蛋白酶抑制剂硫酸阿扎那韦的合成

1、Journal of New Drugs 2018,27(15)·实验研究·HIV 蛋白酶抑制剂硫酸的1 ，皮昌桥1璟1 ，刘举2 ，周鹏1 ，周凯1( 1，沈阳 110027;辽宁大学药学院，沈阳 110036)东北制药2摘要 目的: 对硫酸的工艺进行研究。方法: 以( 2S，3S) -3-叔丁氧羰基氨基-1-氯-2-羟基-4-苯基丁烷为起始原料，经 SN2 取代碱性游离、缩合和离子交换反应制得硫酸内重排、N-Boc 保护、环合、环氧环开环胺解、脱 Boc并经。结果: 目标化合物的结构经1 H NM、13 C NM 和 MS 谱确证，总收率为61 2% ( 以起始原料计)

2、 ，HPLC 测定纯度达99 8% 。结论: 该工艺所用原料易得、操作简便、收率较高、成品质量好，适合工业化生产。; HIV 蛋白酶抑制剂;文献标志码 A文章编号 1003 3734( 2018) 15 1798 05硫酸号914 5Synthesis of HIV protease inhibitors atazanavir sulfateBAI Yue-fei1 ，PI Chang-qiao1 ，WU Xiao-jing1 ，LIU Ju2 ，ZHOU Peng1 ，ZHOU Kai1( 1 Northeast Pharmaceutical Group Co ，Shenyang 11002

3、7，China; 2 College of Pharmacy，Liaoning University，Shenyang 110036，China)Abstract Objective: To study the synthetic technology of atazanavir sulfate Methods: Tert-butyl ( 2S， 3S) -4-chloro-3-hydroxy-1-phenylbutan-2-ylcarbamate was used as the starting material and treated by SN2 reaction，intramolecu

4、lar rearrangement， Boc-protection， cyclization， epoxidering aminolysis， followedby deprotection，salifying，neutralization，condensation，and ion exchange resin reaction to get the target product esults: The structure of atazanavir sulfate with an overall yield of 61 2% by starting material meter was co

5、nfirmed by 1 H-NM，13 C-NM and MS，and the purity was 99 8% estimated by HPLC: This synthetic process is availableraw materials，easy operation，high yield，and has good quality production In industrial productionKey words atazanavir sulfate; HIV protease inhibitor; synthesis，it has feasibility of硫酸，化学名(

6、 3S，8S，9S，12S) -3，多聚蛋白的特定过程，从而阻断成熟体的12-双( 1，1-二甲基乙炔) -8-羟基-4，11-双氧基-9- ( 苯甲基) -6-4-( 2-嘧啶) 苯基甲基-2，5，6， 10，13-五硝基复合癸二酸二甲酯硫酸盐( 1 1 ) ，是形成。其临可单独使用或与其他抗逆转录治疗，尤其适用于服用现有抗逆转录未见疗效的患者。该化合物和原料上市晶型 A 均在中国申请了专利保护，分别于 2017 年到期和 2018 年到期，因此对其原料药进行工艺开发具有较高的市场价值1 2。一种氮杂肽类 HIV 蛋白酶抑制剂，由诺华公司研制，于 2003 年 6 月获 FDA 批准上市。本

7、品选择性抑制 HIV-1细胞中Gag 和 Gag-Pol目前，硫酸路线是以( 2，的工业基金项目 辽宁百千万工程资助项目( 20152) ; 辽宁省博3S) -1，2-环氧-3-叔丁氧羰基氨基-4-苯基丁烷和 2-4-( 2-吡啶基) 苄基-肼羧酸叔丁酯为原料，首先合士启动基金资助项目( 201501139 ) ; 沈阳市科学技术计划资助项目( F16 179 9 00)成母核结构，然后脱 Boc 保护基酸盐、碱性游作者简介及维生素系列，男，博士，高级工程师，主要从事抗 HIV离、在缩合剂催化下，与 N-甲氧羰基-L-叔亮氨酸进: ( 024) 25807525:的研究。游离碱单体，最后与稀行

8、成酰胺反应得到baiyuefei20041225 163 com。1798中国新药杂志 2018 年第 27 卷第 15 期Journal of New Drugs 2018,27(15)硫酸得到硫酸。其中，获得游3S) -1，2-环氧-3-叔丁氧羰基氨基-4-苯基丁烷( 5) 的离碱单体的步骤对整个工艺成本影响较大3。难度大，是硫酸的关键。的结构可以看出，它是由 3 个含有 2 个手性中心，一个来源于天然从硫酸该手性结构片段( 5，6，9) ，涉及 2 个手性化合物( 5，9)和一个非手性化合物( 6 ) ，其中手性化合物( 2，的苯丙氨酸，另一个需要还原剂将前手性酮还原为手性醇，见图 1。

9、图 1硫酸的路线( 2，3S) -1，2-环氧-3-叔丁氧羰基氨基-4-苯基化合物进行不对称还原，而得到的手性纯度丁烷路线如下: 雷新胜等4以廉价的 L-苯较差，手性异构体杂质会参与后继反应，最终带入至成品的质量。Xu 等5以( ( 2S，3S) -3，丙氨酸化合物为起始原料，在碱性条件下进行氨基Boc 保护、与氯甲酸乙酯偶合、与重氮甲烷经 Arndt- Eistert 反应、酸化、还原、环合反应得到关键手性中间体。该法起始原料易得，无需昂贵的反应试剂，但 重氮甲烷属于易爆类试剂，反应的温度要求较低，不利于工业化生产。同时本路线还需硼氢化钠对羰基成品4-二羟基-1-苯基-2) 氨基甲酸叔酯为原

10、料，经选择性伯醇硅醚化保护反应、在氟化铵/ 乙酸体系下去除伯醇保护基得到( 2S，3S) -3-( 叔丁氧羰基) 氨基-1-羟基-4-苯基-2-甲磺酸酯，在叔丁醇钾/ 异丙醇体系下进行环合反应得到手性中1799中国新药杂志 2018 年第 27 卷第 15 期Journal of New Drugs 2018,27(15)间体。该法反应路线较短，个别试剂属于易制毒类且较昂贵，最关键的是起始原料并无市售品，需要Aquaty-Xevo TQ( 美国 Waters 公司) 。方法反应才能得到。Li 等6以( 2S，3S) -4-氯-多3-羟基-1-苯基-2氨基甲酸叔( 4S，5) -4-苄基-5-氯

11、甲基-2-噁唑烷酮( 3) 的在 0 10 下向配有温度计的 1 L 三口瓶中加入 45 0 g( 150 3 mmol) ( 2S，3S) -3-叔丁氧羰基氨酯为起始原1料核取代内重排、N-Boc 保护、环合反应得到手性。该法巧妙地运用了内重排机制，直接得到了环合物，缩短了反应步骤，个别试剂较昂贵且反应收率有待提高。基-1-氯-2-羟基-4-苯基丁烷( 2 ) 和 280二氯甲mL烷，搅拌下缓慢滴入 13 9 mL( 192 4 mmol) 二氯亚等7基-2) 氨基甲酸叔了以 S-( 4-氯-3-氧代-1-苯基丁酯为原料采用 KED-196 生砜和 50 mL 二氯甲烷的混合液，滴，再将反应

12、体系升至 45 回流，TLC 检测( 正庚烷 乙酸乙酯 = 4 1) 反应完毕。将反应液降至 0 5 ，加入约200 g 碎冰猝灭反应，分层，浓缩有机相得到浅黄色油状固体( 3) ，本步反应按照 100% 收率折算，不必提纯直接投下一步反应。1H-NM( CDCl ，400 MHz)3物酶催化进行羰基还原，选择性高达 100% ，且无其他副产物生成，为高效该手性奠定了坚的反应中，实的基础。在游离碱单体缩合剂的选用对整个 路线影响较大，文献8 10的路线中使用了 3-( 二乙氧基磷酰氧基) -1，2，3-苯并三嗪-4-酮( DEPBT) 、2-( 2-吡啶酮-1-基) -1，1，3，3-四甲基脲

13、四氟硼酸盐( TPTU) ，或多种缩合剂联合使用如: 以 1-( 3-二甲氨基丙基) -3-乙基碳二亚胺盐酸盐( EDCI) 、1-羟基苯并三唑( HOBt) 和 N，N'-二异丙基乙胺( DIPEA) 、N，N'-二环己基碳二亚胺 ( DCC) 或 N，N'-二异丙基碳二亚胺( DIC) 、HOBt 和 ( ppm) :2 85 ( dd，J = 6 8，13 7 Hz，1H) ，2 95( dd，J = 7 2，13 7 Hz，1H) ，3 39 ( dd，J = 4 3，12 0 Hz，1H) ，3 51 ( dd，J = 6 1，11 5 Hz，1H) ，4 0

14、1( dd，J = 6 9，12 0 Hz，1H) ，4 45 ( dd，J = 4. 8，10 0 Hz，1H) ，6 53 ( s，1H) ，7 11 7 32( m，5H) 。ESI-MS m / z: 226 06M + H+ 。( 4S，5) -4-苄基-5-氯甲基-3-叔丁氧羰基-2-噁唑2DIPEA 为缩合剂，但这些缩合剂价格昂贵、安烷酮( 4) 的在 25 30 下将 14 8 g( 140 0 mmol) 碳酸钠和 200 mL 纯化水混合物，搅拌下加入至上述浅黄色环保方面的问题，且后处理操作繁琐。在反应中，文献4 10的方法平均收率在 89%94% ，对游离碱单体的质量要求

15、很高，一般油状固体( 3 ) 中，再加入 240乙酸乙酯，滴加mL要求其单一杂质不得超过 0 1% ，含量检测要在98. 5% 以上。本研究在参考文献6，10的基础上，对16. 4 g( 75 2 mol) 二碳酸二叔丁酯，搅拌过夜。TLC ( 正庚烷 乙酸乙酯 = 1 1) 检测反应完毕，将反应液降至 10 ，滴加 6 02 mol·L 1 盐酸调 pH 值至 4 5，静置分层，用乙酸乙酯( 100 mL × 2) 洗涤水相，合并有机相，减压浓缩得到油状液体，加入 240 mL 正己烷加热回流至，自然降至室温，过滤，干燥，得到类白色粉末状固体( 4 ) 41 0 g，收率

16、 83 2% ( 以 2的路线进行了改进和优化，最终硫酸路线见图 1。材料1试剂( 2S，3S) -3-叔丁氧羰基氨基-1-氯-2-羟基-4-苯计) 。ESI-MSm / z: 348 09M + Na+ 。Mp: 90 92 。1 H-NM ( CDCl ，400 MHz)( ppm) : 1 613基丁烷( 2) ( 沈阳金久奇化工) ; 2-4-( 2-吡啶基) 苄基-肼羧酸叔丁酯( 6) 和 N-甲氧羰基-L-叔( s，9H) ，2 87( dd，J = 9 6，13 6 Hz，1H) ，3. 29 3. 37( m，2H) ，3 51 ( dd，J = 5 6，12 0 Hz，1H)

17、 ，4. 37 4 43 ( m，2H) ，7 17 7 19 ( m，2H) ，7 27 7 35 ( m，3H) 。亮氨酸( 9) 均由南京克莱森化工提供; 薄层色谱用硅胶 GF254 ( 青岛海洋化工厂) ; 实验其余所用试剂均为分析纯。( 2，3S) -1，2-环氧-3-叔丁氧羰基氨基-4-苯基丁2仪器Buchi3熔点测定仪(公司) ;Varian烷( 5) 的于 0 5 向配有温度计的 0 5 L 三口瓶中加入 50 0 g( 155 0 mmol) 化合物4 和150 mL 甲醇，分批加入 9 2 g( 170 5 mmol) 固体甲醇钠，加入完毕540Buchi公司) ;X-衍射

18、计 ( 德国Bruker P4BrukerINOVA 400 核磁共振仪( 美国 Varian 公司) ; Agilent质谱仪( 美国公司) ;1100 ESI-MSAgilentWaters1800中国新药杂志 2018 年第 27 卷第 15 期Journal of New Drugs 2018,27(15)后，室温搅 拌h。减压蒸除甲醇，残 余物溶于叔亮氨酸( 9) 、59 8 g( 144 mmol) HCTU 和 23 0 mL三乙胺置于 500 mL 的茄形瓶中，加入 170 mL 乙酸乙酯搅拌过夜。TLC 检测反应毕，将反应液依次用质量分数为 5% 柠檬酸、5% 碳酸氢钠和纯化

19、水各150 mL 洗涤，弃去水层，真空浓缩有机相，得到油状4270 mL 乙酸乙酯中，纯化水萃取有机相，静置分层， 合并有机相，于 10 0 下滴入 270 mL 石油醚，析晶并过滤干燥得类白色粉末状固体( 5 ) 38 1g，125 127 。1 H-NM ( CDCl ，31 37 ( s，9H) ，2 56 ( s，1H) ，收率 93 5% ，Mp:400 MHz) ( ppm) :游离碱单体 ( 11 ) 粗品g，纯 度51 62 68 ( dd，J = 4 4，4 4 Hz，1H) ，2 82 2 98 ( m， 3H) ，4. 10 ( s，br，1H) ，4 52 ( s，br

20、，1H) ，7 19 7 29 ( m，5H) 。ESI-MS m / z: 286 1M + Na+ 。97. 61% ，Mp: 198 200 ，以8计收率为90 4% 。1 H-NM( CDCl ，400 MHz)3 ( ppm) :8 58( d，J = 0 8 Hz，1H) ，7 88 7 89 ( m，4H) ，7. 50 ( d，J = 8 4 Hz，1H) ，7 36 7 31 ( m，1H) ，7. 22 7. 16 ( m，4H) ，7 14 7 10 ( m，1H) ，4 13 ( t，J =7 2 Hz，1H) ，3 98 ( s，2H) ，3 82 ( s，1H) ，

21、3 73 ( d，J = 9 6 Hz，1H) ，3 67 ( s，1H) ，3 62 ( s， 3H) ，3 59 ( s，3H) ，2 95 2 81 ( m，3H) ，2 68( d，J = 12 9 Hz，1H) ，0 81 ( s，9H) ，0 72 ( s，1-4-( 吡啶-2-基) -苯基-4( S) -羟基-5( S) -2，5-4二( 叔丁氧羰基) 氨基-6-苯基-2-氮杂己烷( 7) 的向配有温度计的 2 L 四口瓶中加入 400 mL 异丙醇，搅拌下加入 31 2 g( 118 6 mmol) 化合物 5 和39 0 g( 130 3 mmol)2-4-( 2-吡啶基)

22、苄基-肼羧705 2M + H+ 。采用溶剂挥游离碱单体加入乙酸乙酯酸叔丁酯( 6) ，用 15 mL 异丙醇洗涤加料漏斗。加热升温至 105 ，回流，保温反应 24 h。TLC( 正庚9H) 。ESI-MS m / z:发法，取 0 25 g烷 乙酸乙酯 = 3 2) 监测反应完毕室温，加入3 5 mL，加热搅拌至溶解，过滤，自然冷却至室温，放置 1 周，析出针状透明晶体，取出测单晶衍射。晶胞参数: a = 15 352 ( 5) ，b = 5 910 ( 5) ，c = 21 590 ( 5) ， = 90 000( 5) °， = 96 227( 5) °， = 90

23、 000600 mL 水后继续搅拌5 h。过滤，用120 mL 水洗涤，用 60 mL、0 5 的甲基叔醚洗涤，烘干，得到浅黄色固体( 7) 68 2 g，收率 92 1% ，Mp: 149 151 ，纯度95 80% 。1 H-NM ( DMSO-d ，300 MHz )6( 5) °晶体学数据: Spacegroup = P2 ( 1 ) ，V / 3= 31 947 3( 18) ，Z = 2，Dc / g·cm= 1 202，F( 000) =756，Tmin: = 0 970 0，Tmax = 0 971 9，Goodness of fit( ppm) : 8 6

24、0 ( d，1H) ，7 88 ( m，4H) ，7 50 ( d， 2H) ，7 36 ( m，1H) ，7 25 ( m，4H) ，7 18 ( m，1H) ，3 93 ( m，2H) ，3 70 ( m，2H) ，3 0 2 6( m，4H) ，1 33 ( s，9H) ，1 30 ( s，9H) 。ESI-MSm / z: 563 2M + H+ 。 2 ( I) a)on F2 = 1 012， I1= 0 062 8，w2I2( I) a)a)= 0 135 7，1 ( all data)= 0 174 8，a)w2 ( all data)= 0 182 3，见图 2。1-4-(

25、吡啶-2-基) -苯基 -4( S) -羟基-5( S) -2，5-5二氨基-6-苯基-2-氮杂己烷( 8) 的向配有温度计的 1( 56. 9 mmol) 折纯后的四口瓶中加入L32 0 g7，180 mL 二氯甲烷，25 搅拌至，降温维持温度 5 10 下滴加25 mL 盐酸，滴加完毕，将反应液加热至 40 45 ， 保温反应 3 h。冷却至室温，分出水层，二氯甲烷层 用 40 mL 纯化水萃取 1 次，合并水相。转移至 1 L 单口瓶中，加入 240 mL 二氯甲烷，降温至 5 ，滴加30 5 mL 三乙胺，搅拌1 h。静止分层，水层用二氯甲烷( 45 mL × 2) 萃取，合

26、并有机相，无水硫酸钠干燥过夜。过滤，得到红棕色8 的二氯甲烷溶液，本步反应按照 100% 收率折算，0 10 储藏备用。图 2游离碱单体的单胞图游离碱单体( 10) 的于 40 ，将约 26 1 g ( 72 0 mmol)6( 1) 的8 的7硫酸二氯甲烷溶液、27 2 g( 144 0 mmol) N-甲氧羰基-L-将折纯后 22 9 g( 32 5 mmol) 的游离1801中国新药杂志 2018 年第 27 卷第 15 期Journal of New Drugs 2018,27(15)碱单体( 10) 溶解于 140 mL 乙醇中，室温下搅拌至澄清，倒入含有 90 mL 已活化的 AM

27、BEJET 1200H树脂柱中( 直径 200 mm，流速为每秒 1 2 滴) ，进行进行了改进。在确保的收率和质量的情况下，对反应过程中涉及的反应条件( 物料、反应时间及温度等) 进行优化，使目标产物总收率达到 61 2% 。在保证产物收率及质量前提下，采用更为便宜的试剂或溶剂替代了较贵的试剂和溶剂，如解离和交换，待全部吸附到树脂后，分别用约350 mL 乙醇和 400 mL 纯化水洗涤树脂，除去未吸附到树脂上的黏连有机和无机杂质。用质量分数为3% 稀硫酸( 约 5 5 L) 洗脱树脂柱进行解离和交换使用二氯甲烷替代了甲基叔醚、固体甲醇钠替代了叔丁醇钾、三乙胺替代了 N-甲基吗啉、甲醇替(

28、洗脱液经 TLC 检测至无游离碱单体为代了乙醇等，使成本降低。采用 6-氯苯并三氮止) ，浓缩洗脱液至原体积的 1 /5 1 /6，于 50 加入活性炭( 0 2 g) 进行脱色 15 min，过滤，再向热的滤液中滴加 150 mL ，自然降至室温，搅拌 4 唑-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸酯( HCTU) 做缩合剂，高收率得到游离碱单体( 10) 并采用单晶衍射数据进行了表征。使用可以重复套用的离子6 h。过滤，滤饼用 20 mL洗涤，得到白色粉末AMBEJET 1200H 树脂制得硫酸( 1 ) ，各( 1) 24 7 g，收率 94 5% ，比旋状固体硫酸22步反应均无需打浆或再精制

29、纯化步骤，缩短度a= 45 8 ( V= 1 1，同样测试条件下/ V了反应时间，终产物纯度高 (HPLC法测纯度达D乙醇水药典IP2010版硫酸比旋度为99. 8% ，单杂均小于 0 1% ) 。本路线操作简单，无苛刻的反应条件，设备要求低，各步收率较高，且中间体稳定，便于实现工业化生产。 48) ，HPLC 法测纯度为 99 8%色谱柱为 44 Waters Acquity UPLC BEH C18 柱( 50 mm × 2 1 mm，1 7 m) ;相为乙腈( B) ，0 1% 甲酸水溶液参 考 文 献( V / V) ( A) ，梯度洗脱( 0min 27% B; 0 2 5

30、 min40% B;2 5 7 5 min 50% B; 7 5 11 5 min 70%1ALEXANDE F，GUIDO B，HANS GC， Antivirally activeB; 11 5 12 5 min 70% B;12 5 13 min 27% B;heterocyclic azahexane derivatives: WO，9740029A1P 1997 10 30JANAK S，MADHUSUDHAN P，MAK D Bisulfate salt of HIV protease inhibitor: WO，9936404A1P 1999 07 2212 5 13 min 2

31、7% B; 13 15 min 27% B) ; 流速为0 2 mL·min 1 ; 柱温为 30 ;量 1 L; 检测波长2文献11:250 nm。mp 201 203 (mp 200 3，皮昌桥，丹，等 一种单体的新方法: 中国，104356054AP202 ) 。ESI-MS m / z: 705 2M + H+ 。1 H-NM201502 18的手性环氧化合物2016 04 064雷新胜，从 一种抗 HIV( DMSO-d ，400 MHz)( ppm) : 9 33 ( s，1H) ，的方法: 中国，105461662AP69. 0 ( d，J = 4 1 Hz，1H) ，

32、8 59 ( t，J = 8 1 Hz， 1H) ，8 41 ( d，J = 8 2 Hz，1H) ，7 90 8 13 ( m， 2H) ，8 29 ( t，J = 8. 2 Hz，1H) ，8 15 ( d，J = 8 2 Hz， 1H) ，8 71 ( d，J = 8 2 Hz，1H) ，7 61 7 64 ( m， 1H) ，7 32 ( d，J = 4 7 Hz，1H) ，7 25 7 28 ( m， 3H) ，7 09 ( d，J = 9 4 Hz，1H) ，7 04( d，J = 9 3 Hz， 1H) ，4. 20 4 23 ( m，1H) ，3 94 3 97 ( m， 2H) ，3 75 ( d，J = 9 4 Hz，1H) ，3 61 3 63 ( m， 2H) ，3 62 ( s，3H) ，3 62 ( s，3H) ，2 61 2 64 ( m，2H) ，0. 90 ( s，