用于制备缬更昔洛韦的2-氨基-9-((2-苯基-1,3-二噁烷-5-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮化合物的制备方法

摘要

本发明提供了改进的工业上可行的用于制备下式2-氨基-9-((2-苯基-1,3-二烷-5-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮的方法，该化合物是制备缬更昔洛韦及其药学上可接受的盐的有用中间体，并且本发明包括所述新中间化合物在获得缬更昔洛韦的方法中的用途。

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备2-氨基-9-((2-苯基-1,3-二烷-5-基氧基)甲 基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮——其是在缬更昔洛韦(valganciclovir)的制备方 法中可使用的中间化合物——的方法，以及由其获得的新型中间化合 物。

背景技术

缬更昔洛韦是通常称为更昔洛韦(Ganciclovir)的2-氨基-9-((1,3-二 羟基丙-2-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮的前药，已知所述前药具有抗 病毒性，用来治疗病毒感染，尤其是细胞巨化病毒感染。

缬更昔洛韦，其是更昔洛韦的L-缬氨酸酯，化学命名为2-氨基-3- 甲基-丁酸(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1,6-二氢嘌呤-9-基)甲氧基)-3-羟基丙 酯，并且由式I的化学结构表示。

更昔洛韦主要用作静脉输注，因为当口服给予时其具有非常低的 吸收速率，而缬更昔洛韦当口服给药时通过肠的和肝的酯酶迅速地转 化成更昔洛韦。

已经知道多种用于制备缬更昔洛韦的方法。EP-B-0877746公开了 用L-缬氨酸衍生物酯化任选地氨基保护的更昔洛韦以给出受保护的更 昔洛韦的双-缬氨酸酯(步骤a，方案1)，随后在正丙胺中用己烷裂解酯 部分之一(步骤b，方案1)。受保护的单-L-缬氨酸酯的制备继续进行适 度的转化，得到双-和单-缬氨酸酯以及游离二醇(更昔洛韦)的混合物。 然而，没有提及分离此混合物的方法，并且柱色谱法的可能使用将严 重地损害所述方法的工业适用性。

P₁：氢或氨基保护基团

P₂：氨基保护基团

方案1

在EP-B-0885224中，描述了一种用于制备缬更昔洛韦的改进方法， 其中通过更昔洛韦的环状原酸酯(cyclic orthoester)(步骤a，方案2)制 备单羧酸酯中间体(步骤b，方案2)。随后通过活化的L-缬氨酸衍生物 的单酯化提供单羧酸酯-单缬氨酸酯(monovalinate)(步骤c，方案2)， 其可以被选择性地水解为更昔洛韦的单-L-缬氨酸酯(步骤d，方案2)。 尽管所述方法被认为是有利的，但根据所述方法获得的中间体被大量 的更昔洛韦、更昔洛韦的双-z-缬氨酸或双-缬氨酸酯污染，因此，对于 该方法需要额外的纯化步骤来使其有效用于大规模应用中。

P₁：氢或氨基保护基团，

R：C_1-6烷基、烯丙基或烷基-C_1-6-烷基，

X：氢、C_1-6烷基、芳基或芳基-C_1-6-烷基

P₂：氨基保护基团

方案2

进一步地，EP-B-0694547公开了以其(R)或(S)非对映异构体或二者 的混合物的形式的缬更昔洛韦。公开了用于制备缬更昔洛韦或其药学 上可接受的盐的选择性方法，该方法涉及任选地氨基保护的更昔洛韦 的一个或两个羟基基团的保护。

用活化的L-缬氨酸处理2-氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基) 甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮提供了(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)- 基)甲氧基)-3-(苄氧基)丙基)-2-(苄氧基羰基氨基)-3-甲基丁酸酯，然后将 其脱保护以给出晶体形式的缬更昔洛韦。

在所述方法中，使用新型的单-苄基保护的更昔洛韦中间体(步骤 b，方案3)，在转化成受保护的L-缬氨酸的各自的酯(步骤c，方案3) 之后，其随后可以被还原以提供缬更昔洛韦。然而，脱保护二苄基更 昔洛韦(步骤b，方案3)不是化学选择性的并且所期望的单苄基中间体 不得不通过柱色谱法与未反应的二苄基化合物以及可能过度反应的二 醇(更昔洛韦)分离。结果，该阶段的总收率是中等的，并且就纯化程序 和总体成本而言获得2-氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基)甲 基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮的方法没有为工业使用提供任何额外的益处。

P₁:氢或氨基保护基团

P₂:氨基保护基团

方案3

尽管上述专利中的每一个都呈现了克服现有技术方法中的缺点的 尝试，但仍然存在对于用于大规模生产缬更昔洛韦的成本有效的和更 安全的方法的需要，该方法通过控制总体质量以更高的收率提供缬更 昔洛韦。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于制备式II的2-氨基-9-((2-苯基-l,3- 二烷-5-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮——其作为用于制备缬更昔 洛韦的的关键中间体——的改进方法，该方法克服了现有技术方法的 缺陷，并且在不牺牲产品收率和质量的情况下获得成本有效的工业生 产。

本发明的另一个目的是提供通过使用新型的式II化合物制备缬更 昔洛韦或其药学上可接受的盐的方法。

本发明的进一步的目的是提供新型中间化合物2-氨基-9-((2-苯基 -l,3-二烷-5-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮，该化合物在强碱性条件 下是稳定的，仍然充分地有活性的，从而以高收率和纯度提供关键产 物，因此当在制备缬更昔洛韦的方法中使用时是有效的。

本发明的进一步的目的是在有机溶剂中用式IV的N-苯甲氧甲酰 基-L-缬氨酸(N-CBZ-L-缬氨酸)酯化式III的化合物，以提供式V化合 物，所述有机溶剂是二甲亚砜(DMSO)。

根据本发明的上述目的，根据下列步骤提供用于制备式III的2- 氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮的方 法：

a)用苯甲醛或苯甲醛二甲缩醛处理更昔洛韦以获得式II的2-氨基 -9-((2-苯基-1,3-二烷-5-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮

b)用还原剂诸如硼氢化钠和路易斯酸诸如氯化铝还原裂解式II化 合物以获得式III的2-氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基)甲 基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮

本发明的另一目的是提供在权利要求11和12中限定的式II的化 合物。

本发明的优选实施方式在从属权利要求2-10中陈述。

本发明的其他目的和优点鉴于下面的具体实施方式将对于本领域 技术人员变得明显。

具体实施方式

本发明涉及用于制备式II的新型方法，式II是用于制备缬更昔洛 韦的中间化合物。

根据本发明，制备式III的2-氨基-9-((l-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧 基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮的方法包括下列步骤：

方案4

方案4的步骤a)：式II化合物的制备

将更昔洛韦加入至极性非质子溶剂诸如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲 基乙酰胺或DMSO中，优选DMSO。加热反应物料并将用于1,3-亚苄 基缩醛形成的有效试剂加入至该溶液中，诸如苯甲醛或苯甲醛二甲缩 醛，优选苯甲醛二甲缩醛。反应在催化量的酸诸如对甲苯磺酸、硫酸、 樟脑磺酸、氯化锌、氯化锡等的存在下进行。优选的酸是对甲苯磺酸。 反应在约50°至约100℃的温度下，优选地在70°-80℃下加热10-24 小时，优选地12-18小时。在反应结束后，需要在反应温度下调整至中 性或温和的碱性条件。优选的pH值为7.5至8.5，使用氢氧化钠、氢 氧化铵、三乙胺，优选三乙胺。然后将反应物料冷却至环境温度，并 用乙酸乙酯(约1-3体积，优选1体积)稀释。通过逐滴添加10至20体 积，优选15体积的D.M.水来进行产物的沉淀。用3-10体积的甲苯在 约25°至约70℃的温度下，优选用5体积在55-65℃下洗掉过量的苯 甲醛。通过在D.M.水或D.M.水和有机溶剂的混合物中在碱性条件下重 结晶纯化粗产物，所述有机溶剂如甲醇、乙醇、二氯甲烷，优选乙醇。 用HCl水溶液3N将上述溶液的pH调整至9至11的值，优选10-11 的pH值，并且通过过滤收集式II的化合物，并在约75-85℃干燥。

方案4的步骤b)：式II化合物的还原裂解

将步骤(a)的产物加入至惰性有机溶剂，诸如四氢呋喃(THF)或THF 和二氯甲烷(DCM)的混合物中的氯化铝(AlCl₃)和硼氢化钠(NaBH₄)的 混合物中。对于每种试剂，就起始物料而言，氯化铝和硼氢化钠的摩 尔比率为3:1至8:1，优选4:1至7:1。向反应混合物定期加入小量的水 直至转化成2-氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基)甲基)-1H-嘌呤 -6(9H)-酮。在约0°至约10℃的温度，优选在约2°至约8℃的温度下 进行反应。

结束后，反应物料用甲醇和D.M.水淬火，最优选用D.M.水猝灭。 沉淀的反应物料通过过滤收集。通过在D.M.水或D.M.水和有机溶剂的 混合物中在碱性条件下重结晶纯化粗物料，所述有机溶剂诸如甲醇、 乙醇、DCM，优选乙醇。用HCl水溶液3N将上述溶液的pH调整至 9-11，优选10-11的值，并且通过过滤收集式III的产物，并在真空下 在约75℃至约85℃的温度下干燥。

方案4的步骤c)：式III化合物的酯化。

在之前步骤中获得的2-氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基)甲 基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮用3当量的N-CBZ-L-缬氨酸和1.2当量的适合偶 联剂或脱水剂，最优选1,3-二环己基碳二亚胺酯化。在惰性气氛中，受 保护的氨基酸溶解在惰性溶剂诸如卤化低级烷烃中，并加入偶联剂。 反应混合物在约25℃至约35℃的温度下搅拌。过滤反应物料并分离 受保护的氨基酸的酐。将相当于1当量的溶解在DMF或DMSO中的 步骤b的产物的量加入至所述酐中。本发明人已经发现当使用DMSO 代替DMF时式III化合物具有较好的溶解度，并且反应显著更快地结 束。将混合物放置在惰性气氛中，并且反应在约25°至约35℃的温度 下进行4-72小时直至结束。产物的分离和纯化通过在水中稀释以沉淀 或通过其他常规技术，诸如用有机溶剂或有机溶剂的混合物萃取，并 沉淀(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)-基)甲氧基)-3-(苄氧基)丙 基)-2-(苄氧基羰基氨基)-3-甲基丁酸酯来进行。

方案4的步骤d)：式V化合物的最后脱保护以给出缬更昔洛韦HCl

受保护的式V更昔洛韦的单-缬氨酸酯通过在甲醇中的碳载钯催化 剂(palladium on carbon catalyst)的存在下在约25°至100℃的温度下的 加压容器内的氢气中氢解来脱保护。反应结束后，过滤并洗涤催化剂， 并将合并的滤液在减压下浓缩以从缬更昔洛韦盐酸盐中去除溶剂。非 晶态缬更昔洛韦盐酸盐的分离可以通过对产物的水溶液的喷雾干燥技 术直接实现，任选地使用共溶剂，诸如乙醇、异丙醇或甲醇，优选地 异丙醇。

可选地，缬更昔洛韦盐酸盐可以通过下述获得：a)在真空下浓缩 去除溶剂，b)共沸水移除，c)用有机溶剂处理。

将参照下面的实施例更详细地示范本发明的方法，所述实施例仅 通过举例提供，并且不应当被解释为以任何方式对反应的范围的限制。 实施例

实施例1：2-氨基-9-((2-苯基-1,3-二烷-5-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)- 酮的制备

在约25-35℃的温度下在搅拌中在21t R.B.烧瓶内装入500ml DMSO和100g2-氨基-9-((1,3-二羟基丙-2-基氧基)甲基)-1H-嘌呤 -6(9H)-酮(0.392mol)。反应物料在约70°至约80℃的温度下加热直至 所有物料溶解。在上述溶液中缓慢地加入129ml苯甲醛二甲缩醛 (0.862mol)和2.6g对甲苯磺酸一水合物(0.014mol)。在约70至80℃的 温度下搅拌反应物料约12-18小时。反应结束时，将20ml三乙胺加入 至反应物料并冷却至约25至约35℃的温度。在此温度下，在搅拌下 加入100ml乙酸乙酯，并在90-150分钟内加入1500ml D.M.水，将温 度保持在25-35℃(如果需要，使用外部冷却)。将反应物料搅拌额外的 300-360分钟。在减压下滤掉沉淀的固体，并将其在真空泵中吸干约 45-60分钟。将湿滤饼转移到烧瓶中，并在搅拌下用500ml甲苯在约 45至55℃的温度下洗涤120-180分钟。将悬液冷却至环境温度，在减 压下滤出并吸干30-45分钟。向湿滤饼加入100ml乙醇和500ml D.M. 水。在强力搅拌下向上述悬液中缓慢地加入120-160ml氢氧化钠水溶 液20%w/w，并进一步搅拌30-60分钟。向透明溶液中加入100-150ml 盐酸3N直至调整至pH10-11。在环境温度下将该悬液搅拌额外的 60-120分钟。在减压下滤出沉淀的固体并将其在真空泵中吸干45-60 分钟。湿固体用800ml D.M.水洗涤60-90分钟。再次在减压下过滤固 体并将其吸干45-60分钟。将湿滤饼卸下并在真空烘箱中在约75℃至 约85℃的温度下干燥。2-氨基-9-((2-苯基-1,3-二烷-5-基氧基)甲 基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮的重量为95-105g(71-78%收率)。

获得的固体的分析显示：

期望产物(更昔洛韦的亚苄基缩醛)约95%

更昔洛韦约0.4%

mp:2542-254.6℃;

LC-MS(CI)m/z:344(MH⁺);

IR(KRr)cm^-13455,3321,3184,2858,2724,1724,1690,1630,1487,1389,1274,1220, 1182,1145,1098,1028,755,698;

¹HNMR(300MHz,DMSO-D6)δ10.75(br,1H),7.92-7.87(2s,1H),7.39-7.31(m,5H), 6.58-6.54(2s,2H),5.55-5.42(m,3H),4.13-3.48(m,5H);

¹³CNMR(75MHz,DMSO-D6)δ156.8-156.7,153.9-153.8,151.4-151.2,138.4-137.6, 137.6-137.4,128.6-128.4,1279-127.8,126-125.8,116.5-116.3,100.1-99.9,70.8-69.7, 68.9-68.5,68.3-66.8.

其中：

¹H NMR：质子核磁共振谱法

¹³C NMR：碳核磁共振谱法

IR:红外光谱法

δ:针对四甲基硅烷(TMS)为参照的化学位移

s、d、t和m分别指单峰、双峰、三重峰和多重峰(multiplet peak)。

实施例2：2-氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基)甲基)-1H-嘌呤 -6(9H)-酮的制备

在约25°至约30℃的温度下在搅拌中在51t R.B.烧瓶内加入 1500ml THF和1500ml DCM，并在约0℃至约10℃的温度下冷却。 向溶剂混合物中加入272g氯化铝(1.893mol)，保持约0°至10℃的温 度。加入硼氢化钠77g(1.893mol)，随后加入100g2-氨基-9-((2-苯基-l,3- 二烷-5-基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮(0.291mol)。调整起泡器，并 加入6-8ml D.M.水。在相同的温度下搅拌反应物料约30至60分钟， 并通过TLC(CHCl₃:MeOH60:10)检查进度。重复添加4-6ml D.M.水直 至结束。反应混合物通过逐滴添加500ml D.M.水淬火，保持温度在2° 至8℃内。在搅拌下加入另外的500ml D.M.水，使反应物料温热至温 度25-35℃。在减压下过滤沉淀的固体。在搅拌下向湿滤饼加入500ml D.M水、100ml乙醇和100-150ml氢氧化钠水溶液20%w/w，直至获 得透明溶液。加入盐酸3N100-150ml，直至调整至pH10-11。在减压 下滤出沉淀的固体并吸干。用500ml D.M.水洗涤湿物料60-90分钟， 再次在减压下过滤并吸干。将湿滤饼卸出并在真空烘箱中在75-85℃ 下干燥。2-氨基-9-((1-(苄氧基)-3-羟基丙-2-基氧基)甲基)-1H-嘌呤 -6(9H)-酮的大致重量为55-65g(55-65%收率)。

获得的固体的分析显示：

期望产物(单-羟基保护的更昔洛韦)约90%

更昔洛韦的亚苄基缩醛约4%

更昔洛韦少于0.1%

LC-MS(CI)m/z:344(MH⁺);

IR(KBr)cm^-1:3420,3320,3159,3101,2942,2892,1687,1658,1491,1475,1367,1064, 1045;

¹H NMR(300MHz,DMSO-D6)δ10.74(br,1H),792(s,1H),732-722(m,5H),658 (s,2H),5.48(s,2H),4.41(s,2H),3.82-3.79(m,2H),3.48-3.37(m,4H);

¹³C NMR(75MHz,DMSO-D6)δ156.5,153.9,151.1,138.3,137.5,128.1,127.2,127.2, 115.8,78.4,72.2,7I.7,69.8,60.9

实施例3(a)：(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)-基)甲氧基)-3-(苄氧 基)丙基-2-(苄氧基羰基氨基)-3-甲基丁酸酯的制备

在氮气中向360ml DCM中的N-苄氧基羰基-L-缬氨酸218.5g (0.868mol)的溶液加入二环己基碳二亚胺71.7g(0.347mol)。将该混合 物在室温下搅拌20-30小时。将所得混合物过滤以去除不溶物质，用 360ml DCM洗涤，并在减压下蒸发。将泡沫残余物溶解于100ml DMF 中并直接加入600ml DMF中的100g2-氨基-9-((2-苯基-1,3-二烷-5-基 氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮(0.289mol)的混合物内。加入4-二甲基氨 基吡啶8.83g(0.072mol)，并在氮气中将该混合物搅拌18-24小时。将 反应物料倒入6000ml D.M.水中并用1750ml乙酸乙酯和1750ml甲苯萃 取。分离水层并用半饱和的1000ml碳酸氢钠，随后用1000ml D.M.水 洗涤有机层。有机层在硫酸镁上干燥并在减压下浓缩。残余物从乙酸 乙酯和环己烷的混合物中沉淀以提供120-130g的(2S)-2-((2-氨基-6-氧 代-1H-嘌呤-9(6H)-基)甲氧基)-3-(苄氧基)丙基-2-(苄氧基羰基氨基)-3- 甲基丁酸酯，为非晶态固体(72-78%收率)。

纯度(通过HPLC):

CBZ-保护的更昔洛韦的单L-缬氨酸酯多于97%

CBZ-保护的更昔洛韦的双L-缬氨酸酯少于0.1%

实施例3(b)：(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)-基)甲氧基)-3-(苄氧 基)丙基-2-(苄氧基羰基氨基)-3-甲基丁酸酯的制备

在氮气中向360ml DCM中的N-苄氧基羰基-L-缬氨酸218.5g (0.868mol)的溶液加入二环己基碳二亚胺71.7g(0.347mol)。将该混合物 在室温下搅拌20-30小时。将所得混合物过滤以去除不溶物质，用360ml DCM洗涤，并在减压下蒸发。将泡沫残余物溶解于100ml DMSO中并 直接加入300ml DMSO中的100g2-(2-氨基-1,6-二氢-6-氧代-嘌呤-9-基) 甲氧基-3-苄氧基-丙-1-醇(0.289mol)的混合物内。加入4-二甲基氨基吡 啶8.83g(0.072mol)，并在氮气中将该混合物搅拌4-6小时，此时TLC 指示起始物料的消耗。将反应物料倒入61t D.M.水中并用1500ml乙酸 乙酯和1500ml甲苯萃取。分离水层并用半饱和的1000ml碳酸氢钠， 随后用1000ml水洗涤有机层。有机层在硫酸镁上干燥并在减压下浓 缩。残余物从异丙醇和叔丁基甲基醚的混合物中沉淀以提供125-135g 的(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)-基)甲氧基)-3-(苄氧基)丙基 -2-(苄氧基羰基氨基)-3-甲基丁酸酯，为非晶态固体(75-81%收率)。

纯度(通过HPLC):

CBZ-保护的更昔洛韦单L-缬氨酸酯多于97%

CBZ-保护的更昔洛韦双L-缬氨酸酯少于0.1%

实施例4：2-氨基-3-甲基丁酸(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)-基) 甲氧基)-3-羟基丙酯盐酸化物的制备

将(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)-基)甲氧基)-3-(苄氧基)丙 基-2-(苄氧基羰基氨基)-3-甲基丁酸酯100g(0.173mol)溶解于900ml甲 醇中，并逐滴加入浓缩的17.4ml盐酸(0.173mol)。将混合物置于氮气中， 并加入60g5%碳载钯，50%湿气(wet)。在氢气(100-150psi压力)中在帕 尔罐(Parr bomb)中氢化该混合物直至结束。该混合物通过硅藻土(Celite) 垫过滤，残余物用300ml甲醇洗涤。在25-35℃将滤液在减压下蒸发 至干燥。

残余物溶解于300ml D.M.水中，过滤以去除不溶物质，滤饼用 200ml D.M.水洗涤。加入额外的500ml D.M.水。将透明溶液在55-65℃、 6.0kg氮气压力下和在约10ml/min的速率下喷雾干燥。从接收器回收 物质，并在40-45℃在真空中干燥6-8小时，以产生50-60g的2-氨基 -3-甲基丁酸(2S)-2-((2-氨基-6-氧代-1H-嘌呤-9(6H)-基)甲氧基)-3-羟基 丙酯盐酸化物，为非晶态物质(74-88%收率)。

纯度(通过HPLC):

缬更昔洛韦HCl多于97%

更昔洛韦的双L-缬氨酸酯少于0.1%

更昔洛韦约1%

由本发明的实施例明显的是，使用2-氨基-9-((2-苯基-1,3-二烷-5- 基氧基)甲基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮作为基本上不含残留更昔洛韦的中间 化合物产生了成本有效的、可规模化的和安全的制备缬更昔洛韦的方 法，这使得该方法适合于工业应用。

尽管本发明已经就具体实施方式进行了描述，但对于本领域技术 人员明显的是，可以在不背离如所附权利要求中限定的本发明范围的 情况下在本发明中做出各种改变和修改。