雷迪帕韋的合成及其主要中間體的研究進(jìn)展

1、雷迪帕韋的合成及其主要中間體的研究進(jìn)展摘要： 雷迪帕韋（Ledipasvir），前身為GS-5885，是由吉利德科學(xué)公司開(kāi)發(fā)的一種NS5A蛋白酶抑制劑1。雷迪替韋完成III期臨床試驗(yàn)后，用于治療基因型1丙型肝炎的雷迪帕韋/索非布韋的固定劑量組合的片劑，于2014年2月10日被美國(guó)藥典收錄。2014年10月10日組合產(chǎn)品雷迪替韋/索非布韋獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)，商品名Harvoni2。雷迪帕韋通過(guò)對(duì)NS5A蛋白的抑制作用，從而阻斷了病毒RNA的復(fù)制3。雷迪替韋擁有六個(gè)手性中心，其中處于橋雜環(huán)化合物1，3,4位與螺雜環(huán)6位上，這將是其合成工作中的重點(diǎn)本文通過(guò)參考大量文獻(xiàn)綜述了雷迪替韋的合成研究進(jìn)展及其

2、最新的合成路線，并對(duì)其關(guān)鍵步驟主要的中間體做出了深入的研究關(guān)鍵詞：雷迪帕韋（Ledipasvir），NS5A抑制劑，丙肝 ,手性，中間體，制備 。1.簡(jiǎn)介:丙型病毒性肝炎，簡(jiǎn)稱(chēng)為丙肝，是一種由丙型肝炎病毒（HCV）感染引起的病毒性肝炎，主要經(jīng)輸血、針刺、吸毒等傳播。丙肝的的潛伏期往往是1.5-2個(gè)月，經(jīng)過(guò)一段的潛伏期之后，便出現(xiàn)肝炎的常見(jiàn)癥狀有疲乏、身體無(wú)力、食欲減退、部分出現(xiàn)黃疸等癥狀。丙肝患者右下腹部感覺(jué)不舒服，惡心嘔吐，食欲減退。丙型肝炎發(fā)病機(jī)理仍未十分清楚，當(dāng)HCV在肝細(xì)胞內(nèi)復(fù)制引起肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能改變或干擾肝細(xì)胞蛋白合成，可造成肝細(xì)胞變性壞死，表明HCV直接損害肝臟，導(dǎo)致發(fā)病起一定作

3、用。但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為細(xì)胞免疫病理反應(yīng)可能起重要作用，發(fā)現(xiàn)丙型肝炎與乙型肝炎一樣，其組織浸潤(rùn)細(xì)胞以CD3+為主，細(xì)胞毒T細(xì)胞（TC）特異攻擊HCV感染的靶細(xì)胞，可引起肝細(xì)胞損傷。4雷迪帕韋(Ledipasvir),化學(xué)名稱(chēng)：GS-5885,英文化學(xué)名: Methyl N-(2S)-1-(6S)-6-5-9,9-Difluoro-7-2-(1S,2S,4R)-3-(2S)-2-(methoxycarbonylamino)-3-methylbutanoyl-3-azabicyclo2.2.1heptan-2-yl-3H-benzimidazol-5-ylfluoren-2-yl-1H-imi

4、dazol-2-yl-5-azaspiro2.4heptan-5-yl-3-methyl-1-oxobutan-2-ylcarbamate,CAS NO.：1256388-51-8,分子式 C49H54F2N8O6,分子量為：889.00，其商品名為：Harvoni (與索非布韋組合)?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)為圖1.1所示:圖1.1 Ledipasvir化學(xué)結(jié)構(gòu)雷迪帕韋是獲批可用于丙型肝炎全口服治療方案的藥物，可消除對(duì)傳統(tǒng)注射藥物干擾素（IFN）的需求。雷迪帕韋具有皮摩爾級(jí)活性的 NS5A 抑制劑，它對(duì) HCV 基因型 1a 和 1b 復(fù)制的EC50 值 分 別 為 50 pmol / L 和 9

5、 pmol /L ，并且具有非 常 高 的 治 療 指 數(shù) ( CC 50 /EC 50 100000) ，此外它對(duì) HCV 具有很好的選擇性， 它對(duì)其他 RNA 或 DNA 病毒的EC50值均大于 10 mol/ L 。在臨床試驗(yàn)中，慢性 HCV 患者單劑量口服 100 mg 是安全和耐受的， 其血漿消除半衰期為 10 14 h 。對(duì)于 HCV 1a型， 主要的耐藥突變點(diǎn)為 Tyr93His ，但即使是發(fā)生耐藥突變， 藥物的血漿濃度仍高于最低有效濃度5。2.丙肝的發(fā)病機(jī)理和雷迪替韋的藥理作用丙型肝炎發(fā)病機(jī)理仍未十分清楚，但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為：HCV感染宿主細(xì)胞，首先需要包膜蛋白E1，E2與細(xì)胞膜表

6、面特定受體相結(jié)合，隨之導(dǎo)致受體介導(dǎo)的胞吞作用的發(fā)生。病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后，需要將基因組RNA釋放到胞質(zhì)內(nèi)，隨后IRES將介導(dǎo)多聚蛋白在粗面內(nèi)置網(wǎng)上的翻譯。在多聚蛋白的切割過(guò)程中或切割之后，膜結(jié)合的復(fù)制復(fù)合體得以形成，該復(fù)合體經(jīng)過(guò)負(fù)鏈RNA中間體來(lái)催化HCV基因組RNA的擴(kuò)增。新合成的正鏈RNA既可用于翻譯，也可作為RNA進(jìn)一步擴(kuò)增的模板，還可與核心蛋白相互作用形成病毒核衣殼。包膜蛋白滯留在粗面內(nèi)置網(wǎng)膜上，表明病毒包膜是在HCV病毒顆粒向粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)出芽的過(guò)程中形成的。子代病毒顆粒被認(rèn)為是由分泌通路通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡與細(xì)胞膜融合釋放到胞外。非結(jié)構(gòu)5A 蛋白(NS5A) 是一種高度磷酸化的非結(jié)構(gòu)蛋白，

7、由 447 個(gè)氨基酸組成， 有 3 個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域。 結(jié)構(gòu)域 ( 氨基酸序列: 1 213 ) 由一個(gè)高度保守的兩性-螺旋和一個(gè)疏水的側(cè)鏈及帶電的側(cè)鏈組成， 是 NS5A 與 RNA 結(jié)合的重要區(qū)域。 其晶體結(jié)構(gòu)( PDB code: 1 ZH1 ) 顯示它是一個(gè)二聚體， 有一個(gè)包含四個(gè)半胱氨酸殘基( Cys39、Cys57、 Cys59、 Cys80) 的鋅結(jié)合區(qū)域， 此區(qū)域?qū)Φ鞍椎姆€(wěn)定性起著重要作用。結(jié)構(gòu)域 ( 氨基酸序列: 250 342 ) 和結(jié)構(gòu)域 ( 氨基酸序列: 356 447 ) 也對(duì)病毒的復(fù)制 和組裝有著重要作用。雷迪替韋屬于作用于 NS5A 結(jié)構(gòu)域的抑制劑， 使得病毒的RN

8、A復(fù)制受到影響6。NS5A 可以誘導(dǎo)白細(xì)胞介素-8( IL-8) 的表達(dá)， 從而使 HCV 對(duì) -干擾素的抗病毒作用產(chǎn)生抑制。 同時(shí)， NS5A 蛋白上的干擾素敏感性決定位點(diǎn) (ISDR) 可以通過(guò)與依賴 RNA 的蛋白激酶( PKR) 結(jié)合抑制細(xì)胞對(duì) -干擾素的應(yīng)答。雷迪替韋很好地解決了傳統(tǒng)-干擾素療法成功率低的問(wèn)題7。 3.雷迪替韋的合成途徑雷迪替韋的合成方法相對(duì)比較單一，根據(jù)切分經(jīng)驗(yàn)分析，切斷碳原子與雜原子的鍵，雷迪替韋的合成路線可以分為兩大部分，一部分為6-5-(9H-芴-2基)-1H-咪唑基-5-氮雜螺2.4庚烷的衍生物；另一部分為2-2-雙環(huán)2.2.1庚基-3-基-1H-苯并吡啶的

9、衍生物。分析全合成路線8。如圖3.1,3.2所示:圖3.1圖3.23.1 合成路線3.1.1 6-5-(9H-芴-2基)-1H-咪唑基-5-氮雜螺2.4庚烷的衍生物的合成910圖3.1.13.1.2 2-2-雙環(huán)2.2.1庚基-3-基-1H-苯并吡啶的衍生物1213圖3.1.23.1.3 雷迪帕韋的合成1415圖3.1.3這即為雷迪替韋合成的主要思路,其中涉及到橋雜環(huán)化合物1，2,4位與螺雜環(huán)6位手性構(gòu)建,以及其他若干部分的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題,將在下文逐一闡述3.2 橋雜環(huán)化合物1，3,4位與螺雜環(huán)6位手性中心及其他相關(guān)分析由上述雷迪替韋的合成路線可得到，主要的藥物中間體為：2-溴-7-碘芴；（S）

10、-5-氮雜螺環(huán)2.4庚烷-6-羧酸；（1R，3S，4S）-2-氮雜雙環(huán)2.2.1庚烷-3-羧酸，通過(guò)對(duì)專(zhuān)利US 20130324740的研究， 下面對(duì)兩個(gè)手性中間體的合成及手性中心的構(gòu)建做主要介紹。3.2.1 （S）-5-氮雜螺環(huán)2.4庚烷-6-羧酸的合成及其手性中心的構(gòu)建合成路線一：首先，以2-環(huán)丙基-1,3-丙二醇原料，發(fā)生取代反應(yīng)，羥基被碘取代得到二取代的碘化物，將產(chǎn)物溶于5攝氏度條件下的DMAC中，然后加入2-氨基乙酸乙酯， Boc2O，得到氮雜螺環(huán)化合物。經(jīng)過(guò)手性拆分16，通過(guò)LiOH水解，得到（S）-5-氮雜螺環(huán)2.4庚烷-6-羧酸16的衍生物。圖3.2.1上述合成路線中涉及到手性

11、拆分，下面對(duì)手性拆分做一下消息闡述。方法一:通過(guò)手性柱色譜拆分17獲得雷迪替韋,是由具有光學(xué)活性的單體,固定在硅膠或其它聚合物上制成手性固定相(Chiral Stationary Phases)通過(guò)引入手性環(huán)境使對(duì)映異構(gòu)體間呈現(xiàn)物理特征的差異,從而達(dá)到光學(xué)異構(gòu)體拆分的目的要實(shí)現(xiàn)手性識(shí)別,手性化合物分子與手性固定相之間至少存在三種相互作用這種相互作用包括氫鍵偶級(jí)-偶級(jí)作用-作用靜電作用疏水作用或空間作用手性分離效果是多種相互作用共同作用的結(jié)果這些相互作用通過(guò)影響包埋復(fù)合物的形成,特殊位點(diǎn)與分析物的鍵合等而改變手性分離結(jié)果由于這種作用力較微弱,因此需要仔細(xì)調(diào)節(jié)優(yōu)化流動(dòng)相和溫度以達(dá)到最佳分離效果此方

12、法應(yīng)用相對(duì)比較繁多，處理量小，成本相對(duì)較高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)，在此不做過(guò)多過(guò)多闡述。方法二：物質(zhì)1經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)的到外消旋化合物2，將2溶于2-甲基四氫呋喃溶液中培成稀溶液，加入R-2-氨基-1-丁醇。在20攝氏度條件下反應(yīng)20小時(shí)，酸化濃縮得到漿狀物，過(guò)濾分離，用正庚烷進(jìn)行沖洗，在40攝氏度條件下真空干燥，得到產(chǎn)物（收率32%）18。此方法為計(jì)較經(jīng)典手性拆分的方法，使用到的均為常見(jiàn)試劑,容易獲取,價(jià)格較低廉,反應(yīng)條件較溫和,且操作簡(jiǎn)單,很適合用于大量工業(yè)化生產(chǎn)方法三：在PH=7的條件下，將一定量的諾維信脂肪酶加入到磷酸緩沖溶液中，將外消旋混合物溶于一定量的乙腈中配成溶液，將兩種溶液混合后。在4

13、0攝氏度條件下，用1mol/l的NaOH調(diào)節(jié)PH在6.9-7.1之間反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，并用5%NaHCO3 進(jìn)行洗滌。將得到的產(chǎn)物用MTBE沖洗，MTBE層再用5%的NaHCO3再次沖洗。拋棄有機(jī)層，將水層混合，加入少量MTBE，用鹽酸調(diào)節(jié)PH小于2，向產(chǎn)物中加入MgSO4，過(guò)濾蒸餾得到產(chǎn)物（收率75.9%,ee大于99%）19。此拆分路線產(chǎn)率，ee值高，應(yīng)用酶進(jìn)行手性拆分，副產(chǎn)物少，酶可以循環(huán)利用，有利于環(huán)境保護(hù)，是未來(lái)研究課題的重點(diǎn)方向。合成路線二：分析上述合成路線可得，最終得到是4，5兩種物質(zhì)的混合物，應(yīng)用下面方式可以分離得到目標(biāo)產(chǎn)物4。首先，將反應(yīng)的到的固體用一定量的異丙基酸

14、甲酯進(jìn)行兩次重結(jié)晶提純，然后加入少量異丙基酸甲酯溶解，并加熱至50攝氏度。一段時(shí)間后，再加入一定量的正庚烷，溫度降至20攝氏度。反應(yīng)四個(gè)小時(shí)后，得到漿狀物降溫至5攝氏度冷卻兩小時(shí)。將產(chǎn)物經(jīng)行過(guò)濾，用正庚烷經(jīng)行沖洗，干燥后的到黃色目標(biāo)產(chǎn)物4（收率為74%，與反應(yīng)物2相比）20。3.2.2 （1R，3S，4S）-2-氮雜雙環(huán)2.2.1庚烷-3-羧酸的合成分析相較于（S）-5-氮雜螺環(huán)2.4庚烷-6-羧酸衍生物的合成,針對(duì)（1R，3S，4S）-2-氮雜雙環(huán)2.2.1庚烷-3-羧酸的合成19對(duì)單一,在常規(guī)的制備中,主要經(jīng)歷以下步驟如圖3.3.1所示: 圖3.2.2在上述合成路線的第二部反應(yīng)中，涉及到了

15、Diels-Alder反應(yīng)，這類(lèi)反應(yīng)具有很強(qiáng)的區(qū)位和立體選擇性。當(dāng)雙烯和親雙烯體兩者都有適當(dāng)?shù)娜〈?，使反?yīng)可能發(fā)生不同區(qū)位而得到兩種產(chǎn)物時(shí)，事實(shí)上只有一種是主要的產(chǎn)物。在立體化學(xué)方面，這類(lèi)反應(yīng)都是順式加成的，而且當(dāng)反應(yīng)物有可能生成內(nèi)型和外型兩種產(chǎn)物時(shí)，一般只得內(nèi)型化合物。因此在第二部反應(yīng)中，氮雜雙環(huán)上的1,3,4位上主要形成順式，反式，反式的手性中心，使得產(chǎn)物的純度，收率大大提高,生產(chǎn)成本隨之下降。4.結(jié)論雷迪替韋作為剛剛上市的新藥，藥物結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，合成路線相對(duì)比較單一，用于工業(yè)化生產(chǎn)，總收率相對(duì)較低，使得合成成本大大提高。通過(guò)近年來(lái)一系列關(guān)于雷迪替韋的合成及相關(guān)研究看來(lái),從催化劑等入手,

16、以使得反應(yīng)條件能夠更加溫和,同時(shí)提升原子經(jīng)濟(jì)性,需要原料更加廉價(jià),反應(yīng)更加快捷迅速,易操作,同時(shí)提高純度,e.e.%,使產(chǎn)率更高,生產(chǎn)成本降到最低這是未來(lái)研究方向的重點(diǎn)作為新一代的丙肝治療的藥物，雷迪替韋可用于直接口服，減少了原有治療方式上的干擾素的使用，并且具有藥效穩(wěn)定，副作用小的一系列優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的,高效綠色的雷迪替韋合成路線必將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛的前景參考文獻(xiàn)：1 丙型肝炎病毒非結(jié)構(gòu) 5A 蛋白 ( NS5A) 抑制劑研究進(jìn)展.中國(guó)藥物雜志,2012,22(6):533.2 Introduction to Hepatitis C Virus (HCV) Therapie

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