一种新型卡巴他赛无水化合物及其制备方法和结晶形式与流程

背景技术：

卡巴他赛，英文名为Cabazitaxel，化学名为4-乙酰氧基-2α-苯甲酰氧基-5β,20-环氧-1-羟基-7β,10β-二甲氧基-9-氧代紫杉-11-烯-13α-基(2R,3S)-3-叔丁氧羰基氨基-2-羟基-3-苯基丙酸酯，IUPAC名称是(2α，5β，7β，10β，13α)-4-acetoxy-13-({(2R,3S)-3[(tert-butoxy carbonyl)amino]-2-hydroxy-3-phenylpropanoyl}oxy)-1-hydrox y-7,10-dimethoxy-9-oxo-5,20-epoxytax-11-en-2-yl-benzoate，是由法国Sanofi-aventi s公司研发的一种化学半合成紫杉烷类小分子化合物，并于2010年6月在美国批准上市的前列腺癌的二线药物，结构如式I所示：

卡巴他赛Cabazitaxel的抗癌作用机制和特点与多西他赛相似，属于抗微管类药物。卡巴他赛通过与微管蛋白结合，促进其组装成微管，同时阻止已组装好了的微管解体，使微管稳定，进而抑制细胞的有丝分裂和间期细胞功能的发挥，是第一个在使用常用晚期前列腺癌药物多烯紫杉醇无效甚至病情加重时首选的治疗晚期、抗激素型前列腺癌的药物。卡巴他赛为去势抵抗性前列腺癌患者提供了一种新型治疗，这给前列腺癌患者带来了希望，虽然只获得了中度收益，但证实了前列腺癌免疫治疗的有效性。进入III期试验的治疗策略，包括对雄激素受体信号更强有力的抑制，骨转移中新型信号通路的调节(这会影响到90％以上的晚期前列腺患者)，以及加强抗肿瘤免疫。

原研赛诺菲-安万特公司公开卡巴他赛的合成工艺和晶型专利，其专利如下：CN 100429207 C和CN101918385 A。近几年，在原研研究的基础上，国内各科研单位及医药企业相继也公开了许多不同的合成工艺，从2011年至今，国内公开的专利主要有如下：CN 102285947 A、CN 102311410 A、CN 102336726 A、CN102417491 A、CN 102532064 A、CN 102532065 A、CN 102659721 A、CN 102675256A、CN 102786502 A、CN102746258 A、CN103467416A等；纵观现有专利可以看出，制备卡巴他赛的主要难点在于第一步紫杉醇提取物10-DAB的C-7、C-10位甲基化反应，其可引入大量的副产物，对反应温度和反应试剂的要求较为严格，亦或采用其他保护基间接反应，然而无论采用何种方法，对药品生产企业而言都会带来诸多不便。鉴于，目前在国内可以合法获得C-7、C-10位双甲基10-DAB即式II所示化合物，因此，采用7，10-双甲氧基-10-DAB作为起始原料进行制备卡巴他赛，可缩短了反应周期，减少企业的生产难度，利于后期工业化生产的实现。在其他文献报道的卡巴他赛的制备方法，即使以7，10-双甲氧基-10-DAB作为起始原料，都是先进行缩合反应、将中间体化合物IV分离纯化后，再进行水解反应。化合物IV的纯化过程增加了反应操作，延长了周期，不利于工业大生产。

另一方面，晶型是影响药物质量、疗效和制剂加工性能的重要因素之一。多晶型现象，是指同一化合物，通过控制其不同的生成条件，可形成两种或两种以上的分子空间排列方式，从而产生不同的固体结晶的现象。药物多晶型是药品研发中的常见现象，是影响药品质量的重要因素。同一化合物的不同晶型，其化学组成相同，但微观晶体结构不同，因而导致它们在外观形态、理化性质和生物活性上存在差异。这些特性直接影响药物的制剂加工性能，并且会影响药物的稳定性、溶解度和生物利用度，进而影响到药物的质量、安全性、有效性及其应用。因此，在药品研发中，应全面考虑药品的多晶型问题。

目前，卡巴他赛已知存在多种晶型，专利WO2005/028462确定并表征了卡巴他赛晶型A，即4-乙酰氧基-2α-苯甲酰氧基-5β，20-环氧-1-羟基-7β，10β-二甲氧基-9-氧代-11-紫杉烯-13α-基醇的(2R,3S)-3-叔丁氧基羰基氨基-2-羟基-3-苯基丙酸酯的丙酮合物形式。

专利WO2009/115655确定并表征了卡巴他赛的无水物形式B、C、D、E、F，乙醇合物形式B、D、E，乙醇/水异溶剂合物F，一水合物形式C和二水合物形式C。

专利CN102746258确定并表征卡巴他赛的酯合物形式晶型J、水合物形式晶型G和晶型Ⅰ。

专利CN105849093确定并表征了卡巴他赛的无水晶型H。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种卡巴他赛的制备方法以及一种新型的无水化合物，制备方法使用7,10-双甲氧基10-DAB即式II所示与III所示化合物进行缩合反应，得到式IV所示化合物，该化合物不经分离纯化，按照“一锅法”的处理手段，直接采用温和的方式脱去保护基得到卡巴他赛粗品，通过进一步的纯化制备出高纯度的卡巴他赛，减少了反应步骤，缩短了反应周期，非常有利于工业化生产，且制备出来的无水化合物晶型稳定，具有广泛的应用前景，具体反应式如下：

式III和IV，其中R₁选自1-甲基-1-甲氧基乙基醚(MIP-OR)、1-乙氧基乙基醚(EE-OR)或者甲氧基异丙基等羟基保护基团；

具体步骤为：

步骤1：在醚类溶剂或DMSO、DMF、THF、DMA中，式II所示化合物与过量的III所示化合物混合、在催化量的无机碱或有机碱催化下进行缩合反应，然后在酸性条件下进行水解，得到式I所示化合物粗品卡巴他赛；

步骤2：将粗品卡巴他赛用碳原子数为1～6的酯类与碳原子数为1～5的卤代烷烃混合溶剂搅拌，然后抽滤，滤饼干燥即得单杂小于0.1％，总杂小于1.0％的高纯度卡巴他赛；

步骤3：卡巴他赛溶于醇类溶剂中，搅拌下滴入水中，搅拌，过滤，滤饼用水洗涤，真空干燥得所述卡巴他赛无水化合物。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤1中所述式II所示化合物、所述式III所示化合物和所述无机碱或有机碱的摩尔比为1：1～5：0.10～0.75，优选比例为：1.0：2.0：0.5。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤1中所述反应温度为-5～5℃，所述反应时间为1～10h，优选反应温度为0℃，优选反应时间为4h。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤1中所述溶剂包括四氢呋喃、DMSO、DMF、DMA中的一种或两种以上的混合物，优选于四氢呋喃。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤1中所述的无机碱或有机碱包括NaHMDS、LiHMDS、KHMDS、NaH、n-BuLi、KH中的一种或两种以上的混合物，优选于LiHMDS。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤1中所述酸性条件具体为四氢呋喃和0.2～1.0N稀盐酸的混合溶液，优选为0.2N稀盐酸；以g/mL计，所述式IV所示化合物与所述四氢呋喃和0.2～1.0N稀盐酸的质量体积比为1：1～10，优选为1：10；所述四氢呋喃和0.2～1.0N稀盐酸的体积比为1～10：1～10，优选为1:10。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤1中所述水解反应温度为25～50℃，优选为25℃。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤2中所述碳原子数为1～6酯类化合物为乙酸乙酯、甲酸乙酯、丙二酸二乙酯，优选于乙酸乙酯。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤2中所述碳原子数为1～5的卤代烃为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、氯代丙烷或氯代丁烷，优选于二氯甲烷。

本发明提供的一些实施例中，式I所示化合物卡巴他赛的制备方法中，步骤2中所述碳原子数为1～6的酯类与碳原子数为1～5的卤代烷烃混合溶剂的比例为10～30：1，优选于30：1；以g/mL计，所述式IV所示化合物与所述所述碳原子数为1～6的酯类与碳原子数为1～5的卤代烷烃混合溶剂质量体积比为1：10～30，优选为1：15。

本发明提供的一些事实案例中，步骤3所述醇类与水的比例为1:5-20，优选为1:5；醇类溶剂包括甲醇、乙醇等醇类溶剂，真空干燥温度为40-120℃。

本发明按照“一锅法”的处理手段，直接采用温和的方式脱去保护基得到卡巴他赛粗品，通过进一步的纯化制备出高纯度的卡巴他赛，减少了反应步骤，缩短了反应周期，非常有利于工业化生产，且制备出来的无水化合物晶型稳定，具有广泛的应用前景。

本发明制备的卡巴他赛无水合物晶型具有以下的优势：无残留溶剂、优异的化学纯度和药物溶解性；制备工艺简单，没有分离纯化过程，非常适合工业化生产。

本发明的新型卡巴他赛无水化合物可用作药物，尤其是用于治疗癌症，例如非小细胞肺癌、移行细胞癌、脂肪肉瘤、激素难治性前列腺癌、转移性乳腺癌、转移性前列腺癌症、脑肿瘤等，优选用于前列腺癌。

附图说明

图1示本发明实施1提供的卡巴他赛HPLC图谱；

图2示本发明实施2提供的卡巴他赛HPLC图谱；

图3示本发明实施3提供的卡巴他赛HPLC图谱；

图4-6示本发明实施4提供的卡巴他赛无水结晶单晶X射线衍射图谱；

图7示本发明实施例4提供的卡巴他赛的无水结晶X射线粉末衍射图谱；

图8示本发明实施4提供的卡巴他赛无水结晶差示扫描量热法(DSC)图谱；

具体实施方式

本发明公开了一种卡巴他赛的制备方法以及无水晶型卡巴他赛，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1 5g

氮气保护下，将5.0g(8.75mmol)式II所示化合物和6.0g(17.8mmol)溶于50ml无水四氢呋喃，冰浴降温至0℃，滴加8.7mL(8.75mmol)LiHMDS，控制温度小于10℃反应4h，反应结束后，加入50mL水淬灭反应，再加入60ml四氢呋喃，加入0.2N盐酸11mL，控制温度25℃反应6h，反应结束后，加入200mL乙酸乙酯和饱和氯化钠溶液100mL，萃取分层，收集有机层，饱和氯化钠溶液100mL洗涤三次，纯化水100mL洗涤一次，无水硫酸镁干燥2h，减压蒸馏的粗品卡巴他赛，HPLC检测纯度大于90.0％。

将10g粗品卡巴他赛溶于150mL乙酸乙酯和10mL二氯甲烷中搅拌8h，抽滤得到白色固体卡巴他赛精品，HPLC检测纯度大于99.0％，见图1。

实施例2 30g

氮气保护下，将30g(52.3mmol)式II所示化合物和37g(110.3mmol)溶于50ml无水四氢呋喃，冰浴降温至0℃，滴加52.3mL(52.3mmol)LiHMDS，控制温度小于10℃反应6h，反应结束后，加入100ml水淬灭反应，再依次加入100ml四氢呋喃和0.2N盐酸20ml，控制温度25℃反应6h，反应结束后，加入200mL乙酸乙酯和饱和氯化钠溶液100mL，萃取分层，收集有机层，饱和氯化钠溶液100mL洗涤三次，纯化水100mL洗涤一次，无水硫酸镁干燥2h，减压蒸馏的到11g粗品卡巴他赛，HPLC检测纯度大于90.0％。

将45g粗品卡巴他赛溶于350mL乙酸乙酯和20mL二氯甲烷中搅拌8h，抽滤得到白色固体卡巴他赛精品，HPLC检测纯度大于99.0％，见图2。

实施例3 100g

氮气保护下，将100g(174.6mmol)式II所示化合物和120g(357mmol)溶于100ml无水四氢呋喃，冰浴降温至0℃，滴加174mL(174mmol)LiHMDS，控制温度小于10℃反应6h，反应结束后，加入200mL水淬灭反应，依次加入200ml四氢呋喃和0.2N盐酸50mL，控制温度25℃反应6h，反应结束后，加入600mL乙酸乙酯和饱和氯化钠溶液300mL，萃取分层，收集有机层，饱和氯化钠溶液300mL洗涤三次，纯化水300mL洗涤一次，无水硫酸镁干燥2h，减压蒸馏的到粗品卡巴他赛，HPLC检测纯度大于90.0％。

将110g粗品卡巴他赛溶于1500mL乙酸乙酯和100mL二氯甲烷中搅拌8h，抽滤得到白色固体卡巴他赛精品，HPLC检测纯度大于99.0％，核磁共振检测结果显示，¹H谱(400MHz；CDCl₃；δ以ppm为单位；耦合常数J,以Hz为单位)：1.14(s,3H,CH₃)；1.28(s,3H,CH₃)；1.38(s,9H,C(CH₃)；1.74(s,1H,OH)；1.94(s,3H,CH₃)；1.98(s,3H,CH₃)；2.20～2.27(2dd,J＝16Hz,2H,14位*CCH₂)；2.25～2.84(m,2H,6位*CCH₂)；2.55(s,3H,COCH₃)；4.02(s,1H,10位OH)；4.04(d,J＝7Hz,1H,3位CH)；4.24～4.38(m,2H,20位CH2)；4.54(s,1H,2位H)；4.96(m,1H,5位H)；5.28(m,1H,3位H)；5.38(s,1H,10位H)；5.44(dd,J＝10和7.5Hz,1H,7位H)；5.52(d,J＝10Hz,1H,CONH)；5.74(dd,J＝7Hz,1H,2位H)；6.34(t,J＝9Hz,1H,13位H)；7.24～7.40(m,5H,3’位芳族化合物)；7.50(t,J＝7.5Hz,2H,间位OCOC₆H₅H)；7.63(t,J＝7.5Hz,1H,对位OCOC₆H₅H))；8.12(d,J＝7.5Hz,2H,邻位OCOC₆H₅H)，HPLC检测纯度为99.75％，见图3。

实施例4

将100g卡巴他赛溶于500ml乙醇，缓慢滴加到2.5L水中，搅拌1h,抽滤，105度下烘料30h，得到无水卡巴他赛晶型。

将实施例4制备的卡巴他赛无水合物结晶进行单晶X射线衍射实验。其单晶X-射线衍射图谱见图4-6。

将实施例4制备的卡巴他赛无水合物结晶进行X射线粉末衍射实验。经过实验表征，其X射线粉末衍射图的2-theta在7.3099±0.2°,7.7968±0.2°,8.1665±0.2°,9.8706±0.2°,10.3414±0.2°,11.1464±0.2°,12.6816±0.2°,13.0260±0.2°,14.2842±0.2°,15.3433±0.2°,15.8223±0.2°,16.3962±0.2°,17.1633±0.2°,17.6038±0.2°,17.9544±0.2°,18.4899±0.2°，18.8239±0.2°，19.6630±0.2°,20.4986±0.2°,21.9593±0.2°,22.6240±0.2°和23.9552±0.2°处有衍射峰，见图7。

将实施例4的卡巴他赛无水合物结晶进行差示扫描量热分析(DSC)实验。该实验采用Netzsch DSC 204F1Phoenix检测仪器进行分析，热流量记录于20-190℃，线性升温速率(10℃/min)其图谱见附图8，其DSC图谱在150.2±2℃和160.0±2℃有明显的结晶放热峰，见图8。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。