洛匹那韦_利托那韦关键中间体的合成.pdf
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1、洛匹那韦/利托那韦关键中间体的合成何彩玉,王曙光,丁时磊,汪玉玲,朱 迪,江玉琨(滁州城市职业学院 医学院,安徽 滁州 2 3 9 0 0 0)摘 要:目的:洛匹那韦/利托那韦关键中间体的合成工艺优化。方法:以(2 S)5氨基2(N,N二苄基)氨基3氧代1,6二苯基己4烯为起始原料,通过两步还原反应、叔丁氧羰基(B o c)保护反应、钯碳还原反应以及丁二酸拆分反应等4步,获得了(2 S,3 S,5 S)3羟基2氨基5(叔丁氧羰基)氨基1,6二苯基正己烷丁二酸盐。结果:合成了高光学纯度的洛匹那韦/利托那韦关键中间体 (2 S,3 S,5 S)3羟基2氨基5(叔丁氧羰基)氨基1,6二苯基正己烷丁二
2、酸盐(总收率4 8%,纯度 9 9%)。结论:获得了一条高效、简洁的洛匹那韦/利托那韦关键中间体合成工艺路线,有望应用于工业化生产。关键词:洛匹那韦;利托那韦;H I V蛋白酶抑制剂;关键中间体;合成工艺中图分类号:R 9 1 4.5 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 1 3 8 0 X(2 0 2 3)0 6 0 0 1 7 0 5S y n t h e s i s o f K e y I n t e r m e d i a t e s o f L o p i n a v i r/R i t o n a v i rH E C a i y u,W A N G S h u g u a n g
3、,D I N G S h i l e i,W A N G Y u l i n g,Z HU D i,J I A N G Y u k u n(D e p a r t m e n t o f M e d i c i n e,C h u z h o u C i t y V o c a t i o n a l C o l l e g e,C h u z h o u 2 3 9 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v e:T o o p t i m i z e t h e s y n t h e s i s o f k e y i n t e r
4、m e d i a t e s o f l o p i n a v i r/r i t o n a v i r.M e t h o d s:(2 S,3 S,5 S)3 h y d r o y l 2 a m i n o 5(t e r t b u t y r y l)a m i n o 1,6 d i p h e n y l n h e x a n e s u c c i n a t e w a s s y n t h e s i z e d v i a f o u r s t e p s i n c l u d i n g t w o s t e p r e d u c t i o n r
5、 e a c t i o n,t e r t b u t y r i c o x i d e(B o c)p r o t e c t i o n r e a c t i o n,p a l l a d i u m c a r b o n r e d u c-t i o n r e a c t i o n a n d s u c c i n i c a c i d r e s o l u t i o n r e a c t i o n f r o m(2 S)5 a m i n o 2(N,N d i b e n z y l)a m i n o 3 o x y g e n1,6 d i p h
6、e n y l s e l f 4 e n e.R e s u l t s:T h e k e y i n t e r m e d i a t e s o f l o p i n a v i r/r i t o n a v i r (2 S,3 S,5 S)3 h y d r o y l2 a m i n o 5(t e r t b u t y r y l)a m i n o 1,6 d i p h e n y l n h e x a n e s u c c i n a t e w a s s y n t h e s i z e d w i t h h i g h p u r i t y a
7、n d h i g h y i e l d(o v e r a l l y i e l d 4 8%,p u r i t y 9 9%).C o n c l u s i o n:A n e f f i c i e n t a n d c o n c i s e s y n t h e s i s r o u t e o f k e y i n t e r m e-d i a t e s o f l o p i n a v i r/r i t o n a v i r i s a v a i l a b l e,w h i c h m a k e s i t s u i t a b l e f o
8、 r i n d u s t r i a l p r o d u c t i o n.K e y w o r d s:l o p i n a v i r;r i t o n a v i r;H I V p r o t e a s e i n h i b i t o r;k e y i n t e r m e d i a t e s;s y n t h e s i s p r o c e s s 获得性免疫缺陷综合征(艾滋病,A I D S),临床上首先发现于二十世纪八十年代,为人体免疫缺陷病毒(H I V)感染引起,目前患者仍无法得以治愈,具有极大的社会危害性,为困扰医药界的一大难题。13目前
9、,在艾滋病的治疗中,多种类型的药物得以使用,如蛋白酶抑制剂、核苷类逆转录酶抑制剂、非核苷类逆转录酶抑制剂、整合酶抑制剂以及融合酶抑制剂等。46其中,对于蛋白酶抑制剂,自二十世纪九十年代F D A批准沙奎那韦上市应用以来,一系列的该类药物得以开发、使用,包括洛匹那韦、利托那韦、奈非那韦、茚地那韦以及阿扎那韦等。78洛匹那韦,化学名:(2 S)N(2 R,4 S,5 S)5 2(2,6二甲基苯氧基)乙酰氨基4羟基1,6二苯基 己2基3甲基2(2氧代1,3二氮杂环己1基)丁酰胺;利托那韦,化学名:N(2 S,3 S,5 R)3羟基5(2 S)3甲基2 甲基(2异丙基1,3噻唑4基)甲基氨基甲酰氨基丁
10、酰氨基1,6二苯基 己2基氨基甲酸 5噻唑基甲基酯,二者均是美国雅培公司开发的蛋白酶抑制剂类抗艾滋病71第4 5卷 第6期2 0 2 3年6月 宜春学院学报J o u r n a l o f Y i c h u n U n i v e r s i t y V o l.4 5,N o.6J u n.2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 3 0 2 2 3基金项目:安徽省质量工程项目(编号:2 0 2 1 j x t d 2 0 4);滁州城市职业学院科研项目(编号:2 0 2 2 z k y b 0 1,2 0 2 1 b m z x 0 2);滁州城市职业学院质量工程项目(编号:2 0 2 0
11、 g z z y 0 3,2 0 2 0 j y x m 0 2)。作者简介:何彩玉(1 9 9 0),男,安徽淮南人,助教,硕士,研究方向为药物合成。药物,通常以复方制剂用于艾滋病患者的治疗中,具有广阔的应用前景。91 22 0 1 9年1 2月以来,新冠疫情席卷全球,成为国际关注的突发公共卫生事件。在新冠肺炎的药物治疗中,新型冠状病毒肺炎诊疗方案(第3 7版)的诊疗方案中均推荐洛匹那韦/利托那韦作为抗新型冠状病毒药物,表现出积极的临床意义。1 31 6由此可见,洛匹那韦、利托那韦制备方法的研究具有广泛的应用价值。图1 洛匹那韦、利托那韦结构图2 洛匹那韦、利托那韦的逆合成分析通过逆合成分析
12、,可发现无论洛匹那韦,还是利托那韦,结构中都含有两个酰胺键,若将酰胺键全部裂解后,都可以得到同一个结构片段,如图2所示:(2 S,3 S,5 S)2,5二氨基3羟基1,6二苯基正己烷片段。该结构是药物同H I V蛋白酶活性位点相结合的重要部位,也是洛匹那韦、利托那韦的核心片段,因此,其合成方法的研究显示出极高的价值。对于洛匹那韦/利托那韦核心结构 (2 S,3 S,5 S)2,5二氨基3羟基1,6二苯基正己烷的合成方法研究,国内外学者均有涉及,如意大利的F a-b i o B e n e d e t t i1 7课题组。该课题组以苯甲酸作为合成路线的起始原料,首先合成得到一烯酮结构,再经环氧化
13、反应、开环,制备得到1,3二醇结构,之后对5位羟基进行叠氮化反应,获得了最终的产物。但该路线中最终产物的收率较低,难以实现工业化。经过分析,同时结合其他课题组1 82 0对于洛匹那韦、利托那韦合成关键中间体 (2 S,3 S,5 S)2,5二氨基3羟基1,6二苯基正己烷合成方面的工作,本课题组自主设计出一条(2 S,3 S,5 S)3羟基2氨基5(叔丁氧羰基)氨基1,6二苯基正己烷丁二酸盐的合成工艺路线(如图3所示):该路线以(2 S)5氨基2(N,N二苄基)氨基3氧代1,6二苯基己4烯(化合物1)为起始原料,经由两步还原反应,生成化合物2,之后对其5位氨基进行叔丁氧羰基(B o c)保护,获
14、得化合物3。对化合物3,经由钯碳还原反应,以获得化合物4。化合物2、3、4均为4种非对异构体的混合物。因此,最后将化合物4通过丁二酸予以拆分,从而获得了高光学纯度的化合物5(该产物为2 S,3 S,5 S构型,产品总得率为4 8%左右,纯度在9 9%以上)。图3 本课题组设计、实施的洛匹那韦利/托那韦关键中间体的合成工艺1 试剂和仪器(2 S)5氨基2(N,N二苄基)氨基3氧代1,6二苯基己4烯(化合物1)为本课题组自行制得,并经核磁(1H NM R(C D C l3,4 0 0 MH z):9.7(s,1 H),7.2(m,2 0 H),5.2(s,1 H),4.9(s,1 H),3.8(d
15、,2 H,J=1 4.7 H z),3.6(d,2 H,J=1 4.7 H z),3.5(m,3 H),3.1(d d,1 H,J=1 4.4,7.5 H z),3.0(d d,1 H,J=1 4,6 H z)等81第6期 宜春学院学报 第4 5卷验证,试剂均为市售分析纯。B r u k e r D R X 4 0 0型核磁共振仪;岛津L C 1 0 A T高效液相色谱仪(纯度分析使用色谱柱:辛烷基硅烷键和硅胶色谱柱;流动相:3 0 mm o l/L磷酸二氢钾水溶液(磷酸调P H=3.0):乙腈(5 05 0);流 速:1.0 m L/m i n;进 样 量:1 0 L;检测波长:2 1 0
16、n m)。2 实验方法2.1 (2 S)5氨基2(N,N二苄基)氨基3羟基1,6二苯基正己烷(化合物2)的制备称取1 2.0 g硼氢化钠(N a B H4)和1 8 0.0 g 乙二醇二甲醚(D M E),依次加入1 L四口烧瓶中,机械搅拌,置入干燥管和恒压滴液漏斗,反应体系呈乳白色混悬状态。反应体系降温至5 之后,缓慢滴加7 6.8 g 甲磺酸(M S A)和8.0 g D M E的混合溶液,此时反应体系呈澄清状态(操作过程中,反应会释放出大量气体,应保持大气连通),之后反应体系重新呈乳白色混悬状态。继续搅拌,约1 0 m i n之后,通过恒压滴液漏斗向体系中加入4 0 m L 异丙醇(i
17、P r O H)和8 0 m L D M E共同溶解的3 6.8 g(2 S)5氨基2(N,N二苄基)氨基3氧代1,6二苯基己4烯(化合物1),1 5 m i n完成滴加操作。升高反应体系温度至5,在该温度下搅拌反应过夜(约1 2 h)。于反应体系中再次加入1 2.0 g N a B H4,并通过恒压滴液漏斗缓慢滴加4 0 m L 三氟乙酸(T F A),反应在室温下持续进行2 h左右(H P L C追踪反应终点)。反应结束之后,加入3 0 0 m L 水,持续搅拌3 0 m i n左右,以2 5 0 m L 甲基叔丁基醚对反应液进行萃取,合并有机相。有机相再依次通过1 5 0 m L 的5
18、0%氢氧化钠溶液、5 0 0 m L 的1 8%氯化铵溶液以及3 0 0 m L 的7%氯化钠溶液予以洗涤,直至溶液呈中性,最后无水硫酸镁干燥1 h左右。过滤、浓缩,即可获得2 8.6 g的黄色油状物(化合物2),该步反应得率约为7 8%。1H NM R(C D C l3,4 0 0 MH z):7.2(m,2 0 H),4.1 5(d,2 H,J=1 4 H z),3.6 5(d d d,1 H,J=1 0,5,2 H z),3.5(d,2 H,J=1 4 H z),3.5 02.4 9(m,8 H),2.4 8(d d,1 H,J=1 4,7 H z),1.6 0(d t,1 H,J=1
19、4,1 0 H z),1.2 5(d t,1 H,J=1 4,2 H z)。2.2 (2 S)2(N,N二苄基)氨基5(叔丁氧羰基)氨基3羟基1,6二苯基正己烷(化合物3)的制备取1 1.5 g制得的化合物2,溶解于8 0 m L 四氢呋喃(T H F)中,加入2 5 0 m L单口圆底烧瓶中,置入恒压滴液漏斗,将反应体系在室温下搅拌。通过恒压滴液漏斗缓慢滴加7.2 g 二碳酸二叔丁酯(B o c)2O),加完后,室温下反应2 h(H P L C追踪反应终点)。反应结束之后,加入6 0 m L水于反应体系中,洗涤、分离有机相,无水硫酸镁干燥1 h左右。过滤、浓缩,即可获得1 4.0 g黄色油状
20、物(化合物3),该步反应得率近1 0 0%。2.3 (2 S)3羟基2氨基5(叔丁氧羰基)氨基1,6二苯基正己烷(化合物4)的制备取1 2.0 g制得的化合物3,溶解于1 0 0 m L甲醇中,加入2 5 0 m L三口烧瓶中,之后加入7.0 g 甲酸铵、1.8 g 固体P d/C,氮气保护下,反应体系升温至7 0,于该温度下反应1 0 h左右(H P L C追踪反应终点,注意:该反应过程中有气体释放,需及时排气,以防危险)。反应结束后,回收P d/C(可再次使用)。将滤液以硅胶过滤一次,并以2 0 m L甲醇洗涤滤饼,合并有机相,适当浓缩,去除部分溶液。向上述体系中加入6 0 m L的1 M
21、 氢氧化钠溶液,搅拌3 0 m i n左右之后,1 0 0 m L 二氯甲烷予以萃取,并对有机相以1 0 0 m L 食盐水进行洗涤,合并水相,再对水相用 1 0 0 m L 二氯甲烷萃取。合并所有有机相,无水硫酸镁干燥1 h左右。过滤、浓缩,即可获得7.4 g 黄色油状物(化合物4),该步反应得率约为9 0%。2.4 (2 S,3 S,5 S)3羟基2氨基5(叔丁氧羰基)氨基1,6二苯基正己烷丁二酸盐(化合物5)的制备取4.8 g制得的化合物4,溶解于3 0 m L的iP r O H中,加入1 5 0 m L单口烧瓶中。另取1.0 g 丁二酸,溶解于2 5 m L的i P r O H中,冷却
22、之后,加入到以上1 5 0 m L单口瓶中(此时会迅速析出固体),升高反应体系温度至7 0,此时体系呈透明状态,持续反应2 h左右。之后,将反应体系冷却至室温,放置过夜(约1 2 h)。缓慢搅拌反应体系,逐渐析出白色固体,过滤,即可获得3.5 g白色固体(化合物5),该步反应得率约为6 8%,e.e%在9 9%以上。1H NM R(C D C l3,4 0 0 MH z):7.2 7 7.2 2(m,1 0 H),6.6 2(d,1 H,J=8.8 H z),4.5(b r,1 H),4.3(b r,1 H),3.7 7(m,2 H),3.4 7(m,1 H),3.3(b r,1 H),3.0
23、 0(m,1 H),2.7 4(m,2 H),2.5 9(m,2 H),2.2 5(s,2 H),1.6 1(t,2 H,J=6.8 H z),1.2 6(s,9 H),1.0(d,6 H,J=6 H z)。3 结果与讨论3.1 (2 S)5氨基2(N,N二苄基)氨基3羟基1,6二苯基正己烷(化合物2)的制备化合物1通过两步还原反应,制备得到化合物2。91第6期 何彩玉,王曙光,丁时磊,等:洛匹那韦/利托那韦关键中间体的合成 第4 5卷该反应属于洛匹那韦/利托那韦关键中间体合成的关键、核心路线之一。对两步还原反应的条件进行考察,见表1,发现以4摩尔当量N a B H4、1 0摩尔当量M S A
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