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Wnt抑制剂SEN461的合成工艺
来源: 药物合成工艺开发作者:Nathan 沈

SEN461是Siena Biotech开发的针对Wnt-β-连环蛋白通道的抑制剂,有望用于多形性胶质细胞瘤的治疗。到目前为止,至少有三个Wnt介导的细胞内信号传导通路已被确定,分别是钙离子介导通道,平面极性通道以及Wnt-β-连环蛋白通道。

SEN461的分子结构如下所示,圆圈标识部分可由光气等价物或者CDI等引入,此外还有两个明显的酰胺,因此其合成难度不大,主要是整个工艺过程的控制。本文将主要介绍每步反应的优化细节,从中可以得到一些常见的优化思路和手段。

Stage 1.第一步是化合物4的酯化。反应条件是SOCl2/MeOH。由于SOCl2的毒性以及腐蚀性,SOCl2/MeOH体系更是有可能会产生氯甲烷,因此大规模生产时,需尽量减少其用量。例如,实验室制备酰氯时,经常直接用SOCl2作为反应试剂及溶剂,在放大生产上是不可行的。本例中,SOCl2的用量由小试时的2当量降低到了生产时的1.3当量。此外,滴加SOCl2到反应液的过程是剧烈放热的并会放出气体,因此生产之前需利用量热仪(RC1)进行安全评估。

Stage 2.第二步是化合物14与5形成酰胺。使用草酰氯活化14,随后与5生成化合物15,主要问题是会产生如图所示的杂质d,这是由过量的草酰氯与5所产生的。然而,为了使化合物14完全转变成酰氯,草酰氯需稍过量。因此,最终草酰氯采用1.1当量。具体操作过程为将14溶于二氯甲烷中,加入少量DMF催化,然后滴加草酰氯(放热且有气体放出),再将制备好的酰氯滴加到化合物5、三乙胺的二氯甲烷溶液中。此外,在使用酰氯这类试剂时,对原料及溶剂中的含水量应该有个大致的了解。

Stage 3.第三步是硝基的还原。由于化合物15中无不兼容的官能团,因此常见的还原条件即可。该步还原是个放热的过程。

Stage 4.由化合物6制备7。其中CDI和三光气均可用于关环,从成本以及安全方面考虑,采用CDI。上一步硝基还原时如果使用转移氢化(甲酸铵做氢源),残留的甲酸铵会在这一步产生如图所示的杂质b和c,使用氢气还原则不存在这个问题。小试的时候采取的加料方式是将CDI加入到反应液中,在CDI完全加完之后仍有约10℃的升温,此外,CDI容易吸潮。因此,放大生产时,改变加料方式为将6的反应液滴加到CDI中,生产时都需将体系调整为加料控制的过程。

Stage 5.第五步反应为N的甲基化。原工艺中采用的是有安全隐患的NaH/DMF,替换为K2CO3/DMF,采用CH3I作为甲基化试剂。小试时,K2CO3采用1.3eq,CH3I需使用1.5eq才能使原料7转换完全(可能是由于CH3I沸点太低,操作过程中损失了一部分)。然而,在放大生产时,原料难以转化完全,即使再补加CH3I。小试的最佳条件在放大时未必就是最佳的。采取的措施有两个:一是将K2CO3用量提高到2当量;二是将K2CO3/DMF的溶液在50℃加热一小时后再加入CH3I。

Stage 6.第六步是酯基的水解。该步反应存在问题主要是后处理上,最初的操作是蒸出THF,冷却至室温,加盐酸调节PH,析出产品17,由于析出的产品粒径太小,导致过滤特别慢。此后改变为直接在THF/H2O(45℃)中酸化析晶,析出的晶体粒径较大,过滤较快。此外,由于产品中的水难以完全除去,导致产品含水量较高(从而导致下一步需要更多的CDI),采用丙酮代替水进行洗涤即可解决这个问题。

Stage 7.第七步是化合物17与Boc保护的哌啶得到化合物18。只需保证化合物17中的无机盐及水的含量符合要求,该步反应即可顺利进行生产。

Stage 8.第八步是Boc的脱保护。最初使用的是4N的HCl/二氧六环,存在的问题是反应很慢而且随着反应的进行固体析出而难以搅拌。随后采用TFA,并确定了最佳的条件为3.2 M的TFA/DCM/50 °C,但由于其强腐蚀性对设备要求太高,放大生产时采用5N HCl/IPA,为了克服搅拌的问题,采用二氯甲烷作为共溶剂。

Stage 9.最后一步为化合物19与2-甲氧基乙酰氯反应得到终产品。反应进行的很顺利,终产品在EA中重结晶后纯度符合要求。工艺的总收率42%,操作都很简单。值得注意的是,由于最后一步使用的溶剂二氯甲烷是具有一定亲电性的,因此会产生如下所示的二聚体杂质e。