抗腫瘤藥醋酸阿比特龍相關(guān)雜質(zhì)的合成

牛帥星，姚 凱，申曉婷，張 輝

(山西振東制藥股份有限公司，山西 長治 046000)

醋酸阿比特龍(Abiraterone Acetate)，商品名為Zytiga，化學(xué)名為17-(3-吡啶基)雄甾-5，16-二烯-3β-醋酸酯，由美國強(qiáng)生公司研發(fā)[1]用于治療轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌(mCRPC)[2]。2018年國家藥品管理局批準(zhǔn)了新適應(yīng)癥：與潑尼松或潑尼松龍合用治療新診斷的高危轉(zhuǎn)移性內(nèi)分泌治療敏感性前列腺癌(mHSPC)[3]?，F(xiàn)已成為治療晚期前列腺癌首選藥物之一。

前期研究中多關(guān)注于醋酸阿比特龍合成路線的優(yōu)化[4-7]，對其相關(guān)雜質(zhì)研究較少，鑒于藥品作為商品的特殊性，藥品的安全性和有效性與人類生命健康息息相關(guān)[8-10]。

用于藥品申報的醋酸阿比特龍原料藥工藝是以去氫表雄酮為起始原料，經(jīng)與肼縮合、碘代、Suzuki偶聯(lián)、乙酰化四步反應(yīng)得到醋酸阿比特龍，實施例上的合成路線如下圖所示：

圖1 醋酸阿比特龍的主要生產(chǎn)路線Fig.1 The main production route of abiraterone acetate

復(fù)雜有機(jī)分子的合成，反應(yīng)選擇性是最關(guān)鍵的因素之一，副反應(yīng)的發(fā)生與反應(yīng)的選擇性密切相關(guān)[11]。去氫表雄酮(1)與水合肼反應(yīng)主要生成去氫表雄酮-17-腙(2)，但去氫表雄酮和去氫表雄酮-17-腙同樣會發(fā)生部分縮合反應(yīng)進(jìn)而生成潛在雜質(zhì)偶氮去氫表雄酮(雜質(zhì)1)。反應(yīng)中間體中會有少量原料剩余，阿比特龍(4)中如有17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-醇(3)剩余，則其會發(fā)生乙?；磻?yīng)生成17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-乙酸酯(雜質(zhì)2)。終產(chǎn)品中可能有阿比特龍剩余，故阿比特龍需作為潛在雜質(zhì)(雜質(zhì)2)進(jìn)行控制。乙酸酐中可能存在部分丙酸酐，其與阿比特龍反應(yīng)會生成丙酸阿比特龍(雜質(zhì)4)。

本研究通過對目標(biāo)雜質(zhì)的合成路線進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化[12-14]，最終選擇以去氫表雄酮為起始物料，與水合肼縮合生成去氫表雄酮-17-腙，再經(jīng)碘代后生成17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-醇，去氫表雄酮在酸性條件下兩分子偶聯(lián)合成偶氮去氫表雄酮，17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-醇與乙酸酐發(fā)生酯交換反應(yīng)合成17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-乙酸酯，17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-醇與二乙基-(3-吡啶基)-硼烷發(fā)生Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)生成阿比特龍，阿比特龍與丙酸酐發(fā)生酯交換反應(yīng)合成丙酸阿比特龍。所得雜質(zhì)含量均大于99%，符合雜質(zhì)對照品要求。

圖2 醋酸阿比特龍雜質(zhì)1，2，3，4的合成路線Fig.2 Synthetic route of impurities 1， 2， 3， 4

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

AVANCE NEO型核磁共振波譜儀(400 MHz，TMS為內(nèi)標(biāo))，Bruker公司；U3000型高校液相色譜儀，Thermo公司；SQV-2型液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，Agilent；FTI)R-8400S型紅外光譜儀，日本島津公司。

去氫表雄酮，江西君業(yè)生物制藥有限公司；二乙基-(3-吡啶基)硼烷，江西東邦藥業(yè)有限公司；其他試劑為市售分析純或工業(yè)品。

1.2 實驗方法

1.2.1 偶氮去氫表雄酮的合成

稱取去氫表雄酮10.00 g置于250 mL夾套反應(yīng)器中，加入50 mL甲醇，攪拌均勻后加入85%水合肼4.10 g，緩慢滴加3.40 g濃硫酸，水溶液溫度為65 ℃，開始循環(huán)加熱。反應(yīng)1 h后觀察到反應(yīng)液為乳白色，測得反應(yīng)液溫度為64.7 ℃。反應(yīng) 6 h后，將反應(yīng)液趁熱過濾，濾餅用純化水沖洗3次后置于 250 mL的三口燒瓶中，加入100 ml甲醇，外溫設(shè)為65 ℃進(jìn)行純化。1 h后，反應(yīng)液趁熱過濾，濾餅用鼓風(fēng)干燥箱干燥 0.5 h，得8.47 g偶氮去氫表雄酮。1HNMR(400 MHz， Chloroform-d)δ 5.37(s， 1H)， 5.36(t，J=2.0 Hz， 1H)， 3.53(tt，J=10.7， 4.7 Hz， 2H)， 2.37～2.19(m， 7H)， 2.19～2.12(m， 1H)， 2.12～1.99(m， 2H)， 1.99～1.78(m， 8H)， 1.71～1.32(m， 18H)， 1.18～1.08(m， 4H)， 1.04(s， 9H)， 0.87(s， 6H);IR，3415 cm-1，2959 cm-1，2867 cm-1，1598 cm-1， 1510 cm-1，1438 cm-1，ESI，實測值(計算值)，m/z：573.42(573.43) [M+H]+；HPLC， 18.005 min ， 99.82%。

1.2.2 17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-乙酸酯的合成

在一個250 mL三口燒瓶中，加入10.0 g去氫表雄酮和 60 mL甲醇。攪拌升溫至50 ℃，待溶解完全后，將1.8 g氫氧化鈉溶于80 mL純化水倒入燒瓶。升溫至75 ℃反應(yīng)1 h。反應(yīng)完畢后，加入4.6 g，80 %水合肼。繼續(xù)反應(yīng)4 h。關(guān)閉熱源，冷卻至室溫。加入60 mL純化水，攪拌反應(yīng)0.5 h。過濾，將濾餅用純化水洗滌3次。得9.5 g去氫表雄酮-17-腙。

在三口燒瓶中加入16.8 gI2后加入19.0 g四甲基胍、5 mL的DMF，攪拌降溫至10 ℃之下，將稱量好的9.0 g去氫表雄酮-17-腙，少量多次加入燒瓶中，維持溫度變化在5 ℃以內(nèi)，攪拌1 h。將反應(yīng)裝置溫度設(shè)置為90℃，開始升溫反應(yīng)，持續(xù) 4 h。關(guān)閉熱源，移入單口燒瓶，加入100 mL純化水和10.3 g亞硫酸氫鈉攪拌析晶并降溫至室溫。持續(xù)1 h。減壓抽濾，濾餅用純化水洗3次，得9.0g17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-醇。

取1.0 g 17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-醇于100 mL三口燒瓶中，加入5 mL吡啶溶解，室溫攪拌下加入1.5 g 乙酸酐，升溫至35 ℃，保溫攪拌反應(yīng)24 h后關(guān)閉加熱冷卻至室溫，加入10 mL純化水，攪拌反應(yīng)1 h，抽濾濾餅烘干2 h得1.0g 17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-乙酸酯。1HNMR(400 MHz， Chloroform-d)δ 6.18(dd，J=3.2， 1.6 Hz， 1H)， 5.36(d，J=5.0 Hz， 1H)， 4.53～4.36(m， 1H)， 2.36～2.21(m， 2H)， 2.13(ddd，J=15.0， 6.5， 3.2 Hz， 1H)， 2.04～1.89(m， 5H)， 1.89～1.73(m， 2H)， 1.72～1.37(m， 7H)， 1.28～0.96(m， 7H)， 0.70(s， 3H);IR， 2960 cm-1， 2870 cm-1， 1460 cm-1， 1380 cm-1，1750 cm-1，1240 cm-1，1060 cm-1，1690 cm-1，770 cm-1，620 cm-1;HPLC，14.245 min，99.56%。

1.2.3 阿比特龍的合成

在250 mL三口燒瓶中，加入8.0 g的17-碘-雄甾-5，16-二烯-3β-醇和5.5 g的二乙基-(3-吡啶基)硼烷。加入40 mL的四氫呋喃，開始攪拌。3.5 g KOH溶于100 mL純化水中。最后加入0.5 g(0.07 mmol)的雙(三苯基膦)二氯化鈀。設(shè)置溫度為70 ℃，升溫攪拌。持續(xù)5 h。關(guān)閉熱源，將反應(yīng)液旋蒸，去除四氫呋喃。后加入50 mL純化水，降至室溫攪拌析晶0.5 h。抽濾，濾餅用純化水洗滌三次。將濾餅移入單口燒瓶中，加入40 mL乙酸乙酯，室溫攪拌0.5 h。抽濾，濾餅用40 mL乙酸乙酯洗滌。將濾餅在55 ℃烘箱中干燥，送樣。

將6.0 g阿比特龍粗品與150 mL四氫呋喃加入250 mL三口燒瓶中，攪拌升溫至65 ℃，持續(xù)1 h。待粗品全部溶解，在反應(yīng)液中加入1.6 g的37%濃鹽酸，關(guān)閉熱源。攪拌降至室溫，析晶。持續(xù)2 h。過濾，濾餅在55 ℃烘箱中干燥至恒重。

將5.0 g阿比特龍鹽酸鹽與100 mL二氯甲烷均勻混合于500 mL三口燒瓶中。將3.1 g的NaOH溶于50 mL純化水加入反應(yīng)液中。室溫攪拌0.5 h。加入100 mL純化水，室溫攪拌2 h。將燒瓶內(nèi)反應(yīng)液轉(zhuǎn)移入分液漏斗中，靜置，收集有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取兩次，每次100 mL。合并有機(jī)相，用100 mL純化水洗滌。分液，收集有機(jī)相，無水硫酸鈉干燥，過濾。濾液減壓濃縮，得4.0 g阿比特龍。1HNMR(400 MHz， Chloroform-d)δ 8.62(s， 1H)， 7.65(d，J=7.9 Hz， 1H)， 5.99(s， 1H)， 5.52～5.19(m， 1H)， 3.67～3.39(m， 1H)， 2.37～2.22(m， 2H)， 2.06(q，J=12.2， 11.8 Hz， 2H)， 1.98～1.82(m， 2H)， 1.81～1.73(m， 1H)， 1.73～1.44(m， 3H)， 1.17～1.01(m， 4H).IR，3050 cm-1，1630 cm-1，1420 cm-1，810 cm-1，890 cm-1，2930 cm-1，2850 cm-1，1460 cm-1，1380 cm-1，1750 cm-1，740 cm-1， 1240 cm-1; ESI，實測值(計算值)，m/z：350.12(349.52)[M+H]+;HPLC，14.497 min，99.10%

1.2.4 丙酸阿比特龍的合成

在100 mL三口瓶內(nèi)加入 2.00 g 阿比特龍，10 mL吡啶，4.46 g丙酸酐，升溫至35 ℃，保溫反應(yīng)。24 h之后關(guān)閉加熱，冷卻至室溫，加入20 mL純化水，攪拌1 h，抽濾，用純化水洗滌三次，得2.1 g丙酸阿比特龍。1HNMR(400 MHz， Chloroform-d)δ 8.59(d，J=2.3 Hz， 1H)， 8.43(dd，J=4.8， 1.6 Hz， 1H)， 7.76(dt，J=8.0， 2.0 Hz， 1H)， 7.34(dd，J=7.9， 4.8 Hz， 1H)， 6.11(dd，J=3.3， 1.8 Hz， 1H)， 5.39(d，J=5.0 Hz， 1H)， 4.58～4.33(m， 1H)， 2.34～2.17(m， 5H)， 2.06(ddd，J=14.6， 11.5， 4.2 Hz， 3H)， 1.88～1.34(m， 9H)， 1.14～1.07(m， 1H)， 1.03(dd，J=7.9， 2.1 Hz， 9H)， 1.00(s， 1H);IR，2960 cm-1，2870 cm-1，1460 cm-1，1380 cm-1，1750 cm-1，1240 cm-1，1060 cm-1， 1690 cm-1，770 cm-1，620 cm-1;ESI，實測值(計算值)，m/z：406.04(405.58)[M+H]+;HPLC，38.580 min，100.00%。

2 結(jié) 論

本文主要根據(jù)醋酸阿比特龍的合成工藝以及反應(yīng)機(jī)理推測其潛在雜質(zhì)化合物1、2、3、4。以去氫表雄酮為起始原料經(jīng)縮合反應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)、酯交換反應(yīng)分別進(jìn)行了4個潛在雜質(zhì)的合成，經(jīng)高校液相色譜檢測純度均大于99.0%。合成方法具有制備過程簡單、所得雜質(zhì)純度高等特點，所得化合物采用紅外光譜、核磁共振氫譜、以及液質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行了化學(xué)結(jié)構(gòu)確證，結(jié)構(gòu)確證數(shù)據(jù)與目標(biāo)化合物相符，可以作為醋酸阿比特龍雜質(zhì)對照品進(jìn)行未知雜質(zhì)的分析和鑒定。