徐靖坤，王 瑞 ，张祖良 ，田 磊 ，邹 慧

（1.安徽贝克联合制药有限公司，安徽太和236626；2.安徽贝克生物制药有限公司，安徽合肥230088）

HIV（人类免疫缺陷病毒）整合酶抑制剂多替拉韦钠 （dolutegravir sodium）由葛兰素史克公司研发，于2013年8月获美国FDA（食品药品管理局）批准上市[1]。其中文化学名称为（4R,12aS）-9-{[（2,4-二氟苯基）甲基]氨甲酰基}-4-甲基-6,8-二氧代-3,4,6,8,12,12a-六氢-2H-吡啶并[1',2':4,5]吡嗪[2,1-b][1,3]噁嗪-7-烯醇钠，结构式如图1。多替拉韦是一种人类免疫缺陷病毒类型1（HIV-1）整合酶链转移抑制药（INSTI），适用与其他抗逆转录病毒药联用治疗成年及12岁以上和体重至少40 kg儿童的HIV-1感染[2]。

图1 多替拉韦钠结构式Fig.1 The structural formula of dolutegravir sodium

查询原研公司化合物制备专利，其合成路线如图2[3]。起始物料1-[2,2-双（甲基氧基）乙基]-5-甲氧羰基-4-氧代-3-甲氧基-1,4-二氢-2-吡啶羧酸甲酯1在氢氧化锂作用下，位阻小的酯基水解成羧酸。化合物1-[2,2-双（甲基氧基）乙基]-5-羧酸-4-氧代-3-甲氧基-1,4-二氢-2-吡啶羧酸甲酯2在醋酸与甲基磺酸中缩醛脱保护成醛基。含醛基化合物3与（R）-3-氨基正丁醇4反应关环生成并环化合物5。5与2,4-二氟苄胺6用CDI（N,N-二羰基咪唑）缩合生成酰胺7。最后经氯化锂脱甲基生成多替拉韦原料。

图2 多替拉韦合成路线Fig.2 Synthetic route of dolutegravir

尝试上述路线反应合成的多替拉韦原料药，通过LC-MS检测，发现除了主峰420（[M+H]+）的分子离子峰之外，还有一个与产物分子量一样的420（[M+H]+）小杂质峰。该杂质推断是由于多替拉韦在酸性条件并且加热的步骤中，侧环不稳定，部分开环降解导致（图3）。

图3 杂质A可能的产生机理Fig.3 Possible Mechanism of Impurity A

查阅相关文献，期刊Organic Process Research&Development上报道了一篇文章，提及多替拉韦原料药合成过程中的一个杂质，与我们设想的杂质结构基本相同（图4）[4]，但是文中并未提及烯烃杂质B的具体合成方法。检索相关合成数据库，也未发现有与杂质A相似母核结构的合成介绍。

图4 文献报道的杂质结构Fig.4 Impurity structure reported by literature

因为推测杂质A是在酸性条件下加热生成。我们尝试用多替拉韦在6 N的盐酸水溶液中回流降解，反应6 h后，反应液经LC-MS鉴定，仍只有微量杂质A生成，且与其他杂质混合，难以分离提取。

基于上述原因，我们设计了一条全新的，未有类似文章报道的杂质A的合成路线（图5）。该路线主要特点是在合成过程中，先引入侧链4，用苯甲酰基保护羟基，再关环并脱保护，有效地避免了侧环结构的生成。

图5 杂质A的合成路线Fig.5 Synthetic route of impurity A

合成以化合物2为起始原料，与6缩合，生成1-[2,2-双（甲基氧基）乙基-5-{[（2,4-二氟苯基）甲基]氨甲酰基}-4-氧代-3-甲氧基-1,4-二氢-2-吡啶羧酸甲酯11，氢氧化钠水解化合物11上的酯基成羧酸，再与4缩合生成酰胺化合物1-[2,2-双（甲基氧基）乙基-5-{[（2,4-二氟苯基）甲基]氨甲酰基}-4-氧代-3-甲氧基-2-[（R）-1-甲基-3-羟基]丙氨基-1,4-二氢吡啶12，化合物12上裸露的羟基上苯甲酰基保护基，再在酸性条件下关环，氢氧化钠脱除苯甲酰基保护基生成化合物N-（2,4-二氟苯基）-2-[（R）-1-甲基-3-羟基]丙基-9-甲氧基-1,8-二氧代-1,8-二氢吡啶并 [1,2]吡嗪-7-酰胺13。最后氯化镁脱除甲基，得到最终的杂质A。

本文描述了一种“保护-关环-脱保护”的方法，合成了一种全新的多替拉韦原料药开环杂质。上述路线反应步骤简便，各步产率较高，能以较高的收率和纯度得到所需杂质A。方便了多替拉韦原料药质量标准的建立与杂质谱的分析。

实验部分如下：

1-[2,2-双（甲基氧基）乙基-5-{[（2,4-二氟苯基）甲基]氨甲酰基}-4-氧代-3-甲氧基-1,4-二氢-2-吡啶羧酸甲酯11：

反应瓶中加入化合物2（20.0 g,63.4 mmol），二氯甲烷（150 mL），室温下搅拌溶解。降温至15℃～20℃，加入N,N-羰基二咪唑（13.9 g,85.6 mmol），氮气保护下保温反应2 h。滴入化合物6（10.0 g,69.8 mmol），滴毕升至室温反应2 h。反应液依次用1NHCl水溶液（100 mL）、5%的碳酸钠水溶液 （130 mL）、饱和食盐水（100 mL）洗。有机相浓缩至干，所得油状物柱层析分离（流动相：正己烷∶乙酸乙酯=2∶1），得白色固体粉末产物11（18.9 g,68%）。1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ:10.39（s,1H）,8.42 （s,1H）,7.38 （td,J=8.4,6.4 Hz,1H）,6.87～6.76（m,2H）,4.63（d,2H）,4.50（t,J=4.8 Hz,1H）,4.04（d,J=4.8 Hz,2H）,3.98（d,J=10.6 Hz,6H）,3.39（s,6H）；LC-MS（m/z）:441[M+H]+.

1-[2,2-双（甲基氧基）乙基-5-{[（2,4-二氟苯基）甲基]氨甲酰基}-4-氧代-3-甲氧基-2-[（R）-1-甲基-3-羟基]丙氨基-1,4-二氢吡啶（12）：

反应瓶中加入化合物 11（18.9 g,42.9 mmol），乙醇（190 mL），搅拌溶解。加入2 N NaOH水溶液（95 mL），室温下搅拌反应1 h，TLC鉴定原料消失。6 N HCl水溶液调节pH至3～4。反应液浓缩至干，剩余物中加入水（50 mL），二氯甲烷（100 mL×3）萃取，合并有机相浓缩至干得白色固体，该固体直接加入二氯甲烷（180 mL），1-羟基苯并三唑（8.7 g,64.4 mmol），1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐（12.3 g,64.4 mmol），化合物4（7.7 g,85.8 mmol）。室温搅拌2 h，反应液用水（180 mL）洗，饱和食盐水（100 mL）洗，有机相浓缩至干。剩余物中加入二氯甲烷（40 mL），搅拌溶解，加入正己烷（120 mL）。室温搅拌24 h，有固体析出，抽滤，滤饼真空干燥，得淡黄色固体颗粒12（16.2 g,76%）。1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ:10.33（t,J=5.9 Hz,1H）,8.35（s,1H）,7.39（td,J=8.5,6.4 Hz,1H）,7.12（d,J=8.4 Hz,1H）,6.88～6.77（m,2H）,4.63～4.59（m,3H）,4.41～4.32（m,1H）,4.03（d,J=5.0 Hz,2H）,3.90（s,3H）,3.84～3.72 （m,2H）,3.39 （d,J=4.3 Hz,6H）,1.99～1.89（m,1H）,1.66～1.56（m,1H）,1.33（d,J=6.7 Hz,3H）；LC-MS（m/z）:498[M+H]+.

N-（2,4-二氟苯基）-2-[（R）-1-甲基-3-羟基]丙基-9-甲氧基-1,8-二氧代-1,8-二氢吡啶并[1,2]吡嗪-7-酰胺（13）：

反应瓶中加入化合物12（16 g,32.2 mmol），二氯甲烷（160 mL），三乙胺（4.9 g,48.3 mmol）。降温至 0℃～5℃，缓慢滴加苯甲酰氯（5.4 g,38.6 mmol）的二氯甲烷（40 mL）溶液。滴毕，室温搅拌反应5 h。将反应液缓慢倒入冰水中，分液，有机相水（100 mL）洗，有机相浓缩至干。剩余油状物中加入乙腈（200 mL）、甲基磺酸（0.9 g,9.7 mmol）、冰醋酸（9.3 g,154.6 mmol）。氮气保护升温至回流反应7 h，降温，水喷射泵减压旋去溶剂。剩余物中加入二氯甲烷（120 mL），1N HCl（120 mL）洗，有机相减压旋干，得到黄色油状物。加入甲醇（150 mL），氢氧化钠（7.2 g,178.8 mmol），室温搅拌反应1 h。水喷射泵减压旋去溶剂，剩余物中加入水（150 mL）、二氯甲烷（150 mL）萃取，水喷射泵减压旋去溶剂得白色粉末固体化合物 13（9.0 g,65%）。1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ:10.55（t,J=5.9 Hz,1H）,8.64（s,1H）,7.37（td,J=8.6,6.4 Hz,1H）,6.87～6.77（m,3H）,6.42（d,J=6.3 Hz,1H）,5.20～ 5.08（m,1H）,4.65（d,J=5.9 Hz,2H）,4.05（s,3H）,3.71 ～3.59（m,1H）,3.57 ～3.47（m,1H）,2.55（s,1H）,2.00 ～1.90（m,1H）,1.84 ～1.73（m,1H）,1.40（d,J=6.9 Hz,3H）；LC-MS（m/z）:434[M+H]+.

反应瓶中加入化合物13（9.0 g,20.8 mmol），加入乙腈（100 mL），搅拌溶解后，氮气保护下升温至70℃～80℃，加入氯化镁（2.8 g,29.8 mmol），保温反应5 h。降至室温，加入6 N HCl水溶液（20 mL），反应液浓缩至干，剩余物中加入水（100 mL），二氯甲烷（100 mL×2）萃取，合并有机相，水喷射泵减压旋去溶剂。加入乙醇（60 mL），升温至75℃～80℃回流搅拌1 h，降至室温，抽滤，滤饼用乙醇洗，45℃常压烘干得到白色固体粉末产物杂质 A（7.3 g,84%）。1H NMR（400 MHz,DMSO-d6）δ:12.28（s,1H）,10.60（t,J=5.9 Hz,1H）,8.80（s,1H）,7.55（d,J=6.4 Hz,1H）,7.43 （td,J=8.7,6.6 Hz,1H）,7.25（ddd,J=10.6,9.3,2.6 Hz,1H）,7.07 （tdd,J=8.5,2.6,1.0 Hz,1H）,7.01（d,J=6.4 Hz,1H）,4.89（dt,J=8.2,6.5 Hz,1H）,4.57（d,J=5.9 Hz,2H）,4.53（t,J=4.9 Hz,1H）,3.43 ～3.35（m,2H）,1.94～1.71（m,2H）,1.29（d,J=6.8 Hz,3H）；LC-MS（m/z）:420[M+H]+.