CN106608876B - 一种高纯度帕博西尼的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高纯度帕博西尼的制备方法。该方法是利用乙酰乙酸酯在酸催化剂作用下回流脱水制备2‑乙酰基‑3‑甲基‑2‑戊烯二酸二乙(甲)酯(Ⅲ)，再与原甲酸三甲酯脱甲醇缩合得到2‑乙酰基‑3‑甲基‑4‑甲氧甲叉基‑2‑戊烯二酸二乙(甲)酯(Ⅳ)，再与N‑(5‑(4‑叔丁氧基羰基‑1‑六氢哌嗪基)‑2‑吡啶基)胍(Ⅴ)经嘧啶环化反应得到2‑乙酰基‑3‑[[5‑(4‑叔丁氧基羰基哌嗪‑1‑基)吡啶‑2‑基]氨基]‑3H‑4‑酮‑二氢嘧啶基‑2‑丁烯乙(甲)酯(Ⅵ)，最后化合物Ⅵ和环戊胺环化、脱Boc保护基得到帕博西尼。本发明所用原料价廉易得，工艺流程短，操作简便，绿色环保，同时反应选择性好，产品收率和纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种高纯度帕博西尼的制备方法，属于医药生物化工领域。
背景技术
帕博西尼,商品名为Ibrance，英文名为palbociclib，中文名又称帕博赛布或帕博西林。帕博西尼是辉瑞公司开发的一种突破性乳腺癌药物，于2015年2月3日获美国FDA批准，用于选择性抑制细胞周期蛋白依赖性激酶4和6(CDK4/6)，恢复细胞周期控制，阻断肿瘤细胞增殖，用作联合芳香化酶抑制剂来曲唑用于ER+/HER2–绝经后转移性乳腺癌的一线治疗。帕博西尼是全球首个上市的CDK4/6抑制剂。该药和标准治疗药物曲唑(letrozole)相比，具有明显疗效优势。帕博西尼的CAS号为[571190-30-2]，化学名称为:6-乙酰基-8-环戊基-5-甲基-2-[[5-(哌嗪-1-基)吡啶-2-基]氨基]-8H-吡啶并[2,3-D]嘧啶-7-酮，结构式如下：
WO2003062236、WO2010039997和WO2012068381采用合成路线1制备帕博西尼，合成路线1如下：
以上合成路线1使用2-甲硫基-4氯-5-乙氧羰基嘧啶作为起始原料，经过氨化反应、还原反应、羟甲基氧化成醛、格氏反应、氧化反应5步反应得到5-乙酰4-环戊胺基-2-甲硫基嘧啶，反应步骤长，且使用了昂贵的氢化铝锂作为还原剂。尽管文献报道收率较高，实际难以实现。利用亚砜作为离去基团，与氨基吡啶衍生物(J)进行嘧啶的亲核取代反应，收率非常低28-35％，使得合成成本大大提高。利用Stille偶联引入乙酰基，收率达到了80％，但是需要使用昂贵的Pd作为催化剂，以及乙氧乙烯基三丁基锡、三苯基膦等并不便宜的试剂。总收率9.49％(相对于2-甲硫基-4氯-5-羧酸乙酯嘧啶)，收率较低且步骤冗长、工艺繁琐，难以工业化。
WO2008032157与WO2014128588对帕博西尼的合成方法进行了改进，采用了如下所示的合成路线2，使用2,4-二氯-5-溴嘧啶作为起始原料，通过环戊胺胺化引入环戊胺基，两次运用Heck反应分别引入双键与乙酰基，使得合成步骤非常简洁。乙酰基的前体为乙烯基丁基醚，与氨基保护基Boc可以同时在酸性条件下很容易地脱去，且生成的副产物极易分离，脱保护与成盐可以一锅法完成。氨基吡啶与嘧啶的亲核取代反应使用强碱氨基锂或异丙基氯化镁，收率提高到92-93％。WO2014128588报道总收率提高到43.55％(以2，4-二氯-5-溴嘧啶计)。
以上合成路线2不足之处在于两次运用Heck反应，需要使用贵金属氯化钯或醋酸钯，以及较贵的配体，提高了合成成本，不易工业化操作。
为了能减短工艺流程、提高产品纯度和收率且减少废水废液的产生，为此提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高收率、高纯度帕博西尼的制备方法，是一种流程简便、产品纯度高收率好、安全绿色的帕博西尼工业生产新方法。
本发明技术方案如下：
一种帕博西尼(Ⅰ)的制备方法，包括步骤如下：
(1)乙酰乙酸酯于甲苯中，在酸催化剂作用下脱水得到化合物Ⅲ：2-乙酰基-3-甲基-2-戊烯二酸二酯；
反应液不经分离直接进行下一步骤；
(2)向上述含化合物Ⅲ的反应液中加入原甲酸三甲酯，经脱甲醇缩合得到化合物Ⅳ：2-乙酰基-3-甲基-4-甲氧甲叉基-2-戊烯二酸二酯；
反应液不经分离直接进行下一步骤；
(3)向上述含化合物Ⅳ的反应液中加入N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍(Ⅴ)，经嘧啶环化反应，得到化合物Ⅵ：2-乙酰基-3-[[5-(4-叔丁氧基羰基哌嗪-1-基)吡啶-2-基]氨基]-3H--4-酮-二氢嘧啶基-2-丁烯酯；
反应液不经分离直接进行下一步骤；
(4)向上述含化合物Ⅵ的反应液中加入环戊胺进行环化反应，脱Boc保护基后得到帕博西尼(Ⅰ)，
根据本发明的方法，各步骤中优选工艺条件及物质用量比如下：
优选的，步骤(1)中所述乙酰乙酸酯为乙酰乙酸乙酯或乙酰乙酸甲酯，所述酸催化剂为对甲基苯磺酸、甲基磺酸或质量分数98％的浓硫酸；所述溶剂甲苯和乙酰乙酸酯质量比为(5-15):1；所述催化剂用量为乙酰乙酸酯质量的0.5-2％；所述乙酰乙酸酯脱水反应温度为100～120℃，反应时间为2-10小时。进一步优选，在110至115℃温度下搅拌回流脱水反应4-6小时。
进一步优选的，步骤(1)中所述溶剂甲苯和乙酰乙酸酯质量比为(6-10)：1；所述催化剂用量为乙酰乙酸酯质量的0.6-1.0％。
优选的，步骤(2)中：所述原甲酸三甲酯和乙酰乙酸酯的摩尔比(0.5-0.7):1；所述脱甲醇缩合反应温度为10～50℃，反应时间为2-10小时；进一步优选，先将步骤(1)的反应液冷却至20-25℃，再加入原甲酸三甲酯，在30至35℃搅拌反应4-5小时。
优选的，步骤(3)中所述N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢吡嗪基)2-吡啶基)胍(Ⅴ)和乙酰乙酸酯的摩尔比为(0.5-0.6):1；所述嘧啶环化反应温度为50～80℃，反应时间为3-8小时；进一步优选，60至65℃搅拌反应2-3小时。
进一步优选，步骤(3)中所述N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍(Ⅴ)，可以是由N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍半硫酸盐和等摩尔的甲醇钠甲醇溶液中和反应得到的N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍甲醇溶液，直接用于与乙酰乙酸酯的嘧啶环化反应。
优选的，步骤(4)中所述环戊胺和乙酰乙酸酯的摩尔比(0.5-0.6):1；环化反应温度为50～100℃，反应时间2-10小时。进一步优选，环化反应温度为70至75℃，反应3小时。
优选的，步骤(4)中所述脱BOC保护基是向所得环化反应所得产物中加入水，10～30℃，反应时间2-5小时。
步骤(4)反应完成后，继续进行后处理：冷却至20℃，过滤，滤饼用异丙醇重结晶，得到白色高纯固体帕博西尼(Ⅰ)。
本发明的方法采用以下反应路线3：
本发明的技术特点和优益效果：
本发明利用乙酰乙酸酯(乙酰乙酸乙酯或乙酰乙酸甲酯)于甲苯中在酸催化剂作用下，甲苯回流脱水制备2-乙酰基-3-甲基-2-戊烯二酸二乙(甲)酯(Ⅲ)，化合物Ⅲ再与原甲酸三甲酯脱甲醇缩合得到2-乙酰基-3-甲基-4-甲氧甲叉基-2-戊烯二酸二乙(甲)酯(Ⅳ)，化合物Ⅳ再与N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍(Ⅴ)经嘧啶环化反应得到2-乙酰基-3-[[5-(4-叔丁氧基羰基哌嗪-1-基)吡啶-2-基]氨基]-3H--4-酮-二氢嘧啶基-2-丁烯乙(甲)酯(Ⅵ)，最后化合物Ⅵ和环戊胺环化、脱Boc保护基得到帕博西尼(Ⅰ)。本发明由乙酰乙酸酯经“一锅法”制备帕博西尼(Ⅰ)，废水废液量少，符合绿色环保要求，有利于工业化生产，有利于帕博西尼的成本降低。
本发明所用原料价廉易得，工艺流程短，操作简便，同时反应选择性好，产品收率和纯度高。产品收率可达90％以上，液相纯度99.9％。
具体实施方式
以下结合实施例详细说明了本发明，但本发明不仅局限于此。
实施例所用原料和试剂均为市售产品。实施例中所述“％”均为质量百分比，特别说明的除外。其中，所述N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍(Ⅴ)是由N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍半硫酸盐和等摩尔的甲醇钠甲醇溶液中和，得到N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍甲醇溶液，直接用于反应。
实施例1：帕博西尼(Ⅰ)的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管和滴液漏斗的500毫升四口烧瓶中，加入200克甲苯，0.2克甲基苯磺酸，26.0克(0.2摩尔)乙酰乙酸乙酯，110至115℃搅拌回流脱水反应5小时。冷却至20℃，加入11.1克(0.11摩尔)原甲酸三甲酯，30至35℃搅拌反应4小时。加入20.0克28％甲醇钠甲醇溶液，30至40℃之间分批加入34.3克(0.105摩尔)N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢吡嗪基)2-吡啶基)胍半硫酸盐，加毕，60至65℃搅拌反应3小时，60至65℃下加入9.4克(0.11摩尔)环戊胺，70至75℃下反应3小时。冷却至20℃，加入50克水，20℃搅拌3小时，过滤，滤饼用250克异丙醇重结晶，得到40.3克白色固体帕博西尼(Ⅰ)，收率90.1％，液相纯度99.9％。
产品分析数据如下：
LC-MS(ESI)m/Z:448(M+1)。
1H NMR(频率400MHz，溶剂氘代重水)：1.7(多重峰，2H)，2.0-2.1(多重峰，6H),2.4(单峰，3H),2.5(单峰，3H),2.7(宽峰，2H)，3.5-3.6(多重峰，8H),5.7-5.8(多重峰，1H),7.5(双重峰，1H),7.8(双重峰，1H)，8.1(多重峰，1H),9.1(单峰，1H)。
实施例2：帕博西尼(Ⅰ)的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管和滴液漏斗的500毫升四口烧瓶中，加入200克甲苯，0.18克甲基磺酸，26.0克(0.2摩尔)乙酰乙酸乙酯，110至115℃搅拌回流脱水反应5小时。冷却至20℃，加入11.1克(0.11摩尔)原甲酸三甲酯，30至35℃搅拌反应4小时。加入20.0克28％甲醇钠甲醇溶液，30至40℃之间分批加入34.3克(0.105摩尔)N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢吡嗪基)2-吡啶基)胍半硫酸盐，加毕，60至65℃搅拌反应3小时，60至65℃下加入9.4克(0.11摩尔)环戊胺，70至75℃下反应3小时。冷却至20℃，加入50克水，20℃搅拌3小时，过滤，滤饼用250克异丙醇重结晶，得到39.5克白色固体帕博西尼(Ⅰ)，收率88.3％，液相纯度99.9％。
实施例3：帕博西尼(Ⅰ)的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管和滴液漏斗的500毫升四口烧瓶中，加入200克甲苯，0.2克98％浓硫酸，26.0克(0.2摩尔)乙酰乙酸乙酯，110至115℃搅拌回流脱水反应5小时。冷却至20℃，加入11.1克(0.11摩尔)原甲酸三甲酯，30至35℃搅拌反应4小时。加入20.0克28％甲醇钠甲醇溶液，30至40℃之间分批加入34.3克(0.105摩尔)N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢吡嗪基)2-吡啶基)胍半硫酸盐，加毕，60至65℃搅拌反应3小时，60至65℃下加入9.4克(0.11摩尔)环戊胺，70至75℃下反应3小时。冷却至20℃，加入50克水，20℃搅拌3小时，过滤，滤饼用250克异丙醇重结晶，得到38.1克白色固体帕博西尼(Ⅰ)，收率85.2％，液相纯度99.9％。
实施例4：帕博西尼(Ⅰ)的制备
以23.2克(0.2摩尔)乙酰乙酸甲酯代替实施例1的26.0克(0.2摩尔)乙酰乙酸乙酯，其余同实施例1，得到40.0克白色固体帕博西尼(Ⅰ)，收率89.3％，液相纯度99.9％。
实施例5：帕博西尼(Ⅰ)的制备
以23.2克(0.2摩尔)乙酰乙酸甲酯代替实施例2的26.0克(0.2摩尔)乙酰乙酸乙酯，其余同实施例2，得到39.3克白色固体帕博西尼(Ⅰ)，收率87.9％，液相纯度99.9％。
实施例6：帕博西尼(Ⅰ)的制备
以23.2克(0.2摩尔)乙酰乙酸甲酯代替实施例3的26.0克(0.2摩尔)乙酰乙酸乙酯，其余同实施例3，得到40.1克白色固体帕博西尼(Ⅰ)，收率89.6％，液相纯度99.9％。
Claims (14)
1.一种帕博西尼(Ⅰ)的制备方法，包括步骤如下：
(1)乙酰乙酸酯于甲苯中，在酸催化剂作用下脱水得到化合物Ⅲ：2-乙酰基-3-甲基-2-戊烯二酸二酯；所述乙酰乙酸酯为乙酰乙酸乙酯或乙酰乙酸甲酯；
反应液不经分离直接进行下一步骤；
(2)向上述含化合物Ⅲ的反应液中加入原甲酸三甲酯，经脱甲醇缩合得到化合物IV：2-乙酰基-3-甲基-4-甲氧甲叉基-2-戊烯二酸二酯；
反应液不经分离直接进行下一步骤；
(3)向上述含化合物IV的反应液中加入N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍(Ⅴ)，经嘧啶环化反应，得到化合物Ⅵ：2-乙酰基-3-[[5-(4-叔丁氧基羰基哌嗪-1-基)吡啶-2-基]氨基]-3H--4-酮-二氢嘧啶基-2-丁烯酯；
反应液不经分离直接进行下一步骤；
(4)向上述含化合物Ⅵ的反应液中加入环戊胺进行环化反应，脱Boc保护基后得到帕博西尼(Ⅰ)，
2.如权利要求1所述的帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述酸催化剂为对甲基苯磺酸、甲基磺酸或质量分数98％的浓硫酸。
3.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述溶剂甲苯和乙酰乙酸酯质量比为(5-15):1；所述催化剂用量为乙酰乙酸酯质量的0.5-2％。
4.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述乙酰乙酰酯脱水反应温度为100～120℃，反应时间为2-10小时。
5.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(1)中的反应是在110～115℃温度下搅拌回流脱水反应4-6小时。
6.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述原甲酸三甲酯和乙酰乙酸酯的摩尔比为(0.5-0.7):1；所述脱甲醇缩合反应温度为10～50℃，反应时间为2-10小时。
7.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(2)中，先将步骤(1)的反应液冷却至20-25℃，再加入原甲酸三甲酯，然后在30至35℃搅拌反应4-5小时。
8.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢吡嗪基)2-吡啶基)胍(Ⅴ)和乙酰乙酸酯的摩尔比为(0.5-0.6):1。
9.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述嘧啶环化反应温度为50～80℃，反应时间为3-8小时。
10.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述嘧啶环化反应温度为60～65℃，搅拌反应2-3小时。
11.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述环戊胺和乙酰乙酸酯的摩尔比(0.5-0.6):1；环化反应温度为50～100℃，反应时间2-10小时。
12.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述环化反应温度为70至75℃，反应3小时。
13.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍(Ⅴ)，是由N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍半硫酸盐和等摩尔的甲醇钠甲醇溶液中和反应得到的N-(5-(4-叔丁氧基羰基-1-六氢哌嗪基)-2-吡啶基)胍甲醇溶液，直接用于与乙酰乙酸酯的嘧啶环化反应。
14.如权利要求1所述帕博西尼的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述脱Boc保护基是向所得环化反应所得产物中加入水，10～30℃，反应时间2-5小时。
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