CN107056862A - 一种单磷酸阿糖腺苷的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单磷酸阿糖腺苷的合成方法，包括：a)式(II)所示的中间体与固体硫化剂和强酸性离子交换树脂发生反应，得到式(III)所示的中间体；所述固体硫化剂选自硫化钠、硫化钠水合物、硫氢化钠或硫氢化钠水合物；b)式(III)所示的中间体脱硫后，得到单磷酸阿糖腺苷。本发明以固体硫化剂，如硫化钠、硫化氢钠、硫化钠水合物或硫化氢钠水合物与强酸性离子交换树脂对式(II)所示的中间体进行巯基化，脱硫后即可得到单磷酸阿糖腺苷，避免了硫化氢的使用，减缓了对环境的压力。同时，本发明提供的合成方法收率在30％以上，获得的产品纯度为99.8％以上。

Description

一种单磷酸阿糖腺苷的合成方法

技术领域

本发明涉及药物领域，特别涉及单磷酸阿糖腺苷的合成方法。

背景技术

DNA聚合酶(DNA polymerase)是细胞复制DNA的重要作用酶，其以DNA为复制模板，将DNA由5'端点开始复制到3'端。DNA聚合酶的主要活性是在具备模板、引物、dNTP等的情况下催化DNA的合成。

式(I)所示的单磷酸阿糖腺苷为核苷酸类抗病毒药物，其与病毒的脱氧核糖核酸聚合酶结合后，能够降低其活性，进而抑制DNA的合成。单磷酸阿糖腺苷进入细胞后，经过膦酸化生成阿糖腺苷二磷酸和阿糖腺苷三磷酸。抗病毒活性主要来自阿糖腺苷三磷酸，阿糖腺苷三磷酸与脱氧腺苷三磷酸竞争地结合到病毒的DNA聚合酶上，从而抑制酶的活性及病毒DNA的合成，同时抑制病毒核苷酸还原酶的活性而抑制病毒DNA的合成，还能抑制病毒DNA末端脱氧核苷酰转移酶的活性，使单磷酸阿糖腺苷渗入到病毒的DNA中并连接在DNA链3'端羟基位置的末端，抑制病毒DNA的继续合成。

文献报道的单磷酸阿糖腺苷的化学合成方法主要有：

1.先以单磷酸腺苷为原料，合成单磷酸阿糖腺苷(Tetrahedron Let.1972；28:3695)，合成路线如下所示：

该法使用单磷酸腺苷为起始物料，经过包括脱磷酸和膦酸化等8步反应，合成单磷酸阿糖腺苷，该法步骤较长，包括了使用三氯氧磷磷酸化的操作，收率低，副产物多，难以纯化，较难得到高纯度的单磷酸阿糖腺苷。

2.以单磷酸腺苷为起始物料，经保护后，溴化、氨化、巯基化以及氢化脱硫等反应后，得到单磷酸阿糖腺苷产品(Chem.Pharm.Bull 1977；25:1892)，合成路线如下:

该法避免了脱磷酸反应，无需重新进行单磷酸化，总收率可达12％，但是仍需8步反应，大部分的中间体以及最终产品需进行层析柱纯化，涉及多次保护及脱保护的操作，不利于大规模生产。

3.陈铁钎在上述方案的基础上加以改进，提出了以下方法(CN200410015563.4)：

经过改进，成功将反应由传统的8步反应缩短为7步反应，该法调整了部分反应的处理方法，将工艺大大简化，更加适合于工业化生产。

但是，上述方法仍然沿用了老工艺中臭味和毒性都很大的硫化氢作为反应物料，环境压力依旧很大，未能实现绿色环保地制备单磷酸阿糖腺苷产品。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种单磷酸阿糖腺苷的合成方法，本发明提供的方法无需使用硫化氢，减缓了环境压力，而且获得的产品收率和纯度较高。

本发明提供了一种单磷酸阿糖腺苷的合成方法，包括：

a)式(II)所示的中间体与固体硫化剂和强酸性离子交换树脂发生反应，得到式(III)所示的中间体；所述固体硫化剂选自硫化钠、硫化钠水合物、硫氢化钠或硫氢化钠水合物；

b)式(III)所示的中间体脱硫后，得到单磷酸阿糖腺苷。

本发明以固体硫化剂，如硫化钠、硫化氢钠、硫化钠水合物或硫化氢钠水合物与强酸性离子交换树脂对式(II)所示的中间体进行巯基化，脱硫后即可得到单磷酸阿糖腺苷，避免了硫化氢的使用，减缓了对环境的压力。同时，本发明提供的合成方法收率在30％以上，获得的产品纯度为99.8％以上。

本发明以式(II)所示的中间体为原料，对其来源并没有特殊限制，可以按照方法制备：

1)式(IV)所示的中间体与过溴化氢溴化吡啶反应得到式(V)所示的中间体；

2)式(V)所示的中间体进行乙酰化反应得到式(VI)所示的中间体；

3)式(VI)所示的中间体进行氨化反应得到式(II)所示的中间体。

本发明中，式(IV)所示的中间体可以按照以下方法制备：

单磷酸腺苷与对甲苯磺酰氯进行取代反应得到式(IV)所示的中间体，即中间体1。

单磷酸腺苷和对甲苯磺酰氯在0～15℃下反应，得到式(IV)所示的中间体，即中间体1，其具体操作过程如下：

单磷酸腺苷加入到溶剂中，搅拌10分钟，所得溶液冷却至0～10℃以下，缓慢加入氢氧化钠水溶液，控制体系温度5～15℃。所得混合溶液继续搅拌30分钟，冷却至-15～0℃以下，缓慢滴加对甲苯磺酰氯溶液，过程中控制反应体系温度在0～5℃，滴加完毕后继续保温搅拌18小时；在不高于30摄氏度的浓缩器上将上述所得溶液浓缩，加入稀盐酸调节pH值至4.0，搅拌均匀后，室温放置过夜，过滤收集固体。

其中，溶剂选自1,4-二氧六环、四氢呋喃、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二恶烷、六甲基磷酰胺、丙酮、乙醚、乙腈、四氯化碳、二硫化碳、苯、甲苯、己烷、氯仿或二氯甲烷中的一种或多种。

式(IV)所示的中间体与过溴化氢溴化吡啶反应得到式(V)所示的中间体，即中间体2，反应式如下：

本发明以过溴化氢溴化吡啶固体代替易挥发的溴素与式(IV)所示的中间体进行溴化反应，能够减少毒性，缓解环境压力，其具体操作过程如下：

将中间体1加入到溶剂中，搅拌溶解后，体系降温至-15摄氏度，固体过溴化氢溴化吡啶分批缓慢加入体系中，保持体系反应温度在0～5℃范围内；加完后保持反应体系温度在0～5℃范围内，继续搅拌0.5小时，加水稀释反应液，调节pH值至4.0，浓缩体系体积,放置过夜，过滤收集固体。

其中，溶剂选自1,4-二氧六环、四氢呋喃、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二恶烷、六甲基磷酰胺、丙酮、乙醚、乙腈、四氯化碳、二硫化碳、苯、甲苯、己烷、氯仿或二氯甲烷中的一种或多种。

式(V)所示的中间体进行乙酰化反应得到式(VI)所示的中间体，即中间体3，反应式如下：

具体操作过程如下：

中间体2加入到由醋酸和醋酸酐组成的混合溶液中，体系升温至回流，保温搅拌2小时，加入甲醇，继续搅拌0.5小时，浓缩至干，加入乙醇浓缩至干，另外再加入乙醇浓缩至干，所得残余物用水进行重结晶，得到固体。

得到式(VI)所示的中间体后，对其进行氨化，得到式(II)所示的中间体，即中间体4，反应式如下：

在本发明中，氨化具体为：

将式(VI)所示的中间体与乙醇混合，通入氮气至饱和，然后加入乙醇和氯化铵进行反应。

现有工艺中采用氨气充入乙醇中获得饱和的氨乙醇溶液，使用饱和的氨乙醇溶液进行接下来的氨酯交换反应实现五元环的构建，由于氨的易溢出，操作中对环境的影响较大，本发明采用半饱和的氨乙醇溶液(即将饱和的氨乙醇溶液稀释)与氯化铵配合使用的方法，有效降低了易挥发的氨在溶液中的浓度，极大的缓解了操作现场的异味问题。

氨化反应具体操作步骤如下：

中间体3加入到乙醇中，体系冷却至-5℃，搅拌下通入氨气直至饱和，过程中保持体系温度0～5℃范围内。另加入乙醇及氯化铵固体，体系封闭后加热至65-70℃搅拌反应24小时；冷却至室温，过滤，滤液继续降温至-20℃，保温静置3小时。过滤获得固体，固体直接用于下一步反应。

得到式(II)所示的中间体后，与固体硫化剂和强酸性离子交换树脂发生反应，得到式(III)所示的中间体，即中间体5。其中，所述固体硫化剂选自硫化钠、硫化钠水合物、硫氢化钠或硫氢化钠水合物；所述强酸性离子交换树脂选自Dowex50WX4离子交换树脂、Amberlite IR-120离子交换树脂或Lewatit S100离子交换树脂。反应在密闭条件下进行，反应温度为80℃～120℃，反应时间为10h～25h；反应在吡啶中进行。

将式(III)所示的中间体脱硫后，即可得到单磷酸阿糖腺苷。

本发明对脱硫没有特殊限制，采用雷尼镍即可，具体操作步骤如下：

中间体4加入到溶剂中，搅拌10分钟，加入强酸性离子交换树脂、固体硫化剂，封闭后，体系升温至95～100℃反应18小时。反应完毕后，体系浓缩至干，残余物备用。残余物加入水，搅拌10分钟后，滤去不溶物，滤液中加入雷尼镍，然后回流3小时，过滤，滤液再加入雷尼镍，回流1小时，冷却后补加雷尼镍继续反应1小时，过滤后，滤液浓缩，稀盐酸调节所得溶液至pH 2.5，冷却至0～5℃范围内，加入晶种，保温放置过夜，过滤，滤饼干燥后得到单磷酸阿糖腺苷。

制备得到式(III)所示的中间体后，无需对反应产物进行处理，直接进行下一步反应即可。

本发明以固体硫化剂，如硫化钠、硫化氢钠、硫化钠水合物或硫化氢钠水合物与强酸性离子交换树脂对式(II)所示的中间体进行巯基化，脱硫后即可得到单磷酸阿糖腺苷，避免了硫化氢的使用，减缓了对环境的压力。同时，本发明提供的合成方法收率在30％以上，获得的产品纯度为99.8％以上。另外，本发明以过溴化氢溴化吡啶固体代替易挥发的溴素进行溴化反应，能够减少毒性，缓解环境压力。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1：中间体1的合成

单磷酸腺苷(348g，1.0mol)加入到1.5L 1,4-二氧六环中，搅拌10分钟，所得溶液冷却至0～10℃以下，缓慢加入3.5L氢氧化钠水溶液(1.0mol/L)，控制体系温度5～15℃。所得混合溶液继续搅拌30分钟，冷却至-15～0℃以下，缓慢滴加对甲苯磺酰氯的1,4-二氧六环溶液(229g甲苯磺酰氯溶于1.0L二氧六环中)，过程中控制反应体系温度在0～5℃，滴加完毕后继续保温搅拌18小时。

在不高于30摄氏度的浓缩器上将上述所得溶液浓缩至4L，加入稀盐酸调节pH值至4.0，搅拌均匀后，室温放置过夜，过滤收集固体，得489g中间体1，收率97.6％。

实施例2：中间体2的合成

中间体1(485g，0.95mol)加入到2L 1,4-二氧六环中，搅拌溶解后，体系降温至-15摄氏度，固体过溴化氢溴化吡啶(330g,1.03mmol,1.08equ.)分批缓慢加入体系中，保持体系反应温度在0～5℃范围内。

加完后保持反应体系温度在0～5℃范围内，继续搅拌0.5小时，加水稀释反应液至4L，调节pH值至4.0，浓缩体系体积至3L，放置过夜，过滤收集固体，得503.1g中间体2，收率91.2％。

实施例3：中间体3的合成

中间体2(500g)加入到由800毫升醋酸和400毫升醋酸酐组成的混合溶液中，体系升温至回流，保温搅拌2小时，加入甲醇400毫升，继续搅拌0.5小时，浓缩至干，加入乙醇(800毫升)浓缩至干，另外再加入800毫升乙醇浓缩至干，所得残余物用水进行重结晶，得到固体463.7g，收率89.5％。

实施例4：中间体4的合成

中间体3(460g)加入到1.25L乙醇中，体系冷却至-5摄氏度，搅拌下通入氨气直至饱和，过程中保持体系温度0～5℃范围内。另加入1.25L乙醇及100g氯化铵固体，体系封闭后加热至65-70℃搅拌反应24小时。

冷却至室温，过滤，滤液继续降温至-20摄氏度，保温静置3小时。过滤获得固体260g，收率98.5％，固体直接用于下一步反应。

实施例5：中间体5及单磷酸阿糖腺苷的合成

中间体4(250g)加入到1.5L吡啶中，搅拌10分钟，加入50g Dowex50WX4离子交换树脂、100g无水硫氢化钠，封闭后，体系升温至95～100℃反应18小时。反应完毕后，体系浓缩至干，残余物备用。残余物加入5L水，搅拌10分钟后，滤去不溶物，滤液中加入雷尼镍100g，然后回流3小时，过滤，滤液再加入50g雷尼镍，回流1小时，冷却后补加50g雷尼镍继续反应1小时，过滤后，滤液浓缩至2L，稀盐酸调节所得溶液至pH 2.5，冷却至0～5℃范围内，加入晶种，保温放置过夜，过滤，滤饼干燥后得到单磷酸阿糖腺苷78g，收率34.1％，产品HPLC纯度为99.84％。

实施例6

取中间体4(250g)加入到1.5L吡啶中，搅拌10分钟，加入50g Amberlite IR-120离子交换树脂、100g无水硫氢化钠，封闭后，体系升温至95～100℃反应18小时。反应完毕后，体系浓缩至干，残余物备用。残余物加入5L水，搅拌10分钟后，滤去不溶物，滤液中加入雷尼镍100g,然后回流3小时，过滤，滤液再加入50g雷尼镍，回流1小时，冷却后补加50g雷尼镍继续反应1小时，过滤后，滤液浓缩至2L，稀盐酸调节所得溶液至pH 2.5，冷却至0～5℃范围内，加入晶种，保温放置过夜，过滤，滤饼干燥后得到单磷酸阿糖腺苷72g，收率31.5％，产品HPLC纯度为99.82％

实施例7

取中间体4(250g)加入到1.5L吡啶中，搅拌10分钟，加入50g Lewatit S100离子交换树脂、100g无水硫氢化钠，封闭后，体系升温至95～100℃反应18小时。反应完毕后，体系浓缩至干，残余物备用。残余物加入5L水，搅拌10分钟后，滤去不溶物，滤液中加入雷尼镍100g,然后回流3小时，过滤，滤液再加入50g雷尼镍，回流1小时，冷却后补加50g雷尼镍继续反应1小时，过滤后，滤液浓缩至2L，稀盐酸调节所得溶液至pH 2.5，冷却至0～5℃范围内，加入晶种，保温放置过夜，过滤，滤饼干燥后得到单磷酸阿糖腺苷75g，收率32.8％，产品HPLC纯度为99.87％。

实施例8

取中间体4(250g)加入到1.5L吡啶中，搅拌10分钟，加入50g Lewatit S100离子交换树脂、140g无水硫化钠，封闭后，体系升温至95～100℃反应18小时。反应完毕后，体系浓缩至干，残余物备用。残余物加入5L水，搅拌10分钟后，滤去不溶物，滤液中加入雷尼镍100g,然后回流3小时，过滤，滤液再加入50g雷尼镍，回流1小时，冷却后补加50g雷尼镍继续反应1小时，过滤后，滤液浓缩至2L，稀盐酸调节所得溶液至pH2.5，冷却至0～5℃范围内，加入晶种，保温放置过夜，过滤，滤饼干燥后得到单磷酸阿糖腺苷75g，收率31.9％，产品HPLC纯度为99.81％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种单磷酸阿糖腺苷的合成方法，包括：

a)式(II)所示的中间体与固体硫化剂和强酸性离子交换树脂发生反应，得到式(III)所示的中间体；所述固体硫化剂选自硫化钠、硫化钠水合物、硫氢化钠或硫氢化钠水合物；

b)式(III)所示的中间体脱硫后，得到单磷酸阿糖腺苷。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述强酸性离子交换树脂选自Dowex50WX4离子交换树脂、Amberlite IR-120离子交换树脂或Lewatit S100离子交换树脂。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤a)中，反应在密闭条件下进行，反应温度为80℃～120℃，反应时间为10h～25h。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤a)中，反应在吡啶中进行。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，式(II)所示的中间体按照以下方法制备：

1)式(IV)所示的中间体与过溴化氢溴化吡啶反应得到式(V)所示的中间体；

2)式(V)所示的中间体进行乙酰化反应得到式(VI)所示的中间体；

3)式(VI)所示的中间体进行氨化反应得到式(II)所示的中间体。

6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述步骤1)中，反应温度为0～5℃，反应时间为20h～30h。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂选自1,4-二氧六环、四氢呋喃、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二恶烷、六甲基磷酰胺、丙酮、乙醚、乙腈、四氯化碳、二硫化碳、苯、甲苯、己烷、氯仿或二氯甲烷中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述步骤3)具体为：

将式(VI)所示的中间体与乙醇混合，通入氮气至饱和，然后加入乙醇和氯化铵进行反应。

9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述反应的温度为60～80℃，时间为20～30h。