李 濤
(新鄉(xiāng)拓新藥業(yè)股份有限公司,河南新鄉(xiāng) 453000)
2’-脫氧尿嘧啶核苷及其衍生物具有良好的生物活性[1],在抗病毒和抗癌藥物中發(fā)揮著重要作用,2’-脫氧尿嘧啶核苷經(jīng)過氟化可以合成得到2’-脫氧-5-氟尿苷,2’-脫氧-5-氟尿苷是一種高選擇性、高效低毒的抗腫瘤藥物,具有抑制細胞增殖的作用,對胃癌、結(jié)直腸癌等有較好的療效,因此,合成2’-脫氧-5-氟尿苷的前體2’-脫氧尿苷具有重要的醫(yī)學意義。
文獻報道的2’-脫氧尿苷的合成方法有:
1)以尿苷為原料,經(jīng)過丙酰溴的溴代過程得到溴代并且2’-溴代的嘧啶核苷,然后在鈀碳/醋酸銨體系下進行脫溴氫解,最后堿解脫除?;玫健T摲磻?yīng)體系用到了較高催化劑量的鈀碳,工業(yè)生產(chǎn)成本較高[2-3]。
2)以尿苷為原料經(jīng)過丙酰溴的溴代酰化過程,再使用Raney Ni體系催化氫化,而Raney Ni 活性過高,生產(chǎn)過程較為危險,不適合進行規(guī)模化生產(chǎn)。這兩種路線都需要經(jīng)過丙酰溴溴代,需要使用3~4當量的丙酰溴,氣味較大,環(huán)境污染嚴重[4-5]。在本課題組前期研究的基礎(chǔ)上,以2,2'-O-環(huán)尿苷為原料,在一定條件下與碘化鈉反應(yīng),得到2'-I-2'-脫氧尿苷,經(jīng)脫碘后得到2’-脫氧尿苷,合成路線如圖1。
圖1 合成路線圖
布魯克公司 AVANCE III HD 600M 核磁共振波譜儀,布魯克公司AVANCE NEO 400M核磁共振波譜儀,安捷倫1200液相色譜儀。2,2’-O環(huán)尿苷。
1.2.1 2’-脫氧-2’-碘尿苷的合成
2,2’-O-環(huán)尿苷(10g,44.2mmol),對甲基苯磺酸(0.1g,0.5mmol),碘化鈉(7.6g,50mmol)乙腈120mL,升溫至80℃回流反應(yīng)5h,降至室溫,加入飽和硫代硫酸鈉溶液至反應(yīng)液由黃色變?yōu)闊o色透明,減壓濃縮,濃縮物中加入90%乙醇(80mL),加熱溶解,冷卻后有白色固體析出,過濾,濾餅干燥后得到產(chǎn)品2’-脫氧-2’-碘尿苷14.2g,收率91%。
核 磁 數(shù) 據(jù):1H NMR (600MHz,DMSO-d6)δ11.42 (s,1H),7.86 (d,J=8.1Hz,1H),7.53~7.46 (m,1H),7.19~7.09 (m,1H),6.21 (dd,J=7.9,3.0Hz,1H),6.00 (dd,J=5.5,2.3Hz,1H),5.70 (d,J=8.0Hz,1H),5.18 (t,J=5.1Hz,1H),4.50 (dd,J=7.9,4.8Hz,1H),3.96 (q,J=3.4Hz,1H),3.84 (td,J=5.2,2.8Hz,1H),3.71~3.55 (m,2H).13C NMR (101MHz,DMSO-d6)δ 163.45,151.11,140.32,125.97,102.81,89.56,86.16,70.69,61.24。
1.2.2 2’-脫氧尿苷的合成
2’-碘尿苷(5g,14.1mmol),10%的濕鈀碳(0.1g)和三乙胺(1.8g,18mmol),加入到乙醇(100mL),室溫攪拌30min,置換氫氣,維持反應(yīng)瓶中的氫氣壓力1atm,室溫攪拌2h,TLC顯示原料反應(yīng)完全,加入2g硅藻土,攪拌10min后,抽濾除去鈀碳,濾液濃縮得到油狀物,再加入80%的乙醇/水(50mL),加熱溶解,冷卻后有白色固體析出,過濾,濾餅干燥后得到產(chǎn)品2’-脫氧尿苷2.96g,收率92%,HPLC 純度 98%。
核磁數(shù)據(jù):1H NMR (400MHz,DMSO-d6)δ 11.28 (s,1H),7.85 (d,J=8.1Hz,1H),6.15 (t,J=6.8Hz,1H),5.63 (d,J=8.1Hz,1H),5.24 (d,J=4.2Hz,1H),5.00 (t,J=5.2Hz,1H),4.22 (dd,J=3.6,2.1Hz,1H),3.78 (d,J=3.2Hz,1H),3.55 (td,J=5.3,3.8Hz,2H),2.08 (dt,J=7.5,4.6Hz,2H).13C NMR (101MHz,DMSO-d6)δ 163.45,151.11,140.31,125.97,102.81,89.56,86.16,70.69,61.24。
2’-脫氧-2’-碘尿苷的合成條件優(yōu)化:2,2’-環(huán)尿苷經(jīng)質(zhì)子酸催化加碘得到2’-脫氧-2’-碘-尿嘧啶核苷,對該反應(yīng)條件優(yōu)化可以提高整個合成路線的收率。首先對質(zhì)子酸、溶劑和溫度進行了優(yōu)化篩選,結(jié)果見表1,結(jié)果表明:以甲磺酸為催化劑,以乙腈溶劑,以40%的收率得到2’-脫氧-2’-碘尿苷,隨后嘗試了不同質(zhì)子酸催化劑如三氟甲磺酸、對甲基苯磺酸等,當以對甲基苯磺酸為催化劑時收率可以提高到56%,之后又對不同的溶劑進行條件篩選,發(fā)現(xiàn)以乙醇和乙二醇為溶劑時產(chǎn)物收率反而降低了,所以就使用乙腈作為溶劑,以對甲基苯磺酸作為催化劑,改變反應(yīng)的溫度,當溫度提高到80℃時收率達到91%,溫度繼續(xù)升高后收率反而有所下降,高溫可能會使原料或者產(chǎn)物變質(zhì)。綜和以上對催化劑、溶劑溫度等條件的篩選,合成2’-脫氧-2’-碘-尿嘧啶核苷的反應(yīng)條件為:0.5mmol的對甲基苯磺酸,乙腈為溶劑,80℃反應(yīng)5h。
表1 2’-脫氧-2’-碘尿苷的合成條件優(yōu)化a
反應(yīng)條件:①2,2’-O-環(huán)尿苷(10g,44.2mmol),碘化鈉(7.6g,50mmol),②分離收率。
第二步脫碘的反應(yīng)條件也進行優(yōu)化,由于干鈀碳比較危險,不太適合進行工業(yè)化生產(chǎn),所以采用了濕鈀碳,方便進行放大生產(chǎn),同時對鈀碳的用量進行了優(yōu)化,考慮到其催化的反應(yīng)時間和成本,最后采用10%的濕鈀碳,以三乙胺做堿,乙醇為溶劑,1atm的氫氣,室溫條件下以92%的收率得到2’-脫氧尿苷。
通過和以2,2’-O-環(huán)尿苷為原料,首先在對甲基苯環(huán)酸催化作用下得到2’-脫氧-2’-碘尿苷,再用鈀碳加氫脫碘,通過兩步反應(yīng)以83.6%的收率得到2’-脫氧尿苷。與已有的方法相比避免使用氣味較大的丙酰溴作為溴化試劑,縮短了反應(yīng)步驟,提高了收率。該方法廉價易得,合成步驟短,收率較高,具有很高的工業(yè)應(yīng)用價值。