一种合成利托那韦的方法 (1)技术领域
本发明涉及一种抗艾滋病的蛋白酶抑制剂-利托那韦的合成方法。
(2)背景技术
利托那韦，化学名：(5S，8S，10S，11S)-10-羟基-2-甲基-5-(1-甲乙基)-1-[2-(1-甲乙基)-4-噻唑基]-3，6-二氧-8，11-二(苯甲基)-2，4，7，12-四氮杂十三烷基-13-羧酸，5-噻唑甲酯(CAS No.155213-67-5)是一种抗艾滋病HIV-1和HIV-2的蛋白酶抑制剂(Proc.Natl.Acad.Sci.USA，1995，92，2484)。利托那韦结构式如下：
从利托那韦结构分析，可以分为四个片段。I是5-羟基噻唑片段，IV是异丙基噻唑甲胺片段，III是缬氨酸片段，II是手性氨基醇片段。根据专利以及文献报道，利托那韦的合成包括下列过程：(a)两个噻唑片段(I和IV)的合成，(b)中间手性氨基醇片段(II)的合成，(c)各个片段的连接方法。已经报道的各个片段的连接方法归纳起来有三种：1)苄氨醇1在钯催化下氢解得到二氨基醇2，在硼试剂作用下与5-羟甲基噻唑活化酯4反应得到单酰化产物3，再与5缩合得到利托那韦(Patent US5541206)，合成路线如下：
2)采用叔丁氧酰胺保护法，依此连接5-羟甲基噻唑基和异丙基噻唑甲胺缬氨酸基。苄氨醇1经叔丁氧酰化，去苄基得到6，再与5-羟甲基噻唑活化酯4反应连接噻唑甲氧甲酰基得到7，7经酸催化去保护，与异丙基噻唑甲胺缬氨酸5连接得到利托那韦(Patent US5567823)，合成路线如下：
3)缬氨酸N-羧酸内酸酐(NCA)与1缩合，再连接异丙基噻唑甲胺10，得到中间体11。钯催化氢解去苄基后，与5-羟甲基噻唑活化酯4缩合生成利托那韦(Patent WO0121603)，合成路线如下：
方法1的局限性在于二氨基醇在硼试剂保护下的单酰化时的选择性问题和由此带来产物的纯化处理的麻烦。此外，制备化合物5时，需要将缬氨酸转化成相应的酯保护，与异丙基噻唑甲胺10反应生成脲化合物，再水解成异丙基噻唑甲胺缬氨酸5；方法2采用叔丁氧酰胺保护法，解决了分步连接两个噻唑片段时的选择性问题，但不足的是化合物5的制备繁琐，反应步骤较多；方法3的最大优点在于反应步骤短，辅助试剂用的少，原子利用率高。但由于化合物11的氢解去苄基时会影响另一端噻唑甲胺基，氢解去苄基选择性条件不易控制。
(3)发明内容
本发明的目的在于提供一种利用叔丁氧酰基保护法、氢解去苄基、反应专一性强地合成(5S，8S，10S，11S)-10-羟基-2-甲基-5-(1-甲乙基)-1-[2-(1-甲乙基)-4-噻唑基]-3，6-二氧-8，11-二(苯甲基)-2，4，7，12-四氮杂十三烷基-13-羧酸，5-噻唑甲酯(利托那韦)的新途径。
本发明以(2S，3S，5S)-5-氨基-2-(N，N-二苄基)氨基-3-羟基-1，6-二苯基己烷1为原料，合成路线如下所示：
反应过程如下：
1)苄氨醇1与缬氨酸N-羧酸内酸酐(NCA)8缩合得到缬氨酰氨苄氨醇9，反应采用弱极性溶剂，所说的弱极性溶剂为二氯甲烷，氯仿或1，2-二氯乙烷；碱试剂为三级胺，所说的三级胺是三乙胺，反应温度-30～0℃；
2)缬氨酰氨苄氨醇9与二叔丁基二碳酸酯反应得到叔丁氧酰缬氨酰氨苄氨醇12，反应采用非质子性溶剂，所说的非质子性溶剂为乙酸乙酯，二氯甲烷或氯仿，所用的碱是碳酸钠或碳酸钾溶液；
3)化合物12在甲酸铵和Pd-C中氢解去苄基，得到叔丁氧酰缬氨酰氨基醇13，反应用醇作溶剂，所说的醇为甲醇或乙醇，反应温度60～80℃；
4)叔丁氧酰缬氨酰氨基醇13与5-羟甲基噻唑活化酯4在弱极性溶剂中加热反应，反应温度40～70℃，反应5～12h，接着盐酸水解去叔丁氧甲酰基得到噻唑-5-甲氧甲酰缬氨酰氨基醇14，5-羟甲基噻唑活化酯4的芳基可以是苯基或取代苯基，最好是对硝基苯；所说的弱极性溶剂为乙酸乙酯；
5)化合物14在三光气(BTC)作用下与异丙基噻唑甲胺10反应，得到最终产物利托那韦，反应溶剂采用卤代烃，反应温度-35～-70℃，所说的卤代烃为二氯甲烷或氯仿。
本发明省去了缬氨酸的酯化保护羧基和水解去保护步骤。利用叔丁氧酰基保护法，氢解去苄基，反应专一性强。最后用三光气将两个胺连接得最终产品。反应中省去了两次使用氯甲酸酯，利于降低成本，提高原子利用率。
(4)具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
步骤1苄氨醇1(696mg，1.5mmol)溶于无水二氯甲烷(30ml)。冷却到-20℃。慢慢滴加N-羧酸内酸酐8的二氯甲烷溶液(2.25ml，2.25mmol)。加毕，慢慢滴加三乙胺(0.27ml，1.92mmol)的二氯甲烷溶液30ml，历时10min。-13～-17℃反应2h。浓盐酸调pH＝4。碳酸氢钠饱和溶液调pH＝8～9。水洗。无水硫酸钠干燥。减压浓缩，得到991mg缬氨酰氨苄氨醇。
1H NMR(CDCl3，500MHz)δ7.05-7.35(m，20H)，4.12(m，1H)，3.90(d，J＝13.3Hz，2H)，3.57(dt，J＝2.2×8.1Hz，1H)，3.38(d，J＝14.2Hz，2H)，3.10(d，J＝4.1Hz，1H)，3.04(dd，J＝14.2×5.8Hz，1H)，2.62-2.82(m，4H)，2.15(m，1H)，1.57(m，2H)，1.53(m，2H)，1.35(m，1H)，0.88(d，J＝6.9Hz，3H)，0.63(d，J＝6.9Hz，3H).
MS(ESI)：564.3(M+1).
步骤2缬氨酰氨苄氨醇9(粗品991mg，1.5mmol)溶于乙酸乙酯(20ml)中，加10％碳酸钾(5ml)和二叔丁基二碳酸酯(436mg，2.0mmol)。室温搅拌反应30min。分去水层。用水洗涤有机相，无水硫酸钠干燥。减压浓缩，得到粗品1.282g。快速柱层析分离得到707mg化合物12。两步收率71％。
1H NMR(CDCl3，500MHz)δ7.00-7.35(m，20H)，6.55(d，J＝10.5Hz，1H)，5.03(d，J＝6.5Hz，1H)，4.52(s，1H)，4.03(m，1H)，3.85(d，J＝13.1Hz，2H)，3.52(t，J＝8.5Hz，1H)，3.35(d，J＝13.3Hz，2H)，3.05(dd，J＝14.4×5.7Hz，1H)，2.70-2.90(m，4H)，2.55(m，1H)，2.14(m，1H)，1.75(d，J＝8.5Hz，2H)，1.44(s，9H)，0.93(d，J＝6.8Hz，3H)，0.83(d，J＝6.5Hz，3H).
MS(ESI)：664.9(M+1).
步骤3叔丁氧酰缬氨酰氨苄氨醇12(665mg，1.0mmol)溶于甲醇(15ml)，加入10％Pd-C(200mg)和甲酸铵(700mg，11mmol)甲醇(15ml)溶液。加热至75℃，保温回流7h。溶液用硅藻土热过滤。减压浓缩。加热乙酸乙酯(20ml)溶解。于50℃用10％碳酸钾溶液和水依次洗涤。得到化合物13的乙酸乙酯溶液直接下一步反应。
1H NMR(DMSO-d6，500MHz)δ7.70(d，J＝9.5Hz，1H)，7.10-7.30(m，10H)，6.45(d，J＝8.5Hz，1H)，4.45(bs，1H)，4.04(m，1H)，3.67(t，J＝8.3Hz，1H)，3.43(s，1H)，2.58-2.78(m，4H)，2.42(m，1H)，1.77(m，1H)，1.62(m，1H)，1.50(m，1H)，1.36(s，9H)，1.20(m，2H)，0.74(d，J＝6.8Hz，3H)，0.71(d，J＝6.8Hz，3H).
MS(ESI)：484.1(M+1).
步骤4 5-羟甲基噻唑活化酯4(308mg，1.1mmol)溶于化合物13(484mg，1.0mmol)的乙酸乙酯(20ml)溶液。搅拌加热至60℃。保温搅拌12h。冷却到30℃。加入浓氨水3滴。搅拌3h。10％碳酸钾溶液洗涤3次，水洗。溶液中滴加浓盐酸(0.3ml)。加热至50℃，保温搅拌反应3h。减压浓缩，得到固体。固体加乙酸乙酯(20ml)，用10％氨水调pH＝10。搅拌10min。分去水层。有机层25％氯化钠洗涤2次。无水硫酸钠干燥。减压浓缩。得到489mg噻唑-5-甲氧甲酰缬氨酰氨基醇14。快速柱层析分离，得到433mg化合物14。两步收率为82％。
1H NMR(CDCl3，500MHz)δ 8.75(s，1H)，7.80(s，1H)，7.5(d，J＝8.5Hz，1H)，7.00-7.35(m，10H)，5.65(d，J＝9.3Hz，1H)，5.22(s，2H)，4.15(m，1H)，3.80(m，1H)，3.67(m，1H)，3.06(d，J＝2.3Hz，1H)，2.60-2.95(m，4H)，2.10(s，1H)，1.50-1.70(m，2H)，1.62(m，1H)，1.26(s，2H)，0.80(d，J＝6.3Hz，3H)，0.42(d，J＝6.6Hz，3H).
MS(ESI)：525.4(M+1).MS2：525.2(M+1)(86)，507.3(86)，481.3(100)，463.3(13)，410.3(61).
步骤5三光气(BTC)(99mg，0.33mmol)与二氯甲烷(15ml)混合。冷却至-65℃。噻唑-5-甲氧甲酰缬氨酰氨基醇14(513mg，0.97mmol)和三乙胺(0.145ml，1.03mmol)溶于二氯甲烷(20ml)，冷却至-70℃。将氨基醇14和三乙胺二氯甲烷溶液慢慢滴加到三光气的二氯甲烷溶液中，历时30min。于-60～-70℃搅拌反应4h。另外配制噻唑甲胺10(170mg，1mmol)和三乙胺(0.225ml，1.60mmol)的二氯甲烷(15ml)溶液，冷却至-70℃，慢慢滴加到反应溶液，历时30min。加完在-30～-40℃搅拌反应3h。加10％柠檬酸中止反应。分去水层。水洗有机相。无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得到粗品585mg。快速柱层析分离得利托那韦461mg，产率65％。
1H NMR(DMSO-d6，500MHz)δ9.05(s，1H)，7.85(s，1H)，7.70(d，J＝9.0Hz，1H)，7.1-7.3(m，11H)，6.88(d，J＝10.5Hz，1H)，6.02(d，J＝8.5Hz，1H)，5.16(d，J＝13.5Hz，1H)，5.12(d，J＝13.0Hz，1H)，4.60(bs，1H)，4.50(q，J＝15.0Hz，2H)，4.15(m，1H)，3.95(m，1H)，3.85(m，1H)，3.60(bs，1H)，3.25(m，1H)，2.85(s，3H)，2.55-2.70(m，4H)，1.90(m，1H)，1.45(m，2H)，1.30(d，J＝7.5Hz，6H)，0.75(d，J＝7.5Hz，6H).
MS(ESI)：721.4(M+1).