盛智超,金燦
(浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院長三角綠色制藥協(xié)同創(chuàng)新中心,浙江杭州310014)
醫(yī)藥化工
依非韋倫合成方法綜述
盛智超,金燦*
(浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院長三角綠色制藥協(xié)同創(chuàng)新中心,浙江杭州310014)
依非韋倫一種非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑,臨床上用于HIV的治療。介紹了依非韋倫的合成方案并做了初步的評價,并展望了今后合成的發(fā)展方向。
依非韋倫;合成方法;化學(xué)拆分法;不對稱合成
依非韋倫(E favirenz,1)是由默沙東公司開發(fā)的非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑[1],1998年9月獲FDA批準(zhǔn)用于抗HIV感染。其化學(xué)名稱為(S)-6-氯-4-(環(huán)丙基乙炔基)-1,4-氫-4-(三氟甲基)-2H-3,1-氧氮雜萘-2-酮。
依非韋倫具有半衰期長、耐受性好、選擇性高[2]、不良反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn),使其得到越來越多的關(guān)注[3],是治療HIV的關(guān)鍵藥物[4],是最有效的HIV一線治療聯(lián)合用藥的藥物之一[5]。然而該藥物價格十分昂貴,對世界上大多數(shù)人來說依然不易得[6],所以優(yōu)化工藝條件合成依非韋倫具有巨大的商業(yè)價值和社會意義。
圖1
默沙東公司[7](圖1)申請了依非韋倫的化合物專利,首次對合成路線進(jìn)行了報(bào)道。該路線以對氯苯胺為原料,先經(jīng)4步反應(yīng)得到了重要的中間體2-三氟乙?;鶎β缺桨?,再經(jīng)環(huán)丙乙炔格式試劑加成得到氨基醇4,然后經(jīng)羰基二咪唑閉環(huán)得到消旋的依非韋倫1,最后通過化學(xué)拆分法得到依非韋倫。該路線的總收率為25%。
Radesca等[8](圖2)以對氯苯基異腈酸酯為原料,先與叔丁醇加成得到Boc保護(hù)的對氯苯胺,再經(jīng)仲丁基鋰處理后與三氟乙酸乙酯反應(yīng)得到化合物8,然后與環(huán)丙乙炔基鋰加成得到Boc保護(hù)的氨基醇,再經(jīng)正丁基鋰處理得到消旋的依非韋倫,最后經(jīng)化學(xué)拆分得到依非韋倫。但是該路線的總收率只有15%。
圖2
Nicolaou等[9](圖3)以Boc保護(hù)的對氯苯胺為原料,經(jīng)叔丁基鋰處理后與7-氯-1,1,1-三氟庚-3-炔-2-酮反應(yīng)得到化合物10,再經(jīng)LDA處理后得到Boc保護(hù)的氨基醇,最后又經(jīng)LDA處理得到消旋的依非韋倫。該路線總收率為68%。它主要的優(yōu)點(diǎn)在于7-氯-1,1,1-三氟庚-3-炔-2-酮避免了之前路線中使用的環(huán)丙乙炔的揮發(fā)。
圖3
Correia等[10](圖4)以1,4-二氯苯為原料,先經(jīng)正丁基鋰處理后再與N-三氟乙?;鶈徇磻?yīng)得到化合物12,再與環(huán)丙乙炔基鋰反應(yīng)得到化合物13,最后環(huán)合得到消旋的依非韋倫。反應(yīng)的總收率為45%。該路線最大的優(yōu)點(diǎn)是只需三步反應(yīng)。
Thompson等[11](圖5)以2-三氟乙?;鶎β缺桨窞樵希冉?jīng)對甲氧基芐基(PMB)保護(hù)后,在(1R,2S)-1-苯基-2-(1-吡咯烷基)-丙醇配體誘導(dǎo)下,與環(huán)丙乙炔基鋰加成得到化合物16,再由光氣閉環(huán)得到化合物16,最后經(jīng)硝酸鈰銨得到依非韋倫。相比于化學(xué)拆分法,該路線在收率和立體選擇性上都有了很大的提高。但該路線的缺點(diǎn)在于:(1)脫去PMB保護(hù)時會產(chǎn)生與依非韋倫等量的對甲氧基苯甲醛,不能有效除去;(2)會產(chǎn)生對環(huán)境有害的廢物鈰鹽。
圖4
圖5
Pierce等[12](圖6)同樣以2-三氟乙?;鶎β缺桨窞樵希M(jìn)行對甲氧基芐基(PMB)保護(hù)以及不對稱加成,再經(jīng)DDQ環(huán)化、NaOH-MeOH體系處理脫去PMB保護(hù)得到氨基醇,最后由光氣閉環(huán)得到依非韋倫。該路線是對硝酸鈰銨法脫P(yáng)MB保護(hù)的改進(jìn),但其存在兩個問題:(1)DDQ價格昂貴;(2)DDQ轉(zhuǎn)化得到的DDQH2同樣不易于處理。
圖6
Tan[13]等(圖7)以2-三氟乙?;鶎β缺桨窞樵?,與(1R,2S)-1-苯基-2-(1-吡咯烷基)-丙醇、三氟乙醇、二乙基鋅及環(huán)丙乙炔所形成的體系反應(yīng)直接得到氨基醇,反應(yīng)收率為95%、ee值為99.3%。該路線省去了對氨基的保護(hù)與脫保護(hù),簡化了反應(yīng)流程。但二乙基鋅價格昂貴,且易燃易爆不易控制,存在很大的安全隱患。
圖7
Chinkov等[14](圖8)發(fā)現(xiàn)中間體19即氨基醇對上述反應(yīng)具有催化作用,在(1R,2S)-1-苯基-2-(1-吡咯烷基)-丙醇、三氟乙醇、二乙基鋅及環(huán)丙乙炔所形成的配體體系加入0.18 equiv的氨基醇可以有效地降低(1R,2S)-1-苯基-2-(1-吡咯烷基)-丙醇及二乙基鋅的用量。該路線收率為79%、ee值為99.6%。
圖8
姜標(biāo)等[15](圖9)以2-三氟乙?;鶎β缺桨符}酸鹽為原料,經(jīng)氯甲酸某酯保護(hù)后,通過一鍋法在環(huán)丙乙炔銅或鋅試劑反應(yīng)以后,直接在堿性條件下回流閉環(huán)得到依非韋倫。該路線條件溫和,操作簡便且步驟少,配體廉價且易于回收。但是氯甲酸某酯價格昂貴,劇毒且有刺激性氣味。
圖9
Kawai等[15](圖10)以2-硝基-5-氯苯甲醛為原料,先與環(huán)丙乙炔基鋅反應(yīng)得到化合物21,再通過Dess–Martin氧化劑氧化得到化合物22,然后與Ruppert-Prakash試劑在辛可尼丁衍生物的催化下完成不對稱加成得到化合物23,再用鐵粉還原得到氨基醇,最后通過對硝基苯氯甲酸酯閉環(huán)得到依非韋倫。這是首次通過先引入環(huán)丙乙炔基再引入三氟乙?;姆椒ㄟM(jìn)行不對稱三氟乙?;映傻玫揭婪琼f倫。但是這類催化技術(shù)還不成熟,用于工業(yè)生產(chǎn)還有待進(jìn)一步的拓展。
圖10
總體來說,化學(xué)拆分法操作繁瑣,收率和ee值較低,原子經(jīng)濟(jì)性不高?,F(xiàn)在主流使用的是不對稱合成的方法,但通常都需要使用大量的金屬有機(jī)試劑以及化學(xué)計(jì)量數(shù)的手性助劑,對社會環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本的壓力都比較大。未來的合成方向是致力于使用催化量的手性試劑進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)合成。
[1]Young S D,Britcher S F,Tran L O.L-743,726(DMP-266):a novel,highly potent nonnucleoside inhibitor of the human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase [J].Antimicrob.Agents Chemother,1995,39:2602.
[2]Clercq E D.The history of antiretrovirals:key discoveries over the past25 years[J].Rev.Med.Virol,2009,19:287-299.
[3]王珍燕,盧洪洲.HIV-1非核苷類反轉(zhuǎn)錄酶仰制劑依非韋倫[J].世界臨床藥物.2007,28(11):680-683.
[4]Liu P.Asymmetric alkynylzinc additions to aldehydes and ketones[J].Tetrahedron,2003,59:9873-9886.
[5]Rizzo R C,Blagovic M U,Wang D P.Prediction of activity for nonnucleoside inhibitors with HIV-1 reverse transcriptase based on Monte Carlo Simulations[J].J.Med.Chem,2002,45:2970.
[6]Okusu S,Hirano K,Yasuda Y.Alkynyl cinchona catalysts affect enantioselective trifluoromethylation for Efavirenz under metal-Free conditions[J].Org.Lett,2016,18:5568-5571.
[7]Young S,Britcher S F,Payne N S.Benzoxazinones as inhibitors of HIV reverse transcriptase:US,005519021A[P]. 1996-05-21.
[8]Radesca L A,Lo Y S,Moore J R.Synthesis of HIV-1 reverse transcriptase inhibitor DMP 266[J].Synthetic.Com mun,1997,27(24):4373-4384.
[9]Nicolaou K C,Krasovskiy A,Majumder U.New synthetic technologies for the construction of heterocycles and tryptamines[J].J.Am.Chem.Soc,2009,131:3690-3699.
[10]Correia C A,Gilmore K,McQuade D T.A concise flow synthesis of Efavirenz[J].Angew.Chem.Int.Ed,2015,54:4945-4948.
[11]ThompsonA S,Corley E G,Huntington M F.Use of an ephedrine alkoxide to mediate enantioselective addition of an acetylide to a prochiral ketone:asymmetric synthesis of the reverse transcriptase inhibitor L-743,726[J].Tetrahedron Lett,1995,36(49):8937-8940.
[12]Pierce M E,Parsons R L,Radesca L A.Practical asymmetric synthesis of Efavirenz(DMP 266),an HIV-1 reverse transcriptase inhibitor[J].J.Org.Chem.,1998,63:8536-8543.
[13]Tan L,Chen C Y,Tillyer R D.A novel,highly enantioselective ketone alkynylation reaction mediated by chiral zinc aminoalkoxides[J].Angew.Chem.Int.Ed,1999,38(5):711-713.
[14]Chinkov N,Warm A,Carreira E M.Asymmetric autocatalysis enables an improved synthesis of Efavirenz[J].Angew. Chem.Int.Ed,2011,50:2957-2961.
[15]姜標(biāo),李金華.HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑依法韋侖類化合物的一鍋法不對稱合成工藝:CN,102584801A[P]. 2012-07-18.
[16]Kawai H,Kitayama T,Tokunaga E.A new synthetic approach to Efavirenz through enantioselective trifluoromethylation by using the Ruppert-Prakash Reagent[J]. Eur.J.Org.Chem,2011:5959-5961.
A Review of the Synthesis of Efavirenz
SHENG Zhi-chao JIN Can*
(Zhejiang University of Technology,Hangzhou,Zhejiang 310014,China)
Efavirenz is a nonnucleoside reverse transcriptase inhibitor for the treatment of HIV infection.The characters and synthesis of Efavirenz and the tendency for synthesis of this medicine were briefly introduced.
Efavirenz;synthesis;chemical resolution;asymmetric synthesis
1006-4184(2017)5-0006-05
2016-12-13
盛智超(1992-),男,浙江衢州人,碩士研究生,主要從事藥物及中間體的合成。
*通訊作者:金燦,E-mail:jincan@zjut.edu.cn。