高純度烏苯美司的生產工藝

舒理建 黃成軍 何天強 趙立峰 金中軍

（浙江普洛康裕制藥有限公司，浙江東陽322118）

0 引言

烏苯美司是日本東京微生物化學研究所學者從發酵液中發現的肽類化合物。本品多年以來一直用于腫瘤患者的化學治療和放射性治療的輔助作用劑。也用于老年性免疫性功能缺陷治療的輔助藥物。結構式見圖1。

圖1 烏苯美司結構

迄今為止數十年來一共有七條合成路線被公開。不過僅有一條路線可真正應用于工業化的大規模生產。

烏苯美司的化學結構相當復雜，它含有一個手性肽鍵，這個肽鍵對于酸和堿都非常敏感，并且在中高溫下相當不穩定，容易發生消旋。此外，它擁有三個手性中心，因此可能存在八個光學異構體。所以，在合成制備過程中，抑制并消除并存的光學異構雜質，生產出高純度的產品是具有高度挑戰性的工作。

目前采用的生產路線是基于日本科學家發表的方法[1]。這條路線由兩部分組成，一是由11步反應組成的主干路線，二是用于其中第九步和第十步反應側鏈試劑的制備的5步反應，共計16步反應。烏苯美司的合成路線見圖2。

圖2 烏苯美司的合成路線

在第四步的縮合反應中，只要嚴格控制反應條件，只會生成一對蘇式外消旋混合物（7a）和（7b），可以避免生成對應的赤式異構體（13）和（14）。它們的結構式見圖3。

圖3 （7a）和（7b）和（13）和（14）的結構

但是在第六步拆分反應中采用了較為昂貴的左旋苯乙胺作為拆分試劑，其生成的兩種非對映異構復合物的溶解度差別不大，導致了有5%左右的非對映異構體復鹽（8-b）夾雜在所需的（8-a）中。雖經過純化，但仍會帶入下步反應中，最終混入烏苯美司。（8-b）結構式見圖4。

圖4 （8-b）的結構

在原生產工藝的第十步肽鍵形成反應中采用了DCC-HOBt作為鍵合的輔助試劑。這兩者的組合雖然遠優于單獨采用DCC 作為輔劑，可以把單獨使用DCC 時造成的外消旋化從5～30%降低到2～4%，但是，對于高光學純度的烏苯美司的質量標準還是常常不能符合。因為有時會發現在烏苯美司成品中會夾雜有總量為2%左右的下列三個異構體雜質：

圖5 （1-b）、（1-c）及（1-d）的結構

此外，DCC有一個缺點。它在反應中吸收一份子的水之后生成了二環己基脲（DCU），見圖6。這是一個不易溶解于水和大多數有機溶劑的化合物。要把它徹底除盡是十分困難的事。如果殘留下去必定影響化學純度。

圖6 以DCC為原料合成DCU

為了保證穩定可靠地大規模生產烏苯美司，筆者課題組對原工藝進行有效的改進。

1 方法

1.1 方法改進

首先，采用天然的賴氨酸作為第六步的拆分劑，以期利用其經濟性，進一步降低原材料成本，并充分利用其水溶性，充分除去少量殘留的拆分劑。

圖7 以（7）為原料合成（15）

其次，采用了EDCI和HOAt聯合體系代替DCC-HOBt。

EDCI是鹽酸鹽，可以用在水中進行肽鍵形成反應。反應結束之后的脲由于分子中存在堿性叔胺氮原子還是鹽酸鹽形式，可以繼續溶解于水中，便于除盡，不會殘留在中間體中。EDCI結構式見圖8。

圖8 EDCI的結構

HOAt是新穎的鍵合催合試劑[2]，其參與的肽鍵形成反應幾乎不生成對應的外消旋異構體，即可以保證本工藝中第十步肽鍵形成反應中應用的L-亮氨酸芐酯不發生消旋。HOAt結構式見圖9。

圖9 HOAt的結構

圖10 以（11）為原料合成（12）

1.2 儀器和試劑

RW20 懸臂攪拌器(德國IKA 公司)；N-1100 旋轉蒸發儀(EYELA 公司)；WRR 熔點儀(上海精科實業有限公司)；IP-di?gi300 自動旋光儀(上海儀邁儀器科技有限公司)；Agilent 1260高效液相色譜儀（紫外檢測器，美國Agilent公司）。

合成反應用試劑均為工業級，HPLC用試劑為色譜級。

1.3 烏苯美司手性HPLC測試條件

烏苯美司手性化合物：CHIRALPAK AD-3 色譜柱(4.6×250 mm,3 μm)，流動相為正庚烷-乙醇-異丙醇-TFA-DEA(88：6：6：0.1：0.1)，流速0.9 mL/min，檢測波長220 nm，柱溫35 ℃。

1.4 實驗步驟

（1）（2S,3R）-3-乙酰氨基-2-羥基-4-苯基丁酸L-賴氨酸鹽（15）的制備 化合物（7）的蘇式外消旋10.0 g（42.1 mmol）和L-賴氨酸6.16 g（42.1 mmol）溶解在95%乙醇（200 ml）和乙腈（50 ml）的混合溶劑體系中，加熱至60～65 ℃，攪拌30 min 后再冷卻到10～15 ℃，然后繼續緩慢攪拌3 h。沉淀的固體物被過濾收集后再轉移到乙酸異丙酯（50 ml），室溫攪拌24 h。過濾收集白色固體，再在無水乙醇（60 ml）重結晶一次，收集的白色粉末狀結晶在真空中加熱干燥，得到6.1 g 化合物15，收率37.7%。[α]=+33.2°(C=1，C2H5OH)。m.p.130～131 ℃。

（2）芐基N-[（2S,3R）-3-芐氧甲酰胺基-2-羥基-4-苯基丁酰]-L-亮氨酸（12）的制備 在-15 ℃，向步驟（9）得到的10.0 g化合物（11）（30.0 mmol）的四氫呋喃溶液中，滴加13.2 g L-亮氨酸芐酯的對甲苯磺酸鹽（33.0 mmol）和3.54 g HOAt（26.0 mmol）的四氫呋喃溶液，10 min 滴加完畢，然后在相同的溫度下加入3.35 g 三乙胺（33.0 mmol）和6.9 g EDCI（36.0 mmol），反應混合液在-20～-10 ℃下緩慢攪拌8～10 h。反應混合液濃縮至干后，加入二氯甲烷（200 ml）溶解，再用0.5 N 的鹽酸溶液洗滌一次，水洗滌兩次，然后無水硫酸鈉干燥。抽濾，濾液濃干后，加入甲基叔丁基醚（150 ml），攪拌2 h。將析出的晶體過濾，收集。在真空烘箱中，氮氣流下，30～35 ℃干燥，最后得到15.2 g 化合物（12），收率為94.5%。經檢測，得到的化合物（12），m.p. 122～123 ℃，[α]=+15.3°(C=1，AcOH)，ee%=99.7%。

2 結果與討論

與以前的方法相比，本研究在以下方面做了改進：①以賴氨酸替代左旋苯乙胺為拆分劑。賴氨酸是一個堿性的天然氨基酸，價廉且易溶于水，便于拆分之后洗滌除盡，不會殘留在中間體中；由于價廉不必如同左旋苯乙胺必須加以回收套用。②以EDCI-HOAt體系代替DCC-HOBt進行縮合，利用該體系更高的活性，進一步減少了消旋產物的比例。通過改進，可以保證每批獲得高光學純度的烏苯美司，三個光學異構雜質的總量降到0.4%，也未檢測到DCU存在于烏苯美司成品中，光學純度和化學純度均可達到99.7%以上。

3 結語

本合成工藝可較大幅度地降低成本，提高產物的光學純度及化學純度，適合于烏苯美司的工業化生產。