安立生坦的合成研究

李小剛

(天津大學(xué) 藥物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津 300072)

安立生坦(ambrisentan 1)，化學(xué)名為(+ )-(2s)-2-［(4，6-二甲基嘧啶-2-基)氧基］-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，是美國(guó)Abbott 公司研發(fā)的內(nèi)皮素受體拮抗劑，2007 年6 月以S-活性構(gòu)型于美國(guó)首次上市，商品名為L(zhǎng)etairis［1］。口服用于治療肺動(dòng)脈高血壓，有5 mg 和10 mg 兩種片劑規(guī)格，是在波生坦和西他生坦之后，第三個(gè)上市的內(nèi)皮素受體拮抗劑，具有高效低毒等優(yōu)點(diǎn)［2-3］。

Riechers 等［4］1996 年報(bào)道了安立生坦外消旋體的合成路線，以二苯甲酮為原料，與氯乙酸甲酯經(jīng)過(guò)Darzens 反應(yīng)，生成3，3-二苯基-2，3-環(huán)氧丙酸甲酯，在三氟化硼乙醚催化下醇解，形成2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸甲酯，后者與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶發(fā)生親核取代反應(yīng)，之后水解得到外消旋體安立生坦。該路線原料易得，但三氟化硼乙醚試劑價(jià)格較貴，并且安立生坦外消旋體要經(jīng)過(guò)拆分才能得到S-構(gòu)型安立生坦，在最后一步進(jìn)行拆分，成本較高。

Riechers 等［5］申請(qǐng)的專利，以二苯甲酮為原料，與氯乙酸甲酯進(jìn)行Darzens 反應(yīng)，形成3，3-二苯基-2，3-環(huán)氧丙酸甲酯，在對(duì)甲苯磺酸催化下醇解，生成2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸甲酯，堿水解制得2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸。用(S)-4-硝基苯乙胺和(L)-脯氨酸甲酯鹽酸鹽進(jìn)行拆分得到(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，之后與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶親核取代得到S-構(gòu)型安立生坦。此路線對(duì)2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸進(jìn)行拆分，節(jié)約成本，操作簡(jiǎn)單。

劉愛(ài)霞等［6］主要參照Riechers 等的合成路線和專利，以二苯甲酮為原料，經(jīng)Darzens 反應(yīng)、醇解、水解反應(yīng)得2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，然后與L-脯氨酸甲酯鹽酸鹽作用經(jīng)非對(duì)映體拆分得關(guān)鍵中間體(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸。最后與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶親核取代得到目標(biāo)產(chǎn)物安立生坦，總收率26.5%。

Jansen 等［7］在合成安立生坦時(shí)，以二苯甲酮為原料，經(jīng)Darzens 反應(yīng)、醇解、水解得到2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，嘗試了用(S)-4-硝基苯乙胺和(L)-脯氨酸甲酯鹽酸鹽進(jìn)行拆分，都取得很好的拆分效果，L-脯氨酸甲酯(c. y. 43%，ee ＞ 99%(HPLC))和(S)-4-硝基苯乙胺(c. y. 38%，ee＞99%(HPLC))。考慮到這兩個(gè)拆分劑成本都很高，他們采用了一個(gè)BASF 工藝的副產(chǎn)品(S)-4-氯苯乙胺作為拆分劑。優(yōu)點(diǎn)是多方面的，首先混旋2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸不需要被分離，可以直接在甲基叔丁基醚中進(jìn)行拆分，并且拆分后未酸化得到游離的(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，而是用(S，S)-非對(duì)映體復(fù)鹽在氨基鋰作用下與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶通過(guò)縮合反應(yīng)制得安立生坦，簡(jiǎn)化了操作步驟，在這個(gè)過(guò)程中只有兩個(gè)中間體需要分離提純。此路線中，(S)-4-氯苯乙胺是一個(gè)BASF 工藝的副產(chǎn)品，成本相對(duì)較低，在國(guó)內(nèi)，這個(gè)產(chǎn)品來(lái)源有限，沒(méi)有找到供應(yīng)商，因此并不適合作為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)安立生坦的工藝。

周付剛等［8］在合成安立生坦時(shí)，主要參照J(rèn)ansen 等的路線，以二苯甲酮為原料，經(jīng)Darzens 反應(yīng)、醇解、水解得到2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，用(S)-4-氯苯乙胺拆分得到(S，S)-非對(duì)映體復(fù)鹽，之后在氨基鋰作用下與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶進(jìn)行縮合反應(yīng)、酸化得到安立生坦。此路線在最后一步手性酸與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶親核取代得到安立生坦反應(yīng)中用到了氨基鋰試劑，價(jià)格較貴，并且不易保存容易變質(zhì)。此路線的優(yōu)點(diǎn):原料便宜，來(lái)源廣泛，工藝操作溫和。

史一安等［9］采用手性酮催化3，3-二苯基丙烯酸乙酯不對(duì)稱環(huán)氧化形成2S，3R-3，3-二苯基環(huán)氧丙酸乙酯，三氟化硼催化醇解，得到(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸乙酯，直接與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶親核取代，最后堿水解得到安立生坦。在酸化后乙酸乙酯萃取安立生坦時(shí)，史一安課題組發(fā)現(xiàn)外消旋安立生坦在乙酸乙酯中溶解度明顯低于(S)-構(gòu)型安立生坦，消旋安立生坦再只通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾就能除去。此路線存在的主要問(wèn)題:①此反應(yīng)路線最初原料采用3，3-二苯基丙烯酸乙酯，此化合物價(jià)格較貴，并且不易制備，沒(méi)有大量的、價(jià)格便宜的商品化產(chǎn)品供應(yīng)。②此反應(yīng)路線中關(guān)鍵步驟不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)過(guò)程中，使用的手性果糖衍生物作為不對(duì)稱環(huán)氧化的手性催化劑，但是這個(gè)手性催化劑是文獻(xiàn)作者實(shí)驗(yàn)室研究合成出來(lái)的，目前沒(méi)有大量的、價(jià)格便宜的商品化產(chǎn)品供應(yīng)，手性催化劑來(lái)源受限。

綜上所述，筆者認(rèn)為在Riechers 等［6］申報(bào)專利后報(bào)道的其他合成路線改進(jìn)無(wú)較大突破，實(shí)際上Riechers 等［6］的路線具有很多優(yōu)點(diǎn)，以二苯甲酮作為起始原料，經(jīng)Darzens 反應(yīng)、醇解、水解反應(yīng)制備2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，前三步采用一鍋法，中間不進(jìn)行純化，操作簡(jiǎn)便。對(duì)2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸進(jìn)行拆分得到(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，最終合成具有光學(xué)活性的安立生坦，整個(gè)路線僅需要兩步純化，操作簡(jiǎn)便。此路線雖然涉及拆分，原料至少損失50%，但是反應(yīng)原料價(jià)格均比較便宜，反應(yīng)條件溫和，各步反應(yīng)收率均較高等因素，對(duì)整個(gè)工藝進(jìn)行優(yōu)化后更適合工業(yè)化生產(chǎn)。史一安設(shè)計(jì)的合成路線雖然簡(jiǎn)潔，節(jié)省原料，但是其存在的問(wèn)題，比如，原料價(jià)格較貴，手性催化劑不易得到，沒(méi)有大量市場(chǎng)化供應(yīng)，并且不能回收，不適合工業(yè)化大生產(chǎn)的需求。因此筆者主要參考Riechers 等的合成路線，對(duì)路線中每一步反應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，最終確定了每一步反應(yīng)中較優(yōu)的反應(yīng)條件，最終以較高的收率得到純度很高的S-構(gòu)型安立生坦。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

二苯甲酮、氯乙酸甲酯、四氫呋喃、甲醇鈉、無(wú)水甲醇、濃硫酸、氫氧化鈉、蒸餾水、濃鹽酸、L-脯氨酸甲酯鹽酸鹽、三乙胺、甲基叔丁基醚、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、氫化鈉、二氯甲烷、異丙醇、乙醇、正己烷、乙酸乙酯、石油醚均為分析純。

Reichert -Thermovar 熔點(diǎn)儀;N-1001 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;Bruker AvanceⅢ400 MHz 和600 MHz 核磁儀;Merck 60F254 硅膠板。

1.2 合成路線

安立生坦的合成路線如下:

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 3，3-二苯基-2，3-環(huán)氧丙酸甲酯(3) 的合成

在－10 ℃下，200.0 g(1.1 mol)二苯甲酮(2)用800 mL 四氫呋喃溶解，加入77.2 g(1.4 mol)甲醇鈉，123.5 mL(1.4 mol)氯乙酸甲酯用500 mL 四氫呋喃稀釋后緩慢滴加，約3 h 滴加完畢，控制溫度不超過(guò)－6 ℃，滴加完畢后在此溫度攪拌4 h，減壓旋蒸除去四氫呋喃，將反應(yīng)液倒入2 L 冷水中，用乙酸乙酯(3 ×500 mL)萃取，合并有機(jī)相，用飽和食鹽水(2 ×400 mL)洗，無(wú)水硫酸鈉干燥，蒸除溶劑得到淺黃色油狀物粗品(3)，直接用于下步反應(yīng)。為了分析，少量3，3-二苯基-2，3-環(huán)氧丙酸甲酯(3)通過(guò)重結(jié)晶純化(重結(jié)晶溶劑:乙酸乙酯/石油醚=1∶4)。

1H NMR(400 MHz，CDCl3)δ:3. 52(s，3H，OCH3)，3.98(s，1H，CH)，7.26 ～7.37(m，10H，Ar-H)。

1.3.2 2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸(5) 的合成在上述(3)的粗品中，加入甲醇1 L，滴入18.0 g(0.22 mol)濃硫酸，室溫?cái)嚢? h 反應(yīng)生成(4)。然后滴加0.88 L(2.2 mol)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液后加熱至回流反應(yīng)2 h 完成水解過(guò)程。旋蒸除去大部分甲醇，用濃鹽酸調(diào)pH = 2，乙酸乙酯(3 ×600 mL)萃取，合并有機(jī)相，用飽和食鹽水(2 ×500 mL)洗，無(wú)水硫酸鈉干燥，蒸除溶劑得到255.2 g 白色固體(5)，收率85%。m. p. 119 ～122 ℃，文獻(xiàn)［5］值:m. p. 120 ～123 ℃。1H NMR(400 MHz，CDCl3)δ:3. 18(s，3H，OCH3)，5. 14(s，1H，CH)，7.20 ～7.36(m，10H，Ar-H)。

1.3.3 ( S) -2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸(7)的合成 183 g(1.1 mol)L-脯氨酸甲酯鹽酸鹽(6)用200 mL 二氯甲烷溶解，滴加168 mL(1.2 mol)三乙胺，滴加完畢后加入1.4 L 甲基叔丁基醚，室溫?cái)嚢? h，抽濾除去三乙胺鹽酸鹽，濾液蒸除溶劑得到油狀物，用2 L 甲基叔丁基醚攪拌稀釋，加入250.0 g(0.92 mol)2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸(5)，攪拌2 h，析出(R，S)-非對(duì)映異構(gòu)體復(fù)合鹽。過(guò)濾，濾餅用甲基叔丁基醚(2 ×400 mL)洗滌，保留濾液，向?yàn)V液中加入1 L 水，用濃鹽酸調(diào)節(jié)pH=1 ～2，靜置分層。水相用甲基叔丁基醚(2 ×500 mL)萃取。合并有機(jī)相用飽和食鹽水洗至中性，無(wú)水硫酸鈉干燥，蒸除溶劑得102 g 白色固體(7)，收率為40%，ee 值99.0%，色譜柱:CHIRALPAKID(4.6 mm ×250 mm，5 μm)，流動(dòng)相(正己烷-異丙醇-三氟乙酸97∶3∶0.1)，m.p.120 ～122 ℃，(文獻(xiàn)［5］值:m. p. 120 ～ 121 ℃)。1H NMR(400 MHz，CDCl3)δ:3. 18(s，3H，OCH3)，5. 14(s，1H，CH)，7.20 ～7.36(m，10H，Ar-H)。

1.3.4 安立生坦(1) 的合成向100 mL N，N-二甲基甲酰胺中加入18.3 g(0.45 mol)氫化鈉，攪拌約30 min，滴加300 mL N，N-二甲基甲酰胺溶解50 g(0.18 mol)(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸(7)和41.2 g(0.22 mol)4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶(8)制得的溶液，約3 h 滴加完畢，攪拌5 h 后，緩慢滴加100 mL 水破壞未反應(yīng)完的氫化鈉，之后將反應(yīng)液倒入2 L 冰水中，用濃鹽酸調(diào)pH 到2，冰浴冷卻后析晶，過(guò)濾，濾餅用水洗至中性，用異丙醇-水(1∶1.5)重結(jié)晶，得到63 g 白色固體(1)，收率為90%，純度99.8%(HPLC 歸一化法)，ee 值99.6%，色譜柱:CHIRALPAK ID(4. 6 mm × 250 mm，5 μm)，流動(dòng)相(正己烷-異丙醇-三氟乙酸85∶15∶0.1)。1H NMR(400 MHz，CDCl3)δ:2.38(s，6H，CH3)，3.38(s，3H，OCH3)，6.15(s，1H，CH)，6.95(s，1H，嘧啶-H)，7.21 ～7.35(m，10H，Ar-H)。

2 結(jié)果與討論

2.1 2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸的制備

2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，經(jīng)過(guò)Darzens反應(yīng)得到環(huán)氧甲酯，酸催化醇解開(kāi)環(huán)，之后水解脫掉甲酯三步反應(yīng)。筆者經(jīng)過(guò)嘗試確定了較優(yōu)反應(yīng)條件，Darzens 反應(yīng)通過(guò)用四氫呋喃稀釋氯乙酸甲酯、控制滴加速度維持溫度在－6 ℃以下;酸催化醇解反應(yīng)，文獻(xiàn)報(bào)道的路線主要用對(duì)甲苯磺酸作酸性催化劑，雖然價(jià)格便宜但作為藥物生產(chǎn)工藝的物料，需要在最終產(chǎn)品做相關(guān)物質(zhì)檢查，目前沒(méi)有很好的分析方法，因此我們選用硫酸作催化劑;最終三步反應(yīng)的收率可以達(dá)到85%。采用重結(jié)晶方法純化2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，重結(jié)晶溶劑是乙酸乙酯和正己烷，得到的白色晶體，純度達(dá)到99. 5%(HPLC 歸一化法)。

2.2 (S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸的制備

拆分是整個(gè)反應(yīng)路線的關(guān)鍵步驟，直接影響最終收率以及產(chǎn)品質(zhì)量。

Riechers 等［5］報(bào)道的專利拆分劑是(S)-4-硝基苯乙胺和(L)-脯氨酸甲酯鹽酸鹽，Jansen 等［7］嘗試了用(S)-4-硝基苯乙胺和(L)-脯氨酸甲酯鹽酸鹽進(jìn)行拆分，都取得很好的拆分效果，L-脯氨酸甲酯［c.y.43%，ee ＞99%(HPLC)］和(S)-4-硝基苯乙胺［c.y.38%，ee ＞99%(HPLC)］。考慮到這兩個(gè)拆分劑成本都很高，他們采用了一個(gè)BASF 工藝的副產(chǎn)品(S)-4-氯苯乙胺作為拆分劑。優(yōu)點(diǎn)是多方面的，首先混旋2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸不需要被分離，可以直接在甲基叔丁基醚中進(jìn)行拆分，并且拆分后未酸化得到游離的(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸，而是用(S，S)-非對(duì)映體復(fù)鹽在氨基鋰作用下與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶通過(guò)縮合反應(yīng)制得安立生坦。此路線中，(S)-4-氯苯乙胺是一個(gè)BASF 工藝的副產(chǎn)品，成本相對(duì)較低，在國(guó)內(nèi)，這個(gè)產(chǎn)品來(lái)源有限，沒(méi)有找到供應(yīng)商，因此并不適合作為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)安立生坦的工藝。因此本文采用L-脯氨酸甲酯鹽酸鹽作為拆分劑，用三乙胺中和L-脯氨酸甲酯鹽酸鹽，得到游離L-脯氨酸甲酯，再用其進(jìn)行拆分。游離的L-脯氨酸甲酯不穩(wěn)定，往往發(fā)生聚合，難以回收套用。

2.3 安立生坦的制備、純化

安立生坦是由(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶在強(qiáng)堿作用下反應(yīng)生成的。一般文獻(xiàn)中采用的方法是(S)-2-羥基-3-甲氧基-3，3-二苯基丙酸在氨基鋰的作用下，與4，6-二甲基-2-甲磺酰基嘧啶進(jìn)行縮合，但是氨基鋰價(jià)格比較昂貴，我們采用氫化鈉作為強(qiáng)堿，常溫反應(yīng)制得安立生坦。本文嘗試了乙酸乙酯、乙醇、二氯甲烷、二氯甲烷-甲基叔丁基醚四種體系對(duì)安立生坦重結(jié)晶，發(fā)現(xiàn)安立生坦外消旋體和S-構(gòu)型安立生坦相比，溶解度存在明顯差異。通過(guò)一步重結(jié)晶得到ee值99.0% 的安立生坦，此法操作簡(jiǎn)便，適合工業(yè)化生產(chǎn)，其中乙醇為最優(yōu)的重結(jié)晶體系。

3 結(jié)論

(1)以二苯甲酮為原料，確定了較優(yōu)的工藝條件合成安立生坦，總收率30%。

(2)采用多種溶劑對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行重結(jié)晶，確定異丙醇-水為適宜溶劑，得到高純度的安立生坦。通過(guò)熔點(diǎn)和1H NMR 對(duì)安立生坦進(jìn)行了表征。

(3)該合成工藝反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)易、收率穩(wěn)定，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

［1］ Hrometz S L，Shields K M. Role of ambrisentan in the management of pulmonary hypertension［J］.Ann Pharmacother，2008，42(11):1563-1659.

［2］ Cheng J W.Ambrisentan for the management of pulmonary arterial hypertension ［J］. Clin Ther，2008，30(5):825-833.

［3］ 郭文.肺動(dòng)脈高壓治療的潛力藥物即將崛起［J］.上海醫(yī)藥，2007，28(4):160-161.

［4］ Riechers H，ALbrecht H P，Amberg W，et al. Discovery and optimization of a novel class of orally active nonpeptidic endothelin——A receptor antagonists［J］. J Med Chem，1996，39(11):2123-2128.

［5］ Riechers H，Klinge D，Amberg W，et al. New carboxylic acid derivatives，their preparation and their use:EP，0785926［P］.2001-08-22.

［6］ 劉愛(ài)霞，陳一芬，禹艷坤，等. 安貝生坦合成的改進(jìn)［J］.化學(xué)世界，2011(2):100-102.

［7］ Jansen R，Knopp M，Amberg W，et al.Structural similarity and its surprises:endothelin receptor antagonists-process research and development report ［J］. Org Process Res Dev，2001，5(1):16-22.

［8］ 周付剛，谷建敏，蘇信杰，等.安貝生坦的合成［J］. 中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志，2010，41(1):1-3.

［9］ Peng Xianyou，Li Peijun，Shi Yian.Synthesis of(+)-ambrisentan via chiral ketone-catalyzed asymmetric epoxidation［J］.J Org Chem，2012，77:701-703.