米拉贝隆的合成工艺改进

韩成群，邹巧根，孙 茜，夏云燕

（南京工业大学药学院，南京211800）

米拉贝隆（mirabegron，1）是一种β-3 肾上腺素受体的激动剂，由其通过刺激β-3 肾上腺素受体，松弛逼尿肌平滑肌，从而增加了膀胱容量，用于治疗膀胱过度活动症（OAB）的症状，如急迫性尿失禁、尿急和尿频［1］。2011 年9 月16 日在日本上市，2012 年6 月28 日经FDA 批准用于治疗成年人OAB［2-3］。米拉贝隆作为一种全新作用机制的药物，对于OAB的治疗具有重要意义［4-7］。

文献报道的米拉贝隆的合成方法主要有以下4种。

路线1［8-10］：以（R）-氧化苯乙烯和对硝基苯乙胺为原料，缩合得氨基醇，然后经氨基保护、硝基还原、与2-氨基噻唑-4-乙酸缩合、脱保护基，得到米拉贝隆。该路线使用的（R）-氧化苯乙烯属中等毒性化学品，且价格比较昂贵；另外使用氢气还原，对设备和环境要求较高，不适合大规模生产。

Scheme 1 Synthesis of mirabegron by route 1

路线2［11］：2-氨基噻唑-4-乙酸为起始物料，首先对氨基Boc 保护，再与4-氨基苯乙醇缩合，然后用氧化剂氧化成醛，最后与（R）-2-氨基-1-苯乙醇反应，同时脱去Boc，得米拉贝隆。该路线使用的原料（R）-2-氨基-1-苯乙醇价格昂贵，考虑工艺成本，不适合大规模生产；另外，第三步羟基氧化，易引入不必要的杂质（如酸的杂质）等。

Scheme 2 Synthesis of mirabegron by route 2

路线3［12］：以对硝基苯乙腈为起始物料，经硝基还原、氰基还原、与（R）-氧化苯乙烯缩合，最后与2-氨基噻唑-4-乙酸缩合得到米拉贝隆。本工艺由于对氨基苯乙胺有两个活性基团，故与（R）-氧化苯乙烯反应时易产生杂质；另外雷尼镍价格昂贵，成本较大。

Scheme 3 Synthesis of mirabegron by route 3

在分析文献方法的基础上［13-17］，本研究对米拉贝隆的制备工艺进行了改进。以对硝基苯乙胺盐酸（2）、（R）-扁桃酸（3）和2-氨基噻唑-4-乙酸（4）为起始原料，经过酰胺缩合、羰基还原、硝基还原及酰胺缩合4 步反应。第三步的硝基还原反应文献均采用氢气作为还原剂，并且需要加压才能反应完全，收率90%，本研究采用甲酸铵作为氢源，收率90%，易于工业化生产。最后采用乙醇-水为重结晶溶剂对米拉贝隆进行精制，为获得纯度更高的米拉贝隆提供了依据。

Scheme 4 Synthetic route of mirabegron

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

Waters 高效液相色谱仪，Waters Q-TOF MicroTM质谱仪（美国Waters 公司）；AV-300 型核磁共振仪（德国Bruker 公司，TMS 为内标）；WZZ-1 自动指示旋光仪（上海精密科学仪器有限公司）。

（R）-扁桃酸（芷威化学科技有限公司，纯度99.9%，光学纯度99.9%）；盐酸对硝基苯乙胺（芷威化学科技有限公司，纯度99.7%）；2-氨基噻唑-4-乙酸（芷威化学科技有限公司，纯度98.9%）；所用溶剂均为工业级（南京试剂有限公司）；其他所用试剂均为市售分析纯。

1.2 化学合成

1.2.1 (R)-2-羟基-N-[2-（4-硝基苯基）乙基]-2-苯乙酰胺（5）的制备 向500 mL 反应瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺100 mL，然后水浴控制温度，搅拌下依次加入对盐酸硝基苯乙胺（26.6 g，0.13 mol，2）、（R）-扁桃酸（20.0 g，0.13 mol，3）、三乙胺13.3 g、1-羟基苯并三氮唑（HOBT）17.7 g 和1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCI）27.7 g（有放热现象）。30 ℃搅拌反应，TLC 监控（GF254薄层板，展开剂：乙酸乙酯-甲醇，5∶1）至SMB 荧光点消失。反应液中加入水和乙酸乙酯萃取分相；水相再用乙酸乙酯萃取，合并有机相；再分别用1 mol/L 盐酸、20%碳酸钾溶液和水洗涤。有机相用无水硫酸钠搅拌干燥2 h，抽滤。母液40 ℃减压浓缩至干。

向浓缩物中加入甲苯100 mL 搅拌，加热使其溶解。降温至20 ℃，保温搅拌2 h，过滤。50 ℃鼓风干燥至恒重，获得黄色结晶性粉末32.2 g，收率：81.6%。光学纯度99.9%；mp 108～111 ℃；ESI/MSm/z：323.2［M+Na］+，299.2［M-H］-。

1H NMR（DMSO-d6，300 MHz）δ：2.86～2.90（2H，t，J=6.8 Hz，CH2），3.33～3.47（2H，m，CH2），4.87～4.88（1H，d，J=4.4 Hz，CH），6.11～6.12（1H，d，J=4.5 Hz，OH），7.26～7.34（5H，m，Ar-H），7.37～7.40（2H，d，J=8.5 Hz，Ar-H），8.04～8.07（3H，m，Ar-H，NH）。

1.2.2 (R)-2-[[2-(4-硝基苯基)乙基]氨基]-1-苯乙醇盐酸盐（6）的制备 向500 mL 反应瓶中加入四氢呋喃90 mL，1，3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI）90 mL，搅拌下加入中间体5（30.0 g，0.10 mol）至溶解。降低温度至-15 ℃，滴加入1 mol/L 甲硼烷合四氢呋喃溶液（BH3·THF）200 mL。滴加完毕后，混合物升至70 ℃搅拌反应，TLC（GF254薄层板，展开剂：乙酸乙酯）监控至中间体5荧光点消失。将反应液降低温度至0 ℃，再向反应液中缓慢依次滴加入甲醇15 mL 和浓盐酸20 mL，滴加完毕后，反应液升至65 ℃，搅拌淬灭1 h。降低温度，向反应液中加入30%碳酸钾溶液和乙酸乙酯萃取分相；水相再用乙酸乙酯萃取，合并有机相；用水搅拌洗涤3次。有机相用无水硫酸钠搅拌干燥2 h，抽滤。母液40 ℃减压浓缩至干。

向浓缩物中加入异丙醇40 mL，升温搅拌使其溶解。再滴加入浓盐酸10.0 g，有白色固体析出，降低温度至20 ℃，保温搅拌5 h，过滤。50 ℃鼓风循环干燥至恒重，获得淡黄色结晶性粉末29.0 g，收率89.9%。光学纯度99.9%；mp 121～124 ℃；ESI/MS（m/z）：287.3［M-HCl+H］+。

1H NMR（DMSO-d6，300 MHz）δ：3.01～3.25（6H，m，CH2），5.07～5.10（1H，d，CH），6.24（1H，s，OH），7.29～7.43（5H，m，Ar-H），7.56～7.59（2H，d，J=8.3 Hz，Ar-H），8.17～8.19（2H，d，J=8.3 Hz，Ar-H），9.48（2H，br，NH，HCl）。

1.2.3 (R)-2-[[2-(4-氨基苯基)乙基]氨基]-1-苯乙醇盐酸盐（7）的制备 在500 mL反应瓶中，加入甲醇250 mL，中间体6（25.0 g，0.08 mol），0.5%钯炭（Pd/C）2.5 g，甲酸铵25.0 g，升温至50～60 ℃反应，TLC（GF254薄层板，展开剂：乙酸乙酯-甲醇（4∶1）监控至中间体6 荧光点消失。降低温度，过滤钯炭，40 ℃减压浓缩除去甲醇。向浓缩物中加入乙酸乙酯和饱和碳酸氢钠水溶液萃取分相；水相再用乙酸乙酯萃取，合并有机相；再依次用水搅拌洗涤3次。有机相用无水硫酸钠搅拌干燥2 h，过滤。母液40 ℃减压浓缩至干。

向浓缩物中加入异丙醇180 mL，升温搅拌使其溶解。再滴加入浓盐酸10.0 g，有白色固体析出。降低温度至20 ℃，保温搅拌5 h，过滤。50 ℃鼓风循环干燥至恒重，获得类白色结晶性粉末20.4 g，收率90.0%。光学纯度99.9%；mp 130～133 ℃；ESI/MSm/z：257［M-HCl+H］+。

1H NMR（DMSO-d6，300 MHz）δ：2.87～2.90（2H，m，CH2），2.97～3.16（4H，m，CH2），5.06～5.09（3H，m，OH，NH2），6.22（1H，s，CH），6.55～6.57（2H，d，J=7.7 Hz，Ar-H），6.88～6.91（2H，d，J=7.7 Hz，Ar-H），7.29～7.42（5H，m，Ar-H），9.22（2H，br，NH，HCl）。

1.2.4 (R)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-N-4′-[2-[(2-羟基-2-苯基乙基)氨基乙基]苯基]乙酰胺（米拉贝隆，1）的制备 在500 mL 反应瓶中，依次加入纯化水200 mL，浓盐酸6.6 g，搅拌下加入中间体7（20.0 g，0.07 mol）和2-氨基噻唑-4-乙酸（10.9 g，0.07 mol，4），再加入1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCI）14.4 g，30 ℃搅拌反应，TLC（GF254薄层板，展开剂：乙酸乙酯-甲醇，5∶1）监控至中间体7 荧光点消失。向反应液中缓慢滴加NaOH 水溶液，滴加完毕后，室温搅拌1 h，过滤，纯化水淋洗。

将固体湿品转入反应瓶中，再加入纯化水200 mL，搅拌打浆0.5 h，抽滤，纯化水淋洗至滤液的pH 7～8，50 ℃鼓风循环干燥至恒重，获得类白色粉末状固体24.2 g，收率89.4%。光学纯度99.9%；mp 141～143 ℃（文献值［18］：约144 ℃）；ESI/MSm/z：397［M+H］+。

1H NMR（DMSO-d6，300 MHz）δ：1.64（1H，s，NH），2.65～2.67（4H，m，CH2），2.75～2.77（2H，m，CH2），3.48（2H，s，CH2），4.61～4.65（1H，br，CH），5.27（1H，br，OH），6.32（1H，s，Ar-H），6.93（2H，s，NH2），7.11～7.14（2H，d，J=7.7 Hz，Ar-H），7.20～7.24（1H，m，Ar-H），7.27～7.35（4H，m，Ar-H），7.51～7.54（2H，d，J=7.7 Hz，Ar-H），10.02（1H，br，NH）。

13C NHR（DMSO-d6，300 MHz）δ：35.35，39.49，50.70，57.47，71.45，102.53，118.99，125.81， 126.67， 127.83， 128.70， 135.08，137.11，144.54，145.82，167.73，168.21。

文 献 值［15］：1H NMR（DMSO-d6，500 MHz）δ：1.60（1H，s），2.59～2.66（4H，m），2.68～2.80（2H，m），3.45（2H，s），4.59（1H，br），5.21（1H，br），6.30（1H，s），6.89（2H，s），7.11（2H，d，J=8.5 Hz），7.19～7.23（1H，m），7.27～7.33（4H，m），7.49（2H，d，J=8.5 Hz），9.99（1H，s）。

1.2.5 米拉贝隆（1）的精制 在500 mL 反应瓶中，依次加入乙醇200 mL，水200 mL，米拉贝隆粗品20.0 g，活性炭0.2 g，升温至80 ℃。加入保温搅拌1 h。趁热抽滤，固体弃去。母液在室温下自然缓慢降温至20 ℃，然后保温搅拌析晶8 h。抽滤，50%乙醇水溶液淋洗，50 ℃鼓风干燥至恒重，获得类白色结晶性粉末13.2 g，收率为66.0%，纯度99.88%，光学纯度99.92%，[α]20d：-20.9°（文献值［18］：-19.8°）。

元素分析：C 63.83%，H 6.32%，N 13.86%（理论：C 63.61%，H 6.10%，N 14.13%）。

2 结果与讨论

本研究以盐酸对硝基苯乙胺（2）、（R）-扁桃酸（3）和2-氨基噻唑-4-乙酸（4）为起始原料，经过酰胺缩合、羰基还原、硝基还原、酰胺缩合4 步反应，再通过乙醇/水为溶剂，对米拉贝隆进行精制，获得高纯度的米拉贝隆。经高效液相色谱法检测纯度为99.88%，核磁共振谱图和质谱图分析均与米拉贝隆结构基本一致。经过改进后的合成工艺，反应条件温和，避免使用氢气的安全隐患，并且未使用昂贵和较大毒性试剂，为米拉贝隆的制备提供了一种安全可靠的新方法。