CN107522743A - 一种半富马酸替诺福韦艾拉酚胺工业化连续生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了替诺福韦艾拉酚胺及其半富马酸盐的工业化连续生产方法。该方法包括下述步骤:1)在缚酸剂存在下,使替诺福韦与亚磷酸三苯酯进行反应,得到式II所示的TAF‑I M;2)由TAF‑I M连续制备TAF‑II M,3)将TAF‑II M进行成盐反应,得到半富马酸替诺福韦艾拉酚胺。本发明连续式生产得到关键化合物替诺福韦艾拉酚胺;精确的投料富马酸和替诺福韦艾拉酚胺得到半富马酸替诺福韦艾拉酚胺;并通过脯氨酸催化剂高催化对映选择性,抑制替诺福韦艾拉酚胺非对映异构体,使得一次结晶达到大于99.9%光学纯替诺福韦艾拉酚胺的工业生产。本发明的工业生产方法简易、安全、生产成本低,得到高纯度产品。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域,具体涉及一种半富马酸替诺福韦艾拉酚胺工业化连续生产方法。
背景技术
替诺福韦艾拉酚胺(tenofovir alafenamide,简称TAF),化学名9-[(R)-2-[[[[(S)-1-(异丙氧碳基)乙基]氨基]苯氧基氧膦基]甲氧基]丙基]腺嘌呤,是一种新型的核苷类逆转录酶抑制剂(NRTI),由吉利德公司研发,与吉利德的另一种抗病毒药物替诺福韦酯(TDF)相比,仅为后者的十分之一剂量就能达到极好的抗病毒效果。2016年3月,美国FDA批准其复方人类免疫缺陷病毒(HIV)新药F/TAF(emtricitabine/tenofoviralafenamide,恩曲他滨/替诺福韦艾拉酚胺)上市,给HIV患者提供了更多药物的选择。
半富马酸替诺福韦艾拉酚胺的结构式如下:
替诺福韦艾拉酚胺是半富马酸替诺福韦艾拉酚胺(TAF)的游离碱,合成路线如下:
合成路线一(参考CN201510206002),反应流程图参见图1。
在合成路线一中,对甲苯磺酰氧甲基瞵酸二苯酯水解为单苯酯,反应过程控制难,易于两个苯酯均脱掉成替诺福韦;且腺嘌呤上氨基也有发生酯化反应的可能,导致反应得率不高。
合成路线二(参考CN201610898090,CN103732594,CN100402539,US7390791B),反应流程图参见图2。
在合成路线二中,CN201610898090的化学纯度达到99.9%,光学纯度达到99.9%,非对映异构体杂质低于0.1%以下,但工业化生产时需要多次乙腈重结晶才能得到化学纯度及光学纯99.9%。多次乙腈结晶过程导致得率降低,有毒试剂乙腈大量使用。
合成路线三(参考WO2012053917(US20130316970)),反应流程图参见图3。
合成路线三中,苄氧基的脱保护需加入铑试剂或其他贵金属,氢化脱保护。对设备要求高,收率也偏低。
发明内容
本发明的目的是提供替诺福韦艾拉酚胺及其半富马酸盐的工业化连续生产方法。
本发明所提供的替诺福韦艾拉酚胺(TAF-II M)工业化连续生产方法,包括下述步骤:
1)在缚酸剂存在下,使式I所示的替诺福韦(SM)与亚磷酸三苯酯进行反应,得到式II所示的TAF-I M;
2)在惰性气体保护下,使式II所示的TAF-I M与酰化剂进行反应,得到式III所示的化合物;
式III中的X代表卤素,其具体种类由所选用的酰化剂决定;
3)将溶剂、中和剂和L丙氨酸异丙酯盐酸盐混合,在惰性气体保护下解盐成游离碱溶液;反应结束后加入对映选择性脯氨酸催化剂,然后在惰性气体保护下将步骤2)制备的全部式III所示的化合物分批加入上述反应体系中,每次加入所述式III所示的化合物的同时附加缚酸剂,加入完成后室温搅拌反应,得到式IV所示的TAF-II M化合物。
上述方法步骤1)中,所述缚酸剂可选自下述至少一种:三乙胺,二乙胺,DIPEA(N,N-二异丙基乙胺),DMAP(4-二甲氨基吡啶),DBU(1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯),TMEDA(四甲基乙二胺)和吡啶,优选三乙胺和/或DMAP,更具体的可选择三乙胺和DMAP。其中,式I所示的替诺福韦(SM)和三乙胺投料摩尔比为1:1~3和式I所示的替诺福韦(SM)和DMAP投料摩尔比为1:0.5~2。
上述方法步骤1)中,所述替诺福韦(SM)与亚磷酸三苯酯的摩尔比为1:1~3,具体可为1:1.5。
上述方法步骤1)中,所述反应在溶剂中进行,所述溶剂为极性溶剂,具体可选自下述至少一种:乙腈,甲酰胺,二氧六环,N-甲基吡咯烷酮,N’N-二甲基甲酰胺,N’N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜,优选为乙腈。
上述方法步骤1)中,所述反应在回流状态下进行60~80小时,具体可为72小时。
上述方法上述步骤1)中反应结束后还可包括如下步骤:将反应体系降温至50℃减压浓缩溶剂至干,加入水和萃取剂进行萃取,收集水层并酸化至pH值为2.0~3.0,离心,依次用0.1M盐酸、二氯甲烷淋洗固体,甩滤至干。
上述方法步骤2)中,所述酰化剂可选自下述任意一种:氯化亚砜、三溴化磷、液溴、NBS(N-溴代琥珀酰亚胺)、草酰氯、乙酰氯、三氯化磷和三氯化铝,优选氯化亚砜。
上述方法步骤2)中,所述式II所示的TAF-I M与酰化剂的摩尔比为1:2~6。
上述方法步骤2)中,所述反应在溶剂中进行,所述溶剂可选自下述任意一种:甲苯,二甲苯,苯,二氯甲烷和氯仿,优选甲苯。
上述方法步骤2)中,所述反应的反应条件为:60~80℃下反应40~80小时。
所述步骤2)的具体方法为:往反应釜中抽入溶剂,加入TAF-I M蒸汽升温回流,玻璃回流管接收瓶中分水至不再分出水;在惰性气体保护下,使高位槽中的酰化剂,缓慢多次放入所述反应釜中,加完酰化剂在60~80℃下反应40~80小时,减压浓缩至浓稠态,然后降温至室温加入低极性溶剂,氮气保护下甩滤至干,收集固体;用二氯甲烷溶解完全,转至高位槽中。
所述步骤2)的具体方法中低极性溶剂的作用是逼晶低极性溶剂,加入其目的是为了使固体析出。
所述低极性溶剂可选自下述任意一种:正庚烷,正己烷,环己烷,石油醚,异丙醚和甲基叔丁基醚,优选正庚烷。
在工业生产中,步骤2)得到的式III所示的化合物无需经过精制和烘干处理,与溶剂溶解完全后即可直接参与下步反应。
上述方法步骤3)中,所述溶剂可选自下述至少一种:二氯甲烷,氯仿,甲苯,二甲苯,苯,四氢呋喃和乙酸乙酯,优选二氯甲烷。
上述方法步骤3)中,在解盐成游离碱溶液的反应阶段,所述L丙氨酸异丙酯盐酸盐和中和剂的摩尔比为1:1~2。所述中和剂用于中和L丙氨酸异丙酯盐酸盐解离产生的盐酸盐,具体可采用碳酸氢钾、碳酸氢钠等。
上述方法步骤3)中,所述解盐成游离碱溶液的反应条件为:在15~35℃下反应10~30小时。
上述方法步骤3)中,所述L丙氨酸异丙酯盐酸盐与式III所示的化合物的摩尔比为1:1~4。
上述方法步骤3)中,所述对映选择性脯氨酸催化剂可选脯氨酸催化剂Pro-SA和/或Pro-SBP,所述对映选择性脯氨酸催化剂与式III所示的化合物的摩尔比为0.01~0.5:1;优选0.05:1。
上述方法步骤3)中,所述缚酸剂可选自下述至少一种:三乙胺,二乙胺,DIPEA(N,N-二异丙基乙胺),DMAP(4-二甲氨基吡啶),DBU(1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯),TMEDA(四甲基乙二胺)和吡啶,优选三乙胺。所述缚酸剂与式III所示的化合物的摩尔比为0.5~2.0:1,优选0.5:1。
上述方法步骤3)中,所述式III所示的化合物可分成2~6批次加入。
上述方法步骤3)反应结束后还包括下述步骤:将步骤3)得到的含式IV所示的TAF-II M化合物的反应体系用质量浓度10%的磷酸二氢钠水溶液萃取分层,饱和盐水萃取分层,无水硫酸钠干燥后,抽滤至干燥洁净的反应釜中,减压浓缩至初始体积的1/3-1/4,然后加入甲苯,再减压浓缩至初始体积的1/3-1/4,再加入甲苯和乙腈按照质量比2:1混合的混合溶剂,室温下慢慢析出固体,冷冻液循环保温析晶4小时,甩滤至干,乙腈打浆,甩滤再乙腈淋洗,甩滤至干,减压烘干40℃,即得。
本发明所提供的半富马酸替诺福韦艾拉酚胺工业化连续生产方法,包括下述步骤:a)按照上述方法制备替诺福韦艾拉酚胺(TAF-II M);
b)使替诺福韦艾拉酚胺与富马酸进行成盐反应,得到式V所示的半富马酸替诺福韦艾拉酚胺。
上述方法步骤b)中,所述替诺福韦艾拉酚胺与富马酸的摩尔比为2:1。
所述成盐反应在溶剂中进行,所述溶剂选自下述任意一种:异丙醇,正丁醇,乙醇,丙醇和乙腈,优选异丙醇。
所述步骤b)的具体方法为:往反应釜中加入异丙醇,加入富马酸升温至50℃,搅拌至澄清,再加入TAF-II M 15kg,升温至65℃,待溶液澄清后抽滤至洁净区结晶釜;室温降温至析出大量固体,再在5℃保温1-2小时甩滤,用冷异丙醇淋洗,40℃减压干燥24小时,得白色固体半富马酸替诺福韦艾拉酚胺。
与现有方法相比,本发明具有以下技术优点:
第一:解决间断式工业生产法生产半富马酸替诺福韦艾拉酚胺,连续式生产得到关键化合物替诺福韦艾拉酚胺;精确的投料富马酸和替诺福韦艾拉酚胺得到半富马酸替诺福韦艾拉酚胺。
第二:通过脯氨酸催化剂高催化对映选择性,抑制替诺福韦艾拉酚胺非对映异构体,使得一次结晶达到大于99.9%光学纯替诺福韦艾拉酚胺的工业生产。
本发明通过减少提取TAF-I M固体和卤化物的生产过程,减少了生产时间和提高生产效率。从替诺福韦两步反应得到高纯度替诺福韦艾拉酚胺。
附图说明
图1为背景技术中合成路线一的反应流程图;
图2为背景技术中合成路线二的反应流程图;
图3为背景技术中合成路线三的反应流程图;
图4为本发明合成苯乙醇胺A的反应流程图。
图5为实施例1中步骤一的反应流程图。
图6为实施例1中步骤二的反应流程图。
图7为实施例1中步骤三的反应流程图。
图8为实施例1中步骤三的反应流程图。
图9为半富马酸替诺福韦艾拉酚胺有关物质谱图。
图10为半富马酸替诺福韦艾拉酚胺异构体谱图。
图11为半富马酸替诺福韦艾拉酚胺质谱图。
图12为半富马酸替诺福韦艾拉酚胺H核磁谱图。
图13为半富马酸替诺福韦艾拉酚胺C核磁谱图。
图14为半富马酸替诺福韦艾拉酚胺A晶型的X-射线粉末衍射谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明,但本发明并不局限于此,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1、工业化连续生产半富马酸替诺福韦艾拉酚胺
步骤一(反应流程图见图5):
往500L反应釜中抽入乙腈120kg,加入替诺福韦20kg(69.6mol),亚磷酸三苯酯32kg(103mol),DMAP 8kg(65.5mol),三乙胺14kg(138mol),升温缓慢回流72小时。降温至50℃减压浓缩乙腈至干,加入纯化水100kg,用乙酸乙酯萃取三次,每次用量60kg,保留水层。盐酸酸化至pH值为2.0~3.0,板式离心机甩滤,用0.1M盐酸淋洗固体,二氯甲烷淋洗固体,甩滤至干,备用投料TAF-I M固体。
步骤二(反应流程图见图6):
往500L反应釜I中抽入甲苯250kg,加入上述TAF-I M蒸汽升温回流。玻璃回流管接收瓶中分水至不再分出水,持续2小时后降温至室温,氮气保护,高位槽中氯化亚砜31kg,缓慢多次放入釜中,放完在70℃持续50小时。减压浓缩至浓稠态,降温至室温加入正庚烷200kg,氮气保护下甩滤至干,收集固体,用200kg二氯甲烷溶解完全固体转至高位槽中。
往500L反应釜II中抽入二氯甲烷250kg,加入碳酸氢钾50kg,无水硫酸钠10kg和L丙氨酸异丙酯盐酸盐75kg,在氮气保护下搅拌24小时,抽滤至500L反应釜III,加入脯氨酸催化剂SA(0.05eq)。氮气保护将高位槽中溶液分多批次加入反应釜III中,每次附加三乙胺2kg,总数加入6kg,加料完成后室温中搅拌2小时。质量浓度10%的磷酸二氢钠水溶液,饱和盐水萃取分层,无水硫酸钠干燥后,抽滤至500L干燥洁净反应釜,减压浓缩至60L,加入甲苯100kg,再减压浓缩至100L,再加入甲苯100kg和乙腈50kg,室温下慢慢析出固体,冷冻液循环保温析晶4小时。甩滤至干,乙腈打浆,甩滤再乙腈淋洗,甩滤至干,减压烘干40℃得到白色固体TAF-II M15kg,产率45%(以“替诺福韦”为基准计算)。
步骤三(反应流程图见图7):
往200L反应釜中加入异丙醇60kg,加入1.86kg(16mol)富马酸升温至50℃,搅拌至澄清。再加入TAF-II M 15kg(32mol),升温至65℃,溶液澄清抽滤至洁净区结晶釜。室温降温至析出大量固体,再5℃保温1-2小时甩滤,冷异丙醇淋洗,40℃减压干燥24小时,得白色固体半富马酸替诺福韦艾拉酚胺15kg,产率89%。
HPLC有关物质纯度:99.96%;光学纯:100.0%。
结构鉴定:
质谱数据:m/z M+1:477[C21H30N6O5P+].
核磁数据:H NMR(400MHz,d6-DMSO)δ
8.13(d,J=13.6Hz,2H),7.30(t,J=8.0Hz,2H),7.22(s,2H),7.12(t,J=7.2Hz,2H),7.04(d,J=8.0Hz,1H),6.63(s,1H),5.68-5.61(t,J=11.2Hz,1H),4.88-4.81(m,1H),4.31-4.12(m,2H),3.90-3.84(m,3H),3.76(dd,J=13.2,13.6Hz,1H),1.15-1.13(m,9H),1.06(t,J=6.8Hz,3H).
半富马酸替诺福韦艾拉酚胺A晶型的X-射线粉末衍射数据,特征在于A晶型2θ角度位置具有特征峰:6.9±0.2°、8.5±0.2°、9.7±0.2°、10.9±0.2°、12.0±0.2°、13.8±0.2°、14.7±0.2°、15.8±0.2°、16.2±0.2°、17.1±0.2°、17.6±0.2°、18.3±0.2°、18.6±0.2°、20.2±0.2°、20.7±0.2°、21.4±0.2°、22.5±0.2°、23.1±0.2°、24.8±0.2°、26.5±0.2°、28.7±0.2°、30.4±0.2°、31.5±0.2°、33.2±0.2°。
对比例:由TAF-I M制备TAF-II M
反应流程图见图8。
将2500ml甲苯加入到5L的反应瓶中,加入400gTAF-I M升温至90℃回流分水直至无明显水分出,缓慢滴加入250g氯化亚砜,加完保温80℃反应40小时,减压浓缩直至无明显馏分出,氮气保护下降温至室温加入二氯甲烷1.6L,搅拌分散待用;
将2500ml二氯甲烷加入到5L的反应瓶中,加入630g丙氨酸异丙酯盐酸盐和400g碳酸氢钾,加入无水硫酸钠400g室温游离24小时,过滤抽干,减压浓缩至干,加入二氯甲烷2.4L,氮气保护下冷却至-25-15℃,缓慢加入氯代物,加完保温反应2小时。加入10%的磷酸二氢钠水溶液,饱和氯化钠溶液静置分层,有机相用200g无水硫酸钠干燥,过滤,母液35℃减压浓缩干得油状物,氮气保护下,加入400ml乙腈和1200ml甲苯,升温至60℃搅拌溶清,缓慢降温析晶,降温至5℃保温2小时,过滤抽干甲苯淋洗,抽干得粗品240g,非对映异构体1.14%。
将粗品240g加入到反应瓶中,加入乙腈1200ml,氮气保护下,升温至70℃溶解,保温过滤,母液缓慢降温析晶,5℃保温2小时,过滤抽干,冷乙腈淋洗40℃减压干燥10小时,得TAF-II M 180g,非对映异构体0.43%,有关物质纯度99.73%,产率34%。
Claims (10)
1.一种替诺福韦艾拉酚胺的工业化连续生产方法,包括下述步骤:
1)在缚酸剂存在下,使式I所示的替诺福韦与亚磷酸三苯酯进行反应,得到式II所示的TAF-I M;
2)在惰性气体保护下,使式II所示的TAF-I M与酰化剂进行反应,得到式III所示的化合物;
式III中的X代表卤素;
3)将溶剂、中和剂和L丙氨酸异丙酯盐酸盐混合,在惰性气体保护下解盐成游离碱溶液;反应结束后加入对映选择性脯氨酸催化剂;然后在惰性气体保护下将步骤2)制备的所有式III所示的化合物分批加入上述反应体系中,每次加入所述式III所示的化合物的同时附加缚酸剂,加入完成后室温搅拌反应,得到式IV所示的TAF-II M化合物;
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:上述方法步骤1)中,所述缚酸剂选自下述至少一种:三乙胺,二乙胺,DIPEA,DMAP,DBU,TMEDA和吡啶,优选三乙胺和/或DMAP;
所述缚酸剂为三乙胺和DMAP,所述式I所示的替诺福韦和三乙胺投料摩尔比为1:1~3,所述式I所示的替诺福韦和DMAP投料摩尔比为1:0.5~2;
所述替诺福韦与亚磷酸三苯酯的摩尔比为1:1~3。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述反应在溶剂中进行,所述溶剂为极性溶剂,优选自下述至少一种:乙腈,甲酰胺,二氧六环,N-甲基吡咯烷酮,N’N-二甲基甲酰胺,N’N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜,更优选为乙腈;
所述步骤1)中,所述反应在回流状态下进行60~80小时。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于:所述步骤1)中反应结束后还可包括如下步骤:将反应体系降温至50℃减压浓缩溶剂至干,加入水和萃取剂进行萃取,收集水层并酸化至pH值为2.0~3.0,离心,依次用0.1M盐酸、二氯甲烷淋洗固体,甩滤至干。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于:所述步骤2)中,所述酰化剂选自下述任意一种:氯化亚砜、三溴化磷、液溴、NBS、草酰氯、乙酰氯、三氯化磷和三氯化铝,优选氯化亚砜;
所述式II所示的TAF-I M与酰化剂的摩尔比为1:2~6;
所述步骤2)中,所述反应在溶剂中进行,所述溶剂选自下述任意一种:甲苯,二甲苯,苯,二氯甲烷和氯仿,优选甲苯;
所述步骤2)中,所述反应的反应条件为:60~80℃下反应40~80小时;
所述式III中的X为Cl、Br或I。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于:所述步骤2)的具体方法为:往反应釜中抽入溶剂,加入TAF-I M蒸汽升温回流,玻璃回流管接收瓶中分水至不再分出水,在惰性气体保护下,使高位槽中的酰化剂,缓慢多次放入所述反应釜中,加完酰化剂在60~80℃下反应40~80小时,减压浓缩至浓稠态,降温至室温加入低极性溶剂,氮气保护下甩滤至干,收集固体;用二氯甲烷溶解完全,转至高位槽中;
其中,所述低极性溶剂选自下述任意一种:正庚烷,正己烷,环己烷,石油醚,异丙醚和甲基叔丁基醚,优选正庚烷。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述溶剂选自下述至少一种:二氯甲烷,氯仿,甲苯,二甲苯,苯,四氢呋喃和乙酸乙酯,优选二氯甲烷;
所述步骤3)中,在解盐成游离碱溶液的反应阶段,所述L丙氨酸异丙酯盐酸盐和中和剂的摩尔比为1:1~2;
所述步骤3)中,所述解盐成游离碱溶液反应条件为:在15~35℃下反应10~30小时。
所述步骤3)中,所述L丙氨酸异丙酯盐酸盐与式III所示的化合物的摩尔比为1:1~4;
所述步骤3)中,所述对映选择性脯氨酸催化剂选脯氨酸催化剂Pro-SA和/或Pro-SBP,所述对映选择性脯氨酸催化剂与式III所示的化合物的摩尔比为0.01~0.5:1;优选0.05:1;
所述步骤3)中,所述缚酸剂选自下述至少一种:三乙胺,二乙胺,DIPEA,DMAP,DBU,TMEDA和吡啶,优选三乙胺;所述缚酸剂与式III所示的化合物的摩尔比为0.5~2.0:1,优选0.5:1。
所述步骤3)中,所述式III所示的化合物分成2~6批次加入。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于:上述方法步骤3)反应结束后还包括下述步骤:将步骤3)得到的含式IV所示的TAF-II M化合物的反应体系用质量浓度10%的磷酸二氢钠水溶液萃取分层,饱和盐水萃取分层,无水硫酸钠干燥后,抽滤至反应釜中,减压浓缩至初始体积的1/3~1/4,然后加入甲苯,再减压浓缩至初始体积的1/3~1/4,再加入甲苯和乙腈按照质量比2:1混合的混合溶剂,室温下慢慢析出固体,冷冻液循环保温析晶4小时,甩滤至干,乙腈打浆,甩滤再乙腈淋洗,甩滤至干,减压烘干40℃,即得。
9.一种半富马酸替诺福韦艾拉酚胺工业化连续生产方法,包括下述步骤:
a)按照权利要求1-8任一项所述的方法制备替诺福韦艾拉酚胺;
b)使替诺福韦艾拉酚胺与富马酸进行成盐反应,得到式V所示的半富马酸替诺福韦艾拉酚胺;
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:所述步骤b)中,所述替诺福韦艾拉酚胺与富马酸的摩尔比为2:1;
所述成盐反应在溶剂中进行,所述溶剂选自下述任意一种:异丙醇,正丁醇,乙醇,丙醇和乙腈,优选异丙醇;
所述步骤b)的具体方法为:往反应釜中加入异丙醇,加入富马酸升温至50℃,搅拌至澄清,再加入TAF-II M 15kg,升温至65℃,待溶液澄清后抽滤至洁净区结晶釜;室温降温至析出大量固体,再在5℃保温1-2小时甩滤,用冷异丙醇淋洗,40℃减压干燥24小时,得白色固体半富马酸替诺福韦艾拉酚胺。
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