CN101544632A

CN101544632A - 拉米夫定非对映选择合成方法

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Publication number: CN101544632A
Application number: CN200910043203A
Authority: CN
Inventors: 张瑞华; 袁秀菊; 刘友先; 王朝磊; 姚亮元; 徐义权; 王雪姣
Original assignee: HUNAN QIANJIN XIANGJIANG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: HUNAN QIANJIN XIANGJIANG PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: CN101544632B

Abstract

拉米夫定的非对映选择合成生产方法，它以手性助剂L－薄菏醇为起始原料，在浓硫酸的作用下“一锅烩”合成反5－羟基－1，3－氧硫杂环戊烷－2－羧酸－(1′R，2′S，5′R)薄荷醇酯，选择三乙醇胺得到反式体反5－羟基－1，3－氧硫杂环戊烷－2－羧酸－(1′R，2′S，5′R)薄荷醇酯，与酰化剂反应得到反式－5－乙酰氧基－1，3－氧硫杂环戊烷－2－羧酸－(1′R，2′S，5′R)薄荷醇酯，与胞嘧啶在碱的作用下成苷得5S－胞嘧啶－1′－基－1，3－氧硫杂环戊烷－2－羧酸－(1′R，2′S，5′R)薄荷酯，再经还原剂还原、与阿斯匹林成盐，游离析出拉米夫定。它在反应过程中加入三乙醇胺作为互变剂，使拉米夫定的收率大大提高。在反应过程中加入阿斯匹林，使拉米夫定形成水溶性差的阿斯匹林盐，可有效地从这类介质中分离和析出。

Description

拉米夫定非对映选择合成方法

技术领域：

本发明涉及一种核苷类似物的生产方法，特别涉及一种拉米夫定的非对映选择合成生产方法。

背景技术：

乙型肝炎口服治疗药拉米夫定(lamivudine，Zeffix，化学名称：2，3-二脱氧-3-硫代胞嘧啶，简称3TC)是核苷类似物，是病毒DNA逆转录酶抑制剂，用于慢性乙型肝炎，经证明有代偿失调性肝病或组织学上证实有活动性和(或)纤维化的肝炎病人的治疗。其化学结构为：

拉米夫定lamivudine是一种新的脱氧核苷类似物，是(2R-cis)-4-氨基-1-(2-羟甲基-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基)-2(1H)-嘧啶酮四个旋光异构体之一的顺式左旋光对映体，是优于抗HIV药物AZT的新一代核苷类抗病毒药物。对人类免疫缺陷病毒HIV有明显的作用，已被数十个国家批准治疗艾滋病。1995年以来在动物实验和体外细胞系的研究证明，它具有明显抑制HBV-DNA聚合酶的作用，已在世界加拿大、美国、欧盟、中国、新加坡、菲律宾、日本等几十个国家批准用于乙型肝炎的治疗。拉米夫定含有两个手性中心，并以两对光学异构体的形式存在，即两个顺式构型和两个反式构型，同其它异构体相比，顺式左旋光对映体显示有用的生物活性，且毒性最小，因此，选择拉米夫定的顺式左旋光异构体的生产方法是非常重要的。

中国专利92103921.2公开了题为非对映选择合成核苷的方法，介绍了对氧硫杂环中间体的拆分。拆分原理为(L)-薄荷醇与2-羧基点-乙酰氧基-1，3-氧硫杂环戊烷成酯，经低温冷冻分离为单一非对映异构体。然后以三甲基碘硅烷作为路易斯酸，经碳-氮键偶联接上胞嘧啶，并利用还原剂氢化铝锂还原得终产物拉米夫定，此方法总产率不高，且所用化工原料较贵。

中国专利CN03135330.4公开了题为“拉米夫定的非对映选择性制备方法”，介绍了乙醛酸光活性醇酯为起始原料与与2，5-二羟基-1，4-二硫噻烷缩合得到反式-5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸酯，经卤代后与硅烷化的N—乙酰胞嘧啶在碱的作用下缩合，再通过还原、氨解等获得拉米夫定，所用原料贵，拉米夫定在水中有高的溶解性，使得他们在水中难有效分离。

中国专利CN200410023744.1公开了题为“拉米夫定适合工业化的制备方法”，介绍了以乙醛酸、薄荷醇和2，5-二羟基-1，4-二硫噻烷为起始原料，反应得到反式-5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯，经醋酐乙酰化得到反式-5-乙酰氧基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯，与硅烷化的胞嘧啶反应，再经红铝还原得到拉米夫定。

此方法由于在形成5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯的过程中没有加入互变剂，使生成反式异构体和顺式异构体的混合物，而不得不在后续步骤中采取加入路易斯酸以实现生成顺式拉米夫定的方法，这种方法收率低，而且所用化工原料较贵，不适合工业化生产。

工业化生产中，其合成主要围绕合成含两个手性中心的氧硫杂环戊烷衍生物展开，目前应用最成功的是中国专利3145211.6。该专利公开了核苷类似物的非对映选择合成方法。该方法包括使嘌呤或嘧啶碱或他们的类似物或衍生物与中间体成苷反应的步骤。

该专利所公开的为核苷类似物的非对映选择合成方法，而未直接提供拉米夫定的非对映选择合成方法，本领域技术人员根据常识可知，核苷类似物是包括拉米夫定在内的一大类高分子化合物，在其基础上，工业化大规模生产拉米夫定生产方法所要解决的主要要问题是如何从反式和顺式异构体混合物中得到单一反式左旋光异构体，如何提高顺式左旋光对映体拉米夫定的收率，三乙胺虽能起到此作用，但三乙胺有强烈的氨臭味，对人体有强烈的刺激性。不利于操作人员的身体健康。

另一方面，工业化生产中拉米夫定在水溶液中的分离提纯难易程度也是要探索的问题，拉米夫定在极性介质中有很大的溶解性，例如含水溶剂，使得它们很难结晶析出，现有技术所采用的方法是使拉米夫定形成水杨酸盐，使所得拉米夫定在水中的溶解度小而易于分离，可有效地从介质中分离和析出，该水不溶性盐可通过常规方法转化为游离碱，但此方法所存在的的问题是：其不可避免存在水杨酸的残留，而超过0.02％的水杨酸就有严重的耳毒性反应，现有工业化生产技术很难达到这一指标要求，即使满足了此要求，其毒副作用仍然存在。因此，现有技术中的拉米夫定的合成方法仍需进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉米夫定的非对映选择合成方法，它可提高顺式左旋光对映体拉米夫定的收率，所得拉米夫定易于分离、并具有无毒副作用物质残留的优点。

本发明的技术方案为：

一种拉米夫定的非对映选择合成方法，它以手性助剂L-薄菏醇为起始原料，在浓硫酸的作用下“一锅烩”合成反5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯，选择三乙醇胺得到反式体反5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯，与酰化剂反应得到反式-5-乙酰氧基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯，与胞嘧啶在碱的作用下成苷得5S-胞嘧啶-1’-基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷酯，再经还原剂还原、与阿斯匹林成盐，游离析出拉米夫定。

其工艺路线为：

其特征在于：它在步骤A中加入三乙醇胺，用以处理溶液中的反式和顺式混合物，三乙醇胺能影响异构体的互相转变但又不完全抑制所需单一对映体的结晶析出；

作为对本发明的进一步改进，它在步骤D中加入阿斯匹林，所述的阿斯匹林与溶液中的拉米夫定形成阿斯匹林盐。

作为对本发明的进一步改进，用三乙醇胺处理溶液中异构体的混合物，该三乙醇胺能影响异构体的互变而不完全抑制所需单一对映体(IIIa)和(IIIb)的结晶析出。

作为对本发明的进一步改进，用三乙醇胺处理溶液中异构体的混合物，选择性结晶析出(IIIa)；

作为对本发明的进一步改进，用三乙胺处理溶液中异构体的混合物，选择性结晶析出(IIIb)；

作为对本发明的进一步改进，所述的步骤A中加入薄菏醇，优选为(L)-薄菏醇，用三乙醇胺处理溶液中异构体的混合物，选择性结晶析出(IIIa)；

作为对本发明的进一步改进，它在步骤D中加入阿斯匹林与5S-胞嘧啶-1’-基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷酯的摩尔比为1:0.9-1:1.1，优选为1：1。

本发明所利用的原理及有益效果在于：

在步骤A中：

所得中间体有以下四种异构体：

R表示手性助剂，选自(d)-孟基，(1)-孟基，(d)-8-苯基孟基，(1)-8-苯基孟基，(+)-麻黄碱，和(-)麻黄碱，更优选自(L)-孟基。

用于制备反式异构体(IIIa)、IIIb)和他们的顺式异构体(IIIc)、(IIId)的反应后通常会得到它们的异构体的混合物，我们知道，反式异构体且比顺式异构体(IIIc)、(IIId)易于结晶析出，当式(IIIa)、(IIIb)的化合物从含有他们的异构体混合物中结晶分离时，收率会受存在于他们中的异构体(IIIa)、(IIIb)的数量的限制，因此，选择适当的互变剂使尽可能多地形成反式异构体(IIIa)、(IIIb)，而抑制顺式异构体(IIIc)、(IIId)的形成，可提高反式异构体(IIIa)、(IIIb)的收率，从而可使顺式对映体拉米夫定的收率大大提高。该互变过程可与异构体的形成过程同时进行，也可使已经形成的顺式异构体(IIIc)、(IIId)转变成反应异构体(IIIa)、(IIIb)，该互变过程可增加分离(IIIa)、(IIIb)异构体的纯度，通过互变，可使异构体分离产率提高到大于理论值的50％以上，也不排除达到100％。

本发明采用三乙醇胺处理溶液中的反式和顺式混合物，该试剂能影响异构体的互相转换但又不完全抑制所需单一对映体(IIIa)和(IIIb)的结晶析出，大大提高了(IIIa)和(IIIb)的收率。

手性助剂用于影响外消旋混合物的化学拆分，此手性助剂可具有一个手性中心，也可具有两个手性中心，一旦手性助剂进入起始原料，手性助剂的作用是能够简单分离所得到的非对映混合物，如果手性助剂使用了L的手性助剂，则可由立体异构体的反式醇混合物(IIIa)，(IIIb)和差向异构顺式醇混合物(IIIc)、(IIId)中选择地结晶析出左旋光异构体(IIIa)和(IIIc)。相反如果手性助剂使用了d的手性助剂，则可由立体异构体的反式醇混合物(IIIa)，(IIIb)和差向异构顺式醇混合物(IIIc)、(IIId)中选择地结晶析出右旋光异构体(IIIb)和(IIId)，本发明选择手性助剂为(L)-薄菏醇，因此可由反式异构体混合物(IIIa)、(IIIb)和顺式异构体混合物中选择性结晶出反式左旋光对映体(IIIa)和(IIIc)。

在此基础上，由于溶液中存在三乙醇胺，它可使顺式异构体(IIIc)转换为反式异构体(IIIa)，本发明通过选择合适的手性助剂，并通过加入三乙醇胺，可使左旋光反式异构体(IIIa)的收率大大提高。

该步反应可描述为：在酸催化剂的作用下，L(-)薄荷醇(II)，乙醛酸一水合物在回流温度下发生酯化反应，然后和2，5-二羟基-1，4-二噻烷缩合反应，用有机碱三乙醇胺的正庚烷溶液中和，同温下反应若干小时，抽滤，干燥得白色固体。本步收率95％以上，优于现有技术中所能达到的收率75％。

由于在步骤A中使用互变剂三乙醇胺，实现了替代三乙胺的作用，避免了三乙胺的强烈的氨臭对人体的刺激性。

步骤B：

中间体(III)在乙酰氯和三乙醇胺溶液里生成中间体(IV)。

步骤C：

胞嘧啶与中间体(IV)是在不加路易斯酸的情况下发生成苷反应得到中间体(V)。

步骤D中：

中间体(V)，在硼氢化钾和氯化锂作用下发生还原反应得拉米夫定，拉米夫定在极性介质中有很大的溶解性，例如含水溶剂，使得它们很难结晶析出，本发明用阿斯匹林处理拉米夫定的溶液，其溶剂包括水和极性溶剂，尤其为含有有机溶剂和水的混合物，通过形成水溶性差的阿斯匹林盐，该阿斯匹林盐可有效地从这介质中分离和析出，该水不溶性盐可通过常规方法转化为游离碱拉米夫定。

这方法可避免产品中水杨酸的残留，由于阿斯匹林是可药用的化合物，可将成盐物质对人体的毒副作用大大降低。

步骤E：

中间体(VI)在三乙醇胺作用下游离成拉米夫定即化合物(I)。

具体实施方式：

实施例一：

一种拉米夫定的制备方法。其生产方法是：

步骤1：

反5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯(即中间体III)的制备：

向500mL三颈瓶中，加入17.5mL(0.1mol)L(-)薄荷醇，50％18.4g(0.1mol)乙醛酸一水合物，200mL异丙醚和3mL浓硫酸，剧烈搅拌下回流反应10h后，将冷凝管改为分水器，缓缓分出定量的水，稍冷后，加入15.2g(0.1mol)2，5-二羟基-1，4-二噻烷，混合物回流反应3h，冷却，抽滤，滤液减压浓缩至100mL后冷在0～5℃，其缓缓加入2mL三乙醇胺的200mL正庚烷溶液，同温下搅拌8h，抽滤，滤饼用少量的异丙醚和正庚烷洗涤，干燥得白色固体27.8g，TLC检测一个点(展开剂为乙酸乙酯)，Rf约0.65(254nm紫外灯下)，收率96％，mp 110～112℃。

步骤2：

反式-5-乙酰氧基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯(即中间体IV)的制备：

向500mL三颈瓶中，加入29g(0.1mol)反5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯(即中间体III)，21mL(0.15mol)三乙醇胺和150mL二氯甲烷，在0～5℃冷却，缓缓滴加8mL(0.11mol)乙酰氯，加完后室温搅拌反应30min，向反应瓶中缓缓加入150mL水，分取有机层，用饱和盐水洗50mL X 3，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，蒸去溶剂，残余物用少量四氢呋喃溶解，搅拌下加入6倍量的石油醚，冷却10h，得31.4g，TLC检测一个点(展开剂为乙酸乙酯)，Rf约0.86(254nm紫外灯下)收率95％，mp104～105℃，[α]²²D-60.4°(c0

步骤3：

5S-胞嘧啶-1’-基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷酯(即中间体V)的制备：

向500mL三颈瓶中，加入29g(0.1mol)反5-羟基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷醇酯(即中间体IV)，21mL(0.15mol)三乙醇胺和150mL二氯甲烷，冷在0～5℃，缓缓滴加8mL(0.11mol)乙酰氯，加完后室温搅拌反应30min，向反应瓶中缓缓加入150mL水，分取有机层，用饱和盐水洗50mLX3，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤，蒸去溶剂，残余物用少量四氢呋喃溶解，搅拌下加入6倍量的石油醚，冷却10h，得31.4g，TLC检测一个点(展开剂为乙酸乙酯)，R_f约0.86(254nm紫外灯下)收率85％，mp104～105℃，[α]²²D-60.4°(c0.51，CHCl₃)，文献报道mp 105～106℃，[α]²²D-60°(c0.51，CHCl₃)。

步骤4：

4-氨基-1-(2R-羟甲基-[1，3]氧硫杂环戊烷-5S-基)-1H-嘧啶-2-酮单阿司匹林盐(即中间体VI)的制备：

向500mL三颈瓶中加入38.1g(0.1mol)5S-胞嘧啶-1’-基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷酯(即中间体V)，200mL四氢呋喃，搅拌下，加入5.4g(0.1mol)硼氢化钾和4.2g(0.1mol)氯化锂水溶液，室温搅拌反应15h，反应完全缓缓加入10mL10％的稀盐酸，搅拌10min，过滤，滤液减压蒸干，残余物加入200mL水，水层用异丙醚萃取(100mL x 3)除去薄荷醇后，加入16.2g(0.9mol)阿司匹林，加热至70℃得到澄清溶液，冰箱放置析晶，过滤，干燥，得白色固体35.8g，mp 80～82℃，收率87.6％。¹HNMR(DMSO-d₆)δ ppm：2.07(3H，s)，3.11(dd)和3.42(2H，dd)，3.74(2H，d)，5.17(1H，m)，5.80(1H，d)，6.20(1H，m)，6.88(2H，m)，7.44(1H，m)，7.76(3H，m)，7.91(1H，d)。

步骤5：

拉米夫定(最终产品)的制备：

将40.9g(0.1mol)4-氨基-1-(2R-羟甲基-[1，3]氧硫杂环戊烷-5S-基)-1H-嘧啶-2-酮单阿司匹林盐(即中间体VI)与300mL无水乙醇一起搅拌，加热至75℃得到澄清溶液，过滤，滤液加入17mL三乙胺，缓缓加入适量的乙酸乙酯，冰箱放置析晶，过滤，干燥得白色固体18.3g，TLC检测一个点(展开剂为乙酸乙酯：甲醇：三乙醇胺1：3：0.2)，Rf约0.32(254nm紫外灯下)，mp 167～174℃，[α]D²²-135°(c1.01，甲醇)，收率80％，文献报道mp158～160℃，[α]²²D-144°(c1.02，CHCl₃)。¹H-NMR(DMSO-d₆)δ ppm：3.02(1H，dd)，3.40(1H，dd)，3.72(2H，m)，5.16(1H，t，J＝4.6Hz)，5.31(1H，t，J＝5.7Hz)，5.72(1H，d，J＝7.4Hz)，6.19(1H，t，J＝5.2Hz)，7.20(1H，brs)，7.24(1H，brs)，7.81(1H，d，J＝7.4Hz)。¹³C-NMR(DMSO-d₆)δ ppm：165.78(C＝O)，154.83(NH₂C＝)，141.11(＝CH)，94.05(＝CH)，86.66(-OCHN-)，85.96(-OCHS-)，62.96(-SCH₂-)，36.42(-CH₂OH-)。

实施例二

实施例二的其它步骤与实施例一相同，只是步骤4中的4-氨基-1-(2R-羟甲基-[1，3]氧硫杂环戊烷-5S-基)-1H-嘧啶-2-酮单阿司匹林盐(即中间体VI)的制备如下：

向500mL三颈瓶中加入38.1g(0.1mol)5S-胞嘧啶-1’-基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷酯(即中间体V)，200mL四氢呋喃，搅拌下，加入5.4g(0.1mol)硼氢化钾和4.2g(0.1mol)氯化锂，室温搅拌反应15h，反应完全缓缓加入10mL10％的稀盐酸，搅拌10min，过滤，滤液减压蒸干，残余物加入200mL水，水层用异丙醚萃取(100mL x 3)除去薄荷醇后，加入19.8g(0.11mol)阿司匹林，加热至70℃得到澄清溶液，冰箱放置析晶，过滤，干燥，得白色固体36.5g，mp80～82℃，收率89.3％。

本发明包括但不限于上述实施方式，只要采用了在溶液中加入三乙醇胺的方式，即属于本发明的保护范围。

Claims

1、一种拉米夫定的非对映选择合成方法，其工艺路线为：

其特征在于：它在步骤A中加入三乙醇胺，用以处理溶液中的反式和顺式混合物，三乙醇胺影响异构体的互相转变但又不完全抑制反式异构体的结晶析出。

2、根据权利要求1所述的拉米夫定的非对映选择合成方法，其特征在于：用三乙醇胺处理溶液中异构体的混合物，该三乙醇胺能影响异构体的互变而不完全抑制所需单一对映体(IIIa)和(IIIb)的结晶析出。

3、根据权利要求2所述的拉米夫定的非对映选择合成方法，其特征在于：用三乙醇胺处理溶液中异构体的混合物，选择性结晶析出(IIIa)。

4、根据权利要求2所述的拉米夫定的非对映选择合成方法，其特征在于：用三乙胺处理溶液中异构体的混合物，选择性结晶析出(IIIb)。

5、根据权利要求1所述的拉米夫定的非对映选择合成方法，其特征在于：所述的步骤A中加入薄菏醇，用三乙醇胺处理溶液中异构体的混合物，选择性结晶析出(IIIa)。

6、根据权利要求5所述的拉米夫定的非对映选择合成方法，其特征在于：所述的薄菏醇为L-薄菏醇。

7、一种拉米夫定的非对映选择合成方法，其工艺路线为：

其特征在于：它在步骤D中加入阿斯匹林，所述的阿斯匹林与溶液中的拉米夫定形成阿斯匹林盐。

8、根据权利要求7所述的拉米夫定的非对映选择合成方法，其特征在于：所述的阿斯匹林与步骤C所得的中间中间体5S-胞嘧啶-1’-基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷酯的摩尔比为1:0.9～1:1.1。

9、根据权利要求7所述的拉米夫定的非对映选择合成方法，其特征在于：所述的阿斯匹林与步骤C所得的中间中间体5S-胞嘧啶-1’-基-1，3-氧硫杂环戊烷-2-羧酸-(1’R，2’S，5’R)薄荷酯的摩尔比为1:1。