阿伐那非的合成工藝研究

＊梅玫 曹棋 程鳳 毛婕 陽靜麗 胡華南,2*

（1.九江市生態環境局 江西 332001 2.九江學院化學化工學院 江西 332005）

1.前言

阿伐那非（Avanafil，1）是由日本田邊三菱制藥株式會社授權美國Vivus公司開發，在2012年4月27日經美國FDA批準在美國上市，商品名為Stendra[1]，主要用于治療男性勃起功能障礙（ED）的藥物。該藥是一種口服速效的高選擇性磷酸二酯酶-5(PDE-5)抑制劑[2-3]。與其他PDE-5相比，阿伐那非選擇性更高，起效更快，副作用更少[4-5]，預計將會有非常大的市場前景。

目前阿伐那非的合成路線如下：

路線一：蘇賢斌等報道的阿伐那非的合成方法是一種新的固相合成方法，Merrifiled樹脂與硫脲反應得到硫脲樹脂，硫脲樹脂依次經環合、氯代、取代、水解、縮合、氧化，最后與L-脯氨醇反應得到阿伐那非[6-7]。該路線Merrifiled樹脂價格昂貴。

路線二：程曉峰等報道的阿伐那非的合成路線是以4-羥基-2-甲硫基嘧啶-5-羧酸乙酯為起始原料，依次經氯代、取代、水解、縮合、氧化,最后與L-脯氨醇反應得到阿伐那非[8-9]。該路線最后引入手性片段，也避免了手性中心消旋的風險，反應總收率為21.6%。

路線三：李志強等報道的阿伐那非合成路線是以甲基硫脲和乙氧亞甲基丙二酸二乙酯為起始原料經環合得到4-羥基-2-甲硫基嘧啶-5-羧酸乙酯，再依次經氯代、取代、氧化得到4-(3-氯-4-甲氧基芐胺基)-2-甲磺酰基嘧啶-5-羧酸乙酯，再L-脯氨醇發生親核加成，水解后與2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽縮合得到阿伐那非[10]。

課題組參考路線三[10-11]，以4-氯-2-甲硫基嘧啶-5-羧酸乙酯（2）與3-氯-4-甲氧基芐胺（3）為起始原料，其發生親核取代反應得到4-(3-氯-4-甲氧基芐胺基)-2-甲硫基嘧啶-5-羧酸乙酯（4），化合物（4）與間氯過氧苯甲酸（mCPBA）發生氧化反應得到4-(3-氯-4-甲氧基芐胺基)-2-甲亞磺酰基嘧啶-5-羧酸乙酯（5），化合物（5）與L-脯氨醇（6）發生親核加成反應得到化合物（7），最后化合物（7）水解后與2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽（9）發生縮合反應得到阿伐那非（1），合成路線見圖1。

圖1 阿伐那非（1）的合成路線

2.實驗部分

(1)儀器和試劑

儀器：北京福凱科儀科技有限公司XT-4A型顯微鏡熔點測定儀（溫度計未校正）、Bruker-300型核磁共振儀（四甲基硅烷作內標），Bruker Vector55型紅外分析儀、Finnigan DECAX-30000 LCQ DecaXP plus電噴霧串聯質譜儀、ShimadzuLC-10AT型高效液相色譜儀。

試劑：所用試劑均為CP或AR。

(2)分析方法

阿伐那非檢測色譜條件：色譜柱：安捷倫ZORBAX-C18 250×4.6mm，5μm；柱溫：30℃；進樣量：10μL；樣品濃度：1mg/mL；流速：1.0mL/min；檢測波長：245nm；流動相A為0.1%三氟乙酸水溶液，B為乙腈，流動相比例：V(流動相A):V(乙腈)=40:60。

(3)實驗步驟

①化合物（4）的合成

將20.0g(85mmol)4-氯-2-甲硫基嘧啶-5-羧酸乙酯（2）、70mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）置于反應瓶，冰水浴降溫至0℃以下。將15.5g(90mmol)3-氯-4-甲氧基芐胺（3）、9.5g(94mmol)三乙胺及20mL DMF混合后滴加到反應液中，控制溫度5℃以下。滴加完畢后，移去冰浴，升溫至室溫攪拌反應約1h。TLC確認反應結束后，將反應液傾入200mL 2%檸檬酸水溶液中，攪拌30min。用300mL乙酸乙酯（EA）分3次萃取水層至無產物，合并有機層。用200mL 10%檸檬酸水溶液洗滌2次，水洗，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，過濾，蒸干后溶于200mL乙酸乙酯中，加入100mL石油醚，0℃下攪拌析晶，過濾，真空干燥得28.0g淡黃色固體4，收率約94%，m.p.73～75℃;1H NMR(300MHz,CDCI3)δ:8.68(s,1H),8.60(brs,1H),7.37(d,J=2.0Hz,1H),7.21(dd,J1=8.4,J2=2.0Hz,1H),6.90(d,J=8.4Hz,1H),4.68(d,J=6.0Hz,2H),4.31(q,J=7.2Hz,2H),3.91(s,3H),2.51(s,3H),1.36(t,J=7.2Hz,3H);IR(KBr,v/cm-1):3321,2980,1680,1520,1256.ESI-MS（m/z）:368[M+H]+。

②化合物（5）的合成

將13.8g(37.5mmol)化合物4和二氯甲烷（DCM）1500mL置于三口瓶，冰水浴降溫至0℃，攪拌下，7.5g(43.5mmol)間氯過氧苯甲酸（mCPBA）分3批加入反應液中，控制溫度0℃左右。加完升溫至室溫攪拌3h，TLC確認反應結束后，加入飽和碳酸氫鈉溶液洗滌2次，水洗，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，過濾，旋蒸得到產物5，超過理論重量，m.p.66～68℃;1H NMR(300MHz,CDCI3)δ:8.65(s,1H),8.58(brs,1H),7.35(d,J=2.1Hz,1H),7.20(d,J=3.6Hz,1H),6.87(d,J=8.6Hz,1H),4.66(d,J=6.2Hz,2H),4.29(q,J=7.0Hz,2H),3.90(s,3H),2.52(s,3H),1.35(t,J=7.2Hz,3H);IR(KBr,v/cm-1):3325,2960,1682,1525,1250.ESI-MS(m/z):384[M+H]+。

③化合物（7）的合成

將14.5g(37.5mmol)化合物5置于三口瓶中，加入115mL的四氫呋喃（THF），常溫攪拌，將4.2g(41.5mmol)L-脯氨醇（6）、4.6g(45mmol)三乙胺及30mL四氫呋喃混合均勻后，常溫下滴加入反應液中，滴加完畢，常溫攪拌反應，TLC確認反應結束后，蒸干溶劑。殘余物溶于15mL乙酸乙酯（EA）中，飽和碳酸氫鈉溶液洗滌1次，水洗1次，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，蒸干溶劑，加入75mL的無水乙醇升溫全溶后，降溫至室溫析晶，降溫-20℃析晶過夜，過濾，真空干燥得到類白色固體7約14.3g，以上兩步反應總收率約91%，HPLC純度為99%，m.p.86～88℃;1H NMR(300MHz，DMSO)δ:8.53(q,J=6.4Hz,1H),8.48(d,J=6.0Hz,1H),7.42(d,J=4.4Hz,1H),7.29(d,J=8.4Hz,lH),7.08(d,J=8.4Hz,lH),4.8l(m,1H),4.55(t,J=7.6Hz,2H),4.21(q,J=6.8Hz,2H),4.13～4.08(m,1H),3.82(d,J=1.6Hz,3H),3.63～3.58(m,1H),3.51～3.45(m,2H),3.35～3.31(m,1H),2.02～1.83(m,4H),l.26(t,J=7.2Hz,3H);IR(KBr,v/cm-1):3340,1674,1525,1257,804;ESI-MS(m/z):421[M+H]+。

④化合物（8）的合成

將12.6g(30mmol)化合物7置于三口瓶，加入100mL的二甲亞砜（DMSO），室溫攪拌溶解，再加入12mL 10%的氫氧化鈉水溶液，室溫攪拌，TLC確認反應結束后，將反應液傾入250mL 10%的檸檬酸水溶液，降溫至室溫析晶，析出白色固體8，過濾，濾餅用水洗滌，真空干燥得到11.2g白色粉末狀固體8。產率95.1%，m.p.202～204℃；1H NMR(300MHz,DMSO)δ:8.37(s,1H),7.35(d,J=8.2Hz,1H),7.24(s,1H),7.04(d,J=8.2Hz,1H),4.52(s,2H),4.06(s,1H),3.78(s,3H),3.57(d,-J=10.4Hz,1H),3.45(s,2H),3.32(t,J=9.0Hz,1H),1.91(s,2H),1.82(s,2H)；ESI-MS(m/z):393[M+H]+。

⑤化合物（1）的合成

將9.8g(25mmol)化合物8置于反應瓶，加入100mL的N，N-二甲基甲酰胺（DMF），室溫下攪拌溶解，然后再加入4.35g(30mmol)2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽（9），依次加入5.8g(30mmol)1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽（EDCI）、4.5g(30mmol)1-羥基苯并三唑（HOBt）、3.6g(36mmol)三乙胺（TEA），室溫攪拌，TLC確認反應結束后，把反應液傾入150mL飽和碳酸氫鈉溶液中，用150mL乙酸乙酯分3次萃取至水層無產物，合并乙酸乙酯層，有機層依次用50mL飽和食鹽水、50mL飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，無水硫酸鎂干燥，蒸干溶劑后得到的粗品溶于50mL甲醇中重結晶，過濾，真空干燥得到11.0g阿伐那非（1），白色固體。總收率91.5%，HPLC純度為99.6%，m.p.150～152℃;1H NMR(300MHz,DMSO)δ:9.14(d,J=24.9Hz,1H),8.74(d,J=4.9Hz，2H),8.51(d,J=6.2Hz,1H),7.37(t,J=4.9Hz,2H),7.26(d,J=7.1Hz,1H),7.06(d,J=8.5Hz,1H),4.56(d,J=5.8Hz,2H),4.49(d,J=5.9Hz,2H),4.10(s,1H),3.80(s,3H),3.61(d,J=9.9Hz,2H),3.54-3.39(m,2H),2.12-1.66(m,4H);13C NMR(75MHz,DMSO)δ:167.4,160.8,159.8,157.3,156.7,156.4,153.3,133.3,129.3,127.7,120.5,119.7,112.7,98.2,61.8,58.8,56.0,47.3,44.8,42.1,27.6,22.6;IR(KBr，v/cm-1):3429,3048,2925,1606,1509,1435,1366,1308,1247,1177,1078,1029,906,835,786,626;ESI-MS(m/z):484[M+H]+。

3.結果與討論

化合物（8）與2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽（9），在1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亞胺鹽酸鹽（EDCI）、1-羥基苯并三唑（HOBt）和三乙胺（TEA）縮合劑催化下發生縮合反應，得到阿伐那非（1），重點考察了反應得物料比和縮合劑的用量對收率的影響。

(1)物料比對收率的影響

表1所示，當n（8）:n（2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽）=1:1.1時，產物的產率最高，再增加2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽的量對收率沒有明顯影響。2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽需要過量，可能在反應過程中少量氨基會被氧化，所以2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽需要稍微過量。

表1 物料比對阿伐那非（1）收率的影響

(2)縮合劑的用量對收率的影響

表2所示，縮合劑比例EDCI/HOBt/TEA=1:1:1.2時，當n（8）:n（縮合劑）=1:1時，收率最高；隨著n（8）:n（縮合劑）從1:0增加到1:1.4，產物的產率先增加后減少，因為EDCI過多，產物會發生消旋，導致產率下降，同時EDCI和HOBt的用量必須相等，因為HOBt可以抑制消旋產物的產生。

表2 縮合劑的用量對阿伐那非收率的影響

(3)譜圖分析

圖2 阿伐那非（1）紅外譜圖

從IR的數據分析，在3429cm-1的吸收峰，對應為羥基的伸縮振動峰；在3048cm-1的吸收峰，對應為氨基的伸縮振動峰；在2925cm-1的吸收峰，對應為-CH2的對稱伸縮振動峰；在1606cm-1的吸收峰，對應為C=O的伸縮振動峰。

4.結論

以4-氯-2-甲硫基嘧啶-5-羧酸乙酯（2）與3-氯-4-甲氧基芐胺（3）為起始原料，其發生親核取代反應得到4-(3-氯-4-甲氧基芐胺基)-2-甲硫基嘧啶-5-羧酸乙酯（4），化合物（4）與間氯過氧苯甲酸（mCPBA）發生氧化反應得到4-(3-氯-4-甲氧基芐胺基)-2-甲亞磺酰基嘧啶-5-羧酸乙酯（5），化合物（5）與L-脯氨醇（6）發生親核加成反應得到化合物（7），最后化合物（7）水解后與2-氨甲基嘧啶鹽酸鹽（9）發生縮合反應得到阿伐那非（1）。反應總收率達74.4%，產品經HPLC檢測純度達99.8%以上。