CN101570559B - 一种制备5-氮杂-2'-脱氧胞苷及其中间产物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备5-氮杂-2’-脱氧胞苷及其中间产物的方法。制备5-氮杂-2’-脱氧胞苷的方法包括使式(2)化合物在碱性物质下水解去除酰氧保护基，得到式(3)的非对映混合物后通过常规分离技术分离得到单个异构体；本发明也涉及作为中间产物的式(2)化合物及其制备方法，其制备方法包括用硅烷化的方法将5-氮杂胞嘧啶活化后与式(4)的化合物进行取代反应，然后进一步脱保护基即得。本发明提供的制备方法工艺较简单，重现性好，使用的原料和试剂容易获得且毒性小，适合工业化生产。

Description

一种制备5-氮杂-2'-脱氧胞苷及其中间产物的方法

技术领域

本发明涉及一种5-氮杂-2′-脱氧胞苷的制备方法，涉及新的氮杂胞嘧啶脱氧核苷，它是用于制备5-氮杂-2′-脱氧胞苷的中间体，还涉及制备该新的氮杂胞嘧啶脱氧核苷的方法。 

背景技术

5-氮杂-2′-脱氧胞核苷，即地西他滨(decitabine)，化学名为：4-氨基-1-(2-脱氧-β-D-赤型-呋喃核糖)-1，3，5-三嗪-2(1H)-酮，是由美国SuperGen公司开发，用来治疗骨髓增生异常综合征等的药物。5-氮杂-2′-脱氧胞核苷的分子结构式如下式1所示： 

地西他滨作为特异的DNA甲基化转移酶抑制剂，可逆转DAN的甲基化过程，诱导肿瘤细胞向正常细胞分化或诱导肿瘤细胞凋亡。在肿瘤细胞内，地西他滨被脱氧胞苷激酶磷酸化，以磷酸盐的形式与DNA参合。高浓度的地西他滨掺合可抑制DNA合成诱导细胞死亡，发挥其细胞毒性作用；低浓度的地西他滨掺合可替代肿瘤细胞内的胞嘧啶与DNA甲基化转移酶共价结合，使DNA甲基化转移酶失活但不会导致细胞死亡。地西他滨除对骨髓增生综合症有疗效外，同时对镰状细胞性贫血、髓性白血病以及一些实体瘤也有疗效(胡艳玲，中国药学杂志，2008，02：81-84)。 

迄今为止，已有多篇文献公开了多种合成5-氮杂-2′-脱氧胞苷的方法，主要如下： 

J.Pliml，等(Collection of Czechoslovak Chemical Communications，29：2576-8，1964)报道了通过制备1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-对甲基苯甲酰氧基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶为中间体制备2′-脱氧-D-阿拉伯糖基-5-氮杂嘧啶的方法。该方法采用环化制备氮杂胞嘧啶环的方法首次合成了5-氮杂-2′-脱氧胞嘧啶核苷的α、β混合物，该方法合成路线如Scheme3所示： 

在该方法中，起始原料2-脱氧核糖衍生物的制备工艺较难，不易获得，且制备得到的5-氮杂-2′-脱氧胞嘧啶核苷为α、β混合物，该文献没有进一步提供获得高纯度的β异构体即(地西他滨)的方法。 

另一篇文献(DE2012888，及Nucleosides Nucleotides，1987，6：393)报道了采用3，5-二-O-对甲基苯甲酰基-2-脱氧-1-氯代核糖与硅烷化的氮杂胞嘧啶对接制备1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-对甲基苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶，再进一步制备得到5-氮杂-2′-脱氧胞嘧啶核苷的方法。该方法合成路线如Scheme4所示： 

Michael W.等(The Journal of Organic Chemistry，1970，35，2：491-495)报道了以3，5位乙酰化保护的1-氯-2-脱氧-D-阿拉伯呋喃糖和硅烷化的氮杂胞嘧啶反应制备乙酰化的5-氮杂-2′-脱氧胞嘧啶核苷后，进一步水解后分别制备了1-(2′-脱氧-α-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶和1-(2′-脱氧-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶。该方法应用规模小，操作比较复杂，且需要采用柱层析分离的方法，收率较低，不适合工业化大生产。该方法合成路线如Scheme5所示： 

另一篇文献(J.Org.Chem.1986，51：3211-3213)报道了下述合成路线(Scheme6)： 

该方法中使用了特殊结构的保护基来保护2-脱氧糖作原料与硅烷化的氮杂胞嘧啶来制备相应的中间体，进而制备5-氮杂-2′-脱氧胞苷，该保护基试剂为非常用试剂，价格昂贵，在核苷合成中很少应用，产品工业化的成本高，不适合工业化大生产。 

此外，季竞竞等(中国医药工业杂志，2007，38(7)：468-469)报道了用1，3，5-三-O-乙酰基-2-脱氧-D-核糖与硅烷化保护的5-氮杂胞嘧啶，在三甲基硅烷基三氟甲磺酸酯(TMSOTf)作为催化剂条件下，反应制得1-(3，5-二-O-乙酰基-2-脱氧-D-核糖)-5-氮杂胞嘧啶，再进一步用氨甲醇氨解制得5-氮杂-2′-脱氧胞苷，该方法中使用到的部分试剂毒性及刺激性大，难以适应药品工业化生产的要求，该合成路线如Scheme7所示。 

通常，实验室还常用通过脱去现有核苷糖环上2′-位的氧原子来制备2′-脱氧核苷的方法，在理论上也可以用脱去5-氮杂胞苷上2′-氧原子来合成5-氮杂-2′-脱氧胞嘧苷(European JournalofMedicinal Chemistry，35(11)，1011-1019，2000)，但该方法用到的原料、保护基和催化剂的价格比较昂贵，相比较不适合工业生产开发。该合成路线如Scheme 8所示 

鉴于现有的合成2′-脱氧的氮杂胞苷的方法中存在不足，本发明提供一种制备工艺简单，原料容易获得，收率较高，成本低，特别是不需要进行柱层析分离的适合工业化生产的2′-脱氧的氮杂胞苷的新的制备方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种5-氮杂-2′-脱氧胞苷的新的制备方法，同时提供一种新的氮杂胞嘧啶脱氧核苷，它是用于制备5-氮杂-2′-脱氧胞苷的中间体，另外还提供制备该新的氮杂胞嘧啶脱氧核苷的方法。 

本发明涉及的一个方面是制备式1的5-氮杂-2′-脱氧胞苷的方法，该方法包括：使式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶在碱性物质下水解去除酰氧保护基，得到式3的非对映混合物，然后通过常规方法选择性地分离式3为各个立体异构体或其混合物，分离得到的β异构体即为5-氮杂-2′-脱氧胞苷。合成路线如Scheme 1所 示。 

所述式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶，其中，X代表卤素，优选氯。X的取代位置可以是邻位也可以是对位，优选为对位。 

所述式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶，根据糖苷键的连接方式其构型为β构型。 

所述式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶，根据糖苷键的连接方式其构型为α构型。 

所述式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶，为β构型和α构型的混合物。 

所述使式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶在碱性物质下水解去除酰氧保护基，其中，碱性物质为有机碱或无机碱的一种或多种。所述的有机碱或无机碱，为有机化学和无机化学领域一般技术人员所熟知。 

所述式3的非对映混合物通过常规方法选择性地分离式3为各个立体异构体或其混合物的方法，其中常规方法包括重结晶、柱层析等一般异构体分析技术方法，优选为重结晶方法。 

所述的柱层析方法，优选为硅胶柱层析，所用硅胶为80～300目，优选为200～300目。硅胶柱层析的洗脱系统为二氯甲烷和甲醇混合溶剂，优选为二氯甲烷和甲醇的比例为4∶1。 

所述的重结晶方法，将式3的化合物与醇类溶剂混合，加热，使其溶解后在低于室温的温度下放置，使晶体析出，然后过滤晶体，即得。醇类溶剂优选为甲醇、乙醇或丙酮的一种或多种。 

所述的式3的β构型化合物即为式1的5-氮杂-2′-脱氧胞苷。 

本发明也涉及可用作合成中间体的式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶。式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶如上述述所定义。 

本发明的另一个方面是制备式2的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶的各个立体异构体及立体异构体的混合物的方法，该方法包括：用硅烷化的方法将5-氮杂胞嘧啶活化，得到的硅烷化的5-氮杂胞嘧啶与式4的化合物经取代反应后，经水处理去除硅烷化的保护基，制备得到相应的带有酰氧保护基的式2的化合物。合成路线如Scheme 2所示。 

本发明提供的5-氮杂-2′-脱氧胞苷合成方法，工艺较简单，重现性好，使用的原料和试剂容易获得且毒性小，适合工业化生产，制备得到的5-氮杂-2′-脱氧胞苷收率稳定且纯度高，α异构体含量低(HPLC测定可小于1.5％)。 

本发明提供的式2的的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-卤代苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶，除可作为制备5-氮杂-2′-脱氧胞苷的中间体外，也可作为用于于制备5-氮杂-2′-脱氧胞苷类似物的中间体。 

本发明制备得到的5-氮杂-2′-脱氧胞苷可用于用来治疗骨髓增生异常综合征以及其他一些实体瘤和血液瘤。 

具体实施方式

以下以具体的实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不限于此： 

实施例1 

1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-对氯苯甲酰氧基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶的制备称取5-氮杂胞嘧啶313.6g，置于反应瓶中，加入六甲基二硅胺烷8L，搅拌，加入三甲基氯硅烷200ml，氮气保护，加热回流，反应24小时，原料溶解，反应完成，加热减压蒸干溶剂，得到硅烷化的5-氮杂胞嘧啶，无需处理连续进行下面的反应。 

将硅烷化的5-氮杂胞嘧啶加入1，2-二氯乙烷16L，搅拌溶解，加入1-氯-3，5-二-O-对氯苯甲酰基-2-脱氧-D-核糖395.6g(0.92mol)，冷却到5℃，控温加入三甲基硅烷基三氟甲磺酸酯(TMSOTf)333.6ml和乙腈2L的混合物，滴毕，室温反应3.5h。 

将反应液倾入30L的冷水中，用二氯甲烷提取二次，20L每次，合并有机相，过滤，用20L 1％的碳酸氢钠溶液提取一次，等体积水洗三次，有机相减压蒸。得到粗品。粗品用甲苯重结晶两次得1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-对氯苯甲酰基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶产品518克。 

产品进一步用甲苯重结晶纯化可以达到含量99％以上的纯度，β构型含量在50％以上(HPLC分析)。 

mp：154-155℃； 

元素分析(C₂₂H₁₈C₁₂N₄O₆)： 

理论C：52.29，H，3.59，Cl，14.03，N，11.09；实测C，52.19，H，3.63，Cl，14.23，N，10.78；MS[M+H]⁺：505.4。 

实施例2 

5-氮杂-2′-脱氧胞苷的制备 

将100L甲醇置于反应瓶中，加入甲醇钠16克，搅拌，加入实施例1中的1-(2′-脱氧-3′，5′-二-O-对氯苯甲酰氧基-D-阿拉伯呋喃糖基)-5-氮杂胞嘧啶510克，常温反应20h，浓缩至适当体积，放置冷却，过滤，甲醇洗涤，真空干燥，得白色晶体产品150克，HPLC测定有关物质小于1.5％。 

甲醇再次重结晶，HPLC测定，有关物质为0.5％。 

mp：191.1-193.2； 

[α]_D ²²＝+68.1°(30min)，+57.8°(6hr)(c＝0.5，H2O)。 

MS[M+H]+：228.09； 

元素分析C8H12N4O4：理论C42.10，H5.30，N，24.55，实测C42.02，H5.33，N，24.35； 

1HNMR测试(DMSO-d6)δ：2.13～2.21(m，2H)，3.54-3.61(m，2H)，3.82(t，1H)， 

4.24(m，1H)，5.01(m，2H)，5.20(d，1H)，6.03(t，1H)，7.47(s，2H)，8.51(s，1H)。 

13CNMR：40.7(仲)，61.1(仲)，70.1(叔)，85.4(叔)，87.8(叔)，153.4(季)，156.1(季)，166.1(季) 

实施例3 

2’-脱氧-5-氮杂胞嘧啶核苷的α异构体的制备 

将参考实施例2的方法制备5-氮杂-2′-脱氧胞苷的母液进行柱层析(氯仿甲醇系统梯度洗脱)，收集含α异构体部分，甲醇/乙醚混合溶剂重结晶得用到白色粉末状晶体5-氮杂-2′-脱氧胞嘧啶核苷α异构体。 

1HNMR(DMSO-d6)：8.26(s，1，H6)，7.4(e，2，NH2)，5.94(d，1，Hl′)，5.21(d，1，OH3′)，4.83(t，1，OH5′)，4.25(m，2，H3′、4′)，3.4(m，2，H5′)，2.3(m，2，H-2′)； 

Mp：181-182℃分解。 

Claims (5)

1.一种制备式1的5-氮杂-2′-脱氧胞苷的方法，其特征在于用硅烷化的方法将5-氮杂胞嘧啶活化，得到硅烷化的5-氮杂胞嘧啶与式4的化合物经取代反应后，经水处理去除硅烷化的保护基，制备得到相应的带有酰氧保护基的式2的化合物，式2表示的化合物在碱性物质存在下进行水解反应，所得式3的产物再与醇类溶剂混合，加热，使其溶解后在低于室温的温度下放置，使晶体析出，然后过滤晶体，得到目标产物，

其中X代表卤素。

2.根据权利要求1所述的的方法，其特征在于X为邻位取代或对位取代的卤原子。

3.根据权利要求1所述的的方法，其特征在于X为氯原子。

4.根据权利要求1所述的的方法，其特征在于X为对位取代的氯原子。

5.根据权利要求1所述的的方法，其特征在于醇类溶剂为甲醇或乙醇。