蛋白酪氨酸激酶小分子抑制剂

关于蛋白酪氨酸激酶小分子抑制剂123第2页,共49页，2024年2月25日，星期天背景介绍第3页,共49页，2024年2月25日，星期天肿瘤是影响人类健康的重大疾病之一,近年来随着生活习惯、饮食习惯、环境等多种因素的影响,肿瘤的发病率呈上升趋势。自20世纪40年代盐酸氮芥用于治疗淋巴癌以来,抗肿瘤药物的发展迄今为止已有70余年的历史,目前国内外临床上广泛使用的抗肿瘤药物有100多种。随着对肿瘤发生、发展和转移过程中分子生物学作用机制的研究突破,抗肿瘤药物的发展由传统的细胞毒药物转向以分子为靶向的药物研究,对肿瘤的化疗手段也由单一药物治疗转向了多药多靶点的联合治疗。第4页,共49页，2024年2月25日，星期天直接作用于DNA烷化剂：氮芥类（环磷酰胺）、亚乙基亚胺类（塞替派）、甲磺酸酯类（白消安）、亚硝基脲类（卡莫司汀）金属铂络合物：顺铂博来霉素类：博来霉素作用于DNA拓扑异构酶的药物TopoⅠ：喜树碱、托泊替康TopoⅡ：多柔比星、米托蒽醌干扰DNA合成叶酸拮抗物：甲氨蝶呤嘧啶拮抗物：氟尿嘧啶、阿糖胞苷嘌呤拮抗物：磺巯嘌呤纳抗有丝分裂在微管蛋白上有一个结合位点的药物：秋水仙碱在微管蛋白上有两个结合位点的药物：长春碱作用在聚合状态微管的药物：紫杉醇基于肿瘤信号传导机制蛋白激酶抑制剂蛋白酶体抑制剂：硼替佐米抗肿瘤药物抗肿瘤药物的分类单靶点酪氨酸激酶抑制剂：吉非替尼、厄洛替尼多靶点酪氨酸激酶抑制剂：伊马替尼、达沙替尼第5页,共49页，2024年2月25日，星期天家族受体表达位置表皮生长因子受体EGFR、HER2、HER3和HER4上皮细胞肿瘤胰岛素受体胰岛素受体等血液系统肿瘤血小板衍化生长因子受体PDGFR一α、PDGFR—β上皮细胞肿瘤血管内皮细胞生长因子受体VEGFR一1、VEGFR-2、VEGFR-3肝癌、肺癌、卵巢癌成纤维细胞生长因子受体FGFR-1，FGFR-2，FGFR-3和FGFR-4。血管生成方面原肌球蛋白受体激酶TRKA、TRKB和TRKC神经上皮细胞等肝细胞生长因子受体MET、RON肿瘤转移及血管生成红细胞生成素产生肝细胞受体在血管、肿瘤的生成血管生成素受体TIEl、TIE2肝细胞癌血管发生。白细胞酪氨酸激酶LTK、ALK。传递增殖信号蛋白酪氨酸激酶按其结构可分为受体酪氨酸激酶(RPTK)和非受体酪氨酸激酶(NRPTK)。许多RPTK都与肿瘤的形成相关，其原因包括基因突变、染色体易位或简单的激酶过表达。简单地说，酪氨酸激酶抑制剂的作用机制即抑制以上RPTK的磷酸化，从而阻断下游信号通路的传导，抑制表达位置的肿瘤细胞的生长、转移等，起到抗肿瘤的功效。第6页,共49页，2024年2月25日，星期天多靶点酪氨酸激酶抑制剂含喹唑啉结构拉帕替尼、伐地他尼、阿法替尼、西地拉尼、坎奈替尼含喹啉结构的伯舒替尼、多维替尼、0SI-930等含吲哚结构苏尼替尼、SU6668、莫替沙尼含吲唑结构阿西替尼、BMS-599626、帕佐帕尼等含嘧啶结构的伊马替尼、INNO-406、达沙替尼含哒嗪结构的伐他拉尼、特拉替尼含芳基脲结构索拉非尼、KRN951、CP．547632单靶点酪氨酸激酶抑制剂含喹唑啉结构吉非替尼、厄洛替尼含嘧啶结构的尼罗替尼第7页,共49页，2024年2月25日，星期天合成路线第8页,共49页，2024年2月25日，星期天厄洛替尼开发公司：罗氏，2004年，FDA批准上市作用靶点：表面生长因子EGFR医疗用途：治疗前期化疗失败的局部晚期或转移性非小细胞肺癌,以及联合吉西他滨治疗局部晚期或转移性胰腺癌。作用机制：抑制EGFR,进而阻断细胞内酪氨酸激酶磷酸化,从而起到抗肿瘤的作用。第9页,共49页，2024年2月25日，星期天BA逆合成分析第10页,共49页，2024年2月25日，星期天切割方式一（A）ⅠⅡ第11页,共49页，2024年2月25日，星期天路线一美国PfizerInc.N.Y.的Schnur，Rodney.C.等报道的专利（US5747498）Ⅰ该路线以3,4-二羟基苯甲酸乙酯为原料，先和溴乙基甲醚反应，然后硝化，还原硝基为氨基，环化，氯代，最后和间氨基苯乙炔反应得到产品。优点：此路线为第一条合成路线，试剂原料易得，操作也不复杂，能合成出最终产品。

缺点：1、用到了环境污染严重的氯化试剂，后处理麻烦。2、最终产物的游离碱通过柱层析分离，最终产品的得率和质量都没报道。总体来说，不适合工业化生产。第12页,共49页，2024年2月25日，星期天Ⅱ路线二沈鑫，廖立新等在2009年报道的专利（CN101463013A）该路线以3,4-二羟基苯甲醛为原料，经过氰基化，在和氯乙基乙醚反应，硝化，还原，环合，氯代，最后和间氨基苯乙炔反应得到产品。优点：原料来源简单，合成较方便。

缺点：使用了国家禁止的氯化试剂路线三何茂群，苗得足等在2012年报道的专利（CN102584719A）该路线经过氰基化，和氯乙基甲醚反应，再经硝化，还原，然后和DMF-DMA反应，最后和间氨基苯乙炔反应得到产品。优点：1、避免了在反应中用到国家禁用、对环境污染大、后处理麻烦的氯化试剂，如草酰氯、五氯化磷、三氯氧磷、氯化亚砜等。2、缩短了合成路线，提高了收率。第13页,共49页，2024年2月25日，星期天切割方式二（B）第14页,共49页，2024年2月25日，星期天路线四JyothiPrasad等在2007年报道的专利（WO200706091）该路线以6,7-二甲氧基-3,4-二氢喹唑啉-4-酮（可直接买到）为原料，先脱去6,7为上的甲基，保护羟基，氯代，和间氨基苯乙炔反应，然后脱去保护，最后和卤代乙基甲醚反应得到产品。优点：省去了成环一步，避免了前面路线中的硝化反应，降低了成本。缺点：1、该路线先脱甲基再保护，后面还要脱保护，增加了反应的步骤，无形中降低了总产率。2、氯化试剂依然没有避免。路线五JyothiPrasad等又在09年报道的专利（US2009306377A1）进行工艺改进该路线以6,7-二甲氧基-3,4-二氢喹唑啉-4-酮为原料，经水解，乙酰化保护羟基，对甲苯磺酰氯酰化，和间氨基苯乙炔反应，最后脱保护，和卤代乙基乙醚反应得到产品。优点：避免使用了国家禁止的氯化试剂，如SOCl2、（COCl）2等。缺点：跟上条线一样，经过保护脱保护过程，步骤长。第15页,共49页，2024年2月25日，星期天尼罗替尼市场前景：慢性粒细胞性白血病(CML)是4种最常见的白血病之一,约占白血病病例的15%~20%,发病率为1.6/10万。在美国,CML患者每年新增约5000例,男女比例为1.4B1,生存超过20年的不到10%。2001年,首个Bcr-Abl激酶抑制剂伊马替尼在美国获准上市,为CML的治疗提供了良好选择,但因其发生Bcr-Abl基因突变而产生了耐药性。尼罗替尼有很好的市场前景。开发公司：诺华公司，2007年FDA批准上市作用靶点：表面生长因子EGFR医疗用途：治疗对伊马替尼耐药或者不能耐受的慢性期或加速期的Ph+CML患者。第16页,共49页，2024年2月25日，星期天逆合成切割方式一第17页,共49页，2024年2月25日，星期天路线一Bretenstein,Werner等人于2004年报道的专利（wo04/005281）中间体1中间体2中间体1中间体2目标产物分成两部分分别合成，最后拼合在一起。1、首先由咪唑对苯环亲核取代，后对氰基水解为羧基，接下来进行Schmdit反应将羧基变为氨基得到中间体1.2、底物在酸性条件下和氰胺反应是生成胍基，再和已经制备的中间体3反应得到环合产物。该步骤是合成嘧啶环的通用方法（用1,3二羰基化合物或其前体物和还有N-C-N的片断合成）。得到中间体2.Mckenna，Joseph等人于2006年报道的专利进行工艺改进（wo2006135641）由于Breitenstein专利中最后一步是将酯水解后同胺进行偶联，用到了氰基磷酸二乙酯，这一步给出了低收率且收率不稳定，并且氰基磷酸二乙酯价格不菲，故对其改进，在Mckenna的专利中用了甲酯和胺在强碱性条件（如叔丁醇钾），于-50°C温度下，于有机溶剂中（如四氢呋喃，DMF等）可得到67%产率。第18页,共49页，2024年2月25日，星期天逆合成切割方式二第19页,共49页，2024年2月25日，星期天路线二2007Huang,Wei-sheng;Shakespeare,WilliamCetal.Synthesis此路线的最后一步用Buchwald–Hartwig反应进行偶联。中间体2可由多种方法得到，以上两种方法，分别是2009年由Kalesh,Karunakaran等人报道和2011年由Koroleva,E.V等人报道的由氰胺原位合成氰胍最后脱掉氰得到。第20页,共49页，2024年2月25日，星期天路线三2009CHENYong-jiangetalChineseJournalofPharmaceuticals优点：综合了2007和2004年的方法并将第一步改为碳酸铯和碘化亚铜使产率提高更适合工业生产。缺点：最后需先将胺保护，水解得苯甲酸，将苯甲酸制成活性酰胺后和和中间体1进行交换酰胺化得Boc保护的产物，最后得去保护。第21页,共49页，2024年2月25日，星期天路线四张杰，贺良冲等人于2012年报道的专利（CN102321073）评价：作为最新的尼罗替尼的合成路线，用到的试剂更温和，路线更短，较适合于工业生产。第22页,共49页，2024年2月25日，星期天拉帕替尼开发公司：英国葛兰素史克公司，2007年FDA批准上市作用靶点：表面生长因子EGFR和HER-2医疗用途：治疗晚期阳性乳腺癌，与卡培他滨联用。市场前景：美国癌症学会统计显示，每年乳腺癌新确诊的病例达18万，而每年大约有8000-10000女性死于转移性HER-2阳性乳腺癌，拉帕替尼有很好的市场前景。第23页,共49页，2024年2月25日，星期天可直接购买虽商品化，但价格昂贵逆合成分析第24页,共49页，2024年2月25日，星期天++切割方式一关键中间体1第25页,共49页，2024年2月25日，星期天关键中间体1的合成李飞，王武伟等人于2009年报道的专利（CN101575319）评价：两条线最大的不同在于，下面一条线避免了使用SOCl2、POCl3等氯化试剂，污染小，操作简单，收率也相应提高，相对于上面一条线，比较适用于工业化大生产。第26页,共49页，2024年2月25日，星期天路线一葛兰素公司于1998年申请的专利（WO9935146）中间体1缺点：采用了剧毒的有机锡试剂，对生产的安全性、药品的安全性以及环保具有很高的风险。另外，药物中间体需进行柱层析分离纯化，后处理复杂。线路二李兴等人于2009年在中国医药工业杂志上发表的“拉帕替尼的合成”优点：避免了剧毒物的使用，该方法已用于工业化规模生产，收率较高。缺点：中间体2的-CHO高温不稳定；每步都要纯化处理，需用大量溶剂，污染环境，成本高，而且生产周期长。中间体2第27页,共49页，2024年2月25日，星期天路线三

武汉人福医药股份有限公司于2012年申请的专利（CN102675297A）优点：起始原料易得，制备过程中无难分离化合物，所有中间体及成品都可以通过重结晶得到。缺点：氮气保护反应步骤，需进行氮上的Boc保护和脱Boc保护，重结晶用到醚类有机试剂。中间体1第28页,共49页，2024年2月25日，星期天切割方式二++中间体1第29页,共49页，2024年2月25日，星期天路线四浙江海正药业股份有限公司于2010年申请的专利（CN102532109A）路线五齐鲁制药有限公司于2010年申请的专利（CN102295638A）优点：避免了使用氯代试剂缺点：需氮气保护，还要在冰浴下，反应条件苛刻，操作麻烦。

优点：使用金属钯催化反应，简化操作，也提高了产率。缺点：过渡中间体的反应不易控制，不利于工业化生产中间体1中间体1第30页,共49页，2024年2月25日，星期天切割方式三+第31页,共49页，2024年2月25日，星期天路线六意大利合成制造有限公司于2012年申请的专利（CN102702178A）优点：避免使用了锡烷，减少了废水排放缺点：第二步反应需在无水无氧条件下进行，条件苛刻，使用了氯化剂第32页,共49页，2024年2月25日，星期天索拉非尼开发公司：拜耳与Onyx公司联合开发，2005年FDA批准上市作用靶点：Raf/MEK/ERK信号传导途径、VEGFR和PDGFR医疗用途：治疗晚期肾细胞癌的药物作用机制：约50%~70%的肾细胞癌患者有VHL抑癌基因等位基因的异常,VHL基因失活会导致缺氧诱导因子(HIFa)水平升高,从而进一步导致血管内皮生长因子(VEGF)、血小板生长因子(PDGF)、转化生长因子(TGF)-A和表皮生长因子(EGF)等促血管生成和促有丝分裂的细胞因子高度表达。这些生长因子与相应受体结合后可导致细胞内侧的受体酪氨酸激酶和下游信号转导系统的自磷酸化,进而激活PI3K/AKT/mTOR和Raf/MEK/ERK通路中的激酶,产生促进血管增生、细胞增殖和迁移等作用。第33页,共49页，2024年2月25日，星期天逆合成分析第34页,共49页，2024年2月25日，星期天切割方式一+中间体1中间体2目标产物第35页,共49页，2024年2月25日，星期天

+方案一中间体1的合成方案二第36页,共49页，2024年2月25日，星期天一步法直接缩合制得，以4-氯吡啶为原料，HCONHMe，双氧水在FeSO4和浓盐酸的催化下，一步直接制得N-甲基-4-氯-2-吡啶甲酰胺，得到81%的收率。ChengyouZ.中国医药工业杂志2007,38(9):614-616.此方法较为危险，反应不容易控制，不适合工业化生产方案一第37页,共49页，2024年2月25日，星期天方案二LoegersM.etal.WO,20060347961.2006-04-061.以2-吡啶甲酸为起始原料，氯苯作为溶剂，以NaBr等做催化剂，制备4-氯-2-吡啶甲酰氯盐酸盐，不经处理，将其保存在甲苯溶液中，冷却后将-5℃的甲胺水溶液滴入其中，最后以酸溶碱沉的方式提出产品，产率87%此方案与方案一比较，产品的产率和纯度均得到了提高，且反应条件容易控制，操作简单，较为适合工业化生产。中间体1第38页,共49页，2024年2月25日，星期天4-（氨基苯氧基）-2-（甲基氨甲酰基）吡啶中间体2的合成+中间体2中间体1第39页,共49页，2024年2月25日，星期天Monahan,M.K.etal.Org.ProcessRes2002,6(6):777.此方法虽然操作较为简单，但也有不足，其用到DMF，DMSO等高沸点的溶剂，它们具有回收困难，反应中易氧化等缺点。相转移催化法:将对氨基苯酚，固体氢氧化钠，45%氢氧化钠溶液以及相转移催化剂-四丁基硫酸氢铵，一次性投入THF中，在65℃下加热6h，制备4-（氨基苯氧基）-2-（甲基氨甲酰基）吡啶，收率74%。LoegersM.etal.WO,20060347961.2006-04-061.此方案与上面的比较，产品的产率和纯度均得到了提高，且反应条件容易控制，操作简单，较为适合工业化生产。第40页,共49页，2024年2月25日，星期天使用3-三氟甲基-4-氯苯基异氰酸酯与4-（氨基苯氧基）-2-（甲基氨甲酰基）吡啶缩合制得索拉非尼但是制备3-三氟甲基-4-氯苯基异氰酸酯的反应存在操作繁琐、反应时间长、分离纯化困难等问题，且3-三氟甲基-4-氯苯基异氰酸酯的稳定性较差，容易生成对称脲副产物。中间体2索拉非尼目标产物的合成方法一第41页,共49页，2024年2月25日，星期天方法二酚作为易离去基团8索拉非尼第42页,共49页，2024年2月25日，星期天3-三氟甲基-4-氯苯胺与N,N’-羰基二咪唑（CDI）反应，生成活性中间体N-（3-三氟甲基-4-氯苯基）-1H-咪唑-1-甲酰胺，该中间体与4-（氨基苯氧基）-2-（甲基氨甲酰基）吡啶缩合得最终产品索拉非尼。RossettoP.etal.WO,2009111061.2009-09-1.缺点是N,N’-羰基二咪唑不稳定（CDI），十分容易水解，且价格昂贵，不适合用于工业化生产。索拉非尼XingY.etal.ChineseJournalofPharmaceuticals2012,43(7):521.原料易得，操作简便，条件温和，容易工业化第43页,共49页，2024年2月25日，星期天切割方式二+(4-氯-3-三氟