瑞德西韦的合成方法

张 芬，余孟君，卢来春△

（1. 重庆大学生物工程学院，重庆 400044； 2. 山东省济南市中西医结合医院，山东 济南 271100）

瑞德西韦（remdesivir，化合物1）由美国Gilead Science 公司研发，分别于2015 年9 月在美国和2016 年1 月在欧洲获得治疗埃博拉病毒感染的孤儿药资格。鉴于2019 年12 月以来新型冠状病毒（SARS-CoV-2）在国内的蔓延态势，国家药品监督管理局开启紧急审批通道，瑞德西韦已于2020 年2 月3 日在中日友好医院启动Ⅲ期临床研究。瑞德西韦的合成主要有一代工艺和二代工艺，本研究中参考文献[1-5]，对化合物4 的制备工艺进行优化，以叔丁基二苯基氯硅烷（TBDPSiCl）进行保护，增加产品反应转化率，同时提高产品的光学纯度。现报道如下。

1 仪器与试药

1.1 仪器

DFY-5L ／ 30 型低温恒温反应浴（重庆东悦仪器有限公司）；DHG-9140A 型电热恒温鼓风干燥机（上海精宏实验设备有限公司）；Agilent 1260 型高效液相色谱仪，Agilent1200-6120 型液质联用色谱仪（检测精度的RSD≤2.0% ），均购自美国安捷伦科技有限公司；Bruker Avance Ⅲ400 NMR 型核磁共振仪（布鲁克科技有限公司）。

1.2 试药

7-溴代吡咯并[2 ，1-f ][1 ，2 ，4 ]三嗪-4-胺（上海仁实医药科技有限公司，批号为190601，纯度为98.0%）；2 ，3 ，5-三苄氧基-D-核糖核酸-1 ，4-内酯（成都同创源医药科技有限公司，批号为19050101，纯度为98.0%）；1，2-双（氯二甲基硅基）-乙烷（南京药石科技股份有限公司，批号为19050101，纯度为97.0%）；三氟甲磺酸（上海麦克林生化科技有限公司，批号为19030201，纯度为99.0%）；三氟甲磺酸三甲基硅脂（上海迈瑞尔化学技术有限公司，批号为19040101，纯度为99.0%）；三甲基硅氰（上海泰坦科技股份有限公司，批号为19030101，纯度为99.0%）；正丁基锂（上海阿拉丁生化科技股份有限公司，批号为G1917082，纯度为99.0%）；三氯化硼（盘锦研峰科技有限公司，批号为SP08DI27AQ，浓度为1 mol ／ L）；其余试剂均为市售试剂纯。

2 方法与结果

2.1 改进工艺合成路线

将一、二代工艺（见图1 和图2）中中间体化合物4的制备方法进行改进（见图3），合成制得瑞德西韦，收率大幅度提高。

图1 一代工艺合成方法

图2 二代工艺合成方法

2.2 化合物12 的制备

将化合物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，冷却至-78 ℃，缓慢加入三乙胺（17.2 mL，124 mmol）；升温至室温，搅拌3 h。将反应液冷却至0 ℃，加入4-硝基苯酚（15.5 g，112 mmol），随后缓慢加入三乙胺（17.2 mL，124 mmol）；升温至室温，搅拌3 h；将反应液减压浓缩，粗残余物经硅胶色谱纯化，得到半固态化合物13（33 g，66%）；向化合物13 中加入二异丙醚（132 mL），搅拌22 h，抽滤，干燥，得化合物12（12.88 g，39%），为单一非对映异构体。

图3 改进工艺合成路线

2.3 化合物4 的制备

在氮气下，将化合物6 （7.58 g，23.9 mmol）溶于THF（150 mL）中，搅拌冷却至0 ℃。加入叔丁基二苯基氯硅烷（13.14 g，47.8 mmol），搅拌1 h 后，将反应混合物冷却至-78 ℃，缓慢加入n-BuLi 溶液（44.8 mL，1.6 mol ／L）的己烷溶液（71.7 mmo1）；反应1.5 h，向反应液中缓慢加入化合物5（10.0 g，23.9 mmol）的四氢呋喃溶液（30 mL），同时保持内部反应温度约-78 ℃。1 h后，使反应液升温至0 ℃，依次加入甲醇（20 mL）、乙酸（20 mL）和水（20 mL）；将所得混合物升温至室温，然后在减压下浓缩；向得到的浓缩物中加入乙酸乙酯（250 mL）和稀盐酸（1 mol ／L，250 mL），分离有机层，然后用10%碳酸氢钠水溶液（250 mL）和盐水（250 mL）洗涤，用无水硫酸钠干燥，并在减压下浓缩，得灰白色固体，即 为 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 的制备

向预冷（-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 ℃下搅拌反应10 min 后，缓慢加入TMSOTf（38.9 mL，216 mmol），继续搅拌反应30 min；缓慢加入TMSCN（56.5 mL，451 mmol），搅拌2 h；加入三乙胺（50 mL），将反应液升温至室温，加入固体碳酸氢钠（80 g），再缓慢加入水（300 mL），搅拌10 min；分离各层，水层用二氯甲烷萃取，合并的有机萃取物用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥，并在减压下浓缩，得灰白色固体，即为化合物3（58.9 g，85%）。

2.5 化合物2 的制备

将三苄基氰基核苷3 （5.11 g，9.10 mmol）溶于无水二氯甲烷（50 mL），冷却至-78 ℃；滴加BCl3溶液（1 mol ／ L，35.0 mL，35.0 mmol），保持内部温度低于约-15 ℃；将反应液降至-40 ℃下搅拌2 h，冷却至-78 ℃，滴 加MeOH （10 mL），将三乙胺（13 mL）和MeOH（20 mL）混合液滴加到反应液中，升温至室温，将反应混合物减压浓缩；用己烷（50 mL）制成浆液，倒出上清液；将剩余固体残余物悬浮在甲醇（50 mL）中，并加热至45 ℃；加入水（50 mL），将得到的混合物在45 ℃下减压浓缩至约35 mL；冷却至室温，抽滤，70 ℃干燥过夜，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 的制备

在室温下，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）；将混合物升温至45 ℃，搅拌30 min，将混合物冷却室温，加入碳酸氢钠（5.8 g）和水（5.8 mL），15 min 后将混合物减压浓缩；将残余物溶于乙酸乙酯（150 mL）和水（50 mL）中；水层用乙酸乙酯（2×50 mL）萃取，合并的有机相用硫酸钠干燥并减压浓缩，得粗产物，即为化合物10（6.54 g，90%）。

2.7 化合物9 的制备

在室温下，将乙腈（16 mL）与化合物12 （1.79 g，3.98 mmol）、化合物10 （1.10 g，3.32 mmol）、氯化镁（316 mg，3.32 mmol）混合，50 ℃下搅拌10 min，加入N，N- 二异丙基乙胺（1.45 mL，8.30 mmol），搅拌20 min，冷却至室温；反应液经乙酸乙酯（25 mL）稀释后，有机相依次用5 %柠檬酸水溶液（40 mL）、饱和氯化铵溶液（40 mL）、5%碳酸钾水溶液（2×40 mL）、饱和盐水溶液（40 mL）洗涤；有机相经硫酸钠干燥后减压浓缩，得粗产物，即为化合物9（中间体，1.5 g，70%）。

2.8 成品1 的制备

将中间 体9 （12.9 g，20.0 mmol）溶于四氢呋喃（100 mL）中，冷却至0 ℃，缓慢加入37% HCl（20 mL）；升温至室温，搅拌5 h；依次加入水（100 mL）和饱和碳酸氢钠水溶液（200 mL）淬灭反应；用乙酸乙酯（100 mL）萃取，有机相经饱和盐水溶液（50 mL）洗涤，用硫酸钠干燥并减压浓缩，得成品1（8.3 g，69%）。

3 讨论

瑞德西韦的合成方法主要有2 种。一代工艺，首先是化合物6 在丁基锂的作用下与丁内酯5 进行糖苷化反应；化合物4 接着进行氰基化反应，紧接着进行脱苄基保护得到化合物2；化合物2 再与化合物7 反应，得到消旋的化合物1，最终进行SFC 拆分，得到手性化合物1；总收率为1.12%[3-4]。第一代合成工艺需要进行SFC 拆分，很难大规模工业化生产。二代工艺，第一步的糖苷化反应使用碘代物（化合物11）取代一代工艺中的溴代物，并使用格氏试剂进行卤素交换，产率为40%，高于一代工艺；氰基化反应和醚的脱苄基反应条件经过优化后，产率和纯度都有较大幅度提高，顺利得到化合物2；化合物2 的邻位顺式双羟基通过保护，高产率顺利得到化合物10；化合物10 与单一构型的12 进行反应，再进行脱保护反应，顺利得到手性化合物1。总收率为12.71%[4-5]。第二代合成工艺是手性合成，很好地避免了SFC 拆分这一情况。但目前这2 种工艺方法都存在化合物2 制备收率低而影响产品质量和总收率的问题

本研究中参考文献[1-5]，采用图3 所示合成路线，对化合物4 的制备工艺进行优化，以叔丁基二苯基氯硅烷（TBDPSiCl）进行保护，提高了产品的反应转化率和产品的光学纯度，使得化合物4 的制备收率显著提高20%，总收率达21.3%，使瑞德西韦制造成本显著下降。该方法适合大规模工业化生产。