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利托那韦的合成新方法*

2015-04-23白跃飞韩晓丹皮昌桥刘九知于河舟

合成化学 2015年2期
关键词:三乙胺吗啉二氯甲烷

白跃飞,周 鹏,刘 举,韩晓丹,皮昌桥,刘 丹,刘九知,于河舟,周 凯

[1.东北制药集团股份有限公司,辽宁 沈阳 110027;2.东北制药(沈阳)施德药业有限公司,辽宁沈阳 110026;3.辽宁大学 药学院,辽宁沈阳 110036]

利托那韦(商品名Norvir)是一种HIV蛋白酶抑制剂,具有抗人免疫缺陷病毒(HIV)的活性,由美国雅培制药公司研发上市,用作抗病毒药。蛋白酶抑制剂的机理是能可逆性地占据酶与底物作用的空间,使HIV蛋自酶不能与底物结合而水解相应的肽键肽,从而抑制新病毒组装时所需的功能性酶和结构蛋白的合成,阻碍病毒的成熟。蛋白酶抑制剂是上世纪90年代研制出的非常有效的抗病毒药物,它的出现大大延长了艾滋病感染者的寿命[1-2]。

Scheme 1

目前,国内外报道的关于利托那韦的合成路线大同小异。Tien J H等[3]采用N-甲基吗啉作为缚酸剂,(2S,3S,5S)-5-氨基-2-{N-[(5-噻唑基)-甲氧羰基]氨基}-1,6-二苯基-3-羟基己烷(2)先与氯甲酸异丁酯形成酯类中间体,再与N-羟基丁二酰亚胺形成活泼的亚胺中间体,最后与N-{N-甲基-N-[(2-异丙基-4-噻唑基)甲基]氨基羰基}-L-缬氨酸(1)形成利托那韦。该法操作条件较温和、收率较高,但由于需要价格较贵的N-羟基丁二酰亚胺和氯甲酸异丁酯,因此,从原料成本上考虑,并未满足真正的工业化生产需求;Kempf D等[4]采用了价格昂贵的EDC为缩合剂,同时使用了价格相对昂贵的弱碱HOBt,虽然收率较高、后处理较简单,但从成本上考虑,仍不适合工业化要求;靳立人等[5]则采用固体三光气来合成利托那韦,固体三光气属于易燃易爆物质,后处理过程也较繁琐,从安全性角度考虑,并不适合大规模的工业化生产。

车大庆等[6]于 2004 年公布了 DEPBT[3-(二乙氧基磷酰氧基)-1,2,3-苯并三嗪-4-酮]作为缩合剂并用于如下反应:以DEPBT为催化剂,(2S,3S,5S)-2,5-二氨基-1-苯基-6-[4-(吡啶-3-基)苯基]己烷-3-醇与(S)-2-(甲氧基酰胺)-3,3-二甲基丁酸在THF和N,N-二异丙基乙胺中反应,收率仅55%,且产品分离纯化复杂,需要用层析柱分离,不适于工业化生产。到目前为止,暂无以DEPBT为催化剂合成利托那韦的相关报道。

针对已有工艺路线的缺点和不足,本文提出新的合成路线。以DEPBT作为催化剂,三乙胺为缚酸剂,1与2在二氯甲烷中于室温经缩合反应合成了利托那韦(Scheme 1),收率72.6%,其结构经1H NMR,13C NMR,MS和元素分析确证。

该路线中所采用的催化剂DEPBT价格便宜,收率高,大大降低了生产成本,且产品易于分离纯化,提高了产品纯度和质量。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

ARX-300型核磁共振仪(氘代甲醇为溶剂,TMS为内标);Agilent 1100 ESI-MS型质谱仪;Hewlett-Packard 185 CHN型元素分析仪。

2按文献[7]方法制备;1,南京克莱森化工有限公司;薄层色谱用硅胶GF254,青岛海洋化工厂;其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

在反应瓶中依次加入1 62.7g(0.2 mol),2 42.6 g(0.1 mol),DEPBT 80 mg(0.25 mmol),NEt3101.19 g(1 mol)和二氯甲烷260 mL,搅拌下于室温反应过夜(TLC检测)。依次用10%氯化钠溶液(2×200 mL)和水(2×200 mL)洗涤,用无水硫酸钠干燥3 h。用0.5 g针剂炭767于40℃ ~50℃进行脱色,搅拌20 min,冷却至室温,过滤,滤液经真空浓缩得油状粗品;加入130 mL乙酸乙酯,于60℃搅拌使其溶解;滴加正己烷130 mL,滴毕,自然冷却至室温,反应24 h。过滤,滤饼用乙酸乙酯/正己烷(2×40 mL,V/V=1/1)洗涤,于55℃真空干燥得白色晶体利托那韦,收率72.6%,m.p.121 ℃ ~122 ℃;1H NMR δ:7.7 ~7.96(m,1H),7.85(s,1H),7.07 ~ 7.33(m,11H),6.85 ~ 6.75(m,1H),6.17 ~ 6.28(m,1H),5.22(s,2H),4.47 ~4.67(m,2H),4.32 ~4.45(m,1H),3.98 ~4.10(m,2H),3.72 ~3.82(m,1H),3.28 ~3.40(m,1H),3.02(s,3H),2.67 ~ 2.92(m,4H),1.92 ~ 2.08(m,1H),1.56~1.80(m,2H),1.37 ~ 1.46(m,6H),0.84 ~0.96(m,6H);13C NMR δ:176.0,169.8,155.7,153.7,152.4,149.3,139.2,135.8,135.2,126.3,126.0,124.9,124.8,122.9,122.8,111.2,111.1,66.5,57.6,57.5,54.5,52.9,52.8,45.4,37.3,35.7,34.9,30.9,30.0,27.7,19.3,19.2,15.7,14.5;ESI-MS m/z:721{[M+H]+};Anal.calcd for C37H48N6O5S2:C 61.64,H 6.71,N 11.66,found C 60.99,H 6.58,N 11.60。

2 结果与讨论

2.1 工艺优化

为了寻找合成利托那韦的最佳工艺条件,分别考察了催化剂用量、反应溶剂和碱对利托那韦收率的影响。

(1)催化剂用量

1 0.2 mol,其余反应条件同 1.2,考察 DEPBT用量对反应收率的影响,结果见表1。由表1可见,0.25 mmol DEPBT可使反应获得最高收率(72.6%);DEPBT用量过高或过低对收率均产生负面的影响。

(2)溶剂

1 0.2 mol,DEPBT 0.25 mmol,其余反应条件同2.1(1),考察不同溶剂对反应收率的影响,结果见表2。由表2可见,二氯甲烷和四氢呋喃为溶剂时,收率分别为72.6%和71.9%,可作为合适的反应溶剂,但是从试剂成本、毒性等方面考虑,二氯甲烷作为反应溶剂比四氢呋喃更理想。

表1 催化剂用量对收率的影响*Table 1 Effect of the catalyst amount on the yield

表2 溶剂对收率的影响*Table 2 Effect of the solvent on the yield

(3)碱

1 0.2 mol,DEPBT 0.25 mmol,二氯甲烷为溶剂,其余反应条件同2.1(1),考察不同碱作为缚酸剂对反应收率的影响,结果见表3。由表3可见,三乙胺与 N-甲基吗啉为碱时,收率分别为72.6%和70.4%,均可作为反应的缚酸剂,但 N-甲基吗啉的工业价格几乎为三乙胺的两倍,同时采用三乙胺作为缚酸剂的收率要稍高于N-甲基吗啉,因此选择三乙胺为缚酸剂。

表3 碱对收率的影响*Table 3 Effect of the base on the yield

综上所述,合成利托那韦的最佳反应条件为:1 0.2 mol,二氯甲烷为溶剂,DEPBT(0.25 mmol)为催化剂,三乙胺为缚酸剂,于室温反应过夜,收率 72.6%。

该合成方法经济可行、安全环保、收率高、产品易分离纯化,适合大规模生产制备。

[1]李东岳,展鹏,刘新泳.HIV-1衣壳蛋白抑制剂的研究进展[J].中国药物化学杂志,2011,21(5):397-404.

[2] 李继贞,高连勋.拉米呋定合成研究进展[J].合成化学,2001,9(1):21 -26.

[3]Tien J H,Menzia J A,Cooper A J.Process for the preparation of an HIV protease inhibiting compound[P].US 5 567 823,1996.

[4]Kempf D,Norbeck D,Sham H L.Retroviral protease inhibiting compounds[P].WO 9 414 436,1994.

[5]靳立人,许志杰,蒋洪平.一种合成利托那韦的方法[P].CN 1 554 647,2004.

[6]车大庆,朱国良.一种阿扎那韦的制备方法[P].CN 1 029 111 13,2013.

[7]Haight A R,Stuk T L,Allen M S.Reduction of an enaminone:Synthesis of the diamino alcohol core of ritonavir[J].Org Proc Res Dev,1999,3(2):94 - 100.

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