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合成工藝
他米巴羅汀(Tamibarotene,結構式見圖一)是由日本Nippon Shinyaku公司開發的一款視黃酸受體α (RARα)激動劑類小分子抗癌藥物,2005年在日本被批準用于急性早幼粒細胞白血病的治療。近來,該藥物被用作急性髓性白血病、脊髓發育不良、小兒實體瘤等多種疾病的治療藥物已經進入臨床研究階段;除了對癌癥的治療效果,現有的研究也發現該藥物對阿爾茲海默癥、牙周炎等其他疾病的治療也具有一定的藥物開發潛力。因此,為滿足不斷增長的市場和研究需求,研究人員一直在開發該藥物分子的高效合成方法。
圖一 他米巴羅汀結構式
Kagechika等人曾在他米巴羅汀開發之初報道了圖二所示的合成路線。該路線是以苯作為起始原料,經過五步反應合成他米巴羅汀,分別是傅克烷基化反應、苯環的硝基取代、硝基還原成氨基、縮合形成酰胺及水解,總產率只有17%。研究人員指出,該路線存在步驟多、總產率低、后處理冗雜等諸多問題;并且,毒性原料苯的使用及硝化反應的應用對環境傷害較大。
圖二 Kagechika合成路線
隨后,Hamada又報道了圖三所示的Route B,N-苯基乙酰胺為原料經過三步即得到他米巴羅汀,總產率為39%-23%。但該工藝僅能克級得到目標產物,限制起大規模生產的缺點有兩點:1.復雜的純化過程;2.需使用環境不友好試劑五氯化磷。
圖三 Hamada合成路線
Chen, G等人在Route B的基礎上開發了圖四所示的Route C,該路線的主要改進是改變了縮合反應、傅克反應的順序,這樣避免了Route B苯胺用乙?;Wo及后續脫保護的需要,簡化了工藝路線。
圖四 Chen, G合成路線
近來,有多條基于Pd催化的路線報道(Route D),但Pd的昂貴使得這些路線難以滿足工業化生產。
圖五 Pd催化合成路線
最近,我國沈陽藥科大學陳國良課題組報道了其對于他米巴羅汀的最近公斤改進進展。其主要以溴代化合物2為起始原料,使用優化后的Ullmann-type偶合反應得到中間體3。如圖六所示,使用碳酸鉀做堿、DMSO做溶劑,在100℃條件下可以以91%的高產率獲得中間體3。
圖六 Ullmann-type偶合反應(中間體3的合成)
經過優化成功高效合成中間體3后,即可如圖七所示,讓中間體3與TAME形成的酰氯在三乙胺條件下進行縮合得到中間體4.進而水解-酸化后即可成功合成他米巴羅汀。
圖七 他米巴羅汀改進合成工藝
為了驗證優化后的工藝可以應用于規模化生產,研究人員將反應規模放大到了公斤級。結果如圖八所示,將反應放大到公斤級依然可以獲得較高的產率及非常高的產品純度。
圖八 公斤級規模工藝驗證
總的來說,沈陽藥科大學陳國良課題組新的研究為他米巴羅汀的合成提供了一種新的工藝選擇,該工藝巧妙地應用優化后的Ullmann-type耦合反應等改進方式,有效簡化了他米巴羅汀的工藝過程、提高了他米巴羅汀合成工藝的總產率及最終產品的質量,并已成功應用于公斤級的他米巴羅汀合成。新工藝的開發為滿足抗癌藥物他米巴羅汀的市場需求和不斷增多研究需求尤為重要。