CN114773405A - 一种莫那比拉韦的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制备莫那比拉韦的方法，包括步骤：（1）胞苷和羟胺化试剂反应得到化合物136‑A；（2）化合物136‑A与DMF‑DMA反应，经浓缩得化合物136‑B的浓缩物；（3）向化合物136‑B的浓缩物加入DMAP、溶剂3和有机碱，加入异丁酸酐反应0.5h，得到化合物136‑C；（4）将化合物136‑C加酸反应，经后处理得到化合物136‑API，即莫那比拉韦。本发明方法使用的DMF‑DMA具有羟基保护能力，比丙酮保护基团更容易脱掉。此外，从136‑A合成136‑API的步骤可以连续操作，中间体不需要分离，更容易实现连续化操作。

Description

一种莫那比拉韦的制备方法
技术领域
本发明属于药物合成技术领域，具体地涉及抗病毒药物莫那比拉韦的制备方法。
背景技术
新型冠状病毒是是一种新型高传染病毒，目前该病毒已经席卷全世界，目前感染人群达到五亿人，死亡人数高达600多万。但是目前治疗手段还是很有限。
美国默克公司公布了其和里奇巴克生物医药公司联合研发的口服抗新冠药物莫那比拉韦Ⅲ期临床试验中期分析数据，结果显示该药物可将轻中症新冠患者住院或死亡风险降低约50%。
莫那比拉韦是一种针对RNA病毒的小分子广谱抗病毒口服药，可抑制新冠病毒的复制。本次公布的Ⅲ期临床试验中期分析评估了在2021年8月5日前后接受初次治疗的775例轻度至中度新冠患者数据。结果显示，服用莫那比拉韦的患者，在29天内住院或死亡比例比安慰剂对照组降低了约50%，其中莫那比拉韦治疗组在29天内未报告患者死亡，安慰剂对照组报告8例患者死亡。对40%患者的病毒测序结果还显示，该药物对变异新冠病毒德尔塔、伽马和缪毒株显示出一致的疗效。
莫那比拉韦，其化学结构式如下：
Figure 256292DEST_PATH_IMAGE001
目前合成方式，根据原料的不同，主要分为以下两大类：
一、以尿苷为起始原料合成莫那比拉韦的方法，主要报道如下：
1. 专利WO2019113462A报道以尿苷为起始原料，先将双羟基用丙酮进行保护，然后和异丁酸酐反应进行酯化，接着与1,2,4-三氮唑在三氯氧磷作用下进行缩合，再与羟胺试剂反应，最后酸解脱去丙酮叉保护，得到产物莫那比拉韦。
Figure 120342DEST_PATH_IMAGE002
该合成路线起始物料尿苷价格较高，且供应有限，中间体与1,2,4-三氮唑的反应收率较低，仅有29%，羟胺化反应收率只有60%，导致总收率低，且该工艺路线使用三氯氧磷，毒性较大，会产生大量酸性废水，综合三废多，此工艺不适合工业化生产。
2. Alexander Steiner等人对专利WO2019113462A的路线进行了优化，在European Journal of Organinc Chemistry（Alexander Steiner et al. A High-Yielding Synthesis of EIDD-2801 from Uridine, Eur. J. Org. Chem. 2020, 6736–6739; doi.org/10.1002/ejoc.202001340）上进行报道，该路线将尿苷与1,2,4-三氮唑反应，然后进行丙酮叉保护双羟基，再进行酯化、羟胺化，最后脱保护得到最终产物——莫那比拉韦。合成路线如下：
Figure 636512DEST_PATH_IMAGE003
该路线1,2,4-三氮唑反应步骤进行了优化，整体收率得到提高，但是，起始物料未改变，未能避免三氯氧磷的使用，三废问题还是存在，环保压力大，不适合规模化生产。
二、以胞苷为起始原料合成莫那比拉韦的方法，主要报道如下：
1. 酶催化工艺：N. Vasudevan等人报道了两条通过酶催化合成莫那比拉韦的工艺路线（N. Vasudevan et al, A concise route to MK-4482 (EIDD-2801) fromcytidine, Chem. Commun., 2020, 56, 13363--13364）。两条路线均以胞苷为起始物料，这两条路线的区别在于：合成顺序的变化。在路线一中，胞苷先选择性单酯化，再羟胺化得到莫那比拉韦。在路线二中，胞苷先进行羟胺化，然后再选择性单酯化，得到莫那比拉韦。
Figure 927816DEST_PATH_IMAGE004
该工艺步骤中，尿苷被胞苷替代，未使用保护基团和衍生化反应，步骤有所减少。但是该路线使用酶催化反应，对催化剂的负载、溶剂以及酶催化的原料质量都有较高的要求，该工艺成本较高，并不适合工业化生产。
1.Vijayagopal Gopalsamuthiam，Corshai Williams等以胞苷为起始物料，经过三步或者四步反应得到产物莫那比拉韦（V. Gopalsamuthiram et al., A Concise Routeto MK-4482 (EIDD-2801) from Cytidine: Part 2; Synlett 2020, 31, A–C; DIO:10.1055/a-1275-2848）。
Figure 663691DEST_PATH_IMAGE005
该工艺仍存在一些问题。首先，硫酸盐中间体不稳定，丙酮叉保护基容易脱落。其次，使用有机碱DBU价格贵，单酰化效率低，最后一步采用甲酸进行脱保护，不利于产物的分离纯化，产物莫那比拉韦的质量难以提高。
发明内容
本发明目的是提供一种更适合工业化生产，且易纯化的莫那比拉韦的制备方法。为了实现本发明目的，本发明提供如下技术方案。
本发明提供的制备莫那比拉韦（化合物136-API）的方法包括以下步骤：
Figure 128170DEST_PATH_IMAGE006
（1）将胞苷（BG）和羟胺化试剂加到溶剂1中，在65℃-75℃的温度下反应，得到化合物136-A；
（2）将化合物136-A溶于溶剂2，加入DMF-DMA（N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛），在室温下搅拌反应，经浓缩得到化合物136-B的浓缩物；
（3）向化合物136-B的浓缩物加入4-二甲氨基吡啶（DMAP）、溶剂3和有机碱，在0-5℃下，滴加异丁酸酐，滴完继续反应，反应结束后，浓缩除去溶剂，得到化合物136-C；
（4）将化合物136-C加到溶剂4中，滴加酸进行反应，经后处理得到化合物136-API，即莫那比拉韦。
根据本发明的一种实施方案，在所述方法的步骤（1）中，所述羟胺化试剂选自硫酸羟胺、盐酸羟胺、三氟甲磺酸羟胺中的至少一种。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（1）中，以摩尔量计，胞苷∶硫酸羟胺=1∶1.45-1.6。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（2）中，溶剂2可以为胺类弱碱性溶剂；优选地，所述胺类弱碱性溶剂选自吡啶、三乙胺、甲胺和乙胺中的至少一种。
在本发明所述方法的步骤（1）中，反应温度设置在65℃-75℃之间为宜。温度较低时（例如，在25-30℃的温室下），反应速度慢，且反应也不完全，导致大量原料剩余。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（2）中，以摩尔量计，化合物136A∶DMF-DMA=1∶3.5-4.5。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（3）中，溶剂3为非质子溶剂，优选二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃中的至少一种。非质子溶剂的使用可以避免溶剂与酸酐发生反应，从而避免了副产物的产生。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（3）中，所述有机碱可以为胺类化合物，优选甲胺、乙胺、三乙胺或吡啶中的至少一种。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（3）中，以摩尔量计，136-B∶三乙胺∶异丁酸酐=1∶1.8-2.2∶1.5-1.7。
在本发明所述方法的步骤（1）中，相对于其他异丁酯化试剂（异丁酸），异丁酸酐在DMAP的催化下，不仅可以获得较快的反应速度，并且也可以更好地控制副产物，减少副产物的生成。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（4）中，溶剂4可以为甲醇、乙醇、异丙醇等。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（4）中，所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（4）中，所述后处理包括：在滴加酸进行反应后，用溶剂5萃取，用溶剂6打浆；其中，溶剂5选自2-甲基四氢呋喃、正丁醇等与水不互溶的溶剂中的至少一种。采用这两种极性大的溶剂更容易将产物萃取出来，且由于与水不互溶，容易将产物与杂质分离，提高产物收率和纯度。
根据本发明所述方法的一种实施方案，在步骤（4）中，溶剂6选自甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、醋酸异丙酯中的至少一种。由于产物极性大，在这些溶剂中的溶解度较小，采用这些溶剂既能保证打浆过程中除去杂质，也可以使打浆更加容易。
本发明还提供一种式136-B所示的化合物：
Figure 265891DEST_PATH_IMAGE007
。
本发明的有益效果
1. 本发明的方法使用的羟基保护试剂DMF-DMA具有很强的羟基保护能力，且比丙酮保护基团容易脱掉。
2. 本发明的化合物136-B为新化合物，为莫那比拉韦的制备提供了一条更好的路径。
3. 本发明方法中的由136-A合成136-API的步骤可以连续操作，中间体不需要分离出中间体，更容易实现连续化操作，使得136-API的纯化变得更加容易。
4. 在本发明的合成路线中，先将胞苷羟胺化，再通过DMF-DMA保护羟基，相当于只进行一次基团保护和脱保护操作，不需要多次或多位点进行基因保护和脱保护，不仅降低了合成路线的难度，而且可以避免在最终的API中引入过多杂质，使得API容易获得很高的纯度。
附图说明
图1是本发明实施例1中制备得到的化合物136-A的质谱图。
图2是本发明实施例1中制备得到的化合物136-A的1H NMR图谱。
图3是本发明实施例1中制备得到的化合物136-A的HPLC图谱
图4是本发明实施例1中制备得到的化合物136-B的质谱图。
图5是本发明实施例1中制备得到的化合物136-API的质谱图。
图6是本发明实施例1中制备得到的化合物136-API的1H NMR图谱。
图7是本发明实施例2中化合物136A与DMF-DMA的摩尔比为1:2时的HPLC图谱。
图8是DMF-DMA投料摩尔比为4eq，DMAP投料摩尔比为1eq时的中控HPLC图谱。
图9是本发明实施例3中第三步的反应不加DMAP时的HPLC图谱。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
第一步：化合物136-A的制备
在250ml反应瓶中依次加入胞苷（60g，1eq）、硫酸羟胺（60.7g，1.5eq）和H2O（120ml，2V），氮气保护，升温70℃，升温过程溶解；保温反应8h，反应过程中缓慢析出固体，反应监控，原料剩余3%以下。
后处理：将反应体系降温，抽滤，用H2O漂洗，抽干得白色固体；白色固体在真空烘箱干燥，称量58g白色固体化合物136-A，纯度高达99.7%；化合物136-A的质谱见图1，1H NMR图谱见图2，HPLC图谱见图3。
第二步：化合物136-B的制备
将136-A（48g，1.0 eq）加入反应瓶中，加吡啶，全溶，氮气保护，加DMF-DMA（88.3q，4eq），常温搅拌16h；减压浓缩，外温控制45~70℃，浓缩，得到化合物136-B的浓缩物（理论值68.39g）。化合物136-B的质谱图见图4。化合物136-B的核磁数据：1H NMR (400 MHz,CDCl3), δ (ppm): 2.28, (s, 3H), 2.32 (s, 3H), 3.57 (t, 2H,), 3.95(s, 1H), 4.1(m, 1H), 4.6 (m, 1H), 4.7 (m, 1H), 5.54 (s, 1H), 5.76 (s, 1H), 5.94 (d, 1H),7.22 (d, 1H), 8.57 (s, 1H), 10.5 (s, H)。
第三步：化合物136-C的制备
向第二步得到的化合物136-B的浓缩物（68.39g，1eq）中加入二氯甲烷（720ml，10.5V），三乙胺（37.5g，2eq）和DMAP（2.26g，1eq），常温搅拌溶解，降温至0~5℃；滴加异丁酸酐（43.9g，1.6eq），滴加完后，保温反应0.5h，中控检测显示原料反应完全。后处理：向反应体积中加入水，静置分液。将有机相减压浓缩至无液体蒸出，得到化合物136-C。
第四步：化合物136-API的制备
向第三步得到的化合物136-C中加入乙醇（192ml，2.8V）搅拌0.5h；常温滴加盐酸（46.3ml，0.5eq）0.5h，滴加完成，反应1h后经液相色谱检测，显示反应完全。将反应液减压浓缩，加入2-甲基四氢呋喃240ml，饱和食盐水和H2O，搅拌分液，有机相干燥，减压浓缩得到136-API的固体粗品。向136-API的固体粗品加入醋酸异丙酯打浆，抽滤，真空干燥，得化合物136-API的固体粗品的白色固体42.9g，收率70%。化合物136-API的质谱见图5， 1H NMR图谱见图6。
实施例2
本实施例中，第一步的操作与实施例1相同，区别在于：在第二步中，化合物136A与DMF-DMA的摩尔比为1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3.5、1∶4.5，得到不同的化合物136-B的浓缩物。
采用这些浓缩物进行第三步的反应，结果发现，由摩尔比1∶1.5、1:2和1∶2.5得到的化合物136-B的浓缩物参与的反应，副产物比较多，杂质概况不理想。化合物136A与DMF-DMA的摩尔比为1∶2时的HPLC图谱参见图7。由在化合物136A与DMF-DMA的摩尔比为1∶3.5的情况下，第三步反应副产物杂质概况与实施例1中的1∶4的情形相当。在化合物136A与DMF-DMA的摩尔比为1∶4.5情况下，第三步反应产物136-C中的副产物概况与实施例1中的1∶4的情形（DMF-DMA投料摩尔比为4eq，DMAP投料摩尔比为1eq，中控HPLC图谱见图8）相当，并没有显著改善。
实施例3
本实施例中，第一步和第二步的操作与实施例1相同，区别在于：第三步的反应不加DMAP。通过反应结果发现，在不加DMAP的反应产物中，出现胞苷上的羟基和羟胺上的羟基同时被取代的副产物，杂质较多。中控HPLC图谱见图9。因此，DMAP不仅能作为催化剂而加快反应速度，而且能够减少副产物的生成。
实施例4
本实施例中，第一步和第二步、第三步的操作与实施例1相同，区别在于：在第四步的操作如下：
向第三步得到的化合物136-C中加入乙醇搅拌0.5h；在常温下滴加盐酸，0.5h后滴加完成，反应1h后经液相色谱检测，显示反应完全，结束反应。将反应混合物减压浓缩，加入二氯甲烷，饱和食盐水和H2O，搅拌分液，有机相干燥，减压浓缩得到136-API的固体粗品。向到136-API的固体粗品加入甲基叔丁基醚打浆，抽滤，真空干燥，得到白色固体，即为化合物136-API，收率25%。
实施例5
本实施例中，第一步和第二步、第三步的操作与实施例1相同，区别在于：在第四步的操作如下：
在常温下向第三步得到的化合物136-C中滴加盐酸溶液，0.5h后滴加完成，反应1h后经液相色谱检测，显示反应完全，结束反应。将反应混合物减压浓缩，加入乙酸乙酯，饱和食盐水和H2O，搅拌分液，有机相干燥，减压浓缩得到136-API的固体粗品。向136-API的固体粗品中加入乙酸乙酯打浆，抽滤，真空干燥，得到白色固体，即为化合物136-API，收率22%。
实施例6
本实施例中，第一步和第二步、第三步的操作与实施例1相同，区别在于：在第四步的操作如下：
在常温下向第三步得到的化合物136-C中滴加盐酸溶液，0.5h后滴加完成，反应1h后经液相色谱检测，显示反应完全，结束反应。将反应混合物减压浓缩，加入四氢呋喃，饱和食盐水和H2O，搅拌分液，有机相干燥，减压浓缩得到136-API的固体粗品。向136-API的固体粗品中加入醋酸异丙酯打浆，抽滤，真空干燥，得到白色固体，即为化合物136-API，收率31%。

Claims (10)

1.一种制备莫那比拉韦的方法，所述方法包括以下步骤：
Figure 897167DEST_PATH_IMAGE001
（1）将胞苷和羟胺化试剂加到溶剂1中，在65℃-75℃的温度下反应，得到化合物136-A；
（2）将化合物136-A溶于溶剂2，加入DMF-DMA，在室温下搅拌反应，经浓缩得到化合物136-B的浓缩物；
（3）向化合物136-B的浓缩物加入4-二甲氨基吡啶、溶剂3和有机碱，加入异丁酸酐进行反应0.5h，反应结束后，浓缩除去溶剂，得到化合物136-C；
（4）将化合物136-C加到溶剂4中，滴加酸进行反应，经后处理得到化合物136-API，即莫那比拉韦。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述羟胺化试剂选自硫酸羟胺、盐酸羟胺、三氟甲磺酸羟胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，以摩尔量计，胞苷∶硫酸羟胺=1∶1.45-1.6。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，溶剂2选自吡啶、三乙胺、甲胺和乙胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（2）中，以摩尔量计，化合物136A∶DMF-DMA=1∶3.5-4.5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，溶剂3选自二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃中的至少一种；
所述有机碱选自甲胺、乙胺、三乙胺、吡啶中的至少一种；
以摩尔量计，136-B∶三乙胺∶异丁酸酐=1∶1.8-2.2∶1.5-1.7。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（4）中，溶剂4选自甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种；所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述后处理包括：在滴加酸进行反应后，用溶剂5萃取，用溶剂6打浆；其中，溶剂5选自2-甲基四氢呋喃和正丁醇中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤（4）中，溶剂6选自甲基叔丁基醚、乙酸乙酯和醋酸异丙酯中的至少一种。
10.一种化合物，其具有式136-B所示的化学结构：
Figure 283149DEST_PATH_IMAGE002
。
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HU, TIANWEN: "A convenient and cost efficient route suitable for "one-pot" synthesis of molnupiravir", 《CHEMRXIV》 *

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CN114773405B (zh) 2022-09-23

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