CN102899367B

CN102899367B - 一种生物法和化学法结合合成泰诺福韦的方法

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Publication number: CN102899367B
Application number: CN201210355930.XA
Authority: CN
Inventors: 李剑; 刘莉
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Huangshi Fuertai Pharmaceutical Tech Co ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: CN102899367A

Abstract

本发明一种生物法和化学法结合合成泰诺福韦的方法，属于药物合成技术领域。以氯丙酮为起始原料经过酵母发酵还原得到手性的氯丙醇（I），然后在碱的作用下与对甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯进行缩合反应，制得关键的反应中间体(II)；用腺嘌呤和反应中间体(II)制得R-9-(2-羟基丙基）腺嘌呤(III)；所得R-9[2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基]嘌呤水解得到泰诺福韦(IV)。本工艺利用生物法和化学法结合，经过生物手段-发酵得到关键的手性醇，反应步骤短，所需反应时间短，质量收率高，产品质量好，适合于产业化生产。

Description

一种生物法和化学法结合合成泰诺福韦的方法

技术领域

本发明涉及一种关于制备抗艾滋病和抗乙肝病药物泰诺富韦的合成工艺，属于药物合成技术领域。

背景技术

泰诺富韦酯（tenofovir disoproxil fumarate，泰诺富韦双异丙酰氧基甲酯富马酸盐），化学名为(R)-[[2-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-1-甲基乙氧基]甲基] 膦酸双（异丙酰氧基甲基）酯富马酸盐，其结构如结构1所示，是一种抗乙型肝炎的一线治疗药物，人体吸收后迅速转变成泰诺富韦（PMPA），产生抗病毒作用。PMPA被证实对人类免疫缺陷病毒HIV和HBV具有广谱的抗病毒活性，已于2001年经美国FDA批准用于临床治疗艾滋病的药物。

Figure 201210355930X100002DEST_PATH_IMAGE001

结构式1 泰诺福韦酯

泰诺富韦是泰诺福韦酯的关键中间体，文献报道的泰诺福韦的合成方法主要有两种。

合成方法一

Holy A., Masojidkova M., Collect Czech. Chem Commun., 1995, 60, 1192-1212.

该路线合成路线较长，操作繁琐，整条路线总产率较低。

合成方法二

Munger J. D., Rohloff J. C., Schultze L. M., US5935946A1, 1999-08-10.

Figure 201210355930X100002DEST_PATH_IMAGE003

该路线较短，产率较高，但是其最后产品的光学纯度只有90-94%，达不到临床的要求，需要经过其他手段提纯，势必造成生产成本的升高。

发明内容

本发明对合成替诺福韦酯的关键中间体泰诺福韦的合成工艺进行了重大的改革，具体合成路线如下：

以氯丙酮为起始原料经过酵母发酵还原得到手性的氯丙醇（I），然后在碱的作用下与对甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯进行缩合反应，制得关键的反应中间体(II)；用腺嘌呤和反应中间体(II)制得R-9- (2- 羟基丙基）腺嘌呤(III)；所得R-9 [2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基]嘌呤水解得到泰诺福韦 (IV)。

具体技术方案如下：一种生物法和化学法结合合成泰诺福韦的方法，按照下述步骤进行：

（1）在一定容量的锥形瓶中加入Na₂HPO₄-KH₂PO₄缓冲溶液，加入适量干酵母（Saccharomyces cerevisiae），将锥形瓶置于T=35℃的摇床中活化2小时，之后加入反应底物氯丙酮，按时取样检测，待反应完全，离心，将上清液浓缩，加入甲醇溶解后过滤浓缩得到产物（I），不用提纯直接用于下步反应；其中所述的酵母：反应底物氯丙酮= 10：0.9（质量比）；

（2）在一定容量的反应瓶中加入无机碱（如NaH, NaOH等）和化合物（I），碱与化合物（I）的摩尔比为120%-150%，搅拌30分钟，缓慢滴入与化合物（I）等摩尔当量的甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯；滴加完毕后反应24小时，反应终止，加入乙酸淬灭反应，过滤减压蒸馏得到产物(II)。

（3）在一定容量的反应瓶中加入腺嘌呤，碱（如碳酸铯，碳酸钾等）和溶剂（如四氢呋喃等），碱与腺嘌呤的摩尔比为120%，反应液浓度（以碱与腺嘌呤计）控制在0.25mol/L，然后升温至60-80 oC，开始滴加与腺嘌呤等当量的化合物(II)；滴加完1小时后检测，腺嘌呤消耗完全即可停止反应；慢慢降至室温；用减压蒸出溶剂，蒸除完毕后，残留物用柱色谱分离得到第三步产物R-9- [2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基] 腺嘌呤(III)。

（4）在一定容量的反应瓶中加入R-9- [2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基]腺嘌呤(III)和酸溶液，升温至90-95 oC，反应完全以后降温至室温，加入等体积的二氯甲烷，搅拌0.5小时后分层，取水层，用氢氧化钠溶液调节溶液的pH=3左右，有大量的白色固体析出，室温搅拌半小时，继续冷却至0-5 oC，抽滤，得到的白色固体用水精制，得到关键中间体泰诺福韦(IV)。

本工艺创新之处：

[1]本工艺所述生产工艺操作简便，所有的原材料都便宜易得。

[2] 本工艺第一步用经济的氯丙酮为原料，经过便宜的干酵母还原羰基得到手性的氯丙醇，还原的产率较高，后处理简便，反应条件温和，避免了高温高压以及超低温的反应条件，非常适合工业化方法处理。

[3] 本工艺第二步用甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯与手性醇反应，既保护了羟基，又省去之后上磷酸酯的步骤，这样缩短了反应步骤，提高了产率。

总之，采用本工艺的生产工艺，经济效益和社会效益都十分的显著。

用下述实施例可以更具体地解释本发明。然而，本发明的范围并不限于下述实施例。

具体实施方式

实施例1

（1）R-氯丙醇（I）的制备

在150ml pH=5.91的缓冲溶液中加入10g安琪干酵母，将反应瓶置于T=35℃的摇床中，活化0.5小时，加入0.9g氯丙酮，并每隔0.5h用离心管取样一次，每次3mL；取样后，用离心机进行离心，离心机转速为：r=4000rpm，时间t=20min；离心后，取上层清液，用旋蒸仪蒸干，并加入甲醇溶解，静置；做气质分析。待反应完全，离心浓缩，加入50ml甲醇溶解，过滤浓缩得到氯丙醇（I）0.65g。

（2）(R）-2-[双-（异丙基）-膦酰基甲氧基]-丙基氯(II)的制备

将9.4g（100mmol）化合物(I)置于200ML的三口瓶中，加入100ML无水THF，冰浴下，分批加入2.88g (120mmol), 60% NaH，搅拌0.5小时，然后缓慢滴加38.2g (120mmol) 对甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯，干燥管保护下室温反应24小时，TLC检测反应情况。加入12.0g（200mmol）36%乙酸，维持温度小于室温，搅拌0.5小时，停止反应。抽滤除去固体，浓缩减压蒸馏得到化合物（II）16.8g。

（3）化合物(III)的制备

在300ML THF中加入10g (74mmol) 腺嘌呤和29g (89mmol) 无水碳酸铯，与80℃油浴中加热，搅拌下滴加18g (74mmol)（R）-2-[双-（异丙基）-膦酰基甲氧基]-丙基氯（II）。加完后继续搅拌8小时，将反应液减压蒸干，将残留物用柱层析分离，用二氯甲烷/甲醇（10:1）洗脱，得到（R）-9-[双-（异丙基）-膦酰基甲氧基]-丙基-腺嘌呤（III）8.7g。

（4）泰诺福韦(IV)的制备

R-9- [2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基]腺嘌呤（III）加入65 g的氢溴酸溶液中，升温至90-95 oC，反应6小时以后降温至室温，加入10 mL二氯甲烷，搅拌0.5小时后分层，取水层，用40％的氢氧化钠溶液调节溶液的pH=3左右，有大量的白色固体析出，室温搅拌半小时，继续冷却至0-5 oC，抽滤，得到的白色固体用15倍量的水精制，得到关键中间体泰诺福韦8.0 g。[α]^D ₂₅ = +22.3 (c 0.55, 0.1M HCl)， Mp: 278-281 oC, ¹H NMR (500MHz, D₂O)：δ 8.24 (s, 2H), 4.31-4.14 (m, 2H), 4.10-3.94 (m, 1H), 3.72-3.45 (m, 2H), 1.10-1.07 (d, 3H) 。

实施例2

（1） R-氯丙醇（I）的制备

在150ml pH=6.98的缓冲溶液中加入10g安琪干酵母，将反应瓶置于T=35℃的摇床中，活化0.5小时，加入0.9g氯丙酮，并每隔0.5h用离心管取样一次，每次3mL；取样后，用离心机进行离心，离心机转速为：r=4000rpm，时间t=20min；离心后，取上层清液，用旋蒸仪蒸干，并加入甲醇溶解，静置；做气质分析。待反应完全，离心浓缩，加入50ml甲醇溶解，过滤浓缩得到氯丙醇（I）0.80g。

（2） (R）-2-[双-（异丙基）-膦酰基甲氧基]-丙基氯(II)的制备

将9.4g（100mmol）化合物(I)置于200ML的三口瓶中，加入100ML无水THF，冰浴下，分批加入6.0g(150mmol) NaOH，搅拌0.5小时，然后缓慢滴加38.2g (120mmol) 对甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯，干燥管保护下室温反应24小时，TLC检测反应情况。加入12.0g（200mmol）36%乙酸，维持温度小于室温，搅拌0.5小时，停止反应。抽滤除去固体，浓缩减压蒸馏得到化合物（II）20.1g。

（3）化合物(III)的制备

在300ML DMF中加入10g (74mmol) 腺嘌呤和15g (89mmol) 无水碳酸钾，与100℃油浴中加热，搅拌下滴加18g (74mmol)（R）-2-[双-（异丙基）-膦酰基甲氧基]-丙基氯（II）。加完后继续搅拌8小时，将反应液减压蒸干，将残留物用柱层析分离，用二氯甲烷/甲醇（10:1）洗脱，得到（R）-9-[双-（异丙基）-膦酰基甲氧基]-丙基-腺嘌呤（III）7.2g。

（4）泰诺福韦(IV)的制备

R-9- [2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基]腺嘌呤（III）加入65 g的氢溴酸溶液中，升温至90-95 oC，反应6小时以后降温至室温，加入10 mL二氯甲烷，搅拌0.5小时后分层，取水层，用40％的氢氧化钠溶液调节溶液的pH=3左右，有大量的白色固体析出，室温搅拌半小时，继续冷却至0-5 oC，抽滤，得到的白色固体用15倍量的水精制，得到关键中间体泰诺福韦8.0 g。 [α]^D ₂₅ = +22.3 (c 0.55, 0.1M HCl)， Mp: 278-281 oC, ¹H NMR (500MHz, D₂O)：δ 8.24 (s, 2H), 4.31-4.14 (m, 2H), 4.10-3.94 (m, 1H), 3.72-3.45 (m, 2H), 1.10-1.07 (d, 3H) 。

实施例3

（1）R-氯丙醇（I）的制备

在150ml pH=8.04的缓冲溶液中加入10g安琪干酵母，将反应瓶置于T=35℃的摇床中，活化0.5小时，加入0.9g氯丙酮，并每隔0.5h用离心管取样一次，每次3mL；取样后，用离心机进行离心，离心机转速为：r=4000rpm，时间t=20min；离心后，取上层清液，用旋蒸仪蒸干，并加入甲醇溶解，静置；做气质分析。待反应完全，离心浓缩，加入50ml甲醇溶解，过滤浓缩得到氯丙醇（I）0.89g。

将9.4g（100mmol）化合物(I)置于200ML的三口瓶中，加入100ML无水THF，冰浴下，分批加入6.0g (150mmol) NaOH，搅拌0.5小时，然后缓慢滴加38.2g (120mmol) 对甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯，干燥管保护下室温反应24小时，TLC检测反应情况。加入12.0g（200mmol）36%乙酸，维持温度小于室温，搅拌0.5小时，停止反应。抽滤除去固体，浓缩减压蒸馏得到化合物（II）20.1g。

（3）化合物(III)的制备

（4）泰诺福韦(IV)的制备

Claims

1.一种生物法和化学法结合合成泰诺福韦的方法，其特征在于按照下述步骤进行：

（1）在反应瓶中加入Na₂HPO₄-KH₂PO₄缓冲溶液，加入适量干酵母（Saccharomyces cerevisiae），将反应瓶置于T=35℃的摇床中活化2小时，之后加入反应底物氯丙酮，按时取样检测，待反应完全，离心，将上清液浓缩，加入甲醇溶解后过滤浓缩得到产物（I），不用提纯直接用于下步反应；

（2）在反应瓶中加入无机碱和化合物（I），碱与化合物（I）的摩尔比为120%-150%，搅拌30分钟，缓慢滴入与化合物（I）等摩尔当量的甲苯磺酰氧基磷酸二乙酯；滴加完毕后反应24小时，反应终止，加入乙酸淬灭反应，过滤减压蒸馏得到产物(II)；

（3）在一定容量的反应瓶中加入腺嘌呤，碱和溶剂，碱与腺嘌呤的摩尔比为120%，反应液浓度控制在0.25mol/L，然后升温至60-80 oC，开始滴加化合物(II)；滴加完1小时后检测，腺嘌呤消耗完全即可停止反应；慢慢降至室温；用减压蒸出溶剂，蒸除完毕后，残留物用柱色谱分离得到第三步产物R-9- [2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基] 腺嘌呤(III)；

（4）在一定容量的反应瓶中加入R-9- [2-（二乙基磷酰甲氧基）丙基]腺嘌呤(III)和酸溶液，升温至90-95 oC，反应完全以后降温至室温，加入等体积的二氯甲烷，搅拌0.5小时后分层，取水层，用氢氧化钠溶液调节溶液的pH=3左右，有大量的白色固体析出，室温搅拌半小时，继续冷却至0-5 oC，抽滤，得到的白色固体用水精制，得到关键中间体泰诺福韦(IV)；

其中步骤（1）中所述的酵母：反应底物氯丙酮质量比为10：0.9；

其中步骤（2）中所述的无机碱为NaH, NaOH；步骤（3）中所述的碱为碳酸铯，碳酸钾；溶剂为四氢呋喃。