簡介

依魯替尼 ( Ibrutinib ) 作為一種 Michael 受體，可選擇性地與布魯頓酪氨酸激酶 ( Bruton ’ s tyrosine kinase，BTK ) 的半胱氨酸殘基 ( Cys-481 ) 形成共價(jià)鍵。該激酶是至少三種關(guān)鍵 B- 細(xì)胞生存機(jī)制的重要介質(zhì)。布魯頓酪氨酸激酶的這種多重作用可以使其指揮 B- 細(xì)胞惡性腫瘤進(jìn)行入淋巴組織，使腫瘤細(xì)胞能夠接觸必要的微環(huán)境而得以生存。

最初，Celera Genomics 開展 BTK 抑制劑項(xiàng)目，篩選出了一系列小分子抑制劑。2006 年 4 月，Pharmacyclics 公司從 Celera Genomics 公司購得 BTK 抑制劑項(xiàng)目，隨后選擇 PCI-32765 ( 即現(xiàn)在的依魯替尼 ) 進(jìn)行后續(xù)的臨床前研究。2011 年 12 月，Pharmacyclics 公司與楊森制藥 ( Janssen ) 合作共同開發(fā)依魯替尼和市場推廣。2013 年 2 月，依魯替尼被 FDA 授予突破性治療藥物資格，并分別于 2013 年 11 月和 2014 年 2 月批準(zhǔn)為套細(xì)胞淋巴瘤 ( mantle cell lymphoma，MCL ) 和慢性淋巴細(xì)胞白血病 ( chronic lymphocytic leukemia，CLL ) 的治療藥物。

作為 Pharmacyclics 的旗艦產(chǎn)品，依魯替尼已經(jīng)在超過 40 個國家被批準(zhǔn)用于治療血癌疾病，其中包括一種類型的白血病和一種罕見的淋巴瘤。2014 年，依魯替尼為 Pharmacyclics 公司貢獻(xiàn)了 5.4 億美元的全球銷售收入，分析師預(yù)計(jì)，依魯替尼的年銷售收入將能在未來三年內(nèi)達(dá)到 30 億美元以上。2015 年 5 月，制藥公司艾伯維 ( Abbvie ) 斥資 210 億美元收購依魯替尼的生產(chǎn)商 Pharmacyclics 公司。據(jù)藥渡數(shù)據(jù)檢索，2015 年依魯替尼的年銷售額已達(dá) 14.43 億美元。
合成路線

目前據(jù)文獻(xiàn)和專利披露的依魯替尼的合成路線主要有兩條。條是在芳醚的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建 1H- 吡唑并 [ 3,4-d ] 嘧啶雜環(huán)，隨后通過 Mitsunobu 反應(yīng)，立體選擇性的引入哌啶環(huán)，最后酰化，得到依魯替尼，具體如下圖所示。

在活性篩選的早期，這條路線可以便捷的構(gòu)筑不同的雜環(huán)體系，使化合物的結(jié)構(gòu)多樣化，有助于候選化合物的選擇。之后，藥物化學(xué)家對這條路線進(jìn)行了簡單的優(yōu)化，通過對化合物9的碘化和 Suzuki 偶聯(lián)，可以快速制得中間體5。

楊森制藥 ( Janssen ) 申請的專利中披露了另一條生產(chǎn)依魯替尼的工藝路線。化合物3和手性的肼12-R反應(yīng)得到單一區(qū)域選擇性的產(chǎn)物13?；衔?3與大大過量的甲脒反應(yīng)，催化氫化后得到化合物8粗品。粗品在甲醇與水的混合溶劑中重結(jié)晶，能以 80% 的收率和 92.5% 的純度得到化合物8。

消旋的肼12-Rac是由化合物15與 Boc 保護(hù)的肼反應(yīng)得到的腙16，經(jīng) NaCNBH3 還原后得到。專利中提到對12-Rac進(jìn)行拆分，可以得到12-R，不過沒有詳細(xì)的實(shí)施例。
相較于早期的合成路線，這條制備路線具有以下優(yōu)勢：

①通過化合物12-R，整條合成路線更具有會聚性；

②避免使用 Mitsunobu 反應(yīng)，減少廢棄物的產(chǎn)生，工藝路線更加綠色環(huán)保；

③避免使用在高溫下會分解放熱的致癌物質(zhì)水合肼；

④在構(gòu)筑嘧啶環(huán)的步驟中，將反應(yīng)溫度從 180 ℃降低到 120 ℃，同時底物由甲酰胺替換成甲脒。

同時也有個很大的缺陷，就是要經(jīng)過手性拆分才能得到手性的肼12-R。

鑒于其市場前景，依魯替尼引起很多藥企仿制的興趣，不過其化合物專利最早要到 2026 年 12 月 28 日才會失效。目前，有眾多藥企開發(fā)了合成路線來制備依魯替尼，用以規(guī)避原研的專利，主要可以分成 4 類。

2.1. 在工藝的最后階段構(gòu)筑吡唑并嘧啶雜環(huán)

在制備的最后階段才構(gòu)筑吡唑并嘧啶雜環(huán)，化合物3與18在三乙胺的作用下形成吡唑雜環(huán)，隨后與 DMF-DMA 反應(yīng)，以 73% 的收率得到依魯替尼，具體如下所示。該路線的優(yōu)勢就是避免了哌啶環(huán)的保護(hù)和脫保護(hù)。不過，專利中沒有提化合物18的制備方法及其穩(wěn)定性，此外化合物18和化合物19都是 Michael 受體，可能具有基因毒性。

2.2. 在工藝的開始階段先引入哌啶環(huán)，再引入芳環(huán)

在工藝的開始階段先通過 Mitsunobu 反應(yīng)或 SN2 引入哌啶環(huán)，再通過 Suzuki 或 Kumada 偶聯(lián)引入芳環(huán)。在 Arromax、Mylan、Sun Pharmaceutical 和幾家中國公司披露的專利中都采用類似的合成路線?；衔?可以大批量的商業(yè)購買，不過手性化合物6的生產(chǎn)成本較高，同時在 Mitsunobu 反應(yīng)中，化合物6需要過量使用，會造成整個工藝的生產(chǎn)成本較高。在幾篇專利中沒有具體說明由此得到的依魯替尼的純度。

2.3. 以嘧啶環(huán)為底物構(gòu)筑吡唑并嘧啶雜環(huán)

在以上提到的制備工藝中，都是在合成路線中構(gòu)筑吡唑并嘧啶雜環(huán)，Sandoz 和浙江臺州的九洲藥業(yè)通過另一種策略制得依魯替尼。Sandoz 開發(fā)的合成路如下所示，嘧啶化合物22與二苯醚通過 Friedel-Crafts ?；磻?yīng)得到化合物23，氨水取代，與肼反應(yīng)構(gòu)筑吡唑并嘧啶雜環(huán)，脫去保護(hù)得到依魯替尼。

九洲藥業(yè)的策略與之相類似，化合物26與格氏試劑得到芐醇28，經(jīng) TEMPO/NBS 氧化后，與水合肼反應(yīng)構(gòu)筑吡唑并嘧啶雜環(huán)29，氨基取代后得到重要中間體5。

2.4. 通過 " 屏蔽 " 丙烯酰胺得到依魯替尼

在 Sandoz 披露的一篇專利中，采用了一種新穎的方式來引入依魯替尼中的 Michael 受體部分?；衔?0與化合物5發(fā)生 SN2 取代后，在高溫下使降冰片烯部分通過逆 Diels-Alder 反應(yīng)分解，得到依魯替尼。這一策略的優(yōu)點(diǎn)就是避免使用具有基因毒性的中間體，不過缺陷也很明顯，反應(yīng)條件過于苛刻，在最終生產(chǎn)放大中難以實(shí)現(xiàn)。

2.5. 其他的切斷方式

在 Janssen 申請的一篇專利中，給出了如下可能的合成方法，不過并沒有具體實(shí)例。

依魯替尼的晶型

原研公司的晶型專利顯示依魯替尼具有 3 種無水多晶型物 ( A、B、C ) 和 3 種溶劑合物。晶型 A 具有最高的熔點(diǎn)，約 154 ℃，晶型 B 在約 120 ℃熔化，而晶型 C 的熔點(diǎn)約為 140 ℃，表明晶型 A 是熱力學(xué)上最穩(wěn)定的形式。在室溫下，晶型 B 和 C 是在動力學(xué)受控的條件下形成的亞穩(wěn)態(tài)多晶型物。晶型 A 是 Pharmacyclics 公司選擇商業(yè)化的晶型。晶型 A 在水中具有較低的溶解度 ( 13mg/L，pH8 ) 和較高的體外滲透性，屬于 BCS 2 類化合物。由于 API 的粒徑對依魯替尼的生物利用度影響較大，需要對 API 進(jìn)行微粉化。

在禁食條件下，晶型 A 的絕對口服生物利用度僅為 2.9％。在一項(xiàng)臨床研究中，當(dāng)食用高脂肪食物后，其生物利用度約增加 2 倍，表明依魯替尼有著顯著的食物效應(yīng)。鑒于其生物利用度低和食物效應(yīng)大，游離堿并不是理想的 API 形式?？紤]到 FDA 加速審批程序，Pharmacyclics 和 Janssen 決定繼續(xù)開發(fā)這種不完美但可接受的晶體形態(tài)以最快的速度獲準(zhǔn)上市。

根據(jù) FDA 橙皮書，晶體 A 的專利將于 2033 年 10 月 30 日到期。這項(xiàng)重要的專利有可能將依魯替尼的獨(dú)家銷售延長 7 年。一般情況下，依魯替尼的仿制藥不能在化合物專利到期時就開始銷售，除非他們擁有自己的 API 晶型專利或得到原研藥企的授權(quán)。因此，仿制藥企已經(jīng)投入大量資源來研究和開發(fā)其晶型，以期能替代原研晶型。

此外，美國 FDA 已經(jīng)發(fā)布了依魯替尼的生物等效性要求，包括對健康男性和女性受試者的 140mg 劑量的進(jìn)食和禁食研究。鑒于晶型 A 的生物利用度為 2.9％，并且具有顯著的食物效應(yīng)，可以嘗試使用新晶型來代替原研晶型。目前對仿制藥公司有兩個好消息 ( 1 ) 由于依魯替尼沒有細(xì)胞毒性，生物等效性研究可以在健康志愿者中進(jìn)行； ( 2 ) 還有近十年的時間來對此進(jìn)行研究和優(yōu)化，相信會有一個好的結(jié)果。如果決定采用新晶型和 / 或制劑，那么將通過 505B ( 2 ) 進(jìn)行申請。這樣，就必須進(jìn)行獨(dú)立的臨床試驗(yàn)以證明其有效性和安全性。不過原研公司 ( 楊森和 AbbVie ) 也可以選擇開發(fā)具有改進(jìn)的生物利用度和較低劑量的替代晶型 / 制劑，以延長其獨(dú)家銷售。

目前專利申請已經(jīng)提交了許多新晶型，大多數(shù)新發(fā)現(xiàn)的晶型是游離堿的結(jié)晶溶劑合物，藥用價(jià)值不高。相比晶型 A，蘇州晶云和蘇州鵬旭醫(yī)藥申請保護(hù)的晶型 I 具有略高的水溶性，因此很難顯著的提高其生物利用度。Perrigo 公司描述了通過 DME 溶劑合物制備的無水結(jié)晶形式 VI，但沒有提供表征，不清楚其性質(zhì)。

依魯替尼的 pKa 為 3.74，因此可以與強(qiáng)酸形成鹽，由 Ratiopharm 公司報(bào)道了其 HCl 鹽，可能會改善其生物利用度。Ratiopharm 公司發(fā)現(xiàn)，在 -20 ℃的二氯甲烷中，在異丙醇中使用 1.25M HCl，可以使依魯替尼形成鹽酸鹽，然后在冷卻下加入甲基叔丁基醚，最后漿料升溫至室溫，得到其鹽酸鹽和低于 0.1％的酸加成副產(chǎn)物。該方法在專利申請中以 30g 規(guī)模進(jìn)行的。測量依魯替尼的游離堿晶型 A 及其鹽酸鹽的動力學(xué)和熱力學(xué)溶解度發(fā)現(xiàn)，鹽酸鹽在所有 pH 下都能顯著的改善溶解度，盡管在 pH4.5 和 6.8 時溶解緩慢。如果其鹽酸鹽的粒徑較大，可以通過研磨提高溶解速率。專利中沒有為鹽酸鹽提供生物利用度數(shù)據(jù)，也沒有提供關(guān)于長期穩(wěn)定性的任何數(shù)據(jù)，而這些是衡量其鹽酸鹽能否代替晶型 A 的關(guān)鍵信息。Zentiva 公司的專利申請則描述了依魯替尼硫酸鹽的多晶型物和無定型，同樣沒有披露關(guān)于溶解度，穩(wěn)定性或生物利用度的信息。