合成|ASP3026生产路线改善

引言

ASP3026(1)是一种有效的选择性间变性淋巴瘤激酶(ALK)抑制剂,由安斯泰来(Astellas)通过详细的构效活性关系(SAR)进行研究设计并合成。间变性淋巴瘤激酶(ALK)是治疗棘皮微管相关蛋白样4 (EML4)-ALK阳性非小细胞肺癌(NSCLC)的有效治疗靶点。因此, ASP3026(1)可以作为这些症状的潜在治疗药物。
Kobayashi等人报道了对合成路线改进以稳定供应1的努力,以及稳定获得理想的A04型多相体的方法。
该成果以Artical形式发表在OPRD
1
 一代生产路线
在临床前和早期临床阶段,化合物1就已经采用一代生产路线,进行公斤规模的供应。该生产路线与早期研发路线变动不大,均以5-氟-2-硝基苯甲醚2和2,4-二氯-1,3,5-三嗪6为起始物料。
ASP3026(1)的一代生产路线如下图所示:
氟代苯甲醚2在四氢呋喃中,DBU为碱作用下,与哌啶3发生芳香亲核取代反应,转化为中间体4
随后在钯碳催化下,将硝基进行加氢还原成芳胺,再与三氟乙酸生成相应的三氟乙酸盐5
三嗪6与胺7在甲苯溶液和DIPEA存在下,发生芳香亲核加成反应,转化为中间体8,随后与三氟乙酸盐5再次进行芳香亲和加成,即可获得ASP3026(1)的粗产品,随后再经过溶剂辅助的多态转化,精制得到所需形态的ASP3026(1)。
芳胺5和氯代嗪8之间的芳香亲核取代研究:
首先,研究了一系列的质子酸,发现甲磺酸和三氟乙酸条件,可以获得更多的化合物1。考虑到甲磺酸可能引入基因毒性甲基烷基酯,故选择三氟乙酸(TFA)为反应的酸。
另外,也尝试了一些Lewis酸,不过都只获得低至中等收率的期望产物1
使用TFA条件下,对溶剂进行筛选,发现多种溶剂都可以选用。在异丙醇为溶剂条件下,对TFA进行当量研究,发现TFA使用3当量,结果最优,目标化合物1占比可达81%。
由于化合物8在空气中不稳定,因此85之间的反应,需要从化合物67的反应开始,所制备的化合物8不经过分离,直接用于与5的反应。
但是,化合物8制备后,以2-丁酮溶液形式存在,如果将其转化为异丙醇溶液,将会形成粘稠固体,这表明异丙醇不适宜于生产。
所以,尽管2-丁酮条件下收率略有下降,作者仍选择2-丁酮为生产溶剂。
使用这样的一个生产方法,数公斤的化合物1被制备用于GLP/GMP研究。
2
一代工艺缺陷
虽然第一代合成路线可以应用于原料药的发现和早期临床阶段,但作为未来商业生产的制造方法,该工艺并不完全令人满意。
原因如下:
(1)起始的1,3-二氯三嗪(6)相当昂贵,且商业可用性较低;
(2)苯胺5·TFA在空气中不稳定,在质量控制、储存和运输方面存在困难;
(3)在85之间的SNAr反应的效率很低,因为存在显著的副反应
3
三聚氯氰嗪路线
随后,作者研究了三聚氯氰路线:
三聚氯氰9于化合物胺7在丙酮中,经碳酸氢钠处理,可以高效地发生芳香亲核加成,得到所需的中间体10,收率95%
然而,中间体10和芳胺5进行芳香亲核取代时,不仅收率低,纯度也低,并且生成的中间体11,在空气中不稳定,容易分解
11经过钯碳催化脱氯后,即可转化得到目标化合物1,同样的,该步骤收率也低,主要原因就在于中间体11不稳定
因此,以三聚氯氰9为起始物料,这样的合成路线以失败告终
4

逆合成分析

作者基于经取代反应生成的副产物分析,认为二氯化合物10和芳胺5进行芳香亲核取代反应,收率低,并且制备得到的中间体化合物11不稳定,主要原因在于哌啶片段中的叔胺具有很高的亲核取代活性。
因此,作者重新对目标化合物1进行逆合成分析:
N-甲基哌嗪结构可以通过哌啶酮13与N-甲基哌嗪12发生还原胺化转化,从而制备得到目标化合物1
而哌啶酮13可以有前体14经过氢化脱氯和酸去保护,实现转化
前体14则由片段7915连续反应获得
5

关键中间体3的新路线

作者根据逆合成分析,开发了二代合成路线:
5-氟-2-硝基苯甲醚2与哌啶-4-二甲基缩酮6的盐酸盐在DBU作用下,高效地实现芳香亲核取代反应,制备得到中间体17,随后,钯碳催化加氢还原硝基,90%收率制备芳胺15另一方面,使用之前的方法,三聚氯氰9和化合物7高收率地制备化合物10
随后,芳胺15与二氯10在DIPEA为碱的四氢呋喃溶剂中,如作者所期盼,以94%的收率制备得到所需的芳香亲和取代化合物14中间体14经钯碳脱去氯,再用盐酸脱去缩酮保护,得到相应的酮13,两步收率达到92%

最后,酮13与N-甲基哌嗪12发生还原胺化,得到粗品,在2-丁酮中进行重结晶,即可获得高纯度的目标化合物1
经过这样的路线改进,生产了200 Kg的API 1。相比于一代生产路线,该路线总收率得到明显提高,并且降低了一半生产成本。

评述

经过作者的努力,起始原料由2,4-二氯-1,3,5-三嗪(6)转变为三聚氯(9),并通过中间体酮13的还原胺化,后期引入了活性高的N -甲基哌嗪基团,从而实现了1的经济实用合成。
改进后的工艺避免了原始合成的挑战,并提供了具有高经济效率、可操作性和重现性的数百公斤高质量原料药。
此外,第二代合成路线的多态控制序列的研究,以获得热力学上所需的,最稳定的多态形式A04也被讨论。

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