瑞德西韋的合成方法

張 芬，余孟君，盧來春△

（1. 重慶大學生物工程學院，重慶 400044； 2. 山東省濟南市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，山東 濟南 271100）

瑞德西韋（remdesivir，化合物1）由美國Gilead Science 公司研發(fā)，分別于2015 年9 月在美國和2016 年1 月在歐洲獲得治療埃博拉病毒感染的孤兒藥資格。鑒于2019 年12 月以來新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）在國內(nèi)的蔓延態(tài)勢，國家藥品監(jiān)督管理局開啟緊急審批通道，瑞德西韋已于2020 年2 月3 日在中日友好醫(yī)院啟動Ⅲ期臨床研究。瑞德西韋的合成主要有一代工藝和二代工藝，本研究中參考文獻[1-5]，對化合物4 的制備工藝進行優(yōu)化，以叔丁基二苯基氯硅烷（TBDPSiCl）進行保護，增加產(chǎn)品反應轉(zhuǎn)化率，同時提高產(chǎn)品的光學純度。現(xiàn)報道如下。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

DFY-5L ／ 30 型低溫恒溫反應浴（重慶東悅儀器有限公司）；DHG-9140A 型電熱恒溫鼓風干燥機（上海精宏實驗設備有限公司）；Agilent 1260 型高效液相色譜儀，Agilent1200-6120 型液質(zhì)聯(lián)用色譜儀（檢測精度的RSD≤2.0% ），均購自美國安捷倫科技有限公司；Bruker Avance Ⅲ400 NMR 型核磁共振儀（布魯克科技有限公司）。

1.2 試藥

7-溴代吡咯并[2 ，1-f ][1 ，2 ，4 ]三嗪-4-胺（上海仁實醫(yī)藥科技有限公司，批號為190601，純度為98.0%）；2 ，3 ，5-三芐氧基-D-核糖核酸-1 ，4-內(nèi)酯（成都同創(chuàng)源醫(yī)藥科技有限公司，批號為19050101，純度為98.0%）；1，2-雙（氯二甲基硅基）-乙烷（南京藥石科技股份有限公司，批號為19050101，純度為97.0%）；三氟甲磺酸（上海麥克林生化科技有限公司，批號為19030201，純度為99.0%）；三氟甲磺酸三甲基硅脂（上海邁瑞爾化學技術有限公司，批號為19040101，純度為99.0%）；三甲基硅氰（上海泰坦科技股份有限公司，批號為19030101，純度為99.0%）；正丁基鋰（上海阿拉丁生化科技股份有限公司，批號為G1917082，純度為99.0%）；三氯化硼（盤錦研峰科技有限公司，批號為SP08DI27AQ，濃度為1 mol ／ L）；其余試劑均為市售試劑純。

2 方法與結(jié)果

2.1 改進工藝合成路線

將一、二代工藝（見圖1 和圖2）中中間體化合物4的制備方法進行改進（見圖3），合成制得瑞德西韋，收率大幅度提高。

圖1 一代工藝合成方法

圖2 二代工藝合成方法

2.2 化合物12 的制備

將化合物14（26.0 g，124 mmol）和苯基二氯磷酸酯（18.5 mL，124 mmol）加入二氯甲烷（200 mL）中，冷卻至-78 ℃，緩慢加入三乙胺（17.2 mL，124 mmol）；升溫至室溫，攪拌3 h。將反應液冷卻至0 ℃，加入4-硝基苯酚（15.5 g，112 mmol），隨后緩慢加入三乙胺（17.2 mL，124 mmol）；升溫至室溫，攪拌3 h；將反應液減壓濃縮，粗殘余物經(jīng)硅膠色譜純化，得到半固態(tài)化合物13（33 g，66%）；向化合物13 中加入二異丙醚（132 mL），攪拌22 h，抽濾，干燥，得化合物12（12.88 g，39%），為單一非對映異構(gòu)體。

圖3 改進工藝合成路線

2.3 化合物4 的制備

在氮氣下，將化合物6 （7.58 g，23.9 mmol）溶于THF（150 mL）中，攪拌冷卻至0 ℃。加入叔丁基二苯基氯硅烷（13.14 g，47.8 mmol），攪拌1 h 后，將反應混合物冷卻至-78 ℃，緩慢加入n-BuLi 溶液（44.8 mL，1.6 mol ／L）的己烷溶液（71.7 mmo1）；反應1.5 h，向反應液中緩慢加入化合物5（10.0 g，23.9 mmol）的四氫呋喃溶液（30 mL），同時保持內(nèi)部反應溫度約-78 ℃。1 h后，使反應液升溫至0 ℃，依次加入甲醇（20 mL）、乙酸（20 mL）和水（20 mL）；將所得混合物升溫至室溫，然后在減壓下濃縮；向得到的濃縮物中加入乙酸乙酯（250 mL）和稀鹽酸（1 mol ／L，250 mL），分離有機層，然后用10%碳酸氫鈉水溶液（250 mL）和鹽水（250 mL）洗滌，用無水硫酸鈉干燥，并在減壓下濃縮，得灰白色固體，即 為 化 合 物4（19.1 g，60.1% ）。LC-MS：m／ z553.3[M ＋H]，551.1[M-H ]。

2.4 化合物3 的制備

向預冷（-78 ℃）化合物4（57.9 g，105 mmol）的二氯甲烷（100 mL）溶液中加入三氟甲磺酸（18.3 mL，206 mmol）；在-78 ℃下攪拌反應10 min 后，緩慢加入TMSOTf（38.9 mL，216 mmol），繼續(xù)攪拌反應30 min；緩慢加入TMSCN（56.5 mL，451 mmol），攪拌2 h；加入三乙胺（50 mL），將反應液升溫至室溫，加入固體碳酸氫鈉（80 g），再緩慢加入水（300 mL），攪拌10 min；分離各層，水層用二氯甲烷萃取，合并的有機萃取物用鹽水洗滌，用無水硫酸鈉干燥，并在減壓下濃縮，得灰白色固體，即為化合物3（58.9 g，85%）。

2.5 化合物2 的制備

將三芐基氰基核苷3 （5.11 g，9.10 mmol）溶于無水二氯甲烷（50 mL），冷卻至-78 ℃；滴加BCl3溶液（1 mol ／ L，35.0 mL，35.0 mmol），保持內(nèi)部溫度低于約-15 ℃；將反應液降至-40 ℃下攪拌2 h，冷卻至-78 ℃，滴 加MeOH （10 mL），將三乙胺（13 mL）和MeOH（20 mL）混合液滴加到反應液中，升溫至室溫，將反應混合物減壓濃縮；用己烷（50 mL）制成漿液，倒出上清液；將剩余固體殘余物懸浮在甲醇（50 mL）中，并加熱至45 ℃；加入水（50 mL），將得到的混合物在45 ℃下減壓濃縮至約35 mL；冷卻至室溫，抽濾，70 ℃干燥過夜，得化合物2（2.27 g，86%）。1H-NMR （400 MHz，DMSO）：δ7.91（s，1H），7.88-7.91（s，2H），6.87-6.91（m，2H），6.07（d，1H），5.17（s，1H），4.91（s，1H），4.63（t，1H），4.05-4.08（m，1H），3.98（s，1H），3.62-3.64（m 1H），3.49-3.654（m 1H）。13C NMR（400 MHz，DMSO）：156.1，148.3，124.3，117.8，117.0，111.2，101.3，85.9，79.0，74.7，70.5 61.4。

2.6 化合物10 的制備

在室溫下，向化合物2 （5.8 g，0.02 mo1）、2，2-二甲氧基丙烷（11.59 mL，0.09 mo1）和丙酮（145 mL）混合物中加入硫酸（18 mol ／ L，1.44 mL，0.026 mol）；將混合物升溫至45 ℃，攪拌30 min，將混合物冷卻室溫，加入碳酸氫鈉（5.8 g）和水（5.8 mL），15 min 后將混合物減壓濃縮；將殘余物溶于乙酸乙酯（150 mL）和水（50 mL）中；水層用乙酸乙酯（2×50 mL）萃取，合并的有機相用硫酸鈉干燥并減壓濃縮，得粗產(chǎn)物，即為化合物10（6.54 g，90%）。

2.7 化合物9 的制備

在室溫下，將乙腈（16 mL）與化合物12 （1.79 g，3.98 mmol）、化合物10 （1.10 g，3.32 mmol）、氯化鎂（316 mg，3.32 mmol）混合，50 ℃下攪拌10 min，加入N，N- 二異丙基乙胺（1.45 mL，8.30 mmol），攪拌20 min，冷卻至室溫；反應液經(jīng)乙酸乙酯（25 mL）稀釋后，有機相依次用5 %檸檬酸水溶液（40 mL）、飽和氯化銨溶液（40 mL）、5%碳酸鉀水溶液（2×40 mL）、飽和鹽水溶液（40 mL）洗滌；有機相經(jīng)硫酸鈉干燥后減壓濃縮，得粗產(chǎn)物，即為化合物9（中間體，1.5 g，70%）。

2.8 成品1 的制備

將中間 體9 （12.9 g，20.0 mmol）溶于四氫呋喃（100 mL）中，冷卻至0 ℃，緩慢加入37% HCl（20 mL）；升溫至室溫，攪拌5 h；依次加入水（100 mL）和飽和碳酸氫鈉水溶液（200 mL）淬滅反應；用乙酸乙酯（100 mL）萃取，有機相經(jīng)飽和鹽水溶液（50 mL）洗滌，用硫酸鈉干燥并減壓濃縮，得成品1（8.3 g，69%）。

3 討論

瑞德西韋的合成方法主要有2 種。一代工藝，首先是化合物6 在丁基鋰的作用下與丁內(nèi)酯5 進行糖苷化反應；化合物4 接著進行氰基化反應，緊接著進行脫芐基保護得到化合物2；化合物2 再與化合物7 反應，得到消旋的化合物1，最終進行SFC 拆分，得到手性化合物1；總收率為1.12%[3-4]。第一代合成工藝需要進行SFC 拆分，很難大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。二代工藝，第一步的糖苷化反應使用碘代物（化合物11）取代一代工藝中的溴代物，并使用格氏試劑進行鹵素交換，產(chǎn)率為40%，高于一代工藝；氰基化反應和醚的脫芐基反應條件經(jīng)過優(yōu)化后，產(chǎn)率和純度都有較大幅度提高，順利得到化合物2；化合物2 的鄰位順式雙羥基通過保護，高產(chǎn)率順利得到化合物10；化合物10 與單一構(gòu)型的12 進行反應，再進行脫保護反應，順利得到手性化合物1?？偸章蕿?2.71%[4-5]。第二代合成工藝是手性合成，很好地避免了SFC 拆分這一情況。但目前這2 種工藝方法都存在化合物2 制備收率低而影響產(chǎn)品質(zhì)量和總收率的問題

本研究中參考文獻[1-5]，采用圖3 所示合成路線，對化合物4 的制備工藝進行優(yōu)化，以叔丁基二苯基氯硅烷（TBDPSiCl）進行保護，提高了產(chǎn)品的反應轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品的光學純度，使得化合物4 的制備收率顯著提高20%，總收率達21.3%，使瑞德西韋制造成本顯著下降。該方法適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。