抗乙肝病毒藥物合成技術(shù)

1、1 背景介紹 作用機(jī)制 2 合成路線 路線評(píng)價(jià) 3 合成總結(jié) 研發(fā)方向 目錄 背景介紹 乙型病毒性肝炎：簡(jiǎn)稱乙肝，是一種由乙型肝炎病 毒（HBV）感染機(jī)體后所引起的疾病。乙型肝炎病毒是 一種嗜肝病毒，主要存在于肝細(xì)胞內(nèi)并損害肝細(xì)胞，引 起肝細(xì)胞炎癥、壞死、纖維化。 乙型肝炎感染呈世界性流行，不同地區(qū)HBV感染的 流行強(qiáng)度差異很大，據(jù)世界性衛(wèi)生組織報(bào)道，全球約20 億人曾感染過(guò)HBV，其中3.5億人為慢性感染者，每年約 有100萬(wàn)人死于HBV感染所致肝肝衰竭、肝硬化和原發(fā) 性肝癌（HCC）。 我國(guó)于2006年進(jìn)行的乙型肝炎流行病毒調(diào)查結(jié)果表 明，我國(guó)1-59人群乙肝表面抗原攜帶率為7.18%，5

2、歲以 下兒童的HBsAg攜帶率僅為0.96%，據(jù)此推算，我國(guó)現(xiàn) 有的慢性HBV感染者約9300萬(wàn)人，其中有癥狀需要治療 的活動(dòng)性乙型肝炎患者約為2000多萬(wàn)。 傳播途徑：血液傳播、醫(yī)源性傳播、母嬰傳播、性傳播 。 乙型肝炎病毒（HBV） 可通過(guò)接種乙肝疫苗進(jìn)行免疫預(yù)防 乙肝的治療主要包括抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、 降酶保肝等治療方法。 目前已獲準(zhǔn)用于臨床的抗乙肝病毒藥物主 要包括兩類，即干擾素和核苷類藥物。此 外，一些上市的免疫調(diào)節(jié)劑及中藥也可以 作為輔助方法用于乙肝治療。 治療 臨床治療藥物 分類分類舉例舉例 免疫增強(qiáng)劑左旋咪唑、胸腺肽 等；免疫抑制劑如糖皮質(zhì)激素、秋水仙堿 等；重組細(xì)胞因子如白細(xì)胞

3、介素-2、白細(xì)胞介素-12、粒-巨噬細(xì) 胞集落刺激因子（GM-CSF）等；其他如轉(zhuǎn)移因子、特異性免疫 核糖核酸。 起輔助作用 的保肝降酶 藥物 護(hù)肝藥物，如肌肝、益肝靈、VitB、VitC 等；緩解炎癥藥物，有 復(fù)方甘草甜素、甘利欣、強(qiáng)力新等；降酶藥物，有聯(lián)苯雙酯、五 味子、垂盆草等；退黃藥物，有門冬氨酸鉀鎂、腺苷蛋氨酸、苯 巴比妥等；中草藥，有山豆根（肝炎靈）、苦參素等；抗纖維化 藥物，有干擾素、秋水仙堿等。 慢性乙肝治 療藥 干擾素： 如賽若金（重組人-1b干擾素）、進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)- 2a， -2b干擾素等。 核苷類似物： 拉米夫定，阿德福韋酯，替比夫定，恩替卡韋， 替諾福韋酯，克拉夫定等。

4、作用靶點(diǎn)是作用靶點(diǎn)是HBV聚合酶的逆轉(zhuǎn)錄酶聚合酶的逆轉(zhuǎn)錄酶，是后者的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。 藥物進(jìn)入體內(nèi)后首先磷酸化成三磷酸鹽或二磷酸鹽形式，他們?cè)诮Y(jié)構(gòu) 上與逆轉(zhuǎn)錄酶的自然底物dNTP具有極高的相似性，但往往缺乏 dNTP3-OH在結(jié)構(gòu)與功能上對(duì)應(yīng)的羥基。因此一旦被逆轉(zhuǎn)錄酶添加到 延伸中的DNA鏈的3端，后續(xù)的dNTP就無(wú)法與之形成磷酸二酯鍵而 連接，因此常會(huì)將合成HBV DNA 負(fù)鏈的反應(yīng)提前終止。即使具有功 能上對(duì)應(yīng)的羥基，其與下一個(gè)dNTP形成磷酸二酯鍵的速率非常低， 從而對(duì)HBV基因組的附肢產(chǎn)生抑制作用而發(fā)揮抗HBV作用。 核苷類似物抗病毒機(jī)制 阿德福韋酯 恩替卡韋 拉米夫定 核苷類似物結(jié)構(gòu)：

5、 N NO O S HO NH2 拉米夫定(lamivudine) N N N N O P O O O O O CH3 CH3 CH3 O O CH3 CH3 CH3 NH2 阿德福韋酯( adefovir dipivoxil) HN N N N CH2 HO HO H2N O 恩替卡韋 (entecavir) N NH O O O OH OH 替比夫定 (telbivudine) N N N N NH2 CH3 O P O O O O O CH3 CH3 OOCH3 CH3O 替諾福韋 (tenofovir) 全國(guó)抗乙肝病毒一線用藥全國(guó)抗乙肝病毒一線用藥 中國(guó)慢性乙型肝炎防治指南中國(guó)慢性乙型

6、肝炎防治指南 優(yōu)點(diǎn)：作為治療乙肝的主要化學(xué)藥物，它 對(duì)慢性乙肝治療及預(yù)后具有顯著療效。與 干擾素相比，核苷類藥物口服比較方便， 副作用比較小。 缺點(diǎn)：核苷類藥物并不能徹底治愈患者， 且服藥時(shí)間長(zhǎng)，易引起病毒耐藥。 核苷類似物 合成路線 品牌名稱：賀普丁賀普丁 生 產(chǎn) 商：葛蘭素史克 上市時(shí)間：1999年 產(chǎn)品熱度： 作用機(jī)制：胞苷類似物，能抑制HIV 和HBV 的逆轉(zhuǎn)錄酶， 在體內(nèi)三磷酸化后才具有抗病毒活性，活化后的拉米夫 定對(duì)DNA 聚合酶也具有抑制作用。 拉米夫定寶刀未老，患者仍可信賴 N NO O S HO NH2 拉米夫定(lamivudine) 產(chǎn)品特點(diǎn)：出道時(shí)間早，優(yōu)點(diǎn)為作用較強(qiáng)，

7、已進(jìn)入醫(yī)保，尤其適用于E-抗原 陽(yáng)性的病人，在我國(guó)上市時(shí)間最長(zhǎng)，醫(yī)生有相對(duì)成熟的經(jīng)驗(yàn)；缺點(diǎn)為耐藥發(fā) 生率高。 銷量：從2000年的1億多元上升為2005年的5.5億元 拆分方法： 拉米夫定合成思路 合成要點(diǎn)： 1, 3-氧硫雜環(huán)戊烷的合成 羥基的保護(hù) 嘧啶環(huán)的合成 拉米夫定(lamivudine) S O N N O NH2 HO S O OL OL L,L為離去基團(tuán) N NO NH2 + 路線一：CN 1149571，1995 拉米夫定 優(yōu)點(diǎn):原料易得、用于工業(yè)化生產(chǎn)。 缺點(diǎn)：該路線是英國(guó)葛蘭素于1995年 在中國(guó)申請(qǐng)的專利，其專利保護(hù)大大 限制了國(guó)內(nèi)的工業(yè)化生產(chǎn)，且該路線 存在著產(chǎn)品中水楊

8、酸雜質(zhì)殘留的問(wèn)題， 不易達(dá)到藥品要求。 S OOMe HMDS PhCOO O H OO HS Lewis酸 PhCOO Lewis酸 N NH2 H2NO S O PhCOO N N NH2 O PO(OMe)3,POCl3 H2O Amberlite IRA-400(OH)resin S O HO N N NH2 O S O (HO)2OPO N N NH2 O 拉米夫定(lamivudine) Crotalus atrox venom 5-核苷酸酶 S O N N NH2 O HO + N NO NH2 S O OPO(OH)2 12 3 45 路線二：徐鳳杰，等.拉米夫定的合成.精細(xì)化

9、工.2010，6 拉米夫定 OH HC COH O O O OH HO OH O S S HO OH O O S O OH OO O CC Cl Cl Cl Cl Cl Cl O O S O Cl N NO NH2 C5H6N2O O O S O N N O NH2 NaBH4N NO O S HO NH2 拉米夫定(lamivudine) 優(yōu)點(diǎn)：本工藝以雙(三氯甲基)碳酸酯作為氯代試 劑, 副產(chǎn)物為無(wú)毒的二氧化碳, 工藝更加綠色環(huán)保 ；避開了葛蘭素專利關(guān)于氯代和水楊酸權(quán)力的要 求；產(chǎn)品總收率30.9%,產(chǎn)品收率和質(zhì)量有一定提 高；操作簡(jiǎn)單, 產(chǎn)品損失少, 環(huán)?？刂品矫嬉灿辛?較大改善, 產(chǎn)品

10、更具競(jìng)爭(zhēng)力, 有較好的工業(yè)化前景 。 123 4 5 品牌名稱：賀維力賀維力 生 產(chǎn) 商：葛蘭素史克 上市時(shí)間：2005年 產(chǎn)品熱度： 作用機(jī)制：腺嘌呤核苷類似物，在細(xì)胞內(nèi)可以被激酶磷酸化形成有活性的二磷酸 鹽。該活性代謝產(chǎn)物可與腺苷酸競(jìng)爭(zhēng)性地?fù)饺氩《綝NA 鏈，作為DNA 鏈的終 止物抑制DNA 聚合酶，終止DNA 鏈的合成，從而使病毒的復(fù)制受到抑制。阿 德福韋酯是阿德福韋的前藥，口服利用度高。 品 阿德福韋酯性價(jià)比高，規(guī)范治 療療效好 N N N N O P O O O O O CH3 CH3 CH3 O O CH3 CH3 CH3 NH2 阿德福韋酯( adefovir dipivoxi

11、l) 產(chǎn)品特點(diǎn)：不僅具有良好的長(zhǎng)期療效和安全性，更擁有卓越的抗耐藥的特點(diǎn)， 缺點(diǎn)是起效較慢。 阿德福韋酯：逆合成分析： N N N N O P O O O O O CH3 CH3 CH3 O O CH3 CH3 CH3 NH2 OP O OH OH N N N N NH2 + O O Cl CH3 H3CCH3 N N N H N NH2 + L OP O O O L L L,L為好的離去基團(tuán) N N N N NH2 OH + P O O O TsO N N N H N NH2 + O O O III 路線一：CN 102180906 A 2011-09-14 阿德福韋酯 H3CCH3 CH3

12、O + N N N H N NH2 N N N H N N CH3 CH3 CH3 DMF K2CO3，18-冠-6 80 H3C S O O O OP O O O F F F F F F OP O O O F F F F F F N N N N N CH3 CH3 CH3 N N N N O P O O O O O CH3 CH3 CH3 O O CH3 CH3 CH3 NH2 阿德福韋酯( adefovir dipivoxil) HCl,70%乙醇， 60 ， ref OP O OH OH N N N N NH2 O O Cl CH3 H3CCH3 KI,K2CO3,DMF, 1 2 3

13、4 本發(fā)明通過(guò)對(duì)關(guān)鍵中間體PMEA的制備方法進(jìn)行改革，先對(duì)6-位伯胺基進(jìn)行保 護(hù)，然后對(duì)9-位仲胺基進(jìn)行烷基化，制得6-位亞胺基保護(hù)的9-雙（三氟乙氧 基）膦酰基甲氧基乙基-腺嘌呤。 在鹽酸，水及水溶性有機(jī)溶劑中經(jīng)簡(jiǎn)單的酸處理，即可水解三氟乙酯基溴硅 烷，既減少了污染，又提高了收率，降低了成本。側(cè)鏈與6-位亞胺基保護(hù)的 腺嘌呤縮合時(shí)，加入催化量的18-冠-6既能提高產(chǎn)率，又能減少7-異構(gòu)體的生 成，產(chǎn)物不經(jīng)硅膠層析分離就能用于下步反應(yīng)。 酯化反應(yīng)時(shí)加入氨基保護(hù)劑BSA對(duì)6-位伯胺基進(jìn)行保護(hù)，防止了6-位異構(gòu)體的 產(chǎn)生。 同時(shí)在K2CO3及適量的KI存在下，用新戊酸氯甲酯代替新戊酸碘甲酯進(jìn)行反

14、應(yīng)，在保證收率（和新戊酸碘甲酯反應(yīng)收率基本相同）的前提下大大降低了 成本，同時(shí)，本發(fā)明反應(yīng)溫度較低，產(chǎn)物純度較高，均在99.5%以上。 優(yōu)點(diǎn) 路線二：王曉琴，等.阿德福韋酯的合成.Chinese Journal of New Drugs .2008 阿德福韋酯 PCl3 EtOH CHCl3 HP O O O 1) Et3N,(HCHO)n 2) toluene,TsCl P O O O TsO N N N H N NH2 +O O O DMF NaOH N N N N NH2 OH NaH OP O OC2H5 OC2H5 N N N N NH2 N N N N O P O O O O O

15、C H 3CH3 C H 3 O O C H 3C H 3 C H 3 NH2 阿德福韋酯( adefovir dipivoxil) (CH3)3SiCl 正丁腈 OP O OH OH N N N N NH2 O O Cl CH3 H3CCH3 NMP,Et3N 優(yōu)點(diǎn)：該方法所用各步原料和試劑易得,反應(yīng)條 件溫和,操作方便,不需要進(jìn)行柱層析,制得的產(chǎn) 品純度高,易于工業(yè)化生產(chǎn),節(jié)約了生產(chǎn)成本。以 腺嘌呤為起始原料來(lái)計(jì)算,總收率達(dá)到17. 5%。 1 2 3 4 恩替卡韋價(jià)格雖貴，療效更好 HN N N N CH2 HO HO H2N O 恩替卡韋 (entecavir) 產(chǎn)品特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)抗病毒能

16、力更大，副作用更小，而耐藥率則是目 前在研和上市的核苷類藥中最低的，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。 品牌名稱：博路定 生 產(chǎn) 商：百時(shí)美施貴寶 上市時(shí)間：2005年 產(chǎn)品熱度： 作用機(jī)制：鳥嘌呤核苷類似物，能夠在體內(nèi)磷酸化 成三磷酸鹽，對(duì)HBV 聚合酶具有很強(qiáng)的抑制作用。 拆分方法： 恩替卡韋合成思路 合成要點(diǎn)： 咪唑環(huán)的合成：直接引入？環(huán)合？ 羥基的保護(hù) 醛基的亞甲基化 HO HO N N N N OH NH2 HO HO N N N N OH NH2 HO HO N N N N OH NH2 I II 路線一：李榮東，等. 抗乙肝病毒藥物恩替卡韋的合成. Central South Pharmacy.

17、June 2008 恩替卡韋 Purine,LiH DMF Bn O BnO N N N N OBn NH2 OH MMTCl,TEA,DMAP CH2Cl2 BnO BnO N N N N OBn NH-MMT OH Dress-Martin reagent t-BuOH,CH2CH2 B n O BnO N N N N OBn NH-MMT O Zn-TiCl4-CH2Br2 THF BnO BnO N N N N OBn NH-MMT O BnO BnO O BnO HO BnO HO VO(AcCHAc)2,t-BuOOH ClCH2CH2Cl NaH,(C4H9)4,Ni,BnBr

18、234 5 6 7 8 恩替卡韋 aq.HCl THF,CH3OH BnO BnO N N N N OH NH2 BCl3,CH2Cl2 CH3OH HO HO N N N N OH NH2 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化，收率高。 91 路線二：CN 101863842 A 2010-10 恩替卡韋 O PO PO P為羥基的保護(hù)基團(tuán) PO PO OH N DMF NG為反應(yīng)后的殘基 DESS-MARTIN或PCC TiCl4 NH O O O O PO PO O N PO PO N PO PO O NH2 NYSTED 或 TOBBE 肼或苯肼 O O O O N NH O2N O ClNH2

19、 PO PO NH N NH O2N O NH2PO PO NH N NH H2N O NH2 DMF,TEA,N2,ref SnCl2/HCl 1 2 34 5 67 恩替卡韋 PO PO N N NH N O NH2 恩替卡韋 (entecavir) HO HO N N NH N O NH2 濃HCl 原甲酸三烷基酯 脫保護(hù)基 優(yōu)點(diǎn)： 1.化合物提純分離方法簡(jiǎn)單，有利于重復(fù)和規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)，成本低。 2. 不存在鳥嘌呤不存在鳥嘌呤9-N和和7-N兩個(gè)位置發(fā)生親核進(jìn)攻選擇性問(wèn)題兩個(gè)位置發(fā)生親核進(jìn)攻選擇性問(wèn)題。 3.化合物5與其立體異構(gòu)體可以很容易地分離，因此在最終產(chǎn)物中不會(huì)引 入非對(duì)映異構(gòu)

20、體。 4.由于新路線是在形成亞甲基之后再合成鳥嘌呤，所以由于新路線是在形成亞甲基之后再合成鳥嘌呤，所以避免了鳥嘌呤上避免了鳥嘌呤上2- 氨基的保護(hù)和脫保護(hù)氨基的保護(hù)和脫保護(hù)，簡(jiǎn)化了合成路線，簡(jiǎn)化了合成路線。 5.反應(yīng)得到的最終產(chǎn)物純度較高，避免了繁瑣的樹脂色譜分離。 8 品牌名稱：素比伏素比伏 生 產(chǎn) 商：諾華制藥 上市時(shí)間：2007年 產(chǎn)品熱度: 作用機(jī)制：胸腺嘧啶脫氧核苷類似物，能夠快速?gòu)?qiáng) 效地抑制病毒復(fù)制，其效果優(yōu)于拉米夫定及阿 德福韋酯，且為妊娠B類藥物。 替比夫定最新上市，抗病毒更 快更強(qiáng) N NH O O O OH OH 替比夫定 (telbivudine) 產(chǎn)品特點(diǎn)：初生牛犢，優(yōu)

21、點(diǎn)為作用力非常強(qiáng)、迅速；缺點(diǎn)為 新上市，醫(yī)生相對(duì)經(jīng)驗(yàn)較少。 替比夫定逆合成分析一 N NH O O O OH OH N NH O O O OH OH N NH O O O OH OH C lO E t O O OH OH O H N HN + NC-NH2 O OH OH HO HO + 路線一：劉昭文，等. 抗病毒藥替比夫定的合成工藝研 究. Chinese Journal of Medicinal Chemistry. February 2009 替比夫定 O OH OH HO HO NC-NH2 KHCO3，DMF O OH OH O H N HN ClOEt O NaI O OH OH

22、 N OEt O O NH O OH OH N O O N O OAc OAc Br N O O NH TBTH,AIBN PhCH3 O OAc OAc N O O NH Na2CO3,hydroquinone H2,Pd-Al2O3 AcBr EtOAc MeOH,NH3 N NH O O O OH OH 替比夫定 (telbivudine) WO, 2002 /44194，2002-06 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，易于工業(yè)生產(chǎn)。 12 3 456 替比夫定逆合成分析二 N NH O O O OH OH N N OTMS OTMS O OH OH HO HO + L-阿拉伯糖的羥基該 如何保護(hù)？ 路

23、線二：陳莉莉，等.替比夫定的合成.Chinese Journal of Pharmaceuticals.2010. 替比夫定 O OH OH HO HO 1)H2SO4，MeOH 2)Ac2O O OAc OAc AcO MeO H2SO4 Ac2O,AcOH O OAc OAc AcO AcO N N OTMS OTMS N NH O O O OAc OAc AcO CH3ONa CH3OH N NH O O O OH OH HO C2H5COBr CH3CN N NH O O O OH OH 替比夫定 (telbivudine) N NH O O O OCOC2H5 OCOC2H5 Br

24、H3PO2/Et3N/AIBN CH3CN N NH O O O OCOC2H5 OCOC2H5 CH3ONa CH3OH 1 23 56 7 8 4 以L-核糖為起始原料制得5。用丙酰溴代替 Markiwicz試劑，與5一步反應(yīng)生成1-(2-脫 氧-2-溴-3,5-二-O-丙酰基-L-呋喃核糖基)- 5-甲基尿嘧啶6，實(shí)現(xiàn)核苷2-位和3,5-位 羥基的區(qū)分，收率為57.2。 優(yōu)點(diǎn) 新藥研發(fā)方向 研究方向研究方向分類分類作用機(jī)制（可能的）作用機(jī)制（可能的）藥物特點(diǎn)藥物特點(diǎn) 非核苷類 HBV選擇性 抑制劑 苯丙胺衍生 物 阻斷帶有病毒衣殼蛋白信息 的RNA合成 對(duì)對(duì)拉米夫定耐藥的菌株表現(xiàn) 出良好

25、的抑制作用 芳雜環(huán)-嘧啶 類化合物 阻止核衣殼形成，加速中心 蛋白降解 口服吸收迅速，藥代動(dòng)力學(xué)參 數(shù)良好，活性為拉米夫定60倍 亞胺糖類化 合物 阻止核衣殼形成，降低已生 成衣殼穩(wěn)定性 大量降低衣殼數(shù)量，但對(duì)病毒 聚合酶和表面蛋白無(wú)影響 抗HBV肝靶 向制劑 去唾液酸糖 蛋白受體 特異性識(shí)別結(jié)合以非還原半 乳糖或N-乙酰半乳糖為末 端的糖蛋白 親和力高，吸收迅速 脂質(zhì)體介導(dǎo) 的肝靶向藥 物 脂質(zhì)體可被肝臟內(nèi)部豐富的 網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吸收 良好靶向性，提高治療指數(shù)， 減少劑量，降低毒性 RNA干擾技 術(shù) 外源或內(nèi)源 RNA 外源或內(nèi)源RNA 進(jìn)入細(xì)胞，引起基因沉默 不會(huì)干擾宿主細(xì)胞的非特異性 反應(yīng)

26、，處于研究早期階段 治療型乙肝 疫苗 HBsAg-抗 HBsAg抗原 抗體復(fù)合物 主動(dòng)免疫，降低病毒復(fù)制， 消除HBsAg耐受 HBsAg血清學(xué)轉(zhuǎn)換21.8%， 41.8%受試者HBV DNA 水平下 降2lg，III臨床結(jié)束 藥物研究新方向 Thank you! 可通過(guò)接種乙肝疫苗進(jìn)行免疫預(yù)防 乙肝的治療主要包括抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、 降酶保肝等治療方法。 目前已獲準(zhǔn)用于臨床的抗乙肝病毒藥物主 要包括兩類，即干擾素和核苷類藥物。此 外，一些上市的免疫調(diào)節(jié)劑及中藥也可以 作為輔助方法用于乙肝治療。 治療 路線一：CN 1149571，1995 拉米夫定 優(yōu)點(diǎn):原料易得、用于工業(yè)化生產(chǎn)。 缺點(diǎn)：該路線是英國(guó)葛蘭素于1995年 在中國(guó)申請(qǐng)的專利，其專利保護(hù)大大 限制了國(guó)內(nèi)的工業(yè)化生產(chǎn)，且該路線 存在著產(chǎn)品中水楊酸雜質(zhì)殘留的問(wèn)題， 不易達(dá)到藥品要求。 S OOMe HMDS PhCOO O H OO HS Lewis酸 PhCOO Lewis酸 N NH2 H2NO S O PhCOO N N NH2 O PO(OMe)3,POCl3 H2O Amberlite IRA-400(OH)res