瑞德西韋中間體合成工藝研究

石岳崚，黃光東，何敏煥，李金濤，徐丹萍，劉曉俠

(浙江海翔藥業(yè)股份有限公司研究院，浙江 臺州 318000)

瑞德西韋(Remdesivir)是由美國吉利德公司開發(fā)，最早的研發(fā)初衷是抗埃博拉病毒(Ebola virus，EBOV)[1]。但隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)瑞德西韋的抗病毒效果并不僅限于埃博拉病毒這類絲狀病毒，其對于冠狀病毒等多種病毒也有抑制效果[2-3]。2020年5月1日，F(xiàn)DA為瑞德西韋發(fā)放了治療新冠肺炎的緊急使用授權(quán)。日本在5月7日緊隨其后批準(zhǔn)了該藥物的使用，作為日本國內(nèi)首款新冠肺炎治療藥物，將被用于新冠重癥患者治療。

化合物1(N-[(S)-(4-硝基苯氧基)苯氧磷?；鵠-L-丙氨酸2-乙基丁酯)是合成瑞德西韋的關(guān)鍵中間體，其合成路線主要有兩條。

路線一[4]：L-丙氨酸(化合物2)和2-乙基-1-丁醇(化合物3)在對甲苯磺酸催化下，甲苯中回流脫水14 h，濃縮，用乙醚/異己烷析晶得化合物9(對甲苯磺酸鹽)，在二氯甲烷中，三乙胺為縛酸劑與二氯磷酸苯酯(化合物5)、對硝基苯酚(化合物7)反應(yīng)得到化合物8，用制備色譜進(jìn)行純化，異丙醚/異己烷析晶得到目標(biāo)化合物1，總收率21.7%，合成路線如圖1所示。該路線需要使用制備色譜進(jìn)行純化，工藝中使用了大量的混合溶劑，總收率低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

圖1 路線一Fig.1 Route 1

路線二[5-6]：以Boc保護(hù)的L-丙氨酸(化合物10)為起始原料，與2-乙基-1-丁醇(化合物3)在TEA和DMAP催化下酯化，在二氧六環(huán)中，用HCl脫除Boc保護(hù)基，二氯甲烷為溶劑，三乙胺催化下于-78 ℃與二氯磷酸苯酯(化合物5)反應(yīng)生成化合物6，合成路線如圖2所示。路線二比路線一多了一步脫除Boc，需要在-78 ℃反應(yīng)，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，且文獻(xiàn)中沒有后續(xù)反應(yīng)的報道，收率無法計算。

圖2 路線二Fig.2 Route 2

本文在路線一的基礎(chǔ)上對化合物1的合成工藝進(jìn)行改進(jìn)。以起始原料2-乙基-1-丁醇(化合物3)既做反應(yīng)物又做溶劑，采用SOCl2催化酯化一步得到化合物4(鹽酸鹽)；以THF為溶劑，DIPEA為縛酸劑，依次與二氯磷酸苯酯(化合物5)、對硝基苯酚(化合物7)反應(yīng)得到化合物8，經(jīng)異丙醚析晶得目標(biāo)產(chǎn)物，總收率40%，合成路線如圖3所示。改進(jìn)后的路線操作簡便，收率高，目標(biāo)產(chǎn)物純度高(99.6%)，手性純度高(手性純度99.8%)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。通過對催化劑用量、反應(yīng)溫度、析晶溶劑和析晶溫度進(jìn)行了考察，確定了最佳工藝條件，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR和MS表征。

圖3 改進(jìn)后的路線Fig.3 Improved route

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

Agilent 1260型高效液相色譜儀，安捷倫；Agilent 1260 G6125B質(zhì)譜儀，安捷倫；核磁共振儀(Bruker AVANCE III HD 600 MHz)，Bruker。

所用原料和試劑均為分析純，上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司。

1.2 合 成

1.2.1 化合物4的合成

反應(yīng)瓶中加入L-丙氨酸(53.5 g，0.6 mol)，2-乙基-1-丁醇(92 g，0.9 mol)，氯化亞砜(78.5 g，0.66 mol)，回流反應(yīng)1 h。冷卻，加入異丙醚(400 mL)，降溫析晶，抽濾，異丙醚洗滌，干燥得白色固體124.6 g，收率99%，純度99.5%。1H-NMR (DMSO-d6)：δ8.645 (s, 3H)，4.109～4.137 (m, 1H)，4.029～4.075 (m, 2H)，1.501～1.542 (m, 1H)，1.425～1.437 (d,J=7.2 Hz, 3H)，1.305～1.363 (m, 4H)，0.852～0.877 (m, 6H)。

1.2.2 化合物1的合成

反應(yīng)瓶中加入化合物4(50.5 g，0.24 mol)，四氫呋喃(300 mL)，二氯磷酸苯酯(50.8 g，0.24 mol)，控溫0～10 ℃，滴加DIPEA(62 g，0.48 mol)。滴畢，加入對硝基苯酚(33.4 g，0.24 mol)，滴加DIPEA(31 g，0.24 mol)。加水(200 mL)淬滅反應(yīng)，分層，有機(jī)層濃縮，得化合物8，用異丙醚析晶得白色固體43.8 g，收率40.5%，純度：99.6%，手性純度：99.8%。1H-NMR (DMSO-d6)：δ 8.296～8.311 (m,2H)，7.497～7.512 (m, 2H)， 7.394～7.420 (m, 2H), 7.215～7.239 (m, 3H)，6.672～6.711 (dd,J=13.2, 10.2 Hz,1H)，3.981～4.026 (m, 1H)，3.917～3.926 (d,J=5.4 Hz, 2H)，1.393～1.413 (m, 1H)，1.225～1.275 (m,7H), 0.782～0.807 (t,J=7.8 Hz, 6H)；MS(m/z)：451.1{[M+H]+}，473.1{ [M+Na]+}。

2 結(jié)果與討論

2.1 酯化催化劑對化合物4的影響

分別以對甲苯磺酸和氯化亞砜作為酯化的催化劑。從表1可看出，對甲苯磺酸與氯化亞砜均可催化反應(yīng)。對甲苯磺酸催化需要較高的反應(yīng)溫度長時間反應(yīng)才能完全，而氯化亞砜催化反應(yīng)溫度低、時間短，能耗少。所以，優(yōu)選氯化亞砜為酯化反應(yīng)催化劑。

表1 催化劑對化合物4收率的影響Table 1 Effect of catalyst on the yield of compound 4

2.2 氯化亞砜用量對化合物4純度和收率的影響

考察了氯化亞砜用量對化合物4純度和收率的影響。從表2可看出，降低氯化亞砜用量至1.0 eq時，有少量起始原料L-丙氨酸酯未反應(yīng)完全，而1.1 eq和1.3 eq不管是純度還是收率都相近。綜合考慮，優(yōu)選氯化亞砜用量1.1 eq。

表2 氯化亞砜用量對化合物4純度和收率的影響Table 2 Effect of the amount of SOCl2 on the purity and yield of compound 4

2.3 縛酸劑對化合物8純度和收率的影響

從化合物4制備化合物8需要用堿進(jìn)行催化，考察了N-甲基嗎啉，DBU，三乙胺，DIPEA對化合物8純度和收率的影響。

從表3可看出，三乙胺的收率最高，但純度最低，N-甲基嗎啉的純度最高，但收率最低。綜合考慮純度和收率，優(yōu)選DIPEA為反應(yīng)的縛酸劑。

2.4 反應(yīng)溶劑對化合物8純度和收率的影響

考察了不同反應(yīng)溶劑THF，丙酮，乙腈，二氯甲烷，乙酸乙酯，對化合物8純度和收率的影響。

表4 反應(yīng)溶劑對化合物8純度和收率的影響Table 4 Effect of solvent on the purity and yield of compound 8

化合物8需再經(jīng)異丙醚純化除去異構(gòu)體及其他雜質(zhì)得到成品1。從表4中可知，THF得到的化合物8產(chǎn)物和異構(gòu)體的比值最高，而雜質(zhì)總含量也較低。所以，優(yōu)選THF為反應(yīng)溶劑。

表5 反應(yīng)溫度對化合物8純度和收率的影響Table 5 Effect of reaction temperature on the purity and yield of compound 8

2.5 反應(yīng)溫度對化合物8純度和收率的影響

考察了不同反應(yīng)溫度對化合物8純度和收率的影響。從表5中可知，隨著溫度的升高，雜質(zhì)有增加的趨勢，而-20～-10 ℃和0～10 ℃的雜質(zhì)情況相差不大。綜合考慮雜質(zhì)、收率、能耗，優(yōu)選反應(yīng)溫度：0～10 ℃。

3 結(jié) 論

本文采用改進(jìn)方法合成化合物1，通過考察催化劑類型、催化劑用量、縛酸劑類型、反應(yīng)溶劑、反應(yīng)溫度等因素對收率和純度的影響，確定了最佳工藝條件，優(yōu)化后的工藝制得的瑞德西韋中間體純度高，滿足注冊和市場銷售的要求。該方法具有原料易得、反應(yīng)條件溫和、操作簡便、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點，適合工業(yè)化生產(chǎn)。