連續(xù)流化學(xué)在API藥物合成中的應(yīng)用—近期中的亮點（二）

近期,，Cidara Therapeutics公司的David L. Hughes回顧了2016年和2017年文獻(xiàn)中披露的使用至少一個連續(xù)流步驟的已批準(zhǔn)藥物的合成路徑,。將相關(guān)內(nèi)容整理為綜述發(fā)表在了期刊《Org. Process Res. Dev》（Org. Process Res. Dev.2018, 22, 13）上,，其文章主要提及了七個藥物，不同公司利用流動化學(xué)技術(shù)對各個藥物的合成方法進(jìn)了改造,，并都取得了不錯的效果,。具體內(nèi)容如下。

5,、Alphora公司實現(xiàn)Ingenol mebutate蛋白激酶C激活劑的連續(xù)合成（提升非對映立體選擇性）

Ingenol mebutate(商標(biāo)名Picato)是一種蛋白激酶C激活劑,，在美國和歐洲被批準(zhǔn)上市，用于局部治療光化性角化病,。

Ingenol有四個羥基(3,，4，5,，20四個位置),，可以被?；榱嗽?位上實現(xiàn)所需要的醇的選擇性?；?，Leo實驗室開發(fā)了一種工藝（圖9），其中C5和C20位羥基被保護(hù)為丙酮酸30,，從而允許C3位的選擇性?；甚?1，,。三步反應(yīng)的總收率為37%,。雖然這種方法可以實現(xiàn)特定選擇的酰化,，整體收益率是不錯的,，但后31脫保護(hù)必須小心控制(異丙醇-水-磷酸,反應(yīng)7天)。

圖9 Ingenol mebutate的合成路線

為了避免保護(hù)/去保護(hù)序列,，2017年Alphora的一項申請描述了使用流動化學(xué)方法直接從Ingenol合成Ingenol mebutate,，不使用保護(hù)基團(tuán)。根據(jù)無保護(hù)的?；疘ngenol,。Leo實驗室報告的使用優(yōu)的條件(LiHMDS,當(dāng)歸酸酐,10-15℃, 反應(yīng)10分鐘)能得到C3單酰化產(chǎn)品的收率為11%,。主要產(chǎn)物是C20的單?；a(chǎn)物和C3、C20雙?；a(chǎn)物,。優(yōu)化之后的釜氏分批反應(yīng)產(chǎn)率能夠提高到20 - 30%，但具有不穩(wěn)定性,。

流動條件改善了C3產(chǎn)物的區(qū)域選擇性(圖10),。在優(yōu)化條件下，將含有濃度為0.25 M的Ingenol/LiHMDS 的2-MeTHF溶液與濃度為0.25 M的當(dāng)歸酸酐的2-MeTHF溶液在0℃條件下混合,，然后在25℃條件下,，加入濃度為1M HCl的水溶液進(jìn)行淬滅，能夠得到C3位單?；a(chǎn)物。經(jīng)硅膠層析純化得到的C3單?；a(chǎn)物純度為95%,，分離收率為40%，Ingenol的回收率為29%,，C20單?；a(chǎn)物收率為12%,，C3、C20-雙?；a(chǎn)物收率為10%,。將C20單酰化產(chǎn)物與C3,、C20雙?；a(chǎn)物在THF/水中與LiOH水解變回Ingenol并回收。40%的收率較之37%的收率的三步反應(yīng),只需要一個步驟操作簡單,并提供回收原料和副產(chǎn)物（水解回ingenol）的方法,。雖然該方法需要色譜進(jìn)行純化,，但考慮到Ingenol原料的產(chǎn)量小、成本高,，色譜純化并不是一個顯著的缺點,。

圖10 流動化學(xué)中Ingenol mebutate的合成路線

6、Aurobindo公司實現(xiàn)伐昔洛韋治療皰疹病藥物連續(xù)合成（連續(xù)反應(yīng)器提升純度）

伐昔洛韋是一種用于治療皰疹病毒的通用抗病藥物,。

其主要由阿昔洛韋經(jīng)過兩步反應(yīng)合成得到（圖11）,。包括阿昔洛韋(32)與boc保護(hù)的纈氨酸(33)形成酰胺鍵，然后對boc進(jìn)行酸性去保護(hù),。釜氏反應(yīng)中分批去保護(hù)包括在室溫下用鹽酸水溶液處理中間產(chǎn)物34（2 h）,，然后加入2- PrOH使伐昔洛韋結(jié)晶。然而,，該方法產(chǎn)品的收率僅為30%,，純度為96.6%，主要雜質(zhì)為阿昔洛韋(32,2.45%)和鳥嘌呤(0.24%),。

圖11.伐昔洛韋的合成路線

Aurobindo發(fā)表了一項申請,，描述了用于去保護(hù)步驟的流動化學(xué)。通過在流動中進(jìn)行脫保護(hù),，可以提高產(chǎn)品的收率和純度,。脫保護(hù)是在流動模式下進(jìn)行的。以10%的阿昔洛韋溶液（MeOH/ CH2Cl2=1:3 ）,，濃度為2.5 M的HCl溶液（水/MeOH=4:1）同時加入80℃反應(yīng)器中,，制得34。未提供停留時間,。反應(yīng)器的出口處進(jìn)行分批收集,，分離含有產(chǎn)物的水層，用三乙胺調(diào)整pH值為2.5-2.8,。再加入乙醇使伐昔洛韋結(jié)晶,，收率65%，純度99%。

7,、禮來公司實現(xiàn) 巴瑞克替尼（治療風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎）藥物連續(xù)合成（高壓下利用氧氣進(jìn)行更加安全,，更有效率，無需特定反應(yīng)器的氧化反應(yīng)）

磷酸巴雷替尼(商品名Olumiant)于2017年2月在歐盟獲得批準(zhǔn),，用于治療成人中度至重度類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎,。Incyte中描述的巴瑞克替尼的合成分析如圖12所示，下部和中部片段首先在B點耦合,，然后通過A點耦合附加上部片段,。在禮來公司近的一項申請中，提出了首先在點a處進(jìn)行耦合,，然后在點b處進(jìn)行耦合（圖13）,。

圖12. 巴瑞克替尼           圖13 a 巴瑞克替尼片段的藥物合成路線

常規(guī)的該片段的合成路線，從環(huán)氧氯丙烷(35)開始,，需要保護(hù)基,，操作的路線到40。在禮來公司中該過程僅需三步反應(yīng),，步,，42與EtSO2Cl反應(yīng)生成磺胺43。第二步氧化反應(yīng),，該公司對酮的氧化反應(yīng)進(jìn)行了間歇和流動兩種方式的研究,。批量處理使用6%的氧氣在氮氣中進(jìn)行，在500psi的壓力下進(jìn)行,，頂部空間每分鐘刷新一次,，反應(yīng)時間持續(xù)超過17小時。在流動反應(yīng)中,，反應(yīng)物和試劑分別以四個流動相進(jìn)入反應(yīng): (1)TEMPO溶于CH3CN作為一相,；(2)NaNO2溶于水中作為一相；(3)乙醇/HOAc/CH3CN=43:1:6 作為一相,；(4)6%的O2（N2）,。背壓為500psi，停留時間為12h,，測定收率為98%,，批量化后收率也有87%。

在原料和試劑濃度相近的情況下,，流動條件下的生產(chǎn)效率與成批生產(chǎn)相,、、差不多,。該流動路線的優(yōu)點包括(1)不需要一個>500 psi的專業(yè)大型容器,，(2)不需要在頂部空間連續(xù)更換氧氣,，(3)考慮到高壓反應(yīng)的占地面積較小，提高了安全性,。

圖14 b  巴瑞克替尼片段的合成路線（Lilly）

總結(jié)：

原料藥生產(chǎn)的流動化學(xué)和連續(xù)加工相對于間歇加工具有潛在的優(yōu)勢:

1.不易于批量放大的化學(xué)(電化學(xué)、光化學(xué),、微波加熱)的實現(xiàn);

2.提高純度和選擇性的機(jī)會;

3.準(zhǔn)備好PAT和自動化的引入和使用;

4.減少設(shè)備占用空間

5.減少環(huán)境影響,。

本文中的7個例子讓我們得以一窺制藥和精細(xì)化工領(lǐng)域在過程化學(xué)和工程方面正在進(jìn)行的重大努力，這些努力旨在將當(dāng)前的流程從批次轉(zhuǎn)換為流動反應(yīng),，并設(shè)計流動反應(yīng)過程,。

參考文獻(xiàn)：Applications of Flow Chemistry in Drug Development: Highlights of Recent Patent Literature，Org. Process Res. Dev.2018, 22, 13

公司簡介：

深圳市一正科技有限公司,，作為荷蘭Chemtrix公司（微通道反應(yīng)器）,、英國AM公司（連續(xù)多級攪拌反應(yīng)器、催化加氫系統(tǒng),、連續(xù)結(jié)晶器）,、德國CINC（連續(xù)離心萃取器）在中國區(qū)的代理商和技術(shù)服務(wù)商，為廣大高校和企業(yè)提供連續(xù)合成,、在線萃取,、連續(xù)結(jié)晶、在線過濾干燥,、在線分析等整套連續(xù)工藝解決方案,。

公司與復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué),、中山大學(xué),、華東理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué),、浙江工業(yè)大學(xué),、河北工業(yè)大學(xué)等高校研究機(jī)構(gòu)合作成立微通道連續(xù)流化學(xué)聯(lián)合實驗室，致力于推動連續(xù)流工藝在有機(jī)合成,、精細(xì)化工,、制藥行業(yè)、能源材料,、食品飲料等領(lǐng)域的應(yīng)用,，合作實驗室可以為客戶的傳統(tǒng)間歇釜式工藝在連續(xù)流工藝上的轉(zhuǎn)變提供工藝驗證、連續(xù)流工藝開發(fā)工作,，促進(jìn)制藥及精細(xì)化工企業(yè)由傳統(tǒng)間歇工藝向綠色,、安全、快速,、經(jīng)濟(jì)的連續(xù)工藝轉(zhuǎn)變,。

公司與荷蘭Chemtrix B.V.在浙江臺州、江蘇南京合作組建了連續(xù)流微通道工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)中心（以下簡稱“工業(yè)化技術(shù)中心”），旨在打造集連續(xù)流微通道工藝開發(fā),、中試試驗,、工業(yè)化驗證、技術(shù)交流于一體的綜合性連續(xù)流微通道應(yīng)用技術(shù)服務(wù)中心,，以為廣大生物醫(yī)藥企業(yè),、化工類企業(yè)提供專業(yè)、完善的智能化連續(xù)流工藝整套系統(tǒng)解決方案及技術(shù)服務(wù)方案,。