盐酸吉西他滨合成研究.doc

盐酸吉西他滨合成研究第4l卷第2期2011年4月精细化工中间体FINECHEMlCALINTERMEDIATESVo1.41No.2April2011盐酸吉西他滨合成研究万银波1,2j张孝恒r.宋宏锐(1.神隆(昆山)生化科技有限公司,江苏昆山215300;2.沈阳药科大学制药工程学院,辽宁沈阳l10016)摘要:以(3R)/(3s)一3一羟基一2,2一二氟一3一(2,2一二甲基二氧环戊一4一基)丙酸乙酯()为起始原料经水解,环合,上联苯甲酰保护基生成了2一脱氧一2,2一二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖一l一酮(4),后经还原,甲烷磺酰化,与硅烷化的胞嘧啶缩合,畀构体拆分,脱保护,成盐生成盐酸吉西他滨(1).总收率达到12.8%.关键词:吉西他滨;合成;联苯甲酰基中图分类号:R971文献标志码:A文章编号:10099212(2011)02003804StudiesonthePreparationofGemcitabineHydrOchlorideWANYin-bo.一.ZHANGXiao-heng1,SONGHong-rui(1.ScinoPharmKunshanBiochemicalLtd.,Kunshan215300,China;2.SchoolofPharmaceuticalEngineering,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang110016,China)Abstract:D-Erythro-2一deoxy一2,2-difluoro-furanose一1一oxo-3,5一(4-pheny1)benzoate(4)wasobtainedfromethyl(3R)/(3S)-2,2一dinu0r03一(2,2一dimethyldi0x0lan一4一y1)一3一hydroxylpropionate(B)viahydrolysis,cyclizationandintroductionof(4-pheny1)benzoyl(BiPhCO一)group.Compound4wasthentransferredtogemeitabinehydrochloride()throughreduction,methylsulfonation,glycosylationwithsilylatedcytosine,isomerseparation.deprotectionandsaltformation.Theoverallyieldwas12.8%.Keywords:gemeitabine;synthesis;(4-pheny1)benzoyl1前言盐酸吉西他滨(1)(gemcitabinehydrochloride),化学名为2一脱氧一2,2一二氟胞苷盐酸盐(口一异构体),是美国礼来公司研发的核苷类抗代谢抗肿瘤药物.其与铂类联合是当今治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的一线标准方案,在美国已成为胰腺癌治疗的金标准:在欧洲已被批准用于进展期乳腺癌的二线治疗.此外,其还被试用于膀胱癌,卵巢癌,淋巴瘤及消化道癌等.1的合成报道较多.目前一般用的羟基保护基作者简介:联系人:收稿日期是苯甲酰基,其缺陷在于其中间体双苯甲酰基保护物不太稳定,在碱性条件下易水解,影响产品的质量和收率.文献8-9选用联苯甲酰基作保护基,提高了系列中间体的稳定性,有利于中间体的分离,提纯,转移及储存.笔者参考文献【8驯,用(3R)/(3S)一3一羟基一2,2一二氟一3一(2,2一二甲基二氧环戊-4一基)丙酸乙酯(20)在对甲苯磺酸催化下水解,80一II5蒸馏环合生成2一脱氧一22一二氟D一呋喃核糖一1一酮(3),上联苯甲酰保护基生成了2一脱氧一2,2一二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖一l一酮(4),后经三(叔丁氧基)氢万银波(1980一),男,湖北天门人,硕士研究生,主要从事有机化学和药物合成的研究工作.张孝恒(1980一),男,江苏连云港人,主要从事有机化学和药物合成的研究工作.(E-mail:Henry.Z.tw)2O11-0315第2期万银波,等:盐酸吉西他滨合成研究39化铝锂还原得2一脱氧一2,2一二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖(5),与甲烷磺酰氯反应,结晶得到富集的2一脱氧一2,2-二氟一1一甲磺酰基一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖(6),与硅烷化的胞嘧啶缩合,脱硅烷基,用乙醇回流处理得一2一脱氧一2,2一二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一胞苷(7),在甲醇钠催化下用甲醇脱保护,用盐酸成盐即生成盐酸吉西他滨(1),并进行了T艺改进.2实验部分2.1合成路线合成路线如下.OH01一2(3R)/2/(3S)533a(3R)/3卢(3s)CH3ONa,cIbOilH-_-一(2)HcI2.2仪器与试剂仪器:VarianMercury一300核磁共振波谱仪(美国Varian公司),Agilent1200DADHPLC/Agient6120MS液相色谱一质谱联用仪(美国Agilent公司),Agilent1100VWD高效液相色谱仪(美国Agilent公司).试剂:所用试剂均为工业级.2.3实验步骤2.3.12一脱氧一2,2一二氟一3.5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖1一酮(4)的合成在3L四口瓶中加入(3R)/(3S)一3一羟基一2,2一二氟一3一(2,2一二甲基二氧环戊一4一基)丙酸乙酯(2)(3R:3S=2.2:1)157g(3R:0.425too1)500mLTHF(四氢呋喃),30mL水,1200mL甲基异丁基酮(MIBK)溶液,2.0g对甲苯磺酸,搅拌,加热回流4h,后常压蒸出约500mL溶剂.并往反应液中补加相同体积的MIBK,再蒸m约500mL溶剂,并往反应液中补加相同体积的MIBK,重复操作24次(期间蒸出的溶剂,用相同体积的MIBK填补).氮气保护下降至10,加入114mL(0.985too1)2,6一二甲基吡啶和0.70g(0.006too1)DMAP(4一二甲基吡啶),搅拌,分批加入214g(0.988too1)联苯甲酰氯,加料过程中控温小于20,室温下反应过夜,HPLC监测至加入的联苯甲酰氯不再被消耗,反应结束.滤除吡啶盐酸盐,滤饼用MIBK(220mLx2)洗涤.反应液加500mL水,用30mL的1mol/L盐酸调节pH=56,分液,有机相用500mL饱和氯化钠水溶液洗涤,无水硫酸镁干燥.过滤,减压浓缩至1/3体积,加入250mL正庚烷析晶2h,抽滤,滤饼用MIBK/正庚烷洗涤,烘干得79.0g固体,收率:35.2%.HNMR(3ooMHz,CDCl3),6:8.188.03(m,4H),7.747.55,7.557.34(m,14H),5.80(ddd,J=l2.0,6.2,4.7Hz,1H),5.065.00(In,1H),4.844.69(In,2H);CNMR(75MHz,CDCI3),6:165.8,164.7,162.7(dd,F=33.8,31.5Hz),147.5,146.7,139.9,139.7,131.0,130.6,,,127.6,127.5,127.5,127.5,126.3,111.7(dd,F=262.9,258.1Hz),78.6(d,F-4.9Hz),69.8(dd,F=30.8,15.8Hz),62.5;FNMR(282MHz,CDC13),6:一112.4(dd,J=290.1,12.1Hz),一121.1(dd,J=290.1,6.1Hz);MSm/Z(ES)561(100%,M+CH3OH+H),534(28),363(17).2.3.22一脱氧一2,2一二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖(5)的合成氮气保护下,在3L四口瓶中加入700mLTHF和50.7g(0.199too1)三(叔丁氧基)氢化铝锂,搅拌,冷却到一3545,滴加88g(0.167mo)2一脱氧一2,2一二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖一l一酮(4)的THF溶液(560mL),保温搅拌反应2h,加入750mL甲基叔丁基醚(MTBE)稀释反应液,搅拌,控温0以下滴加约750800mL1mol/L盐酸调pH=56,分出有机相,水相用约900mLMTBE萃取,分液,合并有机相,用饱和氯化钠水溶液(350mLx2)洗涤,减压浓缩,用精细化工中间体第41卷甲苯重结晶,得72.0g固体,收率:81.5%;HNMR(3ooMHz,CDC13,Ot移=2:1),8:8.21-8.05(m,12H),7.767.55&7.557.34(m,42H),5.77(td,J=lO.2,6.2Hz,1H),5.615.47(m,4H),5.38(d,J=5.9Hz,1H),4.864.59(m,8H),4.55-4.46(m,IH);CNMR(75MHz,CDC13,Ot=2:1),:166.6,166.4,165.4,165.3,146.9,146.9,146.3,146.3,140.1,140.0,139.9,139.9,130.9,130.6,129.2,129.2,128.7,128.6,128.5,128.2,127.6,127.5,127.5,127.4,127.2,127.1,121.7(dd,IJc,F-.271.9,249.5Hz),121.3(dd,Jc,F=262.8,256.4Hz),96.3(dd,F=42.0,23.4Hz),96.1(dd,F=36.5,24.2az),79.7(t,3Jc,F=3.1Hz),77.6,72.2(dd,F=35.9,17.9Hz),71.6(dd,F=27.7,16.1Hz),64.5,63.4;9FNMR(282MHz,CDCI3,=2:1),8:一109.5(ddd,251.5,16.6,6.7Hz),一123.8(dd,J=241.1,9.6Hz),-125.4(d,J-251.5Hz),一125.6(ddd,241.1,10.9,6.3Hz);MSm/Z(ES)569(9%,M+K),553(10,M+Na),548(44,M+NH4),531(100,M+H),513(19),333(38).2.3.32一脱氧一2,2一二氟一1一甲磺酰基一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖()的合成以及其母液回收氮气保护下,在100mL三VI瓶中加入4.0g(7.54retoo1)2一脱氧一2,2一二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖(5),40mL二氯甲烷,1.6mL(11.3mmo1)三乙胺,搅拌使溶解,降温到一7585,滴加甲烷磺酰氯0.7mL(9.05mmo),保温搅拌反应1h,HPLC检测反应结束(=4.1:1),反应升温至Occ.加入40mL二氯甲烷稀释反应液,分别用30mLlmol/L盐酸洗涤,30mL饱和碳酸氢钠水溶液洗涤,30mL水洗涤,减压浓缩至3D4D2L5奉积,加人正庚烷析晶2)】,抽滤,用正庚烷洗涤,烘干得3.44g(o伊t3:1)固体.母液浓缩蒸干得1.05g固体,加入约9mLDMF(二甲基甲酰胺),0.2mL水,加热至IO0C,搅拌,水解6h后HPLC检测水解完毕,降温.反应液用20mL水稀释,用二氯甲烷(25mLx2)萃取,合并有机相,水洗(15mLx2),干燥,浓缩,得00.85g,纯度98%(HPLC),回收率超过90%.(注:此步反应扣除回收所得的量O.85g,相当于用3.15g制备了3.44g(a-/3=13:1)的,收率95%.)取少量6oL/3固体精制,得6,HNMR(3OOMHz,CDC13),8:8.208.05(m,4H),7.78-7.54&7.547.32(m,14H),6.16(dd,J-6.0,1.2Hz,1H),5.61(dd,J_-16.2,4.3Hz,1H),4.89(q,4.0Hz,1H),4.79(dd,J=12.4,3.6Hz,1H),4.71(dd,J=12.4,4.3Hz,1H),3.19(s,3H);CNMR(75MHz,CDC13),8:166.1,165.1,147.1,146.4,140.0,139.8,130.9,130.6,129.3,129.2,128.7,128.5,128.0,127.6,127.5,127.5,127.4,126.9,121.0(dd,J=276.5,249.3Hz),99.8(dd,46-3,24.7Hz),82.9,71.3(dd,36.6,17.6Hz),62.7,40.5;FNMR(282MHz,CDC13),6:-108.5(ddd,./=256.1,16-4,6.0Hz),一123.0(cl,J=256.0Hz).MSm/Z(ES):626(100%,M+NH4),m/Z(ES):653(100%,M+HCOO一).2.3.4制备JB2一脱氧一2,2,.-二氟一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一胞苷()氮气保护下,在250mL反应瓶中加人l2.2g(109mmo)胞嘧啶,120mL六甲基二硅氮烷,0.11g(O.83retoo1)硫酸铵,搅拌,升温至回流,反应4h,减压浓缩至干,加入60mL甲苯使残余物溶解,减压蒸除甲苯,后加入15mL甲苯,升温至回流,滴加2.22g2一脱氧一2,2一二氟一1一甲磺酰基一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖(6)(c=13:1,3.65mmo|)的甲苯溶液10mL,滴毕,搅拌回流过夜.HPLC检测反应结束(:=3:1),降温至4,加入1mol/L盐酸80mL,搅拌30rain,抽滤,固体再加入1mol/L盐酸8OmL,搅拌30min,抽滤,水洗.往滤饼中加入150mL二氯甲烷.5%碳酸钠水溶液50mL,搅拌30rain,分出水相.有机相再用50mL5%碳酸钠水溶液洗涤,分液,有枧楣浓缩至干,蜘人乙醇5oTnL,回流搅拌lh,降温至室温,搅拌lh,抽滤,得1.44g固体(),收率:63.2%.HNMR(300MHz,d6一DMSO),:8.147.38(m,21H),6.536.25(m,1H),6.07-5.75(m,1n),5.89(d,J=7.5Hz,1H),4.884.63(m,3H);MSm/Z(ES):624(100%,M+H),m/Z(ES,):668(100%,M+HCO0J-),622(25,MH一).第2期万银波,等:盐酸吉西他滨合成研究4l2.3.5制备盐酸吉西他滨(1)氮气保护下,在25mL单121瓶中加入O.84g(1.35mmo1)/32一脱氧一2,2一二氟一3,5-_二一(4一苯基)苯甲酰基一胞苷(),8.4mL无水甲醇,2滴30%甲醇钠甲醇溶液,室温搅拌过夜.反应液减压浓缩至干,加30mL水溶解.用乙酸乙醋(10mL3)萃取,水相浓缩至干.往所得固体中加入10mL异丙醇,加热使溶解,降温至05,缓慢滴加浓盐酸至pH=2,保温搅拌析晶约2h,抽滤,滤饼用2mL异丙醇淋洗,得0.30g吉西他滨盐酸盐,纯度99.8%(HPLC),收率74.3%.HNMR(300MHz,D2O),6:8.00(d,J=-7.9Hz,1H),6.49-6.07(m,2H),4.53-4.27(m,1H),4.184.06(131,1H),4.01(d,J=13.1Hz,1H),3.86(dd,l,=13.1,4.2Hz,1H);CNMR(75MHz,D2O),:159.4,148.4,143.8,122.o(t,Jc,F=259.9Hz),95.5,84.4(dd,2jc,F=39.5,26.2Hz),80.8,68.9(t,F=23.0Hz),59.1;MSm/Z(ES)264(100%,M+H),m/Z(ES一):300(33%,M+37C1),298(100,M+C1),262(15,MH3-).3结果与讨论3.1用2一锅煮法制备4以及副产物联苯甲酸酐的控制用2制备30c的反应中,选用毒性较小的溶剂THF/MIBK来代替文献9中的乙腈/甲苯,降低了对工人健康和环境的危害.此外采用一锅煮的方法,没有对3进行后处理或分离,节省了工业上大量的蒸馏或后处理时间,工业上也节省了很多溶剂和物力成本.在用3制备4的反应中,通过分批加入联苯甲酰氯以及HPLC监控来控制联苯甲酰氯用量适当.避免其过多使用造成副产物联苯甲酸酐的生成而给产品的分离纯化带来困难,影响反应收率.3.2温度对合成5反应收率的影响在用三(叔丁氧基)氢化铝锂还原4制备5Ot/3的反应中,笔者首先用比文献9略高的温度一l5一8cI二条件下反应.收率仅为65%,后参考文献8,在温度一3545条件下反应,收率提高为81%.分析原因可能是由于温度升高使三(叔丁氧基)氢化铝锂还原性增强,5被过度还原从而使收率降低.3.3高O/一含量的6的制备以及其对下步反应的影响由制备2的反应中,笔者期望用含量较高的通过SN2反应来制备/3含量较高的7,从而制备吉西他滨.在制备6的反应中,笔者参考文_5c/3献1O将反应温度降低为一80C,使产物中ot含量较文献9有很大提高,反应过程监测oj/3比例为4.1:1,经后处理与结晶后比例提高为13:1(文献/=2.4:1).6中o/含量高导致在接下来的糖基化反应中(由/卢制备7oJ/3),所制得的Z中卢含量也比文献9要高很多,反应过程监测/3/o=3.0:1(文献9监测/3/c=1.8:1).3.4母液的回收利用通过对2一脱氧一2,2一二氟一1甲磺酰基一3,5一二一(4一苯基)苯甲酰基一D一呋喃核糖(6)进行结晶或再次重结晶,可以获得高Ot含量的6oJ/3.而析晶后的母液中则是富集的5,对/3富集的母液进行回收利用.参照文献11,将卢富集的在DMF/H:0中进行水解制得5,回收率超过90%,回收的5又可进一步与甲烷磺酰氯反应生成高含量的6,相当于间接地提高了反应收率.降低了生产成本.富集的6o/3回收的反应方程式如下.6mMsDMF/H2OlO0C3.5更加安全环保的7启脱保护方法在由7JB脱保护制备吉西他滨的反应中,用甲醇钠作催化剂来代替文献中使用的大量的氨气(或氨气的甲醇溶液I9),不仅取得了类似的收率与纯度,而且降低了对工人健康和环境的危害,同时降低了三废处理的成本.3.6成盐反应中吉西他滨的稳定性在吉西他滨与浓盐酸成盐这步反应中,滴加浓盐酸应缓慢,且应在搅拌下滴加.如果滴加太快或浓盐酸用量过多,会导致产品分解,影响产品纯度和收率.(下转第47页)第2期张达盼,等:盐酸阿比朵尔中间体的合成工艺研究47优化反应的优化l丁艺条件为:反应时间(A)为60rain,物料配比(B)为n(溴素):(3):2.3:1.将优化条件代入回归方程得最大收率Y=87.1%.优化结果收率的区间估计为Yu岱=87.12.96,优化条件下的收率应在84.1%90.1%之间3.3工艺条件的验证将计算所得优化l丁艺条件重新安排实验.结果列于表2表2优化号的实验厦结果Table2Theexperimentalandresultofoptimizednumber2次重复实验结果表明,由优化工艺条件所得到的实际收率都在其方程Y的预测区间内,且都比均匀设计表中的收率有较大的提高,平均收率为86.2%.4结论1)在溴代步骤中,经过均匀设计优化的优化工艺条件为,反应时间60rain,物料配比n(溴素):n(3)=2.3:1.预测优化收率应在84.1%90.1%之间.实际优化收率平均值为86.2%,较前5次实验号的收率都高,达到了优化的目的.2)以1,2一二甲基一5一羟基吲哚一3一甲酸乙酯为原料,通过酰化,溴代反应制得了盐酸阿比朵尔中间体1一甲基一2一溴甲基一5一乙酰氧基一6一溴吲哚一3一甲酸乙酯(3).经过均匀设计后得到优化实验条件.溴代一步收率为86.2%,总收率为80.3%参考文献:GlushkovRG.ArbidolJ.DrugsFuture,1992,17(12):1079-1081.张士红,丁爱丽,邹晓雯.盐酸阿比朵尔的药理及临床应用评价J.中国医药导报,2010,7(6):910.杨帆,刘艾林,杜冠华.阿比朵尔药理作用与临床应用研究进展J.中国药学杂志,2010,45(2):9O一92GrinevAN,PershinGN.Preparationofethyl6一bromo一5一hydroxy一4一dimethylamin0methyl一1一methyl一2-phenyhhiomethylindole-3-carboxylatehydrochloridemonohydrate,asavirucide,immunostimulant,andinterferoninducing,agent:WO,90/08135P.19900726.BellMR,OesterlinR,BeylerAL.Isomericmannichbasesderivedfromethyl5hydroxy2methylindole3carboxylateJ.JMedChem,1967,10:264266.王钝,吴秀静,宫平.盐酸阿比朵尔的合成fJ.中国医药工业杂志,2004,35(8):457458.张珂良,宫平.1一甲基一2一溴甲基一5一乙酰氧基一6一溴一1日一吲哚一3一羧酸乙酯J.精细与专用化学舳,2007,15(13):l4一l6.(上接第4l页)4结论利用廉价的()为起始原料,经过6步反应合成了盐酸吉西他滨.通过对盐酸吉西他滨生产工艺的改进,以及母液的回收,使其更加适合于T业生产,总收率达到12.8%.参考文献:王晓稼.抗肿瘤新药吉西他滨临床研究进展J.肿瘤学杂志,20o5,11(1):6971.赵可新,胡建平,单靖珊,等.盐酸吉西他滨临床应用进展J.中国医药导报,2006,3(36):1315.许关煜,李敏华.开发非专利药及其中间体J.精细与专用化学品,2003,l1(9):1317.ChouTS.Stereoselectivefusionglycos