富馬酸替諾福韋二吡呋酯關鍵中間體的合成工藝研究

黃小光，朱少璇，余柱明

(廣州白云山制藥股份有限公司 廣州白云山制藥總廠，廣東 廣州 510515)

富馬酸替諾福韋二吡呋酯(Ⅰ)是美國Gilead Sciences公司研制的核苷酸逆轉錄酶抑制劑(Nucleotide reverse transcriptase inhibitors，NtRTIs)，美國FDA于2001年批準其上市，用于治療艾滋病(HIV感染)[1]，2008年又批準其用于治療慢性乙型肝炎(HBV感染)[2]。富馬酸替諾福韋二吡呋酯具有耐受性好、耐藥率低、停藥反彈率低、腎毒性小等特點，特別是對HIV合并HBV感染患者具有較好的臨床應用前景[3]。富馬酸替諾福韋二吡呋酯是替諾福韋的前藥，由于替諾福韋幾乎不經胃腸道吸收，所以要進行酯化、成鹽為富馬酸替諾福韋二吡呋酯，后者具有水溶性，可被迅速吸收并在體內代謝降解成替諾福韋，發揮抗病毒作用[4]。

該藥的原研制企業在專利USP 5 935 946中公開了一條富馬酸替諾福韋二吡呋酯的合成路線[5，6]，該路線以(S)-縮水甘油為起始原料，依次經催化氫化、成環與偶聯反應得到富馬酸替諾福韋二吡呋酯合成中的關鍵中間體(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇(Ⅳ)。該工藝第一步用到催化氫化反應，大生產中存在著不安全因素；第二步用到對濕氣敏感的乙醇鈉，同時用精餾法純化該中間體，生產條件苛刻；而第三步反應溫度較高，反應時間很長，導致這條路線能耗很大，生產成本很高。

作者在此以腺嘌呤(Ⅱ)和(R)-環氧丙烷(Ⅲ)為起始原料，在催化劑存在下加熱反應合成化合物(Ⅳ)，優化了合成反應條件。合成路線如下：

1 實驗

1.1 試劑與儀器

腺嘌呤(含量>99%)，工業品， 臺州大鵬藥業有限公司；(R)-環氧丙烷(含量>98%)，工業品，北京偶合科技有限公司；NaOH、Na2CO3、Na2CO3·10H2O、NaHCO3、Cs2CO3、二異丙基乙胺(DIPEA)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯(Tol)、異丙醇(PrOH)、甲醇(MeOH)，均為分析純。

AVANCE AV 400 MHz型超導核磁共振儀，德國Bruker公司；LCQDeca XP型LC-MS質譜儀，美國Finnigan公司；LC-10ATVP型高效液相色譜儀，島津國際貿易(上海)有限公司；Platisil(鉑金)ODS型色譜柱，迪馬科技有限公司。

1.2 方法

在干燥的三口瓶中加入腺嘌呤200.00 g、氫氧化鈉3.00 g和DMF 1070 mL，室溫攪拌20 min，再緩慢滴加(R)-環氧丙烷150.50 g，然后升溫至85 ℃反應5 h(HPLC監測反應完成)；反應體系降溫至50 ℃，并緩慢滴加異丙醇(2140 mL)和甲醇(535 mL)的混合溶液，然后降溫至室溫，攪拌1.5 h，再降溫至-20 ℃攪拌15 h析晶，過濾，真空干燥，得到(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇(Ⅳ)197.21 g，產率69%，純度98.6%(HPLC歸一化法)。1HNMR (400 MHz, CDCl3)，δ：8.31 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 5.58 (s, 2H),4.29～4.19 (m, 2H), 4.11 (dd,J=13.8 Hz, 7.2 Hz, 1H), 2.95 (s, 1H), 1.28 (d,J=6.4 Hz, 3H)。MS (ESI)，m/z:[M+H]+， C8H11N5O實測值(計算值)：194.2(193.1)。

2 結果與討論

2.1 原料配比[(R)-環氧丙烷與腺嘌呤的摩爾比，下同]對反應的影響(表1)

表1 原料配比對反應的影響

注：反應溫度為85 ℃，催化劑為NaOH(與腺嘌呤的摩爾比為0.05)，腺嘌呤濃度為1.18 mol·L-1，析晶溶媒為Tol-DMF(2∶1)

從表1可以看出，當原料配比為1.0∶1時，(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇產率只有46%、純度73.6%；隨著(R)-環氧丙烷量的增加，產率和純度均升高，在原料配比為1.75∶1時，產率和純度達到最高；但繼續增加(R)-環氧丙烷的量，產率和純度反而下降。因此，確定最佳原料配比為1.75∶1。

2.2 催化劑對反應的影響(表2)

從表2可以看出，選用不同的催化劑，(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇的產率和純度也會不同。以NaOH為催化劑時，(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇的產率和純度最高，分別達到65%、93.5%；以Na2CO3為催化劑時，產率達到61%、純度達到92.2%，與NaOH相當；而其它催化劑的產率和純度較低，其中以DIPEA為催化劑時，反應23 h的轉化率僅53%?？紤]到以Na2CO3為催化劑時，反應溫度較高(95 ℃)、反應時間較長(23 h)，最終選用NaOH為催化劑。

表2 催化劑對反應的影響

注：DIPEA用量為1.00(與腺嘌呤的摩爾比)，其余催化劑均為0.05(與腺嘌呤的摩爾比)；析晶溶媒為Tol-DMF(2∶1)，腺嘌呤濃度為1.18 mol·L-1；*為轉化率

2.3 腺嘌呤濃度與析晶溶媒對反應的影響(表3)

表3 腺嘌呤濃度與析晶溶媒對反應的影響

注：反應溫度為85 ℃，催化劑為NaOH;*為-20 ℃析晶

從表3可以看出，當腺嘌呤濃度為1.18 mol·L-1時，析晶溶媒為Tol-DMF-MeOH(6∶4∶1)時的產率為64%、純度為86.7%；析晶溶媒為PrOH-DMF-MeOH(6∶4∶1)時的產率為63%、純度為85.3%，其中后者的析晶溫度為-20 ℃。當腺嘌呤濃度為1.38 mol·L-1時，析晶溶媒為Tol-DMF-MeOH(4∶2∶1)時的產率為57%、純度為93.9%；析晶溶媒為PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)時的產率和純度最高，分別為69%、98.6%，其中后者的析晶溫度為-20 ℃。而當腺嘌呤濃度為1.58 mol·L-1時，同樣使用PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)析晶體系，產率和純度均有所下降，分別為65%、96.7%。因此，確定最佳的腺嘌呤濃度為1.38 mol·L-1，析晶溶媒為PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)。

3 結論

以腺嘌呤和(R)-環氧丙烷為起始原料合成富馬酸替諾福韋二吡呋酯關鍵中間體(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇，確定最佳反應條件如下：(R)-環氧丙烷與腺嘌呤的摩爾比為1.75∶1、反應溫度為85 ℃、催化劑為NaOH、腺嘌呤濃度為1.38 mol·L-1、析晶溶媒為PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)，析晶溫度為-20 ℃，目標化合物的產率達69%、純度達98.6%。與原研制企業的制備方法相比，該法操作簡單、成本低、產率高，非常適合工業化大生產。

[1] 崔嵐，安富榮，王曉珉.核苷酸逆轉錄酶抑制劑替諾福韋DF[J].中國新藥雜志，2004,13(11)：1054-1058.

[2] 張久聰, 聶青和.治療慢性乙型肝炎新藥——替諾福韋酯[J].世界華人消化雜志,2008,16(24):2679-2688.

[3] 周洪林，王永怡，董時軍.替諾福韋DF治療慢性乙型肝炎和HIV感染的研究動態[J].傳染病信息，2008,21(4)：221-224.

[4] Mehellou Y, Clercq E D. Twenty-six years of anti-HIV drug discovery:Where do we stand and where do we go[J]. Journal of Medicinal Chemistry,2010,53(2):521-538.

[5] Munger Jr J D,Rohloff J C,Schultze L M.Nucleotide analog composition and synthesis method[P].USP 5 935 946,1997-06-25.

[6] 劉嘉，李科，孫海玲，等.替諾福韋的合成工藝改進[J].藥學實踐雜志，2009，27(1)：31-32.