专利名称：以1，6－脱水－β－D－葡萄糖为原料制备2'－脱氧－2'，2'－二氟－β－核胞苷或其药用 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐及其中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖的制备方法。
按照本发明的一个方面，提供了经过中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖制备2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐的方法，其特征在于以1，6-脱水-β-D-葡萄糖为原料，经氧化、氟化得到中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖。
根据本发明的方法，包括以下步骤1)氧化1，6-脱水-β-D-葡萄糖，得到3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖；2)氟化、水解3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖，得到3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖；3)将3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖缩合脱水，得到2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖；4)从2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖制备2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐。
在本发明的步骤1)中包括对1，6-脱水-β-D-葡萄糖的2，4位羟基保护和去保护的步骤。其中所述羟基保护基为三甲基硅烷基保护基团。所述羟基保护在一种或多种选自下组的无水非质子溶剂中进行二氯甲烷，三氯甲烷，四氯甲烷，1，2-二氯乙烷，1，1-二氯乙烷，1，1，1-三氯乙烷，1，1，2-三氯乙烷，乙酸乙酯，乙酸丙酯，苯甲醚，1，2-甲氧基乙烷，二甘醚，乙醚，正丁醚，异丙醚，二氧六环，乙腈，四氢呋喃，硝基甲烷，硝基乙烷，硝基丙烷，其中优选无水二氯甲烷或三氯甲烷。在上述羟基保护中，二乙胺、三乙胺、正丙胺、二异丙胺、正丁胺、异丁胺、1，8-二氮杂二环(5.4.0)十一烯-7(DBU)、2，6-二氯苯腈(DBN)、N，N-二甲基丙烯脲(DMPU)、或六甲基磷酰胺(HMPA)被用作缚酸剂。在上述羟基保护中，使用4，4-二甲氨基吡啶为催化剂，其用量为1，6-脱水-β-D-葡萄糖投料量的0.01～5％摩尔，优选0.1～1％摩尔。在上述羟基保护中，1，6-脱水-β-D-葡萄糖与三甲基氯硅烷的投料摩尔比为1∶2.0～3.2之间，优选1∶2.0～2.2，反应温度在-10～40℃，优选-5～25℃，反应时间为5分钟～24小时，优选10分钟～10小时。
在步骤1)氧化中的氧化剂选自PtO2、Pt、CrO3、Na2CrO7、PCC、PDC、KMnO4、NaBrO3、二甲基亚砜(DMSO)/二环己基碳二亚胺(DCC)、DMSO/SOCl2、DMSO/(CF3COO)2O、DMSO/TsCl(对甲基苯磺酰氯)、ClO2、或德丝-马丁(Dess-Martin)试剂，优选1，2-二氯丙烯(PDC)氯铭酸吡啶(PCC)、或Dess-Martin(德丝·马丁试剂，化学名为1，1，1-三乙酰氧-1，1-二氢-1，2-苯碘氧醇基-3(1H)-酮(1，1，1-triacetoxy-1，1-dihydro-1，2-benziodoxol-3(1H)-one))试剂，最优选德丝·马丁试剂(Dess-Martin)试剂。
在本发明的步骤2)中包括对3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖的2，4位羟基保护和去保护的步骤。
在本发明的步骤2)中脱保护在在强酸下进行，所述强酸为盐酸、硫酸或三氟乙酸。
在本发明的步骤2)氟化中的氟化剂为DAST[(二乙氨基)三氟化硫]和DMPU-HF(N，N-二甲基丙烯脲-氟化氢)的复合物。
在本发明的步骤3)中，应用氧化剂高碘酸钠氧化3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖的邻羟基，缩合脱水形成2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖。
在本发明的步骤4)中包括对2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖的羟基保护和去保护的步骤，其中优选先保护1位羟基，在保护3、5位羟基，其中1位羟基的保护基团为甲磺酰基或乙酰基，3、5位羟基保护基为苯甲酰基，乙酰基。
在本发明的步骤4)中，2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖与N’-顺式-(2-氰基乙烯基)-N，N-双三甲硅基脲缩合，并在甲醇中强碱作用缩合成环，然后纯化、成盐得到2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐。
在本发明中，所述2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷的药用盐是2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷与任何常规的无机酸或有机酸形成的药用盐，只要其不相反地影响2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷的治疗效果，其中优选盐酸盐。发明详述下面，对本发明方法中的各个步骤进行详细描述。
本发明是以1，6-脱水-β-D-葡萄糖即左旋葡萄糖酐为原料，有效地制备2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐以及关键性中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖。1，6-脱水-β-D-葡萄糖，由淀粉热解得，其详细的制备方法已由Zemplen G(Chem.Ber.1931，64，1545)、Ward R.B.(Methods Carbohydr.Chem.1963，2，394)和Cemy M.(Carbohydro.Chem.BioChem.1977，34，23)等人在各自的研究论文做了详细的报道。1，6-脱水-β-D-葡萄糖，具有较好的结晶能力，熔点为182-184℃，[α]18-66°(c＝1，H2O)，其立体刚性结构，对许多试剂的作用较为稳定。因此，利用它作为起始原料，在合成过程中能很好地控制立体选择性反应，方便地得到关键性手性中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖和β-1-(2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖基)-4-氨基嘧啶-2-酮盐酸盐。本发明所提供的方法其合成步骤如下。

以1，6-脱水-β-D-葡萄糖为原料，制备β-1-(2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖基)-4-氨基嘧啶-2-酮盐酸盐以及关键性中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖，分多步进行，有9～10个中间体。在本发明提供的合成路线中有些步骤只需经过简单处理，便可以进行下一步反应，有利于重复和扩大规模制备。
由1，6-脱水-β-D-葡萄糖(化合物1)，经选择性硅烷化1，6-脱水-β-D-葡萄糖的2，4位羟基，得到2，4-二-三甲硅氧基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖(化合物2)。也可以用其他保护2，4位羟基的基团，有关羟基的保护，Theodora W.Greene《Protective Groups in OrganicSynthesis》(John Wiley & Sons，INC 1991)做了详细的说明。除用三甲基硅作保护基之外，还可以用三乙基硅、二甲基叔丁基硅，苯甲酰基，对甲苯磺酰基，苯甲基，甲基。但最好是三甲基硅，因为按照本发明所提出的方法，形成三甲基硅保护基转化率不仅高，保护基易于脱去，而且其空间位阻相对来说比较小，有利于下一步β-D-葡萄糖3位的氧化反应，而采用其他保护基团，则不具备或同时不具备高转化率，较小的空间位阻。对于化合物2，1961年Cerny，M.等人(Collection Czech.Chem.Communs.1961，26，2542)提出用无水吡啶为溶剂，虽然转化率和选择性都较高，但后处理复杂，吡啶不易除去，而且需要0.1mmHg汞柱蒸馏得到成品。本发明采用无水溶剂非质子溶剂如，二氯甲烷，三氯甲烷，四氯甲烷，1，2-二氯乙烷，1，1-二氯乙烷，1，1，1-三氯乙烷，1，1，2-三氯乙烷，乙酸乙酯，乙酸丙酯，苯甲醚，1，2-甲氧基乙烷，二甘醚，乙醚，正丁醚，异丙醚，二氧六环，乙腈，四氢呋喃，硝基甲烷，硝基乙烷，硝基丙烷等溶剂，用二乙胺、三乙胺、正丙胺、二异丙胺、正丁胺、异丁胺、DBU、DBN、DMPU、HMPA等为缚酸剂，以4，4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂，其用量为1，6-脱水-β-D-葡萄糖投料量的0.01～5％摩尔。1，6-脱水-β-D-葡萄糖与三甲基氯硅烷的投料摩尔比为1∶2.0～3.2之间，反应温度在-10～40℃，反应时间为5分钟～24小时，可得到化合物2。制备化合物的其最佳投料比为1∶2.0～2.2，反应温度在-5～25℃，反应时间为10分钟～10小时，催化剂用量为1，6-脱水-β-D-葡萄糖投料量的0.1～1％摩尔，采用无水二氯甲烷或三氯甲烷作为反应介质。
3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖(化合物3)，是由化合物2氧化后，再脱去保护基三甲硅基得到的。化合物2的3位羟基，被氧化为酮，其氧化剂可采用PtO2、Pt、CrO3、Na2CrO7、PCC、PDC、KMnO4、NaBrO3、DMSO/DCC、DMSO/SOCl2、DMSO/(CF3COO)2O、DMSO/TsCl、ClO2、Dess-Martin试剂等，在这之中，PCC，PDC以及Dess-Martin试剂是在无水二氯甲烷中进行，条件温和，转化率高。尤其Dess-Martin试剂，不仅条件温和，转化率高，而且后处理简单，随后在二氯甲烷和甲醇混合溶剂中在碳酸钾或BuN+F-作用下很容易脱去三甲基硅烷保护基而得到化合物3。
2，4-二甲基-3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖(化合物4)，是由化合物3在无水有机胺碱性和乙腈溶剂中在强碱催化剂的作用下，与碘甲烷作用可高效率转化形成2，4-二甲基-3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖，可利用二氯甲烷做萃取2，4-二甲基-3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖溶剂，净化处理后直接氟代得到化合物5。
在无水二氯甲烷溶剂中，利用常用DAST氟化试剂对2，4-二甲基-3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖进行氟化，得到3-脱氧-3，3-二氟-2，4-二甲基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖(化合物5)。但氟化效果，不太理想。使用DMPU-HF氟化剂，氟化效果也不理想。当将DAST(二乙氨基)三氟化硫和DMPU-HF(N，N-二甲基丙烯脲-氟化氢)的复合物同时使用时，不仅氟化转化率高，而且反应时间也大大缩短，协同作用尤为明显，因而本发明提供另一种氟化方法，很方便得到化合物5。
3-脱氧-3，3-二氟-2，4-二甲基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖(化合物5)。在酸性条件可脱去2，4位的羟基保护基团，同时在强酸性介质中，1，6-脱水水解形成羟基。因此，选用合适的无机酸或有机酸，能很方便得到3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖(化合物6)，合适的无机酸是盐酸，硫酸，有机酸是三氟乙酸。
3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖(化合物6)，在强氧化剂作用下，很容易邻羟基氧化，缩合脱水形成呋喃核糖，氧化裂解邻羟基的氧化剂常采用高碘酸钠和四乙酸铅，后者在无水条件下作用，副产品污染大，后处理困难，因此最好采用高碘酸钠，氧化裂解邻羟基，3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖(化合物5)转化为2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖(化合物7)。
化合物8能与双三甲基硅烷胞嘧啶反应，可得到终产物，首先必须对化合物72-脱氧-2，2-二氟-D-呋喃核糖的羟基进行保护，羟基的保护方法很多，Stephen Hanessian在《Preparative CarbohydrateChemistry》(Marcel Dekker，Inc，1997)和Theodora W.Greene《ProtectiveGroups in Organic Synthesis》(John Wiley & Sons，INC 1991)做了详细的说明，由于化合物6中，1位羟基的活性高于3，5位羟基的活性。因此，可以利用一锅法可以优先保护在1位上羟基，之后再保护3，5位上的羟基。由于核糖与碱基胞嘧啶的缩合反应是在核糖1位上，发生SN2取代反应。因此，对于1位的保护基要容易离去，这类保护基有甲基、甲磺酰基、对甲苯磺酰基和乙酰基等，一般采用甲磺酰基或乙酰基为保护，这样可以也增加1位基团的离去效应，与胞嘧啶容易发生取代反应。而3，5位的保护基团，必须在后续反应中稳定，而且也较为容易脱离下来。3，5位的保护基可以是苯甲酰基，乙酰基等。然而这种方法由于双三甲基硅烷胞嘧啶的1位氨基空间位阻较大，加之呋喃核糖2位上的两个氟元素的影响，影响生成β-1-(2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖基)-4-氨基嘧啶-2-酮的转化率。本发明提出用直链脂肪烃N’-顺式-(2-氰基乙烯基)-N，N-双三甲硅基脲，与呋喃核糖化合物8再缩合生成化合物9，蒸馏溶剂分离产物，再在强碱甲醇溶液中作用，加成缩合成环得到化合物10，其产率以化合物8计，达到30～60％。化合物10经硅胶柱分离得到β型化合物11，在乙醇溶液中成盐可得到β-1-(2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖基)-4-氨基嘧啶-2-酮，即2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐。
本发明通过下面的具体实施例进行描述。通过这些具体实施例可以更好地理解本发明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。
在通氮状况下，将71克化合物3和50ml无水三乙胺溶入500ml无水乙腈溶液中，加入36克60％NaH，搅拌60min后，点滴加入130克MeI和150ml无水乙腈溶液，在45～50℃保温5～6小时，TLC检测反应。反应完毕降温，加入1000ml二氯甲烷，用5％NaHCO3、水和饱和食盐水洗涤。用无水碳酸钾干燥，过滤得到含有80克化合物4的无水二氯甲烷溶液，直接用于下一步反应。1HNMR(300Hz，CDCl3)3.3ppm(-CH3，s峰)。MS189(M+)
将实施例6得到的化合物(8)无水二氯甲烷溶液，补加无水二氯甲烷到总体积700ml，降温到0℃，滴加100ml无水SnCl4和100ml无水二氯甲烷混合溶液，保持溶液温度小于5℃，搅拌20小时，加入上述制备的N，N-双三甲硅基(顺式-2-氰基乙烯基)脲CdCl2无水二氯甲烷溶液，在室温下搅拌2～3小时，回流过夜。冷却后，倾倒入800ml饱和NaHCO3溶液，过滤除去不溶性物，用无水硫酸镁干燥有机相，过滤，蒸干溶剂，用500ml异丙醇溶解，加入乙醇钠18克，搅拌均匀后，加热回流1～6小时，减压蒸干溶剂，用500ml二氯甲烷溶解，分别用H2O，1NHCl，饱和NaCl溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，浓缩得到用5cm×25cm硅胶柱，以三氯甲烷/甲醇为淋洗剂，洗脱得到，结晶化合物(11)，β-1-(2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖基)-4-氨基嘧啶-2-酮，8.4克。其旋光度，光谱数据与Chou，T.S等在《合成》(Synthesis)1992，565中所报道的数据一致。[α]D(c＝0.98，MeOH)+69.85°；[α]365+410.40°元素分析C9H11F2N3O4理论值C41.07 H4.21 F14.44 N15.97实际值C41.11 H4.28 F14.50 N15.60。IR(KBr)v＝3486，3340，1656，1621，1033cm-1，13CNMR(D2O)δ＝59.86(C-5’)，69.20(C-3’)，80.70(C-4’)，84.50(C-1’)，95.24(C-5)，123.63(C-2’)，141.83(C-6)，153.81(C-2)，166.20(C-4).
权利要求
1.经过中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖制备2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐的方法，其特征在于以1，6-脱水-β-D-葡萄糖为原料，经氧化、氟化得到中间体2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖。
2.根据权利要求1的方法，包括以下步骤1)氧化1，6-脱水-β-D-葡萄糖，得到3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖；2)氟化、水解3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖，得到3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖；3)将3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖缩合脱水，得到2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖；4)从2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖制备2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐。
3.根据权利要求2的方法，在步骤1)中包括对1，6-脱水-β-D-葡萄糖的2，4位羟基保护和去保护的步骤。
4.根据权利要求3的方法，所述羟基保护基为三甲基硅烷基保护基团。
5.根据权利要求3-4中任何一项的的方法，其中步骤1)的羟基保护在一种或多种选自下组的无水非质子溶剂中进行二氯甲烷，三氯甲烷，四氯甲烷，1，2-二氯乙烷，1，1-二氯乙烷，1，1，1-三氯乙烷，1，1，2-三氯乙烷，乙酸乙酯，乙酸丙酯，苯甲醚，1，2-甲氧基乙烷，二甘醚，乙醚，正丁醚，异丙醚，二氧六环，乙腈，四氢呋喃，硝基甲烷，硝基乙烷，硝基丙烷，其中优选无水二氯甲烷或三氯甲烷。
6.根据权利要求3-4中任何一项的的方法，其中在步骤1)的羟基保护使用二乙胺、三乙胺、正丙胺、二异丙胺、正丁胺、异丁胺、DBU、DBN、DMPU、或HMPA为缚酸剂。
7.根据权利要求3-4中任何一项的的方法，其中在步骤1)的羟基保护中使用4，4-二甲氨基吡啶为催化剂，其用量为1，6-脱水-β-D-葡萄糖投料量的0.01～5％摩尔，优选0.1～1％摩尔。
8.根据权利要求3-4中任何一项的的方法，其中在步骤1)的羟基保护中1，6-脱水-β-D-葡萄糖与三甲基氯硅烷的投料摩尔比为1∶2.0～3.2之间，优选1∶2.0～2.2，反应温度在-10～40℃，优选-5～25℃，反应时间为5分钟～24小时，优选10分钟～10小时。
9.根据权利要求2的方法，在步骤1)氧化中的氧化剂选自PtO2、Pt、CrO3、Na2CrO7、PCC、PDC、KMnO4、NaBrO3、DMSO/DCC、DMSO/SOCl2、DMSO/(CF3COO)2O、DMSO/TsCl、ClO2、或Dess-Martin试剂，优选PCC、PDC或Dess-Martin试剂，最优选Dess-Martin试剂。
10.根据权利要求2的方法，在步骤2)中包括对3-羰基-1，6-脱水-β-D-葡萄糖的2，4位羟基保护和去保护的步骤。
11.根据权利要求10的方法，步骤2)中脱保护在在强酸下进行，所述强酸为盐酸、硫酸或三氟乙酸。
12.根据权利要求2的方法，在步骤2)氟化中的氟化剂为(二乙氨基)三氟化硫和N，N-二甲基丙烯脲一氟化氢的复合物。
13.根据权利要求2的方法，在步骤3)中，应用氧化剂高碘酸钠氧化3-脱氧-3，3-二氟-D-葡萄糖的邻羟基，缩合脱水形成2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖。
14.根据权利要求2的方法，在步骤4)中包括对2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖的羟基保护和去保护的步骤，其中优选先保护1位羟基，在保护3、5位羟基，其中1位羟基的保护基团为甲磺酰基或乙基磺酰基，3、5位羟基保护基为苯甲酰基，乙酰基。
15.根据权利要求2的方法，在步骤4)中，2’-脱氧-2’，2’-二氟-D-呋喃核糖与N’-顺式-(2-氰基乙烯基)-N，N-双三甲硅基脲缩合，并在甲醇中强碱作用缩合成环，然后纯化、成盐得到2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷或其药用盐。
16.根据权利要求1-9中任何一项的方法，其中所述2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷的药用盐为2’-脱氧-2’，2’-二氟-β-核胞苷盐酸盐。
全文摘要
本发明提供了一种2’－脱氧－2’，2’－二氟－β－核胞苷盐酸盐的制备方法，其中以1，6－脱水－β－D－葡萄糖为原料，经氧化、氟化得到中间体2’－脱氧－2’，2’－二氟－D－呋喃核糖，再由2’－脱氧－2’，2’－二氟－D－呋喃核糖制备2’－脱氧－2’，2’－二氟－β－核胞苷盐酸盐。该方法步骤简单，产率高，适合于规模化工业生产。
文档编号C07H19/073GK1442420SQ0311031
公开日2003年9月17日 申请日期2003年4月8日 优先权日2003年4月8日
发明者陈功 申请人:深圳市汉德森技术有限公司