CN101830955B - 抗肿瘤药物氯法拉宾的合成工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种化学合成药物的工艺，特别涉及一种抗肿瘤药物氯法拉宾(clofarabine)的合成新工艺，起始原料廉价易得，反应过程中条件温和，无特殊要求的装置，可适合产业化生产。该方法中采用新的合成中间体进行合成，由此，本发明还涉及在该方法中使用的新颖中间体。

Description

抗肿瘤药物氯法拉宾的合成工艺

技术领域

本发明属于一种化学合成药物的工艺，特别涉及一种抗肿瘤药物氯法拉宾(clofarabine)的合成新工艺。

背景技术

氯法拉宾(Clofarabine，曾用名Clofarex)，化学名为2-氯-9-(2-脱氧-2-氟-β-D-阿拉伯糖基)-腺嘌呤，是第二代嘌呤核苷类似物，通过抑制DNA聚合酶及RNA还原酶的活性达到抑制肿瘤的作用。2004年12月28日批准用于儿童顽固性或复发性急性淋巴细胞白血病的治疗，本品已被FDA授予罕见药物地位，用于治疗儿童急性淋巴细胞白血病，本品在2005年1月份已在美国首次上市。氯法拉滨作为目前唯一可以特异性用于儿童白血病的化疗药，治疗白血病总体反应率高，并且很好耐受，没有不可预知的不良反应。既可以静脉给药，也可以口服，本品为十多年来首个获准专门用于儿童的白血病治疗新药。氯法拉滨还具有潜在广谱抗肿瘤特性，在美国，用于乳腺癌、肺癌、结直肠癌、前列腺癌、肾癌、宫颈癌、胰腺癌、皮肤癌、膀胱癌、非小细胞肺癌、口腔癌、鼻咽癌、喉癌、上颌窦癌、食管癌、子宫瘤、黑色素瘤、平滑肌肉瘤的I期临床研究大部分已经完成。急性骨髓性白血病、慢性淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤处于II期临床研究阶段，抑制移植排斥研究处于I期临床研究阶段。所以在用于治疗急性白血病例的同时，它的潜在适应症包括很多实体瘤以及一些免疫性疾病。

氯法拉宾由美国伯明翰南方研究所研制，并授权英国Bioenvision公司和美国IlexOncology公司共同开发，文献报道的氯法拉宾共有三条合成路线，如下：

合成路线一

合成路线二

合成路线三

三条路线均用到中间体1-溴-2-脱氧-2-氟-3，5-二-O-苯甲酰基-α-D-阿拉伯糖，此中间体糖以1，3，5-三-O-苯甲酰基-α-D-呋喃核糖为原料，经过五步反应得到，起始原料成本较高，且反应中用到氯化亚砜，此类溶剂对环境污染严重，现已列为国家禁用产品。

发明人进行了2-氯-9-(2-脱氧-2-氟-β-D-阿拉伯糖基)-腺嘌呤即氯法拉宾的化学合成方法的探索，提供了一种成本低，反应条件温和，操作简便易行，产品质量好，适宜于大规模工业化生产的方法。

发明内容

本发明的目的开辟了一条全新的合成方法，而且起始原料便宜易得，适合工业化生产氯法拉宾。

本发明采用了廉价的鸟苷作为起始原料，经过乙酰化，得到中间体I

在上述反应中使用的试剂为4-甲氨基吡啶或者吡啶和DMF，用量为反应物1-5当量(摩尔)，优选约3.3当量。

中间体I经过氯代反应，得到中间体II

在该反应中使用的氯代试剂优选为三氯氧磷，优选该反应在苄基三乙基氯化铵、苄基四丁基氯化铵或者溴化铵存在下进行，其用量为反应物的1-5当量(摩尔)，优选约2.2当量。进一步优选在该反应中使用缚酸剂，所使用的缚酸剂为4-甲氨基吡啶、N，N-二甲基苯胺或者三乙胺，N，N-二甲基苯胺为优先选用。

中间体II经过重氮化反应，得到中间体III

在该反应中使用的卤代试剂为三甲基氯硅烷、三氯化锑或者乙酰氯，用量为反应物0.5-2当量(摩尔)的量，优选1当量，优选卤代试剂为三氯化锑。使用的重氮化试剂优选为BTEA-NO2(苄基三乙基亚硝酸胺)、亚硝酸钠或者亚硝酸叔丁酯，用量为反应物1-5当量(摩尔)的量，优选约2.2当量，重氮化试剂优选亚硝酸叔丁酯。反应溶剂为二氯甲烷或者二溴甲烷，优选二氯甲烷。

中间体III经过氨解取代反应，得到中间体IV

在该反应中，优选氨解所用溶剂为乙二醇二甲醚或者四氢呋喃，其中优选四氢呋喃。反应温度为-5℃-35℃，其中优选15℃-20℃。

中间体IV经过选择性脱保护反应，得到中间体V

在该反应中，脱保护反应试剂为乙酰羟胺或者盐酸羟胺，反应用量为反应物的1-5当量(摩尔)，优选约1.5当量。碱性试剂优选为甲醇钠、氢氧化钾、碳酸钾或者乙酸钠，其中进一步优选乙酸钠。

中间体V经过2-羟基上保护反应，得到中间体VI

其中R选自-SO₂CF₃或

在该反应中，使用三氟甲烷磺酰氯，或者咪唑与氯化亚砜对羟基上保护，用量为反应物的1-3当量(摩尔)，优选约2当量。优选在该反应中使用缚酸剂，缚酸剂优选为吡啶或者4-甲氨基吡啶，反应用量为反应物的1-10当量(摩尔)，优选约5当量。反应溶剂为二氯甲烷或者甲苯，其中优选甲苯。

中间体VI经过氟代反应进行化学键的翻转，得到中间体VII

其中R选自-SO₂CF₃或

在该反应中，氟化试剂为三乙胺氢氟酸溶液，其中反应溶剂选用乙酸乙酯、甲苯、乙腈或者二氯甲烷，其中优选甲苯。反应温度为40℃-100℃，其中优选50℃-70℃。

中间体VII经过脱保护反应，得到成品VIII

VIII(氯法拉滨)

在该反应中，脱保护碱性试剂优选为甲醇钠、氢氧化钠或者氨气，其中进一步优选氢氧化钠。反应温度为-5℃-30℃，其中优选0℃-10℃。

在另一方面，本发明还涉及新颖的中间体式V、VI和VII化合物，因此，这些化合物本身也构成本发明的一部分。

在另一方面，本发明还涉及中间体式V、VI和VII化合物在制备氯法拉宾中的应用。

本发明的优点

本发明是一条全新的制备工艺，起始原料廉价易得，反应过程中条件温和，无特殊要求的装置，可适合产业化生产。

具体实施方法

下面通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，本发明实施例的制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例1：2′，3′，5′-三-O-乙酰基鸟苷的制备

在三口瓶中加入100克鸟苷，210毫升醋酐和280毫升DMF和100毫升吡啶，搅拌下升温至75～80℃反应1.5小时。待原料反应完全后，减压浓缩去约三分之一体积的DMF和吡啶混合液，加入150ml乙醚，150ml异丙醇，溶液中析出白色固体，降温至0℃左右，过滤得固体113克，收率约为78％。【熔点：225-232℃】¹HNMR(DMSO)2.05(s，2′-Oac)，2.06(s，3′-Oac)，2.12(s，5′-Oac)，4.29(m，4′-H)，4.38(m，5′-H)，5.51(m，3′-H)，5.81(t，2′-H)，5.81(d，1′-H)，6.56(s，2-NH2)，7.94(s，8-H)

实施例2：6-氯-2′，3′，5′-三-O-乙酰基鸟苷的制备

在1升的三口瓶中加入113克2′，3′，5′-三-O-乙酰基鸟苷，125克苄基三乙基氯化铵，35mlN，N-二甲基苯胺，600ml乙腈，150ml三氯氧磷，机械搅拌下升温至77～83℃，回流反应30分钟，然后冷却至50℃左右减压浓缩至小体积，把残余物加入到冰水中，用1L、500ml、500ml的二氯甲烷提取，二氯甲烷相用5％的碳酸氢钠溶液洗涤至中性，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩二氯甲烷至小体积时加入600ml的异丙醇析出大量固体，过滤得微黄色固体，真空干燥得90g6-氯三乙酰鸟苷，收率约为76％。【熔点：143-146℃】¹HNMR(DMSO)2.04(s，2′-Oac)，2.05(s，3′-Oac)，2.13(s，5′-Oac)，4.30(m，4′-H)，4.40(m，5′-H)，5.55(m，3′-H)，5.89(t，2′-H)，6.11(d，1′-H)，7.06(s，2-NH2)，8.37(s，8-H)

实施例3：2，6-二氯-2′，3′，5′-三-O-乙酰基腺苷的制备

在2升的三口瓶中加入90克6-氯-2′，3′，5′-三-O-乙酰基鸟苷，1.4升二氯甲烷，搅拌溶解后加入48克三氯化锑，待三氯化锑溶解后滴加入亚硝酸叔丁酯，滴入后溶液变为浑浊有固体析出。亚硝酸叔丁酯滴完后反应30分钟，TLC显示原料已反应完全，减压浓缩至小体积带走亚硝酸叔丁酯，重新加入1.5L的二氯甲烷，过滤除去盐，二氯甲烷相用5％的碳酸氢钠洗涤二次，然后用饱和氯化钠溶液洗涤二次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩小体积时加入200ml乙醇继续浓缩至析出固体，过滤，真空干燥得2.6-二氯三乙酰腺苷56.5g收率约为60％。【熔点：165-170℃】¹HNMR(DMSO)2.01(s，2′-Oac)，2.04(s，3′-Oac)，2.12(s，5′-Oac)，4.31(m，4′-H)，4.42(m，5′-H)，5.62(m，3′-H)，5.91(t，2′-H)，6.32(d，1′-H)，8.93(s，8-H)

实施例4：2-氯-6-氨基-2′，3′，5′-三-O-乙酰基腺苷的制备

在2升的三口瓶中加入56克2，6-二氯-2′，3′，5′-三-O-乙酰基腺苷，1.12L四氢呋喃，15～20℃下通入氨气反应6～8小时，TLC显示原料反应完全，过滤滤除盐，滤液减压浓缩至油状物得2-氯-6-氨基三乙酰腺苷50g直接投入下一步反应。【熔点：132-138℃】¹HNMR(DMSO)2.04(s，2′-Oac)，2.13(s，3′-Oac)，2.51(s，5′-Oac)，4.28(m，4′-H)，4.40(m，5′-H)，5.59(m，3′-H)，5.89(t，2′-H)，6.15(d，1′-H)，7.93(s，6-NH2)，8.40(s，8-H)

实施例5：2-氯-6-氨基-2′-羟基-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷的制备

在1升三口瓶中加入12.8g盐酸羟胺和9.8g无水乙酸钠，400ml吡啶，搅拌反应30分钟。用100ml吡啶溶解53g2-氯-6-氨基-2′，3′，5′-三-O-乙酰基腺苷后加入到1升的反应瓶中室温反应约20小时，TLC显示原料基本反应完全，反应液减压浓缩至小体积，加入1L二氯甲烷，水洗涤三次，无水硫酸钠脱水干燥，过滤，滤液减压浓缩至干，加入150ml乙腈溶解结晶得固体15g，收率约为31％。【熔点：186-193℃】¹HNMR(DMSO)2.04(s，3′-Oac)，2.05(s，5′-Oac)，4.30(m，4′-H)，4.40(m，5′-H)，4.93(m，3′-H)，5.27(t，2′-H)，5.86(d，2-OH)，5.93(d，1′-H)，7.89(s，6-NH2)，8.38(s，8-H)

实施例6：2-氯-6-氨基-2′-三氟甲烷磺酰氧基-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷的制备

在500ml的三口瓶中加入15g2-氯-6-氨基-2′-羟基-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷，6.5ml吡啶，450ml二氯甲烷搅拌溶解至澄清。然后用冰浴降温至-5～0℃下滴加10ml三氟甲磺酸酐，约20分钟滴加完毕，保持0℃反应1.5～2小时，TLC显示原料反应完全，把反应液倒入到400ml的冰水中搅拌分层，水相再用100ml二氯甲烷反提，合并二氯甲烷相，用饱和氯化钠溶液洗涤二次，无水硫酸钠脱水干燥，过滤，减压浓缩至小体积加入150ml石油醚析晶，得到固体19g，收率约为95％。【熔点：120-123℃】¹HNMR(DMSO)2.00(s，3′-Oac)，2.17(s，5′-Oac)，4.31(m，4′-H)，4.47(m，5′-H)，5.87(t，3′-H)，6.21(m，2′-H)，6.52(d，1′-H)，7.96(s，6-NH2)，8.38(s，8-H)

实施例6′：2-氯-6-氨基-2′-咪唑磺酰氧基-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷的制备

在150ml的三口瓶中加入7.7g2-氯-6-氨基-2′-羟基-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷，二氯甲烷80ml，降温至-10～-5℃，滴加吡啶5ml，氯化亚砜2ml，滴加完后保持此温度搅拌30分钟，加入咪唑6.2g，然后升温至室温反应过夜，次日，把反应液倒入100ml水中，分层，水相用40ml二氯甲烷提取一次，合并有机相，用每次100ml饱和氯化钠洗涤二次，无水硫酸钠脱水，过滤浓缩至油状物加入70ml的无水乙醇结晶，得到固体9.6g，收率约为93％。¹HNMR(DMSO)2.06(s，3′-Oac)，2.15(s，5′-Oac)，4.35(m，4′-H)，4.44(m，5′-H)，4.47(m，咪唑环4，5-H)，5.92(t，3′-H)，6.12(s，咪唑环2-H)，6.20(m，2′-H)，6.49(d，1′-H)，7.98(s，6-NH2)，8.32(s，8-H)

实施例7：2-氯-6-氨基-2′-氟-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷的制备

在250ml的三口瓶中加入19g2-氯-6-氨基-2′-三氟甲烷磺酰氧基-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷，120ml乙酸乙酯，35ml三乙胺氢氟酸溶液，搅拌下升温至70℃回流反应约8小时，TLC显示原料反应完全，反应液降温至室温用饱和碳酸氢钠洗涤至中性，饱和氯化钠洗涤二次，无水硫酸钠脱水干燥，过滤，减压浓缩至小体积加入无水甲醇90ml结晶，过滤干燥得固体7.1g，收率约为50％。【熔点180-185℃】¹HNMR(DMSO)2.03(s，3′-Oac)，2.15(s，5′-Oac)，4.31(m，4′-H)，4.42(m，5′-H)，5.51(m，3′-H)，5.63(m，2′-H)，6.40(dd，1′-H)，7.94(s，6-NH2)，8.24(s，8-H)

实施例8：氯法拉宾的制备

在250ml的三口瓶中加入7.1g2-氯-6-氨基-2′-氟-3′，5′-二-O--乙酰基腺苷，170ml四氢呋喃，搅拌下冰浴降温至5～0℃，滴加入30ml的2.5N氢氧化钠溶液，30分钟滴加完毕，滴加完后保持0℃继续反应1小时，TLC显示原料反应完全，加入约3ml冰乙酸调节PH为中性，减压浓缩至干，加入冰水，过滤得浅灰色固体，用甲醇70ml重结晶，得到白色固体VIII3.0g，收率约为54％。HNMR(DMSO)δ：8.23(d1，H，H-8)，7.78(2H，NH₂)，6.31(dd，H-1`)，5.88(d，1-H，OH-3′)，5.26(dt，1H，H-2′)，5.01(t，1H，OH-5′)，4.44(dm，1H，H-3′)，3.85(m，1H，H-4′)，3.65-3.68(m，2H，H-5′)

Claims (7)

1.式VI化合物

其中R选自-SO₂CF₃或

2.一种制备氯法拉宾的方法，所述方法包括：

(1)使式VI化合物与三乙胺氢氟酸溶液反应，得到式VII化合物

其中R选自-SO₂CF₃或

(2)在碱性试剂存在下，使式VII化合物发生脱保护反应，得到氯法拉宾VIII

3.根据权利要求2的方法，其中所述式VI化合物通过以下方法进行制备：在选自三氟甲烷磺酸酐，或者咪唑与氯化亚砜羟基保护剂作用下，对式V化合物的2-羟基进行保护，得到式VI化合物，

其中R选自-SO₂CF₃或

4.根据权利要求3的方法，其中所述式V化合物通过以下方法进行制备：在乙酰羟胺或者盐酸羟胺以及碱性试剂作用下，使式IV化合物发生选择性脱保护反应，得到中间体V

5.根据权利要求2的方法，包括，

(1)在吡啶或者4-甲氨基吡啶和DMF作用下，使鸟苷与醋酐经过乙酰化反应制取三乙酰鸟苷I；

(2)在三氯氧磷作用下，使式I化合物发生氯代反应，得到式II化合物；

(3)使式II化合物在重氮化试剂、卤代试剂作用下反应，得到式III化合物；

(4)使式III进行氨解取代反应，得到式IV化合物；

(5)在乙酰羟胺或者盐酸羟胺以及碱性试剂作用下，使式IV化合物发生选择性脱保护反应，得到中间体V；

(6)在三氟甲烷磺酸酐，或者在咪唑与氯化亚砜作用下，对式V化合物的2-羟基进行保护，得到式VI化合物；

(7)使式VI化合物与三乙胺氢氟酸溶液反应，得到式VII化合物；

(8)在碱性试剂存在下，使式VII化合物发生脱保护反应，得到氯法拉宾VIII；

其中R选自-SO₂CF₃或

6.制备式VII化合物的方法，所述方法包括：

使式VI化合物与三乙胺氢氟酸溶液反应，得到式VII化合物，

其中R选自-SO₂CF₃或

7.根据权利要求1的化合物在制备氯法拉宾化合物中的用途。