CN102311472A - 2-氯-9-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤的制备 - Google Patents

Abstract

本发明涵盖氯法拉滨(又称为2-氯-9-(2′-脱氧-2′-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤)的新合成法，其涉及1-O-乙酰基-2，3，5-三-O-苯甲酰基-呋喃核糖(又称为经保护糖)与双硅烷化2-氯腺嘌呤(又称为硅烷化核苷碱基)的直接偶联、选择性脱除单一苯甲酰基、磺酸酯形成(磺酰化)、氟化和最后脱除保护基(方案8)。

Description

2-氯-9-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤的制备

技术领域

本发明涵盖氯法拉滨(又称为2-氯-9-(2′-脱氧-2′-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤)的新合成法。 

背景技术

氯法拉滨(Clofarabine)是最初由艾尔斯肿瘤学公司(Ilex Oncology)开发的抗癌疗法 

制剂(drug product)中的活性药物成分(active pharmaceutical ingredient，API；原料药)。 

在2004年被FDA批准上市销售，用于治疗患有难治性或复发性急性淋巴细胞性白血病(lymphoblastic leukemia)的儿童。氯法拉滨是氟-脱氧阿拉伯糖核苷，它是腺苷的合成类似物。 

氯法拉滨的合成 

2-脱氯-氯法拉滨。怀特等人¹曾报导，利用酸催化(对甲苯磺酸)1，3-二-O-乙酰基-5-O-苯甲基-2-脱氧-2-氟-D-阿拉伯呋喃糖苷(2)(由甲基2，3-脱水-α-D-呋喃核糖苷(3)制备²)与2，6-二氯嘌呤(4)(注意，其为游离嘌呤，即，其未经硅烷化或是脱质子化)稠合(偶联)，通过短柱色谱法分离出30％产率的β-N9和29％α-N9，随后进行氨基化和还原反应，合成9-(2-脱氧-2-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤(1)，一种简单的氯法拉滨的2-脱氯类似物(方案1)。这一方法的重要但不利方面在于，形成α-与β-异构体的1∶1混合物(只需要β-异构体)，而由此带来的后续影响是，需要柱色谱法来分离所述异构体。归因于大规模色谱分离的成本问题，使得所述方法不适用于大规模生产。另一个值得注意的方面在于，选择用苯甲基保护C5′-OH意味着不能使用所述方法合成氯法拉滨，因为苯甲基的氢解会导致同时去除腺嘌呤环上必不可少的C2-氯原子。也就是说，苯甲基与腺嘌呤环的氯原子不能相容。因此，不能使用原料2合成氯法拉滨。 

瓦特雷布等人³发明了一种合成方法，其不利用催化剂，而是利用2作为原料，在溶 

                                    

¹怀特J.A.(Wright J.A.)，泰勒N.F.(Taylor N.F.)和福克斯J.J.(Fox J.J.)，有机化学杂志(J.Org.Chem.)1969，34(9)，2632-2636。 

²安德森C.D.(Anderson C.D.)，古德曼L.(Goodman L.)和贝克B.R.(Bake B.R.)，美国化学学会杂志(J.Amer.Chem.Soc.)1958，80(19)，5247-5252。 

³瓦特雷布K.A.(Watanable K.A.)，楚C.K.(Chu C.K.)和福克斯J.J.(Fox J.J.)，(斯隆-凯特林癌症 液条件下合成2′-脱氧-2′-氟-阿拉伯呋喃糖基嘌呤核苷，但使用此途径不能得到氯法拉滨。 

方案1-怀特等人的1969法合成脱氯-氯法拉滨 

关键的糖原料。或许是试图解决此问题，瑞奇曼等人⁴利用较长的多步骤程序(方案2)，合成了3-O-乙酰基-5-O-苯甲酰基-2-脱氧-2-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基溴化物(5a)，此法利用苯甲酰基替换比较棘手的苯甲基。 

方案2-瑞奇曼法合成1-溴-2-氟-阿拉伯呋喃糖5 

                                                                    

研究协会(Sloan-Kettering Institute for Cancer Research))，US4751221(1988)。 

⁴瑞奇曼U.(ReichmanU.)，瓦特雷布K.A.(Watanabe K.A.)和福克斯J.J.(Fox J.J.)糖类研究(Carbohydr.Res.)1975，42，233-240。 

不久后，蒙特格美等人⁵成功地利用这一以不同方式保护的1-α-溴糖5a，通过在100℃下，在分子筛存在下于1，2-二氯乙烷中经16小时时期偶联游离2，6-二氯嘌呤(4)，来合成经保护二氯嘌呤基核苷6(方案3)。尽管所需的6的β-异构体是主要产物，但也形成了其它核苷，包括6的α-异构体，再次表明预先氟化糖环会导致偶联步骤的本质效率较低。，利用柱色谱法纯化后获得纯的经保护核苷6，以中间体5a计，产率为32％，并且由此，以实际糖原料计，产率更低。作者等人还测试了1-O-乙酰基-脱溴类似物5b与4的偶联，但此法不能提供可接受产率的所需的6的β-异构体。 

方案3-蒙特格美法合成二氯嘌呤基经保护核苷 

在蒙特格美利用1-α-溴糖5a作为原料来合成二氯嘌呤核苷6(如上述)的同时，霍维尔等人⁶则利用相近的类似物2-脱氧-2-氟-3，5-二-O-苯甲酰基-α-D-阿拉伯呋喃糖基溴化物(8)(方案4)。这两种化合物(即5a与8)的不同之处仅在于，酰基保护基位于C3-O位。霍维尔等人的溴糖8是以1-O-乙酰基-2，3，5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖(9；如下文可看到，与本发明的氯法拉滨合成法中所使用原料相同)为原料，使用重排、磺酰化、氟化和最终的溴化步骤这4个合成步骤制备，总产率为33-43％(如果再循环使用，则总产率为43％)。自此以后，所述溴糖8已成为已知的大部分氯法拉滨合成法中的关键原料，但是其也可以用于合成其它核苷，例如一系列(2′-氟-2′-脱氧-β-D-呋喃核糖 

                                   

⁵蒙特格美J.A.(Montgomery，J.A.)，肖特南希A.T.(Shortnacy A.T.)，卡森D.A.(Carson D.A.)和斯奎斯特J.A.(Secrist J.A.)药物化学杂志(J.Med.Chem.)1986，29，2389-2392。 

⁶霍维尔H.G.(Howell H.G.)，布德福瑞P.R.(Brodfuehrer P.R.)，布鲁迪捷S.P.(Brundidge S.P.)，萨品诺C.J.(Sapino C.J.)有机化学杂志(J.Org.Chem.)1985，50，2597-2598；泰恩C.H.(Tann C.H.)，布德福瑞P.R.(Brodfuehrer P.R.)，布鲁迪捷S.P.(Brundidge S.P.)，萨品诺C.J.(Sapino C.J.)和霍维尔H.G.(Howell H.G.)有机化学杂志(J.Org.Chem.)1985，50，3644-3647。 基)-尿嘧啶10a-d。⁷

方案4-霍维尔法合成尿嘧啶基核苷 

蒙特格美首次合成氯法拉滨 

蒙特格美最先实际揭示合成氯法拉滨(7)的方法。⁸所述方法包含使用其已经揭示⁷的1-α-溴糖5a与2，6-二氯嘌呤(4)的无催化剂偶联，随后是氨基化和脱除保护基两个步骤(方案5)。4与5a在回流下于1，2-二氯乙烷中发生偶联反应，得到N9异构体混合物，在柱层析后，获得所需的中间物6的N9β-异构体，产率为32％。所需的6的N9β-异构体经历氨基化和脱除保护基，得到氯法拉滨(7)。氨基化本身提供单苯甲酰基化的氯法拉滨中间体(即，氨基化只是脱除C3′-OAc基团的保护基，并取代C6-C1基团)，须通过添加LiOH进一步脱除保护基，得到7。由水进行三次再结晶，得到纯7，产率为42％。以5a计，氯法拉滨的总产率仅为13％，因此，以实际糖原料计，产率更低。 

不仅冗长的6和7的纯化不适于工业上大规模生产，而且原料糖5a⁶的合成也极为复杂。此外，5a的不稳定性也是大规模生产的不利因素，而且由于5a在偶联反应期间会部分分解，故所述反应须在极其干燥(即低含水量)的条件下执行。 

                                   

⁷泰恩C.H.(Tann C.H.)，布德福瑞P.R.(Brodfuehrer P.R)，布鲁迪捷S.P.(Brundidge S.P.)，萨品诺C.J.(Sapino C.J.)和霍维尔H.G.(HowellH.G.)有机化学杂志(J.Org.Chem.)1985，50，3644-3647；霍维尔H.G.(Howell H.G.)，布德福瑞P.R.(Brodfuehrer P.R.)，布鲁迪捷S.P.(Brundidge S.P.)，本尼基D.A.(Benigni D.A.)和萨品诺C.J.(Sapino C.J.)有机化学杂志(J.Org.Chem.)1988，53，85-88。 

⁸蒙特格美J.A.(Montgomery，J.A.)，肖特南希-福勒A.T.(Shortnacy-Fowler，A.T.)，克雷顿S.D.(Clayton，S.D.)，瑞尔丹J.M.(Riordan，J.M.)和斯奎斯特III，J.A.(Secrist III，J.A.)，药物化学杂志(J.Med.Chem.)1992，35，397-401；蒙特格美J.A.(Montgomery J.A.)和斯奎斯特III，J.A.(Secrist III，J.A.)(南方研究协会(Southern Research Institute))，WO9014352A1和US5034518。 

方案5-蒙特格美首次合成氯法拉滨 

蒙特格美的改进方法 

最近，蒙特格美报导了一种改进方法，其涉及2-氯-6-经取代嘌呤(归因于N9氢的酸度相对较高)的钠盐17或其它盐(例如使用DBU形成)与现在优选的2-脱氧-2-氟-3，5-二-O-苯甲酰基-α-D-阿拉伯呋喃糖基溴化物(8)偶联，得到中间物11的异头混合物(方案6)。⁹此方法与其过去的程序之间的一个关键而明显的差异在于，使用了所述嘌呤的阴离子盐，其将会使所述嘌呤的亲核性更强。事实上，所述偶联反应可以在室温下而非100℃下进行。可以看出，中间物11是蒙特格美首次合成氯法拉滨时所使用的中间物的相近类似物。利用快速柱层析法将11的N9β-异构体与N9α-异构体分离，并由乙醇和氯仿结晶，产率为约70％。产物经少量的α-异构体污染。因此，很明显，利用此程序的重大突破在于，由于在偶联步骤中利用了SN2反应，而非S_N1，导致形成产率高得多的β-异构体。因为利用氨很难去除苯甲酰基，所以改为在氨基化之前使用甲醇钠。此举导致位于C6的卤素经甲氧基取代，得到化合物12，产率为80％。利用氨进行氨基化，来置换甲氧基，得到氯法拉滨(7)，产率为78％。由于在偶联步骤中使用了S_N2法，以糖8计，偶联产率提高到47％，总产率达到18％。 

尽管优选卤素原子位于C6位，但其也主张烷氧基、叠氮基、氨基和经保护氨基处于此位置。因此，2-氯腺嘌呤(13)转化成其DBU盐衍生物，可与8偶联，但此举只在极小规模上得到论证，而且遵循制备型TLC分离出的14的N9β-异构体的产率低至28％。 

尽管进行了这些改进，但此方法的主要缺点，即中间物的异头混合物需要柱色谱来进行分离，仍保留下来。此外，所述专利的实例中未表明此程序适用于大规模制造氯法拉滨。 

                                   

⁹蒙特格美J.A.(Montgomery J.A.)，福勒A.T.(FowlerA.T.)，斯奎斯特III，J.A.(Secrist，III，J.A.)，(南方研究协会(Southern Research Institute))，US6949640(2005)/US7470784(2008)。 

方案6-蒙特格美的改进的氯法拉滨合成法 

艾尔斯产品公司(ILEX Products)/艾希斯蒂文斯公司(Ash Stevens)的优化法 

艾尔斯产品公司和艾希斯蒂文斯公司的化学家们使用2-氯-6-氨基嘌呤(又称为2-氯腺嘌呤；13)的钾盐11代替2，6-二氯嘌呤(4)的钠盐，在KOt-Bu和CaH₂存在下于三元溶剂系统中与同一种溴糖8偶联，来优化上文所论述的蒙特格美程序。¹⁰选择13代替4意味着，不再需要蒙特格美法的氨基化步骤，节省了一个合成步骤。所述嘌呤钾盐的形成与偶联反应是在一个反应釜中进行(方案7)。溶剂混合物的选择会明显影响异头选择性和转化。添加剂CaH₂通过去除溶剂中痕量的水，而具有有益作用。KBr和KCl对于异头选择性具有意外的有益影响，影响幅度与CaH₂大致相当，表明在偶联反应中钾作为平衡离子的益处。优化后，通过偶联反应，获得中间物14，β-∶α-比率为15∶1，由乙酸丁酯-庚烷结晶以及利用甲醇再制浆，异构体比率升到80(β/α)，产率为50％。脱除富含β-异构体的14的保护基，得到粗氯法拉滨，由甲醇结晶后，得到纯氯法拉滨，产率为64％。以糖8计，产率为32％，由此，以起始糖9计，总产率约为14％。显然，所述公司使用完善并且充分优化的S_N2反应进行偶联，以及不使用柱层析法，是其方法的关键革新。 

就氯法拉滨的合成来说，此方法可视为技术现状(即，此方法是文献报导的最好的氯法拉滨合成法)。应注意，反应步骤的数量和总产率不是工艺成本效率的量度，因此艾尔斯产品公司/艾希斯蒂文斯公司方法的产率较低并不意味着与蒙特格美法相比较，此法具有较低成本效率。 

                                     

¹⁰鲍特W.E.(Bauta W.E.)，斯奇梅尔B.E.(SchulmeierB.E.)，普恩特J.F.(Puente J.F.)，坎特瑞尔W.R.Jr(Cantrell W.R.，Jr)，拉维特D.(Lovett D.)，格贝尔J.(Goebel J.)，安德森B.(Anderson B.)，艾恩库D.(Ionescu D.)和郭R.(Guo R.).有机过程研究与开发(Org.Proc.Res.Dev.)，2004，8，889-896；威廉姆E.B.(William E.B.)，波尔柯B.D.(Burke B.D.)，斯奇梅尔B.E.(Schulmeier B.E.)，坎特瑞尔W.R.Jr(Cantrell W.R.，Jr)，拉维特D.(Lovett D.)，普恩特J.(Puente J.)(艾尔斯产品公司(ILEX Products，Inc.))，US6680382(2004)。 

方案7-艾尔斯产品公司和艾希斯蒂文斯公司的氯法拉滨合成法 

发明内容

本发明涵盖氯法拉滨(又称为2-氯-9-(2′-脱氧-2′-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤)的新合成法，其涉及1-O-乙酰基-2，3，5-三-O-苯甲酰基-呋喃核糖(又称为经保护糖)与双硅烷化2-氯腺嘌呤(又称为硅烷化核苷碱基)的直接偶联、选择性脱除单一苯甲酰基、磺酸酯形成(磺酰化)、氟化和最后脱除保护基(方案8)。 

步骤1：经保护糖与核苷碱基的偶联步骤仅仅或相当多地得到所需β-N9异构体(CF-IM1)。这个维尔伯根糖基化反应(Vorbrüggen Glycosylation reaction)的高选择性是由起强立体指向性基团(strong stereodirecting group)作用的C2-OBz基团造成的结果。 

步骤2：此后，在乙酸-吡啶缓冲系统存在下，使用水合肼¹¹或乙酸羟基铵(hydroxylaminium acetate)¹²，部分脱除苯甲酰基，得到2∶1比率的所需(desired)3，5-O-二苯甲酸酯(2-OH-CF-IM2)和不需要(unwanted)的区域异构体2，5-O-二苯甲酸酯(3-OH-CF-IM2)，以及一些不合需要(undesired)的脱除双保护基的5-O-苯甲酸酯。 

步骤3：幸运的是，通过在热条件下，于溶剂中进行酰基转移，可将不合需要的2，5-O-二苯甲酸酯区域异构体异构化成所需的3，5-O-二苯甲酸酯。尽管此异构化程度取决于3，5-O-二苯甲酸酯与2，5-O-二苯甲酸酯之间的平衡常数，但小心地选择条件，可以使所需3，5-O-二苯甲酸酯相当多地处于固相中，而同时不合需要的异构体处于液相中。由此，溶液相平衡和新形成的3，5-O-二苯甲酸酯连续沉淀，推动总反应混合物(固相加溶液相) 

                                   

¹¹石田Y.(Ishido Y.)，中崎N.(Nakazaki N.)和坂入N.(Sakairi N.)，英国化学会志：柏尔金汇刊I(J.C.SPerkinI)，1979，2088-2098。 

¹²石田Y.(Ishido Y.)，中崎N.(Nakazaki N.)，冈崎K.(Okazaki K.)和坂入N.(Sakairi N.)，英国化学会志：柏尔金汇刊I (J.C.S.Perkin I)，1980，563-573。 

趋向3，5-O-二苯甲酸酯含量高于起始。在此异构化后，宜通过过滤分离出所需3，5-O-二苯甲酸酯异构体。 

步骤4：接着，使用磺酰化剂(即磺酸酐，Tf₂O)，磺酰化3，5-O-二苯甲酸酯(2-OH-CF-IM2)的C2′-OH。也可以推想其它类似离去基团，例如杂芳香族磺酸酯(例如咪唑磺酸酯)。 

步骤5：在引入(installation)有效的离去基团后，使用氟化试剂3HF.Et₃N，在碱或碱盐(下文将予以揭示，优选碳酸胍)存在下，取代磺酸酯基。3HF.Et₃N因不具有腐蚀性并且适用于大规模合成而成为优选的试剂。由于市面上供应的3HF.Et₃N含有氯离子(可能呈HCl形式)，而且由于在反应条件下，氯离子的亲核性比氟离子强，故会形成大量不合需要而且棘手的CF-IM4的氯化物类似物16。由于发现不可能(根据现有技术)从API本身中去除氯化物类似物16的脱除保护基形式，故需要首先限制其形成。此外，市面上供应的3HF.Et₃N似乎通常/总是含有一些氯化物，而且甚至极少量也很难处理，所以进行彻底调查来确定如何降低其在反应中的影响。这最终导致发现，使用3HF.Et₃N与碳酸胍(其在反应条件下，可能会释放出胍和CO_2(g))的组合会产生较少但可接受的量的氯化物类似物16。作为预防措施，使经保护氯法拉滨CF-IM4结晶，以去除会另外影响最终API产物的质量的杂质。 

步骤6：脱除经保护氯法拉滨CF-IM4的保护基，得到纯度极高的氯法拉滨，无其它异构体被检测到。作为常规事件，其可进一步结晶以确保API满足其规格。 

本发明的关键方面： 

1)一种合成所述合成核苷的新颖方法。 

·已知的所有文献都是在糖环与核苷碱基稠合之前，在糖环中预先引入氟取代剂。相比之下，本发明的方法是在糖与核苷碱基稠合之后引入氟取代基。 

2)与现有技术的氯法拉滨合成法(除艾尔斯/艾希斯蒂文斯法(ILEX/Ash Stevensprocess)外)不同，本发明的方法完全避免了对色谱法的需求。 

·这是通过腺嘌呤环与糖单元稠合，而呋喃核糖C2-O基团仍存在于所述分子中(即，在氟取代之前)来实现。由于所述C2-O基团在酰化为酯形式(在此情况下为OBz酯)时，在偶联步骤中具有较强的立体指向性效应，故此举极为重要。 

·这意味着，在本发明的方法中不存在所有先前技术合成法中会产生的不需要的α-异构体。这不仅降低纯化步骤的负担，也提高了产率，使得工艺方法更加有效。当存在大量α-异构体时，现有技术采用色谱法将其去除。 

3)利用非均相热致异构化(heterogeneous thermal isomerisation)，将不需要的区域异构体2，5-O-二苯甲酸酯(3-OH-CF-IM2)转化成所需的3，5-O-二苯甲酸酯(2-OH-CF-IM2)，由此增加所需3，5-O-二苯甲酸酯的总产率，超过原始反应所产生的产率。 

·这可以视为一个再循环步骤。此举将使整个方法更为有效。 

4)通过特别使用碳酸胍添加剂，改变氟化条件，由此减少被保护的氯法拉滨CF-IM4的氯化物类似物的量。 

·此举通过减小后续纯化步骤的负担而具有较高的工艺效率。 

5)通过控制氯法拉滨前体CF-IM4的杂质概况(impurity profile)，获得高质量氯法拉滨API。也就是说，CF-IM4是质量控制点。 

·由于当氯法拉滨被数种工艺杂质污染时，其本身质量似乎很难提高，故此举确保能获得符合规格(in-specification)等级的API。 

本发明提供一种制备具有式I的氯法拉滨的方法： 

其包含： 

(a)利用硅烷化剂于有机溶剂中，或单纯利用纯硅烷化剂(即，硅烷化剂充当溶剂)，硅烷化2-氯腺嘌呤(2-氯-6-氨基嘌呤)，得到硅烷化产物II： 

其中，R¹是Si(R³)₃，R²是氢或R¹，R³是含有1到20个碳原子的烷基、烯基、炔基、芳基或杂芳基，x是0或1，同时y分别是2或1； 

(b)具有式III的经保护呋喃核糖： 

其中R⁴是酰基(优选苯甲酰基或取代苯甲酰基)，OR⁵是离去基团(例如R⁵是酰基，优选乙酰基的情形)；与步骤(a)中制备的未经分离的硅烷化2-氯腺嘌呤II在路易斯酸(Lewis acid)或布朗斯特酸 (例如磺酸衍生物，包括三氟甲磺酸三甲基硅酯(trimethylsilyl triflate，TMSOTf)和三氟甲磺酸(triflic acid，TfOH))存在下偶联，水性处理(aqueous work-up)后，得到具有式IV的经保护2-氯腺苷： 

其中R⁴如先前所定义； 

(c)利用亲核试剂(优选水合肼或乙酸羟基铵)，在乙酸-吡啶缓冲系统中，部分脱除步骤(b)中制备的IV的保护基，水性处理(aqueous work-up)后，得到具有式V的化合物： 

和具有式VI的化合物的混合物： 

所述混合物不经纯化直接进行下一步骤； 

(d)在高温(使用经典热能加热、红外光源或微波加热)下，于单一或混合溶剂系统中，将VI异构化成V，并且通过过滤分离出纯的或相当富集的V； 

(e)用磺酰化剂(优选三氟甲磺酸酐(Tf₂O))磺酰化V，得到具有式VII的化合物： 

其中OR⁶是含有1到12个碳原子的离去基团，例如磺酸酯或磺酰胺(例如SO₂NHet，其中NHet是含氮芳香杂环)，且R⁶优选为SO₂C_nF_2n+1； 

(f)利用氟化剂(优选氟化氢三乙胺络合物)，优选在碱或碱盐(例如三乙胺、吡啶、DBU、胍以及胍衍生物和碳酸胍，优选使用碳酸胍)存在下，氟化VII，得到具有式VIII的化合物： 

(g)利用亲核碱脱除VIII的保护基，得到氯法拉滨I。 

(h)优选由水，或由水-醇混合物，结晶氯法拉滨。 

本发明的优点或特征

从氯法拉滨合成的现有技术可以看出一个重要问题，即，利用经保护的2-脱氧-2-氟-阿拉伯呋喃糖苷与腺嘌呤核苷碱基的偶联，有可能形成α-N9、α-N7和β-N7异构体杂质。α-N9异构体特别常见，而且难以去除，需要色谱法或结晶法。在本发明方法中，利用经保护D-呋喃核糖(CF-SM1(9))与双硅烷化2-氯腺嘌呤的偶联，选择性获得经保护的β-N92-氯腺苷CF-IM1，并且完全没有或含有相当少的α-N9和β-N7异构体。由于相邻基团参与C2-OBz基团，故不会形成可观量的α-N9异构体(方案8)。 

使用水合肼或乙酸羟基铵，区域选择性地脱除经保护2-氯腺苷CF-IM1的单一保护基，得到所需3，5-O-二苯甲酸酯(2-OH-CF-IM2)和不需要的区域异构体2，5-O-二苯甲酸酯(3-OH-CF-IM2)，连同部分不合需要的脱除双保护基的5-O-苯甲酸酯的混合物。尽管如果直接分离此混合物，会产生较低产率的所需3，5-O-二苯甲酸酯，但我们发现，在MeOH中加热上文提到的混合物，通过C2′-O位与C3′-O位之间的酰基转移，而引起平衡驱动的异构化。由于所需的3，5-O-二苯甲酸酯实质上处于固相中，而同时不合需要的区域异构体2，5-O-二苯甲酸酯处于液相中，故溶液相平衡和新形成的3，5-O-二苯甲酸酯连续沉淀，推动总反应混合物(固相加溶液相)趋向3，5-O-二苯甲酸酯含量高于起始。尽管溶液相中的平衡常数看起来是2∶1的3，5-O-二苯甲酸酯∶2，5-O-二苯甲酸酯，但3，5-O-二苯甲酸酯因其沉淀而离开平衡。因此，总的说来，在热异构化后，仅仅通过简单的过滤，就可以获得可接受产率和良好质量的所需3，5-O-二苯甲酸酯 (2-OH-CF-IM2)。 

用Tf₂O磺酰化2-OH-CF-IM2的C2′-OH，得到2′-O-三氟甲磺酰基-2-氯腺苷(2-Tf-CF-IM3)。需要此活性较高的离去基团使后续的氟化步骤有效地进行。尽管一些氟化物源(例如HF水溶液)腐蚀性极强，但基于HF的胺盐的氟化试剂(例如氟化氢三乙胺络合物3HF.Et₃N和氟化氢吡啶络合物pyrdine.HF)看起来对玻璃无腐蚀性。重要的是，3HF.Et₃N适用于大规模合成。由于市面上供应的3HF.Et₃N含有氯离子(可能呈HCl形式)，而且由于在反应条件下，氯离子的亲核性比氟离子强，故会形成大量不合需要而且有害的CF-IM4的氯化物类似物，即16(方案9)。此氯糖杂质16和其后续脱除保护基的产物15(2′-氯-氯法拉滨)证实难以通过纯化去除，尤其是15。然而，我们发现，当3HF.Et₃N与碳酸胍添加剂一起使用时，可以将氯糖16的含量控制在低于0.10％的水平(通过HPLC测定)，表明在脱除经保护氯法拉滨的保护基后，观察到API本身中氯糖15的含量低于0.10A％(通过HPLC测定)。经证实，这是至关重要的，因为在本发明的氯法拉滨结晶条件下，不可能(根据现有技术)降低2′-氯-氯法拉滨(即15)的含量，而事实上，其含量略有增加。 

本发明合成法的步骤数量与竞争性现有技术(CF-SM1(即9)计为原料)途径相同，而且由起始糖9起的总产率为约15％，包括再结晶以提供API级材料。单就总产率来说，本发明方法与现有技术的方法不相上下。 

方案8-SPK的氯法拉滨合成法 

方案9 

附图说明

无 

具体实施方式

本发明方法的实施例 

·制备2′，3′，5′-三-O-苯甲酰基-2-氯腺苷(CF-IM1) 

步骤1a-硅烷化： 

室温下，在氮气氛围下，将2-氯腺嘌呤(CF-SM1(9)，50g，294.9mmol，1.0eq.)、MeCN(600mL，12P w.r.t.CF-SM1(9))和BSTFA(227.5g，883.8mmol，3.0eq.)加入配备机械搅拌和温度计的烧瓶中。搅拌混合物，并在回流下加热，直到混合物大致变澄清(约1小时)。 

步骤1b-维尔伯根糖基化： 

将TfOH(8.77g，58.5mmol，0.2eq.)和1-O-乙酰基-2，3，5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖(CF-SM2，142.5g，282.5mmol，0.95eq.)依次加到步骤1a制备的混合物中。随后，在回流下搅拌混合物1小时。将混合物冷却到20-35℃，并用MTBE(500mL)稀释，并且用饱和NaHCO₃(750mL)洗涤0.5到1小时。在真空中，于40到50℃下 蒸发有机挥发物，得到CF-IM1：¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ7.9-8.1(m，6H，Ar)，7.94(s，1H，H8)，7.3-7.6(m，9H，Ar)，6.45(d，J＝2.7Hz 1H，H1′)，6.15(m，2H，H2′，3′)，5.30(s，2H，NH₂，可变)，4.90(dd，J_4′，5a＝3.2Hz，J_{5′a，5′b}＝12.0Hz，1H，H5′a)，4.82(m，1H，H4′)，4.72(dd，J_4′，5a＝4.1Hz，J_{5′a，5′b}＝12.0Hz，1H，H5′b)；¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ166.30(1C)，165.51(1C)，165.43(1C)，156.39(C6)，154.74(C2)，151.07(C4)，139.05(C8)，134.13(1C，Ar)，134.05(1C，Ar)，133.80(1C，Ar)，130.17(2C，Ar)，130.11(2C，Ar)，129.91(2C，Ar)，129.41(1C，Ar)，128.95(3C，Ar)，128.81(4C，Ar)，128.46(1C，Ar)，119.05(C5)，86.45(C1′)，81.26(C4′)，74.57(C3′)，71.73(C2′)，63.98(C5′)。此粗产物直接用于下一步骤中。 

·制备2-氯-9-(3′，5′-二-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖基)-腺嘌呤(2-OH-CF-IM2) 

步骤2-部分选择性脱除单一保护基： 

室温下，将步骤1b制备的CF-IM1加入配备机械搅拌和温度计的烧瓶中。随后，加入乙酸(277g，265mL)、吡啶(1109.6g，1132.7mL)和80％水合肼(73.8g，1.18mol，4eq.)。在氮气氛围下，将混合物加热到75到80℃，并持续加热，直到2-OH-CF-IM2的HPLC纯度在2小时时期内未显示增加(通常需要6到10小时)。 

将混合物冷却到35℃，并用甲基异丁基酮(3774.4g，3468mL)稀释，随后在低于35℃下，用2N H₂SO₄(3378mL)洗涤，以去除吡啶。用饱和NaHCO₃(1734mL)洗涤有机相，直到分析得到有机相中的AcOH含量为不高0.5％。在真空中，于65℃下蒸发有机相至干。 

步骤3-异构化： 

将甲醇(356.4g，450mL)加入上文制备的残余物中，并在65℃下，搅拌不均匀混合物，直到分析母液中的3-OH-CF-IM2在2小时内未降低为止。将浆液冷却到20-25℃并过滤，并用甲醇(11.09g×2，140mL×2)洗涤滤饼，并且在真空中，于60℃下干燥4到6小时。将粗品2-OH-CF-IM2固体加入到配备机械搅拌器的烧瓶中。加入二甲亚砜(231g，210mL)以溶解固体，随后在20-25℃下，逐滴添加甲醇(831.6g，1050mL)。30分钟后，过滤浆液，并用甲醇(11.09g×2，140mL×2)洗涤滤饼，并且在真空中，于60℃下干燥4到6小时。获得2-OH-CF-IM2(67.9g，产率44％)，HPLC纯度为94.7％。 ¹H NMR(300MHz，d6-DMSO)δ8.4(s，1H，H8)，8.11(d，J＝7.2Hz，2H)，7.98(d，J＝7.7Hz，2Hz，Ar)，7.89(s，2H，NH₂，可变换)，7.69(m，2H，Ar)，7.58(m，2H，Ar)，7.52(m.2H，Ar)，6.10(d，J＝6.1Hz，1H，H1′)，6.03(d，J＝6.0Hz，1H，OH，可变换)，5.70(dd，J＝4.1Hz，5Hz，1H，H2′)，5.13(dd，J＝6.0，12.0Hz，1H，H3′)，4.61-4.72(m，3H，H4′，5′)。 

·制备2-氯-9-(3′，5′-二-O-苯甲酰基-2′-O-三氟甲基磺酰基-β-D-呋喃核糖基)-腺嘌呤(2-Tf-CF-IM3) 

步骤4-磺酰化： 

室温下，在氮气氛围下，将2-OH-CF-IM2(65g，HPLC测定纯度为94.7％，120.7mmol，1eq.)、二氯甲烷(650mL)和吡啶(65mL)加入配备机械搅拌器和温度计的烧瓶中。将浆液冷却到0到20℃。将Tf₂O(85.1g，301.6mmol，2.5eq.)逐滴添加到混合物中，并将温度保持在0到20℃的范围内。混合物变澄清。当2-OH-CF-IM2的HPLC纯度为低于1％时，认为反应完成。室温下，用饱和NaHCO₃(325mL)洗涤混合物以去除酸。室温下，用2N H₂SO₄(325mL)洗涤有机相以完全去除吡啶。使用分子筛干燥有机相，直到KF值为不高于1000ppm(0.1％)。在真空中，于40℃下蒸发有机相，直到剩余约290g残余物(包括约130mL DCM)。所述残余物直接用于下一步骤中。2-Tf-CF-IM3的纯度为95-99％，并且产率为95-99％。 

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ8.11(dd，J＝8.3，1.2Hz，2H，Ar)，7.98(dd，J＝8.3，1.2Hz，2H，Ar)，7.87(s，1H，H8)，7.70-7.60(m，1H，Ar)，7.59-7.46(m，3H，Ar)，7.41(t，J＝7.7Hz，2H，Ar)，6.34-6.23(m，2H，H1′，H3′)，6.16(dd，J＝5.3，3.2Hz，1H，H2′)，6.07(bs，2H，NH₂，可变换)，4.86(dd，J＝12.2，3.3Hz，1H，H5a′)，4.81-4.74(m，1H，H4′)，4.65(dd，J＝12.2，4.2Hz，1H，H5b′)。 

·制备2-氯-9-(3′，5′-二-O-苯甲酰基-2′-脱氧-2′-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤(CF-IM4) 

步骤5-氟化： 

室温下，将步骤4制备的残余物加入配备机械搅拌器和温度计的烧瓶中。加入EtOAc(697.5g，775mL)和碳酸胍(87g，482.9mmol)并将混合物加热到60℃。将3HF.Et₃N(116.7g，723.9mmol)逐滴添加到混合物中(经0.5到1小时时期)。小心：放出气体(可能是CO₂)。3HF.Et₃N添加完成后，将混合物加热到回流(80℃)，保持约10小时。当2-Tf-CF-IM3的HPLC纯度为低于3％时，认为反应完成。将反应混合物冷却到低于 35℃，并逐滴添加饱和碳酸氢钠(775mL)以中和酸。小心：放出气体。过滤混合物，以使相界清晰。用乙酸乙酯(232.5mL)萃取水相。在真空中，于40℃下蒸发合并的有机相，直到剩余约200g(包括约150mL EtOAc)残余物。将甲醇(450mL)加入混合物中，并加热到回流以实现溶解。如果固体未完全溶解，则再添加EtOAc，直到固体完全溶解。趁热过滤后，冷却溶液，直到固体沉淀，并在此温度下再保持2小时。将浆液冷却到20到25℃，保持2小时，并保持6小时。过滤浆液，并用MeOH(50mL)洗涤滤饼2次。在真空中，于60℃下干燥固体4到6小时，得到纯度为98％的CF-IM4，其中2-氯-9-(3′，5′-二-O-苯甲酰基-2′-脱氧-2′-氯-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤(Cl-CF-IM4)的纯度为不高于0.10％。由EtOAc-MeOH(1∶3，600mL)再结晶CF-IM4，以将2-氯-9-(2′，3′，5′-三-O-苯甲酰基-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤[(2’S)-Bz-CF-IM4]和2-氯-9-(2′-O-乙酰基-3′，5′-二-O-苯甲酰基-β-D-阿拉伯呋喃糖基)-腺嘌呤[(2’S)-Ac-CF-IM4]的总纯度进一步降低到NMT 0.15％。以2-OH-CF-IM2为原料，产率为44.4％。 

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ8.0-8.1(m，5H，Ar)，8.0(s，1H，H8)，7.3-7.6(m，5H，Ar)，6.61(t，J＝2.85Hz，1H，H1′)，6.54(d，J＝2.4Hz，2H，NH₂)，，5.75(dd，J＝2.1，17.1Hz，1H，H3′)，5.37(dd，J＝2.7Hz，49.8Hz，1H，H2′)，4.81(d，J＝4.2Hz，1H，H5′)，4.57(m，1H，H4′)。 

·制备2-氯-9-(2′-脱氧-2′-氟-β-D-阿拉伯呋喃糖基)腺嘌呤(氯法拉滨) 

步骤6-脱除保护基： 

将MeOH(75mL)和29％MeONa/MeOH溶液(0.11g，0.06eq.)加入100mL烧瓶中，并添加CF-IM4(5g，1.0eq.)。在30到40℃下搅拌混合物，并且其缓慢地变澄清。20到40分钟后，更多固体逐渐沉淀析出。反应在1到3小时内完成。加入乙酸(0.035g，0.06eq.)以中止反应。在真空中，于30到40℃下蒸发混合物，直到剩余约25g(包括约5P MeOH)浆液。将混合物冷却到0到20℃，保持2小时，随后过滤。用MeOH(5mL)洗涤滤饼2次，并且在真空中于60℃下干燥，得到2.6g白色固体状的氯法拉 滨，纯度为99.8A％，以CF-IM4为原料，产率为86.7％。 

¹H NMR(300MHz，d6-DMSO)δ8.27(dd，1H，H8，J_8，2′F＝1.8Hz)，6.33(dd，J_1′，2′＝4.8Hz，J_1′，2′F＝13.8Hz，1H，H1′)，5.95(d，J_{3′，3′-OH}＝5.1Hz，1H，3′-OH)，5.21(dt，J_2′，3′＝4.2Hz，J_2′，2′F＝52.8Hz，1H，H2′)，5.08(t，J_{5′，5′-OH}＝5.7Hz，1H，5′-OH)，4.42(dq，J_3′，2′F＝19.1Hz，1H，H3′)，3.83(m，J_3′，4′＝5.1Hz，1H，H4′)，3.65(m，J_4′，5′b＝6.0Hz，J_{5′a，5′b}＝11.7Hz，2H，H5′)。 

步骤7-再结晶

将粗氯法拉滨(2.6g)和水(104mL)加入烧瓶中。搅拌混合物并加热到80℃。将固体溶解于水中。在70到80℃下，趁热过滤溶液，以去除少量沉淀。缓慢冷却滤液以结晶，并在室温下搅拌过夜。过滤混合物，用MeOH洗涤并在真空中干燥，得到API级氯法拉滨(2.1g)，产率为约80％。 

Claims (32)

1.一种制备具有式I的氯法拉滨的方法，

其包含：

(a)单纯利用纯硅烷化剂，或利用硅烷化剂于有机溶剂中，硅烷化2-氯腺嘌呤(2-氯-6-氨基嘌呤)，得到式II的硅烷化产物：

其中，R¹是Si(R³)₃，R²是氢或R¹，R³是含有1到20个碳原子的烷基、烯基、炔基、芳基或杂芳基，x是0或1，同时y分别是2或1；

(b)具有式III的被保护的呋喃核糖：

其中R⁴分别是相同或不相同的取代酰基、芳酰基，OR⁵是离去基团，其中R⁵是酰基；与步骤(a)中制备的所述具有式II的硅烷化2-氯腺嘌呤在路易斯酸或非路易斯酸存在下偶联，得到具有式IV的被保护的2-氯腺苷：

其中R⁴如先前所定义；

(c)利用亲核试剂，在溶剂中部分脱除步骤(b)中制备的所述式IV化合物的保护基，得到具有式V的化合物：

与具有式VI的化合物的混合物：

(d)在高温下，在溶剂中将所述式VI化合物异构化成所述式V化合物，并分离出纯的或相当富集的V；

(e)衍生化所述式V化合物的C3′羟基，形成式VII化合物

其中OR⁶是离去基团；

(f)利用氟化剂，在碱或碱盐存在下，氟化所述式VII化合物，得到具有式VIII的化合物：

(g)利用亲核碱脱除所述式VIII化合物的保护基，得到具有式I的氯法拉滨。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷化剂是N，O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)或N，O-双(三甲基硅基)乙酰胺(BSA)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷化步骤(a)是在乙腈溶剂中进行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)的所述式II的硅烷化产物不经分离而直接用于接下来的偶联反应中。

5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)是在与步骤(a)中所用相同的有机溶剂中进行。

6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)中使用的所述路易斯酸是非金属路易斯酸。

7.根据权利要求6所述的方法，其中步骤(b)中使用的所述非金属路易斯酸是TfOH、TMSOTf、TMSI、TBSOTf、TsOH、MsOH、Ms₂O。

8.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(c)中的所述亲核试剂是氮碱。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述氮碱是水合肼或乙酸羟基铵。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(c)是在溶剂中进行，所述溶剂是吡啶与乙酸的混合物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(c)的所述产物混合物中残余乙酸的含量是通过分析控制至0.5％以下。

12.根据权利要求1所述的方法，其中用于所述异构化步骤(d)的溶剂的特征在于：在高温下，所述式V化合物大大不溶解，而所述式VI化合物大大溶解。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述溶剂是醇溶剂。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述溶剂是甲醇。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述高温足以使式VI化合物异构化。

16.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(e)的所述离去基团OR⁶是磺酸酯。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述磺酸酯是三氟甲磺酸酯。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述氟化剂是氟化物。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述氟化物呈HF形式，并且在碱、碱混合物或碱与碱盐的混合物存在下使用。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述碱是三乙胺(Et₃N)、胍、胍衍生物、吡啶或1，8-二氮杂环十一烯(DBU)。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述碱盐是碳酸胍。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述氟化氢是在Et₃N和胍存在下使用。

23.根据权利要求1所述的方法，其中所述氟化步骤是在酯溶剂中进行。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述酯溶剂是乙酸乙酯(EtOAc)。

25.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(g)中使用的所述式VIII化合物通过HPLC测定，含有不高于0.10％式IX化合物：

26.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(g)中的所述亲核碱是烷基胺、氨或烷醇钠。

27.根据权利要求1所述的方法，其中所述烷醇钠是甲醇钠。

28.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(g)的反应是在甲醇溶剂中进行。

29.根据权利要求1所述的方法，其中氯法拉滨进一步结晶。

30.一种制备式VIII化合物的方法，其包含利用氟化剂，在碱或碱盐存在下氟化式VII化合物

得到具有式VIII的化合物：

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述式VIII化合物的纯度为至少99.8％。

32.根据权利要求30所述的方法，其中所述式VIII化合物含有少于约0.1％重量的任何个别杂质，所述杂质包含：