乌帕替尼中间体ACT051-3的放大制备

Summary

在这里，我们提出了一种放大合成乌帕替尼中间体叔丁基（5-甲苯磺酰基-5h-吡咯[2，3-b]吡嗪-2-基）氨基甲酸酯（ACT051-3）的方案。

Abstract

Upatinib是一种Janus激酶抑制剂药物，由一家生物技术公司开发，用于治疗免疫疾病。化合物叔丁基（5-甲苯磺酰基-5h-吡咯[2，3-b]吡嗪-2-基）氨基甲酸酯（ACT051-3）是乌帕替尼的重要中间体。迄今为止，尚未报道这种中间化合物（ACT051-3）的稳定工业生产。本研究从实验室合成、中试放大、工业化生产等方面描述了化合物ACT051-3的具体合成方法和工艺。在探索ACT051-3的工艺路线过程中，对反应条件进行了许多适当的调整和改进，最终成功开发了ACT051-3的最佳工业生产工艺。通过改变参与反应的碳酸钾的状态，反应时间几乎翻了一番，大大提高了反应效率。此外，通过在反应中引入N，N-二异丙基乙胺（DIPEA），昂贵的催化剂Pd（OAc）2的用量减少了_2.5 倍，大大降低了生产成本，证实了该工艺路线和ACT051-3工业化生产的可行性，满足了市场对这一重要中间体的需求。

Introduction

近年来，乌帕替尼已成为全球流行的用于治疗免疫紊乱的Janus激酶1（JAK1）抑制剂^1，2。该药物已显示出对银屑病关节炎（PsA）³，^4，类风湿性关节炎（RA）⁵，^6，7和特应性皮炎（^AD）8，9的显着治疗效果。此外，由于其高选择性¹⁰，乌帕替尼具有广泛的临床应用。叔丁基（5-甲苯磺酰基-5h-吡喃[2，3-b]吡嗪-2-基）氨基甲酸酯（ACT051-3）是乌帕替尼的重要中间体。其主要结构组分为吡咯环和吡嗪环，可用于制备新型含氮三环激酶抑制剂，用于治疗免疫和肿瘤疾病¹¹。

中试放大是实验室中试研究确定的工艺路线和条件的中型放大（50x-100x），然后进行工艺测试、工业调查和优化，以确定最佳的工业生产和操作条件^12....

Protocol

1. 化合物ACT051-2和ACT051-3的中试规模合成

1. 2-溴-5-甲苯磺酰基-5H-吡咯并[2，3-b]吡嗪的合成（ACT051-2）
   1. 在圆底烧瓶中，将50.0g化合物2-溴-5H-吡咯并[2，3-b]吡嗪（ACT051-1;0.25M）溶解在15mL N，N-二甲基甲酰胺（DMF;3 V）中。
   2. 在氮气保护下向反应溶液中加入65.3g二异丙基乙胺（DIPEA;0.51M）（提供气体和水分屏障），并通过冷水浴将温度冷却至0-5°C。为了保护氮气，将反应器的压力泵至-0.75--0.8MPa，然后通过N₂ 以平衡0.1MPa的压力。
   3. 加入 60.20 g 溶解在 12 mL DMF （0.32 M） 中的 TsCl。通过温水浴将温度升高至20-30°C并搅拌约1小时。向混合物中加入冷水（600.0mL，0-10°C），再搅拌1小时。
   4. 使用玻璃漏斗在真空下过滤产品，并用砂光板填充滤纸。用水（200.0mL）洗涤数次，并使用电动恒温干燥炉干燥，得到收率为78%的淡黄色固体（ACT051-2）。
2. （5-甲苯磺酰基-5H-吡咯[2，3-b]吡嗪-2-基）氨基甲酸叔丁酯的合成（ACT051-3）
   1. 将176.11gACT051-2溶解在366.31g1，4-二恶烷中，置于三端口圆底烧瓶中。
   2. 向溶液中加入65....

Results

本研究为乌帕替尼的重要中间体ACT051-3提供了放大合成过程（图1和图2）。协议部分（步骤1-3）具体显示了化合物ACT051-2和中间体ACT051-3的革兰氏级合成，中试级千克级合成和放大生产步骤。

在探索化合物ACT051-2的最佳路线的过程中，如 表1所示，发现固体TsCl比液体TsCl（溶解在DMF中，方案步骤3.1）更多地参与反应，并且DMF的量显着减少了近三倍。此外，通过将加入TsCl时混合溶液的温度从0-5°C提高到23-35°C，产物收率从97.49%提高到98.44%（如 表2所示）。此外，还进行了关于处理后水消耗的实验。如 表3所示，用水量减少2.5倍（从15 mL/g ACT051-2降低到6 mL/g ACT051-2）后，反应收率降低了2.5%，但废液生成减少，反应效率显著提高。

Discussion

合成的反应条件，包括反应温度、时间、反应试剂的选择和材料的比例，影响反应的可行性、收率、纯度和生产成本，特别是对于放大生产。

在实验室合成ACT051-2中，液体形式的TsCl（溶解在DMF中;步骤1.1.3）可用于反应;然而，它不适合中试放大合成或工业生产，因为使用液体TsCl进行该反应会增加反应系统中的溶剂量，导致更多的废液。因此，我们选择了固体TsCl进行中试放大和工业化生产的反应（分别为方案的步骤2.1.2和3.1.3），并获得了良好的实验结果，同时牢记环保和绿色化学的概念（表1）。

此外，在中试放大实验中发现，在低温下加入大量TsCl会使反应体系太粘而无法搅拌，导致原料包封的风险。为了解决这种风险，将温度从0-5°C提高到25-35°C（方案的步骤2.1.1或3.1.4），充分搅拌加入固体TsCl，反应溶液体系具有良好的流动性，反应进行顺利（表2）。

此外，ACT051-2的后处理实验需要大量的.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2-溴-5H-吡咯并[2,3-b]吡嗪	Nanjing Cook Biotechnology Co.， Ltd.
1,4-二恶烷	辽宁库克生物科技有限公司	通用试剂
1H NMR		Bruker AVIII 500
37% 氯酸 分子级	NEON	02618 氖
4-甲苯磺酰氯 （TsCl）南京	库克生物科技有限公司	AR A2010137
抗鸡 IgY （H+L），高度交叉吸附，CF 488A 驴	Sigma-Aldrich	SAB4600031
抗小鼠 IgG （H+L）， F（ab′）2	Sigma-Aldrich	SAB4600388
BD FACSCanto II	BD Biosciences	BF-FACSC2
BD FACSDiva CS&T 研究微珠 （CS&T 研究珠）	BD Biosciences	655050
BD FACSDiva 软件 7.0	BD Biosciences	655677
牛血清白蛋白	Sigma-Aldrich	A4503
离心机 5702 R	Eppendorf	Z606936
循环水真空泵	广州智研仪器有限公司	SHZ-D（）
CML 乳胶，4% w/v	Invitrogen	C37253
硅藻土	广州启硕化工有限公司	/
双锥旋转真空干燥机	江苏阳阳化工设备厂	SZE-500T
搪瓷釜	江苏阳阳化工设备厂	CS-03-002	1000L / 2000L
庚烷	南京库克生物科技有限公司	通用试剂
HPLC	广州奥亿科技贸易有限公司	LC-2030C 3D
大型旋转蒸发仪	广州星硕仪器有限公司	RE-2002
低温恒温搅拌反应槽	广州宇华仪器有限公司	XHDHJF-3005
低温冷却剂循环泵	广州金城科学仪器有限公司	XHDLSB-5/25
Megafuge 8R	Thermo Scientific	TS-HM8R
N，N-二异丙基乙胺（DIPEA）	Apicci Pharm	通用试剂
N-二甲基甲酰胺（DMF）	广州贝尔生物科技有限公司	通用试剂
辛酸	Sigma-Aldrich	O3907
Pd（OAc）2	习安催化剂新材料有限公司
磷酸盐缓冲盐水	Sigma-Aldrich	1003335620
碳酸钾 （K2CO3）	Guangzhou Zhonghua Trade Co.，Ltd.	通用试剂
叔戊醇	南京库克生物科技有限公司	通用试剂
tert-Butyl carbamate	Nanjing Cook Biotechnology Co.， Ltd.	通用试剂
热/冷	KASVI	K80-120R
甲苯	辽宁库克生物科技有限公司	通用试剂
真空干燥箱	广州宇华仪器有限公司	DZF-6090
水	/	/
Xantphos	辽宁库克生物科技有限公司	Asp20-44892