CN113754665B - 一种核苷类化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，公开一种核苷类化合物的合成方法，所述核苷类化合物为式I所示化合物及其在药学上可接受盐的合成方法。
Figure DDA0003099998300000011
其中，R1为‑C(＝O)CHR2R3；R2选自C1‑C10烷基、芳烷基；R3选自H、氨基、C1‑C10烷基；或R2R3形成C3‑C10碳环基；合成步骤：1)对核苷类药物糖结构部分中的羟基进行保护；2)与有机酸选择性地与5’‑位羟基缩合成酯；3)在酸性条件下脱去缩酮保护。本发明反应路线短、环境污染小、工艺操作简单，适合工业化生产。

Description

一种核苷类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种核苷类化合物的制备方法。
背景技术
瑞德西韦(Remdesivir)属于核苷类似物，是RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp) 抑制剂，可以通过抑制病毒核酸合成抗病毒，是目前唯一上市的用于SARS-CoV-2 感染的药物。虽然瑞德西韦已获FDA批准用于新型冠状病毒感染(SARS-CoV-2 的治疗，但其疗效仍存在疑问。由于瑞德西韦的分子合成步骤长、价格昂贵且需要强制性静脉注射，其应用和可及性受到限制。
因此，快速开发一种有效的抗新冠病毒药物或者疫苗，是目前药物研发的重要任务。
本研究团队发现瑞德西韦的代谢产物GS-441524，在小鼠模型中有效抑制 SARS-CoV-2感染。GS-441524与瑞德西韦相比，结构简单、合成步骤短，成本低廉，适合作为疫情应急药物快速大量生产。瑞德西韦的临床药代动力学研究表明代谢产物GS-441524在人体中半衰期约为27h，具有良好的药代性质。 GS-441524抗COVID-19及其他冠状病毒感染的安全有效性，凸显了开展治疗 COVID-19临床试验研究的必要性。为了克服GS-441524极性较大，膜渗透性差等问题，课题组开发了候选药物GS-441524的酯化衍生物作为口服抗新冠药物，具有较好的口服生物利用度，该研究成功已披露在中国专利申请 CN2020116139433，名称为一种用于治疗冠状病毒感染的核苷类化合物及其前药中，因此，对GS-441524的酯化衍生物的合成工艺研究具有重要意义，以提供药代等试验的原料药。
Liu等人(Tetrahedron,71(9),1409-1412；2015)在制备5’-位氨基酸酯前药时，首先将核苷类药物与三芳基甲基化试剂选择性地进行5’-位伯醇成醚保护，然后与烯丙氧羰基化试剂将剩下的羟基和氨基等活性官能团进行保护，继而在酸性条件下选择性脱去三芳基甲基保护基，然后与羧酸缩合，最后醋酸钯脱去烯丙氧羰基保护基，实现了区域选择性地在5’-位酯化。但是这条路线较长，上保护脱保护步骤多，原子经济性不高。且有些反应如脱烯丙氧羰基的过程中需要-50℃的低温条件，设备要求高，不利于工业化生产。
Figure BDA0003099998290000021
Scheme 1.Liu等报道的核苷类化合物5′-位区域选择性酯化方法
何忠贵等人(Molecular Pharmaceutics,2009,6(1),315～325)采用氯甲酸苄酯(Cbz-Cl)选择性保护阿糖胞苷4-位氨基，然后直接与氨基酸进行缩合，最后Pd 催化氢化脱保护得到5’-位酯化产物。但是这条路线没有保护核糖上的羟基，因而导致反应复杂，还发生了2’位取代产物和3’位取代产物，最终导致目标产物收率较低，也不适用于工业化生产。
综合已经报道的代表性的核苷类化合物5’-位羟基酯化的合成路线，都存在一定的缺点。因此，设计出一条适合工业化生产的路线十分必要。
发明内容
本发明目的是提供一种核苷类化合物的反应路线，该工艺技术路线短、环境污染小、工艺操作简单。
为此，本发明提供的技术方案如下：
一种核苷类化合物(式I)的合成方法，
Figure BDA0003099998290000022
其中，R1为-C(＝O)CHR2R3；R2选自C1-C10烷基、芳烷基；R3选自H、氨基、 C1-C10烷基；或R2R3形成C3-C10碳环基；
包括如下步骤：
1)化合物(GS-441524)在2,2-二甲氧基丙烷与脱水剂存在下选择性保护羟基获得式II所示化合物；
Figure BDA0003099998290000031
2)式II所示化合物与有机羧酸选择性地与5’-位羟基缩合成酯(式III)；
Figure BDA0003099998290000032
3)式III所示化合物脱去缩酮保护获得核苷类化合物(式I)。
在一些实施例中，步骤1所述的脱水剂为对甲苯磺酸、甲磺酸或浓硫酸。在一些实施例中，所述脱水剂为浓硫酸，且所述选择性保护羟基是在约35摄氏度至回流条件下进行，优选在约40摄氏度至约50摄氏度下进行，更优选45摄氏度下进行。在一些实施例中，步骤1所述的脱水剂为对甲苯磺酸、甲磺酸，所述选择性保护羟基是在回流甲苯中进行。
在一些实施例中，步骤1后处理先用少量乙酸乙酯溶解，再将溶液倒入到不良溶剂中搅拌，不良溶剂包括石油醚、正己烷、正庚烷等。
在一些实施例中，步骤2所述有机酸为R为HO-C(＝O)CHR2R3；R2选自C1-C10烷基、芳烷基；R3选自H、氨基、C1-C10烷基；或R2R3形成C3-C10碳环基。
在一些实施例中，步骤2所述缩合反应在DCC/DMAP或EDCI/HOBt存在下进行，优选DCC/DMAP体系进行反应。
在一些实施例中，步骤2所述缩合反应控制温度在5-10℃下，将DCC滴加到反应体系中。
在一些实施例中，所述R2选自C1-C8烷基、芳甲基；R3选自H、氨基、C1-C6烷基；或R2R3形成C3-C7碳环基。
在一些实施例中，所述R2选自C1-C8烷基，R3选自H。
在一些实施例中，所述C1-C8烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或异丁基等。
在一些实施例中，如权利要求1所述的合成方法，步骤3所述脱保护所用的酸包括浓盐酸、6N盐酸、3N盐酸、甲酸、98％甲酸、80％甲酸、乙酸、90％乙酸、 TFA、95％TFA、PPTS、甲磺酸、对甲苯磺酸一水合物等，优选6N盐酸。
在一些实施例中，如权利要求1所述的合成方法，步骤3在-10摄氏度到室温条件下反应。
在一些实施例中，所述核苷类化合物(式I)为以下化合物：
Figure BDA0003099998290000041
为了方便说明，以异丁酸酯前药的合成为例，中间体和产物的结构编号如下：
Figure BDA0003099998290000042
在一些实施例中，步骤1)反应3-8h后，后处理用碳酸氢钠调pH7-8，减压蒸馏回收丙酮，向剩余物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯水洗，干燥，抽滤蒸干。
在一些实施例中，上述的一种核苷类化合物的合成方法，步骤1)反应3-8h 后，还包括蒸除去乙酸乙酯后的剩余物缓慢加入到产物的不良溶剂中，快速搅拌，缓慢析出固体，抽滤，用不良溶剂淋洗滤饼，干燥得到白色固体中间体II。
在一些实施例中，所述的合成方法，步骤2)HPLC监测反应原料消耗完全后，于冰浴下加入酸将未反应完全的DCC转化为DCU，搅拌10分钟后直接抽滤，滤液分层，分出有机层，有机层分别用酸洗、碱洗、水洗、饱和氯化钠洗，无水硫酸钠干燥，抽滤蒸干产物直接用于下一步反应；所用的酸为20％柠檬酸、氯化铵、1N盐酸中的一种，所用的碱为饱和碳酸氢钠溶液、饱和碳酸钠溶液、氨水中的一种或几种。进一步的对反应过程各物质含量进行检测，来确定具体的反应时间，结果如下：
Figure BDA0003099998290000051
从表中结果可知，在反应3.5小时后，原料基本消耗完毕，且有少量双酰化副产物IMP01开始生成。因此，反应时间优选3.5～4h。
在一些实施例中，步骤3)中所述脱去缩酮保护在酸存在下进行，所述的酸为浓盐酸、6N盐酸、3N盐酸、甲酸、98％甲酸、80％甲酸、乙酸、90％乙酸、TFA、 95％TFA、PPTS、甲磺酸、对甲苯磺酸一水合物，综合考虑物料价格和后处理因素，优选6N盐酸，该反应选用的溶剂选自1-6个碳的醇类溶剂、醚性溶剂，所述的醇类溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇，或这些溶剂的不同组合；所述的醚性溶剂选自***、甲基叔丁基醚、二异丙基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二氧六环或这些溶剂的不同组合，优选四氢呋喃。反应温度为-20～25℃，优选0℃。
在一些实施例中，所述的合成方法，其中步骤3)HPLC监测反应完全后，用碳酸氢钠调pH7-8，加入乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯层分别用水、饱和食盐水洗，硫酸镁干燥，抽滤蒸干回收溶剂，得粗品。进一步的对反应过程各物质含量进行检测，来确定具体的反应时间，结果如下：
Figure BDA0003099998290000061
从表中可以看出，6N HCl脱保护的最佳反应时间为9h左右。
在一些实施例中，所述的合成方法，其中步骤3)采用柱层析的方法，以二氯甲烷、甲醇为洗脱剂，可以获得较纯的式(I)所示化合物，其HPLC纯度为90％以上，优选95％以上，更优选97％以上。
本发明的是提供一种核苷类化合物的反应路线，该工艺技术路线短、环境污染小、工艺操作简单。
为了实现本发明目的，本发明首先考虑采用化合物GS-441524作为起始物料，经过本发明的技术方案只需要3步反应就能得到终产品，
Figure BDA0003099998290000062
(GS-441524)，而选择GS-441524做为起始物料需要解决如下技术问题：本领域技术人员知晓化合物GS-441524具有1,2,3三个羟基活性基团和4氨基活性基团，第一步需要选择合适的反应条件选择性的保护2,3羟基，经过不断尝试，最终发现在2,2-二甲氧基丙烷与浓硫酸结合可以高度的选择保护 2,3羟基；要获得化合物GS-441524的酯化衍生物，需要式II所示化合物与有机羧酸选择性地在5’-位羟基缩合成酯(式III)；而氨基基本不发生缩合反应
Figure BDA0003099998290000071
经过不断尝试，最终发现以DCC/DMAP作为缩合剂可以选择性在5’-位羟基缩合成酯，而当用EDCI/HOBt或酸酐/三乙胺体系进行缩合时，容易生成相当比例的双酰化副产物。
总之，与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优点：
1)本发明提供的技术方案只需要通过3步反应就能得到终产品，反应路线短，没有用到繁琐的保护基，原子经济性高。在缩合反应过程中，通过低温缓慢滴加缩合剂的方法，控制双酰化副产物的产生。
2)本发明提供的技术方案采用的路线，没有用到污染严重的试剂或溶剂，属于环境友好型工艺。
3)本发明提供的技术方案采用的路线主要在0-50℃之间进行，设备成本低，能耗较少。
术语说明：
本发明中“室温”指的是环境温度，温度由大约10℃到大约40℃。在一些实施例中，“室温”指的是温度由大约20℃到大约30℃；在另一些实施例中，“室温”指的是温度由大约25℃到大约30℃；在又一些实施例中，“室温”指的是10℃、 15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃等。
“烷基”是包含伯碳原子、仲碳原子、叔碳原子或环碳原子的烃。例如，烷基可以具有1至10个碳原子(即，C1-C10烷基)、1至8个碳原子(即，C1-C8烷基) 或1至6个碳原子(即，C1-C6烷基)。合适的烷基的实例包括但不限于，甲基(Me、 -CH3)、乙基(Et、-CH2CH3)、1-丙基(i-Pr、i-丙基、-CH2CH2CH3)、2-丙基(i-Pr、 i-丙基、-CH(CH3)2)、1-丁基(n-Bu、n-丁基、-CH2CH2CH2CH3)、2-甲基-1-丙基(i-Bu、 i-丁基、-CH2CH(CH3)2)、2-丁基(s-Bu、s-丁基、-CH(CH3)CH2CH3)、2-甲基-2- 丙基(t-Bu、t-丁基、-C(CH3)3)、1-戊基(n-戊基、-CH2CH2CH2CH2CH3)、2-戊基 (-CH(CH3)CH2CH2CH3)、3-戊基(-CH(CH2CH3)2)、2-甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH2CH3)、3-甲-2-丁基(-CH(CH3)CH(CH3)2)、3-甲基-1-丁基(-CH2CH2CH(CH3)2)、2-甲基-1- 丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)、1-己基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)、2-己基 (-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)、3-己基(-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))、2-甲基-2-戊基 (-C(CH3)2CH2CH2CH3)、3-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)、4-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)、3-甲基-3-戊基(-C(CH3)(CH2CH3)2)、2-甲基-3-戊基 (-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)、2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH(CH3)2)、3,3-二甲基-2- 丁基(-CH(CH3)C(CH3)3和辛基(-(CH2)7CH3)。
芳基”意指通过从母体芳环***的单个碳原子除去一个氢原子衍生的芳族烃基。例如，芳基可以具有6至20个碳原子、6至14个碳原子或6至10个碳原子。典型的芳基包括但不限于，从苯(例如，苯基)、取代的苯、萘、蒽、联苯等衍生的基团以及类似基团。
“芳基烷基”是指其中键合至碳原子(通常是末端或sp3碳原子)的氢原子中的一个被芳基代替的无环烷基。典型的芳基烷基包括但不限于，苄基、2-苯基乙-1- 基、萘基甲基、2-萘基乙-1-基、萘并苄基、2-萘并苯基乙-1-基以及类似物。芳基烷基可以包括7至20个碳原子，例如，烷基部分是I至6个碳原子，且芳基部分是6至14个碳原子。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求做进一步的详细说明。
实施例1式(Ia)所示化合物的制备方法
Figure BDA0003099998290000081
1)在500mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，加入 GS-441524(10g,0.03mol)，加入硫酸镁干燥的丙酮(300mL)，再加入2,2-二甲氧基丙烷(17g,0.16mol)，于室温下向体系中滴加浓硫酸(2.4mL,0.04mol)，5 min后滴加完毕，固体开始溶解，升温至45℃继续反应4h，HPLC监测反应完全(OD-3柱，流动相：正己烷/异丙醇＝80:20，流速：0.8mL/min，进样量1μL)，停止反应，冰浴冷却后，向反应液中加入NaHCO3固体(10g)，水(30mL)，继续用碳酸氢钠调pH至7-8、减压蒸馏去除溶剂，剩余物用乙酸乙酯(300mL)稀释，乙酸乙酯层分别用水(80mL)，饱和食盐水(80mL)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，滤液减压蒸馏至剩余100mL左右溶剂，将剩余物缓慢倒入冰浴冷却的石油醚中，并剧烈搅拌，洗出大量白色固体，抽滤得到10.5g白色固体，收率为 91％。
2)在500mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，分别加入上一步缩酮保护产物(10g,0.03mol)，异丁酸(3.2g/0.036mol)，DMAP(1.8g, 0.015mol)，纯化的DCM150mL，将反应瓶至于5-10℃冷井中搅拌，向滴液漏斗中加入DCC(8g,0.04mol)的DCM溶液(50mL)。缓慢滴加DCC溶液，控制温度在10℃左右，1h后滴加完毕，继续保温反应5h后，HPLC检测反应完全，基本没有双酰化产物产生，于5-10℃下，向反应体系中加入20％柠檬酸溶液(50 mL)，搅拌10min后，加入DCM(100mL)稀释，静止分层。分出有机层，有机层分别用20％柠檬酸(100mL)洗，饱和碳酸钠(80mL)洗，水(80mL)洗，饱和食盐水(80mL)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤蒸干得到13.1g白色固体，收率为109％ (含有部分副产物二环己基脲DCU)，产品用100mL DCM溶解后，置于-20℃冰箱冷却，过滤去除不溶物，滤液蒸干得到10.8g油状物，收率为90％。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ(ppm):7.99(s,1H),6.99(d,J＝4.6Hz,1H),6.62(d,J＝4.6Hz, 1H),5.72(br,2H),5.49(d,J＝6.8Hz,1H),4.93-4.90(dd,J＝6.8Hz,4.3Hz,1H),4.61-4.58(q,J＝4.4Hz,1H),4.44-4.26(m,2H),2.61-2.50(m,1H),1.77(s,3H),1.42 (s,3H),1.17-1.14(q,J＝3.8Hz,6H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm):176.7, 155.2,147.3,123.5,117.2,116.7,115.6,112.6,100.0,83.8,83.0,82.0,81.4,63.1, 33.8,26.4,25.6,18.9.
3)在250mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，加入步骤2缩合产物(10.8g,0.027mol)，用THF(90mL)溶解，将反应瓶置于0℃冷井中搅拌，缓慢滴加6N HCl(90mL,0.54mol)，加毕后保温反应7h，HPLC监测原料消耗完全，停止反应，用NaHCO3固体调pH7～8，减压蒸馏去除THF，有固体析出，用乙酸乙酯萃取(150mL×2)，合并乙酸乙酯层，分别水(100mL)洗，饱和食盐水(100mL)洗，硫酸镁干燥。抽滤蒸干得到8g粗品，柱层析(1.2倍硅胶拌样，5倍硅胶装柱子，洗脱剂：二氯甲烷/甲醇＝40:1)，得到纯品6.5g，回收GS-4415241g，收率为66.3％，纯度：98.82％(色谱条件：柱子：OD-3，流动相：正己烷：异丙醇＝80:20,流速：0.8mL/min，进样量：1μL)。1H NMR(600MHz, DMSO-d6)δ(ppm):7.93(s,1H),7.89(br,2H),6.92(d,J＝4.3Hz,1H),6.81(d,J＝4.3 Hz,1H),6.32(d,J＝5.9Hz,1H),5.38(d,J＝5.7Hz,1H),4.7(t,J＝5.2Hz,1H), 4.32-4.30(m,1H),4.25-4.22(m,1H),4.19-4.16(m,1H),3.98-3.95(q,J＝5.6 Hz,1H), 2.55-2.50(m,1H),1.06-1.05(dd,J＝6.8Hz,1.8Hz,6H).13C NMR(150MHz, DMSO-d6)δ(ppm):176.4,156.1,148.4,124.0,117.4,117.0,110.7,101.3,81.7,79.5, 74.5,70.6,63.4,33.6,19.2,19.1.
实施例2式(Ia)所示化合物的制备方法
Figure BDA0003099998290000101
1)在1000mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，加入 GS-441524(30g,0.10mol)，加入甲苯(600mL)，再加入2,2-二甲氧基丙烷(51g, 0.48mol)，于室温下向体系中加入对甲苯磺酸(0.13mol)，10min后滴加完毕，升温至回流继续反应2h，HPLC监测反应完全，停止反应，冰浴冷却后，向反应液中加入NaHCO3固体(30g)，水(15mL)，继续用碳酸氢钠调pH至7-8，减压蒸馏去除溶剂，向剩余物中加入乙酸乙酯(500mL)，水(100mL)，搅拌分出有机层，有机层分别用水(100mL)、饱和食盐水(100mL)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，滤液减压蒸馏至剩余100mL左右溶剂，将剩余物缓慢倒入冰浴冷却的石油醚中，并剧烈搅拌，洗出大量白色固体，抽滤得到10.5g白色固体，收率为 91％。
2)在1000mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，分别加入上一步缩酮保护产物(30g,0.09mol)，异丁酸(9.6g/0.108mol)，DMAP(5.4g, 0.045mol)，DCM 300mL，将反应瓶至于5-10℃冷井中搅拌，向滴液漏斗中加入DCC(24g,0.12mol)的DCM溶液(150mL)。缓慢滴加DCC溶液，控制温度在10℃左右，1h后滴加完毕，继续保温反应5h后，HPLC检测反应完全，于 5-10℃下，向反应体系中加入20％柠檬酸溶液(50mL)，搅拌10min后，抽滤去除DCU，滤液静止分层。分出有机层，有机层分别用20％柠檬酸洗(100mL×2)，饱和碳酸钠溶液洗(100mL×1)，水洗(100mL×1)，饱和食盐水洗(100mL×1)，无水硫酸钠干燥。抽滤蒸干得到36g白色固体，收率为99.7％，无需纯化直接用于下一步反应。
3)在1000mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，加入步骤2缩合产物(36g,0.09mol)，用THF(300mL)溶解，将反应瓶置于0℃冷井中搅拌，缓慢滴加6N HCl(300mL,1.8mol)，加毕后保温反应7h，HPLC监测原料消耗完全，停止反应，用NaHCO3固体调pH7～8，减压蒸馏去除THF，用乙酸乙酯萃取(300mL×2)，合并乙酸乙酯层，分别水(150mL)洗，饱和食盐水(150 mL)洗，硫酸镁干燥。抽滤蒸干得到30g粗品，柱层析(1.2倍硅胶拌样，5倍硅胶装柱子，洗脱剂：二氯甲烷/甲醇＝40:1)，得到纯品20g，回收GS-441524 0.8g，与步骤2合并收率为61.5％，纯度：100％。
实施例3式(Ia)所示化合物的制备方法
Figure BDA0003099998290000111
1)在1000mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，加入 GS-441524(50g,0.17mol)，加入硫酸镁干燥的丙酮(800mL)，再加入2,2-二甲氧基丙烷(86g,0.82mol)，于室温下向体系中滴加浓硫酸(12mL,0.22mol)，于 45℃下滴加，10min后滴加完毕，继续反应4h，HPLC监测反应完全，停止反应，冰浴冷却后，向反应液中加入NaHCO3固体(50g)，水(50mL)，继续用碳酸氢钠调pH至7-8，减压蒸馏去除溶剂，向剩余物中加入乙酸乙酯(1000mL)，水(150mL)，搅拌分出有机层，有机层分别用水(200mL)、饱和食盐水(200mL)洗，无水硫酸钠干燥。抽滤，滤液减压蒸馏至剩余200mL左右溶剂，将剩余物缓慢倒入冰浴冷却的石油醚中，并剧烈搅拌，洗出大量白色固体，抽滤得到52g 白色固体，收率为93％。
2)在1000mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，分别加入上一步缩酮保护产物(40g,0.12mol)，异丁酸(12.8g,0.14mol)，DMAP(7.2g, 0.06mol)，DCM 600mL，将反应瓶置于5-10℃冷井中搅拌，向滴液漏斗中加入DCC(32g,0.16mol)的DCM溶液(250mL)。缓慢滴加DCC溶液，控制温度在10℃左右，1.5h后滴加完毕，继续保温反应5h后，HPLC检测反应完全，于5-10℃下，向反应体系中加入20％柠檬酸溶液(100mL)搅拌，抽滤去除DCU，滤液静止分层。分出有机层，有机层分别用20％柠檬酸洗(100mL×2)，饱和碳酸钠溶液洗(200mL×1)，水洗(100mL×1)，饱和食盐水洗(100mL×1)，无水硫酸钠干燥。抽滤蒸干得到50g白色固体，无需纯化直接用于下一步反应。
3)在1000mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，加入步骤2缩合产物(36g,0.09mol)，用THF(300mL)溶解，将反应瓶置于0℃冷井中搅拌，缓慢滴加6N HCl(300mL,1.8mol)，加毕后保温反应7h，HPLC监测原料消耗完全，停止反应，用NaHCO3固体调pH7～8，减压蒸馏去除THF，用乙酸乙酯萃取(300mL×2)，合并乙酸乙酯层，分别用水(150mL)洗，饱和食盐水 (150mL)洗，硫酸镁干燥。抽滤蒸干得到40g粗品，柱层析(1.2倍硅胶拌样，5 倍硅胶装柱子，洗脱剂：二氯甲烷/甲醇＝40:1)，得到纯品26g，回收GS-4415242.2g，与步骤2合并收率为60％，纯度：99.2％。
实施例4((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-基)乙酸甲酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000121
以乙酸取代实施例1步骤2中的异丁酸，粗品收率为98％。按照实施例1 中的其余各步骤反应制备化合物Ib，得到白色固体5.6g，纯度98.7％，三步总收率为56％。1H NMR(600MHz,CD3OD)δ(ppm):7.86(s,1H),6.89(t,J＝5.0Hz, 2H),4.87(s,1H),4.43-4.41(dd,J＝12Hz,2.8Hz,1H),4.37-4.34(m,1H),4.30-4.27 (m,1H),4.13(t,J＝5.7Hz,1H),2.03(s,3H).13C NMR(150MHz,CD3OD)δ(ppm): 171.0,155.8,146.9,124.2,116.6,116.2,110.7,101.1,81.9,80.2,74.1,70.7,63.1, 19.3.
实施例5((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-基)丙酸甲酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000131
以丙酸代替实施例1步骤2中的异丁酸，粗品收率为106％。按照实施例1中的其余各步骤反应制备化合物Ic，得到白色固体5.0g，纯度98％，三步总收率为48％。1H NMR(600MHz,CD3OD)δ(ppm):7.86(s,1H),6.90-6.88(q,J＝4.5Hz, 2H),4.87-4.86(m,1H),4.46-4.43(dd,J＝12Hz,2.8Hz,1H),4.37-4.36(m,1H), 4.31-4.28(m,1H),4.15(t,J＝5.8Hz,1H),2.38-2.28(m,2H),1.08(t,J＝7.5Hz, 3H).13C NMR(150MHz,CD3OD)δ(ppm):174.3,155.8,146.9,124.2,116.5,116.2, 110.7,101.1,82.0,80.1,74.2,70.7,62.9,26.7,7.9.
实施例6((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-基)丁酸甲酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000132
以正丁酸代替实施例1步骤2中的异丁酸，粗品收率为106％。按照实施例 1中的其余各步骤反应制备化合物Id，得到白色固体6.0g，纯度97％，三步总收率为56％。1H NMR(600MHz,CD3OD)δ(ppm):7.86(s,1H),6.90-6.88(q,J＝4.5 Hz,2H),4.87-4.86(m,1H),4.44-4.42(dd,J＝12Hz,2.8Hz,1H),4.37-4.35(m,1H), 4.31-4.28(m,1H),4.14(t,J＝5.8Hz,1H),2.32-2.23(m,2H),1.62-1.56(m,2H),0.91 (t,J＝7.4Hz,3H).13C NMR(150MHz,CD3OD)δ(ppm):174.3,155.9,146.9,124.3, 116.5,116.2,110.7,101.1,82.0,80.1,74.2,70.7,62.8,35.4,17.9,12.5.
实施例7((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-基)壬酸甲酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000133
以壬酸代替实施例1步骤2中的异丁酸，粗品收率为101％。按照实施例1 中的其余各步骤反应制备化合物Ie，得到白色固体5.2g，纯度98％，三步总收率为40.3％。1H NMR(600MHz,CD3OD)δ(ppm):7.86(s,1H),6.90-6.88(q,J＝4.5 Hz,2H),4.87-4.86(m,1H),4.43-4.41(dd,J＝12Hz,2.8Hz,1H),4.37-4.35(m,1H), 4.32-4.29(m,1H),4.14(t,J＝5.8Hz,1H),2.38-2.23(m,2H),1.56-1.53(m,2H), 1.29-1.27(m,10H),0.87(t,J＝7.0Hz,3H).13C NMR(150MHz,CD3OD)δ(ppm): 173.7,155.9,146.9,124.3,116.5,116.2,110.7,101.1,82.0,74.2,70.7,62.8,33.5, 31.5,28.8,28.7,24.6,22.3.
实施例8((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-2-乙基丁酸甲酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000141
以2-乙基丁酸代替实施例1步骤2中的异丁酸，粗品收率为102％。按照实施例1中的其余各步骤反应制备化合物If，得到白色固体6.0g，纯度98.3％，三步总收率为51.3％。1H NMR(600MHz,CD3OD)δ(ppm):7.86(s,1H),6.89(s,2H), 4.87-4.86(m,1H),4.39-4.43(dd,J＝12Hz,2.8Hz,1H),4.37-4.35(m,1H),4.14(t, J＝5.8Hz,1H),2.38-2.22(m,1H),1.60-1.45(m,4H),0.86-0.82(m,6H).13C NMR (150MHz,CD3OD)δ(ppm):176.1,155.9,146.9,124.3,116.6,116.2,110.7,101.1, 81.9,79.9,74.2,70.7,62.8,48.9,24.7,24.6.10.7,10.6.
实施例9((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-环丙烷甲酸甲酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000142
以环丙甲酸代替实施例1步骤2中的异丁酸，粗品收率为107％。按照实施例1中的其余各步骤反应制备化合物Ig，得到白色固体6.7g，纯度97％，三步总收率为62％。1H NMR(600MHz,CD3OD)δ(ppm):7.86(s,1H),6.89(t,J＝4.5Hz, 2H),4.87-4.86(m,1H),4.46-4.44(dd,J＝12Hz,2.8Hz,1H),4.36-4.34(m,1H), 4.29-4.26(m,1H),4.15(t,J＝5.8Hz,1H),1.64-1.60(m,1H),0.92-0.87(m,4H).13C NMR(150MHz,CD3OD)δ(ppm):174.9,155.9,146.9,124.2,116.6,116.2,110.7, 101.1,80.2,80.1,74.2,70.6,63.0,12.1,7.5,7.4.
实施例10((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-L-缬氨酸酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000151
以Boc保护的L-缬氨酸代替实施例1步骤2中的异丁酸，柱层析收率为86％。步骤3，6N盐酸投料比换成50倍，其余步骤按照实施例1中的制备方法制备得到化合物Ih，得到近白色固体2.6g，纯度97％，三步总收率为22.2％。1H NMR (400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):8.04(br,1H),7.92(s,1H),7.88(br,1H),6.98(d, J＝4.6Hz,1H),6.85(d,J＝4.5Hz,1H),6.38(br,1H),4.73(d,J＝4.8Hz,1H), 4.34-4.25(m,3H),3.97(t,J＝5.2Hz,1H),3.28(d,J＝5.1Hz,1H),1.89-1.82(m,1H), 0.85-0.80(m,6H).
实施例11((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4二羟基四氢呋喃-2-D-缬氨酸酯的制备方法
Figure BDA0003099998290000152
以Boc保护的D-缬氨酸代替实施例10中的异丁酸，经三步反应制备得到化合物Ii，得到近白色固体2.5g，纯度98％，三步总收率为21.4％。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):7.92(s,1H),7.88(br,2H),6.92(d,J＝4.2Hz,1H),6.83(d, J＝4.2Hz,1H),6.34(d,J＝5.6Hz,1H),5.39(s,1H),4.71(s,1H),4.33-4.17(m,3H), 3.97(s,1H),3.10(d,J＝5.0Hz,1H),1.80-1.74(m,1H),0.84-0.74(m,6H).13C NMR (100MHz,DMSO-d6)δ(ppm):175.0,155.5,147.8,123.4,116.8,116.5,110.2,100.7, 81.1,78.9,73.9,70.2,63.1,59.3,31.6,19.1,17.0.
对比例1
向100mL三口瓶中分别加入异丁酸(0.29g,3.3mmol)，EDCI(0.86g,4.5 mmol)，HOBt(0.6g,4.5mmol)，三乙胺(1.5g,15mmol)，DCM 20mL，将反应瓶置于5-10℃冷井中搅拌，搅拌20分钟后，向反应体系中滴加入上一步缩酮保护产物(1g,3mmol)的DCM溶液(10mL)。反应16h后，HPLC显示仍旧有原料剩余，且产生含量占比40％的双酰化产物，处理，将反应液用50mL DCM稀释，有机溶液分别用1N盐酸，饱和碳酸钠，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。抽滤蒸干，柱层析得到步骤2缩合产物0.6g，收率50％。
对比例2
向100mL三口瓶中加入缩酮保护产物(0.5g,1.5mmol)，三乙胺(0.76g,7.5 mmol)，DMAP(0.01g,0.08mmol)，用10mL二氯甲烷溶解，将反应体系置于冰浴中降温，滴加异丁酸酐(0.24g,1.6mmol)，滴加完毕后缓慢升至室温，继续反应7h，HPLC监测大部分转化完全，且有大量双酰化副产物产生，没有选择性，柱层析分离纯化得到5’位酯化产物0.26g，收率为43％。
对比例3
脱保护酸条件筛选过程的一般步骤
在100mL反应器中，加入步骤2缩酮保护产物(0.2g,0.5mmol)，用4mL THF溶解，于冰浴条件下缓慢加入相应的酸(12.5mmol)，加毕升至室温继续反应7h，HPLC监测反应，对反应液进行处理，用碳酸氢钠调pH至7-8，加入乙酸乙酯10mL稀释，分离有机层，有机层用饱和食盐水洗，蒸干得到粗品，柱层析分离纯化。
Figure BDA0003099998290000161
Figure BDA0003099998290000171
ND:Not determined；a产物全部转化为GS-441524；b产物很复杂未分离；c反应在二氯甲烷介质中进行。
对比例4
在250mL反应器中，安装好搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗，加入步骤2 缩酮保护产物(13.49g,0.034mol)，用100mL DCM溶解，将反应瓶置于冰浴中，滴加三氟乙酸(68mL,0.918mol)。十分钟后滴加完毕，升至室温继续反应48h 后，处理，减压蒸馏去除溶剂和多余的三氟乙酸，剩余物加水，于冰浴条件下，缓慢滴加5％的氢氧化钠溶液调pH至7-8，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机层，有机层水洗，饱和食盐水洗，硫酸钠干燥。抽滤蒸干，粗品柱层析得到7g白色固体，收率为58％，纯度：98.2％。
上述实施例仅用来进一步说明本发明为(((2R,3S,4R,5R)-5-(4-氨基吡咯并 [2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4-二羟基四氢呋喃-2-异丁酸甲酯)的制备方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种核苷类化合物式I的合成方法，
Figure FDA0003743130860000011
其中，R1为-C(＝O)CHR2R3；R2选自C1-C10烷基、芳烷基；R3选自H、C1-C10烷基；包括如下步骤：
1)化合物GS-441524在2,2-二甲氧基丙烷与脱水剂存在下选择性保护羟基获得式II所示化合物；
Figure FDA0003743130860000012
2)式II所示化合物与有机酸选择性地与5’-位羟基缩合成酯式III；
Figure FDA0003743130860000013
3)式III所示化合物脱去缩酮保护获得核苷类化合物式I；
步骤2所述缩合反应在DCC/DMAP存在下进行；
步骤1所述的脱水剂为浓硫酸，且所述选择性保护羟基是在35摄氏度至回流条件下进行；或步骤1所述的脱水剂为对甲苯磺酸、甲磺酸，且所述选择性保护羟基是在回流甲苯中进行。
2.如权利要求1所述的合成方法，步骤1后处理先用少量乙酸乙酯溶解，再将溶液倒入到不良溶剂中搅拌，不良溶剂包括石油醚、正己烷、正庚烷。
3.如权利要求1所述的合成方法，步骤2所述有机酸为HO-C(＝O)CHR2R3；其中R2选自C1-C10烷基、芳烷基；R3选自H、C1-C10烷基。
4.如权利要求1所述的合成方法，步骤2所述缩合反应控制温度在5摄氏度-10摄氏度，将DCC滴加到反应体系中。
5.如权利要求3所述的合成方法，其中R2选自C1-C8烷基、芳甲基；R3选自H、C1-C6烷基；或R2R3形成C3-C7碳环基。
6.如权利要求1所述的合成方法，步骤3所述脱保护所用的酸包括6N盐酸、3N盐酸、98％甲酸、80％甲酸、90％乙酸、95％三氟乙酸、吡啶对甲苯磺酸盐、甲磺酸、对甲苯磺酸一水合物。
7.如权利要求1所述的合成方法，步骤3在-10摄氏度至室温条件下反应。
8.如权利要求1所述的合成方法，所述核苷类化合物式I为以下化合物：
Figure FDA0003743130860000021
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