沃拉帕沙M-4的制备

背景及概述

硫酸沃拉帕沙（VorapaxarSulfate）是美国默克公司（Merck&Co）研发的新型小分子抗血小板药，2014年5月8日在美国获准上市，临床用于治疗冠状动脉疾病（与标准抗血小板治疗药合用作为急性冠脉综合征的二级预防用药）。沃拉帕沙是在血小板中表达的蛋白酶活化受体-1（PAR-1）的不可逆拮抗剂，在体外研究中，沃拉帕沙抑制凝血酶诱导的和凝血酶受体激动肽（TRAP）诱导的血小板聚集。不抑制由二磷酸腺苷（ADP），胶原蛋白或血栓素类似物诱导的血小板聚集，并且不影响体外凝血参数。因硫酸沃拉帕沙的拮抗作用不会阻止凝血酶（纤维蛋白的产生）的促凝作用，故对出血时间或其他凝血参数没有明显的影响。基于上述原因，阻断 PAR-1 受体途径的血小板活化过程，在临床上对与凝血酶相关的炎症和血管修复过程是有益的。综上，针对冠状动脉疾病患者，特别是对于伴有动脉粥样硬化斑块经皮冠状动脉介入治疗后的再狭窄症状的患者，抑制 PAR-1 可实现既抑制血栓形成又保留止血能力，故相对其他抗血小板药物，沃拉帕沙具有较大优势。硫酸沃拉帕沙最主要的不良反应为出血事件。来自 TRA2˚P 实验的出血事件数据表明在所有一般出血分类中，给药硫酸沃拉帕沙治疗的患者出血率明显增加。沃拉帕沙M-4为其制备关键中间体，分子中含有一个手性中心。其化学名：(R)-4-羟基-N,N-二苯基-2-戊炔酰胺，英文名称：(R)-4-Hydroxy-N,N-diphenylpent-2-ynamide，CAS号：899809-61-1，分子式：C17H15NO2，分子量：265.307。

制备

以消旋体3-丁炔-2-醇为起始原料，经化学拆分制得光学纯(R)-3-丁炔-2-醇，(R)-3-丁炔-2-醇再经硅烷化、氢锂交换等、亲核取代等反应制得沃拉帕沙M-4。制备过程中，使用传统的釜式反应代替文献报道的管式反应器，通过快速加料并缩短反应时间，降低了成本，三批实验收率稳定；以 3-丁炔-2-醇（51）为原料，经酯化、成盐拆分、置换、水解、硅醚化和亲核取代共七步反应制备沃拉帕沙M-4；或N,N-二苯氨基甲酰氯（39）与咪唑经亲核取代反应制得中间体40；(R)-3丁炔-2-醇（41）经六甲基二硅胺（HMDS）保护羟基制得中间体(丁-3-炔-2-氧基)三甲基硅烷，(丁-3-炔-2-氧基)三甲基硅烷再经己基锂（Hex-Li）处理生成中间体(3-((三甲基甲硅烷基)氧基)丁-1-炔-1-基)锂，(3-((三甲基甲硅烷基)氧基)丁-1-炔-1-基)锂不经分离直接与40进行亲核取代反应制备沃拉帕沙M-4。其合成路线图如下：

图1沃拉帕沙M-4的合成路线

实验操作：

N,N-二苯基-1H-咪唑-1-甲酰胺（40）的制备

1L四口瓶中，依次加入二苯胺基甲酰氯（116.0g，0.5mol）、咪唑（102.0g，1.5mol）和丙酮（400ml），搅拌溶解，得黄色澄清溶液，升温至回流，搅拌40min。滴加水（600ml），搅拌0.5h。抽滤，得白色固体111.0g，收率84.3%。为减少废液的产生，尝试将丙酮用量降低为3.5倍，反应顺利进行，考察水与丙酮体积比分别为6:1、2.5:1、1.5:1，收率相当。当丙酮用量为化合物二苯胺基甲酰氯的3.5倍，后处理滴加1.5倍体积水，可以92%的收率制备中间体N,N-二苯基-1H-咪唑-1-甲酰胺。

(丁-3-炔-2-氧基)三甲基硅烷（（42-2））的制备

1L四口瓶中，以四氢呋喃为溶剂，依次加入(R)-3丁炔-2-醇（41）、六甲基二硅胺（HMDS）及催化量的浓硫酸，回流3～4小时反应完全。考虑到过量的HMDS虽消耗丁基锂，但生成的HMDSLi亦能参与化合物(丁-3-炔-2-氧基)三甲基硅烷的拔氢，因此，补加HMDS使反应进行完全，产物可不经分离直接用于下一步反应。

(3-((三甲基甲硅烷基)氧基)丁-1-炔-1-基)锂（（43-2））的制备

使用（Hex-Li）进行氢锂置换，本文以丁基锂（BuLi）代替己基锂，反应2h后直接用于下步反应。

(R)-4-羟基-N,N-二苯基戊烷-2-炔酰胺（29））的制备

100ml茄形瓶中依次加入(R)-3-丁炔-2-醇（8.0g，0.114mol）、THF（50ml）、浓硫酸（1滴）和HMDS（29.6g，0.18mol），所得白色悬浊液加热回流4h。于-50~-40℃滴加正丁基锂（2.5M，55ml，0.14mol），得浅黄色清液，继续搅拌1h。滴加N,N-二苯基-1H-咪唑-1-甲酰胺（36g，0.136mol）的THF（218ml）和甲苯（87ml）混合溶液，得橙色清液，5N硫酸（123ml，0.308mol）淬灭，再升至30℃搅拌1h。分液，有机相依次用5N硫酸（12.6ml，0.063mol）、饱和氯化钠水溶液（32.0ml×2）洗涤，再以碳酸氢钠溶液调pH～7，减压浓缩至干得黄色固体沃拉帕沙M-4粗品32g。沃拉帕沙M-4粗品（10g，0.038mol）中加入甲苯（30ml），加热回流2h，冷却至室温，过滤，真空干燥得黄色固体24.0g，收率79.2%。

结论

1、由二苯胺基甲酰氯制备N,N-二苯基-1H-咪唑-1-甲酰胺时，将溶剂量由文献的8.5倍减少至3.5倍，后处理时水的用量为丙酮的1.5倍，可减少了废液的产生，收率与文献相当；

2、由化合物N,N-二苯基-1H-咪唑-1-甲酰胺与(3-((三甲基甲硅烷基)氧基)丁-1-炔-1-基)锂反应制备沃拉帕沙M-4，使用传统的釜式反应代替文献报道的管式反应器，确定将N,N-二苯基-1H-咪唑-1-甲酰胺溶液滴入(3-((三甲基甲硅烷基)氧基)丁-1-炔-1-基)锂的反应顺序，同时降低反应温度，三批实验收率稳定。

参考文献

[1] Lee S, Song J H, Park C M, et al. Discovery of Octahydroindenes as PAR1 Antagonists [J]. Acs Medicinal Chemistry Letters, 2013, 4 (11): 1054-1058.