吳旭鋒，柴世英，劉建紅，王智慧，銀瑞峰，曹瑞偉，孫新強(qiáng)

（1浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠，紹興 312500；2浙江昌海制藥有限公司，紹興 312366）

溴夫定［brivudine，（E）-5-（2-溴乙烯基）-2′-脫氧核苷（1）］是德國(guó)柏林化學(xué)股份有限公司研發(fā)的一種核苷衍生物，可有效抑制水痘-帶狀皰疹病毒。溴夫定片劑于1990 年在前東德上市，主要用于免疫功能正常的帶狀皰疹患者的治療，1992 年溴夫定片劑在中國(guó)獲得進(jìn)口注冊(cè)上市。

溴夫定的化學(xué)結(jié)構(gòu)由脫氧尿苷和與5 位碳相連的2-溴乙烯基側(cè)鏈兩部分組成，脫氧尿苷為母核部分。溴夫定分子中含有3個(gè)手性碳原子，構(gòu)型為1′R，3′S，4′R，2-溴乙烯基側(cè)鏈中的雙鍵為反式結(jié)構(gòu)。

帶狀皰疹屬于病毒感染性皮膚?。?］，帶狀皰疹相關(guān)性疼痛（zoster-assoeiated pain，ZAP）和皰疹后遺神經(jīng)痛（postherpetic neuralgia，PHN）是其主要的并發(fā)癥［2］．尤其容易發(fā)生在50 歲以上的患者［3］。早期、足量、規(guī)范系統(tǒng)地使用抗病毒藥物治療能明顯縮短帶狀皰疹的治愈時(shí)間，降低PHN的發(fā)生。

阿昔洛韋、伐昔洛韋、泛昔洛韋和溴夫定是目前歐洲推薦使用的主要抗病毒藥物［4］。后3 種藥物在緩解ZAP 和預(yù)防PHN 方面比較有效［5］，尤其是溴夫定較阿昔洛韋及其衍生物對(duì)帶狀皰疹病毒在體內(nèi)外均顯示更強(qiáng)的抗病毒作用［6］，在預(yù)防PHN的方面明顯優(yōu)于后者［7］，且每天只需要服藥1 次，患者的依從性更好［8］，無(wú)疑是帶狀皰疹治療的最佳選擇之一。

現(xiàn)有的專利和文獻(xiàn)中溴夫定的工藝路線大致有6種（圖1）。

路線1：原研專利［9］以5-乙?；蜞奏ぃ?）作為起始物料，其側(cè)鏈經(jīng)硼氫化鈉還原（3）、消除（4）、溴素溴代（5）、TMCS 上保護(hù)得到（6），再與氯代脫氧核糖縮合（7）并脫保護(hù)得到溴夫定（1）。

路線2：Barr 等［10］使用尿嘧啶（8）作為起始物料，經(jīng)過(guò)多聚甲醛取代（9）、二氧化錳氧化（10）、丙二酸縮合（11）、NBS 脫羧溴代（5）、TMCS 上保護(hù)得到（6），再與氯代脫氧核糖縮合（7）并脫保護(hù)得到溴夫定（1）。

路線3：Szabolcs 等［11］和Aldo 等［12］以5-乙基尿嘧啶（12）作為起始物料，經(jīng)TMCS 上保護(hù)（13）、氯代脫氧核糖縮合（14）、溴素或NBS 溴代（15）、消除溴化氫（7），最后脫保護(hù)得到溴夫定（1）。

路線4：張萬(wàn)斌等［13］使用2′-脫氧尿苷（16）作為起始物料，經(jīng)多聚甲醛取代（17）、二氧化錳氧化（18）、丙二酸縮合（19），最后使用NBS 經(jīng)過(guò)脫羧溴代得到溴夫定（1）。

路線5：Ashwell 等［14］和Asakura 等［15］以2′-脫氧尿苷（16）作為起始物料，使用醋酐乙?；?0）、氯化碘碘代（21）、甲醇鈉水解（22）、丙烯酸甲酯Heck偶聯(lián)（23）、堿液水解（19），最后經(jīng)NBS脫羧溴代得到溴夫定（1）。

路線6：Jones 等［16］使用5-氯汞基-2′-脫氧尿苷（24）作為起始物料，經(jīng)丙烯酸甲酯偶聯(lián)（23）、堿液水解得到（19），最后使用NBS 脫羧溴代得到溴夫定（1）。

路線1、2、3 都將脫氧核糖的縮合步驟包含在工藝中，該步驟易產(chǎn)生大量α型差向異構(gòu)體，增加了分離純化的難度，且顯著降低了收率，尤其是該步驟放在工藝路線的末端，原子利用率很低?？梢?jiàn)，脫氧核糖的縮合宜在起始原料的合成中完成。路線6使用的起始原料5-氯汞基-2′-脫氧尿苷（24）雖已確定β構(gòu)型，但該物料并無(wú)商業(yè)化生產(chǎn)，采購(gòu)困難，成本較高。若自己合成該物料，則需使用劇毒的醋酸汞［17］。以上6 條路線除了路線5 之外，都或多或少地使用到了諸如溴素、二氯乙烷、甲醛、溴化汞等劇毒、高毒物質(zhì)，或產(chǎn)生大量含錳廢水，存在較高的健康、安全、環(huán)境（HSE）風(fēng)險(xiǎn)。

路線5所用起始原料2′-脫氧尿苷（16）已有商業(yè)化生產(chǎn)，該合成路線不需要進(jìn)行異構(gòu)體分離，工藝條件溫和。但該路線合成步驟較長(zhǎng)，收率偏低；溴代反應(yīng)后需蒸除DMF 并過(guò)硅膠柱，高溫濃縮易使產(chǎn)物降解，過(guò)柱不適合車間生產(chǎn)。

1 合成路線

本研究在參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)溴夫定的合成路線進(jìn)行改進(jìn)，使其操作簡(jiǎn)便，安全環(huán)保，適合車間連續(xù)化、規(guī)?；a(chǎn)。以2′-脫氧尿苷（16）作為起始原料，經(jīng)碘代得到化合物22，再以連續(xù)反應(yīng)方法經(jīng)Heck 偶聯(lián)、堿水解得到化合物19，化合物19經(jīng)脫羧溴代制得溴夫定（1）粗品，最后經(jīng)過(guò)兩次重結(jié)晶得到高純度溴夫定（1）。具體合成路線見(jiàn)圖2。

（1）碘代反應(yīng)：使用氧化性溫和的碘與未乙?；?6 在硝酸鈰銨的催化氧化下直接反應(yīng)，避免乙?；c脫保護(hù)反應(yīng)造成的收率損失，且減少乙?；碑a(chǎn)物的產(chǎn)生。原工藝?；锏獯笮枵舫軇M(jìn)行兩次重結(jié)晶，本研究將后處理方式改為降溫后過(guò)濾，簡(jiǎn)化操作。優(yōu)化后，碘代反應(yīng)的收率提升至90%以上（文獻(xiàn)值：72%）。

（2）偶聯(lián)水解反應(yīng)：原工藝偶聯(lián)后先趁熱濾除不溶物，再降溫析晶，濾得產(chǎn)物23 后進(jìn)行水解反應(yīng)。本研究將后處理工藝改為偶聯(lián)反應(yīng)結(jié)束后濃縮溶劑，所得濃縮液直接用于水解反應(yīng)，繼續(xù)簡(jiǎn)化操作。優(yōu)化后，偶聯(lián)與水解反應(yīng)的總收率提升至65%以上（文獻(xiàn)值：45%）。

（3）脫羧溴代反應(yīng)：原工藝使用DMF 作為反應(yīng)溶劑，NBS 投料時(shí)需溶于DMF 緩慢滴加，反應(yīng)完后需蒸除DMF 用于過(guò)柱，高溫下濃縮DMF 易導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)。本研究將反應(yīng)溶劑換成四氫呋喃和水，以氫氧化鋰作為縛酸劑，在此反應(yīng)體系中NBS 可直接投料，反應(yīng)結(jié)束減壓蒸除四氫呋喃即可析出溴夫定粗品。

（4）精制：原工藝使用硅膠柱，通過(guò)氯仿和乙醇對(duì)粗品進(jìn)行洗脫純化，最后用水重結(jié)晶。本研究將精制方式改進(jìn)成在甲醇-水中兩次脫色重結(jié)晶，取消了繁瑣的過(guò)柱操作。

Figure 1 Graphical synthetic routes of brivudine

Figure 2 Optimized synthetic route of brivudine

綜上，通過(guò)對(duì)以上各步的優(yōu)化，最終得到的工藝相比原工藝有了較大提升，反應(yīng)步驟由6步縮短為3 步，取消過(guò)柱工序，簡(jiǎn)化操作，減少三廢排放，滿足車間的生產(chǎn)條件。新工藝總摩爾收率從優(yōu)化前文獻(xiàn)報(bào)道的約22% 提升至30%，得到的溴夫定HPLC 純度不小于99. 7%，單一雜質(zhì)不超過(guò)0. 10%，α型差向異構(gòu)體不超過(guò)0. 05%，具有良好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2. 1 儀器與試劑

1260Ⅱ代高效液相色譜儀儀，Agilent 1260 HPLC-6520QTOF 液相-四極桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜（美國(guó)安捷倫科技有限公司）；Avance DMX400 超導(dǎo)核磁共振波譜儀（德國(guó)Bruker 公司）；2′-脫氧尿苷（蕪湖華仁科技有限公司）；碘（安耐吉化學(xué)）；硝酸鈰銨（山東魚(yú)臺(tái)清達(dá)精細(xì)化工廠）；醋酸鈀（陜西瑞科新材料股份有限公司）；三苯基膦（百靈威科技有限公司）；丙烯酸甲酯（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；N-溴代丁二酰亞胺（德清縣銀苑化工有限公司）；其他試劑均為市售分析純。

2. 2 實(shí)驗(yàn)方法

2. 2. 1 5-碘代-2′-脫氧尿苷（22）的合成 乙腈1 400 mL 中加入2-脫氧尿苷（16）200. 00 g（0. 876 mol）、硝酸鈰銨244. 00 g（0. 445 mol）和碘114. 00 g（0. 449 mol），控制內(nèi)溫70 ℃攪拌反應(yīng)2 h。降溫至30 ℃，抽濾，用0. 5% NaHSO3溶液500 mL洗滌，再分別用水200 mL和乙醇200 mL洗滌。濕品于45 ℃下真空干燥12 h，得白色固體279. 86 g，收率90. 2%。比旋度：+28°（依照《中華人民共和國(guó)藥典》（2020年版）四部通則0621測(cè)定，文獻(xiàn)值+25°~+30°［18］）；mp 180 ℃（文獻(xiàn)值：170~180 ℃［19］）；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：11. 66（1H，s，NH），8. 40（1H，s，H-3），6. 09（1H，t，J= 6. 2 Hz，H-1′），5. 24（1H，s，OH-3′），5. 15（1H，s，OH-5′），4. 24（1H，s，H-3′），3. 79（1H，s，H-4′），3. 64~3. 55（2H，m，H-5′），2. 12（2H，s，H-2′）；13C NMR（100 MHz，DMSO-d6）δ：161. 0（C-1），150. 6（C-4），145. 5（C-3），88. 0（C-4′），85. 1（C-1′），70. 5（C-3′），69. 8（C-2），61. 3（C-5′），40. 7（C-2′）；HRMS calcd. for C9H10IN2O5［MH］?352. 963 4，found 352. 964 5。

2. 2. 2 (E)-5-(2-羧基乙烯基)-2′-脫氧尿苷（19）的合成 二氧六環(huán)1 400 mL 中加入5-碘代-2′-脫氧尿苷（22）279. 86 g（0. 790 mol）、三苯基膦3. 36 g（0. 013 mol）和醋酸鈀1. 41 g（0. 006 mol），丙烯酸甲酯77 mL（0. 846 mol）、三乙胺164 mL（1. 180 mol），控制內(nèi)溫95 ℃，攪拌反應(yīng)3 h。降溫，減壓回收溶劑得濃縮物。將濃縮物加入2 mol/L NaOH 溶液1 500 mL 中，控制內(nèi)溫30 ℃，攪拌反應(yīng)12 h。加入鹽酸調(diào)節(jié)pH 至2. 0，析晶，抽濾，用水140 mL 和乙醇140 mL 洗滌。濕品于45 ℃下真空干燥12 h，得類白色固體159. 11 g，收率67. 5%。比旋度：+15°（依照《中華人民共和國(guó)藥典》（2020 年版）四部通則0621 測(cè)定）；mp 265 ℃（文獻(xiàn)值：267 ℃［14］）；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：12. 17（1H，s，COOH），11. 63（1H，s，NH），8. 40（1H，s，H-3），7. 30（1H，d，J= 13. 6 Hz，H-5），6. 78（1H，d，J= 13. 6 Hz，H-6），6. 14（1H，t，J= 6. 2 Hz，H-1′），5. 27（1H，s，OH-3′），5. 20（1H，s，OH-5′），4. 26（1H，s，H-3′），3. 85（1H，s，H-4′），3. 69~3. 57（2H，m，H-5′），2. 23~2. 14（2H，m，H-2′）；13C NMR（100 MHz，DMSO-d6）δ：168. 5（C-7），162. 2（C-1），149. 8（C-4），144. 0（C-3），138. 0（C-5），118. 2（C-6），108. 8（C-2），88. 1（C-4′），85. 2（C-1′），70. 2（C-3′），61. 3（C-5′），40. 5（C-2′）；HRMS calcd. for C12H13N2O7［M-H］?297. 072 3，found 297. 072 9。

2. 2. 3 溴夫定（1）粗品的合成 四氫呋喃4 770 mL和水3 180 mL 的混合溶劑中加入（E）-5-（2-羧基乙烯基）-2′-脫氧尿苷（19）159. 11 g（0. 533 mol）和一水合氫氧化鋰22. 28 g（0. 531 mol），溶清。加入N-溴代丁二酰亞胺99. 60 g（0. 560 mol），控制內(nèi)溫25 ℃攪拌反應(yīng)1 h?；厥账臍溥秽?。降溫至10 ℃析晶12 h。抽濾，用水160 mL 洗滌。濕品于45 ℃下真空干燥12 h，得淡黃色固體116. 84 g，收率65. 8%。

2. 2. 4 溴夫定（1）成品的精制 在甲醇1 180 mL和純化水1 750 mL 的混合溶劑中加入溴夫定（1）粗品116. 84 g，內(nèi)溫升溫至65 ℃，回流攪拌溶清。加入藥用炭6. 00 g，脫色0. 5 h。過(guò)濾，緩慢降溫至10 ℃析晶12 h。抽濾，純化水250 mL 洗滌濾餅。將上述濕品加入甲醇1 000 mL 中，內(nèi)溫升至65 ℃回流。加入藥用炭6. 00 g，脫色0. 5 h。過(guò)濾，濾液保溫50 ℃，加入50 ℃純化水1 500 mL。加畢，50 ℃保溫2 h，緩慢降溫至10 ℃析晶12 h。抽濾，純化水200 mL 洗滌。濕品于45 ℃下真空干燥12 h，得白色固體90. 66 g，收率77. 6%，總收率31. 1%。比旋度：+23°［依照《中華人民共和國(guó)藥典》（2020年版）四部通則0621 測(cè)定］；mp 156 ℃（文獻(xiàn)值：158 ℃［20］）；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：11. 58（1H，s，NH），8. 08（1H，s，H-3），7. 25（1H，d，J=13. 6 Hz，H-6），6. 85（1H，d，J= 13. 6 Hz，H-5），6. 14（1H，t，J= 6. 2 Hz，H-1′），5. 26（1H，s，OH-3′），5. 10（1H，s，OH-5′），4. 25（1H，s，H-3′），3. 79（1H，s，H-4′），3. 60（2H，t，J= 13. 8 Hz，H-5′），2. 14（2H，s，H-2′）；13C NMR（100 MHz，DMSO-d6）δ：162. 2（C-1），149. 7（C-4），139. 9（C-3），130. 4（C-5），110. 1（C-2），107. 0（C-6），88. 0（C-4′），85. 0（C-1′），70. 4（C-3′），61. 5（C-5′），40. 3（C-2′）；HRMS calcd. for C11H12BrN2O5［M-H］?330. 993 0，found 330. 993 9。