本发明属于化学药物合成领域，具体涉及新一代抗丙肝药物索非布韦中间体6的制备工艺。
背景技术：
索非布韦(sofosbuvir)是由吉利德科学公司研发的全球首个口服抗丙肝药物。索非布韦作用于病毒RNA复制的核苷酸类似物NS5B聚合酶位点，终止HCV复制，是一种新型HCV聚合酶抑制剂。美国FDA于2013年12月6日批准其上市，商品名SovaldiTM，临床用于治疗HCV感染及HCV/HIV-1共同感染。2014年1月16日经欧洲药品管理局(EMEA)批准该药在欧盟各国上市。索非布韦的分子式为C22H29FN3O9P，CAS登记号：1190307-88-0结构式如下：
索非布韦能安全有效治疗多种类型(HCV 1、2、3、4型)丙肝；临床试验证实针对1和4型丙肝，该药物联合聚乙二醇干扰素和利巴韦林的总体持续病毒学应答率(SVR)高达90％；针对2型丙肝，该药物联合利巴韦林的SVR为89％-95％；针对3型丙肝，该药物联合利巴韦林的SVR为61％-63％。
中间体6，化学名为(2R,3R)-2-甲基-3-羟基-2-氟-3-((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)丙酸乙酯，是合成索非布韦的重要中间体。
中间体6通过以下路线得到sofosbuvir，6在乙醇中再经盐酸水解、内酯化生成(2R)-3,5-二羟基-2-脱氧-2-C-甲基-2-氟-D-核糖酸-γ-内酯(11)，11经苯甲酰氯(BzCl)羟基保护得到(2R)-3,5-二-O-苯甲酰基-2-脱氧-2-C-甲基-2-氟-D-核糖酸-γ-内酯(12)。12经三叔丁氧基氢化铝锂(Li(O-tBu)3AlH)还原得到(2R)-2-脱氧-2-C-甲基-2-氟-3,5-二-O-苯甲酰基-α/β-D-呋喃核 糖(13)[3]，13在4-二甲氨基吡啶(DMAP)作用下与乙酸酐反应生成(2R)-2-脱氧-2-C-甲基-2-氟-1-O-乙酰基-3,5-二-O-苯甲酰基-α/β-D-呋喃核糖(14)，14与N-苯甲酰基-O-三甲基硅基胞嘧啶(16)亲核取代生成(2R)-3',5'-O-N4-三苯甲酰基-2'-脱氧-2'-氟-2'-C-甲基胞苷(17)。17经70％乙酸处理得到(2R)-3',5'-O-二苯甲酰基-2'-脱氧-2'-氟-2'-C-甲基尿苷(18)，18经氨甲醇溶液脱保护生成(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-C-甲基尿苷(19)，19与化合物N-[(S)-2,3,4,5,6苯氧基苯氧基磷酰基]-L-丙氨酸异丙酯(20)发生亲和取代得到sofosbuvir。如路线一所示：
关于中间体6的合成，文献报道主要涉及下述方法及工艺：
1)、美国专利US20080145901提供的合成路线：2-氟丙酸乙酯(化合物7)在二异丙胺和甲基锂作用下形成碳负离子，加成(R)-(+)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-甲醛(化合物4)的醛基上得到中间体6；后处理得油状产物，收率43.4％；见路线二：
该方法需-75℃的超低温下进行，且收率低，无法应用于工业化大规模生产。
2)、CN 102933570提供的合成路线，(2S,3R)2-甲基-2,3-二羟基-3-((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)-丙酸乙酯(8)在有机碱和氟化物离子源(Et4NF·3HF)的存在下与磺酰氟(SO2F2)反应得到6，综合收率66％；见路线三：
该方法中使用试剂量大，具体地，三乙胺为化合物8的6～7当量，氟化物离子源(Et4NF·3HF)为2当量，磺酰氟(SO2F2)为8当量；且这些试剂回收困难，因此提高了反应成本，从而不利于工业化生产。
本发明要解决的问题是克服现有技术的不足，突破技术壁垒，提供一种改进的中间体6的制备工艺，其反应条件温和、操作简便、所用试剂价廉易得、收率高、适合工业化生产。
技术实现要素：
一方面，本发明提供了一种索非布韦中间体(2R,3R)-2-甲基-3-羟基-2-氟-3-((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)丙酸乙酯(称为中间体或化合物6)的制备方法，包括2-甲基-3-((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)-2-环氧丙酸乙酯(称为化合物1)在非质子性溶剂中在适当温度下通过亲核氟取代反应得到；反应式如下：
所述亲核氟取代反应选用的氟取代试剂选自HF/Pyridine、Bu4NH2F3、Et3N.3HF、Me3N.2HF、SiF4、DAST等亲核试剂。
上述索非布韦中间体6的制备方法，一种优选实施方式中，所述氟取代试剂优选为HF/Pyridine。
上述索非布韦中间体6的制备方法，一种优选实施方式中，所述氟取代试剂用量为化合物1的1.1～5.0当量，优选为1.1～1.5当量。
上述索非布韦中间体6的制备方法，一种优选实施方式中，反应所用非质子性溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯或氯苯；优选为二氯甲烷。
上述索非布韦中间体6的制备方法，一种优选实施方式中，反应所述温度适当为0～70℃；优选为15～35℃。
另一方面，本发明还提供了化合物1及其制备方法。
至于化合物1，可通过以下两种方法制备得到：
方法(1)：2-甲基-3-((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)-2-丙烯酸乙酯(或称为反应底 物3)与环氧化试剂在非质子性溶剂中在适当温度下发生环氧化得到化合物1。反应式如下；
上述方法(1)的反应，反应底物3可通过文献The Journal of Organic Chemistry,2009,74(17):6819-6824制备得到。
上述方法(1)的反应，一种优选实施方式中，环氧化试剂选自过氧酸试剂，例如：H2O2、过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸(mCPBA)等，优选为间氯过氧苯甲酸(mCPBA)。
上述方法(1)的反应，一种优选实施方式中，反应所用非质子性溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯或氯苯；优选为二氯甲烷。
上述方法(1)的反应，一种优选实施方式中，反应采用的适当温度为10～90℃；优选为35～45℃。
方法(2)：化合物4与2-溴代丙酸乙酯(5)在碱存在下在非质子性溶剂中在适当温度下通过Darzens反应得到1，反应式如下：
上述方法(2)的反应，所用化合物4和化合物5均通过购买获得。
上述方法(2)的反应，一种优选实施方式中，所述碱选自乙醇钠，甲醇钠，叔丁醇钠，氨基钠，优选为乙醇钠。
上述方法(2)的反应，一种优选实施方式中，所述碱选自乙醇钠时，乙醇钠用量为化合物4的1～5当量，优选为1.1～1.5当量。
上述方法(2)的反应，一种优选实施方式中，化合物4与化合物5的摩尔比为1:1～1:10，优选为1:1～1.2。
上述方法(2)的反应，一种优选实施方式中，反应所用非质子性溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯或氯苯；优选为二氯甲烷。
上述方法(2)的反应，一种优选实施方式中，反应采用的适当温度为-10～50℃；优选为0～25℃。
上述制备方法中，对于反应过程的监控，可按照本领域常规技术方法和手段进行，例如薄层层析TLC，柱层析HPLC，GC等层析法。
本发明的优势在于：(1)本发明制备中间体6的收率比专利US20080145901和CN 102933570的制备路线高，且操作简单。(2)本发明制备中间体6条件温和，相较于专利US20080145901中低温-75℃，本发明节约能源，更适合工业化生产。(3)本发明所用试剂价廉易得，当为HF/Pyridine，其用量为底物的1.1～1.5当量，相较于专利CN 102933570节约试剂用量，符合绿色化学原子经济性，降低了成本，减少了三废污染。
综上所述，本发明提出一个索非布韦中间体6的新制备方法，通过对反应条件的优化及选择，产物收率以及纯度都较现有文献报道有大幅度提高，反应条件温且后处理简单，降低了成本，工艺稳定，适合工业化生产。
以下通过实施例以进一步阐明本发明；应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
具体实施方式
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。本发明所用试剂和原料均市售获得或按照已知文献方法制备。具体地，化合物4、5为购买的工业级试剂，未经处理直接使用。其他试剂均购自国药，无需处理直接使用。
对比例：参考文献F.Ammadi,M.M.Chaabouni,H.Amri&A.Baklouti,Synthesis ofα-Cyano-β-fluoro-α-hydroxyesters,Synthetic Communications,1993,23:17,2389-2395的合成方法，用HF对环氧丙烷化合物进行开环，得到相应氟代羟基化合物。该对比例收率为61％。
实施例1、化合物6的制备
室温下，向含70％HF/Py(w/w％)(10ml)的二氯甲烷(10ml)溶液中滴加含化合物1(2.30g，10.0mmol)的二氯甲烷(10ml)溶液，继续搅拌反应2小时。将反应液倒入冷水(50ml)中，用二氯甲烷(20ml)萃取，有机层用5％碳酸氢钠溶液(15ml)洗，水(15ml)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，减压蒸除溶剂，用甲基叔丁基醚-正己烷体系重结晶，得白色固体2.26g的化合物6(收率90.1％)，纯度99.3％，(气相系统：Agilent 6890N)。
实施例2、化合物6的制备
0℃下，向含70％HF/Py(w/w％)(10ml)的二氯甲烷(10ml)溶液中滴加含化合物1(2.30g，10.0mmol)的二氯甲烷(10ml)溶液，继续搅拌反应2小时。将反应液倒入冷水(50ml)中，用二氯甲烷(20ml)萃取，有机层用5％碳酸氢钠溶液(15ml)洗，水(15ml)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，减压蒸除溶剂，用甲基叔丁基醚-正己烷体系重结晶，得白色固体1.64g的化合物6(收率65.4％)，纯度99.3％，(气相系统：Agilent 6890N)。
实施例3、化合物6的制备
15℃下，向含70％HF/Py(w/w％)(10ml)的二氯甲烷(10ml)溶液中滴加含化合物1(2.30g，10.0mmol)的二氯甲烷(10ml)溶液，继续搅拌反应2小时。将反应液倒入冷水(50ml)中，用二氯甲烷(20ml)萃取，有机层用5％碳酸氢钠溶液(15ml)洗，水(15ml)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，减压蒸除溶剂，用甲基叔丁基醚-正己烷体系重结晶，得白色固体2.22g的化合物6(收率88.6％)，纯度99.3％，(气相系统：Agilent 6890N)。
实施例4、化合物6的制备
35℃下，向含70％HF/Py(w/w％)(10ml)的二氯甲烷(10ml)溶液中滴加含化合物1(2.30g，10.0mmol)的二氯甲烷(10ml)溶液，继续搅拌反应2小时。将反应液倒入冷水(50ml)中，用二氯甲烷(20ml)萃取，有机层用5％碳酸氢钠溶液(15ml)洗，水(15ml)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，减压蒸除溶剂，用甲基叔丁基醚-正己烷体系重结晶，得白色固体2.14g的化合物6(收率85.3％)，纯度99.3％，(气相系统：Agilent 6890N)。
实施例4、化合物6的制备
回流条件下，向含70％HF/Py(w/w％)(10ml)的二氯甲烷(10ml)溶液中滴加含化合物1(2.30g，10.0mmol)的二氯甲烷(10ml)溶液，继续搅拌反应2小时。将反应液倒 入冷水(50ml)中，用二氯甲烷(20ml)萃取，有机层用5％碳酸氢钠溶液(15ml)洗，水(15ml)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，减压蒸除溶剂，用甲基叔丁基醚-正己烷体系重结晶，得白色固体1.82g的化合物6(收率72.5％)，纯度99.3％，(气相系统：Agilent 6890N)。
实施例5、化合物6的制备
70℃下，向含70％HF/Py(w/w％)(10ml)的甲苯(10ml)溶液中滴加含化合物1(2.30g，10.0mmol)的甲苯(10ml)溶液，继续搅拌反应2小时。将反应液倒入冷水(50ml)中，用二氯甲烷(20ml)萃取，有机层用5％碳酸氢钠溶液(15ml)洗，水(15ml)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，减压蒸除溶剂，用甲基叔丁基醚-正己烷体系重结晶，得白色固体1.13g的化合物6(收率45.2％)，纯度99.3％，(气相系统：Agilent 6890N)。
实施例6、化合物1的制备
取化合物3(1.07g，5.0mmol)溶于二氯甲烷(10ml)中，加入75％间氯过氧苯甲酸(mCPBA)(1.17g，5.1mmol)，45℃加热回流反应24h，气相检测反应完全，反应液用饱和亚硫酸氢钠(5ml)洗，5％碳酸氢钠水溶液除去间氯苯甲酸，有机层无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂的无色油状物1.0g的化合物1(收率87.0％)。
化合物3按文献Wang P,Chun B-K,Rachakonda S,et al.An Efficient and Diastereoselective Synthesis of PSI-6130:A Clinically Efficacious Inhibitor of HCV NS5B Polymerase[J].The Journal of Organic Chemistry,2009,74(17):6819-6824.制得。气相系统为Agilent 6890N。其他试剂均购自国药集团，未经处理直接使用。
实施例7、化合物1的制备
取化合物3(1.07g，5.0mmol)溶于二氯甲烷(10ml)中，加入75％间氯过氧苯甲酸(mCPBA)(1.17g，5.1mmol)，25℃反应48h，气相检测反应基本完全，反应液用饱和亚硫酸氢钠(5ml)洗，5％碳酸氢钠水溶液除去间氯苯甲酸，有机层无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂的无色油状物0.75g的化合物1(收率65.2％)。
实施例8、化合物1的制备
取化合物3(1.07g，5.0mmol)溶于甲苯(10ml)中，加入75％间氯过氧苯甲酸(mCPBA)(1.17g，5.1mmol)，90℃反应24h，气相检测反应完全，反应液用饱和亚硫酸氢钠(5ml)洗，5％碳酸氢钠水溶液除去间氯苯甲酸，有机层无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂的无色油状物0.39g的化合物1(收率34.2％)。
实施例9：化合物1的制备
在-10℃条件下，向溶有化合物4(1.30g，10mmol)和化合物5(1.81g，10mmol)的二氯甲烷(20ml)中缓慢滴加乙醇钠(0.81g，12mmol)的二氯甲烷(5ml)溶液，15min滴毕，保持温度-10℃反应6h，反应液减压浓缩至干，用甲基叔丁基醚提取，减压蒸除醚溶剂，得无色油状物0.82g的化合物1(收率35.6％)。
实施例10：化合物1的制备
在0℃条件下，向溶有化合物4(1.30g，10mmol)和化合物5(1.81g，10mmol)的二氯甲烷(20ml)中缓慢滴加乙醇钠(0.81g，12mmol)的二氯甲烷(5ml)溶液，15min滴 毕，保持温度0℃反应6h，反应液减压浓缩至干，用甲基叔丁基醚提取，减压蒸除醚溶剂，得无色油状物0.93g的化合物1(收率40.5％)。
实施例11：化合物1的制备
在0℃条件下，向溶有化合物4(1.30g，10mmol)和化合物5(1.81g，10mmol)的二氯甲烷(20ml)中缓慢滴加乙醇钠(0.81g，12mmol)的二氯甲烷(5ml)溶液，15min滴毕，保持温度15℃反应6h，反应液减压浓缩至干，用甲基叔丁基醚提取，减压蒸除醚溶剂，得无色油状物1.26g的化合物1(收率54.7％)。
实施例12：化合物1的制备
在0℃条件下，向溶有化合物4(1.30g，10mmol)和化合物5(1.81g，10mmol)的二氯甲烷(20ml)中缓慢滴加乙醇钠(0.81g，12mmol)的二氯甲烷(5ml)溶液，15min滴毕，保持温度45℃回流反应6h，反应液减压浓缩至干，用甲基叔丁基醚提取，减压蒸除醚溶剂，得无色油状物0.70g的化合物1(收率30.2％)。