阿扎胞苷的高立體選擇性合成研究

楊波

（蘇州大學(xué)藥學(xué)院，江蘇蘇州 215100）

阿扎胞苷是由美國Pharmion制藥公司研制開發(fā)的一種低甲基化DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑（DMTI）藥物，于2004年5月由美國食品與藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)用于對骨髓增生異常綜合癥（MDS）的所有亞型的治療[1]。阿扎胞苷為胞嘧啶核苷類藥物，能直接摻入DNA中，抑制DNA和RNA合成，殺死處于S期的細(xì)胞[2]。阿扎胞苷是首個并且是唯一證實能顯著延長中度-2和高危MDS和AML患者生存期的表觀遺傳類抗癌藥，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)治療方案的藥物（63%），比地西他濱的療效（54%）稍好或相當(dāng)，超過40%的MDS治療藥物。目前，國外文獻和專利中報道的阿扎胞苷合成方法不多，主要以1-氯（溴、甲氧基）取代的-2,3,5-O-保護的D-呋喃核糖與三甲基硅基保護的5-氮雜胞嘧啶進行取代反應(yīng)構(gòu)建核苷結(jié)構(gòu)，且存在以下一些需要在工藝上改進的地方：（1）使用金屬路易斯酸作為催化劑，其毒性較大，并且在最終API中容易金屬殘留超標(biāo)[3-4]；（2）使用苯作溶劑，毒性大，工藝較難控制溶殘[5]；（3）易產(chǎn)生差向異構(gòu)體的混合物，導(dǎo)致所得產(chǎn)物的立體選擇性不高[6]；（4）后處理步驟多，收率較低。筆者對阿扎胞苷的合成路線和工藝進行了深入研究，開發(fā)出了一條操作較為簡單、立體選擇性好、適合于工業(yè)化的合成路線，如圖1所示。該路線以5-氮雜胞嘧啶(1)為起始原料，經(jīng)過三甲基硅基保護后與1-氟-2,3,5-O-三苯甲酰基-D-呋喃核糖(3)在三氟化硼乙醚的催化下進行取代得中間體4，后經(jīng)脫保護得成品，

圖1 阿扎胞苷的合成路線

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

實驗所用化學(xué)試劑均為市售分析純。其中，5-氮雜胞嘧啶(1)由北京華威銳科化工有限公司提供；1-氟-2,3,5-O-三苯甲酰基-D-呋喃核糖(3)由湖北信康醫(yī)藥化工有限公司提供；1H NMR采用Bruker 400 Ultrashield型核磁共振儀測定（d6-DMSO為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)）；MS采用Micromass GCT-MS型核磁質(zhì)譜儀測定（EI源）。

1.2 合成方法

1.2.1 中間體2的制備

向2 L三口瓶中加入HMDS（968 g，6 mol）、5-氮雜胞嘧啶（1，250 g，2.23 mol）、硫酸銨（25g ，0.19 mol），加熱至130～140 ℃回流24 h，體系變?yōu)槌吻迦芤海磻?yīng)結(jié)束。減壓蒸除剩余HMDS，分次加入乙腈5 L，將中間體2轉(zhuǎn)移至10 L三口瓶中，得中間體2的乙腈溶液，不經(jīng)純化直接用于下一步的反應(yīng)。

1.2.2 中間體4的合成

N2保護下，向上述中間體2的乙腈溶液中加入2,3,5-O-三苯甲酰基-D-呋喃核糖（3，828 g，1.78 mol）和N,O-雙三甲硅基乙酰胺（912 g，4.46 mol），升溫至50 ℃攪拌反應(yīng)1 h。將反應(yīng)液降溫至0～5 ℃，緩慢滴加BF3·Et2O（3.17 kg，22.3 mol），加完后繼續(xù)0～5 ℃反應(yīng)24 h。反應(yīng)完畢后于0～5 ℃攪拌下滴加飽和NaHCO3溶液（4.6 L）淬滅反應(yīng)，靜置0.5 h，抽濾，濾餅用CH2Cl2（3 L）洗，分出有機層，水層用CH2Cl2（5 L×3）萃取，合并有機層，用飽和食鹽水（5 L×1）洗滌，750 g無水硫酸鎂干燥過夜。過濾除去硫酸鎂，濾餅用二氯甲烷洗，濃縮至干，得775 g中間體4，收率78.2%。

1.2.3 阿扎胞苷的制備

N2保護下，將制得的中間體4（775 g，1.39 mol）溶于無水甲醇（7 L）中，加入甲醇鈉（17.8 g，0.33 mol），溶液逐漸渾濁，析出固體，室溫攪拌過夜。抽濾，濾餅用無水甲醇（2 L×2）洗滌。50 ℃真空干燥，得阿扎胞苷（286 g，1.17 mol），收率84.2%，α∶β=0∶100，HPLC≥99.8%。1H NMR(d6-DMSO, TMS), δ:3.57(m,1H),3.67(m, 1H), 3.83(m, 1H), 4.01(m, 1H), 4.07(q, 1H), 5.01(s, 1H), 5.09(t, 1H), 5.40(d, 1H), 5.65(d, 1H), 7.50(s, 2H,NH2), 8.56(s, 1H); MS(ESI): 245.1[M+H]+。

2 結(jié)果與討論

筆者開發(fā)了一條簡單易操作、立體選擇性好的合成新型核苷類藥物阿扎胞苷的工藝路線。該路線是以5-氮雜胞嘧啶為起始原料，經(jīng)過硅醚保護、親核取代、脫保護三步反應(yīng)，以100%的立體選擇性和較高的收率合成了阿扎胞苷，成品的純度大于99.8%。同時，本工藝路線沒有使用重金屬試劑，避免了成品中的重金屬殘留；在取代反應(yīng)中使用三氟化硼乙醚和N,O-雙三甲硅基乙酰胺作為催化，操作簡便，立體選擇性高，簡化了后處理操作，提高了反應(yīng)收率。

[1]Celgene Corporation. Vidaza Prescribing Information[EB/OL].[2018-03-09]. http://media. celgene.com/content/uploads/vidaza-pi.pdf.

[2]Kam Inskas E, Farrell A, Abraham S, et al. Approval Summary:Azacitidine for Treatment of Myelodys Plastic Syndrome Subtypes[J].Clin Cancer Res,2005,11(10):3604-3608.

[3]Ash Stevens Inc, Pharmion corp. Forms of 5-azacytidine[P].WO2004082619, 2004-03-16.

[4]Niedballa U, Vorbruggen H. A General Synthesis of N-glycosides. V.Synthesis of 5-azacytidines[J].J Org Chem,1974,39(25):3672-3764.

[5]Frantisek Sorm, Alois Piskala, et al. Process for the manufacture of 1-glycosyl-5-azacytosines[P]. US3350388, 1967-10-31.

[6]Winkley MW, Robins RK. Direct Glycosylation of 1,3,5-trizinones.A new Approach to the Synthesis of the Nucleoside Antibiotic 5-azacytidine(4-amino-1-β-Dribofuranosyl-1,3,5- triazin-2-one)and related derivatives [J].JOrg Chem,1970,35(2):491-495.