替諾福韋艾拉酚胺的合成

薛金輝，劉 景，柯永新

（浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，浙江 杭州 310014）

0 引言

替諾福韋艾拉酚胺的化學(xué)名為：{9-[（R）-2-[[（S）-[[（S）-1-（異丙氧基羰基）乙基]氨基]苯氧基氧膦基]甲氧基]丙基]腺嘌呤}，分子式：C21H29N6O5P，相對(duì)分子質(zhì)量：534.51。

替諾福韋艾拉酚胺（Tenofovir alafenamide fumarate，TAF）又稱富馬酸磷丙替諾福韋，是替諾福韋 （PMPA）的前藥，由吉利德公司研發(fā)用于治療乙肝 （HBV）及HIV。其用于乙肝的研究分別于2016年1月向美國(guó)FDA提交NDA申請(qǐng)，2016年2月向歐洲EMA提交NDA申請(qǐng)，2016年8月吉利亞醫(yī)藥向CFDA提交了化藥1類臨床試驗(yàn)申請(qǐng)[1]。TAF于2016年3月初獲得FDA批準(zhǔn)與利匹韋林（rilpivirine）、恩 曲 他 濱 （emtricitabine） 聯(lián) 用 （ 即Odefsey）用于治療無(wú)已知非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑 （NNRTI）相關(guān)耐藥突變且病毒載量低于100000拷貝/mL的HIV-1成人感染者以及12歲及以上體重至少35 kg的青少年感染者[2]。TAF屬于新型的核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，在臨床期時(shí)TAF就以其十倍于替諾福韋酯 （TDF）的藥效展現(xiàn)出其非常高的抗病毒活性[3-7]。從2004年以來(lái)，替諾福韋經(jīng)歷了十年的工藝改進(jìn)，但是目前并未有具有很大創(chuàng)新性的合成工藝被開發(fā)。

1 合成路線分析

因?yàn)門AF為替諾福韋 （PMPA）的前藥，故而合成中一般以PMPA為關(guān)鍵基點(diǎn)，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾。PMPA最常見(jiàn)是的拆分成HPA （R-9-（2-hydroxypropyl） adenine/R-9-（2-羥基丙基）腺嘌呤）與甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯兩個(gè)部分，而HPA是經(jīng)過(guò)廉價(jià)易得的腺嘌呤來(lái)構(gòu)建。目前適合工業(yè)化的也只有最初的路線，即以腺嘌呤為原料與R-碳酸丙烯酯反應(yīng)，然后再在有機(jī)醇?jí)A作用下與對(duì)甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯連接，經(jīng)三甲基溴硅烷作用水解后得到PMPA。2010年，各國(guó)專家在總結(jié)了大量PMPA生產(chǎn)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)此路線做了較多的工藝優(yōu)化，使得整體收率提升到了 24%[8]。 PMPA的合成無(wú)外乎兩種途徑：（1）HPA與對(duì)甲苯磺酰氧甲基磷酸二乙酯反應(yīng)，再水解；（2）以 S-環(huán)氧氯丙烷為原料構(gòu)建（（R）-（（（1-氯丙-2-基）氧基）甲基）膦酸二乙酯，腺嘌呤與之直接反應(yīng)，再水解。由于市場(chǎng)上HPA的銷量很大，并且價(jià)格合理，故而工業(yè)化上首選包含此中間體的路線。而工業(yè)上與本文合成HPA的主要區(qū)別就在于構(gòu)建價(jià)格比較貴的R-碳酸丙烯酯。本文不經(jīng)過(guò)構(gòu)建R-碳酸丙烯酯，直接用其原料R-環(huán)氧丙烷與腺嘌呤反應(yīng)，得到HPA，再與對(duì)甲苯磺酰氧甲基芐基苯基膦酸酯反應(yīng)，最后與丙氨酸異丙酯反應(yīng)得到 TAF（Scheme 1）。

Scheme 1 TAF合成路線

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器及試劑

熔點(diǎn)用德國(guó)Büchi B-540熔點(diǎn)儀測(cè)定，核磁共振儀為Bruker Model AvanceⅢ500 MHz。薄層色譜使用薄層硅膠板（TLC，煙臺(tái)江友硅膠），柱層析使用200～300目柱層析硅膠（青島海洋化工）。所用試劑均為工業(yè)級(jí)。

2.2 實(shí)驗(yàn)操作

2.2.1 HPA的合成

取50 mL三口燒瓶，稱取腺嘌呤2.00 g，粉末狀NaOH 0.03 g，加入10 mL無(wú)水DMF （另除水），將反應(yīng)體系置換N2，室溫?cái)嚢?5 min。稱取R-環(huán)氧丙烷1.28 g，在室溫下緩慢滴加入三口燒瓶中，加畢，升溫至85℃，在85℃保溫?cái)嚢? h。反應(yīng)液逐漸澄清，全程TLC監(jiān)控，待腺嘌呤反應(yīng)完全后，降溫至70℃，加入30 mL甲苯，劇烈攪拌，自然冷卻至室溫，再冰浴攪拌30 min，過(guò)濾，用甲苯漂洗濾餅，干燥，得到類白色固體2.1 g。分離收率73%，HPLC檢測(cè)純度99%。用乙醇重結(jié)晶，干燥， 得白色粉末，m.p.191℃～192.4℃ （文獻(xiàn)[9]：193℃）。

2.2.2 對(duì)甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯的合成

向反應(yīng)瓶中加入10 g亞磷酸二乙酯，3.2 g多聚甲醛，20 mL無(wú)水乙醇，1.1 g三乙胺。加熱至85℃，攪拌3 h，反應(yīng)液澄清透明，全程TLC監(jiān)控，待反應(yīng)完全后，冷卻至室溫，蒸除溶劑。得到無(wú)色澄清液體。

向無(wú)色澄清液體中加入30 mL無(wú)水甲苯，冰浴降溫至0℃。分批加入14.5 g對(duì)甲苯磺酰氯，滴加三乙胺7.9 g。滴加完畢后保溫反應(yīng)3 h，再在室溫?cái)嚢?6 h，TLC監(jiān)控亞磷酸二乙酯反應(yīng)完全。過(guò)濾，濾餅用甲苯淋洗，向?yàn)V液中加入飽和碳酸鈉溶液20 mL，攪拌30 min，分液，有機(jī)層用水洗，無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾，得到淡黃色油狀液體17.3 g，粗產(chǎn)率74%。

Diethoxyphosphorylmethyl tosylate[10]：1H NMR（500 MHz， CDCl3） δ7.81 （d， J=8.3 Hz， 2H），7.38 （d， J=8.3 Hz， 2H）， 4.22～4.11 （m， 6H），2.48 （s， 3H），1.30 （t，J=7.1 Hz，6H）.

2.2.3 R-9-[2-（二乙氧膦酰甲氧基）丙基]腺嘌呤的合成

稱取HPA 2.0 g于50 mL三口燒瓶中，置換N2并加入異丙醇鎂1.3 g，無(wú)水DMF 10 mL。升溫至65℃，滴加對(duì)甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯3.3 g，加畢，升高溫度至75℃，在75℃下攪拌4 h。TLC顯示HPA接近完全轉(zhuǎn)化。將反應(yīng)液冷卻至室溫，加入1.5 g冰醋酸，45 mL二氯甲烷，再次升溫至60℃反應(yīng)30 min，冷卻至室溫。濾除鎂鹽沉淀，濾餅用10 mL二氯甲烷淋洗。減壓除去溶劑，得到淡黃色油狀物，最后經(jīng)柱層析（CH2Cl2：MeOH=30：1）得到產(chǎn)物，分離產(chǎn)率 80%。

2.2.4 PMPA的合成

取R-9-[2-（二乙氧膦酰甲氧基）丙基]腺嘌呤 2.0 g，加入40%HBr溶液6 mL，在 75℃下回流3.5 h。全程TLC監(jiān)控，待反應(yīng)完全后將反應(yīng)液冷卻至0℃，用50%NaOH調(diào)節(jié)至pH=3.0，繼續(xù)攪拌1 h，有大量白色固態(tài)物質(zhì)析出。減壓抽濾，干燥，得到白色粉末狀PMPA一水合物1.78 g，產(chǎn)率66.3%。用水重結(jié)晶，HPLC純度＞99%。

（R）-9-（2-Phosphonomethoxypropyl）adenine[11]：1H NMR （500 MHz， DMSO-d6） δ 8.15 （s，2H），7.28 （br.s， 2H）， 4.30 （dd， J=14.4， 3.9 Hz，1H）， 4.17 （dd， J=14.4， 5.7 Hz， 1H）， 3.93-3.87 （m， 3H），3.62～3.52 （m，2H）， 1.05 （d，J=6.3 Hz， 3H）.

2.2.5 [[（1R）-2-（6-氨基-9H-嘌呤-9-基）-1-甲基乙氧基]甲基]磷酸單苯酯的合成

[[（1R）-2-（6-氨基-9H-嘌呤-9-基）-1-甲基乙氧基]甲基]磷酸單苯酯即TAF-1。向三口燒瓶中稱取PMPA 1.0 g，加入15 mL吡啶，室溫?cái)嚢?，待PMPA分布均勻后滴加亞磷酸三苯酯3.2 g。將反應(yīng)液在100℃加熱攪拌8 h，反應(yīng)液先澄清再產(chǎn)生大量白色固體沉淀。向反應(yīng)液中加入丙酮16 mL，室溫?cái)嚢?0 min，再在冰浴下攪拌1 h，過(guò)濾，濾餅中加入10 mL水，用濃鹽酸調(diào)節(jié)至pH≈3，冰浴攪拌 30 min，過(guò)濾，濾餅用乙醇洗滌，干燥，得到白色固體1.16 g，收率90%。

2.2.6 TAF的合成

向反應(yīng)瓶中加入TAF-1 1 g，加入無(wú)水甲苯（另除水）10 mL。 稱取 SOCl20.5 g，加入 2 mL甲苯，在室溫下滴加入反應(yīng)瓶中。將反應(yīng)體系在85℃下保溫?cái)嚢柚练磻?yīng)液溶清。蒸除溶劑，再次加入5 mL甲苯，蒸干。將殘留物溶解于15 mL甲苯，待用。

取圓底燒瓶，稱取L-丙氨酸異丙酯鹽酸鹽0.92 g，KHCO31.65 g，加入二氯甲烷 10 mL，室溫劇烈攪拌3 h，過(guò)濾除去沉淀。將濾液轉(zhuǎn)移至三口燒瓶，降溫至-25℃。將上面待用的磷酰氯緩慢滴加入三口燒瓶中。滴加過(guò)程中監(jiān)測(cè)反應(yīng)液的pH，若 pH＜4，則用Et3N調(diào)節(jié) pH=4～7。滴加完畢，升溫至室溫。用10%NaH2PO4溶液洗滌反應(yīng)液兩次，有機(jī)相再用水洗，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，濃縮得到黃色油狀物。將油狀物用5 mL的PhMe：CH3CN=4∶1的混合液重結(jié)晶，得到白色粉末0.92 g，收率 75%。

Tenofovir alafenamide fumarate[12]： white solid；1H NMR （500 MHz， CDCl3）δ 8.35 （s， 1H）， 8.01（s， 1H）， 7.31～6.98 （m， 5H）， 6.21 （br.s， 2H），5.05～4.95 （m，1H），4.39～4.31 （m，1H）， 4.15～3.89 （m，5H），3.70～3.61 （m，1H），1.29～1.19（m，12H）.

3 結(jié)論

本文探索了一條制備替諾福韋艾拉酚胺新工藝，以R-環(huán)氧丙烷與腺嘌呤為起始原料，得到R-9-（2-羥基丙基）腺嘌呤（HPA），再經(jīng)與對(duì)甲苯磺酰氧甲基芐基苯基膦酸酯、丙氨酸異丙酯反應(yīng)得到替諾福韋艾拉酚胺（TAF）。該工藝采用廉價(jià)的R-環(huán)氧丙烷替代價(jià)格昂貴的R-碳酸丙烯酯，使得工藝更為廉價(jià)、簡(jiǎn)潔，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

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