Trk激酶抑制剂关键中间体的合成工艺改进

张丹君，许亚文，谢蓉蓉，强浩，李政

(1.广东药科大学药学院，广东 广州 510006； 2.南京天际联盟医药科技有限公司，江苏 南京 210000)

当前，癌症作为中国居民的首要致死病因，其发病率和死亡率逐年增高，已成为严重威胁中国居民健康和社会发展的重要公共卫生问题[1]。因此，肿瘤的控制与治疗尤为重要，其中靶向抗肿瘤药物的研发是近年来的热门方向[2-4]。原肌球蛋白相关激酶(tropomyosin-related kinase，Trk)是一类神经生长因子受体，与细胞增殖、分化、代谢、凋亡等密切相关，近年来，研究发现Tkr激酶抑制剂能有效抑制肿瘤的发生发展，因此，以Trk激酶为靶点进行抗肿瘤药物的研发是该领域的研究热点[5-7]。Trk激酶抑制剂中多数含有氨基吡唑并嘧啶母核，该母核的合成需要使用关键中间体3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑(6)，如用于合成2-氨基-5-[(2S，4S)-2-(2，5-二氟苯基)-4-羟基吡咯-1-基]-吡唑并[1，5-a]嘧啶-3-甲腈(1)、2-氨基-5-[(2R，4S)-2-(2，5-二氟苯基)-4-氟吡啉-1-基]-吡唑并[1，5-a]嘧啶-3-羧酰胺(2)等Trk激酶抑制剂(图1)[8]，因此，开发简捷、高效、绿色的该关键中间体的合成方法具有良好的应用前景。

图1典型的Trk激酶抑制剂的结构式
Figure1Structure of typical Trk kinase inhibitors

经文献调研，该中间体现有合成方法主要采用图2的合成路线[9-11]，该方法的主要难点是原料不易得，原料本身的合成反应复杂且难控制，需要用到剧毒的氰化物。因此，本文尝试开发新的合成方法，采用丙二腈(3)为原料，在溶有NaOH的乙腈溶液中与氯甲酸氯乙酯(4)反应，生成2-(1，3-二氧戊环-2-烯)-丙二腈(5)，再将5溶于乙醇，控制温度滴加浓氨水，反应完成后旋干乙醇，得到的残留物再与水合肼在乙醇中反应，肼作为亲核试剂与其发生缩合环化反应，得到目标产物3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑(6)，合成路线见图3。

图2文献[9～11]报道的3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑合成路线

Figure2Synthetic route of 3,5-diamino-4-cyano-1H-pyrazole reported in the literature

图33，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑的优化合成路线

Figure3Improved synthesis route of 3,5-diamino-4-cyano-1H-pyrazole

1 仪器与材料

1.1 仪器

JCS-6102A电子天平(哈尔滨众汇衡器有限公司)；ZF-1三用紫外分析仪(杭州齐威仪器有限公司)；SHZ-D(Ⅲ)循环水式多用真空泵、DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器、RE-5299旋转蒸发仪(广州市星烁仪器有限公司)。

1.2 试剂

NaOH、乙腈、乙醇、乙酸乙酯(分析纯，天津市致远化学试剂有限公司)；氯甲酸氯乙酯(分析纯，上海毕得医药有限公司)；浓氨水(分析纯，广州化学试剂厂)；丙二腈(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)。

2 方法与结果

2.1 2-(1，3-二氧戊环-2-烯)-丙二腈(5)的合成

将NaOH粉末(363.3 g，9 mol)置于1 L的反应瓶中，加入乙腈(150 mL)使溶解。冷却至5～10 ℃，滴加丙二腈的乙腈溶液(300 g丙二腈溶于1 500 mL乙腈)，滴加完成后升温至20～25 ℃，搅拌2 h，得到白色固体的混悬液。将上述反应液冷却至0～5 ℃，将氯甲酸氯乙酯(649.2 g，4.5 mol)溶于乙腈(650 mL)后滴加入反应液，滴加完成后搅拌15 min，移除冰浴，加热回流1 h，加热完毕后，冷却至常温(15～20 ℃)。抽滤，滤饼为NaCl，滤液旋干，加入乙醇(600 mL)加热回流溶解，冷却至10 ℃以下搅拌1 h，抽滤，滤饼用适量冷乙醇洗，干燥得到白色固体5(386.0 g，2.9 mol)，收率为63%，纯度98.7%，mp 113～114 ℃。

2.2 3，5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑(6)的合成

将化合物5(300 g)溶于95%(体积分数，下同)乙醇(1 200 mL)，0～10 ℃滴加浓氨水(600 mL)，滴加完成后，20～25 ℃继续反应2 h左右，反应完成后，40 ℃左右旋干乙醇溶液，得到的含水固体直接用于下步反应。将上述旋干乙醇的残留物溶于95%乙醇(1 360 mL)中，0～10 ℃下滴加80%水合肼乙醇溶液(1 200 mL水合肼溶于600 mL的95%乙醇)，滴加完成后，升温回流2 h，40 ℃旋转蒸发部分乙醇溶液，剩余乙醇溶液600 mL，冷却至0～10 ℃搅拌1 h，抽滤，滤饼用适量冷95%乙醇洗涤2次，所得滤饼干燥得到白色固体6(81.0 g，0.66 mol)，收率为30%，纯度98.5%，mp 170～171 ℃，1H NMR(300 MHz，DMSO-d6)δ： 8.80(1H，s，NH)，7.26(2H，s，NH2)，4.56(2H，s，NH2)；13C NMR(75 MHz；DMSO-d6)δ：175.4，169.6，168.7； ESI-MSm/z：124.2 [M+H]+。

3 小结

以Trk激酶抑制剂为靶点进行抗肿瘤药物的研发是近年来该领域的研究热点，但该类抑制剂的氨基吡唑并嘧啶母核合成难度较大，主要难点体现在关键中间体3,5-二氨基-4-氰基-1H-吡唑的合成上。该关键中间体的现有合成方法使用的原料不易得，原料本身的合成反应复杂且难控制，需要用到剧毒的氰化物。本文开发了一条新的该中间体的合成路线，以解决Trk激酶抑制剂的母核合成难度大的问题。新合成路线与原有报道路线相比，合成起始原料更廉价易得，且无需使用剧毒氰化物，合成路线所涉及的反应简单，反应过程易控制，仅需常规操作即可以较高收率获得该关键中间体，具有较好的应用前景。