技术领域
[0001] 本
发明涉及化工合成技术领域，尤其涉及一种抗病毒药物替诺福韦艾拉酚胺的高效合成工艺。
背景技术
[0002] 吉利德公司(Gilead)研制开发了富
马酸替诺福韦艾拉酚胺(tenofovir alafenamide fumarate)(TAF)，化学名9-[(R)-2-[[(S)-1-[[(S)-(异丙
氧基羰基)乙基]
氨基]苯氧基氧膦基]甲氧基]丙基]腺嘌呤富马酸盐，用于
治疗艾滋病病毒(HIV)感染和乙肝
病毒感染，TAF已被证明在低于吉利德公司已上市药物富马酸替诺福韦二吡呋酯(TDF)1/10剂量时，就具有非常高的抗病毒效果，同时可降低对肾脏和骨骼的毒
副作用。
[0003] 目前，含有TAF的四种治疗艾滋病的复方药物已经先后获得美国FDA的批准上市；另外，单方以TAF为活性成分的乙肝(HBV)治疗药物也在2016年11月获得美国FDA的批准上市，被认为是迄今为止最好的治疗乙肝(HBV)的药物。2018 年11月8日，TAF在国内获批上市(商品名韦立得)，作为一款新的针对乙肝的特效药，用于慢性乙型
肝炎患者的治疗。
[0004] 在替诺福韦艾拉酚胺半富马酸盐的合成工艺中，由于TDF已经有成熟的生产工艺生产，目前生产工艺一般是以生产TDF的原料PMPA生产TAF，主要工艺为以替诺福韦为原料，经
亚磷酸三苯酯酯化、再和L-丙氨酸异丙酯
盐酸盐反应进行酰胺化，拆分纯化、再经富马酸成盐，反应式为：
[0005]
[0006] TAF的合成主要是制备替诺福韦艾拉酚胺，工艺中技术难点是磷
手性中心的立体选择和控制；目前生产工艺是用氯化亚砜等氯化
试剂，
甲苯为反应
溶剂，反应时间需要用2天甚至更长的时间，操作繁琐耗时，而且收率低，不利于大规模工业化生产。因此，本领域渴望一种适于大规模工业化生产的替诺福韦艾拉酚胺工艺。
[0007] 目前工业上合成Ph-PMPA的工艺是将PMPA与亚磷酸三苯酯以乙腈或者吡啶作溶剂，在DMAP和三乙胺或吡啶作用下加热反应得到Ph-PMPA(US 2013/00904 73 Al；WO 2013/052094 A2；W02015/107 451 A2；CN 201710710348.替诺福韦艾拉酚胺的合成浙江化工
2018，49(4)16-19),这种方法的主要问题是当量使用含磷原料亚磷酸三苯酯，最后生成大量含磷
废水，导致该方法难以应用于工业化生产。
[0008] 已知文献(US 2013/0090473；WO 2013/052094)的异构体转化方法是将 Ph-PMPA-Cl在四氢吠喃、甲基四氢吠喃、二氯甲烷、乙腈、甲苯、氯苯、1,2 —二氯乙烷、1,4—二氧六环、环丁砜、三氯乙烯的一种或混合溶剂中进行加热反应得到高选择性的异构体,在酰氯合成步骤中，在甲苯等溶剂中回流48-96h ，反应时间过长，效率低下；且后续的酰胺化反应为酰氯滴加到过量的L-丙氨酸异丙酯(通过L-丙氨酸异丙酯盐酸盐和
碳酸氢
钾在二氯甲烷中制备)中，操作繁琐；这些反应的主要问题是转化率较低(目标非对映异构体比例小于93：7 )，操作步骤多，反应时间长，难以应用于工业化生产。
[0009]
专利US20130090473采用手性诱导结晶工艺，将乙腈和TA-RRS,RSS化合物加入至反应瓶中，加热至溶解澄清；降温至20-30℃，加入化合物TA-RSS晶种，保温搅拌后，依次加入
苯酚和DBU将反应液的pH调至8-9，20-30℃搅拌反应20-30h ，继续降温至0-5℃，搅拌反应15-20h，过滤得式TA-RSS化合物粗品；将所得的 TA化合物粗品再次溶于乙腈中，进行重结晶，得白色晶体即为式TA化合物：
[0010]
[0011] 此工艺方法同样存在操作时间长，操作繁琐，收率低以及条件控制困难的难题，实用性较差。
[0012] 综上，对于抗病毒药物替诺福韦艾拉酚胺而言，开发一条简单易行、成本较低、产品
质量较好的合成路线，具有重大的现实意义。
发明内容
[0013] 本发明要解决的技术问题是克服
现有技术的种种不足，提供一种纯度高、收率高、成本低、操作工艺简单的替诺福韦艾拉酚胺合成工艺。
[0014] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0015] 一种替诺福韦艾拉酚胺的高效合成工艺，其制备步骤包括：
[0016] A、替诺福韦PMPA在
碱催化条件下与亚磷酸三苯酯反应制备替诺福韦单苯酯Ph-PMPA；
[0017] B、替诺福韦单苯酯Ph-PMPA经酰氯化后制备替诺福韦苯酯磷酰氯 Ph-PMPA-Cl；
[0018] C、替诺福韦苯酯磷酰氯Ph-PMPA-Cl异构化后与L-丙氨酸异丙酯化合物反应，制得目标化合物替诺福韦艾拉酚胺TA粗品。
[0019] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤A中，初始
温度设定为50-70℃，严格控制反应温度按照5-10℃/h的梯度进行升温，反应体系的最高温度不超过115 ℃；反应总时长为6-10h。
[0020] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，所述异构化反应为无溶剂的加热异构化反应或有转化溶剂的异构化反应；在有转化溶剂的异构化反应中，转化溶剂同时作为胺化反应的混合溶剂之一，磷手性中心转化溶剂采用高沸点非极性溶剂，包括甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、氯苯中的一种或几种组合；所述转化溶剂与化合物Ph-PMPA-Cl的体积比为1:(5-20)，转化温度为101-150℃。
[0021] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤B中，酰氯化反应的反应溶剂采用偶极溶剂；偶极溶剂选自乙腈和/或N,N-二甲基甲酰胺。
[0022] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤B中，酰氯化反应的氯化试剂选自二氯亚砜、草酰氯、三光气中的一种或几种组合，氯化试剂与化合物Ph-PMPA的摩尔比为1:(1-5),酰氯化反应的反应温度为70-80℃，反应时间为2-3h。
[0023] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤B中，氯化试剂与化合物Ph-PMPA的摩尔比为1:1.5。
[0024] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，所述转化溶剂为甲苯；转化溶剂与化合物Ph-PMPA-Cl的体积比为1:10，转化温度为105-130℃。
[0025] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，将L-丙氨酸异丙酯盐酸盐直接加到Ph-PMPA-Cl的悬浮液中，L-丙氨酸异丙酯盐酸盐与Ph-PMPA化合物的摩尔比为(1-4)：1；然后再在-30-5℃的温度条件下加入溶解了缚酸剂的溶剂，所述缚酸剂为三乙胺或吡啶，缚酸剂与Ph-PMPA化合物的摩尔比为(3-5):1；所述溶解了缚酸剂的溶剂选自乙腈、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲基环戊基醚、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯中的一种或几种组合，溶剂的用量为L-丙氨酸异丙酯盐酸盐质量的4-5.5倍。
[0026] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，L-丙氨酸异丙酯盐酸盐与 Ph-PMPA化合物的摩尔比为1.5：1；在-25至-15℃的温度条件下加入溶解了缚酸剂的溶剂；所述缚酸剂采用三乙胺，缚酸剂与Ph-PMPA化合物的摩尔比为4： 1。
[0027] 作为本发明的一种优选技术方案，还包括如下后处理工艺步骤：D、步骤C 所制备的TA化合物粗品通过一次结晶处理，去除以磷手性R构型异构体为主的杂质，所得白色晶体即为替诺福韦艾拉酚胺化合物TA纯品；所述溶剂选自乙酸乙酯、乙腈、异丙醇、
乙醇中的一种或几种组合。
[0028] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术中替诺福韦艾拉酚胺后处理过程繁琐、产率低、异构体纯度差，不适合于工业化生产等
缺陷相比，本发明采用梯度升温和母液回收技术提高了替诺福韦单苯酯的收率和纯度，并减少了废液
排放量；通过提高异构体转化温度，缩短了异构体转化时间并提高了产品的纯度和收率；通过快速加入缚酸剂的方法简化了胺化反应程序并使替诺福韦艾拉酚胺收率提高。本发明的制备方法操作简单，化学纯度高，反应完成后制备的替诺福韦艾拉酚胺的异构体比例超过99％，简单结晶后制得的替诺福韦艾拉酚胺光学纯度高大于99％，而且终产品替诺福韦艾拉酚胺富马酸盐达到
原料药标准，原料消耗少，成本低，非常有利于该原料药的工业化生产。具体的：
[0029] ①本发明在替诺福韦苯酚酯化时，由于采取了梯度升温方法，避免了PMPA过度酯化副产物的生成，产品收率好，直接烘干即可获得纯度高的Ph-PMPA产品；核磁谱图参见
附图中的替诺福韦单苯酯氢谱；
[0030] ②本发明在酰氯制备时，采用对酰氯化产物
溶解度好的偶极溶剂，增加了反应物的生成速度和转化率，从而使反应时间缩短，可有效防止副产物杂质的产生；
[0031] ③本发明在磷手性中心转化时，通过采用沸点较高的非极性溶剂，并且提高反应温度，使目标化合物更容易生成，而且反应生成的目标异构体比例达到99：1以上，从而有效地完成非对映异构体转化；
[0032] ④本发明在制备TA时，将L-丙氨酸异丙酯盐酸盐和三乙胺的极性
非质子溶剂溶液，依次加入到制备好的酰氯悬浮液中，使加料方式容易进行，并且减少了制备L-丙氨酸异丙酯的操作步骤，直接采用吡啶或三乙胺作为缚酸剂同时也作为 L-丙氨酸异丙酯盐酸盐游离中和剂，使操作简单。产品只需要简单结晶即可分离获得化学纯和光学纯非常高的TA化合物，同时不需要加入晶种诱导结晶。
[0033] 综上可见，本发明制备出的替诺福韦艾拉酚胺纯度高、收率高、工艺操作简单且成本低廉，避免了使用手性拆分剂等复杂的工艺操作和纯化手段，总纯度可到达99％以上，收率80％以上(原研专利US20130090473为62％，以替诺福韦计)，较现有技术诸多关键指标具有明显的优势，十分适合工业化生产，具有重大的医学和市场价值。
附图说明
[0034] 图1为替诺福韦单苯酯氢谱。
[0035] 图2为替诺福韦艾拉酚胺重结晶后液相色谱图。
[0036] 图3为替诺福韦艾拉酚胺半富马酸盐液相色谱图。
[0037] 图4为替诺福韦艾拉酚胺氢谱(DMSO溶剂)。
具体实施方式
[0038] 本发明中，替诺福韦艾拉酚胺为9-[(R)-2-[((S)-[[(S)-1-(异丙氧基羰基) 乙基]氨基]-苯氧基磷酰基)甲氧基]丙基]腺嘌呤，缩写为TA；替诺福韦为 [[(1R)-2-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-1-甲基乙氧基]甲基]磷酸，缩写为PMPA；替诺福韦单苯酯缩写为Ph-PMPA。
[0039] 本发明合成工艺路线示意为：
[0040]
[0041] 本发明的合成路线概述：①替诺福韦苯酚酯化合物的制备：以PMPA为原料，吡啶为溶剂和催化剂，梯度升温，经亚磷酸三苯酯酯化得到Ph-PMPA化合物；②替诺福韦苯酚磷酰氯化合物的制备：向反应釜中依次加入乙腈等偶极溶剂和步骤1)所得的化合物Ph-PMPA，将氯化试剂缓慢加至反应釜中，然后升温至70-80℃进行反应至反应液由黄色浊液变为红棕色清液，浓缩至干；③替诺福韦苯酯磷酰氯化合物的异构体转化：向替诺福韦苯酯磷酰氯化合物中加入异构体转化溶剂(高沸点非极性溶剂)，可以不通过搅拌，加热至一定温度反应5-9小时，降至室温，得到替诺福韦苯酚磷酰氯的异构体转化溶剂悬浮液；或者不加入任何溶剂，直接加热转化为所需非对映异构体；④将L-丙氨酸异丙酯盐酸盐加入至替诺福韦苯酯磷酰氯的甲苯悬浮液中，开启搅拌，控温-25～0℃，加入三乙胺的极性非质子溶液，缓慢升至室温进行搅拌反应。反应毕，洗去反应液中的杂质，干燥，减压浓缩至干，得到黄棕色油状物为TA化合物；⑤替诺福韦艾拉酚胺化合物的制备：将结晶溶剂和步骤 4)所得的替诺福韦艾拉酚胺化合物粗品加入至反应瓶中，加热至溶解澄清；降温至0-5℃，过滤得替诺福韦艾拉酚胺化合物结晶产品。
[0042] 以下
实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。
[0043] 实施例1
[0044] 化合物替诺福韦单苯酯的制备：无水替诺福韦(50.Og,0.18mol)室温下与吡啶(500ml)搅拌形成混浊液，加入亚磷酸三苯酯(162.0g,0.52mol),反应温度为50-115℃；梯度升温，升温范围升温时间为5-10℃/小时，反应时间为6小时。冷却至室温，过滤，
滤饼用丙
酮(50ml)洗涤，滤饼在60-70℃干燥4小时, 得白色固体替诺福韦单苯酯50.7g,收率82.5％。
[0045] 实施例2
[0046] 用实施例1过滤后的母液补加亚磷酸三苯酯1当量，其它操作相同，制备的替诺福韦单苯酯62.0g,收率98.0％。
[0047] 实施例3
[0048] 重复实施例2的操作得替诺福韦单苯酯61.4g,收率97.0％。
[0049] 实施例4
[0050] 将替诺福韦单苯酯(30.Og,82.5mmol)和乙腈(188ml)混合，加入氯化亚砜 (14.7g,123.8mmol)后75℃反应2小时，减压浓缩至干后加入甲苯(150ml)，不必搅拌，回流反应6小时，冷却至室温，加入L—丙氨酸异丙酯盐酸盐(48.6g, 371.3mmo1)，冷却至-25℃，加入三乙胺(40.0g,396mmo1)与DCM(188ml)的溶液，逐渐升至室温搅拌1小时,非对映异构体纯度99.0％以上。依次用10％(w/w) 磷酸二氢钠溶液(150ml)15％
碳酸氢钠(75ml)和饱和食盐水(188ml)洗涤。有机相经无水
硫酸鎂干燥后，减压浓缩至干，得琥珀色油状物，非对映异构体纯度99.0％。加入乙腈溶剂(110ml)结晶，冷却至内温0-5℃，过滤，然后40℃减压干燥,得白色固体替诺福韦艾拉酚胺31.5g,收率80.1％，HPLC纯度99.5％。
[0051] 实施例5
[0052] 将替诺福韦单苯酯(80.Og,220mmol)和乙腈(500ml)混合，加入氯化亚砜 (39.2g,330mmol)后75℃反应2小时，浓缩至干后加入邻二甲苯(400ml)，不必经过搅拌，120℃反应6小时，冷却至室温，加入L—丙氨酸异丙酯盐酸盐(129.6g, 990mmo1)，冷却至-25℃，加入三乙胺(110.0g,1.09mo1)与DCM(500ml)的溶液，逐渐升至室温搅拌1小时,非对映异构体纯度
99.1％。依次用10％(w/w)磷酸二氢钠溶液(400ml)15％碳酸氢钠(200ml)和饱和食盐水(500ml)洗涤。有机相经无水硫酸鎂干燥后，减压浓缩除去二氯甲烷，趁热加入乙腈100ml，冷却至室温得白色固体替诺福韦艾拉酚胺84.0g,收率80.2％，HPLC纯度99.2％。
[0053] 实施例6
[0054] 将替诺福韦单苯酯(80.Og,220mmol)和四氢呋喃(500ml)混合，加入氯化亚砜(39.2g,330mmol)后75℃反应2小时，减压浓缩至干后加热110℃转化6小时，加入甲苯(400ml)，冷却至室温。加入L—丙氨酸异丙酯盐酸盐(129.6g, 990mmo1)，冷却至-25℃，加入三乙胺(110.0g,1.09mo1)与DCM(500ml)的溶液，逐渐升至室温搅拌1小时,非对映异构体纯度99.0％以上。依次用10％(w/w)磷酸二氢钠溶液(400ml)15％碳酸氢钠(200ml)和饱和食盐水(500ml)洗涤。有机相经无水硫酸鎂干燥后，减压浓缩至干，得琥珀色油状物，非对映异构体纯度99.6％。加入乙醇溶剂(500ml)结晶，冷却至内温0-5℃，过滤，然后40℃减压干燥,得白色固体替诺福韦艾拉酚胺85.2g,收率81.3％，HPLC纯度99.7％。
[0055] 实施例7
[0056] 将替诺福韦单苯酯(80.Og,220mmol)和乙腈(500ml)混合，加入氯化亚砜 (39.2g,330mmol)后75℃反应2小时，减压浓缩至干后加入对二甲苯(400ml)，不必搅拌，回流反应6小时，冷却至室温，加入L—丙氨酸异丙酯盐酸盐(129.6g, 990mmo1)，冷却至-25℃，加入三乙胺(110.0g,1.09mo1)与DCM(500ml)的溶液，逐渐升至室温搅拌1小时,非对映异构体纯度
99.3％。依次用10％(w/w)磷酸二氢钠溶液(400ml)15％碳酸氢钠(200ml)和饱和食盐水(500ml)洗涤。有机相经无水硫酸鎂干燥后，减压浓缩至干，得琥珀色油状物。加入乙酸乙酯溶剂(400ml) 结晶，冷却至内温0-5℃，过滤，然后40℃减压干燥,得白色固体替诺福韦艾拉酚胺81.0g,收率77.3％，HPLC纯度99.6％。
[0057] 实施例8
[0058] 替诺福韦艾拉酚胺半富马酸盐的制备：取乙腈8mL，替诺福韦艾拉酚胺0.4g，富马酸0.049g，加入50mL反应瓶中，开启搅拌，加热至回流，保温反应约30min.，至富马酸颗粒消失。降温至60-65℃，加入微量晶种，保温反应1h。之后，每间隔1h，降温10℃，至内温5-10℃，保温搅拌30min.。抽滤，滤饼以4ml乙腈淋洗，抽干。滤饼50℃鼓
风烘箱干燥至恒重，得白色晶体0.37g，HPLC纯度 99.7％，单杂小于0.1％，熔点132℃。
[0059] 综上实施例，本发明采用替诺福韦在碱催化条件下与亚磷酸三苯酯反应制备替诺福韦单苯酯，在此步骤中本发明开拓性的提出了梯度升温的技术方案，十分显著的提升了产品的收率；进一步通过酰氯化，异构体转化后与L-丙氨酸异丙酯反应制备替诺福韦艾拉酚胺，在此步骤中，本发明采用甲苯进行手性异构反应，使得手性纯度近100％，通过简单易行的操作大幅提高了产品的合成效率。经过进一步提纯，化合物TA的非对映异构体纯度至少为99％；产品经一次结晶，手性纯度即可达到99.7％以上，单杂小于0.1％，大大提高了产品的收率。本发明的工艺制备出的替诺福韦艾拉酚胺纯度高、收率高、工艺操作简单、成本低廉，避免了使用手性拆分剂等复杂的工艺操作和纯化手段，非对映异构体纯度可到达99％以上，收率80％以上(原研专利US20130090473为62％，以替诺福韦计)，各有关物质指标合格，十分适合工业化生产，具有重要的经济和社会价值。
[0060] 上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
