一种帕拉米韦三水合物的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及药物合成领域，具体涉及一种抗普通流感及禽流感病毒药物帕拉米韦 三水合物的合成方法。
【背景技术】
[0002] 帕拉米韦三水合物，英文名称为Peramivir trihydrate，化学名称为 (1$ 2$ 3疋5) _3_[ (1' -乙酰基氨基-2' -乙基）丁基）]_4_[[(氨基亚氨基） 甲基]氨基]-2-羟基环戊烷-1-羧酸三水合物，结构式如下式所示，是美国Biocryst Pharmaceuticals原研的药物"帕拉米韦"的一种稳定态水合物。帕拉米韦本身是一种环戊 烷衍生物类神经氨酸酶抑制剂。该药物能有效抑制各种流感病毒株的复制和传播过程，具 有耐受性好、毒性小、实用于注射等优点，是一种前景广阔的抗流感药物。以军事医学科学 院毒物药物研究所李松研究员为首的团队，首先在国内自主开发了帕拉米韦三水合物作为 抗流感候选药物。随后，湖南有色凯铂生物药业公司（现为湖南南新制药有限公司）与军事 医学科学院相关团队合作，经过多年工艺开发及临床试验，在2013年获得了国家食品药品 监督总局的帕拉米韦原料药及注射剂的生产许可批文，实现了工业规模化生产，为国内市 场提供了除达菲以外的另外一种重要的抗流感候选药物。但是目前该药物的生产成本及价 格对普通病患来说相对较高。随着市场对抗流感药物的需求逐渐增大，在技术上也对进一 步改进工艺、降低生产成本提出了新的要求，而这方面的工作毫无疑问是非常有意义的。
[0003] 在现有及文献描述的合成工艺方面，虽然已有数篇帕拉米韦或帕拉米韦三水 合物全合成专利（W02012145932A1，CN101367750B，W02012145932A1，CN100432047C， CN101538228B，CN101538228B，CN102863359B等）报道，但所用到的方法都有缺陷，有收 率偏低，生产成本高，涉及环境毒害试剂，或者不适合工业化生产等问题。例如，Biocryst Pharmaceutical公司公开的合成方法（J CAeva，2000,丈?，3482)，在关键中间体异恶 唑啉环的形成步骤涉及到剧毒的异氰酸苯酯和本的使用，不利于生产安全和废液处理，难 以避免环保公害。恶唑环还原开环时使用到比较昂贵的金属催化剂Pt02,增大了该工艺的 生产成本。最近几年公开的比较具有代表性的专利CN101367750B (军事医学科学院毒物药 物研究所专利开发），在合成工艺上做了较大改进(合成路线见下式)，以2-乙基-N-羟基 丁亚氨酰氯替代异氰酸苯酯成环形成异恶唑啉环，以硼氢化钠替代PtO2-H2还原开环形成 氨基和羟基。虽然该方法较原研和先前的方法已有较大改进，但该工艺经过十多步的反应 得到最终产物，不仅步骤长、产率低（总产率不足15%)，致使帕拉米韦生产成本高及上市制 剂价格高企。而且，NiCl 2. 6H20/NaBH4作为还原剂，产品后处理比较困难，比如还原时间比较 长，固液分离时间较长，物料粘性较大，物料转移困难。同时，由于NiCl 2. 6H20在实际工艺过 程中使用摩尔当量，其废液中必然含有大量重金属Ni离子，增大了处理成本，不利于环保 工作。
[0004]
【发明内容】
[0005] 有鉴于上面描述的情况，本发明的目的是克服现有帕拉米韦三水合物合成方法 中存在的问题，提供一种步骤更简单、成本更低廉、更安全环保的帕拉米韦三水合物合成 方法。为了实现这个目的，我们开发了一种创新、实用的方法，改进了帕拉米韦合成工 艺，降低了其生产成本。我们以（3a疋4疋65；6a5)-4-[[(l，l-二甲基乙氧基）羰基]氨 基]-3-(1'-乙基丙基）-3a，5, 6, 6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸1，1-二甲基 乙基铵(化合物I，按专利CN101367750B方法自制）为原料，经过5步合成反应制得帕拉米 韦三水合物。
[0006] 本发明采用如下合成路线：
具体步骤如下： 以（3a《4《65；6a5)-4-[[(l，1-二甲基乙氧基）羰基]氨基]_3_(1' -乙基丙基）-3a，5, 6, 6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸1，1-二甲基乙基铵(化合物I，按 专利CN101367750B方法自制）为起始原料，经过下列工艺步骤制得帕拉米韦三水合物： 步骤1:将（3a疋4疋65；6a5)-4-[[(l，l-二甲基乙氧基）羰基]氨基]乙 基丙基）-3a，5,6,6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸1，1_二甲基乙基铵 (化合物I)、无机碱、有机溶剂混合，进行碱化，置换出的叔丁胺及溶剂一并在真空下除 去。残留物溶于水中，滴加弱酸酸化至中性。然后经过有机溶剂提取剂、洗涤、干燥、 浓缩得（3a《4疋6$ 6a5) _4_[ [ (1，1_二甲基乙氧基）幾基]氨基]_3_ (1 ' -乙基丙 基）-3a，5, 6, 6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸(化合物II)。
[0007] 步骤2 :将（3a疋4疋65；6a5)-4_[[(l，1-二甲基乙氧基）羰基]氨基]乙 基丙基）-3a，5, 6, 6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸(化合物II)、金属催化剂 Pd-C或Pt02在氮气气氛下溶于甲醇，充入氢化釜内，进行加氢还原。反应后，溶液经过硅胶 纯化处理，得到（1S，2S，3S，4R，1' S)-3-[(l' -氨基-2' -乙基）丁基]_4_[[(1，1-二甲基 乙氧基）羰基]氨基]-2-羟基环戊烷-1-羧酸(化合物III)。
[0008] 步骤 3 :将（IS, 2S, 3S, 4R, I ' S) _3_[ (1 氛基 _2'_ 乙基）丁基]_4_[ [ (1，1_ 二甲 基乙氧基）羰基]氨基]-2-羟基环戊烷-1-羧酸(化合物III)粗品溶于水氢氧化钠溶液或 者DMF和水的混合溶剂，进行乙酰化反应，制得乙酰化产物（1S，2S，3S，4R，l'S)-3-[(l'-乙 酰氨基 _2'_乙基）丁基]_4_[[ (1，1-二甲基乙氧基）幾基]氨基]_2_羟基环戊烧-1-駿 酸(化合物IV)(粗品，直接用于下步反应)。
[0009] 步骤 4 : (IS, 2S, 3S, 4R, I ' S) _3_[ (1 ' -乙醜氛基 _2' -乙基）丁基]_4_[ [ (1，1_ 二 甲基乙氧基）羰基]氨基]-2-羟基环戊烷-1-羧酸(化合物IV粗品）溶解于水，在酸性条 件下，去除4-位氨基的Boc保护基，得（IS, 2S, 3S, 4R, I ' S) _3_[ (1 乙酰氨基_2'_乙基） 丁基]-4-氨基-2-羟基环戊烷-1-羧酸(化合物V)的水溶液中。
[0010] 步骤5 :加入盐酸1，2, 4-三氮唑-1-甲眯或者盐酸氯甲脒，滴加氢氧化钠水溶液 碱化，在室温下反应得到帕拉米韦粗品。
[0011] 步骤6 :帕拉米韦粗品与纯化水混合，加热至回流，全溶后搅拌经过活性炭脱色、 过滤，冷却结晶、过滤得目标产物帕拉米韦三水合物（白色晶体)。
[0012] 在本发明优选的实施方案中，步骤（1)所述的溶剂为丙酮、四氢呋喃，优选丙酮； 所用的碱为碳酸钾和氢氧化钠；反应物及碱摩尔配比为反应物：碱为I :1-1. 2，优选化合 物I :氢氧化钠摩尔配比为1:1. 03 ;碱化反应温度为30-50°C，优选45-50°C。
[0013] 在本发明的优选方案中，步骤⑵所述的催化剂为Pd-C、PtO2或者AgOAc，优选 10%Pd-C ;所述的溶剂为甲醇、乙酸乙酯、四氢呋喃或者甲苯，优选甲醇。氢气压力为0. 5-1. 5 MPa，优选0. 8Mpa。反应物及催化剂配比为化合物11(重量):10%Pd-C(重量)为1:0. 02-0. 1， 优选1 :0. 05 ;反应温度为30-60°C，优先55-60°C。
[0014] 在本发明的优选方案中，步骤（3)所述的乙酰化试剂是醋酸酐；所述反应溶剂是 16%和32%的氢氧化钠溶液。反应物、乙酸酐及碱摩尔配比为化合物III :乙酸酐：碱为1 : 2 : 3;反应温度为20-40°C，优选25-35°C。
[0015] 在本发明的优选方案中，步骤（4)所述的酸化是在盐酸、三氟乙酸，优选30%盐酸。 反应物及酸配比为化合物IV (重量):酸(重量)为I :1-1. 3，优选1:1 ;反应温度为0-20°C， 优选〇-5°C。
[0016] 在本发明的优选方案中，步骤（5)所述的胍基化试剂是盐酸1，2, 4-三氮唑-1-甲 脒、氯甲脒盐酸盐；反应溶剂为水。反应物、盐酸甲脒摩尔配比为化合物V :盐酸甲脒：碱为 I :1-1. 5,优选 1:1. 2 ;反应温度为 20-40°C，优选 20-25°C。
[0017] 在本发明的优选方案中，步骤（6)所述的结晶溶剂为水或水和甲醇的混合溶剂， 优选水。粗品和溶剂配比例为粗品（重量）：溶剂(重量）比为1:5-15,优选1:8。成品精制 温度为 80-100 °C，优选 90-95°C。
[0018] 最优选地，本发明提供的帕拉米韦三水合物的制各方法为： 步骤⑴：将（3&疋4疋65；6&5)-4-[[(1，1-二甲基乙氧基）羰基]氨基]-3-(1'-乙基 丙基）-3a，5, 6, 6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸1，1-二甲基乙基铵在丙酮中， 在室温下（20-25°C)加入碳酸钾和氢氧化钠碱化，真空除去溶剂及反应产生的叔丁基胺，然 后在水中用乙酸酸化得中间体II。
[0019] 步骤（2):化合物II进行，在甲醇中，在50-60°C、10%Pd-C催化剂存在下催化氢化 得中间体III。
[0020] 步骤（3):化合物III在氢氧化钠水溶液中与乙酸酐在室温反应进行乙酰化得中 间体IV，直接进行下一步反应。
[0021]步骤（4):化合物IV在0_5°C低温下与浓盐酸条件下去Boc-保护得化合物V， 不经分离，直接用于下一步反应。
[0022] 步骤（5):化合物V在室温下，与盐酸1，2, 4-三氮唑-1-甲眯在水中、pH 8. 4条 件下反应形成胍基，得粗品。
[0023] 步骤（6):粗品在8-12倍纯化水加热至90_100°C溶解、冷却至0_5°C结晶得帕拉 米韦三水合物，在40_50°C干燥制得成品。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果体现在： 首先，相比专利描述的一般方法化合物I经过甲基化、还原、去Boc、酯水解、胍基化成 帕拉米韦，我们的方法化合物I不经过甲基化形成酯的步骤及后面合成目标产物时必须 经过的酯水解步骤，在合成路线上节省了 2步，提高了合成工艺的"原子利用率"（atomic efficiency)，同时避免了甲基化需要使用的毒性较大的硫酸二甲酯，也省去了相应的有机 溶剂，更加环境友好。异噁唑啉换的还原开环步骤，用催化氢化代替了硼氢化钠，提高了收 率，减少了重金属废液排放，使工艺过程更加"绿色"环保。而且，这些优化改进，使得从化 合物I到成品总收率达45%左右，相比具有代表性的专利CN101538228B描述的方法的对应 步骤(从化合物I到帕拉米韦三水合物成品收率只有30%左右)，收率有明显提高。
【附图说明】
[0025] 图1是（3a《4《65；6a5)-4-[[(l，1-二甲基乙氧基）羰基]氨基]乙基 丙基）-3a，5, 6, 6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸(化合物II) 1H NMR谱图。
[0026] 图2是（3a《4《65；6a5)-4-[[(l，1-二甲基乙氧基）羰基]氨基]乙基 丙基）-3a，5, 6, 6a-四氢-4H-环戊烷并[d]异噁唑-6-羧酸(化合物II) MS谱图。
[0027] 图 3 是（IS, 2S, 3S, 4R, I ' S) _3_[ (1 ' -氛基 _2' -乙基）丁基]_4_[ [ (1，1_ 二甲 基乙氧基）羰基]氨基]-2-羟基环戊烷-1-羧酸(化合物III) 1H NMR谱图。
[0028] 图 4 是（IS, 2S, 3S, 4R, I ' S) _3_[ (1 ' -氛基 _2' -乙基）丁基]_4_[ [ (1，1_ 二甲 基乙氧基）羰基]氨基]-2-羟基环戊烷-1-羧酸(化合物III) MS谱图。
[0029]图 5 是（1$ 2$ 3疋 7'5) _3_[ (1乙酰基氨基_2'_ 乙基）丁基）]_4_[[(氨 基亚氨基）甲基]