索非布韋核苷中間體異構體的合成

彭曉含, 夏 天, 陳 達, 張珍明, 李樹安*

(1. 江蘇海洋大學 a. 化學工程學院； b. 藥學院，江蘇 連云港 222005)

索非布韋為治療丙肝的新型抗病毒藥物[1-2]，治療效果顯著，具有廣闊的應用前景。經逆合成分析可知，索非布韋由磷酰胺酯、核苷和嘧啶三部分構成，其中五元環核苷有多個手性碳原子，要經過多步合成分別引入這些手性中心，除了生成主要產物5R-核苷中間體外，同時還會生成不同手性位的異構體和對映體，可能生成3-位異構體、4-位異構體和5-位異構體，如Chart 1所示。

核苷五元環有多種合成路線[2-6]主要以R-甘油醛縮丙酮為原料，經Wittig反應、氧化、酯化后再氧化、氟化等步驟合成目標化合物5R-核苷中間體，以供索非布韋藥物全合成及研究使用，這種方法以一個手性中心化合物為原料，烯烴氧化后創建兩個手性中心、在高度區域選擇性和立體選擇性氟化后得到高收率的單一構型化合物。在現代醫藥生產質量控制、雜質的藥物有效性和安全性研究中都需要一定量的雜質中間體，制成雜質標準品，應用于藥品中雜質的對比檢測分析以及活性和毒性的研究[7-8]。由于設計索非布韋的合成路線中各步反應選擇性好，收率高，生成的雜質含量極低，通過柱層析或其他方法分離得到雜質量少且操作繁瑣，同時合成過程中5-位和4,5-位對映體異構體的雜質含量極少且難以分離，不易獲得。

Chart 1

Scheme 1

參考索非布韋核苷中間體的合成方法，通過改變手性源來制備其異構體(Scheme 1)，以S-甘油醛縮丙酮為原料，經Wittig反應，氧化，硫酸酯化，氟化，內酯化等步驟合成索非布韋中間體的異構體 (3R,4R,5S)-3-氟-4-羥基-5-(羥基甲基)-3-甲基四氫呋喃-2-酮，對3進行晶體結構檢測確證其兩個手性中心的構型，路線中第三步采用磺酰氯一步合成硫酸酯環，縮短了反應路線、便于純化；同時優化了硫酸酯化、氟化等步驟的反應條件。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

SGWX-4型熔點儀；WXG-4型旋光儀；Bruker AVANCE III HD 500MHz 型核磁共振波儀(DMSO 或 CDCl3為溶劑，TMS為內標)；Nicolet Impact 410型紅外光譜儀；LCQ Advantage型質譜儀；Agilent 126型高效液相色譜儀。

S-甘油醛縮丙酮，參考文獻[9]方法合成，其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1)3的合成

(2)7的合成

2 結果與討論

2.1 3的晶體結構

對產物進行單晶培養時，未得到7的單晶，但得到了3的單晶。溫度和溶劑對3結晶的影響如表1所示，用二元混合溶劑低溫蒸發結晶，增大正己烷比例和降低結晶溫度有助于得到較粗晶體，比較化合物結晶形態，紡錘狀晶體較理想，適合X-射線單晶衍射分析。通過X-射線單晶衍射檢測得Flack parameter=0.09(8)，確認3為(2S, 3R)-3-((S)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊環-4-基)-2, 3-二羥基-2-甲基丙酸乙酯，更為直觀的確定鄰位二羥基的絕對構型[10-11]。

表 1 溶劑和溫度對3結晶的影響

2.2 反應條件的考察

(1) 硫酸酯反應的影響因素

硫酸酯化合物可由一步法(磺酰氯)或兩步法(氯化亞砜、次氯酸鈉氧化)合成[12]，兩步反應合成硫酸酯時，TLC監測雜點較多，不易純化，致4收率較低。采用磺酰氯一步合成，所含雜質較少且便于純化，收率有所提高。在此基礎上，對反應溫度、投料比、反應時間進行優化如表2所示，溫度不斷降低，當為-10 ℃收率較好，繼續降溫，收率無增加；當n(磺酰氯)/n(3)=1.6/1.0時，繼續加大磺酰氯的投料量，收率無顯著提高；最佳反應條件為反應溫度-10 ℃,n(3)/n(磺酰氯)=1.0/1.6，反應3 h，收率為75.2%。

表 2 反應溫度、投料比、反應時間對4收率的影響

(2) 氟化反應的影響因素

親核取代氟化試劑種類較多，其中常見的有二乙氨基三氟化硫(DAST)、氟化氫三乙胺(TEA·HF)、四乙基氟化銨(TEAF)。DAST為液體，文獻中氟化收率為68%[13]，但其高溫易分解，危險性高且價格較貴；氟化氫三乙胺沸點較低且毒性較高；故本文選用TEAF與硫酸酯反應，對反應溫度、投料比、反應時間進行考察如表3所示，以1,4-二氧六環為溶劑，最佳反應條件為反應溫度100 ℃，反應時間3 h，n(TEAF)/n(4)=1.55/1時得5，收率為81.3%。

表 3 反應溫度、投料比、反應時間對5收率影響

以S-甘油醛縮丙酮為原料，經 Wittig 反應、高錳酸鉀氧化、硫酸酯化、氟化等6步反應合成了5S-核苷中間體：(3R,4R,5S)-3-氟-4-羥基-5-(羥基甲基)-3-甲基四氫呋喃-2-酮，優化反應條件，總收率為14.21%。通過單晶培養與結構分析確認3結構中鄰二羥基化合物手性構型為(2S,3R)。