专利名称：一种地西他滨的制备方法
技术领域：
本发明涉及地西他滨(Decitabine， Dacogen)及2'-脱氧核苷衍生物的合成及拆分方法。
背景技术：
地西他滨[药物名称Decitabine;注册名Decitabine;商品名Dacogen;药物别 名5-azacd，Azadc;化学名4-氨基-1- (2-脱氧-P -D-赤型呋喃核糖)-1, 3， 5_三嗪_2 (1H)-酮]为1964年合成的天然核苷2'-脱氧胞苷的类似物，由美国SuperGen公司研制 开发成药物。2004年完成III期临床后，将全球研制生产销售开发权转让给MGI药品公司。 2006年4月和5月分别由欧洲EMEA和美国FDA批准上市，成为用于治疗原发性和继发性 骨髓增生异常综合征(MDS)的有效药物。由于其独特的作用机理，地西他滨治疗卵巢癌、 乳腺癌、前列腺癌、胃癌、肺癌、胰腺癌、白血病等29项之多的临床研究正在进行并表现 出了良好的疗效，很有希望成为治疗其他癌症的新药。
地西他滨是DNA甲基转移酶抑制剂和DNA合成抑制剂，具有治疗骨髓增生综合征的临 床作用。地西他滨在体内被磷酸化后直接作用于DNA，抑制DNA甲基转移酶，从而使DNA 低甲基化，达到控制细胞分化和增殖的作用，实现药物治疗的作用。
地西他滨是阿扎胞苷(5-氮杂胞苷/维达扎，5-azacytidine/Vidaza)的2'-脱氧衍生 物，其抗肿瘤疗效远高于5-氮杂胞苷，然而，2'-位脱氧胞苷的合成难度要高很多。5位氮 杂胞苷的特殊结构也为其合成带来了很大的困难。因此，到目前为止，地西他滨，即5-氮 杂-2'-脱氧胞苷仍然是具有挑战性的合成，尤其是大规模生产更是困难。
地西他滨的合成已经有不少报道，大都得到a-和p-异构体的混合物，色谱柱分离难以 扩大生产，总收率低,不能满足实际生产的需要。地西他滨主要有以下几种方法合成
I、异氰酸酯法(参见A. Piskala， F. Sorm, in Nucleic Acid Chemistry, Ed. L. B. Townsend and R. S. Leroy, 1978， Wiley, New York, N, Y., p443-449)，合成路线如下<formula>formula see original document page 4</formula>此方法使用贵重金属银的异氰酸盐，糖苷化后再合环，不经济，合成路线较长，而且 也要进行异构体的分离，无法用于工业制备生产。
II、阿扎胞苷脱氧法(参见M. J, Robins, J. S, Wilson, T. Hansske， 《/爿w. C/ze加.Soc. 1983, 105 (12)， 4059-4065)是从5-氮杂胞苷出发，脱去2'-位的羟基而得到地西他滨。
人HO.
NH2 N、
t上 TiPSCh N 、0 -
N 、N
N 、0
NH2 N、 、入
O、
N 、0
力 OH OH
TTMSS A旧N
TBAFHO.
NH2
、人o
PhOCSClJP。
O.sj.O OCSOPh
OH
式中TiPSCh: 1，3-二氯-1，1,3,3-四异丙基二硅氧烷
TTMSS:三-(三甲基硅基)硅烷
ALBN:偶氮二异丁腈 该条路线使用的起始原料为阿扎胞苷，价格较高，而且使用特殊试剂TiPSCh、硫代氯 甲酸苯酯，以及TTMSS等。其中有些试剂国内难以供应，也不适于工业生产地西他滨抗
III、 5-氮杂胞嘧啶的直接糖苷化5-氮杂胞嘧啶同六甲基二硅氨烷一起回流，首先生
成双硅基化产物
nh2 nhtms
HMDS
n, n _^
o人J1 (NH4)2S040r (CH3)3SiCl t訓人nJ h
5-azacytosine HMDS: (CH3)3SiNHSi(CH3)3
双硅基化产物既可以与1,3,5-三-O乙酰基-2-脱氧核糖直接糖苷化，也可以与酰基保 护的2-脱氧核糖卤化物直接糖苷化。糖苷化产物脱去保护基，经异构体分离可以得到地西 他滨。路线如下
合成路线l.用乙酰基保护<formula>formula see original document page 6</formula>
该合成路线糖苷化产物可达64% (a， p-异构体混合物)，不分离直接在NH3-CH3OH 中脱保护基，继而过硅胶色谱柱提纯。在甲醇中结晶得到地西他滨混合物，总收率32%(参 见季竞竞，杨守宁，董冬吟，杨俐萍，中国医药工业杂志2007， 38 (7): 468-469.)。
公开号为CN101307084A的专利文件沿用了上述类似的合成方法，以乙酰基保护，经 五步合成得到了目标产物地西他滨，总产率大于18.4%，产品纯度大于99.7。/。。。该专利文件 未对a -和0 -异构体的拆分作任何说明。
合成路线2: Robins等用不同的保护基通过下述路线直接糖苷化得到了地西他滨(M. W. Winkley, R. K. Robins. / Og. O e肌1970, 35 (2), 491-495)。
<formula>formula see original document page 6</formula>
合成路线2中，糖苷卤化物保护基，可以是乙酰基，也可以是对甲苯甲酰基。当用乙 酰基-2'-脱氧-a-氯代核糖时，糖苷化产物与合成路线1相同，经过色谱柱分离可以得到地 西他滨，然而，收率仅有7%。
当保护基是对甲苯甲酰基时(参见U. Niedballa, H. Vorbriiggen, J. Og. Oiem. 1974, 39(25)， 3672-3677)得到的糖苷化产物同样为a， p-异头物的混合物，经过重结晶得到了希 望的(3-异头物，用CDCI3作溶剂时，NMR可以观测到6. 27 (dd, 1H， H-1')特征峰。但 是，该文并未脱保护基，也未分离得到地西他滨。
合成路线3:(参见J.Ben-Hattar; J. Jiricny,J Cfew, 1986, 51(16)， 3211-13)用Fmoc 作为保护基而进行直接糖苷化，也得到了地西他滨a:p = 1:0.9
然而，得到的糖苷化产物同样为a， P-异头物的混合物，而且a， (3-异头物比例是1:0.9，去保护基后，又经过重结晶所得产品的总收率仅有16.2%。该方法中用到的Fmoc保护基试剂昂贵，且该保护基稳定性低，不利于大生产制备。
在上述各种合成路线中，得到的均为a, p-异头物的混合物，需经过柱分离才能得到地西他滨的单体，然而过柱分离不太适用工业制备。
针对现有技术的不足,本发明提供一种适合于工业化生产的高纯度的地西他滨的制备方法，其中包括地西他滨异构体的拆分方法。
鉴于现有技术的不足，本发明在背景技术中合成路线2的基础上，对工艺路线进行了改进，使得能够适于大规模生产地西他滨。本发明技术方案如下
本发明地西他滨的制备方法，用5-氮杂胞嘧啶的双硅基化产物2， 4-双三甲基硅基-S-三嗪，与l-氯-2-脱氧-3,5-二- (O-对甲苯甲酰基)-a-D-呋喃核糖直接糖苷化，合成出a， |3-糖苷混合异构体，将此混合异构体用不同的有机溶剂进行分步结晶，首先将混合异构体在一种有机溶剂乙腈或乙酸乙酯中重结晶分离得到(3-异构体，而后将p-异构体脱除对甲苯甲酰基保护基，再用另一种有机溶剂无水乙醇重结晶得到高纯度的地西他滨。地西他滨纯度(UV 254 nm)可达98%以上。
本发明制备的地西他滨结构式如下<formula>formula see original document page 7</formula>
发明内容本发明采用以下合成路线进行地西他滨的生产:
上述反应路线中，式1为1-甲氧基-2-脱氧-D-呋喃核糖(以下简称化合物1),式2为1-甲氧基-2-脱氧-3，5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a, e-D-呋喃核糖(以下简称化合物2),式3为1-氯-2-脱氧-3, 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a-D-呋喃核糖(以下简称化合物3)，式4为2, 4-双三甲基硅基-S-三嗪(以下简称化合物4),式5'是a, (3-两种异构体的混合物(以下简称化合物5')，式5是p-异构体(以下简称化合物5),式6为地西他滨。
2、地西他滨的制备方法
技术领域：
本发明的地西他滨的制备方法，包括反应条件和反应物的配比，步骤如下(1) 以2-脱氧-D-核糖与氯化氢的甲醇溶液进行甲基化反应，得到l-甲氧基-2-脱氧 -D-呋喃核糖(化合物1)。
(2) 将1-甲氧基-2-脱氧-D-呋喃核糖(式l)与对甲苯甲酰氯进行酰化反应，得1-甲氧 基-2-脱氧-3， 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a, e-D-呋喃核糖(化合物2)。
(3) 将1-甲氧基-2-脱氧-3， 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a ， e -D-呋喃核糖(化合物2) 于氯化氢-醋酸溶液中进行氯化反应，得1-氯-2-脱氧-3'， 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a-D-呋喃核糖(化合物3)。
(4) 将1-氯-2-脱氧-3, 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a -D-呋喃核糖(化合物3)与2， 4-双三甲基硅基-S-三嗪(化合物4)在有机溶剂中进行糖苷化反应，得l-[2，-脱氧-3' ，5，-二- (0-对甲苯甲酰基)-a，呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮(化合物5，) 混合异构体。
(5) 将步骤(4)得到的混合异构体(化合物5')进行重结晶，析出1-[2，-脱氧 -3， ，5， -二- (0-对甲苯甲酰基)-P-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮(化合物
5)，为e-异构体。
(6) 将1-[2， -脱氧-3' ，5' -二- (0-对甲苯甲酰基)-e-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮(化合物5)脱保护基，得到地西他滨(式6)。
本发明优选的方案如下
上述步骤(4)所述的的糖苷化反应用有机溶剂优选乙腈或氯仿，最优选乙腈作溶剂。 上述步骤(5)所述的重结晶是用乙腈或乙酸乙酯直接进行重结晶。 上述步骤(6)所述的脱保护基是，在O'C时以氮气饱和的醇溶液溶解异构体(化
合物5)， TLC检测18-20 h反应完全，所得反应完全的溶液，除去溶剂，再用无水乙醇重
结晶，冷冻处理后得到白色结晶。
本发明优选的更为详细的操作如下
上述步骤(1)的甲基化反应是，将2-脱氧-D-核糖溶于甲醇中，加入WwtHCl-甲醇 溶液，室温搅拌30-40min。用碳酸氢钠中和，减压除去溶剂，得黄色粘稠物1-甲氧基-2-脱氧-D-呋喃核糖(化合物l)。
上述步骤(2)的酰化反应是，将75 mmol 1-甲氧基_2-脱氧-D-呋喃核糖(化合物l) 溶于适量吡啶中，于冰浴条件下加入对甲苯甲酰氯160mmo1，反应结束后倒入冰水中，用 二氯甲垸提取，水洗，无水Na2S04干燥，减压旋干，得浅黄色油状物(化合物2)。
上述步骤(3)的氯化反应是，将上述化合物2 82. 5mmo1溶于冰醋酸，冷却下加入 用氯化氢饱和的冰醋酸溶液，而后加入无水乙醚，抽滤，无水乙醚洗涤，真空干燥，得白 色固体1-氯-2-脱氧-3， 5-二- (0"对甲苯甲酰基)-a -D-呋喃核糖(化合物3)， mp. 104-106 。C。
上述步骤(4)的糖苷化反应中2，4-双三甲基硅基-S-三嗪(化合物4)的制备方法是， 将5-氮杂胞嘧啶45 mmol与六甲基二硅氨烷lOO ml混合，用硫酸铵作催化剂，进行硅基 化反应，得到2,4-双三甲基硅基-S-三嗪(化合物4)。
将上述化合物4与1-氯-2-脱氧-3,5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a-D-呋喃核糖(化合 物3) 38.6mmol于有机溶剂中室温进行糖苷化反应，经处理，得到1-[2'-脱氧-3' ，5'-二- (0-对甲苯甲酰基)-a, e-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮(化合物5，)，
为a, e-两种异构体的混合物。
9上述步骤(5)所述的重结晶将1-[2，-脱氧-3， ，5' -二- (0-对甲苯甲酰基)-a, e-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮(化合物5' ) 25.8 mraol溶于适量乙腈中， 活性炭脱色后，放置析晶，得白色固体1-[2，-脱氧-3' ,5' -二- (o-对甲苯甲酰基)-e -D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮(5)，为e-异构体。
上述步骤(6)脱保护基是指脱除糖环上的羟基保护基对甲苯甲酰基，将l-[2'-脱氧 -3， ，5' -二- (0-对甲苯甲酰基)-0-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮(化合物 5) 72mmol，加入用氨气饱和的甲醇溶液中，室温反应，减压浓縮至干，用无水乙醇重结晶， 得白色固体地西他滨(6)，收率62%。
本发明的技术特点和优良效果如下
本发明的合成方法中，化合物(4)与化合物(3)的糖苷化縮合反应用乙腈作溶剂进 行糖苷化时，所得反应混合物中的cc， p-两种异构体的比例为a: |3=38%:49%，即1: 1.3。而 用氯仿作溶剂时，所得反应混合物中的a, P-两种异构体的比例为a: |3=47%:43%,即1: 0.9。 迄今为止，本发明中所得到的P-异构体的比例高于所有其他现有技术进行糖苷化所得到的 (3-异构体的比例。
本发明方法中还提供了地西他滨异构体的拆分方法，对糖苷化后的异构体混合物，在 没有脱保护基以前直接分离卩-异构体(化合物5)，也是本发明的创新之一。化合物(4)与 化合物(3)糖苷化得到的a，13-两种异构体的混合物，用乙腈或乙酸乙酯直接进行重结晶分 离得到高纯的卩-异构体。 一次重结晶后P-异构体的纯度均达到95%以上，为脱保护基后能 够得到高纯度的地西他滨奠定了基础。
本发明的合成方法步骤(6)对脱保护基制备地西他滨的过程也进行了创新。现有技术 一般用甲醇钠-甲醇溶液处理，2h后反应基本完成。用阳离子交换树脂处理，除去钠离子， 浓縮后再用正己烷洗去反应中生成的对甲苯甲酸甲酯，用乙醇重结晶可得到地西他滨。这 样的方法虽然反应较快，但收率较低。本发明在0'C以氨气饱和的醇溶液处理化合物5， TLC 检测约20h反应完全，除去溶剂，再用乙醇重结晶，冷冻处理后得到白色结晶。无需过硅 胶色谱柱提纯，工艺和纯化过程简便，收率较高，适用于地西他滨的生产。
本发明工艺中步骤(2)采用对甲苯甲酰基作糖环上的羟基保护基，由于苯环本身为发 色基团，制备过程中中间体容易进行TLC检测，便于跟踪反应进程。
本发明所描述的糖苷化、直接重结晶分离带保护基的糖苷化产品成为P-异构体以及随 后的脱保护基等工艺也适应于合成类似的2'-脱氧核苷以及2'-脱氧-2'-取代的(如氟、二 氟、碳、(3-碳、卩-羟基等)核苷衍生物。
综上所述，本发明工艺路线选择直接糖苷化所得P-异构体高；未脱保护基直接重结晶 异构体混合物就得到了纯的p-异构体；工艺和纯化过程简便，适宜于地西他滨的工业化生 产。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。 实施例1:
1、 1-甲氧基-2-脱氧-3,5-二-(^对甲苯甲酰基)-a， p-D-呋喃核糖(化合物2)的合成 2-脱氧核糖(74.5 ramol)溶解于120 mL甲醇中，加入l%HCl_MeOH溶液，室温反 应30 min。加入固体NaHC03中和至pH二7，减压除去溶剂，得到黄色粘稠物。将化奋物1 加入60 mL吡啶中，冰浴冷却至0。C，在搅拌下加入对甲苯甲酰氯(23 mL， 160隱ol)，
1室温搅拌过夜。析出大量白色固体，反应混合物倒入冰水中，用二氯甲烷提取二次，合并 有机层。水洗，无水Na2S04干燥，过滤，减压旋干，得到32 g浅黄色油状物化合物2。直 接用于下一步反应。
2、 1-氯-2-脱氧-3,5-二-(0"对甲苯甲酰基)-a-D-呋喃核糖(化合物3)的合成 将上述得到的化合物2 (83.5mrao1)溶解于40 mL冰乙酸中，在冰水浴冷却下慢慢
加入63 mL HC1-AcOH饱和溶液，出现白色固体，至全部固化，加入30 mL无水乙醚，抽滤， 固体用冷无水乙醚洗涤，真空干燥，得到15g白色固体3，前两步总收率为51.7%，熔点 104-106°C (陈莉莉，琴均达，中国医药工业杂志2005， 36(7): 387-388; Rolland V. ， Kotera M. ,and Lhomme J. ，Commw"., 1997， 27(20)， 3505-3511;熔点108-111°C)。
3、 1'-[2'-脱氧-3',5'-二- (^"对甲苯甲酰基)D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪 -2(1H)-酮(化合物5)的合成
于反应瓶中将5-氮杂胞嘧啶(44. 6 mmol)与HMDS (100 mL)混合后，加入少量(朋4)2504， 加热回流至澄清。将反应液直接减压蒸干，得到2-三甲基硅氨烷基-4-三甲基硅氧烷-S-三 嗪(化合物4)，直接用于下一步反应。
将得到的化合物4溶解于40 mL乙腈中，加入化合物3 (38.6 mmol)，室温下搅拌过 夜。反应液减压蒸干，加入二氯甲烷，用饱和碳酸氢钠和饱和食盐水依次洗涤，用无水硫 酸钠干燥。减压蒸去溶剂，得到粘稠液体(5')， a, P两种异构物的混合物。
将oc, p两种异构物的混合物(5')用乙腈重结晶，得4.6 g化合物5， IX (UV 254 nm)纯度大于95%，单一构型(3-异头物收率36.6%。熔点205-208°C。 LOMS: m/z 487 [M + Na]+ (分子式C24H24NA，分子量464)。 'HNMR (DMS(W6)， 5: 8.47 (s， 1H, H_6)， 7.92 (d， /= 7.8 Hz， 2H， Ar—H)， 7.72 (d, / = 8. 4 Hz， 2H, Ar—H)， 7.55—7.61 (bs， 2H， NH2), 7.36 (d， /= 7.8 Hz， 2H， Ar—H), 7.28 (d， /= 7.8 Hz， 2H， Ar-H)， 6.12 (dd， /"= 1.2 Hz，7.2 Hz， 1H， H-l'，化合物5为卩构型)，5.54 (d， /= 6.0 Hz， 1H, H-4')， 5.12 (t, 1H， H-3')， 4.46(d， /= 4.8 Hz， 2H， H-5')， 2.50 (m， 1H， H-2')， 2.86 (m， 1H， H-2')， 2.37-2.51 (s+s, 6H)。
4、 地西他滨(6)的合成
将化合物5 (0.72咖ol)溶解于(TC、 30 mL NH3-MeOH中，室温下搅拌至反应完全。 用薄层色谱板检测反应。过滤，滤液减压蒸干，用乙醇重结晶。得到101 mg白色固体产品 6，收率62%。 LC-MS: m/z 457.2 [2M + H]+， 479.2 [2M + Na]+ (分子式C8H12N404,纯度 (UV254 nm) 98.7%,分子量228)。 'HNMR (DMS0-" S: 8.29 (s, 1H， H-6)， 7.42-7.43 (bs， 2H， NH2)， 5.96 (dd， 二= 1.2 Hz,7.2 Hz, 1H， H-l'化合物6为p构型)， 5.21 (d， /=3.0Hz， 1H， H—4')， 4.86 (t， 1H, H—3'), 4.21(m， 2H, H—5')， 3.39-3.41 (m， 2H， 0H)， 1.96-2.45 (m， 2H, H-2')。
实施例2:如实施例l所述，所不同的是步骤3、化合物5的合成过程中，用乙酸乙 酯代替乙腈做有机溶剂，将a， P两种异构物的混合物(5')用乙酸乙酯重结晶分离得到P-异构体。
权利要求
1. 地西他滨的制备方法，其特征在于用5-氮杂胞嘧啶的双硅基化产物2，4-双三甲基硅基-S-三嗪，与1-氯-2-脱氧-3，5-二-(O-对甲苯甲酰基)-α-D-呋喃核糖直接糖苷化，合成出α，β-糖苷混合异构体，将此混合异构体用不同的有机溶剂进行分步结晶首先将混合异构体在有机溶剂乙腈或乙酸乙酯中重结晶分离得到β-异构体，而后将β-异构体脱去对甲苯甲酰基保护基，再用无水乙醇重结晶得到地西他滨。
2. 权利要求1所述的地西他滨的制备方法，包括反应条件和反应物的配比,其特征在 于合成路线如下<formula>formula see original document page 2</formula>相应的制备步骤如下:Tol = p-CH3C6H4CO-(1) 以2-脱氧-D-核糖与氯化氢的甲醇溶液进行甲基化反应，得到1-甲氧基-2-脱氧 -D-呋喃核糖；(2) 将1-甲氧基-2-脱氧-D-呋喃核糖(式l)与对甲苯甲酰氯进行酰化反应，得1-甲氧 基-2-脱氧-3, 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a , e -D-呋喃核糖； '(3) 将1-甲氧基-2-脱氧-3,5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a， e -D-呋喃核糖于氯化氢-醋酸溶液中进行氯化反应，得1-氯-2-脱氧-3, 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a-D-呋喃核糖；(4) 将1-氯-2-脱氧-3， 5-二- (0-对甲苯甲酰基)-a-D-呋喃核糖与2，4-双三甲基硅 基-S-三嗪在有机溶剂中进行糖苷化反应，得1-[2，-脱氧-3， ，5， -二-(O-对甲苯甲酰基) -a, e-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮,混合异构体；(5) 将步骤(4)得到的混合异构体进行重结晶，析出1-[2，-脱氧-3， ，5' -二- (0-对甲苯甲酰基)-e-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮，为e-异构体；(6) 将1-[2， _脱氧-3， ，5' -二- (0-对甲苯甲酰基)-e-D-呋喃核糖]-4-氨基-S-三嗪-2 (1H)-酮脱保护基，得到地西他滨。
3. 如权利要求2所述的地西他滨的制备方法，其特征在于步骤(4)所述的的糖苷化 反应用有机溶剂是乙腈。
4. 如权利要求2所述的地西他滨的制备方法，其特征在于步骤(5)所述的重结晶是 用乙腈或乙酸乙酯直接进行重结晶。
5. 如权利要求2所述的地西他滨的制备方法，其特征在于步骤(6)所述的脱保护基 是，在O'C时以氨气饱和的醇溶液溶解异构体，TLC检测18-20h反应完全；所得反 应完全的溶液除去溶剂，再用无水乙醇重结晶，冷冻处理后得到白色结晶地西他滨。
全文摘要
本发明涉及一种地西他滨的制备方法，用5-氮杂胞嘧啶的双硅基化产物，与1-氯-2-脱氧-3，5-二-(O-对甲苯甲酰基)-α-D-呋喃核糖直接糖苷化，合成出α，β-糖苷混合异构体，再将此混合异构体，用不同有机溶剂进行分步结晶的方法，首先将混合异构体在一种有机溶剂重结晶分离得到β-异构体，而后脱去保护基，在另一种有机溶剂重结晶得到高纯度的地西他滨。
文档编号C07H1/00GK101497639SQ20091001981
公开日2009年8月5日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者孙昌俊, 李文保, 松 马 申请人:济南圣鲁金药物技术开发有限公司