李占成，胡新濤

(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215163)

0 引言

達(dá)比加群酯，化學(xué)名稱為3-[[[2-[[[4-[[[(己氧基)羰基]氨基]亞氨甲基]苯基]氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯，英文名為Dabigatran etexilate，屬于口服抗凝血藥物[1]，用于預(yù)防急性靜脈血栓[2]。作為達(dá)比加群的前體藥物，達(dá)比加群酯屬于非肽類凝血酶抑制劑，口服經(jīng)過胃腸吸收后，將在人體內(nèi)部轉(zhuǎn)化為能夠直接抗凝血的達(dá)比加群[3]。相比于其他抗凝類藥物，該藥具有起效快、服用方便等優(yōu)點。2013年4月達(dá)比加群酯在中國上市，商品名為“泰畢全”，其化合物專利于2018年2月16日在中國到期[4]。自達(dá)比加群酯被首次報道以來，其相關(guān)的專利申請量逐年遞增，專利保護(hù)內(nèi)容包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、晶型的制備及合成方法等諸多方面。為分析達(dá)比加群酯相關(guān)技術(shù)專利的申請狀況與合成路線，本文對達(dá)比加群酯的專利申請情況以及具有代表性的合成方法進(jìn)行了整理。

1 達(dá)比加群酯專利申請概況

1997年德國貝林格爾英格海姆國際有限公司(Boehringer Ingelheim)首次在專利DE19706229A中記載了化合物3-[[[2-[[[4-[[[(己氧基)羰基]氨基]亞氨甲基]苯基]氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯，該化合物為一系列通式化合物中的一個具體化合物，實際為后來命名的達(dá)比加群酯。之后一直到2001年，再無關(guān)于達(dá)比加群酯的專利申請。2001年，同樣是貝林格爾英格海姆國際有限公司繼續(xù)提出了申請?zhí)枮镈E10133786A1的專利申請，在該篇專利中報道了其用于治療關(guān)節(jié)炎相關(guān)疾病。貝林格爾英格海姆國際有限公司于2002年繼續(xù)申請了專利，專利號為DE10209985A1，在該篇專利中，首次報道了3-[[[2-[[[4-[[[(己氧基)羰基]氨基]亞氨甲基]苯基]氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯的甲磺酸鹽，即達(dá)比加群酯甲磺酸鹽，并報道了達(dá)比加群酯為以下化合物的雙前藥，見圖1。

圖1 達(dá)比加群酯在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成的活性化合物

即在體內(nèi)，達(dá)比加群酯僅僅轉(zhuǎn)化成如圖1所述的活性化合物。達(dá)比加群酯的主要適應(yīng)癥為手術(shù)后深靜脈血栓形成的預(yù)防。該專利還記載了藥學(xué)上可接受的鹽，最優(yōu)選的是甲磺酸鹽，其作為活性成分，被制備成了藥劑。貝林格爾英格海姆國際有限公司于2003年申請的專利DE10339862A1首次報道了達(dá)比加群酯的半水合物。該公司同年申請的另一份專利DE10337697A報道了一種特定的含有達(dá)比加群酯或其藥學(xué)上可接受的鹽(如酒石酸鹽、富馬酸鹽、丁二酸鹽、檸檬酸鹽與蘋果酸鹽)，或其水合物的片劑。該公司于2004年在原DE19706229A的基礎(chǔ)上，對達(dá)比加群酯的制備方法做了改進(jìn)，并將其記載在專利EP1609784A1中。同樣，在2004年，該公司在專利WO2004093881A2中報道：達(dá)比加群酯作為第二種活性成分，可用于制備一種藥物組合物。從中可以看出，在2005年之前，除德國貝林格爾英格海姆國際有限公司之外，無任何其他公司或個人提出達(dá)比加群酯相關(guān)的專利申請。直到2005年，美國的Vddi Pharmaceuticals公司提出了一篇關(guān)于達(dá)比加群酯的專利申請WO2005087266A1。在2006年之前，國內(nèi)仍未出現(xiàn)關(guān)于達(dá)比加群酯的專利申請，直到2006年，復(fù)旦大學(xué)才第一次提出關(guān)于達(dá)比加群酯的專利申請CN1861596A，結(jié)束了國內(nèi)申請的空白。該專利主要對其制備方法進(jìn)行了研究。自1997年出現(xiàn)第一份關(guān)于達(dá)比加群酯的專利申請以來，在該藥物上市之前的一段時間，相關(guān)的專利申請量一直保持在個位數(shù)，申請量極少。該藥物被批準(zhǔn)上市之后，才正式走入公眾視野。經(jīng)統(tǒng)計，截至目前，專利申請量從高到低依次如下，排在第一的是中國，其次是美國、歐洲、印度、日本、韓國。通過對該領(lǐng)域的主要申請人進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，專利申請量最多的是該藥物的開發(fā)公司貝林格爾英格海姆國際有限公司，國內(nèi)在該領(lǐng)域?qū)＠暾埩孔疃嗟氖翘旖蛩幬镅芯吭?，國?nèi)申請量排名靠前的公司還有四川海思科制藥有限公司、浙江海正藥業(yè)股份有限公司等。國內(nèi)的專利申請都集中在該藥物上市之后，因此起步較晚，但申請量卻在全球遙遙領(lǐng)先。

2 達(dá)比加群酯合成技術(shù)的研究歷程

2.1 原研專利首次報道的合成方法

早期對達(dá)比加群酯的合成報道較少，原研發(fā)公司德國貝林格爾英格海姆國際有限公司(Boehringer Ingelheim)于1997年在其首份專利DE19706229A中記載了達(dá)比加群酯的制備方法：以4-氯-3-硝基苯甲酸甲酯為原料，在甲胺水溶液中發(fā)生親核取代反應(yīng)，隨后經(jīng)Pd/C還原制得4-甲胺基-3-氨基苯甲酸甲酯，再與(4-氰基苯胺基)乙酸在EDCI(即1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽)和HOBT(即1-羥基苯并三唑)作用下縮合，得到3-[2-(4-氰基苯胺基)乙酰胺基]-4-甲胺基苯甲酸甲酯，隨后在冰乙酸作用下得到苯并咪唑類化合物，再經(jīng)氫氧化鋰水解成酸，與氯化亞砜反應(yīng)生成酰氯；酰氯與3-(吡啶-2-基胺基)丙酸乙酯反應(yīng)得到氰基化合物；氰基化合物相繼用氯化氫的飽和乙醇溶液及碳酸銨的乙醇溶液處理，制得脒類化合物，最后與氯甲酸正己酯在堿的作用下制得達(dá)比加群酯。該工藝路線使用了有強腐蝕性的氫氧化鋰，有一定的危險性，不利于保護(hù)環(huán)境。另外，縮合劑EDCI對水分很敏感，易變質(zhì)，易影響反應(yīng)，且價格昂貴，生產(chǎn)成本高。

2.2 圍繞原研專利合成方法的改進(jìn)

在后專利即貝林格爾英格海姆國際有限公司在其公開的專利EP1609784A1中指出，上述原研專利DE19706229A通過使相應(yīng)被取代的(4-苯并咪唑-2-基甲氨基)-苯甲腈與氨反應(yīng)制備被取代的4-(苯并咪唑-2-基甲氨基)-苯甲脒。就生產(chǎn)成本而言，該方法的生產(chǎn)技術(shù)極為繁復(fù)，產(chǎn)生了令人擔(dān)憂的酸處理的高負(fù)擔(dān)。EP1609784A1提供了一種制備被取代的4-(苯并咪唑-2-基甲氨基)-苯甲脒的改進(jìn)方法，用該方法可避免該生產(chǎn)制程中的繁復(fù)步驟，具體步驟為(a)將任選的合適的被取代的二氨基苯與2-[4-(1，2，4-二唑-5-酮-3-基)-苯氨基]-乙酸縮合，(b)將由此獲得的產(chǎn)物氫化，及(c)任選地將甲脒基優(yōu)選在有堿存在下以烷基鹵素甲酸酯。同樣，圍繞上述原研專利中的制備方法，國內(nèi)專利CN103275065A中提到的原研專利DE19706229A的合成方法中，化合物硝基的還原使用了鈀碳加氫的方法。但是，這一方法的技術(shù)要求很高，且需要高壓反應(yīng)裝置。更為重要的一點是，加氫還原反應(yīng)很難得到高質(zhì)量的產(chǎn)品IV，而通常反應(yīng)得到的油狀產(chǎn)物含有20%-40%的雜質(zhì)，這為其分離純化造成了極大的難度。接下來，合成苯并咪唑的反應(yīng)收率通常只有50%左右，而且化合物VI的純化需要柱色譜進(jìn)行分離。正是由于上述缺點，使得這一合成達(dá)比加群酯的方法不適用于工業(yè)級的放大生產(chǎn)。另外，隨后的脒化反應(yīng)選擇性也較差，而且會產(chǎn)生強酸性廢水，并且由于氯甲酸正己酯含較多的異構(gòu)體雜質(zhì)，作為最后一步反應(yīng)的主要原料，將導(dǎo)致最終產(chǎn)品需要多次精制才能制得合格產(chǎn)品。針對以上技術(shù)缺陷，專利中提供了一種新的生產(chǎn)達(dá)比加群酯的方法：以對甲氨基-間硝基苯甲酸為原料，進(jìn)行酯化反應(yīng)，將酯化產(chǎn)物中的硝基還原為氨基，將還原產(chǎn)物與化合物[4-(5-氧代-4，5-二氫-[1，2，4]噁二唑-3-基)-苯基氨基]-乙酸反應(yīng)，然后再與氫氣反應(yīng)，接著將所得產(chǎn)物與氯甲酸酯反應(yīng)，然后脫除結(jié)構(gòu)中酯基的R1-O-，得到中間體(D7)；中間體(D7)與反應(yīng)原料3-(吡啶-2-基氨基)-丙酸乙酯反應(yīng)，得到達(dá)比加群酯。該生產(chǎn)方法的所需原料及試劑價廉易得，成本低，且各步反應(yīng)良好，選擇性高，生產(chǎn)方法操作簡單，條件溫和，總收率可達(dá)52%，純度達(dá)99%以上，三廢排放少，對環(huán)境友好，適合工業(yè)化大生產(chǎn)，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，符合作為藥物中間體的要求。專利CN102850327A中針對上述原研專利DE19706229A的不足，在制備達(dá)比加群酯時，引入了一種新的中間體化合物7，見圖2。

利用該中間體一步反應(yīng)就可以高收率的得到目標(biāo)化合物達(dá)比加群酯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利提供的達(dá)比加群酯的制備方法采用的試劑價格便宜，各步反應(yīng)時間短，收率高，條件溫和，中間體純化方便，無疑是一種高收率低成本制備達(dá)比加群酯的優(yōu)良方法。

圖2 CN102850327A公開的達(dá)比加群酯合成路線

2.3 其他主要創(chuàng)新性合成方法

此外，還存在一部分專利，并不是在原研專利的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，而是提出了一系列全新的制備方法。復(fù)旦大學(xué)在專利CN1861596A中指出，2002年德國Boehringer Ingelheim Pharma KG公司的Norbert H.Hauel課題組報道的對凝血酶抑制劑 BIBR-953及BIBR-1048的合成路線(I)，即以價格較高的原料1開始，使用了后處理較麻煩的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)作為溶劑合成化合物2；化合物4在CDI(即N，N′-羰基二咪唑)的作用下合成化合物5，以及化合物5酸解后加(NH4)2CO3氨化得到化合物6，兩步產(chǎn)率較低，給生產(chǎn)帶來不便。而且這種合成路線的總產(chǎn)率較低(11.1%)。針對該技術(shù)缺陷，專利提出了一種改進(jìn)的技術(shù)措施，即在化合物1制備化合物2的步驟中采用溶劑CH2Cl2替代已有技術(shù)路線中的DMF；采用化合物10或10′由化合物2合成中間體3或3′，其中，化合物10或10′采用廉價易得的化合物9或 9′制得；化合物4或4′采用縮合效果較好的1-羥基苯并三唑(HOBT)和1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI)以及化合物12合成中間體5或5′。其中，化合物12采用廉價易得的化合物11制得；化合物5或5′酸解后直接采用飽和NH3的無水乙醇進(jìn)行氨化得到化合物6或6′，結(jié)果較理想，目標(biāo)化合物總收率接近50%。同時，該發(fā)明對其進(jìn)行了類似物的合成，也得到了較好的結(jié)果。德國貝林格爾英格海姆國際有限公司的另外3份專利WO2007071743A1、WO2007071742 A1、WO2009153215A1公開了達(dá)比加群酯的另一種合成方法，即先用4-氨基芐腈依次與鹽酸羥氨和乙醇鈉反應(yīng)得4-氨基-N，N′-羥基苯甲脒，繼續(xù)依次與碳酸二甲酯和乙醇鈉反應(yīng)生成噁二唑類化合物，再和溴乙酸乙酯反應(yīng)得到仲氨類化合物，經(jīng)堿水解得到羥酸，然后在CDI存在下與3-[(3-氨基-4-甲胺基苯甲?；?(吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯縮合得到苯并噻唑類化合物，經(jīng)Pd/C催化還原后再與鹽酸成鹽，并在堿性條件下與氯甲酸正乙酯反應(yīng)制得達(dá)比加群酯。該合成工藝中，各個化合物中間體難以精制提純，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。對此，專利CN105906607A對上述3份專利的制備方法做了改進(jìn)，a、3-{[(3-氨基-4-甲胺基)苯甲?；鵠(吡啶-2-基)氨基}丙酸乙酯(2)經(jīng)酰胺化，脫水縮合反應(yīng)為3-[[[2-[[(4-氰基苯基)氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯(3)；b、(3)轉(zhuǎn)化為3-[[[2-[[(4-脒基苯基)氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯(4)；c、(4)?；癁檫_(dá)比加群酯(1)。該工藝起始原料易得，反應(yīng)條件溫和、收率較高，易于工業(yè)化生產(chǎn)。專利WO2015027893A1同樣針對上述德國貝林格爾英格海姆國際有限公司的3份專利中報道的制備路線進(jìn)行了改進(jìn)(見圖3)，包括以下步驟：(1)以化合物A為原料，在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI)縮合劑的作用下與化合物B反應(yīng)，生成化合物C；(2)化合物C和化合物D在-30℃至-78℃的溫度下，在二甲基亞砜(DMSO)為氧化劑和有機堿的作用下，在草酰氯的協(xié)同作用下進(jìn)行 Swern氧化反應(yīng)，生成化合物D；(3)化合物D與化合物E在酸的催化下生成亞胺中間體，然后未經(jīng)處理在碘甲烷的作用下進(jìn)行甲基化反應(yīng)，生成化合物F；(4)化合物F在還原劑的作用下進(jìn)行還原反應(yīng)生成化合物G。該專利的達(dá)比加群酯的合成方法以化合物A為原料(化合物A的工業(yè)成本為大概100元/g)，大大降低了合成苯并咪唑環(huán)所花費的原料和試劑費用，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價值和較強的市場競爭力，且反應(yīng)過程中不排出大量的廢酸，具有環(huán)保價值。此外，該專利的合成方法收率較高，后處理方便，為達(dá)比加群酯的工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)提供了一條優(yōu)選的方案。

3 結(jié)論

自達(dá)比加群酯研發(fā)以來，在其上市之前，關(guān)于其衍生物、制備、晶型、鹽等的報道都非常少，國內(nèi)更是直到2006年才首次報道了其制備方法。但在該藥物上市之后，國內(nèi)的研究熱情空前，截至目前，專利申請量居世界首位，并處于遙遙領(lǐng)先的地位。專利涉及達(dá)比加群酯的晶型、鹽、精制純化、結(jié)構(gòu)衍生優(yōu)化、方法制備等方面。隨著達(dá)比加群酯化合物專利于2018年2月16日在中國到期，該藥物的使用成本明顯降低。同時，科研人員將致力于通過結(jié)構(gòu)修飾，制備出更多的新衍生物，這其中或許存在藥效更好的化合物?？傊?，該藥物的發(fā)展前景值得進(jìn)一步跟蹤關(guān)注。