新型選擇性雄激素調(diào)節(jié)劑Enobosarm的合成工藝改進(jìn)

鄧玉曉，劉宜輝，樊志萍，任業(yè)明，段崇剛，孫晉瑞

（山東省藥學(xué)科學(xué)院 山東省化學(xué)藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101）

Enobosarm（GTx-024），化學(xué)名(S)-N-(4-氰基-3-(三氟甲基)苯基)-3-(4-氰基苯氧基)-2-羥基-2-甲基丙酰胺（1），是由GTx公司研發(fā)的一種口服非甾體選擇性雄激素受體調(diào)節(jié)劑[1]，具有合成代謝選擇性[2]，在II期和III期臨床實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的耐受性[3]，目前處于III期臨床試驗(yàn)階段，對(duì)肌營(yíng)養(yǎng)不良癥、與癌癥、慢性病等有關(guān)的肌肉萎縮癥、性激素受體（AR）陽(yáng)性轉(zhuǎn)移性乳腺癌、晚期癌癥患者的惡病質(zhì)等[4]均表現(xiàn)出了良好的治療效果，具有良好的臨床應(yīng)用前景。

1的制備方法文獻(xiàn)報(bào)道[5-10]較多。其中，下述文獻(xiàn)[11-12]報(bào)道的工藝路線單步收率均較高，較適合工業(yè)化生產(chǎn)：以D-脯氨酸（2）為起始原料，先與甲基丙烯酰氯（3）反應(yīng)生成(2R)-1-異丁烯?；量┩?2-羧酸（4），然后與N-溴代丁二酰亞胺（NBS）發(fā)生溴內(nèi)酯化反應(yīng)，生成(3R, 8aR)-3-溴甲基-3-甲基-四氫-吡咯并[2, 1-c][1, 4]噁嗪-1, 4二酮（5），再經(jīng)氫溴酸水解，生成(2R)-3-溴-2-羥基-2-甲基丙酸（6），再經(jīng)氯化亞砜作用，與3-三氟甲基-4-氰基苯胺（7）反應(yīng)，生成(2R)-3-溴-N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-羥基-2-甲基丙酰胺，再與對(duì)羥基苯甲腈反應(yīng)得到1，總收率21.0 %。但該法存在以下不足：①制備4時(shí)，需要同時(shí)滴加氫氧化鈉水溶液和甲基丙烯酰氯的丙酮溶液，且實(shí)時(shí)控制反應(yīng)體系的pH，操作過(guò)程繁瑣，收率較低（68 %）；結(jié)晶步驟采用易燃易爆的乙醚為溶劑，存在安全隱患。②制備5時(shí)，溴內(nèi)酯化反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)（3 d），需蒸除高沸點(diǎn)溶劑N,N-二甲基甲酰胺（DMF），制得的5性狀差，純度低。③制備6時(shí)，采用的氫溴酸用量較大，萃取溶劑采用乙酸乙酯，易在酸性條件下水解，導(dǎo)致萃取效率低，制得的6中有大量的乙酸殘留，影響下一步反應(yīng)。④結(jié)晶純化1時(shí)，采用硅膠柱層析與混合溶劑聯(lián)合使用的方法，操作過(guò)程繁瑣，收率低。為此，本實(shí)驗(yàn)在文獻(xiàn)路線的基礎(chǔ)上，對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)溶劑、重結(jié)晶溶劑、催化劑等條件進(jìn)行了優(yōu)化，總收率51.4 %（以2計(jì)），為Enobosarm的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要參考依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

WRS-1B型數(shù)字熔點(diǎn)儀（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；AVANCE III型超導(dǎo)核磁共振波譜儀（瑞士布魯克公司）；4000 Q TRAP 質(zhì)譜儀（美國(guó)AB SCIEX公司）；LC-20AT型高效液相色譜儀（日本島津）；DFY-30/30型低溫循環(huán)冷卻泵（鞏義市予華儀器有限公司）；JT302N型電子天平（廣州滬瑞明儀器有限公司）；HH-S26S 型水浴鍋（江蘇省金壇市友聯(lián)儀器研究所）；RE52-2型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠）。

1.2 材料

D-脯氨酸（濟(jì)南達(dá)恩醫(yī)藥科技有限公司，純度＞99 %）；甲基丙烯酰氯（河南萬(wàn)象化工有限公司，純度＞99 %）；N-溴代丁二酰亞胺（NBS，湖北鴻鑫瑞宇精細(xì)化工有限公司，純度＞99 %）；3-三氟甲基-4-氰基苯胺（阿拉丁試劑，純度＞98.5 %）；對(duì)羥基苯甲腈（鄭州艾克姆化工有限公司，純度＞99 %）；二氯甲烷，乙腈，無(wú)水碳酸鉀，鹽酸，碳酸氫鈉，氯化亞砜，甲苯，二甲苯，異丙醇均為分析純。

圖1 1的合成路線

2 方法與結(jié)果

2.1 (2R)-1-異丁烯?；量┩?2-羧酸（4）的合成

將化合物2（115.1 g，1.0 mol）、乙腈（575 ml）、無(wú)水碳酸鉀（304.1 g，2.2 mol）、去離子水（575 ml）依次加至反應(yīng)瓶中，降溫至0 ℃，開(kāi)始滴加化合物3（106.6 g，1.02 mol），滴加過(guò)程中保持溫度在-10～10 ℃，滴畢，保持25～35 ℃反應(yīng)2 h，停止攪拌，靜置分層，分取水層，加入蒸餾水（1 L），保持溫度25 ℃內(nèi)，用濃鹽酸調(diào)節(jié)pH至1～2，用乙酸乙酯萃?。?00 ml×4），合并有機(jī)層，用飽和氯化鈉水溶液洗滌（500 ml×1），無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜，蒸干，得無(wú)色油狀物4（166.7 g，收率91.0 %），直接用于下一步反應(yīng)。

2.2 (3R, 8aR)-3-溴甲基-3-甲基-四氫-吡咯并[2, 1-c][1, 4]噁嗪-1, 4二酮（5）的合成

將化合物4加至DMF（370 ml）中，常溫?cái)嚢柚寥?，加入碳酸氫鈉（84.0 g，1.0 mol），降溫至-10 ℃，向體系中滴加NBS（178.0 g，1.0 mol）的DMF（500 ml）溶液，滴加過(guò)程中保持溫度在-10～10℃，滴畢，升溫至25～35 ℃反應(yīng)3 h，降溫至10～20 ℃，滴加蒸餾水（開(kāi)始滴加水時(shí)有升溫現(xiàn)象，放熱完成后可一次性加入剩余蒸餾水），滴畢，保持10～20 ℃攪拌0.5 h，抽濾，濾餅用去離子水洗滌，得白色結(jié)晶性固體5（202.7 g，收率85 %）。mp 160.7～162.1 ℃（文獻(xiàn)[11]：收率76 %，mp 152～154 ℃）。MS（m/z）：261.10[M-H]-；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：3.91（d，J=10.8 Hz，1H，手性中心相鄰CHb），3.46～3.78（m，4H，CH2），2.70（dd，J=9.4 Hz，J=6.8 Hz，1H，手性中心CH），2.35（d，J=10.8 Hz，1H，手性中心相鄰CHa），1.85～2.06（m，2H，CH2），1.53（s，3H，甲基H）。+124.0°（c=1.3，氯仿）[文獻(xiàn)[11]：+124.5°（c=1.3，氯仿）]。

2.3 (2R)-3-溴-2-羥基-2-甲基丙酸（6）的合成

將化合物5（202.7 g，0.7734 mol），10 %氫溴酸水溶液（w/w，800 ml）加至反應(yīng)瓶中，加熱50～60 ℃，反應(yīng)3 h，反應(yīng)體系由白色混懸液變?yōu)闊o(wú)色澄明溶液。降溫至25～35 ℃，用二氯甲烷萃取（200 ml×3），合并有機(jī)相，用飽和氯化鈉水溶液洗滌（500 ml×1），無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜，蒸干，得到白色固體（130.2 g，收率92 %）。mp 115.4～116.6 ℃（文獻(xiàn)[11]：收率78 %，mp 107～109 ℃）。MS（m/z）：182.00[M-H]-；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：3.62（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相鄰CHa），3.51（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相鄰CHb），1.51（s，3H，甲基H）。+11°（c=1.0，甲醇）[文獻(xiàn)[11]：+10.5°（c=2.6，甲醇）]。

2.4 (2R)-3-溴-N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-羥基-2-甲基丙酰胺（8）的合成與精制

將化合物6（130.2 g，0.7115 mol），四氫呋喃（520 ml）加至裝有干燥管和尾氣吸收裝置的5 L反應(yīng)瓶中，降溫至-5 ℃，滴加氯化亞砜（101.6 g，0.8538 mol）的四氫呋喃（100 ml）溶液（滴加過(guò)程中，反應(yīng)液中有酸性氣體產(chǎn)生），滴畢，保溫反應(yīng)3 h。保持內(nèi)溫-5～5 ℃，滴加三乙胺（93.6 g，0.925 mol）（滴加過(guò)程中，升溫明顯），滴畢，保溫?cái)嚢?.5 h。保持內(nèi)溫-5～5 ℃，滴加4-氨基-2-三氟甲基苯甲腈（125.8 g，0.676 mol）的四氫呋喃（780 ml）溶液，滴畢，升溫至25～35 ℃，攪拌反應(yīng)10 h，TLC[展開(kāi)劑：乙酸乙酯:石油醚（2:1）]檢測(cè)反應(yīng)完畢，保持內(nèi)溫20～30 ℃，滴加蒸餾水（1 L），乙酸乙酯萃取（1 L×2），合并有機(jī)相，有機(jī)相用飽和氯化鈉水溶液洗滌一次（1 L），蒸干，得棕色油狀物（易固化，240 g）。

精制：將本步反應(yīng)得到的棕色油狀物（240 g），甲苯（2 L），活性炭（12 g）加至四口瓶中，加熱至回流，趁熱抽濾，濾液冷卻至25～35 ℃，攪拌析晶2～3 h，抽濾，得淡黃色固體8（217.3 g，收率87 %）。mp 135.1～136.0 ℃（文獻(xiàn)[11]：收率65 %，mp 106～107 ℃）。MS（m/z）：350.12[M-H]-；1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ：8.91（br，1H，NH），8.12（d，J=2.3 Hz，1H，ArH），8.01（dd，J=2.3 Hz，8.2 Hz，1H，ArH），7.89（d，J=8.2 Hz，1H，ArH），4.04（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相鄰CHa），3.65（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相鄰CHb），3.11（s，1H，OH），1.65（s，3H，CH3）。-11.5°（c=1.0，甲醇）。

2.5 Enobosarm（1）的合成與精制

將化合物8（217.3 g，0.6189 mol），4-羥基苯甲腈（88.5 g，0.7427 mol），無(wú)水碳酸鉀（213.8 g，1.547 mol），異丙醇（1.3 L）依次加至反應(yīng)瓶中，開(kāi)啟攪拌，加熱至回流，保持回流反應(yīng)4 h，TLC[展開(kāi)劑:乙酸乙酯:石油醚（2:1）]檢測(cè)反應(yīng)完畢，加入蒸餾水（1 L），乙酸乙酯萃取（1.3 L×2），合并有機(jī)相，保持溫度40 ℃以內(nèi)，采用10 % 碳酸鉀洗滌4次（2000 ml×4），采用飽和氯化鈉水溶液洗滌1次（1000 ml），無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜，蒸干，得深棕色蜜狀物（269.9 g）。

精制：向本步反應(yīng)得到的蜜狀物（269.9 g）中加入二甲苯（3.2 L），加熱至回流（在溶液底部有少量不溶性深色油狀雜質(zhì)），趁熱分出，向?yàn)V液中加入氧化鋁（50 g），加熱至回流，攪拌脫色0.5 h，趁熱過(guò)濾，濾液室溫靜置析晶，過(guò)濾，得白色固體（200.0 g，收率83 %）。mp 98.6～100.6 ℃（文獻(xiàn)[11]：收率59.9 %，mp 92～94 ℃）。MS（m/z）：383.33[M-H]-；1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ：9.05（br，1H，NH），8.10（d，J=2.1 Hz，1H，ArH），8.00（d，J=2.1 Hz，8.4 Hz，1H，ArH），7.89（d，J=8.4 Hz，1H，ArH），7.54-7.60（m，2H，ArH），6.92～6.99（m，2H，ArH），4.51（d，J=10.2 Hz，1H，手性中心相鄰CHa），4.10（d，J=10.2 Hz，1H，手性中心相鄰CHb），3.25（s，1H，OH），1.65（s，3H，CH3）。-12°（c=1.0，甲醇）[化學(xué)純度99.8 %，采用HPLC測(cè)定：色譜柱：Symmetry Shield RP18（4.6 mm×50 mm，5 μm）；流動(dòng)相：乙腈:水（30:70，含0.1 %四氫呋喃），檢測(cè)波長(zhǎng)271 nm；柱溫：35 ℃；流速 1.0 ml/min，運(yùn)行時(shí)間：40 min；手性純度99.8 %，采用HPLC測(cè)定：色譜柱Daicel AD-RH手性柱（4.6 mm×250 mm，5 μm；流動(dòng)相：正己烷:異丙醇:甲醇（70:20:10），檢測(cè)波長(zhǎng)271 nm；柱溫：35 ℃；流速 0.5 ml/min，運(yùn)行時(shí)間：50 min]。

3 討論

3.1 制備4時(shí)，采用無(wú)水碳酸鉀代替氫氧化鈉，一次性加入反應(yīng)體系，反應(yīng)體系的pH一直維持在12左右，反應(yīng)條件更加溫和可控，采用乙腈代替丙酮，可在反應(yīng)后與高濃度碳酸鉀水溶液分層，易于回收利用，制得的4無(wú)需精制，可直接用于下一步反應(yīng)，收率91 %。

3.2 制備5時(shí)，采用碳酸氫鈉使羧酸轉(zhuǎn)化為羧酸根負(fù)離子，增強(qiáng)該反應(yīng)位點(diǎn)的親核性，提高反應(yīng)速率，由文獻(xiàn)的3 d縮短為3 h；革除了高毒性溶劑四氯化碳，后處理采用加入反溶劑的方法析晶，制得的5為白色結(jié)晶性固體，性狀好，純度高。

3.3 采用10 % 氫溴酸代替24 %氫溴酸，反應(yīng)溫度由回流降低至50～60 ℃，反應(yīng)條件更加溫和，反應(yīng)完畢后采用二氯甲烷萃取，避免乙酸乙酯的水解和乙酸的殘留。

3.4 結(jié)晶純化1時(shí)，采用二甲苯為溶劑，加熱至回流，分出不溶性深色油狀雜質(zhì)，加入氧化鋁，回流脫色0.5 h，抽濾，濾液冷卻至室溫，即得白色固體。氧化鋁能吸附極性較大的雜質(zhì)和色素，而精制溶劑二甲苯的極性較小，對(duì)極性大的雜質(zhì)和色素不能洗脫，同時(shí)，二甲苯為芳環(huán)類弱極性溶劑，能將極性較小的雜質(zhì)保留在母液中，同時(shí)去除極性較大的雜質(zhì)和極性較小的雜質(zhì)。

4 結(jié)論

總之，通過(guò)對(duì)反應(yīng)溫度，反應(yīng)溶劑，重結(jié)晶溶劑，催化劑等條件的研究，使反應(yīng)收率從21.0 %提高至51.4 %（以2計(jì)），產(chǎn)品純度99.8 %，手性純度99.8 %，為Enobosarm的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要參考依據(jù)。