趙明禮,王 喆,舒 偉,柴雨柱,徐 丹,朱春霞

(南京正大天晴制藥有限公司，江蘇 南京 210046)

富馬酸丙酚替諾福韋(1)是由美國吉利德科學(xué)公司研發(fā)的新型抗乙肝病毒藥物，于2016年11月獲美國FDA批準(zhǔn)上市，是近10年內(nèi)被批準(zhǔn)用于治療慢性乙肝的首種藥物。2018年11月，1獲得國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市。1的靶向性強(qiáng)，耐受性良好，服藥劑量僅為上一代抗乙肝病毒藥物替諾福韋二吡呋酯的十分之一即能達(dá)到同樣的治療效果[1-2]。

Chart 1

Scheme 1

近年來，有關(guān)1[3-18]及其類似物[19-22]的報(bào)道逐漸增多。1的合成均需要以替諾福韋(2)為起始原料：2首先與苯酚[5-6]或者亞磷酸三苯酯[7-18]反應(yīng)制得(R)-9-(2-(苯基磷?；籽趸?丙基)腺嘌呤(3)；3被氯代得化合物(R)-9-(2-(((苯基)(氯代)(磷?；?甲氧基)丙基)腺嘌呤(4);4與L-丙氨酸異丙酯縮合得化合物9-((R)-2-(((S)-((1-(異丙氧基羰基)乙基)氨基)苯氧基磷?；?甲氧基)丙基)腺嘌呤(5);5為一對非對映異構(gòu)體，主要由9-((R)-2-(((S)-(((S)-1-(異丙氧基羰基)乙基)氨基)苯氧基磷?；?甲氧基)丙基)腺嘌呤(6)和9-((R)-2-(((R)-(((S)-1-(異丙氧基羰基)乙基)氨基)苯氧基磷酰基)甲氧基)丙基)腺嘌呤(7)組成(Chart 1)，經(jīng)過手性柱分離或者拆分析晶可得到6，最后與富馬酸成鹽得到1。

現(xiàn)有合成1的方法主要存在以下問題：①化合物2容易吸水，形成穩(wěn)定的水合物[16-17]，影響化合物3的制備；②化合物4的合成有3種路線，分別以環(huán)丁砜、乙腈或者甲苯為溶劑，當(dāng)使用環(huán)丁砜和乙腈為溶劑時(shí)[5-6]，化合物5的純度和選擇性均較差，需要使用手性制備柱純化分離，不適合工業(yè)生產(chǎn)；專利[7]報(bào)道使用甲苯為溶劑，反應(yīng)48～96 h可得到90%以上非對映異構(gòu)體純度的化合物4，但重復(fù)時(shí)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)體系過于黏稠，攪拌困難，并且非對映異構(gòu)體純度僅約70%；③文獻(xiàn)[7-13]中化合物5的合成均需要使用不穩(wěn)定的L-丙氨酸異丙酯，工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)需增加游離工序，操作復(fù)雜，成本較高。

針對以上問題，本文對1的合成工藝進(jìn)行了改進(jìn)，以2為起始原料，與亞磷酸三苯酯反應(yīng)得到3;3被氯化亞砜氯代得4;4與L-丙氨酸異丙酯鹽酸鹽縮合得5;5經(jīng)析晶純化得6;6與富馬酸成鹽得1(Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR,MS(ESI)，元素分析和XRD確證。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker AVANCE 3 HD 400/500 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6或D2O為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Waters Q-TOF MicroTM型質(zhì)譜儀；Agilent 1200型高效液相色譜儀；PE 2400 Series II型元素分析儀；NETZSCH DSC 204型差熱分析儀；Bruker D8 Advance 型X-射線衍射儀；Rudolph AUTOPOL VI型旋光儀。

化合物2，工業(yè)級(純度≥99.0%)，樂平市賽復(fù)樂醫(yī)藥化工有限公司；L-丙氨酸異丙酯鹽酸鹽，工業(yè)級(純度≥99.0%)，四川同晟生物醫(yī)藥有限公司；其余所用試劑均為工業(yè)級。

1.2 合成

(1) 化合物3的合成

氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向50 L反應(yīng)釜中加入化合物22.00 kg(6.96 mol)(提前干燥至水分≤0.5%)、三乙胺1.41 kg(13.93 mol)、4-二甲氨基吡啶850.73 g(6.96 mol)、亞磷酸三苯酯3.24 kg(10.45 mol)、苯酚655.35 g(6.96 mol)和乙腈16 L，攪拌下升溫至80～85 ℃，保溫反應(yīng)48 h。濃縮，加入純水6 L，用乙酸乙酯(3×6 L)萃取，合并水相，用濃鹽酸調(diào)至pH 2～3，于0～10 ℃攪拌2 h。抽濾，濾餅于75～80 ℃鼓風(fēng)干燥12 h得白色固體32.16 kg，收率85.3%，純度99.20%(HPLC歸一化法，下同);1H NMR(D2O)δ:1.26(d,J=9.7 Hz,3H),3.55(q,J=9.7 Hz,1H),3.81(q,J=9.7 Hz,1H),4.01～4.09(m,1H),4.25(q,J=9.7 Hz,1H),4.40(dd,J=9.7 Hz,1H),6.70～6.73(m,2H),7.05～7.09(m,1H),7.18～7.22(m,2H),8.21(s,1H),8.30(s,1H)；13C NMR(D2O)δ:15.74,48.31,62.28,63.88,75.79,75.92,117.83,120.22,120.26,123.99,129.32,142.94,148.49,151.04,151.11,151.66,154.81；31P NMR(D2O)δ:14.88；MS(ESI)m/z:364.13{[M+H]+}。

(2) 化合物5的合成

向50 L反應(yīng)釜中加入化合物32.10 kg(5.78 mol)和甲苯21 L，滴加氯化亞砜 1.51 kg(12.72 mol)，滴畢，升溫至65～75 ℃，保溫反應(yīng)48 h。濃縮，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，殘余物加入甲苯15 L，攪拌分散后降溫至-20～-10 ℃得化合物4的甲苯溶液A。

氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向100 L反應(yīng)釜中加入L-丙氨酸異丙酯鹽酸鹽1.94 kg(11.56 mol)，N，N-二異丙基乙胺2.99 kg(23.12 mol)和二氯甲烷18 L，降溫至-20～-10 ℃，緩慢加入溶液A，控制內(nèi)溫為-20～-10 ℃，加畢，攪拌反應(yīng)30 min。依次用5%磷酸二氫鈉溶液(2×15 L)，5%碳酸氫鉀溶液(15 L)和純水(15 L)洗滌，分液，有機(jī)相用無水硫酸鈉2 kg干燥2 h。抽濾，濾液減壓蒸除溶劑得紅棕色油狀液體52.70 kg，收率98.2%，化學(xué)純度95.42%，非對映異構(gòu)體純度84.86%。未經(jīng)純化直接用于下一步反應(yīng)。

(3) 化合物6的合成

(4) 化合物1的合成

2 結(jié)果與討論

2.1 化合物3合成條件的優(yōu)化

表1為化合物3的合成條件優(yōu)化結(jié)果。從表1可以看出，化合物2中的水分會(huì)影響該步反應(yīng)，水分為5.3%時(shí)，收率78.0%，水分為2.7%時(shí)，收率為80.8%，水分為0.5%時(shí)，收率提高至85.3%，化合物3的純度與水分沒有明顯關(guān)系。最終工藝在投料前對化合物2進(jìn)行減壓干燥，控制化合物2中水分≤0.5%。

2.2 化合物4合成條件的優(yōu)化

表2為化合物4的合成條件優(yōu)化結(jié)果。從表2可以看出，專利[7]報(bào)道的溶劑用量下反應(yīng)攪拌困難，導(dǎo)致部分化合物3轉(zhuǎn)化不完全，并且非對映異構(gòu)體純度僅70.53%，甲苯用量增大至10倍體積時(shí)，轉(zhuǎn)化率及非對映異構(gòu)體純度均有增加，繼續(xù)增加甲苯用量轉(zhuǎn)化率及非對映異構(gòu)體純度沒有明顯變化；增加氯化亞砜用量后，轉(zhuǎn)化率和非對映異構(gòu)體純度均得到進(jìn)一步提高，考慮到工藝中需要濃縮氯化亞砜，規(guī)?；a(chǎn)后會(huì)產(chǎn)生大量強(qiáng)酸性廢液，所以未繼續(xù)增大氯化亞砜用量；最后對比了反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)的影響，30 h化合物3已基本完全轉(zhuǎn)化，非對映異構(gòu)體純度達(dá)到80%左右，延長至48 h，非對映異構(gòu)體純度達(dá)到85%左右，繼續(xù)延長反應(yīng)時(shí)間，非對映異構(gòu)體純度沒有明顯變化。最終工藝選擇2.2 eq.氯化亞砜，10 倍體積甲苯，反應(yīng)48 h。

表1 化合物3的合成條件優(yōu)化Table 1 Optimization of the synthesis conditions of 3

表2 化合物4的合成條件優(yōu)化*Table 2 Optimization of the synthesis conditions of 4

*取反應(yīng)液1 mL加入2 mL甲醇中搖晃淬滅，HPLC檢測。

2.3 化合物5合成條件的優(yōu)化

表3為化合物5的合成條件優(yōu)化結(jié)果。從表3可以看出直接使用L-丙氨酸異丙酯鹽酸鹽與化合物4縮合，與使用L-丙氨酸異丙酯相比，收率和純度沒有明顯變化。但使用鹽酸鹽，可避免游離操作，減少生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本，減少有機(jī)廢液產(chǎn)生，降低污染。最終工藝選擇使用L-丙氨酸異丙酯鹽酸鹽。

表3 化合物5的合成條件優(yōu)化Table 3 Optimization of the synthesis conditions of 5

2.4 化合物6合成條件的優(yōu)化

化合物6和化合物7在乙腈中溶解度差異較大，選用乙腈為溶劑對化合物5進(jìn)行析晶純化?？疾煳鼍軇┯昧繉ξ鼍Ъ兓Ч挠绊懀谝淮挝鼍Ч绫?所示。由表4可見，使用2倍體積乙腈時(shí)，化合物5能夠全部溶解，但是析晶時(shí)體系攪拌非常困難，不適合生產(chǎn)，未進(jìn)一步研究；使用3倍和5倍體積乙腈時(shí)，均有一定的純化效果，但是非對映異構(gòu)體純度均較低，這會(huì)導(dǎo)致在成鹽工序無法得到非對映異構(gòu)體純度99.80%以上的產(chǎn)品，所以必須進(jìn)行第二次析晶純化?？紤]使用3倍體積乙腈時(shí)收率較高，所以第一次析晶純化選擇3倍體積乙腈。

表4 化合物5第一次析晶效果Table 4 Result of the first crystallization of compound 5

表5為化合物5第二次析晶效果。由表5可見，第二次析晶純化時(shí)，3～5倍體積乙腈純化效果均較好，非對映異構(gòu)體純度均大于99.50%，且收率差異不大。3倍體積乙腈需較長時(shí)間才能完全溶解，在放大生產(chǎn)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)難以全部溶解現(xiàn)象，最后第二次析晶純化選擇4倍體積乙腈。

表5 化合物5第二次析晶效果Table 5 Result of the second crystallization of compound 5

2.5 化合物1合成條件的優(yōu)化

表6為化合物1的合成條件優(yōu)化結(jié)果。從表6可以看出，使用一次析晶得到的化合物6(化學(xué)純度99.04%，非對映異構(gòu)體純度98.75%)與富馬酸成鹽，得到的化合物1的化學(xué)純度為99.36%，非對映異構(gòu)體純度為99.47%，產(chǎn)品純度較差，不滿足藥品生產(chǎn)需求；使用化學(xué)純度為99.48%，非對映異構(gòu)體純度99.68%及以上純度的化合物6與富馬酸成鹽，可以得到高純度的化合物1。

表6 化合物1的合成條件優(yōu)化Table 6 Optimization of the synthesis conditions of 1

對富馬酸丙酚替諾福韋合成工藝的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了研究，并按照該工藝進(jìn)行了公斤級規(guī)模放大。結(jié)果表明，該路線工藝穩(wěn)定，操作簡便，產(chǎn)品收率、化學(xué)純度和非對映異構(gòu)體純度均較高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。