新型降血脂藥物依替米貝制備技術研究進展

金保軍 ，孫 婧 ，何軍邀 ，黃 金 ，王 普

（1.浙江工業大學藥學院，浙江 杭州 310014；2.浙江醫藥高等專科學校，浙江 寧波 315100）

0 引言

近年來隨著依替米貝需求量的增加，其制備技術逐漸受到廣泛關注。本文主要綜述了國內外有關依替米貝的制備技術，主要包括不對稱化學催化、手性源法、手性拆分、色譜分離法和生物不對稱合成等有關制備方法。

1 不對稱化學催化

不對稱化學催化合成法是制備手性藥物有效的方法之一。選擇合適的手性催化劑進行不對稱催化反應，是制備單一對映體手性中間體及手性藥物的關鍵。該方法只需較少量的手性催化劑就可將大量的前手性底物轉化為手性化合物，具有反應速度快、收率高等優點。但該方法也有不足之處：①手性催化劑不易獲取且價格昂貴；②化學性質非常活潑，不夠穩定；③手性催化劑的循環使用效率較低等[6]。這也在一定程度上限制了其在工業上的大規模使用。

Wu 等[7]報道了以 N-（4-氟苯基）-4-芐氧基苯亞甲胺為起始原料制備依替米貝的方法。N-（4-氟苯基）-4-芐氧基苯亞甲胺（1）和（4S）-羥基四氫呋喃-2-酮（2）在低溫條件下，在二異丙基氨基鋰（LDA）作用下進行環合，再經重結晶得到化合物（3），（3）經次碘酸鈉的氧化后得到（4）。4-氟苯乙酮（5）和氯代三甲基硅烷（TMS-Cl）反應得到（6），（4）和（6）經 TiCl4進行縮合得到（7），經對甲苯磺酸（TsOH）催化得到（8），再經鈀碳催化劑Pd/C催化加氫，最后在低溫條件下用手性催化劑CBS和還原劑硼化氫BH3進行不對稱還原，得到最終產物依替米貝。此方法除環合反應收率在60%外，其余各步反應收率均在70%以上，其合成路線如圖1所示。該方法的起始原料（4S）-羥基四氫呋喃-2-酮的成本較高，且性質不穩定，不利于工業化生產。

圖1 以N-（4-氟苯基）-4-芐氧基苯亞甲胺為起始原料制備依替米貝合成路線圖Fig 1 Synthetic routes to Ezetimibe by using N-[（4-fluorophenyl）-imino]-4-benzyloxyphenyl

2 手性源法

手性源合成法是將手性源分子轉變為高度立體選擇性目標手性分子的一種方法。有機酸、氨基酸、碳水化合物因其廉價易得的特性是常用的手性合成起始原料，可用于復雜手性化合物的全合成。例如采用L-半胱氨酸等手性化合物為起始底物，利用其手性碳原子，通過結構變換可得到維生素B家族中的重要一員（+）-生物素[8]。手性源分子在自然界中非常豐富，利用這些天然手性化合物設計合成手性藥物及其中間體將越來越受到人們的關注。

宋帥等[9]以對羥基苯甲醛（9）為起始原料，經過羥基保護、縮合和環合等步驟得到反式-1-（4-氟苯基）-3-（2-氯甲苯）-4-（4-芐氧基苯基）-2-氮雜環丁酮（11）；再以對氟扁桃酸為起始原料引入手性中心，經過還原、溴代和羥基保護3步反應制得中間體 （15）；（15）再與之前得到的（11）經過偶聯反應得到（16），再經脫芐基和重結晶得到終產物依替米貝，其合成路線如圖2所示。該方法以廉價的對氟扁桃酸為原料引入手性碳原子，避免了價格昂貴的手性催化劑，同時也避免了四氯化鈦等有毒物質的使用。此外，該方法還具有原料易得，反應條件溫和，收率高，以及后處理簡單等優點。

圖2 以對羥基苯甲醛和對氟扁桃酸為起始原料制備依替米貝合成路線圖Fig 2 Synthetic routes to Ezetimibe by using 4-formylphenol and 4-fluoromandelic acid

3 色譜分離法

色譜分離法主要作為一種手性化合物的分離、分析、純度測定的技術手段。主要有氣相色譜（GC）法、高效液相色譜（HPLC）法、薄層色譜（TLC）法、毛細管電泳（CE）法和超臨界流體色譜（SFC）法等[10]。

Shankar等[11]報道了以 5-（4-氟苯基）-4-戊烯酸為起始原料制備依替米貝的方法。5-（4-氟苯基）-4-戊烯酸（17）先由乙二酰氯經酰氯化反應后得到化合物（18），（18）與手性試劑（4S）-4-苯基-2-口惡唑烷酮（19）在DMAP催化下進行酰胺化反應，再經重結晶得到化合物（20）。將四氯化鈦、DPEA和亞胺加入到二氯甲烷溶液中，在低溫下滴加化合物（20）至反應結束，再用乙酸猝滅反應，將其處理后進行重結晶得到化合物（21），（21）在四丁基氟化銨（TBAF）的甲苯溶液中進行環合得到化合物（22）。將化合物（22）滴入到混有醋酸鈀、高氯酸和苯醌的乙腈溶液，至反應結束再用水稀釋，有機溶劑萃取，除去催化劑，分離濾液并蒸干。用柱色譜進行分離得到化合物（23），再用CBS和BH3進行不對稱還原，得到化合物（24），最后經鈀碳催化劑Pd/C催化加氫得到終產物依替米貝。此方法在對映異構體的分離上使用了柱色譜，且原料貴，工藝條件復雜，工業化比較困難。

圖3 以5-（4-氟苯基）-4-戊烯酸為起始原料制備依替米貝合成路線圖Fig 3 Synthetic routes to Ezetimibe by using 5-（4-fluorophenyl）-4-pentenoic acid

4 手性拆分法

手性拆分是利用手性拆分試劑作用于外消旋化合物生成兩個非對映體，再根據其物理性質的不同進行分離。其基本原理是手性拆分試劑通過氫鍵與分子間產生的次級作用，選擇性的與外消旋化合物中單一的一個對映體形成穩定的包結絡合物從中析出[12]。

Ganagakhed等[13]報道了以戊二酸酐（25）和氟苯（26）為起始原料制備依替米貝的方法。首先，化合物（25）和（26）在二氯甲烷溶液中用AlCl3催化，得到對氟苯甲酰基丁酸（27），（27）在甲醇溶液中酯化得到對氟苯甲酰基丁酸甲酯（28），（28）在-25℃～-35℃的四氫呋喃溶液中，用（-）-B-二異松蒎基氯硼烷（（-）-DIP-Cl）催化得到化合物（29），再將 （29）經氫氧化鈉水解得到化合物（30），隨后（30）在甲苯溶液中用對甲苯磺酸吡啶鎓鹽催化內酯化反應，得到化合物（31），（31）在-50℃的四氫呋喃溶液中，加入二異丙基氨基鋰（LDA）進行堿化，再將 N-（4-氟苯基）-4-芐氧基苯亞甲胺用二甲基甲酰胺（DMF）溶解后加入反應液，反應得到化合物（32），（32）再溶于甲醇后脫氣，用Pd/C催化，再于55℃下用甲酸和甲酸銨進行脫芐基，得到化合物（33），將（33）溶于乙酸乙酯中，滴加甲基叔丁基醚進行拆分，最后經過濾、濃縮、重結晶得到終產物依替米貝。該方法的缺點是使用價格昂貴、毒性較大的催化劑（-）-DIPCl，且反應需要低溫，給工業化帶來不便。

5 生物不對稱合成

生物不對稱合成是以微生物酶或全細胞作為生物催化劑不對稱催化前手性化合物生成手性化合物的方法。生物不對稱合成具有立體選擇性高、反應條件溫和、環境友好、操作簡單以及副產物少等優點[14]。并且，自然界中微生物種類繁多，是一個巨大的生物催化劑寶庫。因此，生物不對稱合成越來越受到人們的關注。

圖4 以戊二酸酐和氟苯為起始原料制備依替米貝合成路線圖Fig 4 Synthetic routes to Ezetimibe by using glutaric anhydride and fluorobenzene

近年來，利用微生物催化不對稱合成技術制備依替米貝關鍵手性中間體的研究日益活躍。Kyslíková等[15]篩選得到了一系列可不對稱還原底物（3R，4S）-1-（4-氟苯基）-3-[3-（4-氟苯基）-3-氧代丙基]-4-（4-羥基苯基）氮雜環丁烷-2-酮制備 （3R，4S）-1-（4-氟苯基）-3-[（3S）-3-（4-氟苯基）-3-羥基丙基]-4-（4-羥基苯基）-2-氮雜環丁烷酮（依替米貝）的微生物菌種。當底物濃度為0.5 g/L時，紅球菌Rhodococcus fascians MO22的轉化率可達95%，ee值為99.9%。這是利用微生物不對稱催化（3R，4S）-1-（4-氟苯基）-3-[3-（4-氟苯基）-3-氧代丙基]-4-（4-羥基苯基）氮雜環丁烷-2-酮制備依替米貝的首次報道。其反應過程如圖5所示。

圖5 以Rhodococcus fascians MO22菌株不對稱還原制備依替米貝路線圖Fig 5 Synthetic routes to Ezetimibe by using Rhodococcus fascians MO22

Singh 等[16]以（4S）-3-[5-（4-氟苯基）-1，5-二氧代戊基]-4-苯基-2-口惡唑烷酮為底物，從土壤中篩選得到能不對稱還原制備依替米貝關鍵手性中間體 （4S）-3-[（5S）-5-（4-氟苯基）-5-羥基戊酰基]-4-苯基-1，3-氧氮雜環戊烷-2-酮的微生物菌種洋蔥伯克霍爾德菌（Burkholderia cenocepacia），當底物濃度為 0.71 g/L（2 mM）時，產率為54%，ee值＞99%。反應過程如圖6所示。

圖6 以洋蔥伯克霍爾德菌不對稱還原制備依替米貝路線圖Fig 6 Synthetic routes to Ezetimibe by using Burkholderia cenocepacia

Homann 等[17]以 5-（4-氟苯）-5-酮基戊酸為底物，從土壤中篩選得到能將5-（4-氟苯）-5-酮基戊酸不對稱還原為依替米貝關鍵手性中間體（5S）-（4-氟苯）-5-羥基戊酸的微生物菌種拜耳結合酵母Zygosaccharomyces bailii ATCC No.38924，當底物濃度為10 g/L時，產率可達100%，ee值>95%。該方法的產率較高，但ee值不太理想。反應如圖7所示。

圖7 以拜耳結合酵母不對稱還原制備依替米貝中間體路線圖Fig 7 Synthetic routes to Ezetimibe intermediate by using Zygosaccharomyces bailii ATCC No.38924

筆者所在實驗室從土樣中篩選得到一株具有高立體選擇性和催化活性的近平滑假絲酵母ZJPH1305，該菌株可催化 5-（4-氟苯）-5-酮基戊酸不對稱還原制備得到依替米貝關鍵手性中間體（5S）-（4-氟苯）-5-羥基戊酸，當底物濃度為10 g/L時，產率為95.37%，ee值大于99.9%。

6 結論與展望

依替米貝作為第一個新型選擇性膽固醇吸收抑制劑類降血脂藥物，自上市以來便受到廣泛關注。隨著經濟社會的不斷發展，社會老齡化問題的日趨嚴重，高血脂癥患者比例將不斷增加，因此，依替米貝的市場前景和社會價值將日益凸顯。目前，依替米貝的制備方法主要采用化學法合成，但化學法存在反應步驟多、需要使用昂貴的手性催化試劑、反應條件苛刻、環境不友好等缺點。因此，在今后的研究中，如何減少反應步驟，優化反應條件，優選手性催化劑，降低環境污染，提高產率等將成為研究的主要方向。近年來，利用微生物催化技術制備依替米貝關鍵手性中間體的研究日益活躍。此外，利用化學合成和生物催化偶聯技術將成為制備依替米貝藥物的有效途徑之一。

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