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CN101066987A - 溴呋啶的制备方法 - Google Patents

溴呋啶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的是一种医药技术领域的溴呋啶的制备方法。包括:以2’-脱氧尿嘧啶为原料,加多聚甲醛反应制得5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶;5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶用二氧化锰氧化制得5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶;5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶和丙二酸发生缩合反应制得(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶;(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶和N-溴代丁二酰亚胺在醋酸钾的作用下反应得到最终产物。本发明大大降低了成本,简化了操作;主要使用重结晶精制法,易于工业化生产;原料来源方便,反应收率高;反应中所需试剂价格低廉,并对环境友好。

Description

溴呋啶的制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种医药技术领域的制备方法,具体是一种溴呋啶的制备方法。
技术背景
溴呋啶:(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶,简称BVDU,为嘧啶核苷衍生物。该化合物是目前活性最强的抗水痘-疱疹病毒(VZV)药物,其效力为阿昔洛韦的1000倍。溴呋啶主要用于带状疱疹、水痘病毒性皮肤病和I型单纯性病毒所引起的先天性免疫功能低下;或继发性免疫缺损病人进行免疫抑制(如器官移植后);或细胞抑制剂治疗时出现的皮肤及粘膜感染。目前已证实口服BVDU(125mg/次,3次/日,连用5天)治疗癌症病人的严重带状疱疹有效。溴呋啶作为抗病毒药物的换代产品,比以前使用的其他药物更安全可靠,而且使用方便,具有非常可观的应用前景。
经对现有技术文献的检索发现,以2’-脱氧尿苷为原料,经多步反应得到有机金属汞中间体,该中间体再经Li2PdCl4催化,最终有选择性的合成了(E)-5-(2-羧乙烯基)脱氧尿嘧啶。文献名称为:The Synthesis of the PotentAnti-herpes Virus Agent,E-5(2-Bromovinyl)-2’-Deoxyuridine and RelatedCompounds,(有效的抗病毒试剂E-5(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶和相关化合物的合成),A.S.Jones,G.Verhelst and R.T.Walker,Tetrahedron Letters(四面体快报),1979,45卷,4415-4418页。该方法不仅反应步骤长,所用原料及所用金属试剂Li2PdCl4价格昂贵,生产成本高。不仅增加了分离的难度,而且严重影响了产率。该合成方法中多种中间体的纯化都要用到柱层析工艺,不适合工业化生产。总之,溴呋啶的工业化生产难点有三个:一是合成(E)-5-(2-溴乙烯基)尿嘧啶时的顺反异构问题;二是糖苷与溴嘧啶连接时会有异构化问题;三是中间体及最终产物的纯化问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种溴呋啶的制备方法。本发明合成路线短、收率高、操作简单、分离方便、生产成本低,易于工业化的抗病毒药物溴呋啶的生产新工艺,即以国内外均已工业化的2’-脱氧尿嘧啶为原料,经四步反应制得溴呋啶。本发明设计合理,操作方便,生产成本低且适用于工业化溴呋啶的制备工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的,本发明包括以下四大步骤:
(1)以2’-脱氧尿嘧啶为原料,和多聚甲醛在三乙胺的水溶液中反应制得5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶。
(2)5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶用二氧化锰选择性氧化制得5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶。
(3)5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶和丙二酸发生Knoevenagel(脑文格)缩合反应制得(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶。
(4)(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶和NBS(N-溴代丁二酰亚胺)在醋酸钾的作用下反应得到最终产物(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶。
第一步骤中,所述的原料采用甲醇重结晶的方式进行纯化,得5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶。
所述的第二步骤,具体为:5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶在溶剂中被二氧化锰氧化。二氧化锰的用量为底物的4当量(eq.)-23当量,反应温度为10℃-65℃,反应时间为6小时-4天。反应结束后,首先用硅藻土助滤,所得滤液浓缩,在甲醇中重结晶制得5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶。
所述的第二步骤,溶剂是甲醇或者N,N-二甲基甲酰胺或者二甲基亚砜。所述的溶剂,优选为甲醇。
所述的反应时间,优选为6小时。
所述的反应温度优选为30℃。
所述的二氧化锰的用量,优选为为底物的4当量。
第二步骤中,所述的用硅藻土助滤,所得滤液用甲醇重结晶得5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶。
所述的第三步骤,具体为:5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶和丙二酸在哌啶的催化下,在干燥的溶剂中发生缩合反应。反应温度为100℃,反应时间为2小时。反应结束后,旋蒸去除吡啶,再处理后得(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶。
所述的溶剂,是指吡啶。
所述的丙二酸的用量为底物的1当量。
所述的催化剂哌啶的用量为底物的0.22当量。
第三步骤中,所述的处理,其具体过程为:用2M的氢氧化钠溶液稀释,再用1 M盐酸酸化至pH为3,抽滤,用水洗出固体,即(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶。
本发明方法的合成路线如下:
Figure A20071004198000061
本发明直接以国内外均已经产业化生产的β-2’-脱氧尿嘧啶为原料进行合成,这样就解决了异构化问题。同时,在合成上避免了昂贵的原料及化学试剂的使用,在工业化分离上避免了柱层析等精制方式,为该路线的工业化应用提供了可靠的保障。该方法不仅将反应的步骤缩短了,且后处理非常简便,大大简化了操作,为该路线的工业化应用进一步提供了有力的保证。本发明在氧化时选用了对烯丙醇具有较好选择性的氧化剂二氧化锰,从而减少了上保护和脱保护的过程,避免了繁琐的步骤,降低了生产成本,提高了总产率。
本发明具有如下优点:1)在保持收率的同时,大大降低了成本,简化了操作;2)采用重结晶的纯化方式,易于工业化生产;3)原料来源方便,反应收率高、合成成本低;4)合成中所需试剂价格低廉,并对环境友好。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
(1)5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶(I)的制备
2’-脱氧尿嘧啶(5.25g,23.1mmol)和多聚甲醛(3.11g,103.5mmol)溶于0.5 M三乙胺的水溶液(80ml),升温至60℃,反应四天,每隔一天加一次多聚甲醛(4.49g,149.5mmol;3.21g,105.8mmol),中间补加一次三乙胺(1ml)和水(10ml),最后浓缩,在甲醇中重结晶得到4.11g白色固体,即:5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶(I),产率为70%。
其表征参数为:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:11.34(s,1H,N-H),7.71(s,1H,6-H),6.17(t,J=6.8Hz,1H,1’-H),5.26(s,1H,3’-OH),4.97(s,2H,5’-OH andCH2O-H),4.20(q,J=3.2Hz,1H,4’-H),4.10(s,2H,5-H),3.75(q,J=3.2Hz,1H,3’-H),3.57-3.47(m,2H,5’-H),2.09-1.99(m,2H,2’-H)).
(2)由化合物(I)制备5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II)
(I)(0.70g,2.7mmol)和新制备的二氧化锰(0.94g,10.9mmol)(23当量eq.)在10ml甲醇中,30℃下反应6小时后,用硅藻土助滤,所得滤液浓缩,在甲醇中重结晶制得0.56g 5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II),产率为80%,转化率为81%。二氧化锰是由高锰酸钾和一水合硫酸锰在氢氧化钠作用下制备的。
其表征参数为:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:11.76(s,1H,N-H),9.73(s,1H,-CHO),8.71(s,1H,6-H),6.07(t,J=6.2Hz,1H,1’-H),5.28(s,1H,3’-OH),5.13(s,1H,5’-OH),4.21(q,J=4Hz,1H,4’-H),3.83(q,J=3.2Hz,1H,3’-OH),3.61(q,J=4Hz,1H,5’-H),3.54(q,J=4Hz,1H,5’-H),2.22(q,J=8Hz,1H,2’-H),2.15(q,J=8Hz,1H,2’-H).
(3)由化合物(II)制备(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(HI)
(II)(0.30mg,1.2mmol)和丙二酸(0.12g,1.2mmol)(1eq)在哌啶(0.02ml,0.26mmol)(0.22eq)的催化下,以吡啶(5ml)为溶剂,100℃下发生Knoevenagel缩合反应,反应约3小时,浓缩后,用9ml 2M的氢氧化钠溶液溶解,再用1M盐酸酸化至pH约为3,过滤,水洗,得0.24g固体,即(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(III),产率为69%。
其表征参数为:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.11(bs,1H,-COOH),11.6(s,1H,-NH),8.37(s,1H,6-H),7.28(d,J=15.2Hz,1H,vinyl),6.75(d,J=15.2Hz,1H,vinyl),6.12(t,J=6.4Hz,1H,1’-H),5.23(s,1H,3’-OH),5.15(s,1H,5’-OH),4.24(q,J=4Hz,1H,4’-H),3.78(q,J=4Hz,1H,3’-H),3.67-3.54(m,2H,5’-H),2.12-2.09(m,2H,2’-H)。
(4)由化合物(III)制备(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(IV)
(III)(0.30g,1.0mmol)和醋酸钾(0.20g,2.0mmol)用水溶解,升温至60℃,加入NBS(0.19g,1.05mmol)后,降为室温,反应约3h,用乙酸乙酯和水萃取,有机层浓缩后,在甲醇中重结晶得0.30g白色固体,即最终产物(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(IV),产率为89%。m.p.:167℃(dec.)
其表征参数为:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:11.55(s,1H,N-H),8.06(s,1H,6-H),7.23(d,J=13.2Hz,1H,vinyl),6.83(d,J=13.2Hz,1H,vinyl),6.11(t,J=12.8Hz,1H,1’-H),5.23(d,J=4Hz,1H,3’-OH),5.07(t,J=9.6Hz,1H,5’-OH),4.23(m,1H,4’-H),3.77(m,1H,3’-H),3.64-3.52(m,2H,5’-H),2.14-2.09(m,2H,2’-H).
实施例2
(1)5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶(I)的制备
2’-脱氧尿嘧啶(15.25g,69.3mmol)和多聚甲醛(9.96g,311.9mmol)溶于0.5M三乙胺的水溶液(240ml),升温至60℃,反应四天,之后每隔一天加一次多聚甲醛(14.38g,450.5mmol;10.18g,318.8mmol),中间补加一次三乙胺(3ml)和水(30ml),最后浓缩,用甲醇重结晶,得到10.01g 5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶(I),产率为56%。
(2)由化合物(I)制备5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II)
(I)(1.01g,3.9mmol)和二氧化锰(7.78g,89.5mmol)在20ml DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中,10℃下反应4天后,用硅藻土助滤,所得滤液浓缩,在甲醇中重结晶制得0.60g 5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II),产率为61%。
(3)由化合物(II)制备(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(III)
(II)(0.50g,2.0mmol)和丙二酸(0.20g,2.0mmol)(1eq)在哌啶(0.04ml,0.4mmol)(0.22eq)的催化下,以吡啶(5ml)为溶剂,100℃下发生Knoevenagel缩合反应,反应约2小时,浓缩后,用3ml 2M的氢氧化钠溶液溶解,再用1M盐酸酸化至pH约为3,过滤,水洗,得0.37g(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(III),产率为63%。
(4)由化合物(III)制备(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(IV)
(III)(0.10mg,0.3mmol)和醋酸钾(0.07g,0.7mmol)用水溶解,升温至60℃,加入NBS(N-溴代丁二酰亚胺)(0.07g,0.3mmol)后降温至室温,反应约3小时,用乙酸乙酯和水萃取,有机层浓缩得白色固体,用乙酸乙酯:石油醚=2∶1过柱得纯产物点,重为0.06g,即最终产物(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(IV),产率为51%。
实施例3
(1)5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶(I)的制备
该合成方法参照实施例1中的(1)。
(2)由化合物(I)制备5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II)
(I)(0.20g,0.8mmol)和二氧化锰(1.54g,8mmol)(10eq.)在5ml DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中,10℃下反应9小时后,用硅藻土抽滤除去二氧化锰,浓缩,用乙酸乙酯过柱,制得0.08g 5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II),产率为42%。
(3)由化合物(II)制备(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(III)
该合成方法参照实施例1中的(3)。
(4)由化合物制备(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(IV)
该合成方法参照实施例1中的(4)。
实施例4
(1)5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶(I)的制备
该合成方法参照实施例1中的(1)。
(2)由化合物(I)制备5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II)
(I)(0.17g,0.7mmol)和新制备的二氧化锰(1.30g,15.0mmol)(21eq.)在5ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF),室温下反应6h后,用硅藻土助滤,所得滤液浓缩,在甲醇中重结晶制得0.11g 5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II),产率为66%。
(3)由化合物(II)制备(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(III)
该合成方法参照实施例1中的(3)。
(4)由化合物制备(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(IV)
该合成方法参照实施例1中的(4)。
实施例5
(1)5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶(I)的制备
该合成方法参照实施例1中的(1)。
(2)由化合物(I)制备5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II)
(I)(0.70g,2.7mmol)和新制备的二氧化锰(5.39g,62.6mmol)(23eq.)在13ml甲醇中,回流(65℃,)下反应12h后,用硅藻土抽滤,所得滤液浓缩,在甲醇中重结晶得到0.41g 5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶(II),产率为59%。
(3)由化合物(II)制备(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(III)
该合成方法参照实施例1中的(3)。
(4)由化合物制备(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶(IV)
该合成方法参照实施例1中的(4)。
以上实例中,以实施例1中反应时间短,收率高,操作方便,是优选的反应路线。

Claims (10)

1.一种溴呋啶的制备方法,具体包括以下四大步骤:
(1)以2’-脱氧尿嘧啶为原料,加多聚甲醛在三乙胺的水溶液中反应制得5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶;
(2)5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶用二氧化锰氧化制得5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶;
(3)5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶和丙二酸发生缩合反应制得(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶;
(4)(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶和N-溴代丁二酰亚胺在醋酸钾的作用下反应得到最终产物(E)-5-(2-溴乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶。
2.如权利要求1所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,第一步骤中,所述的原料采用甲醇重结晶的方式进行纯化。
3.如权利要求1所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述的第二步骤,具体为:5-羟甲基-2’-脱氧尿嘧啶在溶剂中被二氧化锰氧化,二氧化锰的用量为底物的4当量-23当量,反应温度为10℃-65℃,反应时间为6小时-4天,反应结束后,首先用硅藻土助滤,得滤液,浓缩,重结晶制得5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶。
4.如权利要求3所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述的溶剂是甲醇或者N,N-二甲基甲酰胺或者二甲基亚砜。
5.如权利要求3所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述的反应温度为30℃。
6.如权利要求3所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述浓缩,是指:用甲醇重结晶最终得5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶。
7.如权利要求1所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述的第三步骤,具体为:底物5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶和丙二酸在哌啶的催化下,在干燥的溶剂中发生缩合反应,反应温度为100℃,反应时间为2小时,反应结束后,旋蒸去除吡啶,再处理,得(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶。
8.如权利要求7所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述的溶剂,是指吡啶。
9.如权利要求7所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述的丙二酸的用量为底物5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶的1当量,所述的哌啶用量为底物5-醛基-2’-脱氧尿嘧啶的0.22当量。
10.如权利要求7所述的溴呋啶的制备方法,其特征是,所述的再处理,具体过程为:用2M的氢氧化钠溶液稀释,再用1M盐酸酸化至pH为3,抽滤,用水洗出固体,即(E)-5-(2-羧乙烯基)-2’-脱氧尿嘧啶。
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