新型核苷酸类逆转录酶抑制剂富马酸替诺福韦酯的高效合成工艺研究开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文献综述

1.前言

富富马酸替诺福韦酯（tenofovirdisoproxilfumarate），化学名为（R）-[[2-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-1甲基乙氧基]甲基]膦酸二异丙氧羰氧基甲酯富马酸盐[1]，是美国GileadSciences公司研发的核苷酸逆转录酶抑制剂，是替诺福韦（PMPA,2）的前药[2]。2001年首次才美国上市，临床主要用于治疗人类免疫缺陷病毒（HIV）感染[3]，并可与其他抗逆转录病毒药物联用[4]。全球已有包括中国在内的超过100个国家批准替诺福韦用于艾滋病的治疗。此外，2008年美国食品药品管理局(FDA)批准了替诺福韦酯用于治疗慢性乙型肝炎的新适应症。目前，已经有30多个国家和地区获得了该新型适应症的批准，2011年中国食品药品监督管理局(SFDA)批准替诺福韦酯治疗慢性乙型肝炎的新药临床试验，该药在中国的注册和批准，将给中国的慢性乙肝患者带来新的治疗选择。[5]

1.1富马酸替诺福韦酯的药理作用

富马酸替诺福韦酯是其前药替诺福韦的酯化成盐化物。但由于替诺福韦口服吸收较差，制成酯可以提高吸收和细胞对其的摄取，口服吸收后在体内迅速代谢为活性形式的替诺福韦[6]。替诺福韦是以与核苷类逆转录酶抑制剂类似的方法抑制逆转录酶，从而具有潜在的抗HIV-1活性。替诺福韦的活性成分替诺福韦双磷酸盐可通过直接竞争性地与天然脱氧核糖底物相结合而抑制病毒聚合酶，及通过插入DNA中终止链。具体为TDF吸收后脱去酯基转化成替诺福韦，以被动内吞的形式进入细胞，在磷酸激酶作用下激活为活性二磷酸形式，与5-三磷酸脱氧腺苷酸竞争性结合HBVDNA逆转录酶，由于缺乏3-OH，DNA链的延长被阻断，从而抑制病毒复制[7]。给药后1～2h内替诺福韦达血药峰值。替诺福韦与食物服用时生物利用度可增大约40%。替诺福韦双磷酸盐的胞内半衰期约为10h，可一天给药1次。由于该药不经CYP450酶系代谢，因此，由该酶引起的与其他药物间相互作用的可能性很小，该药主要经肾小球过滤和主动小管转运系统排泄，约70%～80%以原形经尿液排出体外[8]。

1.2市场及其背景

替诺福韦二吡呋酯富马酸盐（tenofovirdisoproxilfumarate,简称TDF）于2001年被美国FDA批准治疗人免疫缺陷（HIV）的感染。目前TDF已经是广泛使用的治疗HIV的核苷（酸）类逆转录酶抑制剂之一。其在临床实践中的效果，良好的适用性和合适的剂量均使其成为一线治疗的最流行药物之一。

同时，慢性乙型肝炎（CHB）是一项重大的全球性健康问题，据估计全球大约4亿人感染乙型肝炎病毒（HBV），演变为CHB。在亚洲的某些地区，HBV的慢性感染率可高达9%-12%。据预测大约40%-50%CHB患者可发生威胁生命的并发症，如肝硬化、终末期肝病及肝细胞肝癌（HCC），且其肝脏相关死亡风险是一般人群的22倍，因此，CHB严重危害人类健康[9]。已有临床研究显示，TDF对合并感染HI及乙型肝炎病毒（HBV）的患者具有较好的疗效。在抗HBV方面，TDF与其他抗病毒药相比，其特点是对临床所有HBV均有效，包括拉米夫定耐药病毒，目前，还没有发现对TDF耐药的变异株。面对各种抗HBV药物日益增加的耐药性，这一特点具有很大的临床价值[10]。

TDF及其复方制剂已成为目前销售额最大的抗艾滋病药物。因此，改进TDF的合成工艺，提高收率，降低工业化生产成本，是目前学术界和工业界研究焦点之一。

2合成方法

2.1以S2缩水甘油和亚磷酸二乙酯为起始原料

原理：以腺嘌呤与碳酸丙烯酯缩合,在叔丁醇钠的作用下发生缩合反应,经柱层析后水解获得目标化合物避免了氢气的生成,适合工业生产,且采用水洗处理,避免过柱损失,设计了如图1所示路线,使得操作简化,成本降低,提高了收率。

合成路线：

图1.富马酸替诺福韦酯的合成方法

2.1.1　对甲苯磺酸羟甲基磷酸二乙基酯(4)

将亚磷酸二乙酯(3)(3.00g,21mmol),多聚甲醛(0.83g,27mmol),TEA(0.4mL)和甲苯(11mL)的混合物回流反应3h后,冷却至-10℃,缓慢加入TsCl(3.8g,20mmol)和TEA(4.2mL),滴毕,升至室温。反应6h后,停止反应过滤,滤液用水和饱和NaCl洗涤,无水MgSO4干燥,过滤,浓缩。得微黄色油状物(4),直接用于下一步反应。

2.1.2　R292羟丙基腺嘌呤(7)

将5%Pd/C(1g),EtOH(100mL)和20%NaOH水溶液(0.5g)的混合物冷却至-10℃,缓慢加入S2缩水甘油(5)(10g,0.14mol),持续通入氢气(约2个大气压)4h,至不再消耗氢气为止,过滤,浓缩,得无色油状物。将所得无色油状物、碳酸二乙酯(20mL,0.16mol)和21%乙醇钠的乙醇溶液(3mL)混合加热,蒸馏乙醇,浓缩。在20mmHg下精馏,收集120℃的馏分,得到无色油状化合物(6).将腺嘌呤(10g,74mmol),DMF(30mL)和NaOH(0.05g)混合加热,于120℃,滴加(6)(8.2g,80mmol),回流12h,甲苯结晶,得白色固体(7).

2.1.3　R29[22(二乙基膦酰甲氧基)丙基]腺嘌呤(8)

氮气保护下,将(7)(1g,5mmol)加入到无水DMF(10mL)中,加热至溶解,降温至20℃,固体微小颗粒析出。多次分批加入叔丁醇钠(1.2g,12.5mmol)至溶液黏稠澄清,继续降温至-10℃,缓慢滴加由(4)(2.5g,8mmol)和DMF(5mL)组成的混合液。6h后,停止反应,浓缩,蒸除大部分DMF后,加入CH2Cl2(20mL)搅拌1h,过滤,继续蒸除残余DMF。再加入CH2Cl2(20mL)稀释,分别用水、饱和NaHCO3溶液和饱和NaCl溶液洗涤,无水MgSO4干燥、过滤、浓缩。柱层析分离(CH2Cl2:CH3OH=30:1),得白色固体(8)。

2.1.4　替诺福韦PMPA(2)

氮气保护下,将(8)(5g,15mmol)加入到无水CH3CN(40mL),50℃以下控温,缓慢滴加(CH3)3SiBr(7.5mL,56mmol),回流2h,浓缩。加50%NaOH调节pH=3,冰水结晶。可利用酸碱中和进行纯化,得白色固体(2)。[11]

2.2以(R)-碳酸丙烯酯和腺嘌呤为起始原料

图2.富马酸替诺福韦酯的合成方法2

2.2.1(R)-9-(2-羟基丙基)腺嘌呤的合成

向500mL三口烧瓶加入腺嘌呤(54.0g，0.4mol)，(R)-碳酸丙烯酯(49.0g，0.48mol)，N，N-二甲基甲酰胺(250mL)，氢氧化钠(0.48g0.012mol)，氮气保护，搅拌加热110℃，反应12h，冷却至室温。冷却析晶，抽滤，滤饼真空干燥得白色固体，加入乙醇(400mL)和甲苯(100mL)混合液重结晶，得白色固体(4)

2.2.2(R)-9-［2-(二乙氧基磷酰甲氧基)丙基］腺嘌呤的合成

向1L三口烧瓶中加入4(38.6g，0.2mol)，N，N-二甲基甲酰胺(400mL，干燥)，乙醇镁(34.3g，0.3mol)，氮气保护，搅拌加热65～70℃，反应3h；缓慢滴加对甲苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯(70.8g，0.22mol)，温度控制在70～75℃，反应7h，滴加醋酸淬灭反应，调pH=7;减压浓缩，加入二氯甲烷(320mL)和水(80mL)混合液，搅拌析出大量镁盐，抽滤，滤液萃取，水相加入二氯甲烷(90mL)和水(10mL)混合液萃3次，合并有机相无水硫酸镁干燥3h，减压浓缩得金黄色糖浆产物，加入100mL丙酮重结晶得白色固体

2.2.3替诺福韦的合成

向250mL三口烧瓶加入6(17.20g，0.05mol)，盐酸溶液(0.5mol/L，220mL)在800W功率微波下辐射0.5h(回流，常压下)。将反应容器冷却至0℃，用氢氧化钠溶液调节pH=3.0，冷却析晶，抽滤，得白色固体。加水(80mL)重结晶，所得固体在真空干燥箱干燥12h，得白色粉末。

2.2.4碘甲基碳酸异丙酯的合成

向250mL三口烧瓶加入氯甲基碳酸异丙酯(25.00g，0.164mol)，碘化钠(44.4g，0.30mol)，乙腈(100mL)，氮气保护，30℃搅拌反应22h，抽滤分离固体，乙腈洗涤，滤液减压浓缩。向浓缩液加入二氯甲烷(400mL)和水(100mL)混合液，搅拌15min，静置分层，硫代硫酸钠溶液洗涤有机相，真空下浓缩，得油状物。

2.2.5富马酸替诺福韦酯的合成

向500mL三口烧瓶加入7(57.4g，0.2mol)，三乙胺(80.8g，0.8mol)，N-甲基吡咯烷酮(200mL)，氮气保护，温度控制45～50℃，反应1h;缓慢滴加碘甲基碳酸异丙酯(108.0g，0.44mol)，温度控制在55～60℃，反应5h。反应体系加入石油醚(200mL)，抽滤去除三乙胺盐，滤饼加入石油醚(50mL)洗涤，合并滤液，取下层有机相;加入乙酸乙酯(150mL)和水(50mL)萃取，水相加入乙酸乙酯(150mL)萃取3次，合并有机相，加入硫酸镁干燥有机相，减压浓缩，得黄色糖浆。将其溶解于异丙醇(300mL)中，加热溶解，加入溶于异丙醇(100mL)中的富马酸(18.8g，0.18mol)，并在55℃搅拌1h，冷却析晶，过滤，用冷异丙醇洗涤，真空干燥，得白色粉末。[12]

2.3以对氟苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯和9-（2-羟基丙基）腺嘌呤为起始原料

在烃氧基镁存在下使9-（2-羟基丙基）腺嘌呤与对氟苯磺酰氧甲基膦酸二乙酯反应，制得替诺福韦乙酯；在脱烷基试剂存在下使替诺福韦乙酯水解得到替诺福韦。以此方法制得富马酸替诺福韦酯。本方法具有工艺安全、产品质量好、收率高、适于产业化的优点。[13]

2.4以对甲苯磺酰氧甲基磷酸酯为起始原料

将化合物Ⅱ与对甲苯磺酰氧甲基磷酸酯在锂试剂作用下进行缩合反应，再水解制得替诺福韦。从而制备富马酸替诺福韦酯。该缩合反应转化率高，锂试剂和对甲苯磺酰氧甲基磷酸酯的用量少，反应完毕可不经过分离提纯，直接进行水解反应，制得替诺福韦产率高，成本低，条件温和，便于操作，适于工业化大生产。

其中R1为H或者C1～C4的烷基。[14]

参考文献：

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