抗腫瘤藥普樂沙福的合成工藝研究

吳世剛,韓愛華,唐英武

宿州億帆藥業有限公司，宿州，234000

抗腫瘤藥普樂沙福(plerixafor)是一種白色或類白色粉末，其化學名稱為：1,1’-[1,4-(對二亞甲基苯基)]-二-1,4,8,11-四氮雜環十四烷：1,4-bis(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecan-1-yl)Methyl)benzene(見圖1);是由美國Genzyme公司研發的趨化因子受體4(CXCR4)專一性拮抗劑,于2008年12月通過FDA批準上市，商品名為Mozobil。普樂沙福可提升造血干細胞數量，用于接受干細胞骨髓移植的多發性骨髓瘤和非霍奇金淋巴瘤等成年腫瘤患者。目前國內還未有廠家生產[1，2]。

1 普樂沙福的合成進展

關于普樂沙福的合成，文獻的報道的方法主要有兩種:一種是以丙烯酸甲酯與乙二胺經Michael加成、胺解，再與丙二酸二甲酯縮合得到1,4,8,11-四氮雜-5,7,12-三氧代-環十四烷，再與α,α-二溴對二甲苯橋連、還原得到普樂沙福的鹽酸鹽[3](合成路線一見圖2)；一種是以1,4,8,11-四氮雜環十四烷為原料，經保護(如磷酰基[4]、對甲苯磺酰基[5]和三氟乙酰基[6，7]等)，再與α,α-二溴對二甲苯橋連、最后脫保護得到抗腫瘤藥普樂沙福(合成路線二見圖3)。方法一的乙二胺和溶劑THF都要求無水，工藝條件苛刻，而且需多步重結晶,收率低，總收率為27.5%[8]。考慮工業生產的低成本和高收率的實際情況，選用方法二的合成路線，但文獻報道的保護試劑目前還存在諸多問題，如使用磷酰基需無水無氧，脫保護不徹底，中間體需多次純化，整體收率較低；使用對甲苯磺酰基作為保護基團，容易產生多位保護副產物，需要柱純化分離，且對甲苯磺酰基不易脫除；而使用三氟乙酰基同樣產生多位保護副產物，需要用快速硅膠柱進行分離，不適合工業化大生產。

圖1 普樂沙福

本文在路線二的基礎上，以2和3為原料，發現以DMF-DMA作為保護基團，可選擇性對1,4,8,11-四氮雜環十四烷的N1,N4,N8-三保護(合成路線三見圖4)，無需柱分離，脫保護條件溫和，總收率為60.37%。其結構經1H HMR和MS確證。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

1,4,8,11-四氮雜環十四烷、N,N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛(簡稱DMF-DMA)、α,α-二溴對二甲苯、氫氧化鈉、甲醇、甲苯。氫氧化鈉為化學純；其余所用試劑均為分析純。

WRS-1B型數字熔點儀(上海精密科學儀器有限公司，上海)，varian-400MH型核磁共振儀(美國)YJ11006島津液相儀；Trace DSQ FINNIGSN型質譜儀。

圖2 合成線路一

圖3 合成線路二

圖4 合成線路三

2.2 合成

(1)1,4,8-甲基-1,4,8,11-四氮雜環十四烷(3)的合成。

在500 ml反應瓶中依次加入86.7 g甲苯，氮氣保護,攪拌條件下加入50.0 g(0.29 mol)1,4,8,11-四氮雜環十四烷，加熱至內溫為110～116℃,回流分水，至反應液水分小于0.1%，脫水結束，將內溫冷至80～85℃,緩慢滴加37.2 g(0.312 mol) DMF-DMA，約1 h滴加完畢，保溫反應2 h，TLC點板中控至1,4,8,11-四氮雜環十四烷點消失，反應結束，50℃左右減壓濃縮甲苯至干，得到1,4,8-甲基-1,4,8,11-四氮雜環十四烷(3)的濃縮液，再加入5 g甲苯，直接用于下步反應。

(2)1,1’-[1,4-(亞苯基二亞甲基)]-二-[4,8,11-甲基-1,4,8,11-四氮雜環十四烷(5)的合成。

在500 ml反應瓶中1,4,8-甲基-1,4,8,11-四氮雜環十四烷(3)的甲苯液中，氮氣保護，加入38.00 g(0.145 mol)α,α-二溴對二甲苯,升溫至110℃左右，保溫反應6～8 h，TLC點板中控至3的點消失，反應結束，緩慢滴加乙腈50 g,約1 h滴加完畢，將內溫緩慢降至0～5℃左右，再保溫析晶1 h，抽濾至干，濕品于40～50℃真空干燥至恒重，得到5的白色至淡黃色粉末45 g，第一、二步合計收率為 66.6 %。純度94%(HPLC面積歸一法)。

(3)普樂沙福的合成。

在500 ml反應瓶中加入160 g甲醇、純化水66 g,開動攪拌，加入42 g(0.09 mol)的5，攪拌至溶解，再緩慢滴加80 g 30%的氫氧化鈉水溶液，升溫至70℃,保溫反應3 h，TLC點板中控至中間體5點消失，反應結束，減壓回收甲醇和水，濃縮至干，再向反應瓶中加入純水66 g、甲苯200 g,將體系升溫到75℃，體系溶清，保溫1 h，降溫至25～30℃左右，靜置分層，甲苯層收集至250 ml反應瓶中，水層中再加入200 g甲苯萃取一次，合并甲苯層，加熱并減壓回收甲苯，至體系重量剩余120 g左右，停止蒸餾，降溫至25～30℃，緩慢加入正己烷250 ml,約1 h滴加完畢，然后加入普樂沙福晶種，緩慢降溫至0～5℃,保溫1 h析晶，抽濾得濕品，濕品于45～50℃真空干燥至恒重，得白色固體36.42 g。收率為90.65%，純度為98.56%(HPLC面積歸一法)。m.p.125～128℃;1H HMR(CDCl3,300 MHz) δ7.30(s,4H),δ4.23(bs,6H),3.53(s,4H),2.95-2.50(m,32H),δ1.87(bs,4H),δ1.75(bs,4H);ESI-MS m/z:503{[M+H]+}。

3 結果與討論

為了提高收率和適于工業放大，作者綜合文獻報道，在實驗基礎上，首次使用DMF-DMA作為合成普樂沙福的保護和脫反護試劑，可以規避柱層析分離多種保護副主物，同時總收率達到60%以上，高于目前文獻報道的55%[9]，使用HPLC進行檢測[10]，該路線所用試劑均屬于常規試劑，操作簡便，后處理簡單，反應條件溫和，為工業化生產奠定了基礎。

4 結 語

以1，4，8，11-四氮雜環十四烷(1,4,8,11-四氮雜環十四烷)和α,α-二溴對二甲苯為原料，使用DMF-DMA對1,4,8,11-四氮雜環十四烷進行保護，與α,α-二溴對二甲苯橋連和脫保護制得抗腫瘤藥普樂沙福，總收率達60%以上，本合成路線未見報道，無須柱色譜純化，反應條件溫和、更適合工業化生產。