本发明涉及高纯度膦丙替诺福韦中间体的制备方法及其应用。
背景技术：
膦丙替诺福韦I(半富马酸替诺福韦艾拉酚胺，tenofovir alafenamide fumarate，TAF)是一种新型核苷类逆转录酶抑制剂，在临床试验中，该药已被证明在低于吉利德已上市药物富马酸替诺福韦二吡呋酯片十分之一剂量时，就具有非常高的抗病毒效果，同时可改善肾功能和骨骼方面参数。富马酸替诺福韦艾拉酚胺具有良好的安全性和耐受性。”与富马酸替诺福韦二吡呋酯相比，没有因肾功能不良事件而停药的事件；显著较小的蛋白尿和肾小管性蛋白尿副作用；对脊柱和髋部的骨密度显著的影响较小。
膦丙替诺福韦I制备方法一般由以下方式得到：替诺福韦活化后先后和苯酚与L-丙氨酸异丙酯加成，得到替诺福韦艾拉酚胺混旋物，再柱色谱分离和结晶得到光学纯的替诺福韦艾拉酚胺II，然后与富马酸成盐得到膦丙替诺福韦I。由此可见，替诺福韦艾拉酚胺II的光学纯度是非常重要的，也是关键中间体。现有技术条件下的已经公开报道的合成方法有专利文献US7803788、CN103732594等报道。
现有技术条件下，得到的替诺福韦艾拉酚胺II，其光学纯度在98％～99％(US7803788)，非对映异构体杂质达到0.65％(CN103732594)，未能达到光学异构体在0.1％以下的水平，故迫切需要更改现有纯化的技术条件，需要寻找一个操作简单、方便的方法来进行替诺福韦艾拉酚胺II的纯化和制备，并且适应工业化生产的需要，用于最终制备膦丙替诺福韦I。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法操作复杂、后处理过程繁琐、生产成本高、制得的产品光学纯度差、不适合于工业化生产等缺陷而提供了一种高纯度膦丙替诺福韦中间体的制备方法及其应用。本发明的制备方法操作简单安全、后处理简单、制得的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II化学纯度和光学纯度高、而且终产品膦丙替诺福韦化学纯度和光学纯度高、能够达到原料药标准、生产成本低、适合于工业化生产。
本发明提供了一种膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法，其包括以下步骤：在腈类溶剂与水的混合溶剂或者腈类溶剂与芳烃类溶剂的混合溶剂中，将膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II粗品重结晶得到高纯度膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II即可；所述的“高纯度替诺福韦艾拉酚胺II”光学纯度大于99.50％，化学纯度大于99.60％；所述的“膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II粗品”光学纯度为60.00％～99.00％；化学纯度为60.00％～99.00％；所述的“高纯度替诺福韦艾拉酚胺II”化学纯度和光学纯度均大于所述的“膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II粗品”。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的腈类溶剂优选乙腈。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的芳烃类溶剂优选甲苯。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的“腈类溶剂与水的混合溶剂”中所述的腈类溶剂与水的体积比值优选1∶5～1∶20；例如1∶10、1∶20或1∶5。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的“腈类溶剂与芳烃类溶剂的混合溶剂”中所述的腈类溶剂与芳烃类溶剂的体积比值优选1∶1～1∶10；进一步优选1∶3～1∶8；例如1∶3、1∶4或1∶8。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的“腈类溶剂与水的混合溶剂”与所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II粗品的体积质量比值优选1mL/g～21mL/g；进一步优选6mL/g～21mL/g；例如6mL/g、11mL/g或21mL/g。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的“腈类溶剂与芳烃的混合溶剂”与所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II粗品的体积质量比值优选1mL/g～30mL/g；进一步优选8mL/g～18mL/g；例如8mL/g、10mL/g或18mL/g。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，当采用“腈类溶剂与水的混合溶剂”时，所述的重结晶的温度优选55℃～85℃；例如55℃～65℃、65℃～75℃或75℃～85℃。当采用“腈类溶剂与芳烃类溶剂的混合溶剂”时，所述的重结晶的温度优选60℃～90℃；例如60℃～70℃、70℃～80℃或80℃～90℃。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的替诺福韦艾拉酚胺II粗品光学纯度优选80.00％～99.50％，进一步优选85.00％～99.50％，例如95.29％、80.36％、85.93％或者90.89％。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法中，所述的替诺福韦艾拉酚胺II粗品化学纯度优选70.00％～99.60％，进一步优选80.00％～99.60％，例如70.25％、80.76％、98.66％或者90.64％。
所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法，优选采用以下步骤：将膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II粗品中加入腈类溶剂与水的混合溶剂或者腈类溶剂与芳烃类溶剂的混合溶剂中，溶解、冷却析晶，得到高纯度膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II即可。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法优选采用的步骤中，当采用腈类溶剂与水的混合溶剂时，所述的溶解的温度优选55℃～85℃，例如55℃～65℃、65℃～75℃或75℃～85℃。所述的溶解的时间优选0.5小时～2小时，例如0.5小时或1小时。所述的冷却析晶的温度优选0℃～20℃；例如0℃～10℃、5℃～15℃或者10℃～20℃。所述的冷却析晶的时间优选0.5小时～2小时，例如2小时。
在所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法优选采用的步骤中，当采用腈类溶剂与芳烃类溶剂的混合溶剂时，所述的溶解的温度优选60℃～90℃，例如60℃～70℃、70℃～80℃或80℃～90℃。所述的溶解的时间优选0.5小时～2小时，例如0.5小时或1小时。所述的冷却析晶的温度优选-5℃～15℃，例如-5℃～5℃、0℃～10℃或者10℃～15℃。所述的冷却析晶的时间优选0.5小时～2小时，例如2小时。
所述的溶解优选在搅拌的条件下进行，所述的搅拌的速度优选60转/分～240转/分，进一步优选120转/分～240转/分，例如120转/分、150转/分、170转/分、180转/分、210转/分、230转/分或240转/分。所述的冷却析晶优选在搅拌的条件下进行，所述的搅拌的速度优选60转/分～240转/分，进一步优选60转/分～120转/，例如60转/分、70转/分、80转/分、90转/分、100转/分、110转/分或120转/分。
所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法，优选冷却析晶后，还包括过滤、干燥的步骤。所述的过滤、干燥可以采用本领域中该类操作的常规方法。所述的干燥优选真空干燥；所述的真空干燥的温度优选40℃～50℃；所述的真空干燥的时间优选8小时～12小时；所述的真空干燥的压强优选-0.08MPa～-0.1MPa。
本发明的制备方法制得的高纯度膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II手性HPLC纯度为99.86％～99.98％；HPLC纯度为99.61％～99.92％；非对应映异构体含量为0.02％～0.08％，单一最大杂质为0.03％～0.09％、小于0.10％，达到原料药标准。
本发明还提供了膦丙替诺福韦I的制备方法，其包括以下步骤：在腈类溶剂中，将按照上述方法制得的高纯度膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II与富马酸进行成盐反应，得到膦丙替诺福韦I即可；
所述的膦丙替诺福韦I的制备方法可以采用本领域中该类成盐反应的常规方法，本发明中特别优选以下反应条件：
在所述的膦丙替诺福韦I的制备方法中，所述的腈类溶剂优选乙腈。
在所述的膦丙替诺福韦I的制备方法中，所述的腈类溶剂与所述的膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II的体积质量比值优选1mL/g～100mL/g，进一步优选10mL/g～30mL/g，例如13.5mL/g。
在所述的膦丙替诺福韦I的制备方法中，所述的高纯度膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II与所述的富马酸的摩尔比值优选2.0～2.1。
在所述的膦丙替诺福韦I的制备方法中，所述的成盐反应的温度优选60℃～90℃，进一步优选70℃～80℃，例如70℃～75℃。
在所述的膦丙替诺福韦I的制备方法中，所述的成盐反应进程可以采用本领域中的常规监测方法(例如TLC、HPLC或NMR)进行监测，一般以高纯度膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II消失时为反应终点，所述的成盐反应的时间优选3小时～15小时，进一步优选4小时～8小时，例如5小时。
所述的膦丙替诺福韦I的制备方法，优选加入膦丙替诺福韦I晶种。所述的膦丙替诺福韦I晶种与所述的膦丙替诺福韦I中间体替诺福韦艾拉酚胺II的质量比值优选0.0001～0.1，进一步优选0.01～0.001。
所述的膦丙替诺福韦I的制备方法，优选包括以下后处理步骤：反应结束后，冷却析晶，过滤、干燥得到所述的膦丙替诺福韦I即可。
在所述的膦丙替诺福韦I优选的后处理步骤中，所述的冷却析晶的温度优选-5℃～15℃，进一步优选0℃～10℃，例如5℃～10℃。
在所述的膦丙替诺福韦I优选的后处理步骤中，所述的过滤、干燥可以采用本领域中该类操作的常规方法。所述的干燥优选真空干燥；所述的真空干燥的温度优选40℃～50℃；所述的真空干燥的时间优选8小时～12小时；所述的真空干燥的压强优选-0.08MPa～-0.1MPa。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明中，所述的室温指环境温度，为10℃～35℃。
本发明的积极进步效果在于：本发明的制备方法，操作简单安全，收率高，制得的产品纯度高、由此方法制备的高纯度膦丙替诺福韦中间体替诺福韦艾拉酚胺II光学纯度大于99.50％，化学纯度大于99.60％，制得的膦丙替诺福韦I光学纯度大于99.80％，化学纯度大于99.80％，单杂小于0.10％，满足原料药要求，并且生产成本低、适合于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。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。
实施例1：替诺福韦艾拉酚胺中间体III的制备方法(参考文献US7803788实施例2)
替诺福韦3.0Kg和苯酚1.98Kg加入N-甲基吡咯烷酮9L，加热到60℃～70℃，加入N，N-二异丙基乙基胺1.68Kg和二环己基碳二亚胺3.53Kg，加热到90℃～100℃搅拌16小时，冷却到10～20℃后滴加入水7.5L并搅拌2小时，过滤，用水3L洗涤。滤液用质量百分比为20％的氢氧化钠水溶液(所述的质量百分比是指氢氧化钠的质量占氢氧化钠水溶液总质量的百分比)调节至pH为11～12，用乙酸乙酯7.5L萃取两次，水相分出后用浓盐酸调节至pH为2.5～3.5，冷却到10～20℃搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺中间体III 2.67Kg，产率70.3％，HPLC纯度95.85％。
实施例2：替诺福韦艾拉酚胺II粗品的制备方法(参考文献US7803788实施例2)
将替诺福韦艾拉酚胺中间体III 2.40Kg(HPLC纯度95.85％)加入乙腈12L中，加入氯化亚砜1.20Kg，加热到75℃～85℃搅拌2小时，冷却后减压蒸馏去除大部分溶剂。残余物溶于二氯甲烷9L，搅拌冷却到-25～-15℃，再加入L-丙氨酸异丙酯1.97Kg和二氯甲烷8.4L，再加入三乙胺1.1Kg，在-25～-15℃搅拌3小时，然后升至室温(10℃～35℃)，用质量百分比为10％的磷酸二氢钠水溶液(所述的质量百分比是指磷酸二氢钠的质量占磷酸二氢钠水溶液总质量的百分比)10L洗涤4次，用质量百分比为10％的氯化钠水溶液9L洗涤1次(所述的质量百分比是指氯化钠的质量占氯化钠水溶液总质量的百分比)，有机相分出后用无水硫酸钠干燥。过滤，减压浓缩去除大部分溶剂后得到的残余物加入乙腈6L，加热到65℃～75℃搅拌，冷却到0～5℃搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II粗品1.45Kg，产率46.1％。HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出。
实施例3：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品900g(HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出)加入乙腈1.8L和甲苯7.2L中，加热到70℃～80℃在120转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到0～10℃在60转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 760g，产率84.4％。HPLC纯度99.87％，最大单一杂质0.04％，手性-HPLC纯度99.98％，其中非对映异构体0.02％，对映异构体未检出。
实施例4：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品(HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出)30g加入乙腈60mL和甲苯480mL中，加热到60℃～70℃在150转/分钟下搅拌1小时，缓慢冷却到-5～5℃在70转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 24.5g，产率81.7％。HPLC纯度99.92％，最大单一杂质0.03％，手性-HPLC纯度99.86％，其中非对映异构体0.06％，对映异构体未检出。
实施例5：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品30g(HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出)加入乙腈60mL和甲苯180mL中，加热到80℃～90℃在170转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到10～15℃在80转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 25.0g，产率83.3％。HPLC纯度99.81％，最大单一杂质0.05％，手性-HPLC纯度99.93％，其中非对映异构体0.07％，对映异构体未检出。
实施例6：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品40g(HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出)加入乙腈40mL和水400mL中，加热到65℃～75℃在180转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到5～15℃在90转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 33.6g，产率84.0％。HPLC纯度99.92％，最大单一杂质0.04％，手性-HPLC纯度99.96％，其中非对映异构体0.04％，对映异构体未检出。
实施例7：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品20g(HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出)20g加入乙腈20mL和水400mL中，加热到55℃～65℃在210转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到0～10℃在100转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 16.3g，产率81.5％。HPLC纯度99.64％，最大单一杂质0.08％，手性-HPLC纯度99.92％，其中非对映异构体0.06％，对映异构体未检出。
实施例8：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品40g(HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出)40g加入乙腈40mL和水200mL中，加热到75℃～85℃在230转/分钟下搅拌1小时，缓慢冷却到10～20℃在110转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 33.3g，产率83.2％。HPLC纯度99.61％，最大单一杂质0.09％，手性-HPLC纯度99.92％，其中非对映异构体0.08％，对映异构体未检出。
实施例9：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品900g(HPLC纯度70.25％，手性-HPLC纯度80.36％，其中非对映异构体18.91％、对映异构体未检出)加入乙腈1.8L和甲苯7.2L中，加热到70℃～80℃在120转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到0～10℃在60转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 372g，产率41.3％。HPLC纯度99.92％，最大单一杂质0.05％，手性-HPLC纯度99.93％，其中非对映异构体0.07％，对映异构体未检出。
实施例10：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品900g(HPLC纯度80.76％，手性-HPLC纯度85.93％，其中非对映异构体13.91％、对映异构体未检出)加入乙腈1.8L和甲苯7.2L中，加热到70℃～80℃在120转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到0～10℃在60转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 454g，产率50.4％。HPLC纯度99.89％，最大单一杂质0.05％，手性-HPLC纯度99.96％，其中非对映异构体0.04％，对映异构体未检出。
实施例11：替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品900g(HPLC纯度90.64％，手性-HPLC纯度90.89％，其中非对映异构体18.91％、对映异构体未检出)加入乙腈1.8L和甲苯7.2L中，加热到70℃～80℃在120转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到0～10℃在60转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II 560g，产率62.2％。HPLC纯度99.95％，最大单一杂质0.03％，手性-HPLC纯度99.90％，其中非对映异构体0.04％，对映异构体未检出。
实施例12：膦丙替诺福韦I的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II 518g(HPLC纯度99.87％，最大单一杂质0.04％，，手性-HPLC纯度99.98％，其中非对映异构体0.02％)悬浮于乙腈7L中，再加入富马酸63g，加热到70℃～75℃搅拌，趁热过滤，冷却到60℃～65℃，加入膦丙替诺福韦I晶种0.5g，在3小时内降温至5～10℃搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到膦丙替诺福韦I 528g，产率90.8％。HPLC纯度99.92％，最大单一杂质0.05％，手性-HPLC纯度99.99％，光学异构体低于0.01％，对映异构体未检出。
实施例13：膦丙替诺福韦I的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II 518g(HPLC纯度99.92％，最大单一杂质0.04％，手性-HPLC纯度99.96％，其中非对映异构体0.04％)悬浮于乙腈7L中，再加入富马酸63g，加热到70℃～75℃搅拌，趁热过滤，冷却到60℃～65℃，加入膦丙替诺福韦I晶种0.5g，在3小时内降温至5～10℃搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到膦丙替诺福韦I 520g，产率89.4％。HPLC纯度99.95％，最大单一杂质0.03％，手性-HPLC纯度99.97％，光学异构体低于0.03％，对映异构体未检出。
实施例14：膦丙替诺福韦I的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II518g(HPLC纯度99.92％，最大单一杂质0.03％，手性-HPLC纯度99.86％，其中非对映异构体0.06％)悬浮于乙腈7L中，再加入富马酸63g，加热到70℃～75℃搅拌，趁热过滤，冷却到60℃～65℃，加入膦丙替诺福韦I晶种0.5g，在3小时内降温至5～～10℃搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到膦丙替诺福韦I 513.5g，产率88.3％。HPLC纯度99.93％，最大单一杂质0.04％，手性-HPLC纯度99.95％，光学异构体低于0.05％，对映异构体未检出。
实施例15：膦丙替诺福韦I的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II 518g(HPLC纯度99.64％，最大单一杂质0.08％，手性-HPLC纯度99.92％，其中非对映异构体0.06％)悬浮于乙腈7L中，再加入富马酸63g，加热到70℃～75℃搅拌，趁热过滤，冷却到60℃～65℃，加入膦丙替诺福韦I晶种0.5g，在3小时内降温至5～10℃搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到膦丙替诺福韦I 521.6g，产率89.7％。HPLC纯度99.93％，最大单一杂0.04％，手性-HPLC纯度99.92％，光学异构体低于0.05％，对映异构体未检出。
对比实施例1替诺福韦艾拉酚胺II的制备方法
将替诺福韦艾拉酚胺II粗品30g(HPLC纯度98.66％，手性-HPLC纯度95.29％，其中非对映异构体4.71％、对映异构体未检出)加入乙腈60mL和甲苯900mL中，加热到80℃～90℃在170转/分钟下搅拌0.5小时，缓慢冷却到10～15℃在80转/分钟下搅拌2小时，过滤，40～50℃真空(-0.08～-1.0MPa)烘干8～12小时得到替诺福韦艾拉酚胺II24.0g，产率80.0％，HPLC纯度99.73％，最大单一杂0.08％。手性-HPLC纯度99.73％，其中非对映异构体0.27％。