概要

ウパチニブACT051-3中間体のスケールアップ調製

Published: April 07, 2023
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概要

ここでは、ウパチニブの中間体tert-ブチル(5-トルエンスルホニル-5H-ピロール[2,3-b]ピラジン-2-イル)カルバメート(ACT051-3)のスケールアップ合成のためのプロトコルを提示します。

Abstract

ヤヌスキナーゼ阻害剤であるウパチニブは、免疫疾患を治療するためにバイオテクノロジー企業によって開発されました。化合物tert-ブチル(5-トルエンスルホニル-5H-ピロール[2,3-b]ピラジン-2-イル)カルバメート(ACT051-3)は、ウパチニブの重要な中間体です。現在まで、この中間体化合物(ACT051-3)の安定した工業生産は報告されていません。本研究では、化合物ACT051-3の具体的な合成方法とプロセスを、実験室合成、パイロットスケールアップ、および工業生産の観点から説明しました。ACT051-3のプロセスルートの探索では、反応条件の適切な調整と改良を重ね、最終的にACT051-3の最適な工業生産プロセスの開発に成功しました。反応に関与する炭酸カリウムの状態を変えることで反応時間がほぼ2倍になり、反応効率が大幅に向上した。さらに、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)を反応に導入することにより、高価な触媒Pd(OAc)2の量を2.5 倍に削減し、製造コストを大幅に削減し、このプロセスルートとACT051-3の工業生産の実現可能性を確認し、この重要な中間体に対する市場の需要を満たしました。

Introduction

ウパチニブは、近年、免疫疾患を治療するための世界的に人気のあるヤヌスキナーゼ1(JAK1)阻害剤になりました1,2。この薬剤は、乾癬性関節炎(PsA)3,4関節リウマチ(RA)5,6,7、およびアトピー性皮膚炎(AD)8,9に対して有意な治療効果を示しています。さらに、その高い選択性10により、ウパチニブは幅広い臨床用途があります。tert-ブチル(5-トシル-5H-ピロロ[2,3-b]ピラジン-2-イル)カルバメート(ACT051-3)はウパチニブの重要な中間体です。その主な構造成分はピロール環とピラジン環であり、免疫疾患および腫瘍疾患の治療のための新しい窒素含有三環式キナーゼ阻害剤の調製に使用できます11

パイロットスケールアップは、実験室のパイロット研究によって決定されたプロセスルートと条件の中規模のスケールアップ(50x-100x)であり、その後、プロセステスト、産業調査、および最適化が続き、最良の工業生産と運用条件を決定します12

現在、この中間体化合物(ACT051-3)のラボ合成ルートが報告されていますが、低収率、複雑な反応、および高い装置要件の問題により、小規模でしか実行されておらず、最適化の余地はまだたくさんあります11,13,14,15。しかし、現在、中間体化合物ACT051-3のパイロットスケールアップおよび工業生産のプロセスルートは報告されていません。

そこで本研究では、化合物ACT051-3のパイロットスケールアップと生産経路を、よりよく報告された実験室での合成経路を参照して調査しました。当初の実験室合成ルートと比較して、反応条件に多くの適切な調整と改善が加えられ、反応結果に影響を与える可能性のある他の要因が調査されました。最終的に、最適ルートに最適なプロセスパラメータが特定され、ACT051-3のパイロットスケールアップと生産に適した、操作が簡単で低コストで環境に優しいプロセスルートが得られました。

Protocol

1. ACT051-2およびACT051-3化合物のパイロットスケール合成 2-ブロモ-5-トシル-5H-ピロロ[2,3-b]ピラジン(ACT051-2)の合成丸底フラスコに、化合物2-ブロモ-5H-ピロロ[2,3-b]ピラジン(ACT051-1;0.25 M)50.0 gを15 mLのN,N-ジメチルホルムアミド(DMF;3 V)に溶解します。 窒素保護下で65.3 gのジイソプロピルエチルアミン(DIPEA;0.51 M)を反応溶液に加え(ガスおよび水分バリアを提供する)、冷…

Representative Results

この研究は、ウパチニブの重要な中間体ACT051-3のスケールアップ合成プロセスを提供します(図1および図2)。プロトコルセクション(ステップ1〜3)は、化合物ACT051−2および中間体ACT051−3のグラムグレード合成、パイロットスケールキログラムグレード合成、およびスケールアップ製造ステップを具体的に示しています。 <p class="jove_con…

Discussion

反応温度、時間、反応試薬の選択、材料の比率など、合成の反応条件は、特にスケールアップ生産の場合、反応の実現可能性、収率、純度、および生産コストに影響を与えます。

ACT051-2の実験室合成では、液体形態のTsCl(DMFに溶解;ステップ1.1.3)を反応に使用できます。ただし、この反応に液体TsClを使用すると反応系内の溶媒量が増加し、廃液が増えるため、パイロット?…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

ここで言及する謝辞はありません。

Materials

2-bromo-5H-pyrrolo[2,3-b]pyrazine Nanjing Cook Biotechnology Co., Ltd. 19120110
1,4-dioxane Liaoning cook Biotechnology Co., Ltd General Reagent
1H NMR Bruker AVIII 500
37% chloride acid molecular grade NEON 02618 NEON
4-toluenesulfonyl chloride (TsCl) Nanjing Cook Biotechnology Co., Ltd. AR A2010137
Anti-Chicken IgY (H+L), highly cross-adsorbed, CF 488A antibody produced in donkey Sigma-Aldrich SAB4600031
Anti-mouse IgG (H+L), F(ab′)2 Sigma-Aldrich SAB4600388
BD FACSCanto II BD Biosciences BF-FACSC2
BD FACSDiva CS&T research beads (CS&T research beads) BD Biosciences 655050
BD FACSDiva software 7.0 BD Biosciences 655677
Bovine serum albumin Sigma-Aldrich A4503
Centrifuge 5702 R Eppendorf Z606936
Circulating water vacuum pump Guangzhou Zhiyan Instrument Co., Ltd SHZ-D(Equation 1)
CML latex, 4% w/v Invitrogen C37253
Diatomite Guangzhou Qishuo Chemical Co., Ltd. /
Double cone rotary vacuum dryer Jiangsu Yang-Yang Chemical Equipment Plant Inc SZE-500T
enamel kettle Jiangsu Yang-Yang Chemical Equipment Plant Inc CS-03-002 1000L / 2000L
heptane Nanjing Cook Biotechnology Co., Ltd. General Reagent
HPLC Guangzhou aoyi Technology Trading Co., Ltd LC-2030C 3D
Large scale rotary evaporators Guangzhou Xingshuo Instrument Co.,Ltd. RE-2002
Low temperature and constant temperature stirring reaction bath Guangzhou Yuhua Instrument Co., Ltd XHDHJF-3005
Low temperature coolant circulating pump Guangzhou Jincheng Scientific Instrument Co., Ltd XHDLSB-5/25
Megafuge 8R Thermo Scientific TS-HM8R
N, N-Diisopropyl ethylamine (DIPEA) Apicci Pharm General Reagent
N-dimethylformamide (DMF) Guangzhou bell Biotechnology Co., Ltd General Reagent
Octanoid acid Sigma-Aldrich O3907
Pd(OAc)2 Xi'an Catalyst New Materials Co.,ltd. 200704
Phosphate buffered saline Sigma-Aldrich 1003335620
Potassium carbonate (K2CO3) Guangzhou Zhonghua Trade Co.,Ltd. General Reagent
Tert amyl alcohol Nanjing Cook Biotechnology Co., Ltd. General Reagent
tert-Butyl carbamate Nanjing Cook Biotechnology Co., Ltd. General Reagent
Thermo Mixer Heat/Cool KASVI K80-120R
toluene Liaoning cook Biotechnology Co., Ltd General Reagent
Vacuum drying oven Guangzhou Yuhua Instrument Co., Ltd DZF-6090
Water / /
Xantphos Liaoning cook Biotechnology Co., Ltd Asp20-44892

参考文献

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記事を引用
Zhang, L., Xue, W., Li, Q., Liu, H., Xie, D. Scaled-Up Preparation of an Intermediate of Upatinib, ACT051-3. J. Vis. Exp. (194), e64514, doi:10.3791/64514 (2023).

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