韦瑞德合成工艺的优化

第38卷第4期江西师范大学学报(自然科学版)Vol 38 No 4014年7月Journal of Jiangxi Normal University( Natural ScienceJul.2014文章编号:1000-5862(2014)040331405韦瑞德合成工艺的优化严楠},芮培欣!,熊斌!,刘德永,林春花,廖维林2(1.江西师范大学江西省精细化工重点实验室,2,国家单糖化学合成工程技术研究中心,江西南昌330027)摘要:对韦瑞德合成工艺进行优化.以腺嘌呤为起始原料,将其与R-碳酸丙烯酯缩合反应制得(R)9(2羟基丙基)腺嘌呤,经醚化、超声辅助三甲基氯硅烷脱磷酸酯得到替诺福韦,再经碘甲基碳酸异丙酯酯化成盐得到最终产物韦瑞德,总收率为31%(以腺嘌呤计算),HPLC纯度达99.5%.该优化合成工艺成本低廉,收率高,步骤短,适合于工业化生产关键词:(R)9(2-羟基丙基)腺嘌呤;替诺福韦;合成;韦瑞德中图分类号:0626;TQ463.53文献标志码:A2(二乙氧基磷酰甲氧基)丙基]腺嘌呤(4),在超0引言声辅助三甲基氯硅烷作用下脱磷酸酯,水解析晶得替诺福韦(PMPA),PMPA与碘甲基碳酸异丙酯(自韦瑞德是一种新型核苷酸逆转录酶抑制剂,由制)酯化及成盐得到目标化合物,通过对工艺进行美国 Gilead公司开发研制,于2001年10月获得美改进和优化,确定了一条适合工业化生产韦瑞德的国FDA批准上市,用于治疗艾滋病(HIV感染)1.合成路线,总收率达31%.合成路线如 Scheme12008年又批准其用于治疗慢性乙型肝炎(HBV感所示染).韦瑞德还具耐受性好、耐药性低,特别对野生型HBV、ADⅤ耐药株、LAM耐药株均有很强的抑制1实验部分作用2.在治疗艾滋病方面,它比齐多夫定(AZT)和司他夫定(D4T)产生的细胞毒性小,对患者具有良1.1仪器与试剂好的耐受性31瑞士 BuchiB-540型显微熔点仪(温度计未经校韦瑞德是替诺福韦(PMPA)的前药,能提高口正); Bruker400MHz型核磁共振仪(CDCl或服利用率和利于细胞对其摄取3,韦瑞德及其复方 DMSO-d为溶剂,TMS为内标),HNMR的磁场频制剂已成为目前销售额最大的抗艾滋病药物,引起率为400MHz, IC NMR的磁场频率为100MHz;岛了学术界和工业界的广泛研究兴趣.当前研究的焦津FT-IR8400型红外仪(KBr压片);HPLC测定含点主要集中在改进TDF的合成方法、降低工业化生量,仪器为岛津SPD6AV液相色谱仪;CC测定含产成本因此开展韦瑞德的工艺合成研究具有重要量,仪器为日本岛津GC-2010气相色谱仪;KQ意义400KDE型高功率超声波清洗器(昆山舒美仪器有韦瑞德的合成路线主要有4条“6,分别以R限公司)碳酸丙烯酯、D乳酸异丁酯、R-乳酸甲酯、甲基环氧腺嘌呤、R-碳酸丙烯酯η、氢氧化钠、对甲苯磺乙烷为原料本文结合课题组前期工作η并参考相酰氧甲基膦酸二乙酯、乙醇镁、三甲基氯硅烷、氯甲关文献,以腺嘌呤为原料,与R-碳酸丙烯酯开环缩基碳酸异丙酯、碘化钠、富马酸、异丙醇、丙酮、乙腈合生成(R)942羟基丙基)腺嘌3,再与对甲乙中国煤化工安、N甲基吡咯烷酮、甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯烷基化反应化生成(R)-9-苯、HCNMHG析纯收稿日期:2013-04-10基金项目:国家科技支撑计划(2009BAI5B02)和江西省研究生创新专项基金(YC10A051)资助项目通信作者:廖维林(1963-),男,江西抚州人,教授,博士生导师,主要从事精细化学品及糖化学的研究林春花(1979-),女,江西新余人,助理研究员,硕士,主要从事色谱分析和精细化学品合成332江西师范大学学报(自然科学版)2014年NaDH(CHO) MgstageStage 2W/HCIHStage 4a50HooCScheme1韦瑞徳的合成路线1.2实验方法1084,1023,936,818,722,649cm-;ESI-Ms(m/1.2.1(R)-9(2-羟基丙基)腺嘌呤的合成向):194LM+H]+500mL三口烧瓶中加入腺嘌呤54.009(0.40m).1.2.2(R)924乙氧基稀酰甲氧基)丙基腺R碳酸丙烯酯4,000.480ml)、N,N.二甲基甲吟的合成向1L三口烧瓶加人化合物380g酰胺250mL、氢氧化钠0.48g0.012ml),氮气保(0.200m0)N,二甲基甲酰胶400n燥)乙护,加热至110℃,反应12h,冷却至室温冷却析醇镁34.30g(0.300mol),氮气保护,温度控制65晶,抽滤,滤饼真空干燥得白色固体,加入500m1L甲70℃,反应3h;缓慢滴加对甲苯磺酰氧甲基膦酸二苯乙醇(体积比为1:5)混合液重结晶,得白色固乙酯70.80g0.220ml),温度控制70-75℃,反体352.00g,收率67.0%,HPLC含量为9.5%.m应7h,滴加醋酸淬灭反应,调节pH值至7.0;减压p:193-194℃[文献值m.p.:192-195℃].浓缩,加入400mL二氯甲烷水(体积比为5:1)混H NMR(400 MHz, DMSO-d 6),8:1. 10(d,J合液,搅拌析出大量镁盐,抽滤,滤液萃取,水相加入2.68Hz,3H),4.04~4.16(m,3H),5.15(bs100mL二氯甲烷-水(体积比为9:1)混合液萃取31H1),7.3(bs,2H),8.10(s,1H),8.20(s,1H);次,合并有机相无水硫酸镁干燥3h,减压浓缩得金CNMR(100MHz,DsO-d),6:15589,152.25,黄色糖浆产物71.20g,加入100mL丙酮重结晶得149.69,140.50,118.51,64.61,50.10,20.79.I白色固体458.30g,收率85%,HPIC含量98.0%(KBr),p:3411323,3182,293,162,1603,m,p.:107-109℃;HNMR(400MNHz,CDC),6:1576,1477,1419,1296,1181,941,720,1.24~1.32(m,9H),3.60(d,J=4.00,13.60Hz647cm-1;ESMs(m/z):194[M+H];化合物1H),3.86d,J=9.20,13.60Hz,1H),3.91-3.953a:m.p.270~272℃,HNMR(400MHz,DMO.(m,1H),4.03-4.17(m,5H,4.38(dd,J=2.80,dn),6:1.54(d,J=6.00H,3H),2.50(s,2H),14.40Hz,1H),8.00s,1H),8.33s,1H);"CNMR2.92(s,1H),4.45(q,J=8.40,12.80Hz,1H),(100MHz,CDC3),δ:155.69,152.87,149.944.53~4.55(m,1H),4.76(dd,J=2.80,10.0Hz,141H中国煤化工,62.48,62.17,48.11,1H),5.62(bs,1H),8.16(s,1H),8.60(s,1H);"C16CNMHG,3301,3132,2980,NMR(100MHz,DMSO-d),δ:155.52,152.80,1683,1605,1578,1490,1418,1296,1232,1144,150.46,144.39,120.96,64.19,56.79,21.31.IR1048,1021,974cm;ES-MS(m/z):344[M+(KBr),n:3390,3200,3112,2969,1705,1632,H]1560,1519,1451,1436,1418,1296,1181,1128,1.2.3替诺福韦(5)的合成向250mL三口烧瓶第4期严楠,等:韦瑞德合成工艺的优化333中加入化合物417.20g(0.050mol)、三甲基氯硅烷549~5.58(m,4H),6.63(s,2H),7.19(s,2H),8.0221.80g(0.20mol),60℃超声辐射下反应6h.将反应(s,IH),8.13(s,H),13.10(bs,2H);"CNMR容器冷却至0℃,用氢氧化钠溶液调节pH值至3.0,冷(100MH,DMsO-db),δ:172.06,16224,15591,却析晶抽滤,得白色固体.加水80mL重结晶,所得固152.34,149.75,141.31,1134,75.49,75.37,62.49体在真空干燥箱干燥12h,得白色粉末12.20g,收率61.71,61.65,61.59,61.53,60.86,46.77,35.67,30.6685%,HPIC含量92%.m,p.:272~274℃;HNMR20.91,16.5,161,1600;R(KBr),D:3429,3233,(400MHz, DMSO-d),8:1.4~1.32(m,9H),3.602986,2940,1757,1687,1508,1470,1423,1377,(d,J=4.00,13.60Hz,lH),3.86(d,J=9.20,1271,1186,1160,1103,983,.892,789,656cm-113.60Hz,lH),391~3.95(m,1H),4.12-4.19(m,ESI-MS(m/z):520M+H]IH),4.27(dd,J=2.84,14.60Hz,1H),7.25(s,1H)8.13(s,1H);:CNR(100MHz, DMSO-de),6:15569,2结果与讨论152.87,149.94,141.69,118.94,76.31,63.55,62.4862.17,48.11,16.40;IR(KBr),:3392,3108,2967,以腺嘌呤为原料合成韦瑞德(1)的工艺路线主1699,1413,1238,1105,1077,935,752,717,479cm要包括4个主要部分:1)合成高纯(R)-9(2-羟基丙ESI-MS( m/z): 288M+H]'基)腺嘌呤(3),分离异构体(3a);2)制备关键中间1.2.4碘甲基碳酸异丙酯的合成向250mL三口烧体(R)-9-[2(二乙氧基磷酰甲氧基)丙基]腺嘌呤瓶中加入氯甲基碳酸异丙酯25.00g0.64mol)、碘化(4);3)朧脱磷酸酯制备替诺福韦(5)工艺优化;4)酯钠440g0.300mol)、乙腈100ml,氮气保护,铝箔覆化反应制备关键中间体替诺福韦二酯(盖避光,30℃反应22h,抽滤分离固体,乙腈洗涤,滤液在合成化合物3时,一般都采用腺嘌呤与R-碳减压浓缩.向反应混合物加入二氯甲烷-水500m体酸丙烯酯在碱催化条件下发生缩合反应制备.为了积比为1:1)混合液搅拌15min,静置分层,硫代硫酸避免生成异构体(3a),P. Garner小组8报道了二碳钠溶液洗涤有机相,真空下浓缩,得油状物37.2∞0g,收酸二叔丁基甲酯保护胺基方法,但是步骤冗长,工艺率叨%,CC含量9%.HNMR(400MHz,CDCl3),δ:繁琐,不适合工业化生产.所以本课题组尝试了碱催1.3(s,6H),4.95(m,1H),5.95(s,2H);CMMR化缩合反应工艺优化,确定最佳工艺条件:以N,N100MHz,CDCl3),δ:152.48,73.62,34.37,21.68;R甲基甲酰胺为溶剂,π腺嘌呤):n(R-碳酸丙烯(KBr),:1759,1077cm酯):n(氢氧化钠)=1.00:1.20:0.03,110℃条件1.2.5韦瑞德的合成向500mL三口烧瓶加入化合下反应12h为了提高化合物3纯度,重结晶工艺采物55740g0.200mo1)、三乙胺880g(0.800mod)、用乙醇甲苯代替甲醇异丙醇结晶方法,纯度从N-甲基吡咯烷酮200mL,氮气保护,温度控制45~97.8%提高至99.5%,产率67%,回收溶剂可以重50℃,反应1h;缓慢滴加碘甲基碳酸异丙酯108.00g复利用(0.440mol),温度控制55~60℃,反应5h.反应体系关键中间体4可由(R)-9(2-羟基丙基)腺嘌呤加入石油醚200mL,抽滤去除三乙胺盐,滤饼加入石油与对甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯烷基化反应制得,醚50mL洗涤,合并萃取分液,取下层有机相;加入乙根据文献报道,筛选合适碱性催化剂很重要,最初研酸乙酯和水混合液200ml(体积比=3:1)萃取,水相究者选用氢化钠6,但它不稳定,反应中会放出大加入乙酸乙酯150mL萃取3次,合并有机相,加入硫量热,反应很难控制;改用叔丁醇锂4反应收率可酸镁干燥有机相,减压浓缩,得黄色糖浆.将其溶解于提高至50%,为了进一步提高反应收率,文献5J改300mL异丙醇中,加热溶解,加入溶于100mL异丙醇用叔丁醇镁,收率提髙至82%,但是由于叔丁醇镁中的富马酸1:80g0180ml),并在55℃搅拌1h,价格中国煤化工入2当量,而且大量镁冷却析品,过滤用冷异丙醇洗涤,真空干燥得白色粉盐CNMHG包裹产物,抽滤分离困末81.30g,收率64%,HPC含量9.5%.mp.:14~难”现象受到文献5]的启发,本文对不同碱性催115℃;HNMR(400MHz,DMsO-d6),δ:.06(d,J=化剂进行筛选(表1),确定最佳反应条件:以N,N6.40Hz,3H),1.24(d,J=6.40Hz,12H),3.95~4.00二甲基甲酰胺为溶剂,n(3)n(乙醇镁):n对甲苯(m,3H),4.14~428(m,2H),4.79~4.86(m,2H),磺酰氧甲基膦酸二乙酯)=1.0:1.5:1.1,70℃条334江西师范大学学报(自然科学版)2014年件下反应7h.乙醇镁脱嘌呤中羟基中的质子效果最可得为理想,收率85%,初产物不需柱层析提纯,重结晶表1(R)-9[2(二乙氧基磷酰甲氧基)丙基]腺嘌呤的最佳反应条件的筛选BaSolventYield/%oDMF19.0DMEDMEKO-I-BIDME7 LiHMDSDMEC2H,O)2DME文献5]报道三甲基溴硅烷催化(R)-9-2(二模以下,反应效果较好,收率85%,放大反应时,化乙氧基磷酰甲氧基)丙基]腺嘌呤水解合成替诺福合物4反应不充分,收率仅为50%,需柱层析纯化韦(5),需4当量三甲基溴硅烷,收率90%,成本较不利于规模生产.为了降低成本,合成过程中发现高;本文对文献方法进行改进,最初尝试使用三甲基借助超声辅助°三甲基氯硅烷可以缩短反应时间,氯硅烷/溴化钠代替三甲基溴硅烷催化水解,克级规提高产物收率,并对工艺条件进行优化(见表2)表2(R)9[24磷酸甲氧)丙基]腺嘌呤的工艺条件优化ConditionsAcid(Eq.)T/℃Isolated Yield /%oCH,)3SiCVURCH, )3SiCIURCH,), SICI/URCH,)3SiCIUR08548(CH SiCL/UR12(CH,),SICVUR5.0(CH),SiCI/UR8(CH, ), SiCI/UR4.09( CH,), SICVUR(CH,), SiCI/UR(CH,),SiCI/UR4.0a: 50 mmol scale文献5]和文献10]报道关键中间体6可由替n(5):n(碘基碳酸异丙酯):n(三乙胺)=1.0诺福韦与氯甲基碳酸异丙酯在三乙胺催化作用下发2.2:4.0,5℃条件下反应5h.生酯化反应制得,反应需加入1当量四丁基溴化胺相转移催化剂,5当量氯甲基碳酸异丙酯,化合物53结论转化率约为85%.首先严格按照文献反应条件,回收相转移催化剂和氯甲基碳酸异丙酯需要大量溶本文从腺嘌呤出发经4步反应合成韦瑞德,总剂,另外过量氯甲基碳酸异丙酯易发生副反应5,收率从14%提高至31%,光学纯度达99.5%,实验化合物6纯度约72%~78%,直接成盐得到富马酸室可以实现百克级规模制备,类似工艺路线未见文替诺福韦酯1粗产物,产物粘稠,抽滤困难,需重结献抿中国煤化优点:1)以乙醇镁代晶3~4次,不利于工业化生产.为了克服以上缺点,替CNMHG化钠叔丁醇钠、叔于参考文献11],首先制备碘基碳酸异丙酯,在三乙醇锂寺),天约成本,安全性更高,收胺催化条件下,化合物5与碘基碳酸异丙酯直接酯率达85%;2)超声辅助三甲基氯硅烷作用下脱膦酸化,化合物5转化率92%,对反应条件进行了优化,酯,收率85%,成本明显低于三甲基溴硅烷脱膦酸确定了最佳反应条件:以N甲基吡咯烷酮为溶剂,酯工艺;3)碘甲基碳酸异丙酯与替诺福韦酯化反第4期严楠,等:韦瑞德合成工艺的优化335应,摩尔比为2.2:1.0,转化率92%,优于氯甲基碳酸异丙酯(摩尔比为5:1)酯化效果.and enantioselective ring opening with TMSN3. An efcient, catalytic route to 1, 2-amino alcohols[ J.J Am4参考文献Chem soc,1996,l18(31):7420-7421[7]夏剑辉,许招会,严楠.甲醇钠催化合成(R)-碳酸丙烯酯[J.化学世界,2013,54(2):107-11]崔岚,安富荣,王晓珉核苷酸逆转录酶抑制剂替诺福[8 Dey S, Garner P Synthesis of ter韦[J.中国新药杂志,2004,13(11):1054-1058protected purines[ J]. J Org Chem, 2000, 65( 22):76972]Snow L A, Chappell B, Curtis M., et al. No resistance totenofovir disoproxil fumarate detected after up to 144[9]崔汉峰,袁金斌,王星,等.异丁基硼酸的超声辐射合成eeks of therapy in patients monoinfected with chronicJ].江西师范大学学报:自然科学版,2012,36(4)hepatitis B virus[ J ]. Hepatology, 2011, 53(3): 763-773415416[3]吴剑涓抗乙型肝炎病毒药物研究进展[J].天津药[10 Houghton S R, Melton J, Fortuna j,etal. Rapid,mid学,2006,18(2):49-52method for phosphonate diester hydrolysis: development of[4]Schultze L M, Chapman HH, Dubree N J P, et al.Practi-a one-pot synthesis of tenofovir disoproxil fumarate fromcal synthesis of the anti-Hiv drug, PMPA J.Tetrahedtenofovirdiethyl ester[J]. 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The target product was synthesized from adenine viaring-opening condensation with(R )-propylene carbonate, etherification and ultrasonic radiation-assisted hydrolysisto give Tenofovir. Which was subjected to reaction with lodine methyl isopropyl carbonate, followed by salt formationwith an overall yield of about 31%, the HPLC purity was up to 99.5%. The optimized synthetic process has the advantages of cheapness, high yield, simple and easy work-up. Which was more suitable for industrialized productionKey words: (R)-9-( 2-hydroxypropyl )adenine; tenofovir; synthesis; Viread(责任编辑:刘显亮)H中国煤化工CNMHG