前沿分享｜通过氢化反应的高通量筛选和优化实现ENT-03的不对称合成

转自：博腾股份Porton

#前沿分享

Trodusquemine 是具有重要生理活性的天然产物。根据对哺乳动物体内产生的胆汁酸（如 7-HOCA）的研究，ENT-03 被预测为是在哺乳动物体内具有和trodusquemine同等生理活性。我们制备了 ENT-03 的 C-25 异构体，并在小鼠大脑中检测到了这两种异构体。特罗杜司喹和 ENT-03 对肥胖症和胰岛素抵抗都有显著效果。(25S)-ENT-03 被选中开发用于治疗糖尿病和肥胖症。

为了建立 (25S)-ENT-03 的不对称合成，研究人员探索了烯酸（9）的不对称氢化反应，将其作为构建 C25 手性中心的关键步骤。在对超过 200 种反应条件进行筛选后，发现一种原位形成的钌-Mandyphos 复合物能有效地将 9 转化为 (S)-10，转化率达100%，de值达到 95%。Mandyphos 配体的两种对映体都可以很容易买到，而使用另外一个构型的配体，在类似的反应条件下，可将 9 转化为 (R)-10，转化率为100%，de值为94.4%。

1. 初步筛选

初步筛选设计：12 种催化剂，4 种溶剂，含或不含 Et3N。

• Cat 2: (p-cymene)2RuCl2 / SL-M009-1;

• Cat 9: Ir(cod)(Pfaltz)BArF;

• Cat 10: Ir(cod)2BArF / (S,S-DTBBnSIPHOX)

研究发现，Ru/MandyPhos、Ir/Pfaltz 和 Ir/DTBBnSIPHOX 在转化中很有效，而加入碱往往能提高转化率。这两个话题在随后的筛选中得到了进一步探讨。

2. 不同碱的筛选比较

除了 Et3N 和 Cs2CO3 外，还测试了 2,6-lutidine、iPr2NEt、K2CO3 和 Li2CO3。

碱对 Ir 系统的转化率和选择性有重要影响，但 Ru 系统可以耐受多种碱，其de值或转化率不会发生显著变化。

3. 进一步筛选: 催化剂系统

48 种催化剂体系中立体选择性最高的 12 种：

我们对不同的金属前体和配体进行了筛选，尽管这轮结果显示最佳配体与初筛的结果相同。Ru(methallyl)2(cod) / M009-1 的 LCAP 为98%，de值为90%，而 Ir(cod)(acac)和 (S,S)-DTBBnSIPHOX 的 LCAP 为98%，ee 为96%。

虽然 Ir 体系的转化率和选择性更好，但考虑到 Ir 与 Ru 的成本以及各自最佳配体的相对可得性促使我们决定在进一步筛选中重点关注 Ru/MandyPhos 体系。

4. 使用溶剂的进一步优化

>在 Ru/M-009-1 含量为 2% 的情况下，对超过 30 种溶剂进行了研究。

环己烷的选择性最好，其次是二氯乙烷。大多数溶剂都能生成较高含量的粗品（大于 90%），其中二氯乙烷的粗品生成率大于95%，环己烷的粗品生成率为92.5%。一般来说，加入碱会对选择性产生负面影响。

5. 酸添加和催化剂负载筛选

对二氯乙烷中的酸添加剂和降低的催化剂负载进行了筛选，部分结果如下。

研究发现，外加 HBr 或 HI 可提高 Ru/M-009-1 体系的选择性。

在 M-009 和 M-004 中研究了低至0.25%的催化剂负载量。当负载量较低时，选择性降低，而 M004-1 的选择性和转化率略好。

6. 进一步筛选

在考量了溶剂与酸添加剂的同时，进一步降低Ru/M-004-1 催化剂负载。

即使催化剂负载量为0.05%，转化率仍然可以接受。不过，催化剂负载量较低时，选择性会受到影响。总体而言，在二氯乙烷中获得的结果最好；不过，反应在对于生产更友好的溶剂中，也能获得大于90%的转化率和大于93%的de值。最后，我们选择了 i-PrOAc 和 HBr 进行最终优化，因为这是一个更容易生产放量的选择。

7. 温度和压力效应

8. ENT-03 合成，包括关键的不对称氢化反应

Porton J-STAR团队很高兴与大家分享在ENT-03开发过程中做出的重大贡献，ENT-03是一种治疗糖尿病和肥胖症的有前途的哺乳动物Trodusquemine类似物。不对称氢化技术的开发由博腾J-STAR的Thorsten Rosner 博士领导，其他几位业内专家包括 Hui Chen 博士、Qi Gao 博士、Andrew Thompson 博士和 Ian Crouch 也参与了这项工作。该合成中的一个关键突破涉及烯酸的不对称氢化，只使用了 0.05 mol% 的市售钌-Mandyphos催化剂，就获得了所需的对映异构体，对映体de值达到 95%。

这一成功源于一系列细致的高通量筛选实验，我们在 200 多种反应条件下对各种催化剂、溶剂和添加剂进行了评估。通过严格的评估和优化过程，我们最终确定 (Me-allyl)2Ru(COD)/SL-M004-1 为优质催化剂。我们还选择了环保型溶剂 i-PrOAc，它为反应提供了最佳的可放大性和效率。

作者介绍

博腾 J-Star 团队致力于以创造性的方案为客户解决复杂化学问题。

请通过 business@portonpharma.com 与我们联系，了解我们如何助您推进药物开发进程。

博腾股份为全球药企、生物科技公司、科研机构等提供从临床前研究到药品上市全生命周期所需的小分子药物、多肽与寡核苷酸药物、蛋白与偶联药物以及细胞与基因治疗药物等一站式服务解决方案，研发、生产、运营场地覆盖中国（重庆、上海、四川、江苏、江西、湖北）、美国、斯洛文尼亚、比利时、瑞士和丹麦等地。我们致力于以客户为中心，为客户提供卓越的全球化、端到端CDMO服务，让好药更早惠及大众。

声明：本文所述信息仅作为对相关技术历史的陈述及作者个人观点的表达，博腾及其所属子公司均不对本文所提供信息做任何形式的保证，也不承担因使用或依赖本文信息所产生的任何直接或间接的后果。

（转自：博腾股份Porton）