CN102827224A

CN102827224A - 一种地西他滨的合成与工业化生产方法

Info

Publication number: CN102827224A
Application number: CN2011101620205A
Authority: CN
Inventors: 邹国勇; 李巍; 郭柯馨; 陈婧
Original assignee: Jiangsu Hansoh Pharmaceutical Group Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Hansoh Pharmaceutical Group Co Ltd
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: CN102827224B

Abstract

本发明涉及一种地西他滨的合成与工业化生产方法，即以2-脱氧-D-核糖为原料，与甲醇反应得到甲苷，3，5-二羟基用9-芴甲氧羰基保护，然后与氯化氢反应得到1-氯芴糖，1-氯芴糖再与硅烷化的5-氮杂胞嘧啶反应，然后脱保护基，精制后得到地西他滨。本发明的特点是1-氯芴糖与硅烷化的5-氮杂胞嘧啶缩合反应中不需要四氯化锡，避免原料药中重金属超标的问题；同时控制三氟甲磺酸三甲基硅酯的量和反应条件，使产物中β体含量增加。

Description

一种地西他滨的合成与工业化生产方法

技术领域

本发明涉及一种治疗骨髓增生异常综合症的化合物的制备方法，具体涉及地西他滨的合成与工业化生产方法。

背景技术

地西他滨是1964年合成的天然核苷-2-脱氧胞苷类似物，在骨髓增生异常综合症患者中，具有引致DNA降甲基化，从而达到控制细胞分化和增殖作用，实现其药物治疗意义。

地西他滨作为特异的DNA甲基化转移酶抑制剂，可逆转DNA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结合。高浓度的地西他滨结合可抑制DNA合成，从而诱导细胞死亡，发挥其细胞毒作用；低浓度的地西他滨结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。它在体外不能抑制DNA的合成，而在肿瘤细胞内能引发低甲基化，且有维持基因的相关细胞分化和增殖控制功能。非增殖细胞对该药相对不敏感。

地西他滨的抗肿瘤活性并不仅仅来自于其特异的DNA甲基化转移酶抑制作用，其他的作用机制还在研究中。地西他滨可以诱导某些基因局部染色体重组，可增加细胞中组蛋白去乙酰基酶-1的释放，解除p21WAF1的抑制作用。地西他滨和组蛋白去乙酰基酶抑制剂联合应用，可加强染色体重组，激活非甲基化原因沉默失活的抑癌基因。

地西他滨的经典合成路线如下：

1、地西他滨于1964年由Plim1和Sorm合成。其合成主要反应过程是三甲基硅烷化保护的二氢-S-三嗪与氯代脱氧核糖在SnCl₄的催化作用下缩合得到地西他滨。

此路线中起始原料不易得到，且反应中有较多副反应产生，反应收率低。

2、以Fmoc保护羟基的甲基化糖与硅烷化碱基为原料合成地西他滨。

该路线从甲基化的2-脱氧-D-核糖为原料，然后用Fmoc保护3，5位的羟基，产物再与硅烷化的5-氮杂胞嘧啶在SnCl₄催化下偶联，再经水解得到化合物地西他滨。

该方法以Fmoc保护羟基的甲基化糖与硅烷化碱基为原料合成地西他滨，但是其中用到SnCl4，致使产物中重金属超标和灼烧残渣超标。

3、三乙酰化呋喃糖与硅烷化碱基为原料合成地西他滨。

2007年，季竞竞等人改进了传统的氯代核糖的方法，对糖基部分直接乙酰化，再与硅烷化保护的碱基进行偶联，脱保护，得到地西他滨。

该路线中涉及到一类溶剂1，2-二氯乙烷，不适合作为药用溶剂使用，反应中用到的三甲基硅烷基三氟甲磺酸酯性质不稳定，不利于工业化生产，且价格昂贵，不利于生产成本的控制。

文献(Journal of Organic Chemistry，51(16)，3211-13；1986)报道了一种地西他滨的合成方法，以2-脱氧-D-核糖为原料，与甲醇反应得到甲苷，3，5-二羟基用9-芴甲氧羰基保护，然后与氯化氢反应得到1-氯芴糖，1-氯芴糖再与硅烷化的5-氮杂胞嘧啶反应，然后脱保护基，精制后得到地西他滨。

该路线脱保护试剂为弱碱性的有机碱三乙胺和吡啶，产物不易开环，反应收率高，且操作简单，实验条件温和(常温反应)，利于工业化生产，但缩合反应中用到SnCl₄，致使产物中重金属超标和灼烧残渣超标，且收率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地西他滨的合成与工业化生产方法，包括环合、保护、取代、缩合、脱保护和精制6个步骤：

1)2-脱氧-D-核糖-α，β-甲苷(中间体2)的制备

将2-脱氧-D-核糖加入含氯化氢0.1％(w/v)的甲醇溶液，后加入吡啶，减压浓缩，最终得黄色油状中间体2。

2)2-脱氧-3，5-二芴甲氧羰基-D-呋喃核糖-1-α，β-甲苷(中间体3)的制备

将中间体2溶解于无水吡啶中，后加入芴甲氧基甲酰氯，反应后柱层析，减压浓缩得浅黄粘稠中间体3。

3)2-脱氧-1-α，β-氯-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖(中间体4)的制备

将中间体3溶于无水乙醚中，通入无水HCl气体，减压浓缩，得中间体4的乙醚溶液。

4)2-(三甲基硅氨基)-4-(三甲基硅氧基)-S-三嗪(中间体4′，简称硅烷三嗪)的制备

将5-氮杂胞嘧啶、硫酸铵粉末和六甲基二硅胺(HMDS)回流至溶清，减压浓缩得黄色油状中间体4′。

5)2-脱氧-1-α，β-(4-氨基-1，3，5-三嗪-2-1(H)-酮-1-基)-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖(中间体5)的制备

将中间体4的乙醚溶液加入二氯甲烷，然后再加入新制的中间体4′的二氯甲烷溶液，保温滴加三氟甲磺酸三甲基硅酯，减压浓缩，得浅黄色固体中间体5。

6)β-5-氮杂-2-脱氧胞苷(粗品)的制备

将中间体5，二氯甲烷和吡啶，三乙胺室温搅拌反应，减压浓缩，柱层析，得浅黄色固体，即地西他滨粗品。

7)β-5-氮杂-2-脱氧胞苷(地西他滨)的制备

将地西他滨粗品加入甲醇中加热至溶清，热滤，自然析晶，过滤，真空干燥得地西他滨成品。

本发明以2-脱氧-D-核糖为原料，与甲醇反应得到甲苷，3，5-二羟基用9-芴甲氧羰基保护，然后与氯化氢反应得到1-氯芴糖，1-氯芴糖再与硅烷化的5-氮杂胞嘧啶反应，然后脱保护基，精制后得到地西他滨。本发明的优点如下：

1)1-氯芴糖与硅烷化的5-氮杂胞嘧啶缩合反应中不需要四氯化锡，避免原料药中重金属超标的问题；同时控制三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)的量和反应条件，使产物中β体含量增加。

2)弃用一类溶剂1，2-二氯乙烷，符合环保要求。

具体实施方式

本发明所采用的合成方法可用以下化学式表示：

实施例1

步骤1(环合)

于10L反应瓶中，加入含氯化氢0.1％(w/v)的甲醇溶液(7.6L)，然后加入2-脱氧-D-核糖(0.380kg，2.83mol)，室温下剧烈搅拌反应30min，TLC检测控制反应完毕，加入无水吡啶，控制pH值为7.5-8.0。低于70℃下减压浓缩得黄色粘稠物中间体2，直接用于下一步反应。

步骤2(保护)

将中间体2(上步所得)、吡啶(6.0L)投入10L的反应瓶中，搅拌至溶解，冷却至0℃，小心加入芴甲氧基甲酰氯(1.520kg，5.87mol)，加毕，停冷却，自然升温至室温，保持室温继续反应约3小时，TLC检测反应完毕，用乙醚(5L)和水(5L)萃取，分出有机相，水层用乙醚(3L×2)提取两次，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥，过滤，滤液浓缩至干得油状物，然后用硅胶柱进行层析纯化，得中间体3：1.005kg，浅黄色玻璃状固体，两步(第一、二步)收率：59.9％。

步骤3

中间体4的制备(取代)

将中间体3(1.005kg，1.70mol)溶于无水乙醚(6.0L)中，冷却降温至0℃以下，搅拌下快速通入无水HCl气体，待原料基本反应完全后停止反应，加入分子筛干燥，过滤，减压浓至约2L，加入二氯甲烷(5.8L)中，得到黄色溶液中间体4，直接用于下一步投料。

中间体4′的制备

于10L的反应瓶中，加入5-氮杂胞嘧啶(0.228kg，2.04mol)、硫酸铵粉末(5.9g，0.04mol)和HMDS(6.1L)，加热，于120-140℃保持缓慢回流，反应进行约18hr，反应完毕，停止反应，搅拌下，减压蒸除过量的HMDS，得到黄色油状物0.521kg，即中间体4′。

步骤4(缩合)

将中间体4′(0.521kg，2.04mol)投入20L的三口瓶中，加入二氯甲烷(2.4L)，再加入上步黄色溶液，开启搅拌，冷却至0℃，保温滴加三氟甲磺酸三甲基硅酯(450ml，2.47mol)，反应放热不明显，滴加完毕自然升至室温，搅拌反应2～6小时，TLC检测反应完毕，向反应液中滴加冰水至无明显放热，用饱和碳酸氢钠溶液调PH＝7-8，铺硅藻土过滤，滤液分层，分出有机层，水层用二氯甲烷(9L×2)提取，合并有机层，饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液减压浓缩蒸除溶剂，得黄色中间体5：1.06kg，收率92.9％。

步骤5(脱保护)

将中间体5(1.06kg)、吡啶(12L)和三乙胺(3L)分别加到20L反应瓶中，开动搅拌。室温下搅拌反应2小时，TLC检测控制反应完毕，于水浴温度≤70℃，真空度≤-0.07MPa下用20L旋转蒸发器减压蒸除溶剂，然后用硅胶柱进行层析纯化，得类白色固体，加入甲醇(6.5L)加热溶解，滤液放冷自然析晶，过滤得到地西他滨粗品145.0g，收率：40.3％。

步骤6(精制)

将地西他滨粗品(145.0g)和甲醇(14L)投入到20L反应瓶中，加热至溶清，热滤，滤液放冷自然析晶，过滤，固体真空干燥得地西他滨成品113.8g，收率：78.5％。

实施例2～12

制备2-脱氧-1-α，β-(4-氨基-1，3，5-三嗪-2-1(H)-酮-1-基)-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖(中间体5)

操作同实施例1，结果见表一、表二、表三。

表一中间体4’与中间体4摩尔比对收率和异构体比例的影响

表二TMSOTf与中间体4摩尔比对收率和异构体比例的影响

表三反应时间对收率和异构体比例的影响

Claims

1.一种制备地西他滨的方法，该方法包括：

1)2-脱氧-1-α，β-(4-氨基-1，3，5-三嗪-2-1(H)-酮-1-基)-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖的制备：

将2-脱氧-1-α，β-氯-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖的乙醚溶液加入二氯甲烷，然后再加入新制的2-(三甲基硅氨基)-4-(三甲基硅氧基)-S-三嗪的二氯甲烷溶液，保温滴加三氟甲磺酸三甲基硅酯，减压浓缩，得2-脱氧-1-α，β-(4-氨基-1，3，5-三嗪-2-1(H)-酮-1-基)-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖；

2)β-5-氮杂-2-脱氧胞苷的制备：

将2-脱氧-1-α，β-(4-氨基-1，3，5-三嗪-2-1(H)-酮-1-基)-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖、二氯甲烷、吡啶和三乙胺室温搅拌反应，减压浓缩，柱层析，得地西他滨。

2.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其中2-脱氧-1-α，β-氯-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖按如下方法制备：

1)2-脱氧-D-核糖-α，β-甲苷的制备：

将2-脱氧-D-核糖加入含氯化氢的甲醇溶液，后加入吡啶，减压浓缩，最终得2-脱氧-D-核糖-α，β-甲苷；

2)2-脱氧-3，5-二芴甲氧羰基-D-呋喃核糖-1-α，β-甲苷的制备：

将2-脱氧-D-核糖-α，β-甲苷溶解于无水吡啶中，后加入芴甲氧基甲酰氯，反应后柱层析，减压浓缩得2-脱氧-3，5-二芴甲氧羰基-D-呋喃核糖-1-α，β-甲苷；

3)2-脱氧-1-α，β-氯-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖的制备：

将2-脱氧-3，5-二芴甲氧羰基-D-呋喃核糖-1-α，β-甲苷溶于无水乙醚中，通入无水HCl气体，减压浓缩，得2-脱氧-1-α，β-氯-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖的乙醚溶液。

3.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其中2-(三甲基硅氨基)-4-(三甲基硅氧基)-S-三嗪按如下方法制备：

将5-氮杂胞嘧啶、硫酸铵粉末和六甲基二硅胺(HMDS)回流至溶清，减压浓缩得2-(三甲基硅氨基)-4-(三甲基硅氧基)-S-三嗪。

4.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其中所述地西他滨按如下方法精制：

5.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其特征在于，所述2-(三甲基硅氨基)-4-(三甲基硅氧基)-S-三嗪和2-脱氧-1-α，β-氯-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖的摩尔比为1～2。

6.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其特征在于，三氟甲磺酸三甲基硅酯和2-脱氧-1-α，β-氯-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖的摩尔比为1～2。

7.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷或乙腈。

8.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其特征在于，2-脱氧-1-α，β-(4-氨基-1，3，5-三嗪-2-1(H)-酮-1-基)-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖制备中反应温度0～30℃，反应时间2～8小时。

9.根据权利要求1所述的制备地西他滨的方法，其特征在于：2-脱氧-1-α，β-(4-氨基-1，3，5-三嗪-2-1(H)-酮-1-基)-3，4-二-(O-Fmoc)-D-核糖制备步骤中，所得产物中β与α异构体比例为1.14～1.33。