柯諾拉贊-d3的合成

王悅秋,王 昌,梁大偉*

(1.雅安職業(yè)技術學院藥學與檢驗學院,四川 雅安 625100;2.沈陽藥科大學 基于靶點的藥物設計與研究教育部重點實驗室,遼寧 沈陽 110016)

柯諾拉贊(Carenoprazan),代號H008,化學名為1-(5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺?；?-1H-吡咯-3-基)-N-甲基甲胺,是由江蘇柯菲平醫(yī)藥股份有限公司研發(fā)的一類新藥,為抗胃酸藥物沃諾拉贊的me-better藥物?？轮Z拉贊是一種新型鉀離子競爭性酸阻滯劑(potassium competitive acid blocker,P-CAB),通過抑制K+與H+/K+-ATP酶的結合,阻止胃酸分泌,達到抑酸效果,屬于可逆性質子泵抑制劑,主要用于治療十二指腸潰瘍、胃潰瘍、反流性食管炎和幽門螺旋桿菌感染[1]。目前,柯諾拉贊已處于臨床Ⅲ期研究階段,據(jù)報道,每日口服一次柯諾拉贊片(20 mg),6周內經內鏡檢查十二指腸潰瘍愈合的患者比例為94.44%,8周內經內鏡檢查反流性食管炎愈合的患者比例為95.8%,抑酸率更高,其遺傳、發(fā)育等代謝研究顯示未見潛在毒性[2-6]。采用液質聯(lián)用技術可對穩(wěn)定同位素標記藥物在體內的代謝與分布進行檢測,具有靈敏性較高的優(yōu)勢,近年來,廣泛應用于藥物代謝動力學研究中[7]。

目前,市售產品柯諾拉贊-d3(1)較少,價格昂貴,其合成工藝鮮見報道。鑒于此,作者參照非標記沃諾拉贊、柯諾拉贊的合成方法[8-15],以市售的2-氟苯乙酮(2)為起始原料,經溴代、丙二腈取代、環(huán)合、脫氯得到5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(6),然后與1-(3-甲氧基丙氧基)苯磺酰氯(7)發(fā)生親核取代反應得到5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺?；?-1H-吡咯-3-甲腈(8),再經催化氫化、還原氨化得到1-(5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺?；?1H-吡咯-3-基)-N-甲基-d3-甲胺(柯諾拉贊-d3,1),合成路線如圖1所示。

圖1 柯諾拉贊-d3的合成路線

1 實驗

1.1 試劑與儀器

2-氟苯乙酮、丙二腈、鈀碳(Pd/C)、雷尼鎳(Raney Ni)、氰基硼氫化鈉、三乙酰氧基硼氫化鈉(STAB)、叔丁醇鉀(t-BuOK)、15-冠醚-5,4-二甲氨基吡啶(DMAP),分析純,北京伊諾凱科技有限公司;二異丙基乙基胺、1-(3-甲氧基丙氧基)苯磺酰氯,分析純,上海網化化工科技有限公司;氘代甲胺鹽酸鹽(D相對含量>99.0%),分析純,山東輝璟生物醫(yī)藥科技有限公司;四氫呋喃(THF),加鈉回流干燥、新蒸,用氮氣脫氧;其它試劑均為分析純。

X-5型顯微熔點測定儀,鞏義予華儀器有限責任公司;溫度計(未校正);ARX-400型核磁共振波譜儀(CDCl3、DMSO-d6為溶劑,TMS為內標),瑞士Bruker公司;Quadruple LC/MS 6120型液質聯(lián)用色譜儀(ESI源)、Agilent 1200型高效液相色譜儀,美國Agilent公司。

1.2 合成方法

1.2.1 2-溴-2′-氟苯乙酮(3)的合成

將2-氟苯乙酮(13.8 g,0.1 mol)溶于100 mL乙酸乙酯,冰浴冷卻至0～5 ℃;將溴素(6.2 mL,0.12 mol)溶于50 mL乙酸乙酯,滴加至上述溶液中,40 min滴加完畢,室溫攪拌反應1 h;向反應液中滴加100 mL水,30 min滴加完畢;然后滴加100 mL飽和Na2SO3溶液,30 min滴加完畢;分出乙酸乙酯層,水相用50 mL乙酸乙酯萃取;合并乙酸乙酯相,依次用50 mL 3%NaHCO3溶液、10%NaCl溶液洗滌,無水MgSO4干燥,抽濾,減壓濃縮,得到21.1 g化合物3,收率95.9%,無需純化,直接用于下一步反應。

1.2.2 2-(2-(2-氟苯基)-2-氧代乙基)丙二腈(4)的合成

將化合物3(5.08 g,0.024 mol)溶于20 mL DMF,冰浴冷卻至0～5 ℃;加入丙二腈(1.70 g,0.026 mol)、無水K2CO3(3.56 g,0.026 mol),室溫攪拌反應2 h;滴加30 mL水,1 h 滴加完畢,抽濾,濾餅用水洗滌(10 mL×3),得到3.59 g化合物4,收率75.0%。

1.2.3 2-氯-5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(5)的合成

將化合物4(2.53 g,0.013 mol)溶于30 mL THF,加熱至60 ℃;通入干燥的HCl氣體,攪拌反應1 h;加入10 mL乙腈,減壓濃縮去除溶劑,重復1次;加入10 mL乙腈,加熱至60 ℃,攪拌下滴加10 mL水,15 min滴加完畢;靜置冷卻至室溫,抽濾,濾餅用乙腈-水(1∶1,體積比,下同)洗滌(10 mL×3),干燥,得到2.15 g化合物5,收率78.0%。

1.2.4 5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(6)的合成

將化合物5(1.10 g,0.005 mol)溶于20 mL無水乙醇,加入1 mL二異丙基乙基胺、0.12 g 10%Pd/C;用氫氣置換3次,然后在氫氣氣氛中室溫反應12 h;抽濾,濾餅用5 mL無水乙醇洗滌,合并乙醇相,濃縮去除溶劑,粗產物溶于10 mL無水乙醇,室溫攪拌,滴加20 mL水,冰水浴中攪拌1 h;抽濾,濾餅用乙醇-水(1∶2)洗滌(5 mL×3),得到0.73 g化合物6,收率78.0%。

1.2.5 5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺?；?-1H-吡咯-3-甲腈(8)的合成

將t-BuOK(672 mg,6 mmol)加入到化合物6(558 mg,3 mmol)的無水THF溶液(15 mL)中,冰浴冷卻至0～5 ℃,攪拌30 min;依次加入15-冠醚-5(1.32 g,6 mmol)、化合物7(1.58 g,6 mmol)和DMAP(91.5 mg,0.75 mmol),自然升溫至室溫,攪拌反應2 h;加入適量冰水混合物淬滅反應,用乙酸乙酯萃取(50 mL×3),合并有機相,無水MgSO4干燥,抽濾,濃縮,粗品經硅膠柱層析(V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶9)純化,得到658 mg化合物8,收率53.0%。

1.2.6 5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲醛(9)的合成

將化合物8(414 mg,1 mmol)溶于10 mL無水THF,依次加入5 mL冰醋酸、1 mL水和350 mg Raney Ni;用氫氣置換3次,在氫氣氣氛中室溫攪拌12 h[16];抽濾,濾餅用5 mL THF-水-冰醋酸(4∶1∶5)洗滌,濃縮濾液去除THF,加入20 mL水,用乙酸乙酯萃取(20 mL×3),合并萃取液,用5%NaHCO3溶液洗滌,無水MgSO4干燥,抽濾,減壓濃縮,得到400 mg化合物9,收率96.0%。

1.2.7 柯諾拉贊-d3(1)的合成

將化合物9(100 mg,0.25 mmol)與6%氘代甲胺-甲醇(CD3NH2-CH3OH)溶液(1.02 g,2 mmol)混合,室溫攪拌反應30 min;加入STAB(133 mg,0.63 mmol),繼續(xù)室溫攪拌反應3 h;減壓濃縮去除溶劑,加入20 mL水,用乙酸乙酯萃取(20 mL×3),合并萃取液,用飽和NaCl溶液洗滌,無水MgSO4干燥,抽濾,減壓濃縮,得到無色油狀粗品;加入7 mL乙酸乙酯溶解,靜置過夜,有大量淡黃色固體析出,抽濾,干燥,得到69 mg目標化合物1,收率63.4%,7步總收率14.1%。

2 結果與討論

2.1 化合物的表征

2-溴-2′-氟苯乙酮(3):ESI-MS,m/z:234.00 [M+NH4]+。

2-(2-(2-氟苯基)-2-氧代乙基)丙二腈(4):m.p.139～141 ℃(文獻[8]:139～142 ℃);ESI-MS,m/z:220.20 [M+NH4]+,241.15 [M+K]+,201.05 [M-H]-;1HNMR(CDCl3,400 MHz),δ:8.01(m,1H,6-Ph-H),7.60～7.65(m,1H,4-Ph-H),7.22～7.32(m,2H,3,5-Ph-H),4.37[t,1H,-CH(CN)2],3.74(dd,2H,-CH2-)。

2-氯-5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(5):m.p.217～220 ℃(文獻[17]:218～220 ℃);ESI-MS,m/z:221.10 [M+NH4]+,243.00 [M+Na]+,218.95 [M-H]-;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:12.47(brs,1H,-NH-),7.50～7.54(m,1H,6-Ph-H),7.25～7.30(m,1H,4-Ph-H),7.11～7.20(m,2H,3,5-Ph-H),6.67～6.77(m,1H,4-pyrrole-H)。

5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(6):m.p.157～159 ℃(文獻[17]:158.5～160.5 ℃);ESI-MS,m/z:185.00 [M-H]-;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:12.12(brs,1H,-NH-),7.54～7.68(m,1H,6-Ph-H),7.35～7.38(m,1H,2-pyrrole-H),7.24～7.28(m,1H,4-Ph-H),7.13～7.22(m,2H,3,5-Ph-H),6.84～6.85(m,1H,4-pyrrole-H)。

5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲腈(8):m.p.206～208 ℃;ESI-MS,m/z:415.09[M+H]+;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:7.78(s,1H),7.46～7.52(m,2H,Ph-H),7.22～7.28(m,3H,Ph-H),7.08～7.12(m,2H,Ph-H),6.79～6.82(m,1H,pyrrole-H),6.50 (d,1H,pyrrole-H),3.95～3.98(m,4H,-CH2-),3.45(t,2H,-CH2-),3.28(s,3H,-CH3),1.92～1.97(m,2H,-CH2-)。

5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲醛(9):m.p.189～191 ℃;ESI-MS,m/z:418.13[M+H]+;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:9.93(s,1H,-CHO),7.78(s,1H,Ph-H),7.45～7.52(m,2H,Ph-H),7.20～7.28(m,3H,Ph-H),7.07～7.10(m,2H,Ph-H),6.82～6.83(m,1H,pyrrole-H),6.52(d,1H,pyrrole-H),3.95～3.97(m,4H,-CH2-),3.47(t,2H,-CH2-),3.26(s,3H,-CH3),1.92～1.95(m,2H,-CH2-)。

柯諾拉贊-d3(1):m.p.123～125 ℃;ESI-MS,m/z:436.19 [M+H]+,同位素豐度為98.3%;化學純度為99.5%,高效液相色譜條件:Hyper ODS2 C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動相為CH3CN-0.01 mol·L-1K2HPO4水溶液(90∶10),流速為1 mL·min-1,柱溫為30 ℃,進樣量為10 μL。1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:8.98(brs,1H,-NH-),7.79(s,1H,Ph-H),7.47～7.55(m,2H,Ph-H),7.21～7.30(m,3H,Ph-H),7.07～7.10(m,2H,Ph-H),6.83～6.84(m,1H,pyrrole-H),6.51(d,1H,pyrrole-H),3.96～3.99(m,4H,2-CH2-),3.46(t,2H,-CH2-),3.27(s,3H,-CH3),1.91～1.96(m,2H,-CH2-)。

2.2 反應條件對目標化合物1收率的影響

化合物9的醛基還原氘代甲胺化是制備目標化合物1的關鍵步驟,考察氘代原料、還原劑、縛酸劑、物料比[n(化合物9)∶n(氘代原料)∶n(還原劑)]等因素對目標化合物1收率的影響,結果如表1所示。

表1 反應條件對目標化合物1收率的影響

由表1可知,氘代原料CD3NH2·HCl直接投料反應,產物經柱層析分離后,經核磁、質譜確證為化合物9的二聚體結構;“一鍋法”投入無機堿K2CO3縛酸,避免化合物9中的醛基與氨基縮合形成的C=N鍵斷裂,但發(fā)現(xiàn)副產物多,未分離得到目標化合物1;進一步改進氘代原料、還原劑及物料比,發(fā)現(xiàn)以6%CD3NH2-CH3OH為氘代原料、STAB為還原劑、n(化合物9)∶n(氘代原料)∶n(還原劑)為1∶8∶2.5時,目標化合物1收率最高,為63.4%。

3 結論

以2-氟苯乙酮(2)為起始原料,經過7步反應合成了柯諾拉贊-d3。該合成路線簡單、原料易得、反應條件易于控制,總收率為14.1%,化學純度為99.5%,同位素豐度為98.3%,可作為穩(wěn)定同位素內標試劑用于臨床新藥柯諾拉贊的代謝動力學研究。