专利名称：2’,3’－双脱氧胞苷的合成方法
技术领域：
本发明涉及脱氧核苷类药物的合成方法，具体涉及2’，3’-双脱氧胞苷的合成方法。
背景技术：
2’，3’-双脱氧胞苷(2’，3’-dideoxycytidine)(I)，又名ddc，Zalcitabine，扎西他滨，商品名Hivid，其结构如下 该化合物为人体免疫缺陷病毒(HIV)逆转录酶抑制剂，它能在细胞内被磷酸化为有活性的三磷酸代谢物而抑制HIV病毒。临床适应症为艾滋病和艾滋病相关综合征，也可用于治疗I型单纯性疱症角膜炎。该药物由罗氏公司开发，于1992年上市。
目前公开的2’，3’-双脱氧胞苷的合成方法通常以胞嘧啶为原料，经硅醚化保护，与四乙酰核糖缩合制得胞苷，再经卤代和选择性保护、氢化还原、氨解脱保护等十几步反应制得产物。反应步骤很多，不易进行工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于对现有的2’，3’-双脱氧胞苷的合成方法进行改进，提供一种方法简便，收率、纯度高的新型制备方法。
本发明以易得的原料2’-脱氧胞苷开始，以较为简单操作的7步反应得到高纯度的2’，3’-双脱氧胞苷。
本发明公开的2’，3’-双脱氧胞苷的合成方法采用2’-脱氧胞苷盐酸盐为起始原料，经脱盐处理、选择性氨基和羟基保护、选择性脱氧脱保护、催化氢化脱保护等反应制得式I化合物，其合成路线如下 其中，R1表示C1-10脂肪酰基，如乙酰基、正丙酰基、异丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、新戊酰基、正己酰基等；或芳酰基，如苯甲酰基、对甲基苯甲酰基、对硝基苯甲酰基、对甲氧基苯甲酰基等。
R2表示C1-10脂肪酰基，如乙酰基、正丙酰基、异丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、新戊酰基、正己酰基等；或芳酰基，如苯甲酰基、对甲基苯甲酰基、对硝基苯甲酰基、对甲氧基苯甲酰基等。
R3表示烷基磺酰基，如甲磺酰基、乙磺酰基，三氟甲磺酰基等；或芳基磺酰基，如苯磺酰基、对甲苯磺酰基，2，4，6-三甲基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基，对硝基苯磺酰基、对氯苯磺酰基等。
本发明式I化合物的制备方法，包括以下步骤1)2’-脱氧胞苷盐酸盐的游离化在此步反应中2’-脱氧胞苷盐酸盐(1)悬浮于适量的有机溶剂中，用碱使2’-脱氧胞苷游离，收集无色结晶固体，干燥，得2’-脱氧胞苷(2)。
其中有机溶剂选自C1-C6的烷基醇如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇，丁醇等；或卤代烃类如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氯苯、四氯化碳等；或酯类化合物如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯等；或醚类如乙醚、异丙醚、叔丁醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚等。
碱可以为无机碱或有机胺，无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾，有机碱包括吡啶、六氢吡啶、二甲胺水溶液、二乙胺、三乙胺等。
2)2’-脱氧胞苷中胺基的保护取2’-脱氧胞苷(2)在极性溶剂中用酰基保护基(R1保护基)试剂与之反应后减压浓缩除去溶剂，加乙醚适量，吸滤收集白色结晶，干燥，得N-R1-2’-脱氧胞苷(3)。
其中所述极性溶剂为有机溶剂包括吡啶、DMSO、DMF、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃，乙腈、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、二氯甲烷或氯仿等。
R1保护基试剂选自如上定义的R1基团相应的酰化剂，包括乙酰氯、乙酰溴、乙酸酐、苯甲酰氯、苯甲酸酐等，其中优选苯甲酰氯。
3)选择性保护糖基中的5’位羟基N-R1-2’-脱氧胞苷(3)在有机溶剂和缚酸剂存在下，加入酰基保护基(R2保护基)试剂反应获得N-R1-5’-R2-2’-脱氧胞苷(3’)。
其中酰基保护基试剂选自如上定义的R2基团相应的酰化剂包括乙酰氯、三甲基乙酰氯，苯甲酰氯等，优选位阻较大的三甲基乙酰基酰化剂。
反应溶剂选用一般的有机溶剂，如二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、甲苯、吡啶，二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等，其中优选二氯甲烷吡啶。
缚酸剂选自一般的无机碱和有机碱，无机碱如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾等，有机碱如吡啶、六氢吡啶、二甲胺水溶液、二乙胺、三乙胺等。
4)糖基的3’位的羟基转化为易于脱去基团N-R1-5’-R2-2’-脱氧胞苷(3’)在有机溶剂中加入磺酰化剂获得N-R1-5’-R2-3’-R3-2’-脱氧胞苷(4)。
所述的磺酰化剂选自如上定义的R3磺酰基团相应的磺酰剂，包括甲磺酰基，对甲苯磺酰基，三氟甲磺酰基，2，4，6-三甲基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基，对硝基苯磺酰基、对氯苯磺酰基等相应的磺酰剂，其中优选甲磺酰氯或磺酸酐。所述的有机溶剂定义同步骤3)。
通常本步反应可以和上述步骤3)在同一反应器中同时进行。
5)3’、5’脱酰基反应N-R1-5’-R2-3’-R3-2’-脱氧胞苷(4)在反应溶剂中加入碱，脱除3’位的磺酰基和5’酰基生成N-R1-2’，3’-去氢-2’，3’-双脱氧胞苷(5)。
反应溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、DMF、DMSO等；碱选自甲醇钠、乙醇钠、二甲胺水溶液、二乙胺、三乙胺、吡啶等。反应后用酸中和后可得产品。在此步反应中，由于采用碱脱除，糖基5’位上羟基上的酰基保护基也同时被水解掉。
6)氨基脱保护取N-R1-2’，3’-去氢-2’，3’-双脱氧胞苷(5)悬浮于适量极性溶剂中，用碱催化进行反应后得2’，3’-去氢2’，3’-双脱氧胞苷(6)。
其中溶剂选自甲醇、乙醇、DMSO、DMF、N，N-二甲基乙酰胺等，碱选自甲醇钠、乙醇钠、三乙胺、六氢吡啶、吡啶、或OH型阴离子交换树脂。
7)催化氢化
2’，3’-去氢2’，3’-双脱氧胞苷(6)采用常压或加压氢化，重结晶纯化后得2’，3’-双脱氧胞苷(I)。
反应在一般溶剂中如水、甲醇、乙醇等中进行，为反应较快进行，一般应采用加压氢化。其中所述的催化剂可以为Pd-C、Raney Ni或PtO2。氢源以氢气为最好。
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
具体实施例方式
实施例1 2’-脱氧胞苷(2)的制备2’-氧胞苷盐酸盐(4.22摩尔)(1kg)悬浮于10升二氯甲烷中中，加入590毫升(4.22摩尔)二乙胺，悬浮液在室温下激烈搅拌三小时，收集无色结晶固体，用二氯甲烷洗，空气干燥得到880克2’-脱氧胞苷，得率100％，熔点185-195℃。
实施例2 N-苯甲酰-2’-脱氧胞苷(3)的制备方法2’-脱氧胞苷(2)(3300克，14.52摩尔)和苯甲酰氯(15摩尔)，二甲基乙酰胺(33升)的混合物在室温下搅拌过夜，减压浓缩除去溶剂，所得残留物用乙酸乙酯重结晶，抽滤，用乙酸乙酯洗，干燥，得白色固体(3990克)，收率83％，熔点223-225℃(dec.)。
实施例3 N-苯甲酰-2’-脱氧胞苷(3)的制备方法将2’-脱氧胞苷(2)(600克，2.64摩尔)、苯甲酸酐(590克，2.64摩尔)和无水乙醇(10升)的溶液回流两小时，溶液减压浓缩至小体积，用乙酸乙酯稀释，过滤，依次用乙酸乙酯和石油醚洗，干燥，得产物743克，产率85％，熔点230℃(dec.)。
实施例4 N-苯甲酰基-3’-甲磺酰基-5’-三甲基乙酰基-2’-脱氧胞苷(4)的制备将三甲基乙酰氯(955克)缓慢滴加到N-苯甲酰-2′-脱氧胞苷(3)(2公斤，6.04摩尔)的吡啶(40升)溶液中，加完后搅拌过夜。然后，在冰浴冷却下，向反应液中缓慢滴加甲磺酰氯(1.4公斤)，继续搅拌反应6小时。将混合物在搅拌下倒入100升水中，得胶状白色沉淀，过滤，用95％乙醇重结晶，干燥，得产物2.1公斤，收率71％，熔点144-146℃(dec.)。分析纯的样品由95％乙醇再次重结晶，熔点149-150℃(dec.)。UVλmax(MeOH) 258nm，300nm；1H NMRδH(DMSO-d6)9.0((1H，br S，NH)，8.01(1H，d，J＝7.5Hz，6-H)，7.80(2H，m，Ar)，7.56(3H，m，Ar)，7.52(1H，d，J＝7.5Hz，5-H)，6.22(1H，m，1′-H)，5.27(1H，m，3′-H)，4.61(1H，m，4′-H)，4.37(2H，d，J＝4.5Hz，5′-H)，3.12(3H，s，MeSO2-)，2.24(2H，m，2′-H)，1.23(9H，s，(CH3)3CCO)；E.A.C，53.54，H，5.51，N，8.51，S，6.49％.
实施例5 N-苯甲酰-2′，3′-去氢-2′，3′-双脱氧胞苷(5)的制备在冰浴冷却拌下，将悬浮在4升DMF中的无水氢氧化钠(450克)慢慢加入溶于4升DMF的N-苯甲酰-3′-甲磺酰基5′-乙酰基2′-脱氧胞苷(1.096公斤，2.22摩尔)溶液中，加完后继续搅拌一小时。再加入无水氢氧化钠20克，再搅拌一小时。以冰醋酸中和反应液至pH7，减压蒸去溶剂后，向残渣加入水(5升)，于5℃放置16小时，过滤分离结晶，用冰水洗，干燥，得到652克(5)粗产物，(产率92％)。分析样品以乙醇重结晶，熔点大于265℃。UVλmax(MeOH)257nm，301nm；1H NMRδH(DMSO-d6)11.37((1H，br S，NH)，8.38(1H，d，J＝7.5Hz，6-H，8.12(2H，m，Ar)，7.53-7.80(3H，m，Ar)，7.37(1H，d，J＝7.5Hz，5-H)，7.00(1H，m，1′-H)，6.50(1H，brd，J＝6Hz 3′-H)，6.10(1H，br，d，J＝6Hz，2′-H)，5.13(1H，t，J＝5.4Hz，OH)，4.95(1H，m，4′-H)，3.70(2H，m，5′-H)；E.A.C，61.33，H，4.82，N，13.41％。
实施例6 2′，3′-双脱氧胞苷(I)的制备N-苯甲酰-2′，3′-去氢-2′，3′-双脱氧胞苷(5)(650克，2.07摩尔)悬浮于12升甲醇中，加入甲醇钠(250克)，室温下搅拌15小时，过滤除去不溶物，分别用11升甲醇和8升水洗。合并滤液并被浓缩至约15升，加入5％Pd-C催化剂(150克)，在每平方英寸10磅的氢气压力下氢化，大约2小时后，停止氢化。过滤，滤液蒸发至干，得白色结晶334克，产率76％，熔点215℃。粗产物从95％乙醇(3.5升)重结晶，得272克分析纯的结晶(I)，熔点216-218℃。UVλmax(0.1NHCl)280nm；1H NMR δH(DMSO-d6)7.91(1H，d，J＝7.5Hz，6-H)，7.13(2H，S，NH2)，5.98(1H，m，1′-H)，5.76(1H，d，J＝7.5Hz，5-H)，4.98(1H，m，OH)，4.07(1H，m，4′-H)，3.63(2H，m，5′-H)，1.56-2.56(4H，m，2′-and3′-H)；E.A.C，51.18，H，6.20，N，19.89％。
权利要求
1.2’，3’-双脱氧胞苷(I)的合成方法，其特征在于，该方法采用2-脱氧胞苷盐酸盐(1)为起始原料，经脱盐处理得化合物(2)、选择性氨基保护得化合物(3)、选择性羟基保护得化合物(4)、选择性脱氧脱保护得化合物(5)、脱氨基保护得化合物(6)、催化氢化后获得化合物(I)。 其中，R1为C1-10脂肪酰基或芳酰基；R2为C1-10脂肪酰基或芳酰基；R3为烷基磺酰基或芳基磺酰基。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的脱盐处理方法是2’-脱氧胞苷盐酸盐(1)悬浮于适量的有机溶剂中，用碱使2’-脱氧胞苷游离，收集无色结晶固体，干燥，得2’-脱氧胞苷(2)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于其中所述的有机溶剂选自C1-C6的烷基醇、卤代烃、酯类化合物或醚类；所述的碱选自无机碱或有机胺。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的选择性氨基保护方法包括取2’-脱氧胞苷(2)在极性溶剂中用酰基保护基试剂与之反应后减压浓缩除去溶剂，加乙醚适量，吸滤收集白色结晶，干燥，得N-R1-2’-脱氧胞苷(3)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于其中所述极性溶剂选自吡啶、DMSO、DMF、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃，乙腈、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、二氯甲烷或氯仿；所述的酰基保护基试剂为如权利要求1所定义的R1基团相应的酰化剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的选择性羟基保护方法包括取N-R1-2’-脱氧胞苷(3)在有机溶剂中同时或分别与如权利要求1所定义的R2、R3保护基相应的酰化剂反应获得N-R1-5’-R2-3’-R3-2’-脱氧胞苷(4)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的选择性脱氧脱保护方法包括，N-R1-5’-R2-3’-R3-2’-脱氧胞苷(4)在反应溶剂中加入碱，脱除3’位的磺酰基和5’酰基生成N-R1-2’，3’-去氢-2’，3’-双脱氧胞苷(5)；其中所述的反应溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、DMF或DMSO；碱选自甲醇钠、乙醇钠、二甲胺水溶液、二乙胺、三乙胺或吡啶。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的脱氨基保护方法包括，取N-R1-2’，3’-去氢-2’，3’-双脱氧胞苷(5)悬浮于适量极性溶剂中，用碱催化进行反应后得2’，3’-去氢2’，3’-双脱氧胞苷(6)；其中所述溶剂选自甲醇、乙醇、DMSO、DMF或N，N-二甲基乙酰胺；碱选自甲醇钠、乙醇钠、三乙胺、六氢吡啶、吡啶、或OH型阴离子交换树脂。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的催化氢化方法为2’，3’-去氢2’，3’-双脱氧胞苷(6)采用常压或加压氢化，重结晶纯化后得2’，3’-双脱氧胞苷(I)；其中氢化反应的溶剂采用水、甲醇或乙醇，加压氢化的催化剂采用Pd-C、Raney Ni或PtO2。
全文摘要
本发明涉及2’，3’－双脱氧胞苷(I)的合成方法。该方法以2’－脱氧胞苷盐酸盐为起始原料经脱盐处理、选择性氨基和羟基保护、选择性脱氧脱保护、催化氢化脱保护等反应制得目的产物。与现有的合成方法相比，该法反应步骤短，收率高，所得产物纯度高。
文档编号C07H19/00GK1640883SQ200410015900
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月17日 优先权日2004年1月17日
发明者杨炳辉, 邱金刚, 凌国昌 申请人:杭州富邦生物制药有限公司