Zorifertinib(AZD-3759,1),化学名为{4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-基}(2R)-2,4-二甲基哌嗪-1-甲酸酯，是由阿斯利康公司研发的一种新型口服小分子表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑制剂，用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)。作为EGFR抑制剂，其能够穿透具有EGFR突变的NSCLC患者的血脑屏障(BBB),针对脑转移瘤具有良好的治疗效果，可以解决因EGFR突变引起的非小细胞肺癌的中枢神经系统转移。目前zorifertinib的研究正处于Ⅲ期临床阶段[1,2,3]。

1、合成路线

文献报道的zorifertinib的合成路线主要有2条：1)以6-乙酰氧基-4-氯-7-甲氧基喹唑啉为原料，在乙腈中与3-氯-2-氟苯胺反应后，再进行去乙酰化反应得到中间体4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-醇。(R)-3-甲基哌嗪-甲酸叔丁酯和三光气发生酰氯化反应得到中间体(3R)-4-(氯羰基)-3-甲基哌嗪-1-甲酸叔丁酯，再与4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-醇反应得到4-叔丁基-1-{4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-基}(2R)-2-甲基哌嗪-1,4-二甲酸酯，经脱Boc和甲基化反应得到最终产物1,总收率为58%[4]。该路线需要使用毒性较强的氰基硼氢化钠试剂，较危险，且需要使用柱色谱纯化，后处理较为繁琐，限制了其工业化生产。2)以4,5-二甲氧基-2-硝基苯甲酸为起始原料，在碱性条件下水解得到5-羟基-4-甲氧基-2-硝基苯甲酸，还原后与甲脒在碱性条件下发生环合反应，再经氯代、胺化、去乙酰化、酯化、去Boc和甲基化等反应后，得到最终产物1,收率为53%[5]。该路线反应步骤长，收率低，中间体分离纯化难度较高，生产成本高。

本文作者以6-乙酰氧基-4-氧代-3,4-二氢-7-甲氧基喹唑啉(2)为起始原料，经氯代、胺化、还原、酰化、脱Boc、甲基化等反应制备最终产物1,总收率可达66.7%(以2计)。合成路线见图1:以甲苯为溶剂，起始原料2采用三氯氧磷氯代得到6-乙酰氧基-4-氯-7-甲氧基喹唑啉(3),无需分离纯化直接与3-氯-2-氟苯胺发生取代反应得到6-乙酰氧基-4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉(4),两步总收率为94.4%。中间体4在碱性条件下水解得到4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-醇(5),收率90.4%。以(R)-3-甲基哌嗪-甲酸叔丁酯(6)为原料，二氯甲烷为溶剂，吡啶为缚酸剂，选用三光气进行酰氯化反应得到(3R)-4-(氯羰基)-3-甲基哌嗪-1-甲酸叔丁酯(7),收率为98.4%。中间体5与7在碱性条件下发生取代反应得到4-叔丁基-1-{4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-基}(2R)-2-甲基哌嗪-1,4-二甲酸酯(8),收率为95.7%。8经盐酸的二氧六环溶液进行脱Boc得到{4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-基}(2R)-2-甲基哌嗪-1-甲酸酯(9),收率为93.8%。在文献[6,7,8,9]报道的基础上，本文作者对最后一步反应的甲基化试剂的使用进行了改进。文献[4]选用多聚甲醛和氰基硼氢化钠作为甲基化体系，收率仅为58.5%。亦有选用碘甲烷为甲基化试剂[9],但其毒性较强，反应收率较低，且使用碘甲烷时会有季铵盐生成，收率为70.4%,不适宜放大生产。本文作者选用甲酸和甲醛为甲基化试剂，在90～100 ℃下与9发生反应得到最终产物1,收率为90.3%。

优化后的合成路线绿色环保，反应条件温和，副产物少，中间体易于分离纯化，收率较高，且避免使用高毒试剂，生产成本低，无需柱色谱纯化，适合工业化生产，具有较高的应用价值。

2、合成实验

所用仪器：Bruker ARX-400/600 NMR型核磁共振仪(德国布鲁克公司);X-4型显微数字熔点仪(上海精密科学仪器有限公司); LCMS-80型质谱仪(日本岛津公司)。

所用试剂：6-乙酰氧基-4-氧代-3,4-二氢-7-甲氧基喹唑啉购于湖南华腾制药有限公司；3-氯-2-氟-苯胺、(R)-3-甲基哌嗪-甲酸叔丁酯购于安耐吉试剂公司；其他常规试剂和溶剂购于萨恩化学技术有限公司。除特殊说明，纯度均为分析纯试剂，未经进一步处理。

2.1 6-乙酰氧基-4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉(4)的合成

在室温下，依次加入6-乙酰氧基-4-氧代-3,4-二氢-7-甲氧基喹唑啉(2,2.34 g, 10 mmol)、甲苯(25 mL)和三乙胺(1.72 g, 17 mmol),于70 ℃下反应0.5 h。再加入三氯氧磷(3.83 g, 25 mmol),升温至80 ℃反应1 h。再加入3-氟-2-氯苯胺(1.46 g, 10 mmol),继续反应 3 h。反应毕，冷却至室温，蒸干溶剂，加入异丙醇(40 mL),搅拌，抽滤，滤饼使用异丙醇洗涤，在 40 ℃下真空干燥8 h, 得到黄色固体4(3.42 g, 收率94.4%),mp 207.5～209.8 ℃。无需纯化，直接用于下步反应。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ:9.82(br s, 1H),8.48(s, 1H),8.23(s, 1H),7.53～7.47(m, 2H),7.37(s, 1H),7.28(t, J=8.0 Hz, 1H),3.96(s, 3H),2.37(s, 3H)。 MSm/z:362.0[M+H]+。

2.2 4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-醇(5)的合成

向中间体4(1.81 g, 5 mmol)中依次加入甲醇(10 mL)和氨水(3 mL),于室温下反应4 h。减压蒸馏除去甲醇，抽滤，干燥，得到中间体5(1.45 g, 收率90.4%),mp 278.6～281.3 ℃。无需纯化，直接用于下步反应。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ:8.81(s, 1H),8.66(s, 1H),7.61～7.33(m, 3H),7.32～6.96(m, 3H),3.93(s, 3H)。MS m/z:301.0[M-H2O]+。

2.3 (3R)-4-(氯羰基)-3-甲基哌嗪-1-甲酸叔丁酯(7)的合成

将(R)-3-甲基哌嗪-甲酸叔丁酯(6,1.00 g, 5 mmol)溶于二氯甲烷(15 mL)中，在冰浴下搅拌，缓慢加入三光气(1.48 g, 5 mmol)和吡啶(1.19 g, 15 mmol),于室温下反应1.5 h。反应毕，过滤，减压蒸干溶剂，得到灰色固体7(1.29 g, 收率98.4%),无需纯化，直接用于下步反应。

2.4 4-叔丁基-1-{4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-基}(2R)-2-甲基哌嗪-1,4-二甲酸酯(8)的合成

将中间体5(1.28 g, 4 mmol)、中间体7(1.05 g, 4 mmol)和碳酸钾(6.63 g, 48 mmol)依次加入到DMF(15 mL)中，于40 ℃下反应5 h。减压蒸馏除去N,N-二甲基甲酰胺，用二氯甲烷萃取，有机相经无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸除二氯甲烷，得到黄色固体8(1.84 g, 收率95.7%),mp 149.6～153.4 ℃ 。无需纯化，直接用于下步反应。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ:9.76(s, 1H),8.43(s, 1H),8.19(s, 1H),7.57～7.40(m, 2H),7.31～7.22(m, 2H),4.37(s, 1H),3.92(s, 3H),3.79(s, 2H),3.32(s, 2H),3.14(s, 2H),1.38(s, 9H),1.20(s, 3H)。MS m/z:546.2[M+H]+。

2.5 { 4-[(3-氯-2-氟苯基)氨基]-7-甲氧基喹唑啉-6-基}(2R)-2-甲基哌嗪-1-甲酸酯(9)的合成

将中间体8(1.09 g, 2 mmol)溶于甲醇(20 mL)中，在冰浴下搅拌，缓慢滴加浓盐酸(2.92 g, 80 mmol)和1,4-二氧六环(10.57 g, 120 mmol)的混合液，在室温下反应8 h。减压蒸馏除去溶剂，用饱和碳酸钠水溶液调节pH值为7～8,析出沉淀，抽滤，真空干燥，得到中间体9(0.84 g, 收率93.8%),mp 196.6～199.4 ℃。无需纯化，直接用于下步反应。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ:8.71(s, 1H),8.75(s, 1H),7.95(s, 1H),7.59～7.49(m, 1H),7.43～7.39(m, 1H),7.36(s, 1H),7.30～7.21(m, 1H),3.93(s, 3H),3.72～2.91(m, 7H),2.40(d, J=5.5 Hz, 3H)。MS m/z:446.2[M+H]+。

2.6 目标化合物zorifertinib(1)的合成

在50 mL单口瓶中加入中间体9(0.50 g, 1.12 mmol)和纯净水(8 mL),在冰浴下搅拌，缓慢滴加质量分数为37%的甲醛(1.51 g, 18.59 mmol)和甲酸(0.85 g, 18.59 mmol)的混合溶液，于95 ℃下反应5 h。反应毕，冷却至-15 ℃,加氨水调节pH值为9～10,抽滤，干燥，得到灰白色固体。加入乙酸乙酯和0.72 mol·L-1的碳酸钾水溶液进行萃取，有机相干燥，过滤，减压蒸干，依次加入乙酸乙酯(3 mL)和石油醚(9 mL)进行重结晶，得到目标化合物1(0.47 g, 收率90.3%),mp 191.6～193.1 ℃。纯度为99.6%[HPLC面积归一化法：色谱柱为XDB-C18柱(2.1 mm×50 mm, 5 μm);流动相A为体积分数0.1%的三氟乙酸水溶液，流动相B为乙腈(梯度洗脱：0～5 min, B 5%～95%;5～15 min, B 95%);检测波长为254 nm; 流速为0.4 mL·min-1;柱温为25 ℃]。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ:9.76(s, 1H),8.48(s, 1H),8.23(s, 1H),7.50(d, J=4.4 Hz, 2H),7.34(s, 1H),7.28(s, 1H),4.34(s, 1H),3.95(s, 3H),3.79(s, 1H),3.23(s, 1H),2.81(d, J=10.8 Hz, 1H),2.69(d, J=11.4 Hz, 1H),2.21(s, 3H),2.12(s, 1H),1.91(s, 1H),1.35(s, 3H)。MS m/z:460.2[M+H]+。

3、合成工艺条件的优化

3.1 中间体4的合成条件优化

本实验采用“一锅法”合成中间体4(图2,三氯氧磷为氯代试剂、甲苯为溶剂、三乙胺提供碱性环境),在其合成过程中，作者分别探讨了反应温度、反应时间对收率的影响(表1)。在70 ℃时，收率仅为49.9%,推测原因可能是反应温度太低，三乙胺作为缚酸剂反应不完全所致；当温度升至80 ℃,反应时间为4 h时，收率高达94.4%;当温度继续升高，反应时间继续增长，有大量白色固体生成，且收率明显降低，推测原因可能是由于温度过高导致副产物增多。因此，确定此步反应的最佳温度在80 ℃、反应时间为4 h(收率94.4%)。

3.2 中间体7的合成条件优化

在文献报道的基础上，作者对中间体7合成(图3)中不同的反应时间对收率的影响进行考察。在室温条件下，选用二氯甲烷作为溶剂、吡啶为缚酸剂，在三光气下进行酰化反应。结果(表2)显示，反应时间短，则收率低，反应不完全；在反应时间为1.5 h时，反应收率最高，为98.4%,且反应完全；在反应时间为2 h时，收率89.8%,呈下降趋势，可能是由于产物为酰氯，在碱性条件下分解，产生的副产物增多所致。综上，确定此步反应的最佳反应时间为1.5 h(收率98.4%)。

3.3 中间体8的合成条件优化

由图4可知，中间体5和中间体7在碱性条件下，发生取代反应得到中间体8。此步反应，作者主要考察了不同碱性试剂对产物收率的影响(表3)。当碱性试剂使用碳酸钾、碳酸钠这类强碱弱酸盐时，产物的收率较高，均大于90%;使用碳酸钾时，收率可达95.7%。当选用吡啶、氨水这类强碱时，收率均大于85%;而选用碳酸氢钠、碳酸氢钾碱性试剂时，产物收率较低，推测可能由于碱性太弱导致反应不完全所致。因此，此步反应最终选用碳酸钾为碱性试剂。

3.4 中间体9的合成条件优化

在中间体9的合成的中(图5),作者使用盐酸/1,4-二氧六环进行脱Boc反应，通过改变中间体8和盐酸的物质的量比，考察了上述两者的配比对产物收率的影响(表4)。考察结果表明，随着盐酸比例的增加，中间体9的收率上升，当中间体8与盐酸的物质的量比为1∶30时，收率增加较快，推测可能是盐酸浓度增大，有利于反应进行；当中间体8与盐酸的物质的量比为1∶40、反应时间为9 h时，收率达到最大值，且反应时间缩短一半；同样的配比下，当反应时间为10 h时，反应收率基本保持不变；当中间体8与盐酸的物质的量比为1∶50时，收率基本不变。因此，综合考虑各个因素以及生产成本，此步反应的最佳反应条件是中间体8与盐酸的物质的量比为1∶40、反应时间9 h(收率93.8%)。

3.5 目标物zorifertinib(1)的合成条件优化

在合成目标物(1)的过程中(图1),文献[4]选用多聚甲醛和氰基硼氢化钠为试剂、甲醇做溶剂，但氰基硼氢化钠毒性大、易爆炸，存在安全隐患，且反应收率较低，仅有58.5%。文献[9]选用碘甲烷为甲基化试剂，收率为70.4%,但碘甲烷的使用会导致季胺盐生成，且碘甲烷为易燃管制品，毒性较强。因此，本文作者以甲酸-甲醛体系为甲基化试剂(表5),避免使用高毒、高危险试剂，收率达到90.3%,而且后处理简单，生产成本低。

4、结果与讨论

本文作者设计了一条新的合成zorifertinib的工艺路线，以化合物2为起始原料，经氯代、取代、水解、醚化、脱Boc、甲基化等7步反应，合成目标产物zorifertinib, 且对各步反应进行了初步的工艺优化，得到最佳的工艺条件如下：合成中间体4时最佳反应温度是80 ℃,最佳反应时间是4 h; 合成中间体7时最佳反应时间是1.5 h; 合成中间体8时最佳碱性试剂是无水碳酸钾；合成中间体9时中间体8和盐酸的最佳物质的量比是1∶40;通过甲基化反应合成最终产物zorifertinib(1)的最佳试剂为甲酸-甲醛体系。优化后的合成路线操作简单，无需使用高毒、高危险试剂，绿色高效，不需柱色谱纯化，收率较高，成本低，适合工业化放大生产。

参考文献:

[6]刘长春,周鑫鑫,闵沁,等.达克替尼的合成工艺改进[J].中国医药工业杂志,2021,52(11):1464-1467.

[8]耿晓宇,薛明星,臧皓,等.一种肺癌靶向化合物AZD-3759的合成工艺新方法:中国,109438423[P].2019-03-08.

基金资助:辽宁省自然科学基金项目(20180550016);辽宁省教育厅科学研究项目(LJGD2020015);

文章来源:蔡志强,李举让,秦卫涛等.新型抗肿瘤药物Zorifertinib的合成工艺研究[J].中国药物化学杂志,2023,33(11):829-835.