一种枸橼酸托法替布杂质及其合成方法和用途与流程

本发明属于化合物合成领域，具体涉及一种枸橼酸托法替布杂质及其合成方法。

背景技术：

枸橼酸托法替布由辉瑞公司开发，最早在2012年11月获得fda批准，是全球首个获批治疗类风湿关节炎(ra)的jak抑制剂，通过干扰jak-stat信号通路而影响dna的转录过程，也是中国批准(2017年3月10日sfda批准进口辉瑞公司的5mg规格的枸橼酸托法替布片)的首个治疗类风湿关节炎的jak抑制剂。该药用于对氨甲喋呤治疗应答不充分或不耐受的中至重度活动性类风湿关节炎(ra)成人患者的治疗，可作为单一治疗或与氨甲喋呤或其他改善病情抗风湿药物(dmard)联合使用，该药不应与生物性dmard或强免疫抑制剂(如硫唑嘌呤和环孢菌素)联合使用。同时，临床显示辉瑞在招募该药治疗溃疡性结肠炎的受试者，可能会在近几年补充适应症。

枸橼酸托法替布化学名称：(3r,4r)-4-甲基-3-(甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-基)氨基)-β-氧代-1-哌啶丙腈枸橼酸盐，结构式如下：

枸橼酸托法替布目前文献报道合成路线较多，主流路线wo2014102826/wo2007012953采用2,4-二氯-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶作为原料，与(3r,4r)-1-苄基-n，4-二甲基哌啶-3-胺或其盐进行偶联反应，当嘧啶环2位氯参与反应时，沿工艺路线经多步衍生，得到一个位置异构杂质，即为本发明目标化合物1。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种枸橼酸托法替布杂质及其合成方法，为枸橼酸托法替布的杂质检测提供新的对照品，更利于枸橼酸托法替布杂质的检出，进而控制枸橼酸托法替布的产品质量。

本发明提供的枸橼酸托法替布杂质，具体为3-((3r,4r)-4-甲基-3-(甲基(7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-基)氨基)哌啶-1-基)-3-氧代丙腈，其结构式如下：

其合成路线如下，

本发明提供的枸橼酸托法替布杂质的合成方法，包括以下步骤：

(1)将化合物6与对甲基苯磺酰氯在碱的作用下，反应生成化合物5。

其中，所述碱的选自有机碱、无机碱，包括但不限于三乙胺、n,n’-二异丙基乙胺碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钾、氢氧化钠、乙醇钠、甲醇钠，优选氢氧化钠。

反应所使用的溶剂选自二甲基亚砜、乙腈、丙酮、四氢呋喃、水中的一种或多种，优选丙酮和水混合溶剂。

其中，化合物6与对甲基苯磺酰氯的摩尔比为1：(1-2)，优选1：(1-1.5)，最优选1：(1.1)。反应时间为1-5h。

反应温度为0-30℃，优选在0-5℃滴加氢氧化钠溶液，再回至室温温度。反应时间优选2-3h。

使用上述反应制备获得的化合物5，可进一步通过结晶等本领域公知的纯化技术获得更高纯度产品。

(2)化合物5与化合物7在高温下偶联生成化合物4。

其中，反应所使用溶剂选自二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺等高沸点非质子性溶剂，优选n-甲基吡咯烷酮，最优选化合物7直接做溶剂。

反应优选在氮气氛围下进行，化合物5与化合物7的摩尔比为1：(1-10)，优选1：(1-5)，最优选1：3.5。

反应温度为100-200℃，优选120-150℃；反应时间为1-16小时，优选2-6小时。

(3)化合物4在碱性条件下，脱去保护基得到化合物3。

其中，反应溶剂选自丙酮、甲醇、四氢呋喃，优选甲醇；用量为化合物4的1-5体积(溶剂体积(ml)为化合物4的质量(g)的1-5倍)，优选3体积。

所用碱包括氢氧化钾、氢氧化钠等无机碱，优选氢氧化钠。氢氧化钠的当量为1-10，优选6当量，并优选以水溶液加入，碱质量浓度为10-50％，优选50％。

反应温度为室温至100℃，优选80℃，反应时间为1-10小时，优选1-5小时，更优选2小时。

后处理采用萃取、洗涤、干燥、浓缩等操作获得粗品，再进一步通过混合溶剂打浆纯化。打浆所选溶剂种类包括但不限于乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、石油醚(60～90)、丙酮中的一种和多种溶剂。优选甲基叔丁基醚与乙腈混合溶剂。

(4)本化合物3在pd/c催化下氢解脱保护得化合物2。

其中，催化剂选自pd(oh)2、pd/c、pd/bi/c常规氢化催化剂，优选pd/c，催化剂的用量为化合物3质量的10-80％，优选10-50％，更优选择10-20％。

反应溶剂选自甲醇、乙酸、异丙醇、四氢呋喃的一种，优选甲醇。

反应温度为室温至80℃，优选40-60℃；反应时间为1-48小时，优选反应14-18小时。

反应结束后，反应液过滤除去催化剂后浓缩得粗品，采用硅胶层析分离纯化得化合物2。优选在40℃浓缩。

(5)化合物2与氰基乙酸酯在碱性条件下酰胺化得目标化合物1。

其中，反应所用溶剂选自甲醇、乙醇、丁醇、正丙醇和n,n-二甲基甲酰胺中的一种，优选乙醇。

氰基乙酸酯选自氰乙酸乙酯、氰乙酸甲酯和氰乙酸丁酯中的至少一种，优选氰乙酸乙酯。氰乙酸乙酯的当量为化合物2的1-5倍。

反应所使用的碱选自dbu、n,n-二异丙基乙胺和三乙胺中的一种，优选dbu。

反应温度为室温至60℃，优选30-40℃，反应时间与所用氰乙酸酯的当量呈正相关，与dbu的当量呈正相关。

反应结束后，所得粗品进一步纯化获得目标化合物1。

进一步地，步骤(1)中，反应所用碱的浓度为2n，反应结束后将反应液过滤，滤饼用少量的丙酮和水洗涤，将过滤所得固体于50℃减压干燥，得化合物5。

进一步地，步骤(2)得到的化合物4采用硅胶柱进行纯化处理。

进一步地，步骤(3)后处理的具体方法为：反应结束后，将反应液于50℃浓缩，浓缩后加水用二氯甲烷萃取2-3次，合并有机相，用饱和盐水洗涤有机相，无水硫酸钠干燥后过滤，滤液于40℃减压浓缩至干得粗品；将粗品用甲基叔丁基醚和乙腈(1：5)室温搅拌半小时，过滤得化合物3。

进一步地，步骤(5)中反应时间优选3-6小时，反应结束后的纯化为反相制备色谱分离获得化合物1。

本发明还提供了所述枸橼酸托法替布杂质在枸橼酸托法替布杂相关物质检测中作为对照品的用途，提供了新的对照品。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明为枸橼酸托法替布的杂质检测提供了新的对照品，更利于枸橼酸托法替布杂质的检出，进而控制枸橼酸托法替布的产品质量。

2.步骤(2)合成过程中，必须提升反应内温才能达到合成的目的，本发明采用了无溶剂的反应，增加反应体系的内温，有利于反应正方向的转化。

3.步骤(4)合成过程中容易出现原料剩余的现象，溶剂种类和用量为关键。本发明通过多次小试优选出最佳合成路线，对化合物1的合成起了决定性的作用。

附图说明

图1化合物1的核磁共振氢谱图；

图2化合物1的高分辨谱图；

图3为化合物1液相检测数据。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步说明。

化合物1合成路线如下，

(1)2-氯-7-甲苯磺酰基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(5)的制备：

实施例1

将2-氯-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(4.5g，0.029mol)、对甲基苯磺酰氯(6.1g，0.032mol)加入丙酮(31.5ml)中，降温至0～5℃，滴加2n氢氧化钠溶液(21.6ml)。加毕后保持当前温度反应20min。然后缓慢回温至室温反应2小时。反应结束后，过滤，滤饼用少量的丙酮和水洗涤。滤毕，将固体于50℃减压干燥，得2-氯-7-甲苯磺酰基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(8.3g，收率93.2％)，白色固体。

实施例2

将2-氯-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(4.95g，0.052mol)、对甲基苯磺酰氯(6.7g，0.057mol)加入丙酮(34.7ml)中，降温至0～5℃，滴加2n氢氧化钠溶液(24.5ml)。加毕后保持当前温度反应20min。然后缓慢回温至室温反应2小时。反应结束后，过滤，滤饼用少量的丙酮和水洗涤。滤毕，将固体于50℃减压干燥，得2-氯-7-甲苯磺酰基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(13.8g，收率92.2％)，白色固体。

(2)n-((3r,4r)-1-苄基-4-甲基哌啶-3-基)-n-甲基-7-甲苯磺酰基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺(4)的制备：

实施例3

将2-氯-7-甲苯磺酰基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(7.5g，0.024mol)、(3r,4r)-1-苄基-n,4-二甲基哌啶-3-胺(18.5g，0.084mol)、50mln,n-二甲基甲酰胺，加入100ml单口瓶中，氮气置换后升温至120℃反应6小时，降温后直接过硅胶柱纯化得目标化合物(11.2g，收率：95.7％)，红色油状物。

实施例4

将2-氯-7-甲苯磺酰基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(7.5g，0.024mol)、(3r,4r)-1-苄基-n,4-二甲基哌啶-3-胺(18.5g，0.084mol)，加入100ml单口瓶中，氮气置换后升温至130℃反应5小时，降温后直接过硅胶柱纯化得目标化合物(11.4g，收率：97.4％)，红色油状物。

(3)n-((3r,4r)-1-苄基-4-甲基哌啶-3-基)-n-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺(3)的制备：

实施例5

将n-((3r,4r)-1-苄基-4-甲基哌啶-3-基)-n-甲基-7-甲苯磺酰基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺(10.5g，0.021mol)溶于无水甲醇(30.0ml)中。溶解后，滴加50％氢氧化钠溶液(10.0ml)，并升温至80℃，反应2小时。反应后，直接将反应液于50℃浓缩，浓缩后加入水(200.0ml)，每次用二氯甲烷(100.0ml)萃取，共萃取三次。萃取后，合并有机相，有机相用饱和盐水洗涤一遍。最后用无水硫酸钠干燥0.5小时。0.5小时后过滤，滤液于40℃减压浓缩至干得粗品。将粗品用甲基叔丁基醚和乙腈(1：5)打浆半小时。过滤得n-((3r,4r)-1-苄基-4-甲基哌啶-3-基)-n-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺(3.3g，收率47.1％)，类白色固体。

(4)n-甲基-n-((3r,4r)-4-甲基哌啶-3-基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺(2)的制备：

实施例6

将n-((3r,4r)-1-苄基-4-甲基哌啶-3-基)-n-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺(1.0g，0.003mol)加入到无水甲醇(5.0ml)中，加入钯炭(0.2g，20％)，h2置换后升温至40℃搅拌过夜。过滤，滤液于40℃浓缩至干，将得到的粗品通过薄层胶板色谱纯化得目标化合物(175mg，收率：24.1％)，白色固体。

(5)3-((3r,4r)-4-甲基-3-(甲基(7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-基)氨基)哌啶-1-基)-3-氧代丙腈(化合物1)的制备：

实施例7

将n-甲基-n-((3r,4r)-4-甲基哌啶-3-基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺(10.0mg，0.04mmol)、氰乙酸乙酯(22.7mg，0.20mmol)、dbu(31.0mg、0.20mmol)加入到无水乙醇(2ml)中，n2置换后升温至30℃反应4小时。反应完毕后，将反应液通过反相制备色谱纯化得目标化合物1(8.5mg，收率：70.1％)，白色固体。

对制备的化合物1进行结构确证，结果见图1和图2。

表1lcms检测条件

化合物1氢谱数据：¹h-nmr(400mhz,d6-dmso)δ:11.25(s,1h),8.58(d,j＝4.8hz,1h),7.03(dd,j＝3.5,2.2hz,1h),6.31(dd,j＝3.5,1.7hz,1h),4.767-4.75(m,1h),4.13-4.03(m,2h),3.85-3.77(m,1h),3.73-3.65(m,2h),3.05(d,j＝10.0hz,3h),2.92(d,j＝10.1hz,1h),2.33–2.30(m,1h),1.61–1.57(m,2h),0.95(d,j＝7.1hz,3h)ppm.esi-hrms：理论c16h20n6o[m+h]⁺313.1777，实测313.1743。

采用制备得到的化合物1作为对照品，用于枸橼酸托法替布的杂质检测，检测条件见表2，结果见图3，最终测定所制得枸橼酸托法替布中未检出。

表2hplc条件

供试品配样方式：精密称取供试品适量于容量瓶中，加流动相a，超声使枸橼酸托法替布溶解，并定容至刻度，配置成约0.5mg/ml溶液。

化合物1配样方式：称取杂质对照品适量于容量瓶中，加流动相a，超声使溶解，并定容至刻度，配置成约0.1mg/ml溶液。