【医药学论文】双氟核苷类药物中间体的合成研究

 摘 要

吉西他滨等双氟取代类药物是核苷类药物中重要的组成部分，本课题应用现代研究手段，以2-脱氧-2，2-二氟-3，5-二苯甲酰基-D-呋喃核糖为原料，通过磷酸法、非均相磷酸化法、五氧化二磷法三种不同的合成方法合成目标核苷药物中间体，并对合成工艺进行了优化研究，筛选出适合的合成方法。试验结果如下：一、以磷酸作为磷酸化试剂，与原料核糖合成了2-脱氧-2,2-二氟-D-呋喃核糖-1-磷酸酯，通过高效液相色谱(HPLC)作出原料的浓度标准曲线和线性方程，用来计算反应物的转化率。合成工艺的优化条件为：反应温度80℃，反应时间3h，溶剂乙腈容量为15ml，磷酸用量为0.57ml。通过磷酸化法得到的最高转化率为14.2%，转化率较低。二、以磷酸和五氧化二磷制备的非均相磷酸化试剂作为磷酸化试剂，与原料核糖经过一系列反应生成2-脱氧-2,2-二氟-D-呋喃核糖-1-磷酸酯，合成工艺的优化条件为：反应温度70℃，反应时间3h，投料量2.1mmol，水解水用量为3.5mmol。通过非均相磷酸化试剂法得到的最高转化率为27.6%，转化率不高。三、以五氧化二磷为磷酸化试剂，与原料核糖合成2-脱氧-2,2-二氟-D-呋喃核糖-1-磷酸酯钾盐，通过单因素试验得到的优化条件为：五氧化二磷与四氯化碳溶液的液质比为3ml/g，原料的摩尔比n（核糖）：n（五氧化二磷）=1:0.75，反应温度55℃，反应时间2h，水解水用量为总物料量的5%，水解反应时间2h，水解反应温度为40℃。在单因素实验基础上，对原料n（核糖）：n(磷酸化剂)摩尔比,磷酸化反应温度，磷酸化反应时间，水解水用量占总物料量的比例进行了四因素三水平的正交实验，得到了优化的反应条件：n（核糖）：n(磷酸化剂)=1:0.75，磷酸化反应温度为55℃，磷酸化反应时间2.5小时，水解反应水量为总物料量的5%。针对优化后的条件作了两组平行试验，得到平均转化率为61.5%。转化率较高。四、针对羟基脱保护过程进行了研究，得到的优化条件为：甲醇-四氢呋喃的用量为9ml，前期氨水用量为6ml，前期反应时间2h，后期氨水用量为12ml，后期反应时间为9h。产率最高可达81.3%。五、用红外光谱分别对磷酸化产物和脱保护产物进行了鉴定，证明了磷酸化反应和脱保护反应的发生。综上所述，可以选用五氧化二磷作为合成2-脱氧-2,2-二氟-D-呋喃核糖1-磷酸酯的磷酸化试剂，经红外光谱鉴定后，可以确定合成的物质为目标产物。
1.1 核苷类药物的概况
1.1.1核苷类化合物的结构特点
1.1.2 核苷类药物的合成和生产概况
（1）化学合成法
传统合成法的方法是将碱基和糖基分别进行合成，然后用特定的方法把糖基与碱基结合起来。1961年，Toshisada S. 等人以四乙酰基核糖及2，6-二氯嘌呤为原料，在高温催化下与甲苯磺酸反应得到2'，3' ，5'-三乙酰-2，6-二氯嘌呤核苷，如图1.1所示：
半合成法的原料一般为天然核苷类物质，采用特定的化学方法对其结构进行改造，例如利用胞嘧啶核苷生产阿糖胞苷（如图1.2）。半合成法由于原料的价格与来源及产品的分离操作问题限制了工业生产的发展。
（2）生物转化法
（3）化学-生物转化合成法
国外核苷类药物的开发和研究始于上世纪40年代末，发展至今，世界各大制药公司已经均有自己的生产和加工核苷类药物车间，各类核苷类药物源源不断的投入到疾病治疗工作中。近年来，各大药物公司意识到未来核苷类药物的重要性，不断对核苷类药物加大投资。亚洲各国，如日本、韩国、印度等一些国家在核苷类药物的开发和研究方面都比我国相对要早，其中，亚洲最早进行核苷类药物研发的国家是日本，日本的武田、住友等公司都已经建立起了核苷类药物及其中间体的开发研究和生产基地。我国对核苷类化合物及其中间体的研究始于上世纪90年代末，起步较晚，正因如此，我国在核苷化合物及中间体的自主研发方面较为落后，种类较少，并且部分原料依然需要依赖进口，这同样使我国核苷类药物研究进展相对比较缓慢，这种情况与核苷类药物的巨大需求与生命科学的快速发展都是极不协调的。
核苷类化合物主要应用方向是医药方面，不仅新药在源源不断的推出，而且应用范围也在不断的被扩大。
阿昔洛韦是最早用于抗病毒的药物之一，于1977年问世，它的问世标志着抗病毒核苷类药物市场的起步，阿昔洛韦具有简单的制备方法，它的结构为无环鸟苷，是治疗疱疹病毒的首选药物。恩曲他滨是拉米夫定通过氟取代生成的一种核苷类似物，于2003年上市，能很好地抑制艾滋病病毒和乙型肝炎病毒，是一种高效的核苷类抗逆转录酶药物。恩替卡韦于2005年上市，是一种碳环核苷类类似物，具有极强的抗乙肝病毒的功能，通过口服进入人体的肝细胞后，可以形成三磷酸酯，进而可以通过对乙肝病毒DNA聚合酶的活性进行抑制，达到治疗疾病的效果。

第六章 结 论
1.以磷酸作为磷酸化试剂，与2-脱氧-2,2-二氟-3，5-二苯甲酰基-D-呋喃核糖经过一系列反应生成2-脱氧-2,2-二氟-D-呋喃核糖1-磷酸酯，通过高效液相色谱作出原料的浓度标准曲线和线性方程，用来计算反应物的转化率。经过试验得到的最佳反应条件为：反应温度80℃，反应时间3h，溶剂乙腈容量为15ml，磷酸用量为0.57ml。通过高效液相色谱测定后，得到最高转化率为14.2%。这一转化率不能满足对于这个磷酸化反应的转化率期望，因此需要通过其他磷酸化方法获得更加理想的反应条件。
3.以五氧化二磷为磷酸化试剂，采用溶剂法将五氧化二磷分散在反应体系中，与2-脱氧-2,2-二氟-3，5-二苯甲酰基-D-呋喃核糖经过一系列反应生成2-脱氧-2,2-二氟-D-呋喃核糖1-磷酸酯钾盐，进行了单因素试验，得到了优化条件：五氧化二磷与四氯化碳溶液的液质比为3ml/g,原料的摩尔比n（核糖）：n（五氧化二磷）=1:0.75，反应温度55℃，反应时间2h，水解水用量为总物料量的5%，水解反应时间2h，水解反应温度为40℃。同时对反应温度等4个条件做了正交实验，得到了优化的反应条件：n（核糖）：n(磷酸化剂)=1:0.75，磷酸化反应温度为55℃，磷酸化反应时间2.5小时，水解反应水量为总物料量的5%。最终得到的产物的平均转化率为61.5%。用柱色谱对产物进行提纯，提纯后的产物进行了红外光谱的分析鉴定，得出合成的产物即为目标产物。五氧化二磷可以作为合成2-脱氧-2,2-二氟-D-呋喃核糖1-磷酸酯钾盐的磷酸化试剂，反应转化率较高。