依鲁替尼中间体合成工艺研究开题报告

 2023-01-09 09:29:48

1. 研究目的与意义

毕业论文内容:

依鲁替尼是美国食品药品管理局(FDA)分别于2013年11月13日和2014年2月12日批准的用于套细胞淋巴瘤(MCL)和慢性淋巴细胞白血病(CLL)治疗的突破性药物。将从依鲁替尼的发展,基本信息,作用机制,药效学,药动学,合成等方面进行介绍。

研究的意义体现在:加速依鲁替尼合成工艺研究,为降低医疗支出、提高药品可及性、提升医疗服务水平等做出贡献。

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2. 文献综述

依鲁替尼综述

摘要:依鲁替尼是美国食品药品管理局(FDA)分别于2013年11月13日和2014年2月12日批准的用于套细胞淋巴瘤(MCL)和慢性淋巴细胞白血病(CLL)治疗的突破性药物。此文将从依鲁替尼的发展,基本信息,作用机制,药效学,药动学,合成等方面进行介绍。

关键词:依鲁替尼;套细胞淋巴瘤;慢性淋巴细胞白血病;蛋白酪氨酸激酶

淋巴瘤是起源于淋巴结或淋巴组织的恶性肿瘤,有大量的淋巴细胞和/或组织细胞增生,恶性程度不一。恶性淋巴瘤根据其细胞的病理学特征分为:霍奇金淋巴瘤(Hodgkin'slymphoma,HL)和非霍奇金淋巴瘤(Non-Hodgkin'slymphoma,NHL)。其中,非霍奇金淋巴瘤具有高度异质性。NHL诊断必须依靠病理确诊,同时根据组织细胞形态特点,结合免疫表型和细胞遗传学特征可以明确病理类型。

其中发病率高并有代表性的NHL:1.B细胞类型弥漫大B细胞淋巴瘤、滤泡淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、黏膜相关淋巴组织淋巴瘤。2.T细胞类型外周T细胞淋巴瘤、血管免疫母细胞型淋巴瘤、间变大细胞淋巴瘤。3.NK/T细胞结外NK/T细胞淋巴瘤-鼻型、侵袭性NK/T细胞白血病。

蛋白酪氨酸激酶【1】(Proteintyrosinekinases,PTKs)是一类具有酪氨酸激酶活性的蛋白质,它们能催化三磷酸腺苷(ATP)上的磷酸基转移到许多重要蛋白质的酪氨酸残基上,使其发生磷酸化。PTKs功能的失调,会导致其下游信号通路的激活,进而引起细胞增殖调节紊乱,最终导致肿瘤形成【2】。因此,以蛋白酪氨酸激酶为靶点进行抗癌药物的研发成为了研究热点。

依鲁替尼(ibrutinib)【3-5】是由美国塞莱拉基因技术公司(CeleraGenomics)于2007年首先研制,转让给加州的Pharmacyclics公司开发,2011年,强生公司的子公司杨森制药(Jassen)参与合作开发的第一个口服有效的、高选择性的布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)不可逆抑制剂(BTK:IC50=0.5nmol/L)。

依鲁替尼(ibrutinib)分别于2013年11月13日和2014年2月12日批准为MCL和CLL的靶向抗癌治疗新药【6-7】。

套细胞淋巴瘤(mantlecelllymphoma,MCL)是一种罕见的B细胞NHL,其明显的特征是通常在被确诊的同时,癌细胞已扩散至淋巴结、骨髓和其他器官【8-9】,MCL约占全部NHL的5%~10%,不易被诊断及难治愈性【10】。此前,万珂(硼替佐米,bortezomib,2006)和来那度胺(lenalidomide/Revlimid,2013)用于治疗这种疾病。依鲁替尼用第3个用于治疗前期接受过至少一次其他药物治疗的MCL。Imbruvica最常见的不良反应有血小板减少症、腹泻、中性粒细胞减少症、贫血、疲劳、肌肉骨骼疼痛、水肿、上呼吸道感染、恶心、瘀伤、呼吸困难、便秘、皮疹、腹痛、呕吐和食欲下降。

慢性淋巴细胞白血病(chroniclymphocyticleukemia,CLL)是因形态成熟的淋巴细胞不能够正常凋亡,反而在淋巴组织中克隆性增殖而引发的一种慢性血液系统恶性肿瘤【11-12】。CLL属于B细胞非霍奇金淋巴(non-Hodgkinslymphoma,NHL)中较常见的一种,有一定的家族遗传性。依鲁替尼用于治疗前期接受过至少一次其他药物治疗的MCL。依鲁替尼是一种可共价结合于布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)C481位点的抑制剂,已证明用于复发和难治性慢性淋巴细胞白血病(CLL)患者可产生显著缓解。

1.药物基本信息【13-15】

通用名:Ibrutinib

化学名:1-[(3R)-3-[4-氨基-3-(4-苯氧基苯

基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-1-基]-1-哌啶基]-2-丙烯-1-酮

CAS号:936563-96-1

相对分子质量:440.50

分子式:C25H24N6O2

本品为白色或类白色固体,易溶于二甲基亚砜,可溶于甲醇,不溶于水;分配系数(lgP)为3.97(pH=7);解离常数(pKa)为74;熔点为149~158℃。制剂处方包括依鲁替尼、甲基纤维素钠、硬脂酸镁、微晶纤维素、十二烷基硫酸钠。

适应症:慢性淋巴细胞白血病、套细胞淋巴瘤。

剂型:胶囊规格:140mg/粒

用法用量:口服,1次/d,4粒/次治疗套细胞淋巴瘤;

口服,1次/d,3粒/次治疗慢性淋巴细胞白血病.

2.作用机制

依鲁替尼是一种小分子的BTK抑制剂,可与BTK活性位点上的半胱氨酸残基(Cys-481)选择性地共价结合,不可逆地抑制BTK的活性,进而抑制BCR信号通路的激活,有效阻止肿瘤从B细胞迁移至适宜肿瘤生长的淋巴组织,减少B细胞恶性增殖并诱导细胞的凋亡,从而发挥治疗CLL和MCL的作用【16】。非临床研究表明依鲁替尼能够抑制恶性B淋巴细胞在体内的增殖和存活【17】。

3.药效学

Ponader【18】等的一项试验中,给4对淋巴瘤模型犬每日口服依鲁替尼胶囊2.5~20mg/kg,共7d,然后镜检被标记的单核细胞,结果发现依鲁替尼能够与外周血液及肿瘤组织中的BTK结合,肿瘤斑块都有不同程度的减少。Ⅰ期临床试验结果表明,对于容易复发且不易治愈NHL患者,依鲁替尼可与BTK形成不可逆结合,在服药后的4h内不可逆结合率高达95%以上,该结合对周围血细胞无显著影响【19】。一项对48位CLL患者每日po依鲁替尼420mg,治疗时间为15.6个月的试验结果显示总体应答率为58.3%,应答响应时间从5.6~24.2个[8]。在Ⅱ期临床试验中,111名MCL患者每日po依鲁替尼560mg,治疗时间为8.3个月,结果显示总体应答率高达68%,完全应答率达到21%,另有47%的患者为部分应答,应答响应时间的中值为17.5个月【20】。

4.药动学

4.1吸收

口服依鲁替尼最大剂量840mg,中位达峰时间(tmax)为1~2h,分别给予560和420mg,稳态AUC分别为(953705)nghmL-1和(68051)nghmL-1。进餐时服药,体内依鲁替尼药物浓度是隔夜空腹服药的2倍。

4.2分布

体外依鲁替尼与人血浆蛋白可逆性结合率为97.3%,在50~1000ngmL-1范围内,蛋白结合率与浓度无关,稳态表观分布容积(Vd,ss/F)约10000L。

4.3代谢

依鲁替尼主要通过细胞色素P450(CYP3A和少部分的CYP2D6)代谢,代谢后产生多种代谢产物。其中,有效代谢产物PCI-45227是一种对BTK具有抑制活性的二氢二醇物质。与依鲁替尼相比,这种代谢物对BTK的抑制作用更强,约是依鲁替尼的15倍。在稳定状态下,PCI-45227的平均代谢率为1~2.8。

4.4消除

依鲁替尼的表观清除率(CL/F)约为1000L/h,半衰期(t1/2)为4~6h[8]。依鲁替尼在体内主要以代谢产物的形式存在,随粪便排出体外。通过给健康受试者口服放射性14C标记的鲁替尼,发现近90%的放射物在168h内消除,其中大多(约80%)随粪便排出,近10%随尿液排出,约1%以原形随粪便排出。依鲁替尼的消除不会随年龄(37~84岁)和性别而产生变化,但在中度肝损伤患者体内其系统性暴露量较健康受试者高6倍。

5.合成

美国Pharmacyclics公司的专利技术【21】,以1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺(1)为起始原料,DMF为溶剂,在加热条件下,与N-碘代琥珀酰亚胺反应制备得到3-碘-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺(2);K2CO3和二烷为反应溶剂,在微波和180℃条件下,化合物2与适当取代的苯基硼酸进行钯介导的交叉偶联反应,形成中间体1;在偶氮二甲酸二异丙酯和树脂结合的pph3条件下,中间体1通过Mitsunobu反应与N-Boc-3-羟基哌啶偶合,得到Boc(叔丁氧羰基)保护的中间体2;中间体2用盐酸去保护后,再与丙烯酰氯偶合,得到目标化合物,合成路线如下所示。

依鲁替尼合成路线:

6.结语

从流行病学的角度来看,我国淋巴瘤占肿瘤性疾病的3%~8%,淋巴瘤发病率在所有癌症中约占4%,占所有恶性肿瘤死亡数的第11~13位。近些年其发病率呈持续稳步性升高,年发病率男性约为1.39/10万,女性为0.84/10万;发病年龄曲线高峰为40岁左右,男性多于女性,男女比率约为2.5:1。研究表明,依鲁替尼对其他B细胞淋巴瘤(包括小淋巴细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤和弥漫大B细胞淋巴瘤)也有一定的作用【22-24】。而目前进口依鲁替尼的市场价格是30000元/瓶,价格贵,患者无力承担。所以研究依鲁替尼中间体合成工艺具有很大意义。

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3. 设计方案和技术路线

研究方案:

一化合物A到化合物B

1.考察反应时间对反应收率的影响2.考察投料比对反应收率的影响

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4. 工作计划

2022年1月7日-1月30日:确定课题,查阅国内外有关依鲁替尼发展,药理作用,合成等文献,进行材料的搜集与整理,准备相关实验试剂。

2022年2月1日-3月15日:初步确定实验方案、实验试剂、分析方法等条件,准备实验仪器和试剂,做好前期准备。

2022年3月16号-5月20日:进入实施实验方案阶段,并对实验过程进行适当合理的调整。

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5. 难点与创新点

依鲁替尼中间体合成工艺研究文献报道较少且纯度较低不能符合医用标准。本论文将从各步的影响因素、水平,探索各步最优反应条件,提升中间体的收率,从而达到工艺生产的要求。

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