抗腫瘤藥樂伐替尼相關雜質的合成

高飛飛，高軍龍， 陳阿明，盧 娓

(浙江先鋒科技股份有限公司，浙江 臨海 317021)

樂伐替尼(Lenvatinib)化學名稱為4-[3-氯-4-(環丙基氨基羰基)氨基苯氧基〗-7-甲氧基-6-喹啉甲酰胺，是由日本衛材公司開發的一種口服多受體酪氨酸激酶抑制劑(TKI)，具有多種適應癥，用于多種癌癥的治療[1-2]，可靶向作用于血管內皮生長因子受體(VEGFR)、成纖維細胞生長因子受體(FGFR)1-3、干細胞生長因子受體和β 型血小板衍生生長因子受體(PDGFR)[3-4]，于2015 年2 月13 日獲美國FDA 批準上市，商品名為Lenvima。樂伐替尼在日本、美國、歐盟均被授予孤兒藥認定[5]。

因藥物中的大多數雜質具有潛在的毒性和生物活性，會影響藥物的安全性和有效性，因此雜質合成及控制是化學藥品質量控制的一項重要內容[6-7]。目前，樂伐替尼還未在我國上市，屬于藥品注冊分類中的3類仿制藥，該工藝雜質的合成未見文獻報道。

為了滿足樂伐替尼的研發及生產質量控制需求，同時依據國際人用藥品注冊技術要求國際協調會(ICH)的雜質限度指導原則要求，我們在結合樂伐替尼合成工藝和文獻的基礎上[8-10]，以4-氨基-3-氯苯酚為(2)為原料，經一鍋兩步法先與氯甲酸苯酯反應得到化合物3，不經分離，化合物3再與環丙胺發生胺化反應得到4，最后在高溫條件下，以碳酸銫為堿性催化劑，與4-氯-7-甲氧基喹啉-6-羧酸甲酯(6)發生親核取代反應，得到樂伐替尼工藝雜質1，具體的合成路線見Scheme 1。

Scheme 1

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

WRS-1B 型熔點儀；Bruker AV III 400MHz NMR核磁共振儀(以DMSO為溶劑,TMS為內標)；Agilent 6110 Quadruplie液相色譜-質譜聯用儀；Thermo Nicolet iS10 FT-IR紅外光譜儀；Elementar Vario EL III型元素分析儀。

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，吡啶，氯甲酸苯酯，二甲基亞砜(DMSO)和甲醇均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司；環丙胺，4-氨基-3-氯苯酚和4-氯-7-甲氧基喹啉-6-酰胺為工業級，上海凌凱醫藥科技有限公司；碳酸銫為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 實驗過程

1.2.1 1-( 2-氯-4-羥基苯基) -3-環丙基脲(4)的合成

向裝有磁力攪拌器的250 mL 三頸燒瓶中加入14.4g(100.0 mmol)4-氨基苯酚，15.8g(200.0mmol)吡啶，然后加入100 mL DMF作為溶劑，冰浴條件下冷卻至0℃以下。向反應器中滴加18.8g(120.0 mmol)氯甲酸苯酯，0.5 h滴加完畢。然后移去冰浴，室溫繼續攪拌反應12 h，TLC檢測(V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶5)反應完全，得到化合物3。無需處理，直接進行下一步。

向上述反應體系加入8.55g(150.0 mmol)環丙胺，攪拌下加熱至40℃，反應6 h，TLC檢測(V乙酸乙酯：V石油醚=1∶5)反應完全，降溫至30℃，將反應液倒入100 mL冰水中，用乙酸乙酯60mL×3萃取分液，合并有機相，依次用稀鹽酸(5%)30ml×2，飽和食鹽水100m洗滌，無水Na2SO4干燥有機相，減壓濃縮得到18.1g灰白色固體(4)，收率79.7% (文獻收率77.31%[8]),mp 156～158 ℃；1H NMR (DMSO-d6，400 MHz):δ:9.47 (s,1H,-OH),7.70(d,J=9.2 Hz,1H,ArH),7.56(s,1H,Ar-NH-C=O),6.82 (d,J=2.8 Hz,1H,CH-NH-C=O),6.79(d,J=2.4 Hz,1H,ArH),6.66～6.69(dd,J=2.8Hz,1H,ArH),2.50～2.54(m,1H,NH-CH-C),0.60～0.65(m,2H,CH2),0.38～0.41(m,2H,CH2);MS.(m/z):225.02[M -H ]-。

1.2. 2 4,4'-[4,4'-羰基雙(脲二基)雙(3-氯-4,1-次苯基)]雙(氧)雙(7-甲氧基喹啉-6-羧酰胺)(1)的合成

將13.6g (60.0 mmol)化合物物 4 ,11.6 g(50.0 mmol)的化合物 5 和 150 mL干燥 DMSO 加入到250 mL三頸瓶中，攪拌溶解，然后加入24.5g(75.0 mmol) 碳酸銫，加熱至110 ℃反應6 h,TLC TLC檢測(V甲醇∶V二氯甲烷=1∶20,產物Rf=0.16)反應完全。冷卻，將反應體系降溫至30℃，倒入500 mL冰水中，攪拌30 min，過濾，水洗滌，干燥得粗品。粗品經過柱層析(洗脫劑：V甲醇∶V二氯甲烷=1∶40～1∶20)，收集正組分，得灰色固體(1)9.27g，收率52.1%，純度98.5%(HPLC)；IR ν:3464 (CONH),3299(CONH),3013(CH),2925(CH2),1692 (C=O),1485(C=C),1293(C-O),997(ArH) cm-1;1H NMR (DMSO-d6,400 MHz) δ:9.21(s,2H,NH-C=O),8.69～8.71(m,4H,2.2'.8.8'-H),8.24(d,J=9.2 Hz，2H,15和15'-H),7.90(brs,2H,NH2),7.80(brs,2H,NH2),7.60(d,J=2.4 Hz,2H,12和12'-H),7.54(s,2H,4和4'-H),7.33(dd,J =2.4,9.2 Hz,2H,16和16'-H),6.59(d,J =4.2 Hz， 2H,1和1'-H)， 4.05(s,6H,18和18'-H); 13CNMR δ:166.24(7,7'C),161.86(10,10'C),158.54(5,5'C),153.84(2,2'C),152.81(17C),152.14(3,3'C),149.16(11,11'C),134.16(14,14'C),125.57(6,6'C),125.21(8,8'C),124.23(13,13'C),124.16(15,15'C),122.55(12,12'C),120.85(16,16'C),114.94(9,9'C),108.41(4,4'C),103.72(1,1'C),56.67(18,18'C);MS. (m / z):713.03 [M +H ]+；Anal.calcd for C35H26Cl2N6O7:C 58.92,H 3.67,N 11.78; found C 58.30,H 3.50,N 12.03。

2 結果與討論

2.1 表征

通過化合物1的核磁，質譜和元素分析的結果可知：

(1)通過1H-NMR譜，得到了10種質子峰，對應于26個質子，重水交換后有6個質子消失，這與化合物1結構中氫質子的個數種類相符。另外，樣品13CNMR譜有18個碳峰，對應35個碳原子，與化合物1分子中所含碳原子種數相符。

(2)在樣品的電噴霧陽離子模式一級質譜中，經分析，質荷比為713.03的峰是化合物1(M=396.23)分子結合一個氫離子形成準分子離子峰。

(3)按照的分子式C35H26Cl2N6O7計算，C、H和N元素分析的測試結果顯示樣品的組成與理論值相符。

因此，可以確認，所得化合物1就是合成樂伐替尼工藝過程中生成的相關雜質。

2.2 討論

相關雜質1是在開發樂伐替尼工藝過程中，發現的工藝雜質，該雜質的大小與反應溫度有關。

根據文獻[9-10]報道，我們采用下面工藝合成樂伐替尼：以4-氨基-3-氯苯酚(2)為原料，在強堿作用下和4-氯-7-甲氧基喹啉-6-酰胺發生親核取代反應得到化合物6，接著與氯甲酸苯酯發生酰胺化反應得到N-[4-(6-氨基甲酰基-7-甲氧基-4-喹啉基)氧-2-氯苯基]氨基甲酸苯酯(化合物7)，最后與環丙基胺發生反應成脲而得到樂伐替尼，詳見Scheme 2。

Scheme 2

在合成樂伐替尼過程中，我們發現反應第3步溫度的高低對樂伐替尼的質量有很大的影響。因此我們設定不同的反應溫度，考察對反應的影響。

表1 反應溫度對反應的影響

*HPLC檢測7和雜質1的剩余

上述實驗結果顯示，(1)制備樂伐替尼8時，反應溫度越高反應越快；(2)隨著反應溫度升高，反應用時減少，但是雜質1會增大，當反應溫度≥105℃時，產物樂伐替尼8含量很少，幾乎完全生成雜質1。

由此可以得出，雜質1是在樂伐替尼生產過程中，在高溫條件下，由于樂伐替尼結構中的脲基團不穩定，發生降解生成化合物6，然后化合物6與體系中的樂伐替尼發生胺基取代反應，生成雜質1。雜質1產生成的原因見Scheme 3。

Scheme 3

3 結論

本文首次以4-氨基-3-氯苯酚為原料，先經過2步合成化合物4，然后再與4-氯-7-甲氧基喹啉-6-甲酰胺(5)發生親核取代反應得到樂伐替雜質相關雜質： 4,4'-[4，4'-羰基雙(脲二基)雙(3-氯-4，1-次苯基)]雙(氧)雙(7-甲氧基喹啉-6-羧酰胺)(化合物1)，確證了其結構。同時，結合樂伐替尼合成工藝，對該雜質產生的原因及機理進行了分析研究。

總之，由上述路線可知樂伐替尼雜質(1)的反應物料易得，合成操作簡單，并且該雜質的合成，可為滿足樂伐替尼質量控制提供對照品，同時對樂伐替尼的生產工藝的改進以及今后的工業化生產，具有一定的指導意義。