本發(fā)明屬于化學合成領域，具體涉及一種抗腫瘤藥卡比替尼的化學合成方法。
背景技術：
黑色素瘤，又稱惡性黑色素瘤，是來源于黑色素細胞的一類惡性腫瘤，常見于皮膚，亦見于黏膜、眼脈絡膜等部位。人體長時間暴露在紫外線照射下，是黑色素瘤形成的主要原因。雖然黑色素瘤只占所有皮膚癌患者的5%，但近幾十年增長迅速。黑色素瘤是皮膚腫瘤中惡性程度最高的瘤種，容易出現(xiàn)遠處轉移，且死亡率極高。
惡性黑色素瘤治療方法主要有: 手術治療、化療、免疫治療和靶向治療。惡性黑色素瘤的惡性程度高，易轉移，一旦確診應盡快手術切除，因此外科手術切除病變是治療該病的主要方法，但愈后差，容易復發(fā)，因此臨床常用化療方法治療，雖然化療藥物曾一度作為惡性黑色素瘤腦轉移治療的標準方案，但現(xiàn)有化療藥物均未明顯延長患者生存期，治療效果有限。免疫治療目前主要有抗細胞毒T 淋巴細胞相關蛋白4( CTLA4) 抗體治療和抗程序性死亡-1( PD-1) 抗體治療。但價格非常昂貴，無法普及。靶向治療包括c-Kit 激酶抑制劑、B-RAF 抑制劑和MEK 抑制劑。2013 年美國國立綜合癌癥網絡(NCCN) 治療指南中將c-Kit 激酶抑制劑伊馬替尼( imatinib) 作為Kit 突變的轉移性黑色素瘤的指導用藥。威羅菲尼(Vemurafenib)和卡比替尼(Cobimetinib) 分別作為B-RAF抑制劑和MEK 抑制劑，多靶點阻斷細胞通路，降低了不良發(fā)應發(fā)生率，且價格適中，得到了很高的認可度，在臨床上值得推廣。
卡比替尼是美國Exelixis公司和Genentech公司聯(lián)合研發(fā)的抗腫瘤新藥，商品名為Cotellic，后由瑞士羅氏公司開發(fā)用于實體瘤治療。該藥屬于口服小分子MEK 抑制劑，MEk是一種蛋白激酶，是RAS-RAF-MEK-ERK信號通路的一部分，該通路可促進細胞的分裂和存活，在人類癌癥(包括黑色素瘤)中往往處于激活狀態(tài)?？ū忍婺崮軌蜻x擇性阻斷MEK蛋白的活性，從而阻斷其下游的信號通路傳導。在體外和異種移植腫瘤模型的研究中，卡比替尼在腫瘤中濃度高且停留時間長，具有顯著的抗腫瘤活性。
卡比替尼的化學名為 [3,4-二氟-2-[(2-氟-4-碘苯基)氨基]苯基][3-羥基-3-(2S)-2-哌啶基-1-氮雜環(huán)丁基]甲酮，分子式為C21H21F3IN3O2，分子量為531.31，結構式如下：
關于卡比替尼的化學合成方法已有多個專利以及文獻報道。專利WO2007044515A1、 WO2008076415A1、WO2008124085A3及文獻Novel Carboxamide-Based Allosteric MEK Inhibitors: Discovery and Optimization Efforts toward XL518 (GDC-0973)（KD Rice，N Aay，NK Anand，et al. Acs Medicinal Chemistry Letters, 2012, 3(5):416-421）均報道了如下的一種卡比替尼的合成路線。由于合成過程中需要多次手性拆分，合成步驟繁瑣，收率低，從而限制了該合成方法的工業(yè)化前景。
專利WO2014059422公開了一種卡比替尼及其類似物的制備方法，該方法以手性氨基醇為手性誘導試劑，使其手性的獲得更加方便和經濟。其合成路線如下。但是，其反應條件過于苛刻(超低溫-78oC，絕對無水無氧)，原料價格昂貴，難以獲得，強堿性試劑穩(wěn)定性差限制了該條路線的工業(yè)化生產。
專利CN201510906811.2專利公布了卡比替尼的合成方法，該方法合成路線如下，以(2S)-2-哌啶為起始原料，經過多步合成得到目標產物，該條線路合成過程中涉及到氰化物，且合成路線長，綜合收率低，合成過程具有高危險性、高污染性以及合成成本高的缺點。
專利CN201510121274.0公布了一種3-(哌啶-2-基)-氮雜環(huán)丁烷-3-醇的衍生物的合成方法，并以該化合物合成了卡比替尼，該方法以3-羰基-N-取代-環(huán)丁胺為起始原料，經過多步合成得到3-(哌啶-2-基)-氮雜環(huán)丁烷-3-醇的衍生物，該化合物經過進一步酰胺化、脫保護得到了目標產物卡比替尼。該條線路涉及到正丁基鋰以及超低溫(-50oC~-78oC)并且需要手性拆分，限制了該條路線的工業(yè)化放大應用。
專利CN201610361955.9公布了一種卡比替尼的合成方法，該方法將(R)-N-Boc-2-甲酸哌啶先后進行成鹽反應、溴化反應、格氏反應、脫氨基反應、酰胺化反應、取代反應以及脫保護反應，得到卡比替尼。該條線路涉及到兩次格式反應，反應操作繁瑣，成本較高。
綜上所述，目前針對卡比替尼的合成方法已有較多研究報道，但均存在諸多缺陷，如原料難得、合成步驟過長、產率較低拆分難度大、環(huán)境污染嚴重等。這些不利因素限制了卡比替尼的工業(yè)化生產，因此有必要開發(fā)起始原料便宜易得，合成工藝簡潔易操作，合成過程經濟環(huán)保，最終產物質量上乘的制備工藝。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有合成工藝存在的上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種新的卡比替尼的制備方法。該方法原料便宜易得，反應條件溫和，反應路線短，合成產率高、環(huán)境污染低的優(yōu)點，適宜工業(yè)化生產。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：
一種卡比替尼的化學合成方法，包含如下步驟：
1）：在有機堿存在下，化合物1與2-氟-4-碘苯胺反應得化合物2；
2）：在Pd/C存在下，化合物2加氫脫保護得化合物3；
3）：在縮合試劑存在下，化合物3經酰胺化反應得化合物4；
4）：在過渡金屬和/或過渡金屬鹽存在下，化合物4與2-鹵代哌啶在溶劑中反應得卡比替尼。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟1）中所用有機堿為三乙胺、N，N-二異丙基乙胺、哌啶、吡啶中的任一種。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟1）中所用有機堿為所用有機堿為N，N-二異丙基乙胺。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟2）中所用Pd/C為10%Pd/C。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟3）中所用縮合試劑為EDCI/DMAP、PyBOP/DIEA、HOBt/DIC中的任一種。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟3）中所用縮合試劑為EDCI/DMAP。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟4）中所用2-鹵代哌啶為(R)-2-氯哌啶、(R)-2-溴哌啶、(R)-2-碘哌啶中的任一種。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟4）中所用溶劑為水有機溶劑的混合溶劑；
步驟4）中所述過渡金屬為鋅、錫、銦、釤、釹中的任一種；步驟4）中所述過渡金屬鹽為二氯化錫、氯化銦、三氯化銦、二碘化釤中的任一種。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，上述步驟4）中所用溶劑H2O和THF的混合溶劑；步驟4）中所述過渡金屬為鋅；所述過渡金屬鹽為三氯化銦。
作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)化，前述卡比替尼的化學合成方法包含如下步驟：
1）：將化合物1溶于DMF，攪拌溶清，加入2-氟-4-碘苯胺后， 0oC下攪拌逐滴加入N，N-二異丙基乙胺，加料完畢后置于60oC下反應6h，然后向反應液中加入HCl溶液攪拌，然后向反應液中加入乙酸乙酯，萃取，收集有機層，水層以乙酸乙酯萃取，合并有機層，無水硫酸鎂干燥，過濾，減壓蒸餾除去乙酸乙酯，得黃色油狀液體，經柱層析純化得化合物2；
2）：將10% Pd/C和化合物2溶于無水乙醇中，室溫條件下H2加壓反應過夜，硅藻土過濾除去Pd/C，收集濾液，減壓除去溶劑得化合物3；
3）：將化合物3、3-氧代氮雜環(huán)丁烷鹽酸鹽和EDCI溶于DCM，然后加入DMAP，室溫下攪拌，反應9h后以水淬滅，水層以DCM萃取，合并有機層，飽和食鹽水洗，無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液濃縮后得黃色固體，將黃色固體溶于二氯甲烷，滴入正庚烷中，攪拌2h，有固體析出，過濾收集固體，干燥，得化合物4；
4）：將化合物4、金屬鋅和飽和的NH4Cl水溶液混合，室溫下攪拌，將(R)-2-溴哌啶溶于THF后逐滴加到上述含化合物4的反應液中，加料完畢室溫條件下攪拌6 h～10h，過濾，收集濾液，乙酸乙酯萃取，收集有機層，水洗，飽和食鹽水洗，無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓蒸餾得到黃色油狀液體，柱層析純化得卡比替尼。
本發(fā)明技術方案所述的EDCI英文名：1-Ethyl-3-(3-dimethyllaminopropyl)carbodiimide hydrochloride，中文名：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽，CAS No. ：25952-53-8；DMAP英文名：4-dimethylaminopyridine，中文名： 4-二甲氨基吡啶，CAS No. ：1122-58-3；PyBOP英文名：Benzotriazol-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium 六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷 CAS號:128625-52-5；DIEA英文名：N-Ethyldiisopropylamine，中文名： N,N-二異丙基乙胺，CAS No. ：7087-68-5；HOBt英文名：1-Hydroxybenzotriazole，中文名： 1-羥基苯并三唑，CAS No. ：2592-95-2；DIC英文名： N, N-diisopropylcarbodiimide，中文名：N, N-二異丙基碳二亞胺，CAS No. ：693-13-0；DMF英文名：N,N-dimethylformamide，中文名：N,N-二甲基甲酰胺，CAS No. ：68-12-2；DCM英文名：Dichloromethane，中文名：二氯甲烷，CAS No. 75-09-2；THF英文名：Tetrahydrofuran ，中文名：四氫呋喃，CAS No. ：109-99-9。上述試劑均為常用化學試劑，市場來源豐富。
通過與現(xiàn)有文獻報的合成路線對比課件，本發(fā)明的卡比替尼合成路線以價格低廉易得的2,3,4-三氟苯甲酸芐酯為起始原料，經4步反應制得卡比替尼，且不需要額外的手性拆分步驟，合成步驟簡潔產率高，合成條件溫和反應易于控制，且未使用現(xiàn)有工藝常用的正丁基鋰等毒性易爆炸高污染高危險試劑，工藝路線安全性高，且屬于環(huán)境友好型合成路線，利于產業(yè)化推廣。
具體實施方式
以下結合具體實施例詳細的解釋本發(fā)明，該實施例僅用于解釋本發(fā)明的技術方案，不能理解為限定本發(fā)明的保護范圍。
實施例1 化合物2的合成
化合物1(26.6g，0.1mol，1.0eq)溶于DMF(200ml)，攪拌溶清，加入2-氟-4-碘苯胺(26.07g，0.11mol，1.1eq)，將其置于0oC的條件下，攪拌下逐滴加入N，N-二異丙基乙胺(69.3ml，0.5mol，5.0eq)，加料完畢后，反應液置于60oC條件下反應6h，向反應液中加入0.5mol/L HCl溶液1000ml，攪拌10min，然后向反應液中加入乙酸乙酯500ml，萃取，收集有機層，水層以乙酸乙酯萃取(500ml×3)，合并有機層，無水硫酸鎂干燥2h，過濾，減壓蒸餾除去乙酸乙酯，得到黃色油狀液體，該黃色油狀液體經柱層析純化（200-300目硅膠為固定相，二氯甲烷：甲醇=4:1為洗提液）得化合物2（淺黃色油狀液體）47.16g，產率為97.6%。化合物2的的磁共振圖譜和質譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(500Hz,CDCl3):δ 7.631-7.624(m, 1H), 7.472-7.461(m,2H), 7.382-7.369(m, 3H), 7.149-7.137(m,1H), 7.024-7.008(d, J=8.0Hz, 1H), 6.733-6.712(m, 1H), 6.427-6.411(m, 1H), 5.11(s, 2H)。
13C NMR(500Hz,CDCl3):δ 167.512, 159.133, 153.275, 144.352, 141.643, 136.585, 135.174, 129.303, 128.606, 127.047, 126.325, 126.6, 123.973, 122.366, 111.784, 105.985, 91.249, 48.568。
MS(EI): 484.06(MH+)。
實施例2 化合物3的合成
在玻璃高壓釜中在氬氣下裝入10% Pd/C(11.7g，4.4mmol，0.05eq，60.2%ww水，10%ww 鈀碳)和化合物2(42.7g，0.088mol，1.0eq)溶于200ml無水乙醇中，室溫下H2加壓(20~60psi)反應過夜，硅藻土過濾除去10% Pd/C，收集濾液，減壓除去溶劑得到化合物3（黃色油狀物）34.20g，收率98.8%?；衔?的的磁共振圖譜和質譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(500Hz,CDCl3):δ7.704-7.695(m,1H),7.198-7.185(m,1H), 7.064-7.054(m,1H), 6.815-6.802(m, 1H), 6.556-6.545(m, 1H)。
13C NMR(500Hz,CDCl3):δ 169.743, 160.221, 154.859, 147.094, 138.428, 136.272, 130.569, 127.149, 125.144, 123.296, 112.885, 107.493, 94.195。
MS(EI): 393.98(MH+)。
實施例3 化合物4的合成
稱取化合物3(33.07g，0.08mmol，1.0eq)，3-氧代氮雜環(huán)丁烷鹽酸鹽(10.36g，0.088mmol，1.1eq)，EDCI(18.41g，0.096mol，1.2eq)溶于DCM(300ml)中，然后加入DMAP(0.49g，4mmol，0.05eq)，室溫下攪拌反應9h，加入200ml水淬滅反應，水層DCM萃取(200ml×2)，收集有機層，飽和食鹽水洗后無水硫酸鈉干燥。過濾，濾液濃縮后得到黃色固體，該固體溶于20ml二氯甲烷，滴入300ml正庚烷中，滴加完畢后，攪拌2h，有固體析出，過濾收集該固體，干燥，得化合物4（白色固體物質）32.85g，收率91.9%。化合物4的磁共振圖譜和質譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(500Hz,CDCl3):δ 7.628-7.614(m, 1H), 7.245-7.231(m,1H), 7.151-7.139(m, 1H), 6.864-6.850(m, 1H), 6.649-6.637(m, 1H), 4.932-4.919(m, 4H)。
13C NMR(500Hz,CDCl3):δ 191.894, 170.235, 160.862, 155.473, 148.659, 139.032, 135.581, 131.011, 127.196, 125.894, 123.967, 120.051, 108.162, 94.993, 59.159。
MS(EI): 447.01(MH+)。
實施例4 卡比替尼的合成
在反應瓶中加入化合物4 (26.8g，0.06mol，1.0eq)，金屬鋅(9.75g，0.15mmol，2.5eq)，飽和的NH4Cl水溶液(100ml)室溫下攪拌。另稱取(R)-2-溴哌啶(24.8g，0.15mol，2.5eq)溶于THF(100ml)，氮氣下逐滴加入到上述反應液中。加料完畢室溫條件下攪拌7.2h，過濾，收集濾液，乙酸乙酯萃取(200ml×3)，收集有機層，水洗(200ml×1)，飽和食鹽水洗(200ml×1)后無水硫酸鈉干燥。過濾，濾液濃縮后得到黃色油狀液體，該黃色油狀液體經柱層析純化（200-300目硅膠，乙酸乙酯：石油醚=1:2作為洗提液），得到卡比替尼（白色固體物質）29.38g，產率93.1%?？ū忍婺岬拇殴舱駡D譜和質譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(500Hz,CDCl3):δ 7.674-7.663(m, 1H), 7.271-7.259(m, 1H), 7.137-7.122(m,1H), 6.649-6.633(m, 1H), 6.478-6.465(m, 1H), 4.432-4.415(m, 2H), 4.077-4.059 (m, 2H), 2.894-2.872(dd, J1=11.0Hz, J2=4.0Hz, 1H), 2.801-2.788(m, 1H),2.722-2.709(m, 1H), 1.602-1.467(m, 3H), 1.377-1.245(m, 2H), 1.154-1.140(m, 1H)。
13C NMR(500Hz,CDCl3):δ 174.375, 162.133, 156.493, 149.479, 138.226, 131.845, 128.596, 126.693, 124.747, 121.882, 120.004, 107.395, 97.652, 74.389, 60.135, 57.328, 40.512, 30.119, 21.561, 19.852。
MS(EI): 532.14(MH+)。
實施例5 卡比替尼的合成
在反應瓶中加入化合物4 (10.7g，0.024mol，1.0eq)，金屬鋅(3.12g，0.048mmol，2.0eq)，三氯化銦即InCl3(10.60g，0.048mmol，2.0eq)，然后向反應瓶中加入THF:H2O=1:1(體積比，90ml)，室溫下攪拌。另稱取(R)-2-溴哌啶(9.84g，0.06mol，2.5eq)溶于THF(10ml)，氮氣保護下逐滴加入到上述反應液中。加料完畢后，室溫下攪拌9.3h，過濾，收集濾液，乙酸乙酯萃取(100ml×3)，收集有機層，水洗(100ml×1)，飽和食鹽水洗(100ml×1)后無水硫酸鈉干燥。過濾，濾液濃縮后得到黃色油狀液體，該黃色油狀液體經柱層析純化（200-300目硅膠，乙酸乙酯：石油醚=1:2作為洗提液），得到卡比替尼（白色固體物質）11.85g，產率88.5%?？ū忍婺岬拇殴舱駡D譜和質譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(500Hz,CDCl3):δ 7.674-7.663(m, 1H), 7.271-7.259(m, 1H), 7.137-7.122(m,1H), 6.649-6.633(m, 1H), 6.478-6.465(m, 1H), 4.432-4.415(m, 2H), 4.077-4.059 (m, 2H), 2.894-2.872(dd, J1=11.0Hz, J2=4.0Hz, 1H), 2.801-2.788(m, 1H),2.722-2.709(m, 1H), 1.602-1.467(m, 3H), 1.377-1.245(m, 2H), 1.154-1.140(m, 1H)。
13C NMR(500Hz,CDCl3):δ 174.375, 162.133, 156.493, 149.479, 138.226, 131.845, 128.596, 126.693, 124.747, 121.882, 120.004, 107.395, 97.652, 74.389, 60.135, 57.328, 40.512, 30.119, 21.561, 19.852。
MS(EI): 532.14(MH+)。
實施例6 卡比替尼的合成
在反應瓶中加入化合物4 (13.2g，0.0295mol，1.0eq)，金屬鋅(4.81g，0.074mmol，2.5eq)，飽和的NH4Cl水溶液(50ml)，室溫條件下攪拌。另稱取(R)-2-碘哌啶(15.61g，0.074mol，2.5eq)溶于THF(50ml)，氮氣保護下逐滴加入到上述反應液中。加料完畢后室溫下攪拌8.6h，過濾，收集濾液，乙酸乙酯萃取(100ml×3)，收集有機層，水洗(100ml×1)，飽和食鹽水洗(100ml×1)后無水硫酸鈉干燥。過濾，濾液濃縮后得到黃色油狀液體，該黃色油狀液體經柱層析純化（200-300目硅膠，乙酸乙酯：石油醚=1:2作為洗提液），得到卡比替尼（白色固體物質）14.01g，產率89.1%?？ū忍婺岬拇殴舱駡D譜和質譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(500Hz,CDCl3):δ 7.674-7.663(m, 1H), 7.271-7.259(m, 1H), 7.137-7.122(m,1H), 6.649-6.633(m, 1H), 6.478-6.465(m, 1H), 4.432-4.415(m, 2H), 4.077-4.059 (m, 2H), 2.894-2.872(dd, J1=11.0Hz, J2=4.0Hz, 1H), 2.801-2.788(m, 1H),2.722-2.709(m, 1H), 1.602-1.467(m, 3H), 1.377-1.245(m, 2H), 1.154-1.140(m, 1H)。
13C NMR(500Hz,CDCl3):δ 174.375, 162.133, 156.493, 149.479, 138.226, 131.845, 128.596, 126.693, 124.747, 121.882, 120.004, 107.395, 97.652, 74.389, 60.135, 57.328, 40.512, 30.119, 21.561, 19.852。
MS(EI): 532.14(MH+)。
實施例7 卡比替尼的合成
在反應瓶中加入化合物4 (9.5g，0.021mol，1.0eq)，金屬鋅(3.46g，0.053mmol，2.5eq)，飽和的NH4Cl水溶液(40ml)，室溫下攪拌。另稱取(R)-2-溴哌啶(8.73g，0.053mol，2.5eq)溶于甲苯即PhCH3(40ml)，氮氣保護下逐滴加入到上述反應液中。加料完畢后，室溫下攪拌6.7h，過濾，收集濾液，乙酸乙酯萃取(80ml×3)，收集有機層，水洗(80ml×1)，飽和食鹽水洗(80ml×1)后無水硫酸鈉干燥。過濾，濾液濃縮后得到黃色油狀液體，該黃色油狀液體經柱層析純化（200-300目硅膠，乙酸乙酯：石油醚=1:2作為洗提液），得到卡比替尼（白色固體物質）10.21g，產率90.2%?？ū忍婺岬拇殴舱駡D譜和質譜數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(500Hz,CDCl3):δ 7.674-7.663(m, 1H), 7.271-7.259(m, 1H), 7.137-7.122(m,1H), 6.649-6.633(m, 1H), 6.478-6.465(m, 1H), 4.432-4.415(m, 2H), 4.077-4.059 (m, 2H), 2.894-2.872(dd, J1=11.0Hz, J2=4.0Hz, 1H), 2.801-2.788(m, 1H),2.722-2.709(m, 1H), 1.602-1.467(m, 3H), 1.377-1.245(m, 2H), 1.154-1.140(m, 1H)。
13C NMR(500Hz,CDCl3):δ 174.375, 162.133, 156.493, 149.479, 138.226, 131.845, 128.596, 126.693, 124.747, 121.882, 120.004, 107.395, 97.652, 74.389, 60.135, 57.328, 40.512, 30.119, 21.561, 19.852。
MS(EI): 532.14(MH+)。
由實施例可以看出，本發(fā)明的技術方案合成步驟簡潔條件溫和各步驟及總產率均較高，且未使用高污染催化劑和高爆炸危險的化學反應，適于大規(guī)模工業(yè)化生產。