王艷紅 李行舟 于芳

摘? ? ? 要：為了合成一種新型的帽狀依賴性核酸內(nèi)切酶抑制劑（S-033188）的重要中間體，以3，4-二氟苯甲酸和苯硫酚為合成原料，經(jīng)過還原反應、開環(huán)反應、成環(huán)反應以及硫代反應，并對各種合成條件進行篩選，最終在硼氫化鈉作為還原劑、2-丙醇和水作溶劑、40 ℃條件下，以較高的產(chǎn)率合成了S-033188的關鍵中間體，并通過核磁數(shù)據(jù)和高分辨質(zhì)譜證明了這個化合物的正確性。該反應路線有利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，為類似的抗流感病毒藥物中醛類化合物的還原提供了重要的參考價值。

關? 鍵? 詞：關鍵中間體;合成;流感病毒;內(nèi)切酶抑制劑

中圖分類號：R914.5? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號：1671-0460（2020）11-2452-05

Synthesis of Intermediates of S-033188

WANG Yan-hong1， LI Xing-zhou2， YU Fang1

（1. College of Chemistry， Chemical Engineering and Environmental Engineering， Liaoning Shihua University，

Fushun 113001， China;

2. Academy of Military Medical Sciences， Beijing 100850， China）

Abstract： An important intermediate of a novel cap-dependent endonuclease inhibitor （S-033188） was synthesized from 3，4-difluorobenzoic acid and thiophenol via reduction reaction， ring opening reaction， ring formation reaction and thio-reaction based on a reverse synthesis analysis method. The synthetic conditions were optimized as follows： using sodium borohydride as reducing agent， using 2-propanol and water as solvents， the reaction temperature 40 °C. Under above conditions， high yield was obtained. The correctness of this compound was proved by nuclear magnetic data and high resolution mass spectrometry.The process is beneficial to large-scale industrial production and provides important reference value for the reduction of aldehyde compounds in similar anti-influenza virus drugs.

Key words： Key intermediates; Synthesis; Influenza virus; Endonuclease inhibitor

流行性感冒病毒簡稱流感病毒，是引起人體上呼吸道感染的主要病原體[1-2]。流感病毒極易在人群中傳播，具有極強的傳染性、極快的傳播速度，容易在高危人群中引起肺炎等一系列的并發(fā)疾病。雖然已有疫苗和抗病毒藥物的治療，但每年的流行性感冒還會造成約50萬人死亡。在1918年 “西班牙流感”流行期間，8個月內(nèi)死亡的人數(shù)達到2 000萬～4 000萬人[3]。另有1957年“亞洲流感”和1968年 “香港流感”，每次流感大約造成100萬人死? ?亡[4-6]。

目前市場上大多數(shù)小分子抗流感病毒藥物屬于神經(jīng)氨酸酶抑制劑（扎那米韋、奧司他韋、帕拉米韋）或靶向M2-離子通道抑制劑（金剛烷胺、金剛乙胺）。但這些藥物，特別是靶向M2-離子通道抑制劑類的藥物，易發(fā)生抗病毒耐藥性的快速突變。世界衛(wèi)生組織的全球流感計劃報告中提到，大于 99%的季節(jié)性甲型流感病毒對金剛烷胺和金剛乙胺都有抗藥性。因此，需要針對其他重要的病毒增殖過程尋找新的抗病毒化合物，流感病毒RNA依賴的RNA聚合酶（RdRp）就是一個有吸引力的藥物靶點，因為它發(fā)展耐藥性相對緩慢，在基因型中相對保守，對病毒的復制過程至關重要。流感病毒RdRp是一種異源三聚體，包括聚合酶催化亞基（PB1）、“帽結合”亞基（PB2）和核酸內(nèi)切酶亞基（PA）。RdRp的核酸內(nèi)切酶對宿主mRNA進行的“帽子搶奪”是為了產(chǎn)生用于病毒自身轉錄的引物[7-8]。流感病毒的增殖需要帽依賴性核酸內(nèi)切酶（CEN）[9-11]，因此CEN成為抗流感病毒藥物的一個有吸引力的靶標。能夠抑制CEN的物質(zhì)就可以通過抑制病毒mRNA的合成來抑制病毒蛋白質(zhì)的合成。抑制CEN的物質(zhì)包括對位取代的2，4-二氧代丁酸[12-13]、綠茶兒茶? 素[14]、苯乙基苯基鄰苯二甲酰亞胺類似物[15]、C60富勒烯衍生物、3-羥基吡啶-2（1H）-酮衍生物[16]和兒茶酚[17]，但這些藥物尚未開發(fā)用于臨床作抗流感藥物。

鹽野義制藥公司開發(fā)的S-033188（如圖1）便是一種新型的帽狀依賴性核酸內(nèi)切酶抑制劑，是世界上第一種可抑制流感病毒增殖的在研臨床新藥。該藥物的研制目標是流感患者只需要服用一次就可以在一天以內(nèi)抑制流感癥狀。Shionogi公司首席醫(yī)學官Tsutae Den Nagata博士指出，與常規(guī)藥物相比，單次口服S-033188可以迅速降低病毒載量和病毒釋放的持續(xù)時間。

通過分析研究S-033188的結構及性質(zhì)，我們設計了S-033188的關鍵中間體（如圖1）的逆向合成路線（如圖2）。

根據(jù)逆向合成路線我們最終可以合成出S-033188的關鍵中間體6，在合成關鍵中間體的過程中，化合物5和化合物6的合成至關重要，我們通過分析反應的機理、篩選多種反應條件，最終以較高收率得到目標化合物，為合成S-033188的關鍵中間體及合成S-033188奠定了堅實的基礎，也為其他類似結構的抗流感病毒抑制劑的合成提供了非常重要的參考價值。

1? 實驗部分

1.1? 實驗試劑與設備

實驗過程中，所用化學試劑均從各試劑公司購得（如表1）。

無水反應所用的試劑均為實驗室重蒸收集得到。所有無氧反應均在氮氣或者氬氣氛下進行，低溫反應均在低溫反應釜中進行。我們使用的薄層層析硅膠板為煙臺德行生物科技有限公司生產(chǎn)的GF-254硅膠板和安徽良臣硅源材料有限公司生產(chǎn)的GF-254硅膠板，使用的柱層層析硅膠為青島海洋化工有限公司生產(chǎn)的柱層層析硅膠（200～300目）。實驗所用設備有旋轉蒸發(fā)儀、水泵、油泵、油浴反應鍋、金屬浴反應設備、低溫反應裝置、中壓柱。

實驗監(jiān)測的主要手段為TLC。TLC所用的薄層層析硅膠板為鋁硅膠板和玻璃硅膠板，顯色途徑主要為紫外燈照射，再以碘熏作為輔助顯色，必要時會用高錳酸鉀（加熱）和磷鉬酸（加熱）顯色。過柱純化和重結晶為實驗分離和純化的主要手段。柱層析硅膠一般為200～300目（0.048～0.075 mm），通常使用中壓柱進行分離，少數(shù)情況需用減壓柱、硅膠板及液相分離。

實驗化合物的正確性通過氫譜、質(zhì)譜以及碳譜等驗證。核磁譜圖都是由Bruker AV400 和Bruker AV800測試得到。核磁一般采用氘代氯仿和氘代DMSO作為溶劑（氫譜氘代氯仿的化學位移為7.26，氫譜氘代DMSO的化學位移為2.50）。核磁氫譜峰用以下簡寫：單峰（s）、雙重峰（d）、三重峰（t）、四重峰（q）、寬峰（b）、雙二重峰（dd）、雙三重峰（dt）、多重峰（m）。

1.2? 實驗步驟

化合物2的合成步驟（如圖3）：在氮氣保護和-40℃的條件下，向5.00 g 3，4-二氟苯甲酸的25 mL THF溶液中緩慢滴加23 mL的2 mol/L的LDA-THF溶液。在-40 ℃中先攪拌1 h，然后再次緩慢添加5.74 g N，N-二甲基甲酰胺。添加完畢后再攪拌1 h，最后加入6 mol·L-1鹽酸水溶34.25 mL到反應溶液中，溫度升高到25 ℃。有機層和水層分離。用乙酸乙酯15 mL萃取水層，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥。有機層用水清洗。減壓蒸餾后，添加甲苯到殘留物中，濃縮，以獲得化合物2的甲苯溶液。

化合物3的合成步驟（如圖4）：攪拌化合物2的甲苯溶液，邊攪拌邊加入17.8 mL甲苯、3.90 g苯硫酚和1.16 g樟腦磺酸，將溫度升高至60 ℃。反應溶液在60 ℃條件下攪拌4 h后冷卻到5 ℃。把提前配好的2 mol·L-1氫氧化鈉水溶液10 mL添加到反應溶液中，再次把溫度升高到25 ℃。反應溶液用甲苯萃取3次，得到的有機層再用2 mol·L-1氫氧化鈉水溶液（5 mL）和水（10 mL）洗滌。將有機相濃縮后加入甲苯，直接得到化合物3的甲苯溶液。

化合物4的合成步驟（如圖5）：先將5.52 g氯化鋁加入到25 mL甲苯中，攪拌混合物溶液并冷卻至0 ℃，再向反應溶液中加入5.56 g 1，1，3，3-四甲基二硅氧烷的甲苯溶液，加料完畢后，緩慢將溫度升高到25 ℃。然后將上述化合物3的甲苯溶液緩慢地滴加到反應溶液中，混合物在25 ℃攪拌2.5 h。TLC監(jiān)測反應完全后，將15%的硫酸水溶液35 mL添加到反應溶液中攪拌，將其分離成有機層和水。將40 mL庚烷慢慢地加入到濃縮液中，再冷卻至0 ℃。重結晶會析出白色固體，過濾重結晶產(chǎn)生的白色沉淀。得到的固體再用庚烷洗滌，最后得到的化合物4為白色固體。產(chǎn)率為66%。

化合物5的合成步驟（如圖6）：向1.81 g化合物4中添加10.0 g多聚磷酸，攪拌均勻后，升溫至120 ℃，然后在120 ℃下攪拌6 h。冷卻至室溫后，添加水，用乙酸乙酯萃取3遍，飽和食鹽水洗滌有機層，用無水硫酸鈉干燥有機層，過濾，得到乙酸乙酯有機相，然后將溶劑旋干，再向上述得到的化合物中加入石油醚，有白色固體緩慢析出，將析出的殘渣過濾，再用石油醚洗滌3次。得到的化合物5為白色固體，產(chǎn)率為83%。

化合物6的合成步驟（如圖7）：將234.0 mg硼氫化鈉懸浮在1.8 mL氫氧化鈉水溶液中。再將4.5 g化合物5添加到20 mL 2-丙醇和2.25 mL水的混合物中，攪拌均勻，加熱至40 ℃。然后將上述制備的硼氫化鈉的氫氧化鈉水溶液緩慢地添加到反應溶液中。將反應溶液在40 ℃條件下繼續(xù)攪拌1.5 h，然后冷卻到25 ℃。再向反應溶液中加入水，并進一步加入水和62%的硫酸水溶液。加完后再將反應溶液冷卻到5 ℃。然后通過過濾收集產(chǎn)生的棕色沉淀。最后將得到的固體用水洗滌，用真空干燥箱干燥后，得到棕色固體化合物6，產(chǎn)率為98%。

2? 結果與討論

2.1? 實驗條件的優(yōu)化

實驗條件的改變會對反應的收率有極大的影響，所以在實驗操作過程中，條件能否合理控制是需要解決的主要問題。為找到合適的條件，反應中所用到的堿、無水反應試劑、無水反應溶劑、還原劑以及反應溫度等條件均需進行反復的優(yōu)化。以下是一些化合物合成時的條件優(yōu)化。

1）合成化合物2的條件優(yōu)化：化合物2在合成初期沒有控制好無水條件，導致產(chǎn)率過低。后經(jīng)查閱文獻，了解到二異丙基氨基鋰（LDA）對無水操作的要求較高，為了避免空氣中的水分，反應改在氮氣保護下進行，且在該步反應過程中不便監(jiān)測。選用溶劑時，要控制N，N-二甲基甲酰胺或四氫呋喃嚴格無水，這樣LDA才能更好地發(fā)揮作用，因為LDA溶于非極性有機溶劑，且LDA屬于非親核性強堿，與水會發(fā)生反應。

2）合成化合物5的條件優(yōu)化：起初使用的實驗試劑是草酰氯和氯化鋁，TLC監(jiān)測反應時發(fā)現(xiàn)原料不能完全反應，并且體系較雜，產(chǎn)率僅有50%。后經(jīng)查閱文獻，可用多聚磷酸（PPA）反應，因為PPA作為催化劑可以催化羧酸、酯、酮、醛、醇等類型化合物的分子內(nèi)環(huán)化反應。加熱3 h，TLC監(jiān)測，原料完全消耗，產(chǎn)率高達83%（如表2）。條件2相較于條件1不僅降低了反應的成本，也降低了反應后處理的難度，使合成化合物5的前4步總收率提高到55%。

3）合成化合物6的條件優(yōu)化：在進行最后一步還原反應時，試過不同的還原劑和溶劑，結果發(fā)現(xiàn)使用硼氫化鈉的氫氧化鈉溶液以及異丙醇時產(chǎn)率最高（如表3）。這是由于LiAlH4反應性更強，能還原一些更加穩(wěn)定的物質(zhì)，但LiAlH4不穩(wěn)定，容易水解。NaBH4卻沒有這樣的缺陷，所以使用NaBH4產(chǎn)率更高。并且異丙醇相較于甲醇而言極性小、毒性輕微，因此異丙醇更加合適。

2.2? 化合物的結構表征

實驗得到的化合物6是棕色固體化合物，其 400 MHz核磁氫譜特征峰分析如下（圖8）：化學位移7.44～7.48為多重峰，積分值為1個氫;這組峰是羥基上1個氫的信號?；瘜W位移值7.12～7.21處為多重峰，積分值為5個氫;化學位移值6.99～7.05處為雙三重峰，積分值為1個氫;這二組峰是兩個苯環(huán)上6個苯基氫的信號?；瘜W位移值6.09處是單峰，積分值1個氫;這組峰是羥基所連碳原子上的1個氫的信號。化學位移值4.66～4.70處為雙二重峰，積分值為1個氫;化學位移值4.18～4.22處為雙二重峰，積分值為1個氫;這兩組信號為與硫原子相鄰的碳原子上2個氫的信號。HRMS （ESI）：calcd. for C14H9F2OS-：263.2898， found 263.0336 [M-H+]-。通過上述數(shù)據(jù)顯示成功的合成了S-033188的關鍵中間體化合物6。

3? 結 論

本文以3，4-二氟苯甲酸和苯硫酚為合成原料，經(jīng)過還原劑、堿、溶劑以及溫度等一系列條件的篩選，獲得較佳的反應條件為：硼氫化鈉的氫氧化鈉水溶液作還原劑、2-丙醇和水作溶劑、40 ℃的條件下反應1.5 h，最終以高達98%的產(chǎn)率合成了在研新藥S-033188的關鍵中間體。這種方法不僅降低成本，便于操作，更有利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。實驗中使用相對穩(wěn)定的硼氫化鈉代替氫化鋁鋰作化合物的還原劑，硼氫化鈉在堿性條件下穩(wěn)定，能夠更好地控制醛類化合物的還原，為此種醛類化合物的還原提供了重要的參考價值。

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