該方法無(wú)需分離出粗來(lái)那度胺，直接原位重結(jié)晶即可得到晶型A。該公司（WO2011/061611A1）也披露了一種晶型B的制備方法，主要過(guò)程包括在N，N-二甲基甲酰胺中還原硝基得到來(lái)那度胺的溶劑化物、和水作用、分離。江蘇先聲藥物研究有限公司（CN102070606A、CN102643266A）分別公開(kāi)了制備來(lái)那度胺晶型A和B的新方法，當(dāng)使用二氯甲烷、異丁醇或異丙醇作為溶劑時(shí)可得到晶型A，使用水與甲醇、乙醇或四氫呋喃的混合溶劑時(shí)可得到晶型B。

此外，印度制藥商雷迪公司（REDDY'S LAB LTD）披露了無(wú)定形來(lái)那度胺及其制備方法（WO2009/114601A2），具體為將包括溶劑化物和水合物在內(nèi)的任何結(jié)晶形式溶于甲醇、乙腈等溶劑中使澄清，然后使用蒸發(fā)、蒸餾、噴霧干燥等方法除去溶劑，即可得到無(wú)定形態(tài)的來(lái)那度胺。

2010年起，對(duì)來(lái)那度胺晶型的研究主要集中在新晶型的篩選。印度制藥商雷迪公司（REDDY‘S LAB LTD）披露了來(lái)那度胺新晶型I（序號(hào)接H），其XRPD特征峰為8.9、25.9、27.5（WO2010/129636A2），該晶型是通過(guò)將來(lái)那度胺溶于N，N-二甲基乙酰胺中再加入不良溶劑使固體析出而制得的。英國(guó)基因公司（GENERICS UK LTD）披露了來(lái)那度胺新的多晶型物（WO2010/061209A1），其XRPD特征峰為4.5、22.7、32.4、46.6或46.7±0.2，是通過(guò)將來(lái)那度胺溶于包括C1-C5醇、脂族酮、環(huán)醚或其混合物中使沉淀、分離制備得到的。并且，上述新的多晶型物還可以通過(guò)溶于甲醇/異丙醇：水=80：20的混合溶液中轉(zhuǎn)化為WO2005/023192A2中的晶型B。NATCO PHARMA LTD披露了來(lái)那度胺晶型I（WO2011/111053A1），其制備過(guò)程主要包括將還原得到的來(lái)那度胺或來(lái)那度胺晶型B或E溶解于異丙醇、二甲基甲酰胺或乙腈中、65-100℃之間除去溶劑、加入共溶劑如正己烷等、過(guò)濾、干燥。印度雷迪公司（REDDYS LAB LTD）披露來(lái)那度胺晶型H1的制備方法（WO2012/127493A1、WO2013/00529A1），主要操作為將來(lái)那度胺粗品溶于N-甲基吡咯啉中、加熱至50-70℃、冷卻至15-45 ℃、加入溶劑、分離固體。

重慶醫(yī)藥工業(yè)研究院有限公司分別發(fā)現(xiàn)了來(lái)那度胺的新晶型I和II（CN102453021A、CN102453020A），其中新晶型I是通過(guò)將來(lái)那度胺溶于N，N-二甲基甲酰胺溶解后加入甲醇析晶制得的，晶型II的制備方法是將來(lái)那度胺鹽溶于水、N，N-二甲基甲/乙酰胺、二甲亞砜等溶劑中，再加入堿或堿與溶解性較差溶劑的混合溶液使來(lái)那度胺晶體析出，過(guò)濾，干燥。

中山大學(xué)（CN105367549B）制備了來(lái)那度胺-沒(méi)食子酸共晶，將來(lái)那度胺與沒(méi)食子酸按1：1的摩爾比混合，以不低于10Hz的頻率進(jìn)行研磨，在研磨過(guò)程添加適量溶劑，將所得固體干燥，得到的白色粉末狀固體即為來(lái)那度胺-沒(méi)食子酸共晶。該共晶具有溶解性和溶出速率較好，純度高，重現(xiàn)性好，研磨法使用溶劑量少，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

此外，CONCERT PHARM INC還披露了來(lái)那度胺S型光學(xué)異構(gòu)體的氘代物（WO2014/066243A1），并制備得到了該氘代物的三種結(jié)晶形式和無(wú)定形。

4 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及啟示

隨著對(duì)綠色化學(xué)需求的增加，為了節(jié)約資源和減少污染，化學(xué)合成效率成了綠色化學(xué)研究中關(guān)注的焦點(diǎn)。合成效率包括兩個(gè)方面：一是選擇性（化學(xué)、區(qū)域、非對(duì)映體和對(duì)映體選擇性）;另一個(gè)就是原子經(jīng)濟(jì)性，即原料一分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。一個(gè)有效的合成反應(yīng)不但要有高度的選擇性，而且必須具備較好的原子經(jīng)濟(jì)性，盡可能充分地利用原料一分子中的原子。另外，在合成過(guò)程中，要減少或者取消揮發(fā)性有毒有機(jī)溶劑的使用，以水或超臨界流體（如超臨界CO2）代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑，發(fā)展更為綠色的合成來(lái)那度胺的新方法是未來(lái)合成來(lái)那度胺的新的發(fā)展方向。