抗血栓藥物阿加曲班的合成

鄧宇 周偉

摘 要 目的：優(yōu)化阿加曲班的合成工藝。方法：以市場易購得的苯胺為物料，經(jīng)?；森h(huán)，還原，氯磺?；M(jìn)行制備，合成抗血栓藥物阿加曲班的重要片段3-甲基喹啉-8-磺酰氯（片段1）。采用匯聚式的連接方式，選擇以NG-硝基-L-精氨酸（片段2）為原料，經(jīng)與片段1縮合，再與（2R，4R）-4-甲基-2-哌啶甲酸乙酯（片段3）縮合、水解、還原四步反應(yīng)，制備阿加曲班。結(jié)果：片段1的收率由44%提高至70%；片段1和片段2對接后，再與片段3對接的收率由82.2%提高至94.6%。結(jié)論：改進(jìn)的工藝便于操作，可降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞 抗血栓藥 阿加曲班 合成

中圖分類號：O623.73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-1533（2021）13-0069-04

Synthesis of the antithrombotic drug argatroban

DENG Yu， ZHOU Wei

（Central Research Institute of Shanghai Pharmaceutical Group Co.， Ltd.， Shanghai 201203， China）

ABSTRACT Objective： To optimize the synthetic process of argatroban. Methods： An important fragment of the antithrombotic drug a rgatroban， 3-methylquinoline-8-sulfonyl chloride （fragment 1）， was synthesized from aniline readily available in the market by acylation， cyclization， reduction and chlorosulfonylation. Argatroban was prepared from NG-nitro-Larginine （fragment 2） by condensation first with fragment 1， then with （2R， 4R）-4-methyl-2-piperidine ethyl formate （fragment 3）， hydrolysis and reduction in a convergent linkage way. Results： The yield of fragment 1 was increased from 44% to 70%. After the docking of fragment 1 and fragment 2， the yield of the docking with fragment 3 was increased from 82.2% to 94.6%. Conclusion： The improved process is easy to be operated and its production cost can be reduced.

KEy WORDS antithrombotic drug； argatroban； synthesis

血液系統(tǒng)疾病是由于血栓引起的血管腔狹窄與閉塞，使主要臟器發(fā)生缺血和埂塞而引發(fā)機能障礙的各種疾病[1-5]。阿加曲班是精氨酸的衍生物，化學(xué)名（2R， 4R）-4-甲基-1-[N-[（3-甲基-1， 2， 3， 4-四氫-8-喹啉基）磺酰]-L-精氨酰]-2-哌啶甲酸，為日本田邊三菱化學(xué)研究所首次合成的低分子藥物。阿加曲班與凝血酶的催化活性位點（包括絲氨酸-組氨酸-精氨酸結(jié)構(gòu)）結(jié)合，滅活凝血酶[6]。該藥于1990年首先在日本上市，被批準(zhǔn)治療外周血栓病和急性腦卒中，并于2000年和2002年先后在美國和中國上市。

目前，文獻(xiàn)報道的阿加曲班有3條合成路線：①以化合物NG-硝基-L-精氨酸為起始物料，經(jīng)縮合，脫叔丁氧羰基，縮合，水解，還原得到阿加曲班，總收率為58.4%[7]。工藝復(fù)雜，操作過程需要在氮氣保護(hù)下進(jìn)行，且使用劇毒試劑氯甲酸異丁酯，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。②依然使用化合物NG-硝基-L-精氨酸為起始物料，經(jīng)縮合，分離，脫Boc，縮合，還原得到阿加曲班，是①路線的改進(jìn)，總收率為13.0%[8]。同樣使用到了劇毒試劑氯甲酸異丁酯，且存在分離困難，總收率偏低等諸多問題。③以化合物NG-硝基-L-精氨酸為起始物料，經(jīng)縮合，再縮合，水解，還原可得到阿加曲班，總收率為67.9%，其合成工藝相對簡單，總收率在三條路線中最高[9]。因此，本研究對其工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，可避免了手性中間體經(jīng)過多步反應(yīng)造成的浪費，節(jié)省成本，同時工藝相對簡單，總收率較高。

1 材料和方法

1.1 儀器和試劑

苯胺（工業(yè)級，武漢峰耀同輝化學(xué)制品有限公司）；NG -硝基-L-精氨酸（化學(xué)純，北京百靈威科技有限公司）；（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯（HPLC>99%，南京望知星醫(yī)藥科技有限公司）；其余化學(xué)試劑為市售色譜純、分析純或工業(yè)純。

Avance Ⅲ 400 MHz 核磁共振波譜儀（TMS內(nèi)標(biāo)，瑞士Bruker BioSpin公司）；Agilent 5975C質(zhì)譜儀和Agilent 1260 HPLC-19（美國安捷倫公司）；WRR型毛細(xì)管熔點儀（上海精密科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 HPLC測定方法

色譜柱：Agilent Eclipse XDB C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相A：0.1% 三氟醋酸+10 mmol/L CH3COONH4水溶液，流動相B：乙腈；檢測波長276 nm；流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量10 μL；柱溫40 ℃；運行30 min。

稀釋液（空白溶液）：乙腈-水=30︰70（% v/v）。

供試品溶液（1.0 mg/mL）：稱取10 mg供試品，精密稱定后置于10 mL容量瓶中，用稀釋液溶解并稀釋到刻度，混勻。

程序/系統(tǒng)適用性要求：按照色譜條件分別進(jìn)樣空白溶液和供試品溶液各1針進(jìn)行HPLC測定。

1.3 合成方法

1.3.1 工藝概述

以3-甲基-喹啉（10）為原料，經(jīng)取代反應(yīng)制備得到3-甲基喹啉-8-磺酰氯（4），再與NG-硝基-L-精氨酸發(fā)生取代反應(yīng)，得到片段N2-（3-甲基-8-喹啉磺酰基）-NG-硝基-L-精氨酸（7）；再與（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯發(fā)生縮合得到帶保護(hù)基的阿加曲班乙酯，經(jīng)水解、脫保護(hù)基得到最終成品（1）。本合成路線（圖1）步驟短，反應(yīng)條件溫和，后處理簡單，所有中間體及目標(biāo)化合物不需要經(jīng)柱色譜純化即能得到純品，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，總收率為45%[10-12]。

1.3.2 N-苯基丙酰胺（8）的制備

將苯胺（10.0 g，0.11 mol）溶于二氯甲烷100.0 mL中，加入三乙胺（11.0 g，0.11 mol），冰浴下冷卻至0～10 ℃，攪拌下將丙酸酐（15.4 g，0.12 mol）緩慢滴入，期間維持0～5 ℃，1 h滴畢，繼續(xù)攪拌1 h至薄層層析（TLC）監(jiān)控原料點消失；反應(yīng)液用2 mol/L NaOH（50.0 mL×3）、2 mol/L HCl（50.0 mL×3）洗滌，所得二氯甲烷相用無水硫酸鎂干燥，蒸除溶劑可得白色固體8 15.3 g，收率95.5%。

1.3.3 2-氯-3-甲基-1， 2-2H-喹啉（9）的制備

于500 mL四口瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺（41.0 mL，0.51 mol），冰鹽浴下（內(nèi)溫0～10 ℃）滴加三氯氧磷（221.0 mL，2.37 mol），然后升至室溫再反應(yīng)0.5 h；加入8（50.5 g，0.34 mol）并繼續(xù)攪拌，待反應(yīng)液由粉紅色變?yōu)辄S綠色時，緩慢加熱至75～78 ℃，攪拌4 h至TLC顯示原料消失；將反應(yīng)液冷卻至室溫，倒入冰水中，析出固體；過濾，水洗，真空干燥得白色固體9 42.1 g，收率69.2%，熔點83～84 ℃。

1.3.4 3-甲基-喹啉（10）的制備

將9（18.3 g，0.10 mol）溶于醋酸-水（150 mL∶30 mL），升溫至75～78 ℃，緩慢加入Zn粉（8.7 g，0.13 mol）并保持溫度于75～78 ℃至Zn粉加畢、原料消失；減壓蒸餾，殘留油狀物用二氯甲烷100.0 mL溶解，水洗，有機相干燥，減壓蒸餾得到油狀物10 10.4 g，收率71.3%。

1H NMR（400 MHz，CDCl3） δ2.42（3H，s），δ7.42～7.45（1H，m），δ7.56～7.59（1H，m），δ7.60～7.64（1H，m），δ7.79（1H，s），δ8.06（1H，d），δ8.72（1H，d）。

1.3.5 3-甲基喹啉-8-磺酰氯（4）的制備

將10（55.0 g，0.38 mol）加入到氯磺酸（42.5 g，0.42 mol）中，攪拌下升溫至50～55 ℃溶解，加入氯化鈉（44.9 g，0.77 mol），攪拌下升溫至85～90 ℃，反應(yīng)3.5～4 h；降至室溫，加入7%碳酸氫鈉水溶液200.0 mL，攪拌5 min，用二氯甲烷150.0 mL×2提取，合并有機相；無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮至干，得黃色化合物4 65.0 g，收率70.0%。不經(jīng)純化直接投料至下一步。

1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ2.61（3H，s），δ7.63～7.67（1H，dd），δ8.07（1H，s），δ8.13～8.15（1H，dd），δ8.45～8.47（1H，m），δ9.08（1H，s）。

1.3.6 N2-（3-甲基-8-喹啉磺?；? NG-硝基-L-精氨酸（7）的制備

NG-硝基-L-精氨酸（20.0 g，0.09 mol）溶于25% NaOH水溶液150.0 mL中，加入碳酸鈉（9.7 g，0.092 mol），于0～10 ℃滴入4（27.4 g，0.114 mol）的四氫呋喃溶液360.0 mL，然后于室溫攪拌2 h，用12 mol/L鹽酸在冰浴下將反應(yīng)液調(diào)pH至2～3，減壓蒸除溶劑；殘留物中加入270.0 mL甲醇，減壓蒸餾至無溶劑，冷卻至20～25 ℃，過濾，水洗得到化合物7粉末33.4 g，收率86.3%，熔點196～197 ℃。

MS（EI）m/z 425.1257[M+H]+ 。

1.3.7 1-[NG-硝基-N2-（3-甲基-8-喹啉磺?；?L-精氨酸]-（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯（14）的制備

在500.0 mL三頸燒瓶中加入（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯（10.1 g，58.98 mmol）與7（25.0 g，58.98 mmol），攪拌下加入二氯甲烷250.0 mL，此時，大量固體不溶解；加入N，N-二異丙基乙胺（DIPEA）（13.7 g，118.98 mmol）攪拌下不溶的固體在減少；降溫至0～5 ℃，滴入2-（7-氮雜苯并三氮唑）-N，N，N，N-四甲基脲六氟磷酸酯（HATU）的二氯甲烷溶液（28.0 g，73.63 mmol）100.0 mL，滴畢，保溫攪拌2 h；依次用10%檸檬酸水、7%碳酸氫鈉水溶液、水各200 mL洗一次，無水硫酸鈉干燥；有機相減壓濃縮至干得14 31.4 g，收率91.0%。

MS（EI）m/z 578.2424[M+H]+，600.225 2[M+Na]+ 。

1.3.8 1-[NG-硝基-N2-（3-甲基-8-喹啉磺?；?L-精氨酸]-（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸（1）的制備

在250 mL三頸燒瓶中加入14（10.0 g，17.31 mmol）、乙醇100 mL、1 mol/L的NaOH 40 mL，室溫攪拌24 h；減壓濃縮蒸除乙醇，殘余物用2 mol/L鹽酸調(diào)pH至中性，析出固體；過濾，洗滌，真空干燥得1-[NG-硝基-N2-（3-甲基-8-喹啉磺?；?L-精氨酸]-（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸白色固體2 9.0 g，摩爾收率94.6%。

將2 9.0 g加至250 mL三頸燒瓶中，加入無水乙醇180 mL，10%鈀碳3.5 g，甲酸8 g，于35～40 ℃攪拌反應(yīng)12 h至TLC監(jiān)控原料消失；過濾，蒸干溶劑，殘余物用200 mL乙酸乙酯溶解，用100 mL水洗2次，分液；有機相干燥、減壓濃縮至干，得白色固體10 g；再用95%乙醇200 mL重結(jié)晶，得白色粉末1 7.22 g，HPLC純度98.1%，收率86.7%。

1H NMR （DMSO- d6，400 MHz）：0.5（1H，m），0.69（1H，t），0.80（3H，d），0.98（3H，d），1.40～1.80（6H，m），1.88（1Η，m），2.05（1H，m），2.30～3.00（6H，m），3.30（1H，m），3.91（1H，s），4.04（2H，s），6.46（1H，m），7.04（1H，d），7.35（1H，d）。

2 結(jié)果與討論

2.1 化合物4的制備

本步反應(yīng)是喹啉環(huán)發(fā)生磺酰氯取代反應(yīng)，產(chǎn)物極易吸潮，我們實驗過精制純化條件，均因在過濾過程中成為泡狀物而過濾失敗，而且變質(zhì)成為磺酸取代物。最終，我們發(fā)現(xiàn)如果將反應(yīng)液快速洗滌后，經(jīng)干燥后濃縮，可以避免發(fā)生變質(zhì)。在下一步反應(yīng)中，也應(yīng)將化合物4溶解后滴入，避免水分引入而干擾反應(yīng)。

在制備化合物4過程中，原研路線③采用兩步磺化（先用發(fā)煙硫酸經(jīng)處理得到3-甲基喹啉-8-磺酸，再用五氯化磷得到4），會產(chǎn)生大量的鹽酸氣，不利于環(huán)保，且收率較低。我們采用一步磺化，提高了收率，減少了鹽酸氣，有利于工業(yè)化放大生產(chǎn)。

2.2 化合物14的制備

本步反應(yīng)采用縮合劑HATU，便于形成活性中間體。然而由于HATU在相關(guān)溶劑中的溶解度不高，需要大量溶劑溶解才能將底物全部轉(zhuǎn)化。本研究使用12.5倍體積的二氯甲烷，其他非極性溶劑諸如四氫呋喃或者乙腈，結(jié)果也均類似。

在14合成過程中，我們采用2-（7-氮雜苯并三氮唑）-N，N，N，N-四甲基脲六氟磷酸酯/N，N-二異丙基乙胺的縮合條件，避免了難除雜質(zhì)的產(chǎn)生，使反應(yīng)路線更經(jīng)濟(jì)。

另外，起始物料化合物4與NG-硝基-L-精氨酸對接，形成關(guān)鍵中間體7，再與（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯對接，得到化合物14，經(jīng)水解，還原脫保護(hù)基，摩爾總收率是72.8%。對比文獻(xiàn)9的摩爾總收率67.9%有了大幅度提高。

2-（7-氮雜苯并三氮唑）-N，N，N，N-四甲基脲六氟磷酸酯較三氯氧磷的價格較為昂貴，即使在反應(yīng)過程中提高了收率，但高企的價格也限制了其在工業(yè)放大過程中的使用。我們后續(xù)會繼續(xù)對其進(jìn)行優(yōu)化，以期找到更為合適的縮合劑。

參考文獻(xiàn)

[1] 李家明， 馬逢時， 龍子江， 等. [（吡啶-3-基）甲氧基]芳酸衍生物的合成及抗血小板聚集活性[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用， 2009， 10（4）： 231-233.

[2] 李家明， 趙永梅， 馬逢時， 等. 川芎嗪芳酸衍生物的合成及抗血小板聚集活性[J]. 有機化學(xué)， 2008， 28（9）： 1578-1583.

[3] 孟麗莉， 殷春梅， 徐輝， 等. 阿加曲班聯(lián)合舒血寧治療急性腦梗死的有效性和安全性研究[J]. 牡丹江醫(yī)學(xué)院學(xué)報， 2010， 31（4）： 230-232.

[4] 馮庚. 危重病社區(qū)現(xiàn)場急救系列講座——急性心肌梗死的溶栓藥物（3）[J]. 中國全科醫(yī)學(xué)， 2007， 10（13）： 132-135.

[5] 楊秦南， 張峰， 錢菊英， 等. 血栓抽吸術(shù)在急性心肌梗死直接介入治療中的應(yīng)用[J]. 中國臨床醫(yī)學(xué)， 2007， 14（2）： 253-255.

[6] 張子彥， 張宏衛(wèi). 阿加曲班研究進(jìn)展[J]. 國際內(nèi)科學(xué)雜志， 2007， 34（8）： 483-485.

[7] Kikumoto R， Tamao Y， Ohkubo K， et al. Alpha-（Narylsulfonyl-L-argininamides， processes for their preparation and pharmaceutical compositions containing these substances： EP0008746A1[P]. 1979-08-22.

[8] Belotti D， Cossy J. A short synthesis of argatroban： a potent selective thrombin inhibitor[J]. Bioorg Med Chem Lett， 2001， 11（15）： 1989-1992.

[9] Kikumoto R. Method for preparing N2-arylsulfonyl-largininamides： EP0823430A1[P]. 1997-08-04.

[10] 張衛(wèi)鋒， 金祥， 羅林. 一種（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯化合物的制備方法： CN108047125A[P]. 2017-12-28.

[11] Okamoto S， Hijikata A， Kikumoto R， et al. Potent inhibition of thrombin by the newly synthesized arginine derivative No. 805. The importance of stereo-structure of its hydrophobic carboxamide portion[J]. Biochem Biophys Res Commun， 1981， 101（2）： 440-446.

[12] 宋洪海. 阿加曲班中間體的制備方法： CN200610129331[P]. 2006-11-10.