阿扎胞苷的高立体选择性合成研究

杨波

（苏州大学药学院，江苏苏州 215100）

阿扎胞苷是由美国Pharmion制药公司研制开发的一种低甲基化DNA甲基转移酶抑制剂（DMTI）药物，于2004年5月由美国食品与药品管理局（FDA）批准用于对骨髓增生异常综合症（MDS）的所有亚型的治疗[1]。阿扎胞苷为胞嘧啶核苷类药物，能直接掺入DNA中，抑制DNA和RNA合成，杀死处于S期的细胞[2]。阿扎胞苷是首个并且是唯一证实能显著延长中度-2和高危MDS和AML患者生存期的表观遗传类抗癌药，显著优于传统治疗方案的药物（63%），比地西他滨的疗效（54%）稍好或相当，超过40%的MDS治疗药物。目前，国外文献和专利中报道的阿扎胞苷合成方法不多，主要以1-氯（溴、甲氧基）取代的-2,3,5-O-保护的D-呋喃核糖与三甲基硅基保护的5-氮杂胞嘧啶进行取代反应构建核苷结构，且存在以下一些需要在工艺上改进的地方：（1）使用金属路易斯酸作为催化剂，其毒性较大，并且在最终API中容易金属残留超标[3-4]；（2）使用苯作溶剂，毒性大，工艺较难控制溶残[5]；（3）易产生差向异构体的混合物，导致所得产物的立体选择性不高[6]；（4）后处理步骤多，收率较低。笔者对阿扎胞苷的合成路线和工艺进行了深入研究，开发出了一条操作较为简单、立体选择性好、适合于工业化的合成路线，如图1所示。该路线以5-氮杂胞嘧啶(1)为起始原料，经过三甲基硅基保护后与1-氟-2,3,5-O-三苯甲酰基-D-呋喃核糖(3)在三氟化硼乙醚的催化下进行取代得中间体4，后经脱保护得成品，

图1 阿扎胞苷的合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

实验所用化学试剂均为市售分析纯。其中，5-氮杂胞嘧啶(1)由北京华威锐科化工有限公司提供；1-氟-2,3,5-O-三苯甲酰基-D-呋喃核糖(3)由湖北信康医药化工有限公司提供；1H NMR采用Bruker 400 Ultrashield型核磁共振仪测定（d6-DMSO为溶剂，TMS为内标）；MS采用Micromass GCT-MS型核磁质谱仪测定（EI源）。

1.2 合成方法

1.2.1 中间体2的制备

向2 L三口瓶中加入HMDS（968 g，6 mol）、5-氮杂胞嘧啶（1，250 g，2.23 mol）、硫酸铵（25g ，0.19 mol），加热至130～140 ℃回流24 h，体系变为澄清溶液，反应结束。减压蒸除剩余HMDS，分次加入乙腈5 L，将中间体2转移至10 L三口瓶中，得中间体2的乙腈溶液，不经纯化直接用于下一步的反应。

1.2.2 中间体4的合成

N2保护下，向上述中间体2的乙腈溶液中加入2,3,5-O-三苯甲酰基-D-呋喃核糖（3，828 g，1.78 mol）和N,O-双三甲硅基乙酰胺（912 g，4.46 mol），升温至50 ℃搅拌反应1 h。将反应液降温至0～5 ℃，缓慢滴加BF3·Et2O（3.17 kg，22.3 mol），加完后继续0～5 ℃反应24 h。反应完毕后于0～5 ℃搅拌下滴加饱和NaHCO3溶液（4.6 L）淬灭反应，静置0.5 h，抽滤，滤饼用CH2Cl2（3 L）洗，分出有机层，水层用CH2Cl2（5 L×3）萃取，合并有机层，用饱和食盐水（5 L×1）洗涤，750 g无水硫酸镁干燥过夜。过滤除去硫酸镁，滤饼用二氯甲烷洗，浓缩至干，得775 g中间体4，收率78.2%。

1.2.3 阿扎胞苷的制备

N2保护下，将制得的中间体4（775 g，1.39 mol）溶于无水甲醇（7 L）中，加入甲醇钠（17.8 g，0.33 mol），溶液逐渐浑浊，析出固体，室温搅拌过夜。抽滤，滤饼用无水甲醇（2 L×2）洗涤。50 ℃真空干燥，得阿扎胞苷（286 g，1.17 mol），收率84.2%，α∶β=0∶100，HPLC≥99.8%。1H NMR(d6-DMSO, TMS), δ:3.57(m,1H),3.67(m, 1H), 3.83(m, 1H), 4.01(m, 1H), 4.07(q, 1H), 5.01(s, 1H), 5.09(t, 1H), 5.40(d, 1H), 5.65(d, 1H), 7.50(s, 2H,NH2), 8.56(s, 1H); MS(ESI): 245.1[M+H]+。

2 结果与讨论

笔者开发了一条简单易操作、立体选择性好的合成新型核苷类药物阿扎胞苷的工艺路线。该路线是以5-氮杂胞嘧啶为起始原料，经过硅醚保护、亲核取代、脱保护三步反应，以100%的立体选择性和较高的收率合成了阿扎胞苷，成品的纯度大于99.8%。同时，本工艺路线没有使用重金属试剂，避免了成品中的重金属残留；在取代反应中使用三氟化硼乙醚和N,O-双三甲硅基乙酰胺作为催化，操作简便，立体选择性高，简化了后处理操作，提高了反应收率。

[1]Celgene Corporation. Vidaza Prescribing Information[EB/OL].[2018-03-09]. http://media. celgene.com/content/uploads/vidaza-pi.pdf.

[2]Kam Inskas E, Farrell A, Abraham S, et al. Approval Summary:Azacitidine for Treatment of Myelodys Plastic Syndrome Subtypes[J].Clin Cancer Res,2005,11(10):3604-3608.

[3]Ash Stevens Inc, Pharmion corp. Forms of 5-azacytidine[P].WO2004082619, 2004-03-16.

[4]Niedballa U, Vorbruggen H. A General Synthesis of N-glycosides. V.Synthesis of 5-azacytidines[J].J Org Chem,1974,39(25):3672-3764.

[5]Frantisek Sorm, Alois Piskala, et al. Process for the manufacture of 1-glycosyl-5-azacytosines[P]. US3350388, 1967-10-31.

[6]Winkley MW, Robins RK. Direct Glycosylation of 1,3,5-trizinones.A new Approach to the Synthesis of the Nucleoside Antibiotic 5-azacytidine(4-amino-1-β-Dribofuranosyl-1,3,5- triazin-2-one)and related derivatives [J].JOrg Chem,1970,35(2):491-495.