CN106749248B - 一种抗病毒药物恩替卡韦的制备方法 - Google Patents

一种抗病毒药物恩替卡韦的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗病毒药物恩替卡韦的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一：式D所示的化合物在过氧化苯甲酸叔丁酯、碳酸钠以及R‑1,1’‑联‑2‑萘酚存在下发生环合反应得到式E所示的化合物；步骤二：将式E所示的化合物与2‑氨基‑6‑氯‑嘌呤发生mitsunobu反应得到式F所示的化合物；步骤三：将式F所示的化合物在酸性水溶液中进行水解反应得到恩替卡韦；以及式D所示的化合物的制备方法。本发明有效减少了反应步骤，整体收率大大提高，特别是式A所示的化合物中间体和式E所示的化合物中间体收率明显高，缩酮保护羟基更容易脱除保护，进一步保障了恩替卡韦的收率，该方法条件温和，适合工业化生产。

Description

一种抗病毒药物恩替卡韦的制备方法
技术领域
本发明属于药物合成技术领域，涉及一种抗病毒药物恩替卡韦的制备方法。
背景技术
恩替卡韦，其化学名称为2-氨基-9-[(1s,3s,4s)-4-羟基-3-羟甲基-2-亚甲戊基]-1,9-氢-6-H-嘌呤-6-酮-水合物，是一种有效的，选择性抑制乙型肝炎病毒复制的脱氧鸟嘌呤核苷类似物，由Bristol-MyersSquibb公司研究开发，用于治疗乙型肝炎。体外试验表明，恩替卡韦比其他核苷类似物更有效。动物模型和人体临床研究结果显示，恩替卡韦具有极强的抑制乙型肝炎病毒复制，降低血清病毒DNA水平的作用，对耐拉米夫定的突变病毒株仍然有效，且未见明显的不良反应和线粒体毒性。大量临床试验表明，它对肝细胞内逆转录酶和乙型肝炎病毒DNA多聚酶有直接的抑制作用，有强的抗病毒能力，同时该化合物的选择性比较高，它的细胞毒性是抗乙肝病毒活性的1/8000，可有效治疗慢性乙肝而不干扰流感病毒和HIV病毒。而且由于其作用机制不同，长期使用产生的耐药性低。
全世界有3.5亿～4亿乙型肝炎病毒感染者，其中每年有近100万患者死于HBV感染引起的肝硬化和肝癌。我国约有1.2亿HBV感染者，占世界总数的1/3，居世界第一位，慢性乙型肝炎患者3000万例，而且这一数字目前正呈上升趋势。慢性的乙肝病毒感染到现在为止还没有能够完全治愈的方法，患者需要长期或者大多数情况下需要终生进行病毒抑制。临床指引建议治疗疗程最少为一年。米钱乙肝的治疗药物中核苷类药物的市场占有率超过80％。在核苷类药物中，恩替卡韦凭借其显著的疗效和良好的抗耐药性，自2007年以来，已替代拉米夫定成为一线的抗乙肝病毒药物。恩替卡韦由美国百时美施贵宝公司研制，美国FDA于2005年3月29日批准上市。于2005年11月15日获得国家食品药品监督管理总局SFDA批准在中国上市。该药物专利已经于2008年到期，但是因为其合成难度巨大，其活性成分(API)目前市场价格高昂，生产厂家不多。
恩替卡韦作为碳环核苷酸类似物，其合成方法非常复杂。现有技术中，关于恩替卡韦或者中间体的报道很多，例如CN105524064A、CN1861602A、CN101050216A、CN101182322A、CN101210015A、CN101235034A、CN101245067A、CN101531660A、CN101723945A、CN101756890A、CN101759698A、CN101781301A、CN101805339A、CN101830856A、CN101838207A、CN101838270A、CN101863842A、CN101891741A、CN101906113A、CN102002023A、CN102225938A、CN102863444B、CN102229608A、DE102009060194A1、EP2433941A1、SG171963A1、TW201118097A、US2006106216A1、US2010286089A1、WO2011102806A1、WO2011150513A1、WO2012006964A1等等。
现有技术中的合成方法还存在着较多的问题，例如试剂昂贵、反应条件苛刻、分离纯化困难、原子利用率低、收率不高等，不适合大规模工业化生产。其中，CN102863444B公开了一种嘌呤衍生物的制备方法，具体公开了恩替卡韦及其中间体的制备方法，该方法使用手性化合物为起始原料，所用原料价格昂贵且获取渠道有限，另外，该方法环戊烷中间体的制备收率较低，进一步提高了生产成本，具体合成路线如下：
CN105524064A公开了一种恩替卡韦的合成方法，该方法避免使用手性原料，以廉价易得的1,3-丙二醇为起始原料，成本大大降低，通过环氧化、环氧化选择开环、环戊烷关环等步骤，选择性形成手性中心，为合成恩替卡韦提供了新的思路，然而在该方法中，多个羟基存在竞争反应，需要多次反复选择性羟基保护、脱保护，使得反应收率降低，反应步骤冗长。另外，由VIII关环形成环戊烷化合物IX时，由于条件不当使得该反应无选择性得到消旋体产物，还需要进一步氧化以及选择性氢化得到恩替卡韦关键中间体XI。具体合成路线如下：
鉴于现有技术中关于恩替卡韦及其中间体制备中存在的诸多问题，本领域仍然亟需开发一种成本更低、反应条件温和易于工业化生产以及反应收率更高的恩替卡韦的制备方法。
发明内容
本发明目的在于克服现有的恩替卡韦的制备方法中存在产物步骤冗长、收率低、反应条件苛刻不适合工业化生产等缺陷，提供一种反应步骤短、收率高且反应条件温和适合工业化生产的恩替卡韦的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种抗病毒药物恩替卡韦的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：式D所示的化合物在过氧化苯甲酸叔丁酯、碳酸钠以及R-1,1’-联-2-萘酚存在下发生环合反应得到式E所示的化合物；
步骤二：将式E所示的化合物与2-氨基-6-氯-嘌呤发生mitsunobu反应得到式F所示的化合物；
步骤三：将式F所示的化合物在酸性水溶液中进行水解反应得到恩替卡韦；
现有技术中的常规使用多种金属试剂特别是使用敏感的二乙基锌等化合物，不适合大规模生产并且在关环过程中并没有选择性，从而得到消旋产物，需要进一步拆分或者其他选择性化学方法。本发明的发明人发现，使用过氧化苯甲酸叔丁酯、碳酸钠以及R-1,1’-联-2-萘酚，能够选择性的生成(R)-OH避免拆分或其他步骤，优选地，步骤一中，式D所示的化合物与过氧化苯甲酸叔丁酯、碳酸钠以及R-1,1’-联-2-萘酚的用量的摩尔比为1：0.3～5：2～3：0.05～0.2。
在本发明中，对于步骤一的反应，当温度高于40℃时，反应收率并没有太大改变，当温度高于50℃时，出现消旋化产物，优选情况下，反应温度为20～40℃。
在本发明中，步骤二采用mitsunobu反应构型翻转得到式F所示的化合物，该方法可以参照现有技术中的操作进行，例如具体过程可以包括：将式E所示的化合物、2-氨基-6-氯嘌呤、三苯基膦、偶氮甲酸二乙酯加入到无水四氢呋喃中，在0～5℃搅拌反应1～2小时，反应结束，倾入水中，乙酸乙酯萃取，氢氧化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，重结晶得式F所示的化合物；其中，式E所示的化合物、2-氨基-6-氯嘌呤、三苯基膦、偶氮甲酸二乙酯的用量摩尔比为1：1.2～1.5：1.5～2：2～3。
在步骤三中，式F所示的化合物经历脱保护以及水解过程从而得到恩替卡韦，对于酸性水溶液并没有特别的限定，例如可以为三氟乙酸的水溶液或盐酸水溶液等。
在本发明中，本发明还提供恩替卡韦中间体所述式D所示的化合物的制备方法，该方法通过以下步骤合成：
1)式III所示的化合物在双(三甲基硅基)氨化钠作用以及氯化钯催化下与三甲基硅基乙炔在-10～5℃搅拌反应8～12小时，反应完毕，淬灭反应，二氯甲烷萃取，水洗，浓缩干燥得式A所示的化合物；
2)将式A所示的化合物在对甲苯磺酸存在下与丙酮进行回流反应，反应完毕，反应液水洗、二氯甲烷萃取，碳酸氢钠洗涤，浓缩干燥得到式B所示的化合物；
3)式B所示的化合物脱硅烷基、苄基得到式C所示的化合物；
4)式C所示的化合物氧化得到式D所示的化合物；
在式D所示的化合物的制备过程中，可以采用丁基锂为碱在超温下与乙炔试剂进行反应，然而这种方法收率很低，原因在于无辅助试剂或者辅助试剂选择不当导致环氧开环选择性太差以及产物分子间会发生反应导致生成副产物。在本本发明中，发明人意外发现使用双(三甲基硅基)氨化钠做碱，然后加入氯化钯作为辅助催化，能够更多的生成式A所示的化合物。优选地，步骤1)中，式III所示的化合物与双(三甲基硅基)氨化钠、氯化钯、三甲基硅基乙炔的用量摩尔比为1：2～3：0.1～0.3：1.2～1.5。
对于步骤1)的反应溶剂优选为非质子溶剂，进一步优选为乙醚或四氢呋喃。
对于步骤2)可以参考现有技术丙酮缩酮的制备方法，例如在对甲苯磺酸催化下，式二醇化合物与丙酮回流即可。
在本发明中，将式B所示的化合物在甲醇中与醇钠(例如甲醇钠)作用能够轻松地同时脱除硅烷基和苄基，实现两种基团的一锅法脱除。优选地，步骤3)的反应过程包括将式B所示的化合物与甲醇钠在甲醇中在40～50℃中搅拌反应3～6小时得到式C所示的化合物。
在步骤4)中，由式C所示的化合物氧化得到式D所示的化合物醛类化合物，本领域已经有较多的方法，优选情况下使用Dess-Martin氧化剂进行氧化，Dess-Martin氧化剂((1,1,1-三乙酰氧基)-1,1-二氢-1,2-苯碘酰-3(1H)-酮)可以通过商购得到。因此，步骤4)的反应过程可以包括将式C所示的化合物在碳酸氢钠存在下与Dess-Martin氧化剂反应得到式D所示的化合物。该反应室温下在二氯甲烷中即可进行，通过TLC或者GC/LC监测，反应结束，可以使用硫代硫酸钠饱和溶液进行淬灭，然后分离有机相，水洗、干燥得到较纯净产物，直接用于下一步反应。
本发明的各步反应可以根据本领域常规的手段进行反应后处理，例如洗涤、过滤、结晶等。每步骤的过程中可以根据常用手段进行监控，例如LCMS、GCMS、TLC等。在没有其他特殊说明情况下，在本发明中所使用的室温是指23±2℃。另外，为了减少环境的影响，本发明的反应可以在保护气体存在下进行，例如在氮气保护下进行。
根据本发明的一种具体实施方式，本发明提供的恩替卡韦的制备方法具体路线如下：
本发明提供的恩替卡韦的制备方法，有效减少了反应步骤，整体收率大大提高，特别是式A所示的化合物中间体和式E所示的化合物中间体收率明显高，缩酮保护羟基更容易脱除保护，进一步保障了恩替卡韦的收率。另外本发明的式E所示的化合物的选择性有效提高，避免了拆分或者其他化学选择步骤，并且反应条件温和，特别适合扩大化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
式E所示的化合物
在100ml烧瓶中，加入式D所示的化合物18.8g(100mmol)、过氧化苯甲酸叔丁酯9.7g(50mmol)、碳酸钠21.2g(200mmol)以及(R)-1,1’-联-2-萘酚2.8g(10mmol)以及120ml无水THF，30℃搅拌反应，监测至反应结束，加入氯化铵饱和溶液50ml，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，快速柱层析得到式E所示的化合物14.5g，收率78.9％。
实施例2
式E所示的化合物
在100ml烧瓶中，加入式D所示的化合物18.8g(100mmol)、过氧化苯甲酸叔丁酯15.5g(80mmol)、碳酸钠31.8g(300mmol)以及(R)-1,1’-联-2-萘酚2.8g(10mmol)以及130ml无水THF，30℃搅拌反应，监测至反应结束，加入氯化铵饱和溶液50ml，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，快速柱层析得到式E所示的化合物14.6g，收率79.2％。
实施例3
式E所示的化合物
在100ml烧瓶中，加入式D所示的化合物18.8g(100mmol)、过氧化苯甲酸叔丁酯19.4g(100mmol)、碳酸钠21.2g(200mmol)以及(R)-1,1’-联-2-萘酚5.7g(20mmol)以及120ml无水THF，40℃搅拌反应，监测至反应结束，加入氯化铵饱和溶液50ml，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，快速柱层析得到式E所示的化合物14.3g，收率77.5％。
对比例1
如实施例1的方法，所不同的是，反应不加入(R)-1,1’-联-2-萘酚，快速柱层析得到化合物12.4g，其中式E所示的化合物约占61.11％(GCMS)，杂质主要为S-构型OH副产物，需要进行构型转换得到目标化合物。
实施例4
式F所示的化合物
将式E所示的化合物18.4g(100mmol)、2-氨基-6-氯嘌呤25.4g(150mmol)、三苯基膦52.5g(200mmol)、偶氮甲酸二乙酯52.2g(300mmol)加入到无水四氢呋喃中，在0～5℃搅拌反应2小时，反应结束，倾入水中，乙酸乙酯萃取，氢氧化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，石油醚重结晶得式F所示的化合物23.1g，收率68.7％。
实施例5
式F所示的化合物
将式E所示的化合物18.4g(100mmol)、2-氨基-6-氯嘌呤25.4g(150mmol)、三苯基膦39.3g(150mmol)、偶氮甲酸二乙酯34.8g(200mmol)加入到无水四氢呋喃中，在0～5℃搅拌反应1～2小时，反应结束，倾入水中，乙酸乙酯萃取，氢氧化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，石油醚重结晶得式F所示的化合物23.3g，收率69.3％。
实施例6
式F所示的化合物
将式E所示的化合物18.4g(100mmol)、2-氨基-6-氯嘌呤20.3g(120mmol)、三苯基膦39.3g(150mmol)、偶氮甲酸二乙酯43.5g(250mmol)加入到无水四氢呋喃中，在0～5℃搅拌反应1～2小时，反应结束，倾入水中，乙酸乙酯萃取，氢氧化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，石油醚重结晶得式F所示的化合物23.8g，收率70.9％。
实施例7
恩替卡韦
在250ml烧瓶中，将式F所示的化合物33.5g(100mmol)加入到50ml盐酸水溶液中(4M)进行在室温下搅拌水解反应2小时，饱和碳酸氢钠调节反应液pH至7，然后乙醚萃取，水洗三次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，最后在石油醚中重结晶得到恩替卡韦24g，收率86.7％。
恩替卡韦：1HNMR(400MHz,d6-DMSO)δ10.67(s,1H),7.65(s,1H),6.51(s,2H),5.40(d,1H),5.11(s,1H),4.91(d,1H),4.84(t,1H),4.57(s,1H),4.25(s,1H),3.54(t,1H),2.52(m,1H),2.21(m,1H),2.05(m,1H).
实施例8
式A所示的化合物
氮气保护下，将式III所示的化合物20.8g(100mmol)、双(三甲基硅基)氨化钠36.7g(200mmol)、氯化钯1.8g(10mmol)、三甲基硅基乙炔14.7g(150mmol)加入到烧瓶中，无水乙醚做反应溶剂，在0℃搅拌反应8小时，反应完毕，加入100ml饱和氯化铵溶液淬灭反应，二氯甲烷萃取，水洗三次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得式A所示的化合物24.9g，收率81.3％。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.30(m,5H),4.61(s,1H),4.57(s,2H),4.50(s,1H),4.46(s,1H),,3.81-3.68(m,5H),1.72(m,2H)，0.12(s,9H).
实施例9
式A所示的化合物
氮气保护下，将式III所示的化合物20.8g(100mmol)、双(三甲基硅基)氨化钠55g(300mmol)、氯化钯5.3g(30mmol)、三甲基硅基乙炔13.8g(140mmol)加入到烧瓶中，无水乙醚做反应溶剂，在-10℃搅拌反应10小时，反应完毕，加入100ml饱和氯化铵溶液淬灭反应，二氯甲烷萃取，水洗三次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得式A所示的化合物25.3g，收率82.6％。
实施例10
式A所示的化合物
氮气保护下，将式III所示的化合物20.8g(100mmol)、双(三甲基硅基)氨化钠55g(300mmol)、氯化钯3.5g(20mmol)、三甲基硅基乙炔11.8g(120mmol)加入到烧瓶中，无水乙醚做反应溶剂，在0℃搅拌反应8小时，反应完毕，加入100ml饱和氯化铵溶液淬灭反应，二氯甲烷萃取，水洗三次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得式A所示的化合物24.4g，收率79.7％。
对比例2
如实施例8式A所示化合物的制备，所不同的是，不使用氯化钯，最后减压浓缩得式A所示的化合物17.2g，收率56.1％。
实施例11
式B所示的化合物
在装有分水器的反应烧瓶中，加入式A所示的化合物61.3g(200mmol)、40ml丙酮、2.45g对甲苯磺酸以及130ml正己烷，加热回流反应5小时，TLC监测反应完毕，反应液水洗、碳酸氢钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩并在石油醚中重结晶得到式B所示的化合物62.0g，收率89.5％。
实施例12
式C所示的化合物
将式B所示的化合物34.6g(100mmol)、甲醇钠13.5g(250mmol)、80ml甲醇加入到反应烧瓶中，然后升温至40℃中搅拌反应4小时，反应结束，反应液浓缩，倒入水中，然后乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯相水洗三次，并用无水硫酸钠干燥，减压浓缩即得到式C所示的化合物16.8g，收率91.4％。
实施例13
式C所示的化合物
将式B所示的化合物34.6g(100mmol)、甲醇钠10.8g(200mmol)、80ml甲醇加入到反应烧瓶中，然后升温至50℃中搅拌反应5小时，反应结束，反应液浓缩，倒入水中，然后乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯相水洗三次，并用无水硫酸钠干燥，减压浓缩即得到式C所示的化合物16.7g，收率90.7％。
实施例14
式D所示的化合物
将式C所示的化合物18.4g(100mmol)、碳酸氢钠10.1g(120mmol)、和Dess-Martin氧化剂44.5g(105mmol)、120ml二氯甲烷加入到250ml反应烧瓶中，室温下搅拌2小时，加入饱和硫代硫酸钠溶液淬灭，静置分层，二氯甲烷层水洗三次，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得到式D所示的化合物15.9g，收率87.4％。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ9.78(t,1H),4.05(d,1H),3.93-3.85(m,2H),2.71(m,1H),2.53-2.45(m,2H),1.94(s,1H),1.46(s,6H)。

Claims (8)

1.一种抗病毒药物恩替卡韦的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：式D所示的化合物在过氧化苯甲酸叔丁酯、碳酸钠以及R-1,1’-联-2-萘酚存在下发生环合反应得到式E所示的化合物；
步骤二：将式E所示的化合物与2-氨基-6-氯-嘌呤发生mitsunobu反应得到式F所示的化合物；
步骤三：将式F所示的化合物在酸性水溶液中进行水解反应得到恩替卡韦；
步骤一中，式D所示的化合物与过氧化苯甲酸叔丁酯、碳酸钠以及R-1,1’-联-2-萘酚的用量的摩尔比为1：0.5～1：2～3：0.05～0.2；步骤一的反应温度为20～40℃；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，mitsunobu反应的具体过程包括：将式E所示的化合物、2-氨基-6-氯嘌呤、三苯基膦、偶氮甲酸二乙酯加入到无水四氢呋喃中，在0～5℃搅拌反应1～2小时，反应结束，倾入水中，乙酸乙酯萃取，氢氧化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，重结晶得式F所示的化合物；其中，式E所示的化合物、2-氨基-6-氯嘌呤、三苯基膦、偶氮甲酸二乙酯的用量摩尔比为1：1.2～1.5：1.5～2：2～3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述酸性水溶液为三氟乙酸的水溶液或者盐酸水溶液。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述式D所示的化合物由以下步骤合成：
1)式III所示的化合物在双(三甲基硅基)氨化钠作用以及氯化钯催化下与三甲基硅基乙炔在-10～5℃搅拌反应8～12小时，反应完毕，淬灭反应，二氯甲烷萃取，水洗，浓缩干燥得式A所示的化合物；
2)将式A在对甲苯磺酸存在下与丙酮进行回流反应，反应完毕，反应液水洗、二氯甲烷萃取，碳酸氢钠洗涤，浓缩干燥得到式B所示的化合物；
3)式B所示的化合物脱硅烷基、苄基得到式C所示的化合物；
4)式C所示的化合物氧化得到式D所示的化合物；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，式III所示的化合物与双(三甲基硅基)氨化钠、氯化钯、三甲基硅基乙炔的用量摩尔比为1：2～3：0.1～0.3：1.2～1.5。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，反应溶剂为乙醚、四氢呋喃。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)的反应过程包括将式B所示的化合物与甲醇钠在甲醇中在40～50℃中搅拌反应3～6小时得到式C所示的化合物。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤4)的反应过程包括将式C所示的化合物在碳酸氢钠存在下与Dess-Martin氧化剂反应得到式D所示的化合物。
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