泊沙康唑的合成工藝改進(jìn)研究

邢麗華

摘 要：本文旨在對(duì)泊沙康唑的合成工藝進(jìn)行研究和改進(jìn)。新工藝路線以4-（4-（4-硝基苯基）-1-哌嗪基）苯酚為起始原料，經(jīng)縮合、還原、酰胺化、關(guān)環(huán)、水解等反應(yīng)得到泊沙康唑。實(shí)驗(yàn)表明，本工藝路線操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)品雜質(zhì)少，反應(yīng)條件溫和，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：泊沙康唑;合成;真菌藥物;合成工藝

中圖分類號(hào)：TQ465? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2021）08-0067-03

1 引言

泊沙康唑（posaconazole）是新一代由德國(guó)先靈葆雅公司研制的新型廣譜抗真菌藥，是第二代三唑類抗真菌藥物，2005年10月20日被歐盟和美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市[1，2]。泊沙康唑化學(xué)名為4-[4-[4-[4-[[（3R，5R）-5-（2，4-二氟苯基）-5-（1，2，4-三唑-1-基甲基）氧雜戊環(huán)-3-基]甲氧基]苯基]哌嗪-1-基]苯基]-2-[（2S，3S）-2-羥基戊-3-基]-1，2，4-三唑-3-酮，是通過(guò)抑制真菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶起作用[3]。泊沙康唑是親脂的三唑類抗真菌藥，抗菌譜較廣，主要用于治療由念珠菌屬、隱球菌屬引起的真菌血癥，呼吸、消化道、尿路真菌病、腹膜炎和腦膜炎，經(jīng)FDA批準(zhǔn)泊沙康唑還可用于治療對(duì)伊曲康唑和氟康唑耐藥性較強(qiáng)的口咽念珠菌病[4-10]，具有良好的安全性和耐受性。

目前已報(bào)道泊沙康唑的合成工藝較多[11-16]，但主要是圍繞以下三個(gè)合成片段（片段1、2、3）開展的，具體結(jié)構(gòu)見圖1。

目前存在的問(wèn)題是從化合物1到化合物4的制備過(guò)程中會(huì)生成新的雜質(zhì)[17]，即圖2結(jié)構(gòu)：

該雜質(zhì)難以除去且在后續(xù)合成過(guò)程中會(huì)參與反應(yīng)，生成新的雜質(zhì)，造成雜質(zhì)傳遞，影響后續(xù)中間體及目標(biāo)產(chǎn)物泊沙康唑的質(zhì)量。為了解決這個(gè)難題，本文設(shè)計(jì)了新的合成路線，見圖3：以4-（4-（4-硝基苯基）-1-哌嗪基）苯酚為起始原料，首先與氯甲基甲醚反應(yīng)生成中間體6，保護(hù)羥基;硝基再經(jīng)鈀碳還原得到氨基得到中間體7，接著與氯甲酸芐酯反應(yīng)生成中間體8，與外購(gòu)化合物2反應(yīng)得到中間體9，在酸性條件下脫去羥基上保護(hù)基得到中間體10，與外購(gòu)化合物3發(fā)生縮合反應(yīng)得到中間體11，最后脫去羥基上保護(hù)基芐基得到目標(biāo)產(chǎn)物泊沙康唑。新設(shè)計(jì)的工藝路線避免產(chǎn)生難以除去的雜質(zhì)，提高了泊沙康唑的產(chǎn)品質(zhì)量，且工藝操作簡(jiǎn)單、工藝條件溫和，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要儀器和試劑

儀器：AV-400MHz型核磁共振儀;高效液相色譜LC-20AT（日本島津公司）;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（鄭州予華）。

原料：4-（4-（4-硝基苯基）-1-哌嗪基）苯酚（百靈威，含量≥97%）;氯甲基甲醚（北京偶合科技有限公司，≥98%）;氯甲酸苯酯（邦成化工，≥98%）;2-[（1S，2S）-1-乙基-2-芐氧基丙基]肼甲醛（天津卡普?？萍加邢薰?，≥98%）;（5R-CIS）-甲苯-4-磺酸5-（2，4-二氟苯基）-5-（1H-1，2，4-三氮唑-1-基）甲基四氫呋喃-3-基甲基酯（西安瑞聯(lián)新材料股份有限公司，≥97%）。

2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.2.1 1-（4-（甲氧基甲氧基）苯基）-4-（4-硝基苯基）哌嗪（中間體6）制備

向一個(gè)干燥的3L的三口瓶中加入4-（4-（4-硝基苯基）-1-哌嗪基）苯酚（66.0g，0.22mol），然后加入四氫呋喃（620mL）。冷卻降溫至-5～0℃，攪拌10分鐘，分批加入叔丁醇鉀（49.4g，0.44mol），控溫?cái)嚢?小時(shí);慢慢滴加氯甲基甲醚（21.2g，0.26mol），2小時(shí)內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)控溫-5～0℃繼續(xù)攪拌1小時(shí)，再緩慢升至室溫繼續(xù)攪拌3小時(shí)，采用HPLC監(jiān)控反應(yīng)至完全。反應(yīng)完畢，體系緩慢倒入3L水中，析出固體，室溫?cái)嚢?小時(shí)，抽濾，用500mL純化水洗滌固體至濾液呈中性，40℃鼓風(fēng)干燥得到黃色中間體6（58.4g，77.1%）。1H-NMR（400MHz，CDCl3）：3.22-3.25（m，4H），3.48（s，3H），3.56-3.59（m，4H），5.13（s，2H），6.86-6.85（m，2H），6.89-6.93（m，2H），7.00-7.02（m，2H），8.13-8.16（m，2H）。

2.2.2 1-（4-（甲氧基甲氧基）苯基）-4-（4-硝基苯基）哌嗪-4-（4-（4-（甲氧基甲氧基）苯基）哌嗪-1-基）苯胺（中間體7）制備

將四氫呋喃（310ml）、中間體6（21.2g，0.0617mol）加入到500ml三口瓶中，加入10%鈀碳（1.24g），室溫通入氫氣反應(yīng)24小時(shí)。HPLC跟蹤反應(yīng)至中間體6消失即反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)液用硅藻土抽濾，再用THF（250ml）淋洗濾餅，濾液直接進(jìn)行下一步反應(yīng)，無(wú)需進(jìn)行純化。取5ml濾液直接濃縮得到固體送分析。1H-NMR（400MHz，CDCl3）：3.17-3.19（m，4H），3.22-3.25（m，4H），3.44-3.48（m，5H），5.12（s，2H），6.66-6.68（m，2H），6.85-6.87（m，2H），6.91-6.94（m，2H），6.97-7.00（m，2H）。

2.2.3 苯基（4-（4-（4-（甲氧基甲氧基）苯基）哌嗪-1-基）苯基）氨基甲酸酯（中間體8）制備

將上步反應(yīng)液降溫至0-10℃，緩慢滴加氯甲酸苯酯（12.0g，0.0768mol），滴加30min。滴加完畢自然升至室溫，繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)。HPLC跟蹤反應(yīng)至化合物7含量小于0.5%即可進(jìn)行后處理。向體系中加入純化水200ml，析出固體，繼續(xù)攪拌1小時(shí)。抽濾，濾餅依次經(jīng)50ml純化水、50ml乙醇、50ml正己烷洗滌，得到灰白色固體中間體8（23.2g，87.1%）。

1H-NMR（400MHz，CDCl3）：3.16-3.21（m，8H），3.33-3.36（m，3H），5.09（s，2H），6.94-6.91（m，6H），7.19-7.26（m，3H），7.36-7.44（m，4H），9.98（s，1H）。

2.2.4 2-（2S，3S）-2-（芐氧基）戊烷-3-基）-4-（4-（甲氧基甲氧基）苯基）哌嗪-1-基）苯基）-2，4-二氫-3H-1，2，4-三唑-3-酮（中間體9）制備

向1.0L三口瓶中加入1，2-二甲氧基乙烷（150mL）、中間體8（9.97g，0.023mol）、化合物2（8.27g，0.035mol）、三乙胺（15g，0.148mol），加畢，攪拌，升溫至80℃反應(yīng)10-12h，TLC跟蹤中間體8消失，反應(yīng)完畢。加入500mL純化水，攪拌0.5小時(shí)，分液，有機(jī)相40℃減壓濃縮得到粗品，再加入甲基叔丁基醚450ml重結(jié)晶，得到土黃色固體中間體9（10.9g，85.0%）。

1H-NMR（400MHz，CDCl3）：0.86-0.87（m，1H），1.11（m，3H），1.62（m，1H），3.33（m，3H），3.57-3.60（m，9H）， 3.92（m，1H），4.63（s，1H），6.02（s，2H），6.65-6.73（m，4H），6.90（m，2H），7.09（m，2H），7.31（s，4H），7.94（s，1H）。

2.2.5 2-（（2S，3S）-2-（芐氧基）戊烷-3-基）-4-（4-（4-羥基苯基）哌嗪-1-基）苯基）-2，4-二氫-3H-1，2，4-三唑-3-酮（中間體10）制備

向500mL三口瓶中依次加入中間體9（10.0g，0.0179mol）、乙醇（150mL）、1N鹽酸（20mL）室溫?cái)嚢璺磻?yīng)3小時(shí)。TLC跟蹤中間體9小事，反應(yīng)完畢。加入1N氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH=6-7，加入二氯甲烷（200mL*2）萃取，分液。有機(jī)相分別用飽和碳酸鈉溶液（50mL）和飽和鹽水（50ml）洗滌，有機(jī)相40℃減壓濃縮得到土黃色粗品。將固體加入300ml甲基叔丁基醚進(jìn)行重結(jié)晶，得到類白色固體即中間體10（7.71g，83.9%）。

1H-NMR（400MHz，CDCl3）：0.86-0.87（m，1H），1.12（m，3H），1.62（m，1H），3.57-3.61（m，9H），3.92（m，1H）， 4.63（s，1H），6.61（m，4H），6.90（m，2H），7.09（m，2H），7.31（s，4H），7.94（s，1H）。

2.2.6 （4-（4-（4-（5-（2，4-二氟苯基）-5-（1，2，4）三唑-1-基甲基-氧雜戊-3-基甲基）-苯基）-哌嗪-1-基）-苯基）-氨基甲酸芐酯（中間體11）制備

氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向250ml三口瓶中加入DMSO（70 mL）、化合物3（7.07g，0.0158mol）、中間體10（7.00g，? 0.0137mol），室溫?cái)嚢?.5小時(shí)，固體全部溶解。加入氫氧化鈉和水的混合溶液（0.9g氫氧化鈉/3.3mL水配制），室溫?cái)嚢?.5小時(shí)。體系升溫至40℃，反應(yīng)8-12小時(shí)。TLC跟蹤至中間體10消失，反應(yīng)完畢。加入3N鹽酸調(diào)節(jié)pH=5-6，攪拌0.5小時(shí)。緩慢向體系中滴加水（50mL），析出大量白色固體，滴加完畢繼續(xù)攪拌1.0小時(shí)。抽濾，濾餅用水（20ml）淋洗，40℃鼓風(fēng)干燥得到類白色固體即中間體11（8.9g，86.2%）。

2.2.7 4-[4-[4-[4-[[（3R，5R）-5-（2，4-二氟苯基）-5-（1，2，4-三唑-1-基甲基）氧雜戊環(huán)-3-基]甲氧基]苯基]哌嗪-1-基]苯基]-2-[（2S，3S）-2-羥基戊-3-基]-1，2，4-三唑-3-酮（泊沙康唑）合成

在500mL三口燒瓶中加入中間體11（8.0g， 0.010mol）、甲醇（200mL）、5NHCl（25mL）、10%鈀碳（0.96g），氮?dú)庵脫Q3次，室溫通入氮?dú)夥磻?yīng)。TLC跟蹤反應(yīng)至中間體11消失。反應(yīng)完畢，抽濾，濾液用2N氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=10，體系析出類白色固體。固體加入甲醇100mL中加熱至完全溶解，加入活性炭（0.8g），攪拌30分鐘脫色。趁熱抽濾，濾餅用熱的甲醇20ml淋洗。濾液冷卻析晶，抽濾得到白色固體即泊沙康唑（6.50g，91.7%）。

1H-NMR（400MHz，CDCl3）：8.33（s，1H），7.78（s，1H），7.50-7.54（s，1H），7.23-7.30（m，3H），7.08-7.11（s，2H），6.92-7.01（m，8H），6.78-6.81（m，2H），4.67- 4.69（d，1H），4.57—4.58（d1H），3.99-4.04（m，1H），3.66-3.84（m，4H），3.29-3.34（m，8H），3.15-3.16（m，2H），2.12-2.16（m，2H），1.68-1.72（m，1H），1.11-1.13（m，3H），0.71-0.76（m，3H）。

3 結(jié)論

由于泊沙康唑合成路線復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻、合成路線過(guò)長(zhǎng)、大量使用昂貴的催化劑、污染環(huán)境、不利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)等缺點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有泊沙康唑原料藥備案和制劑獲批廠家，市場(chǎng)上所有的泊沙康唑制劑均為進(jìn)口，因藥品價(jià)格昂貴，給國(guó)內(nèi)的用藥患者帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

通過(guò)研究，一方面，實(shí)現(xiàn)了泊沙康唑國(guó)產(chǎn)化，降低了國(guó)內(nèi)患者的用藥成本，同時(shí)也緩解了臨床用藥需求。另一方面，泊沙康唑新的合成工藝起始原料廉價(jià)易得，反應(yīng)收率高，減少傳統(tǒng)工藝難以除去的雜質(zhì)，降低了成本，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

參考文獻(xiàn)：

〔1〕Julia J Chang，Alejandro Villar-Prados，MD，et al.Concurrent Pseudohyperaldosteronism and primary glucocorticoid deficiency from Posaconazole[J].Journal of Endocrine Society，2021，5（01）：124-125.

〔2〕Van Daele Ruth，Brüggemann Roger J，Dreesen Erwin， et al. Pharmacokinetics and target attainment of intravenous posaconazole in critically ill patients during extracorporeal membrane oxygenation[J]. Journal of Antimicrobial Chemotherapy， 2021，76（05）：1234-1241.

〔3〕Epps Quovadis J.，Epps Kevin L.，Zobell Jeffery T.， et al. Optimization of antimicrobials in the treatment of cystic fibrosis pulmonary exacerbations：？II. Therapies for allergic bronchopulmonary aspergillosis[J].Pediatric Pulmonology，2020，55（12）：3541-3572.

〔4〕Lambrix Arathi A，Swanson Hope D，Pauley Jennifer L，et al. Experience using intravenous posaconazole in paediatric and young adult oncology patients[J]. Journal of Antimicrobial Chemotherapy，2020，75（12）：3682-3687.

〔5〕Van Daele Ruth， Spriet Isabel， Maertens Johan. Posaconazole in prophylaxis and treatment of invasive fungal infections： a pharmacokinetic， pharmacodynamic and clinical evaluation[J]. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology， 2020，16（07）：539-550.

〔6〕Salehi Mohammadreza， Shahi Farhad， Rizvi Fatema Sadaat， et al. Combination antifungal therapy without craniotomy in an immunocompromised patient with rhino-orbito-cerebral mucormycosis： A case report[J].Caspian Journal of Internal Medicine， 2020，11（02）：227-230.

〔7〕劉潔，胡小平，劉偉.三唑類抗真菌新藥泊沙康唑和伏立康唑簡(jiǎn)介[J].菌物學(xué)報(bào)，2018，37（10）：1391-1398.

〔8〕L.Tang， X.-F. Yang， M. Qiao， L. Zhang， X.-W， et al. Posaconazole vs. voriconazole in the prevention of invasive fungal diseases in patients with haematological malignancies： A retrospective study[J]. Journal de Mycologie Médicale， 2018，28（2）：379-383.

〔9〕Santiago Grau， Rafael Cámara， Manuel， et al.Cost-effectiveness of posaconazole tablets versus fluconazole as prophylaxis for invasive fungal diseases in patients with graft-versus-host disease after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation[J]. The European Journal of Health Economics，2018，19（04）：627-636.

〔10〕徐宵寒，張路，段明輝.評(píng)價(jià)泊沙康唑預(yù)防血液系統(tǒng)疾病患者粒細(xì)胞缺乏期侵襲性真菌病的效果[J].中國(guó)感染控制雜志，2017，16（01）：32-35.

〔11〕郭彥飛，蓸衛(wèi)，包玉盛，等.泊沙康唑（API）生產(chǎn)化工藝研究及雜質(zhì)譜分析[J].山東化工，2018，47（23）：47-55.

〔12〕閆新創(chuàng)，陳平，賀敏，等.泊沙康唑重要中間體的合成與表征[J].廣州化工，2013，41（10）：107-109.

〔13〕黃松.一種泊沙康唑中間體的合成方法[P].CN201710204742A.

〔14〕安敏，王偉，鄧洪麗，鄧.泊沙康唑關(guān)鍵中間體合成的新方法[J].2019，40（02）：31-35.

〔15〕靳鳳民，張靜.泊沙康唑的合成[J].中國(guó)新藥雜質(zhì)，2015，24（05）：560-564.

〔16〕李馳，王欣.泊沙康唑合成路線圖[J].中國(guó)藥物化學(xué)雜志，2020，30（03）：182-187.

〔17〕楊祥龍，李金鳳，邵偉，等.泊沙康唑合成工藝研究進(jìn)展[J].化工時(shí)刊，2019，33（11）：22-37.