柯诺拉赞-d3的合成

2023-11-30王悦秋梁大伟

化学与生物工程 2023年11期

王悦秋,王昌,梁大伟*

(1.雅安职业技术学院药学与检验学院,四川雅安 625100;2.沈阳药科大学基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室,辽宁沈阳 110016)

柯诺拉赞(Carenoprazan),代号H008,化学名为1-(5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-基)-N-甲基甲胺,是由江苏柯菲平医药股份有限公司研发的一类新药,为抗胃酸药物沃诺拉赞的me-better药物。柯诺拉赞是一种新型钾离子竞争性酸阻滞剂(potassium competitive acid blocker,P-CAB),通过抑制K+与H+/K+-ATP酶的结合,阻止胃酸分泌,达到抑酸效果,属于可逆性质子泵抑制剂,主要用于治疗十二指肠溃疡、胃溃疡、反流性食管炎和幽门螺旋杆菌感染[1]。目前,柯诺拉赞已处于临床Ⅲ期研究阶段,据报道,每日口服一次柯诺拉赞片(20 mg),6周内经内镜检查十二指肠溃疡愈合的患者比例为94.44%,8周内经内镜检查反流性食管炎愈合的患者比例为95.8%,抑酸率更高,其遗传、发育等代谢研究显示未见潜在毒性[2-6]。采用液质联用技术可对稳定同位素标记药物在体内的代谢与分布进行检测,具有灵敏性较高的优势,近年来,广泛应用于药物代谢动力学研究中[7]。

目前,市售产品柯诺拉赞-d3(1)较少,价格昂贵,其合成工艺鲜见报道。鉴于此,作者参照非标记沃诺拉赞、柯诺拉赞的合成方法[8-15],以市售的2-氟苯乙酮(2)为起始原料,经溴代、丙二腈取代、环合、脱氯得到5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(6),然后与1-(3-甲氧基丙氧基)苯磺酰氯(7)发生亲核取代反应得到5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲腈(8),再经催化氢化、还原氨化得到1-(5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基-1H-吡咯-3-基)-N-甲基-d3-甲胺(柯诺拉赞-d3,1),合成路线如图1所示。

图1 柯诺拉赞-d3的合成路线

1 实验

1.1 试剂与仪器

2-氟苯乙酮、丙二腈、钯碳(Pd/C)、雷尼镍(Raney Ni)、氰基硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠(STAB)、叔丁醇钾(t-BuOK)、15-冠醚-5,4-二甲氨基吡啶(DMAP),分析纯,北京伊诺凯科技有限公司;二异丙基乙基胺、1-(3-甲氧基丙氧基)苯磺酰氯,分析纯,上海网化化工科技有限公司;氘代甲胺盐酸盐(D相对含量>99.0%),分析纯,山东辉璟生物医药科技有限公司;四氢呋喃(THF),加钠回流干燥、新蒸,用氮气脱氧;其它试剂均为分析纯。

X-5型显微熔点测定仪,巩义予华仪器有限责任公司;温度计(未校正);ARX-400型核磁共振波谱仪(CDCl3、DMSO-d6为溶剂,TMS为内标),瑞士Bruker公司;Quadruple LC/MS 6120型液质联用色谱仪(ESI源)、Agilent 1200型高效液相色谱仪,美国Agilent公司。

1.2 合成方法

1.2.1 2-溴-2′-氟苯乙酮(3)的合成

将2-氟苯乙酮(13.8 g,0.1 mol)溶于100 mL乙酸乙酯,冰浴冷却至0～5 ℃;将溴素(6.2 mL,0.12 mol)溶于50 mL乙酸乙酯,滴加至上述溶液中,40 min滴加完毕,室温搅拌反应1 h;向反应液中滴加100 mL水,30 min滴加完毕;然后滴加100 mL饱和Na2SO3溶液,30 min滴加完毕;分出乙酸乙酯层,水相用50 mL乙酸乙酯萃取;合并乙酸乙酯相,依次用50 mL 3%NaHCO3溶液、10%NaCl溶液洗涤,无水MgSO4干燥,抽滤,减压浓缩,得到21.1 g化合物3,收率95.9%,无需纯化,直接用于下一步反应。

1.2.2 2-(2-(2-氟苯基)-2-氧代乙基)丙二腈(4)的合成

将化合物3(5.08 g,0.024 mol)溶于20 mL DMF,冰浴冷却至0～5 ℃;加入丙二腈(1.70 g,0.026 mol)、无水K2CO3(3.56 g,0.026 mol),室温搅拌反应2 h;滴加30 mL水,1 h 滴加完毕,抽滤,滤饼用水洗涤(10 mL×3),得到3.59 g化合物4,收率75.0%。

1.2.3 2-氯-5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(5)的合成

将化合物4(2.53 g,0.013 mol)溶于30 mL THF,加热至60 ℃;通入干燥的HCl气体,搅拌反应1 h;加入10 mL乙腈,减压浓缩去除溶剂,重复1次;加入10 mL乙腈,加热至60 ℃,搅拌下滴加10 mL水,15 min滴加完毕;静置冷却至室温,抽滤,滤饼用乙腈-水(1∶1,体积比,下同)洗涤(10 mL×3),干燥,得到2.15 g化合物5,收率78.0%。

1.2.4 5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(6)的合成

将化合物5(1.10 g,0.005 mol)溶于20 mL无水乙醇,加入1 mL二异丙基乙基胺、0.12 g 10%Pd/C;用氢气置换3次,然后在氢气气氛中室温反应12 h;抽滤,滤饼用5 mL无水乙醇洗涤,合并乙醇相,浓缩去除溶剂,粗产物溶于10 mL无水乙醇,室温搅拌,滴加20 mL水,冰水浴中搅拌1 h;抽滤,滤饼用乙醇-水(1∶2)洗涤(5 mL×3),得到0.73 g化合物6,收率78.0%。

1.2.5 5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲腈(8)的合成

将t-BuOK(672 mg,6 mmol)加入到化合物6(558 mg,3 mmol)的无水THF溶液(15 mL)中,冰浴冷却至0～5 ℃,搅拌30 min;依次加入15-冠醚-5(1.32 g,6 mmol)、化合物7(1.58 g,6 mmol)和DMAP(91.5 mg,0.75 mmol),自然升温至室温,搅拌反应2 h;加入适量冰水混合物淬灭反应,用乙酸乙酯萃取(50 mL×3),合并有机相,无水MgSO4干燥,抽滤,浓缩,粗品经硅胶柱层析(V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶9)纯化,得到658 mg化合物8,收率53.0%。

1.2.6 5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲醛(9)的合成

将化合物8(414 mg,1 mmol)溶于10 mL无水THF,依次加入5 mL冰醋酸、1 mL水和350 mg Raney Ni;用氢气置换3次,在氢气气氛中室温搅拌12 h[16];抽滤,滤饼用5 mL THF-水-冰醋酸(4∶1∶5)洗涤,浓缩滤液去除THF,加入20 mL水,用乙酸乙酯萃取(20 mL×3),合并萃取液,用5%NaHCO3溶液洗涤,无水MgSO4干燥,抽滤,减压浓缩,得到400 mg化合物9,收率96.0%。

1.2.7 柯诺拉赞-d3(1)的合成

将化合物9(100 mg,0.25 mmol)与6%氘代甲胺-甲醇(CD3NH2-CH3OH)溶液(1.02 g,2 mmol)混合,室温搅拌反应30 min;加入STAB(133 mg,0.63 mmol),继续室温搅拌反应3 h;减压浓缩去除溶剂,加入20 mL水,用乙酸乙酯萃取(20 mL×3),合并萃取液,用饱和NaCl溶液洗涤,无水MgSO4干燥,抽滤,减压浓缩,得到无色油状粗品;加入7 mL乙酸乙酯溶解,静置过夜,有大量淡黄色固体析出,抽滤,干燥,得到69 mg目标化合物1,收率63.4%,7步总收率14.1%。

2 结果与讨论

2.1 化合物的表征

2-溴-2′-氟苯乙酮(3):ESI-MS,m/z:234.00 [M+NH4]+。

2-(2-(2-氟苯基)-2-氧代乙基)丙二腈(4):m.p.139～141 ℃(文献[8]:139～142 ℃);ESI-MS,m/z:220.20 [M+NH4]+,241.15 [M+K]+,201.05 [M-H]-;1HNMR(CDCl3,400 MHz),δ:8.01(m,1H,6-Ph-H),7.60～7.65(m,1H,4-Ph-H),7.22～7.32(m,2H,3,5-Ph-H),4.37[t,1H,-CH(CN)2],3.74(dd,2H,-CH2-)。

2-氯-5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(5):m.p.217～220 ℃(文献[17]:218～220 ℃);ESI-MS,m/z:221.10 [M+NH4]+,243.00 [M+Na]+,218.95 [M-H]-;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:12.47(brs,1H,-NH-),7.50～7.54(m,1H,6-Ph-H),7.25～7.30(m,1H,4-Ph-H),7.11～7.20(m,2H,3,5-Ph-H),6.67～6.77(m,1H,4-pyrrole-H)。

5-(2-氟苯基)-1H-吡咯-3-甲腈(6):m.p.157～159 ℃(文献[17]:158.5～160.5 ℃);ESI-MS,m/z:185.00 [M-H]-;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:12.12(brs,1H,-NH-),7.54～7.68(m,1H,6-Ph-H),7.35～7.38(m,1H,2-pyrrole-H),7.24～7.28(m,1H,4-Ph-H),7.13～7.22(m,2H,3,5-Ph-H),6.84～6.85(m,1H,4-pyrrole-H)。

5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲腈(8):m.p.206～208 ℃;ESI-MS,m/z:415.09[M+H]+;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:7.78(s,1H),7.46～7.52(m,2H,Ph-H),7.22～7.28(m,3H,Ph-H),7.08～7.12(m,2H,Ph-H),6.79～6.82(m,1H,pyrrole-H),6.50 (d,1H,pyrrole-H),3.95～3.98(m,4H,-CH2-),3.45(t,2H,-CH2-),3.28(s,3H,-CH3),1.92～1.97(m,2H,-CH2-)。

5-(2-氟苯基)-1-((3-(3-甲氧基丙氧基)苯基)磺酰基)-1H-吡咯-3-甲醛(9):m.p.189～191 ℃;ESI-MS,m/z:418.13[M+H]+;1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:9.93(s,1H,-CHO),7.78(s,1H,Ph-H),7.45～7.52(m,2H,Ph-H),7.20～7.28(m,3H,Ph-H),7.07～7.10(m,2H,Ph-H),6.82～6.83(m,1H,pyrrole-H),6.52(d,1H,pyrrole-H),3.95～3.97(m,4H,-CH2-),3.47(t,2H,-CH2-),3.26(s,3H,-CH3),1.92～1.95(m,2H,-CH2-)。

柯诺拉赞-d3(1):m.p.123～125 ℃;ESI-MS,m/z:436.19 [M+H]+,同位素丰度为98.3%;化学纯度为99.5%,高效液相色谱条件:Hyper ODS2 C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为CH3CN-0.01 mol·L-1K2HPO4水溶液(90∶10),流速为1 mL·min-1,柱温为30 ℃,进样量为10 μL。1HNMR(DMSO-d6,400 MHz),δ:8.98(brs,1H,-NH-),7.79(s,1H,Ph-H),7.47～7.55(m,2H,Ph-H),7.21～7.30(m,3H,Ph-H),7.07～7.10(m,2H,Ph-H),6.83～6.84(m,1H,pyrrole-H),6.51(d,1H,pyrrole-H),3.96～3.99(m,4H,2-CH2-),3.46(t,2H,-CH2-),3.27(s,3H,-CH3),1.91～1.96(m,2H,-CH2-)。

2.2 反应条件对目标化合物1收率的影响

化合物9的醛基还原氘代甲胺化是制备目标化合物1的关键步骤,考察氘代原料、还原剂、缚酸剂、物料比[n(化合物9)∶n(氘代原料)∶n(还原剂)]等因素对目标化合物1收率的影响,结果如表1所示。

表1 反应条件对目标化合物1收率的影响

由表1可知,氘代原料CD3NH2·HCl直接投料反应,产物经柱层析分离后,经核磁、质谱确证为化合物9的二聚体结构;“一锅法”投入无机碱K2CO3缚酸,避免化合物9中的醛基与氨基缩合形成的C=N键断裂,但发现副产物多,未分离得到目标化合物1;进一步改进氘代原料、还原剂及物料比,发现以6%CD3NH2-CH3OH为氘代原料、STAB为还原剂、n(化合物9)∶n(氘代原料)∶n(还原剂)为1∶8∶2.5时,目标化合物1收率最高,为63.4%。