鹽酸纈更昔洛韋的合成路線優(yōu)化

汪小兵 (長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023 荊楚理工學(xué)院湖北省荊門醫(yī)藥工業(yè)技術(shù)研究院，湖北荊門448000)

尹先清 (長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

許方亮，李俊，李立威 (荊楚理工學(xué)院湖北省荊門醫(yī)藥工業(yè)技術(shù)研究院，湖北 荊門 448000)

鹽酸纈更昔洛韋，化學(xué)名為(S)-2-氨基-3-甲基丁酸 (R,S)-2-[(2-氨基-6-氧代-1,6-二氫-9H-嘌呤-9-基)甲氧基]-3-羥基丙酯鹽酸鹽，是瑞士羅氏公司研制開發(fā)的抗病毒藥物更昔洛韋的前體藥物，2001年3月獲美國FDA許可，2001年5月首次在美國上市，是治療獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)病人發(fā)生的巨細(xì)胞病毒(CMV)視網(wǎng)膜炎的第1個口服使用的藥物，在2003年5月擴(kuò)大了其適應(yīng)癥，用于預(yù)防和治療器官移植者繼發(fā)CMV感染[1～4]。

關(guān)于鹽酸纈更昔洛韋的合成文獻(xiàn)報道主要有3種方案，第1種方案是以更昔洛韋為起始原料[5，6]，分別有3種方法：①更昔洛韋直接與氨基被保護(hù)的纈氨酸成雙酯[7，8]，再選擇性脫去一個羥基上的纈氨酸，最后脫保護(hù)得鹽酸纈更昔洛韋。路線中選擇性水解得單酯條件苛刻，單雙酯分離困難，收率較低。②先保護(hù)更昔洛韋的一個羥基[9，10]，然后再經(jīng)酯化、脫保護(hù)得鹽酸纈更昔洛韋。③將更昔洛韋2-位氨基和一個羥基保護(hù)起來[11，12]，再經(jīng)酯化、脫保護(hù)得目標(biāo)產(chǎn)物鹽酸纈更昔洛韋。選擇性地添加或者脫保護(hù)基比較困難，產(chǎn)物難以純化,不適于工業(yè)生產(chǎn)。第2種或第3種方案分別是以鳥嘌呤或者取代鳥嘌呤為起始原料[13，14]，要經(jīng)過縮合、氫化、水解、縮合及氫化幾步得目標(biāo)產(chǎn)物，路線長，總收率低，且2次氫化都用到H2/Pd-C體系，操作麻煩，原料成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

為此，筆者參考第1種方案中的方法②，設(shè)計了一條簡便合成鹽酸纈更昔洛韋(目標(biāo)產(chǎn)物(1))的路線(見圖1)，該路線以單乙酰更昔洛韋(中間體(2))為起始原料，和叔丁氧羰基-L-纈氨酸在羰基二咪唑(CDI)和三乙胺(TEA)的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)生成單乙酰叔丁氧羰基-L-纈氨酸更昔洛韋，然后先在三氟乙酸(TFA)的二氯甲烷溶液中脫去氨基上的叔丁氧羰基得到單乙酰L-纈氨酸更昔洛韋，再經(jīng)過碳酸鉀堿性條件水解脫去單羥基上的乙酰保護(hù)基得到纈氨酸更昔洛韋，最后再與氯化氫成鹽得到目標(biāo)產(chǎn)物(1)，路線總收率為35.2%，產(chǎn)物純度為98.9%，其中非對映異構(gòu)體比例為49∶49，更昔洛韋含量為0.71%。合成的目標(biāo)產(chǎn)物符合USP35標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(純度不低于97%，更昔洛韋含量≤1.5%，非對映異構(gòu)體比例在45∶55到55∶45之間)。

圖1 目標(biāo)產(chǎn)物(1)的合成路線

1 實驗部分

1.1 主要儀器及試劑

儀器：AVANCEⅢHDD核磁共振儀-400MHz(TMS為內(nèi)標(biāo)，瑞士Bruker公司)；Ultimate3000型高效液相色譜儀(美國賽默飛)；DF101S型集熱式恒溫磁力攪拌器(鞏義市予華)。RE52CS型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮)；Accurate-Mass O-TOF 型LC /MS 質(zhì)譜(Agilent)。

試劑：單乙酰更昔洛韋(98%)；叔丁氧羰基-L-纈氨酸(Boc-L-纈氨酸)(98%)；羰基二咪唑(CDI)(98%)；三乙胺(TEA)(98%)；N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、乙酸乙酯、鹽酸、二氯甲烷、碳酸鉀(K2CO3)(AR，國藥試劑)。

1.2 單乙酰-Boc-L-纈氨酸更昔洛韋(中間體(3))的合成

100ml三口燒瓶中加入Boc-L-纈氨酸(5.5g，25.2mmol)、CDI(3.3g，20.2mmol)和DMF(20ml)，N2保護(hù)下低溫攪拌反應(yīng)1.0h后升溫至40℃，然后再加入中間體(2)(5.0g，16.8mmol)和三乙胺(5.1g，50.4mmol)，置換氣體后繼續(xù)反應(yīng)3.0h，TLC監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)畢，反應(yīng)液加入到去離子水(100ml)中，加入乙酸乙酯(20ml)攪拌10min，分出有機(jī)相，水相再用乙酸乙酯(10ml×2)萃取，合并有機(jī)相，水洗2次，無水硫酸鎂干燥，過濾，濾液減壓濃縮得固體，用甲醇重結(jié)晶得6.3g白色固體，收率為75.4%，HPLC純度為97.2%[HPLC歸一化法：色譜柱Diamonsil C18柱(250mm×4.6mm，5μm)；流動相A: 用磷酸調(diào)節(jié)pH值為2.8的10mmol/L的磷酸二氫鉀水溶液，B：甲醇，梯度洗脫(0→5min：B 8%，5→15min：B 8%→20%，15→30min：B 20%→70%，30→40min：B 70%)，檢測波長：254nm，流速：1.0ml，柱溫：35℃]。ESI-MS(m/z)：497.1[M+H]+；1HNMR(400MHz ,CD3OD)δ：7.88(s，1H，NCHN)，5.55～5.62(m，NCH2O)，4.29～4.37(m，1H，CHNH)，4.16～4.23(m，2H，CH2)，4.04～4.15(m，2H，CH2)，3.98～4.01(m，1H，OCH)，1.98～2.09(m，1H，CHCH3)，1.94(d，J=4.0Hz，3H，OCCH3)1.45(s，9H，CCH3)，0.90～0.95(m，6H，CHCH3)。

1.3 鹽酸纈更昔洛韋的合成

在100ml單口燒瓶中加入中間體(3)(3.0g，6.0mmol)和15%的TFA二氯甲烷溶液(10ml)，室溫下攪拌2.0h，TLC監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)畢，減壓濃縮得殘余物，然后加入甲醇(15ml)和水(6.0ml)溶解后，再加入K2CO3(2.78g，20.2mmol)固體，40℃下攪拌2.0h后，將反應(yīng)液加入去離子水(60ml)中，用1mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值至6左右，加入二氯甲烷(15ml)攪拌，分出有機(jī)層，水層用二氯甲烷萃取(2×10ml)，合并有機(jī)相，有機(jī)相用飽和氯化鈉水溶液洗2次，無水硫酸鎂干燥，過濾，向濾液中通入氯化氫氣體使溶液pH值為2～3，再將二氯甲烷旋蒸濃縮至干，將殘余物用異丙醇和水的混合溶劑重結(jié)晶，得目標(biāo)產(chǎn)物1.1g，收率為46.3%，HPLC純度為98.9%，其中更昔洛韋含量為0.71%，非對映異構(gòu)體的比例為49∶49，符合USP35標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(更昔洛韋含量≤1.5%，非對映異構(gòu)體比例在45∶55到55∶45之間，總純度不低于97%)。ESI-MS(m/z)：355.7[M+H]+；1HNMR(400MHz，D2O)δ：7.86(d，J=3.6Hz，1H，NCHN)，5.55(dd，J=4.8Hz、11.6Hz，1H，NCH2O)，5.45(dd，J=7.2Hz、12.0Hz，1H，NCH2O)，4.21～4.26(m，1H，CH2OH)，4.01～4.08(m，1H，CH2OH)，3.94～4.01(m，1H，OCH)，3.69(dt，J=4.0Hz、12.4Hz，1H，CHNH2)，3.62(dd，J=4.8Hz、17.2Hz，1H，CH2OOC)，3.57(dd，J=4.0Hz、8.0Hz，1H，CH2OOC)，1.76～1.92(m，1H，CHCH3)，0.70～0.80(m，6H，CH3)。

2 結(jié)果與討論

在中間體(3)的合成中，文獻(xiàn)報道[7,10～12]采用的催化體系為二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)，該體系總是生成一種不易去除干凈的二環(huán)己基脲(DCU)混在產(chǎn)物中，為產(chǎn)品純化帶來麻煩。而筆者采用的CDI和TEA體系可以避免這種麻煩，并且在合成過程中為了提高收率，對其反應(yīng)條件進(jìn)行了一定的優(yōu)化。結(jié)果表明，當(dāng)Boc-L-纈氨酸與單乙酰更昔洛韋的摩爾比為1.5，CDI與單乙酰更昔洛韋的摩爾比為1.2，反應(yīng)溫度為40℃時，該反應(yīng)有較好的收率。

在第2步反應(yīng)中，該研究將脫Boc保護(hù)基和脫單乙酰保護(hù)基通過先后加入TFA和K2CO3來實現(xiàn)。2步反應(yīng)在“一鍋煮”中完成，反應(yīng)不再需要在加壓釜中用貴重的Pd/C催化劑催化進(jìn)行，降低了反應(yīng)成本，并且使反應(yīng)在本質(zhì)上變得更加安全。

3 結(jié)語

在單乙酰-Boc-L-纈氨酸更昔洛韋的合成過程中，當(dāng)反應(yīng)條件為Boc-L-纈氨酸與中間體(2)的配比為1.5、CDI與中間體(2)的摩爾比為1.2、反應(yīng)溫度為40℃、在40℃下反應(yīng)時長為3.0h時有較好的收率，收率可達(dá)75.4%，產(chǎn)物經(jīng)HPLC檢測的純度為97.2%。在最后一步的合成關(guān)鍵步驟中，通過“一鍋煮”的方式先后脫去了氨基保護(hù)基和羥基保護(hù)基，縮短了反應(yīng)步驟。合成路線總收率為35.2%，目標(biāo)產(chǎn)物(1)純度為98.9%，其中非對映異構(gòu)體比例為49∶49，更昔洛韋含量為0.71%。合成的目標(biāo)產(chǎn)物符合USP35標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。研究路線具有原料易得、步驟少、反應(yīng)條件溫和、操作簡單等優(yōu)點，適宜于工業(yè)生產(chǎn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Emery V C,Hassan-Walker A F.Focus on new drugs in development against human cytomegalovirus[J].Drugs，2002,62(13):1853～1858.

[2]Weiskittel P.Valganciclovir hydrochloride:a new antiviral agent[J].Nephrology Nursing Journal Journal of the American Nephrology Nurses Association,2003,30(1):93.

[3]Sugawara M,Huang W,Fei Y J, et al.Transport of valganciclovir, a ganciclovir prodrug, via peptide transporters PEPT1 and PEPT2[J].Journal of Pharmaceutical Sciences,2000,89(6):781～789.

[4]鐘倩.嘌呤類核苷類抗病毒藥纈更昔洛韋[J]．世界臨床藥物，2003,24(2):119～120．

[6]Reddy G M, Prasada Raju V V N K V, Satyanarayana K, et al.Alter-native synthesis of valganciclovir hydrochloride[J].Synthetic Communications,2013,43(3): 425～430.

[7]胥濤,屈博毅,海俐,等.鹽酸纈更昔洛韋及其有關(guān)物質(zhì)的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2014,45(5):409～448.

[8]Arzeno H B.Process for preparing a 2-(2-amino-1,6-dihydro-6-oxo-purine-9-yl) methoxy -1,3-propanediol valinate[P].US:5700936,1997-12-23.

[9]Arzeno H B,Humphreys E R, Roberts C R, et al.Process for preparing a 2-(2-amino-1,6-dihydro-6-oxopurin-9-yl)methoxy-1,3-propanediol derivative[P].US:5840890,1998-11-24.

[10]Handa,Kamat,Sivakumaran.An improved process for preparation of Valganciclovir starting from triacetyl ganciclovir[P].IN:2012CH01644,2014-03-07.

[11]趙士魁，馬康，郭慶明,等.鹽酸纈更昔洛韋的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2015,46 (2):120～122.

[12]Arzeno H B, Humphreys E R.Process for preparing a 2-(2- amino-1,6-dihydro -6-oxo-purin-9-yl)-methoxy-1,3-propanediol derivative[P].US:5756736, 1998-05-26.

[13]Dvorak Charles A,Wren Douglas L,Fisher Lawrence E, et al.Process for preparing a 2-(2-amino-1,6-dihydro-6-oxo-purin-9-yl)methoxy-1,3-propanediol derivative [P].US: 6040446,2000-03-21.

[14]Nestor J R,John J, Maag Hans.2-(2-Amino-1,6-dihydro-6-oxo-purin-9-y1) methoxy-l,3-pro- panediol derivative[P].US:5840891,1998-11-24．