勞拉替尼是開發(fā)的第三代間變性淋巴瘤激酶抑制劑，用于治療ALK陽(yáng)性的轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌。其設(shè)計(jì)初衷是為了克服第一代和第二代ALK抑制劑普遍面臨的耐藥性問題，特別是對(duì)ALK G1202R等主要耐藥突變體依然有效。勞拉替尼的成功上市，標(biāo)志著肺癌精準(zhǔn)治療進(jìn)入了新的里程碑。
 

　　然而，一款創(chuàng)新藥物的誕生，其背后是合成化學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中對(duì)數(shù)十甚至上百個(gè)復(fù)雜中間體進(jìn)行艱苦卓絕的合成、純化與表征的歷程。勞拉替尼中間體的結(jié)構(gòu)表征與性質(zhì)分析，是整個(gè)藥物研發(fā)鏈條中至關(guān)重要的一環(huán)。它不僅驗(yàn)證了合成路線的正確性，確保了每一步反應(yīng)的精準(zhǔn)控制，更為最終的API(原料藥)質(zhì)量和工藝放大提供了決定性的數(shù)據(jù)支持。本文將聚焦于勞拉替尼合成路徑中的關(guān)鍵中間體，系統(tǒng)闡述其結(jié)構(gòu)表征的策略與核心理化性質(zhì)的深層含義。
  

　　一、 勞拉替尼合成路線與關(guān)鍵中間體概覽
 

　　勞拉替尼的化學(xué)名為PF-06463922，其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含多個(gè)雜環(huán)和手性中心。一條典型的合成路線(以公開CN104245489B為例)可簡(jiǎn)化為以下核心片段的構(gòu)建與連接：
 

　　中間體A：關(guān)鍵吡唑并嘧啶酮片段
 

　　這是勞拉替尼分子的核心骨架，包含一個(gè)3-氰基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-酮結(jié)構(gòu)。該片段的合成通常涉及多步環(huán)化、氰基引入和官能團(tuán)保護(hù)/脫保護(hù)反應(yīng)。
 

　　中間體B：含側(cè)鏈的苯胺衍生物
 

　　此片段引入了勞拉替尼標(biāo)志性的大體積側(cè)鏈，該側(cè)鏈對(duì)于藥物與ALK激酶的ATP結(jié)合口袋形成關(guān)鍵氫鍵和疏水相互作用至關(guān)重要。其合成可能涉及Boc保護(hù)的與鹵代芳烴的SNAr反應(yīng)。
 

　　中間體C：關(guān)鍵的手性氨基醇片段
 

　　勞拉替尼結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)手性中心。該手性氨基醇片段通常通過不對(duì)稱合成(如Sharpless不對(duì)稱環(huán)氧化或動(dòng)力學(xué)拆分)或外消旋體的手性拆分獲得，其立體化學(xué)的純度直接決定了最終API的效力和安全性。
 

　　最終API：勞拉替尼
 

　　通過上述關(guān)鍵中間體A、B、C的偶聯(lián)(如Suzuki偶聯(lián)、酰胺化等)，經(jīng)過最后的脫保護(hù)和精制步驟，得到目標(biāo)分子勞拉替尼。
 

　　下文將以這些典型中間體為代表，進(jìn)行深入分析。
 

　　二、 結(jié)構(gòu)表征：從宏觀到微觀的“身份認(rèn)證”
 

　　結(jié)構(gòu)表征的目的是確鑿無(wú)疑地證明所合成化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、純度、立體構(gòu)型及其穩(wěn)定性。這需要一套“組合拳”式的分析技術(shù)。
 

　　1. 傅里葉變換紅外光譜
 

　　分析目的：鑒定分子中的特征官能團(tuán)和化學(xué)鍵。
 

　　對(duì)勞拉替尼中間體的應(yīng)用：
 

　　中間體A：在~2200 cm?¹附近會(huì)出現(xiàn)氰基（-C≡N）的尖銳特征峰，這是確認(rèn)吡唑并嘧啶酮骨架成功構(gòu)建的關(guān)鍵證據(jù)。在~1700 cm?¹和~1650 cm?¹附近會(huì)出現(xiàn)羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)峰(酮和酰胺)。
 

　　中間體B：在~2800-3000 cm?¹區(qū)域會(huì)出現(xiàn)脂肪族C-H伸縮振動(dòng)峰，在~1500 cm?¹和~1600 cm?¹附近會(huì)出現(xiàn)芳香環(huán)C=C骨架振動(dòng)峰。如果存在Boc保護(hù)的氨基，在~1360 cm?¹和~1160 cm?¹附近會(huì)出現(xiàn)叔丁基（-C(CH?)?）的特征雙峰。
 

　　中間體C：在~3300-3500 cm?¹區(qū)域會(huì)出現(xiàn)氨基（-NH?, -OH）的寬峰，這是氨基醇片段的直接證明。
 

　　2. 核磁共振波譜
 

　　這是結(jié)構(gòu)表征中最核心、信息量豐富的手段，堪稱分子的“原子級(jí)地圖”。
 

　　1H NMR：
 

　　分析目的：確定氫原子(質(zhì)子)的化學(xué)環(huán)境、數(shù)量、類型和鄰近關(guān)系。
 

　　應(yīng)用：通過化學(xué)位移(δ， ppm)可以判斷質(zhì)子的類型(如芳香氫、脂肪氫、羥基氫、氨基氫)。積分面積比給出不同化學(xué)環(huán)境下氫原子的數(shù)目比。自旋-自旋耦合裂分模式揭示了相鄰氫原子的耦合關(guān)系。例如，在中間體A中，可以清晰地歸屬吡唑環(huán)和嘧啶環(huán)上不同環(huán)境的芳香氫信號(hào)；在中間體B中，可以觀察到環(huán)上質(zhì)子的特征信號(hào)，以及Boc基團(tuán)中甲基的單峰信號(hào)。
 

　　13C NMR：
 

　　分析目的：確定碳原子的種類和化學(xué)環(huán)境。
 

　　應(yīng)用：直接證實(shí)分子中碳骨架的存在，如羰基碳(通常在δ 160-180 ppm)、氰基碳(通常在δ 110-120 ppm)、芳香/雜芳環(huán)碳(δ 100-160 ppm)和脂肪族碳(δ 0-80 ppm)。它為分子骨架的構(gòu)建提供了最直接的證據(jù)。
 

　　2D NMR：
 

　　分析目的：解決復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)中的連接順序和空間關(guān)系問題。
 

　　應(yīng)用：
 

　　HSQC/HMQC：建立碳與直接相連質(zhì)子的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是解析1H和13C NMR譜圖的有力工具。
 

　　HMBC：顯示相隔兩個(gè)或三個(gè)化學(xué)鍵的碳?xì)湎嚓P(guān)性，是確定分子連接順序和骨架的“金標(biāo)準(zhǔn)”。例如，可以通過HMBC譜圖中氰基碳與吡唑環(huán)上某個(gè)質(zhì)子的遠(yuǎn)程相關(guān)，確證氰基的連接位置。
 

　　NOESY/ROESY：用于確定立體化學(xué)。通過觀察空間上相近的質(zhì)子之間的核Overhauser效應(yīng)，可以判斷兩個(gè)質(zhì)子在三維空間中是鄰位還是對(duì)位，從而確證手性中心的構(gòu)型(對(duì)于中間體C尤為重要)。
 

　　3. 質(zhì)譜
 

　　分析目的：確定化合物的分子量及可能的碎片離子，推斷分子式。
 

　　應(yīng)用：高分辨質(zhì)譜可以給出精確到小數(shù)點(diǎn)后數(shù)位的分子量，通過與理論計(jì)算值對(duì)比，可以毫無(wú)懸念地確證分子式。例如，勞拉替尼的分子量為406.43，其高分辨MS的理論值應(yīng)為406.1842 [M+H]?。任何中間體的MS數(shù)據(jù)都必須與其理論值匹配。串聯(lián)質(zhì)譜可用于研究分子的斷裂途徑，輔助結(jié)構(gòu)確證。
 

　　4. 元素分析/X射線單晶衍射
 

　　元素分析：通過測(cè)定化合物中C、H、N等元素的含量，驗(yàn)證其與理論計(jì)算值的一致性，是經(jīng)典的化合物純度佐證。
 

　　X射線單晶衍射：這是毋庸置疑的結(jié)構(gòu)確證方法。它可以直接“看到”分子在晶體中的三維排布，包括所有原子的精確坐標(biāo)、鍵長(zhǎng)、鍵角以及絕對(duì)構(gòu)型。如果能夠獲得勞拉替尼或其關(guān)鍵手性中間體(如中間體C)的單晶，則其立體結(jié)構(gòu)便得到了100%的確證。
 

　　三、 性質(zhì)分析：從實(shí)驗(yàn)室到工廠的“通行證”
 

　　結(jié)構(gòu)正確只是第一步，中間體必須具備適宜的物理化學(xué)性質(zhì)，才能順利地進(jìn)行下一步反應(yīng)和最終的工業(yè)化生產(chǎn)。
 

　　1. 物理性質(zhì)
 

　　熔點(diǎn)/沸點(diǎn)：純化合物的固有物理性質(zhì)。熔點(diǎn)的測(cè)定可用于評(píng)估中間體的純度(純度越高，熔點(diǎn)越尖銳、范圍越窄)。
 

　　溶解度：在常用有機(jī)溶劑(如DCM, EtOAc, MeOH, THF, DMF, DMSO等)和水中的溶解性。這直接決定了反應(yīng)體系的選取、后處理的萃取方案和最終的結(jié)晶純化方法。
 

　　旋光度：對(duì)于手性中間體(如中間體C)，旋光度是監(jiān)控其光學(xué)純度的關(guān)鍵指標(biāo)。通過與純對(duì)映體的比旋光度對(duì)比，可以計(jì)算其對(duì)映體過量值。
 

　　2. 化學(xué)性質(zhì)與穩(wěn)定性
 

　　純度分析：
 

　　HPLC/GC：這是評(píng)估中間體純度的核心手段。通過高效液相或氣相色譜，可以得到總純度和可能存在的雜質(zhì)譜。對(duì)主要雜質(zhì)進(jìn)行LC-MS或NMR鑒定，對(duì)于優(yōu)化合成路線、控制工藝至關(guān)重要。
 

　　水分/殘留溶劑：Karl Fischer水分測(cè)定和GC頂空進(jìn)樣法用于測(cè)定中間體中的水分含量和有機(jī)溶劑殘留，這些是GMP生產(chǎn)中必須嚴(yán)格控制的參數(shù)。
 

　　穩(wěn)定性研究：
 

　　固態(tài)穩(wěn)定性：考察中間體固體在特定條件(高溫、高濕、光照)下的穩(wěn)定性，以確定其適宜的儲(chǔ)存條件和包裝。
 

　　溶液穩(wěn)定性：考察中間體在反應(yīng)溶劑或DMSO/DMSO-d6中的穩(wěn)定性，這對(duì)于確保配制的溶液在分析和下一步反應(yīng)中不發(fā)生降解至關(guān)重要。例如，某些中間體可能在酸性或堿性條件下不穩(wěn)定，這就要求在合成和純化過程中嚴(yán)格控制pH值。
 

　　結(jié)論
 

　　勞拉替尼中間體的結(jié)構(gòu)表征與性質(zhì)分析是一個(gè)多維度、多層次、高度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)過程。它要求分析化學(xué)家像一樣，綜合利用IR、NMR、MS等一系列強(qiáng)大的分析工具，從宏觀到微觀，一步步揭示分子的“身份密碼”和“性格脾氣”。
 

　　結(jié)構(gòu)表征回答了“它是什么？”的問題，通過確鑿的證據(jù)鏈證明了合成路徑的正確性，確保了從源頭上構(gòu)建正確的分子骨架和立體化學(xué)。
 

　　性質(zhì)分析則回答了“它好不好用、安不安全？”的問題，通過評(píng)估其純度、溶解性、穩(wěn)定性和雜質(zhì)譜，為工藝的穩(wěn)健性、重現(xiàn)性和最終API的質(zhì)量一致性提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
 

　　正是這套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?ldquo;身份認(rèn)證”與“性能評(píng)估”體系，構(gòu)筑了現(xiàn)代藥物研發(fā)通往成功的堅(jiān)實(shí)橋梁，確保了像勞拉替尼這樣的創(chuàng)新療法能夠安全、有效地惠及廣大患者。