1. 簡(jiǎn)介

卡非佐米（Carfilzomib）是新一代的蛋白酶抑制劑。用于多發(fā)性骨髓瘤的治療，為Onyx Pharmaceuticals（2013年被安進(jìn)公司收購(gòu)）開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，2012年7月獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)。2015年7月，美國(guó)FDA批準(zhǔn)卡非佐米與來(lái)那度胺、地塞米松聯(lián)合治療復(fù)發(fā)性多發(fā)性骨髓瘤患者，這些患者在先前已接受過(guò)一至三次治療。

卡非佐米為一種源于天然產(chǎn)物環(huán)氧酶素的環(huán)氧酮四肽，結(jié)構(gòu)中含有5個(gè)手性中心（結(jié)構(gòu)如下圖）。關(guān)鍵的手性控制為環(huán)氧三元環(huán)部分的(S,R)-epoxyketone(1)的合成。本文重點(diǎn)介紹該片段的合成與控制策略。

二．合成路線(xiàn)

該關(guān)鍵中間體的合成路線(xiàn)如下：

1. Boc保護(hù)的D-亮氨酸一水合物（Boc-D-Leu-OH.H₂O,2）的甲基四氫呋喃溶液經(jīng)CDI活化，再與嗎啡啉進(jìn)行縮合得到嗎啡啉酰胺（morpholine,3），加水萃取，有機(jī)相經(jīng)共沸蒸餾除水，用THF溶劑稀釋后直接用于下一步反應(yīng)；

2. 金屬鎂和2-丙烯溴（2-BP）制得Barbier試劑，與底物2進(jìn)行Weinreb酮的合成；反應(yīng)粗品經(jīng)水淬滅，溶劑置換為乙腈，得到烯酮（enone）4，連投至下一步；

3. 在錳-復(fù)合物催化作用下，用醋酸和雙氧水對(duì)烯酮4進(jìn)行的不對(duì)稱(chēng)環(huán)氧化，過(guò)量的過(guò)氧化氫用亞硫酸氫鈉水溶液進(jìn)行淬滅，水作為反向溶劑加入到有機(jī)相中結(jié)晶得到(R,R)環(huán)氧酮((R,R)-epoxyketone,5);

4.化合物5的MTBE溶液在堿性條件下進(jìn)行的差向異構(gòu)化作用，堿選用的是triazabicyclodecene(TBD)，得到(S,R)-epoxyketone,1粗品。經(jīng)溶劑置換為甲醇后，水作為反向溶劑結(jié)晶得到1的純品。

三．合成工藝流程設(shè)計(jì)

1. 嗎啡啉酰胺（3）的合成設(shè)計(jì)

Boc-D-亮氨酸.水合物的MeTHF溶液與CDI的MeTHF的slurry各經(jīng)蠕動(dòng)泵混合于連續(xù)攪拌廂式反應(yīng)器(continuously stirred tank reactor)CSTR1中，控溫20^oC，經(jīng)UPLC在線(xiàn)檢測(cè)，由CSTR1流入CSTR2得到化合物2的咪唑酰胺活性中間體，在將嗎啡啉的控溫下加入到體系中，經(jīng)檢測(cè)后得到目標(biāo)化合物3的反應(yīng)液，將2N的鹽酸溶液加入到CSTR4中，調(diào)節(jié)pH至，淬滅未反應(yīng)的CDI、嗎啡啉，以及副產(chǎn)物咪唑成鹽進(jìn)入水相，分離除去；有機(jī)相在經(jīng)8wt%的Na₂CO₃水溶液洗滌，使得未反應(yīng)完全的原料2成羧酸鹽進(jìn)入水相，分離除去；含有產(chǎn)物的MeTHF有機(jī)相溶液經(jīng)共沸蒸餾脫水得到含水量合格的3的MeTHF溶液，經(jīng)THF稀釋后直接用于下一步。巧妙的后處理酸洗和堿洗，除掉了所有的原料和副產(chǎn)物，為一步連投提供了可行性；

2. 烯酮（4）的合成設(shè)計(jì)

該步驟的主要挑戰(zhàn)在于：1）反應(yīng)過(guò)程的放熱量較大；2）形成格氏試劑反應(yīng)很難得到穩(wěn)定的反應(yīng)啟動(dòng)的控制方案；3）格氏試劑對(duì)空氣和水敏感，不便于存儲(chǔ)與運(yùn)輸。有鑒于此，作者對(duì)該步工藝調(diào)整為：1）連續(xù)操作工藝，提高反應(yīng)體系的表面積/體積比，使得反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及時(shí)轉(zhuǎn)移，避免蓄熱；2）使用2-溴丙烯（3.0eq.）和金屬鎂（過(guò)量）原位生成格氏試劑，并立刻將其與底物2反應(yīng)消耗掉，無(wú)需存儲(chǔ)和保存。

工藝中將嗎啡啉酰胺1的THF/MeTHF溶液和2-BP的THF溶液連續(xù)流入CSTR1中，分批加入固體金屬鎂，在I₂催化下引發(fā)使之轉(zhuǎn)化為格氏試劑-2-丙烯基溴化鎂。反應(yīng)液經(jīng)CSTR1流入CSTR2，控制流速和鎂屑的加入速度，經(jīng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)嗎啡啉酰胺轉(zhuǎn)化為去質(zhì)子化的加成產(chǎn)物。然后用25%檸檬酸水溶液在CSTR3中進(jìn)行水解質(zhì)子化得到烯酮，經(jīng)MTBE萃取，有機(jī)相再用8% NaHCO₃溶液洗滌，濃縮，溶劑置換成乙腈溶液，直接用于下一步；

3. (R,R)環(huán)氧酮(5)的合成設(shè)計(jì)

該步驟的主要挑戰(zhàn)在于：（1）環(huán)氧化反應(yīng)強(qiáng)烈放熱，放熱量在250kJ/mol，反應(yīng)導(dǎo)致的絕熱溫升為60^oC；（2）作為環(huán)氧化的原料—雙氧水在錳催化作用下發(fā)生歧化分解反應(yīng)。

載有烯酮的乙腈/醋酸溶液、錳催化劑的乙腈溶液、50wt%過(guò)氧化氫水溶液合并流經(jīng)預(yù)冷（-15^oC）的流體管道，經(jīng)在線(xiàn)監(jiān)得到R,R-環(huán)氧酮。在CSTR體系中產(chǎn)生的氣體源于錳催化導(dǎo)致的過(guò)氧化氫分解成氧氣和水，故在反應(yīng)液經(jīng)CSTR1流至CSTR2時(shí)，繼續(xù)泵入雙氧水溶液促使反應(yīng)完全。反應(yīng)液在CSTR3和CSTR4中老化直至反應(yīng)完成，再在40^oC加入15% NaHSO₃水溶液淬滅過(guò)量的氧化劑，分液，再用醋酸/H₂O作為結(jié)晶溶劑經(jīng)混合-懸浮-混合-產(chǎn)品-取出（mixed-suspension mixed-product-removal，MSMPR1）連續(xù)結(jié)晶工藝技術(shù)得到粗品，粗品經(jīng)CAN/AcOH/H₂O、heptane等洗滌，干燥后直接溶解在MTBE中，得到R,R-環(huán)氧酮的溶液直接用于下一步的差向異構(gòu)化。