富马酸替诺福韦二吡呋酯关键中间体的合成工艺研究

黄小光，朱少璇，余柱明

(广州白云山制药股份有限公司 广州白云山制药总厂，广东 广州 510515)

富马酸替诺福韦二吡呋酯(Ⅰ)是美国Gilead Sciences公司研制的核苷酸逆转录酶抑制剂(Nucleotide reverse transcriptase inhibitors，NtRTIs)，美国FDA于2001年批准其上市，用于治疗艾滋病(HIV感染)[1]，2008年又批准其用于治疗慢性乙型肝炎(HBV感染)[2]。富马酸替诺福韦二吡呋酯具有耐受性好、耐药率低、停药反弹率低、肾毒性小等特点，特别是对HIV合并HBV感染患者具有较好的临床应用前景[3]。富马酸替诺福韦二吡呋酯是替诺福韦的前药，由于替诺福韦几乎不经胃肠道吸收，所以要进行酯化、成盐为富马酸替诺福韦二吡呋酯，后者具有水溶性，可被迅速吸收并在体内代谢降解成替诺福韦，发挥抗病毒作用[4]。

该药的原研制企业在专利USP 5 935 946中公开了一条富马酸替诺福韦二吡呋酯的合成路线[5，6]，该路线以(S)-缩水甘油为起始原料，依次经催化氢化、成环与偶联反应得到富马酸替诺福韦二吡呋酯合成中的关键中间体(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇(Ⅳ)。该工艺第一步用到催化氢化反应，大生产中存在着不安全因素；第二步用到对湿气敏感的乙醇钠，同时用精馏法纯化该中间体，生产条件苛刻；而第三步反应温度较高，反应时间很长，导致这条路线能耗很大，生产成本很高。

作者在此以腺嘌呤(Ⅱ)和(R)-环氧丙烷(Ⅲ)为起始原料，在催化剂存在下加热反应合成化合物(Ⅳ)，优化了合成反应条件。合成路线如下：

1 实验

1.1 试剂与仪器

腺嘌呤(含量>99%)，工业品， 台州大鹏药业有限公司；(R)-环氧丙烷(含量>98%)，工业品，北京偶合科技有限公司；NaOH、Na2CO3、Na2CO3·10H2O、NaHCO3、Cs2CO3、二异丙基乙胺(DIPEA)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯(Tol)、异丙醇(PrOH)、甲醇(MeOH)，均为分析纯。

AVANCE AV 400 MHz型超导核磁共振仪，德国Bruker公司；LCQDeca XP型LC-MS质谱仪，美国Finnigan公司；LC-10ATVP型高效液相色谱仪，岛津国际贸易(上海)有限公司；Platisil(铂金)ODS型色谱柱，迪马科技有限公司。

1.2 方法

在干燥的三口瓶中加入腺嘌呤200.00 g、氢氧化钠3.00 g和DMF 1070 mL，室温搅拌20 min，再缓慢滴加(R)-环氧丙烷150.50 g，然后升温至85 ℃反应5 h(HPLC监测反应完成)；反应体系降温至50 ℃，并缓慢滴加异丙醇(2140 mL)和甲醇(535 mL)的混合溶液，然后降温至室温，搅拌1.5 h，再降温至-20 ℃搅拌15 h析晶，过滤，真空干燥，得到(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇(Ⅳ)197.21 g，产率69%，纯度98.6%(HPLC归一化法)。1HNMR (400 MHz, CDCl3)，δ：8.31 (s, 1H), 7.81 (s, 1H), 5.58 (s, 2H),4.29～4.19 (m, 2H), 4.11 (dd,J=13.8 Hz, 7.2 Hz, 1H), 2.95 (s, 1H), 1.28 (d,J=6.4 Hz, 3H)。MS (ESI)，m/z:[M+H]+， C8H11N5O实测值(计算值)：194.2(193.1)。

2 结果与讨论

2.1 原料配比[(R)-环氧丙烷与腺嘌呤的摩尔比，下同]对反应的影响(表1)

表1 原料配比对反应的影响

注：反应温度为85 ℃，催化剂为NaOH(与腺嘌呤的摩尔比为0.05)，腺嘌呤浓度为1.18 mol·L-1，析晶溶媒为Tol-DMF(2∶1)

从表1可以看出，当原料配比为1.0∶1时，(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇产率只有46%、纯度73.6%；随着(R)-环氧丙烷量的增加，产率和纯度均升高，在原料配比为1.75∶1时，产率和纯度达到最高；但继续增加(R)-环氧丙烷的量，产率和纯度反而下降。因此，确定最佳原料配比为1.75∶1。

2.2 催化剂对反应的影响(表2)

从表2可以看出，选用不同的催化剂，(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇的产率和纯度也会不同。以NaOH为催化剂时，(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇的产率和纯度最高，分别达到65%、93.5%；以Na2CO3为催化剂时，产率达到61%、纯度达到92.2%，与NaOH相当；而其它催化剂的产率和纯度较低，其中以DIPEA为催化剂时，反应23 h的转化率仅53%。考虑到以Na2CO3为催化剂时，反应温度较高(95 ℃)、反应时间较长(23 h)，最终选用NaOH为催化剂。

表2 催化剂对反应的影响

注：DIPEA用量为1.00(与腺嘌呤的摩尔比)，其余催化剂均为0.05(与腺嘌呤的摩尔比)；析晶溶媒为Tol-DMF(2∶1)，腺嘌呤浓度为1.18 mol·L-1；*为转化率

2.3 腺嘌呤浓度与析晶溶媒对反应的影响(表3)

表3 腺嘌呤浓度与析晶溶媒对反应的影响

注：反应温度为85 ℃，催化剂为NaOH;*为-20 ℃析晶

从表3可以看出，当腺嘌呤浓度为1.18 mol·L-1时，析晶溶媒为Tol-DMF-MeOH(6∶4∶1)时的产率为64%、纯度为86.7%；析晶溶媒为PrOH-DMF-MeOH(6∶4∶1)时的产率为63%、纯度为85.3%，其中后者的析晶温度为-20 ℃。当腺嘌呤浓度为1.38 mol·L-1时，析晶溶媒为Tol-DMF-MeOH(4∶2∶1)时的产率为57%、纯度为93.9%；析晶溶媒为PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)时的产率和纯度最高，分别为69%、98.6%，其中后者的析晶温度为-20 ℃。而当腺嘌呤浓度为1.58 mol·L-1时，同样使用PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)析晶体系，产率和纯度均有所下降，分别为65%、96.7%。因此，确定最佳的腺嘌呤浓度为1.38 mol·L-1，析晶溶媒为PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)。

3 结论

以腺嘌呤和(R)-环氧丙烷为起始原料合成富马酸替诺福韦二吡呋酯关键中间体(R)-1-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)丙基-2-醇，确定最佳反应条件如下：(R)-环氧丙烷与腺嘌呤的摩尔比为1.75∶1、反应温度为85 ℃、催化剂为NaOH、腺嘌呤浓度为1.38 mol·L-1、析晶溶媒为PrOH-DMF-MeOH(4∶2∶1)，析晶温度为-20 ℃，目标化合物的产率达69%、纯度达98.6%。与原研制企业的制备方法相比，该法操作简单、成本低、产率高，非常适合工业化大生产。

[1] 崔岚，安富荣，王晓珉.核苷酸逆转录酶抑制剂替诺福韦DF[J].中国新药杂志，2004,13(11)：1054-1058.

[2] 张久聪, 聂青和.治疗慢性乙型肝炎新药——替诺福韦酯[J].世界华人消化杂志,2008,16(24):2679-2688.

[3] 周洪林，王永怡，董时军.替诺福韦DF治疗慢性乙型肝炎和HIV感染的研究动态[J].传染病信息，2008,21(4)：221-224.

[4] Mehellou Y, Clercq E D. Twenty-six years of anti-HIV drug discovery:Where do we stand and where do we go[J]. Journal of Medicinal Chemistry,2010,53(2):521-538.

[5] Munger Jr J D,Rohloff J C,Schultze L M.Nucleotide analog composition and synthesis method[P].USP 5 935 946,1997-06-25.

[6] 刘嘉，李科，孙海玲，等.替诺福韦的合成工艺改进[J].药学实践杂志，2009，27(1)：31-32.