本發明涉及一種恩曲他濱中間體的制備工藝，具體涉及(2R,5S)-5-(5’-氟-胞嘧啶-1-基)-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(即下文中的化合物1)的合成方法。
(二)
背景技術：
(2R,5S)-5-(5’-氟-胞嘧啶-1-基)-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物1，簡稱：F-CME)是制備恩曲他濱(化合物2)的關鍵中間體。
恩曲他濱(化合物2)，化學名：(2R，5S)-5-氟-1-[2-羥甲基-1,3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶，最早由美國的Gilead Sciences公司研發成功，并于2003年7在美國被批準用于與其它抗轉錄病毒藥物聯合用于成人HIV-1感染的治療，是一種新的核苷類逆轉錄酶抑制劑，為艾滋病病毒HIV和乙型肝炎病毒HBV的高效選擇性抑制劑。
有關恩曲他濱合成文獻報道很多，主要的路線有：
路線一：以乙醛酸為原料，與2,5-二噻烷-1,4-二醇反應，然后引入手性輔基、糖苷化、還原而得；
路線二：L-古洛糖多步反應而得；
路線三：以(S)-(+)-扁桃酸為原料，多步反應而得；
路線四：以乙二醇為原料，與丁酰氯反應、氧化成醛，與1,4-二噻烷-2,5-二醇環化后，拆分，之后再經過一系列的合成而得；
路線五：以L-薄荷酸乙醛酸酯(化合物2，L-MGH)為手性源，經不對稱合成而得((Goodyear,M.et al,WO 9529174(1995))；孟靜芳等，中國醫藥工業雜志，589-591，36(10)，(2005))
上述路線中，路線五，以L-薄荷酸乙醛酸酯一水合物為手性源，經不對稱合成制備恩曲他濱是一種較為經濟實用、操作方便的路線，是目前工業生產中常采用的工藝路線，過程如下：
在該方法中，(2R,5S)-5-(5’-氟-胞嘧啶-1-基)-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物1，F-CME)是合成恩曲他濱的關鍵中間體。化合物1經硼還原后，便得到具有藥用價值的恩曲他濱。
上述制備(2R,5S)-5-(5’-氟-胞嘧啶-1-基)-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物1，F-CME)主要的副反應為二方面：(1)縮合過程產生的非對映異構體(化合物11，α-異構體)；(2)縮合過程中所產生的氨基上N-取代的位置異構體(化合物12)以及雙取代產物(化合物13)
為了減少氨基上的N-取代及雙取代產物，Maria Federica Caso通過5-氟胞嘧啶(化合物7)先苯甲酰化保護，HMDS硅化，然后，與HME的乙酰化產物(化合物15)縮合水解而得(Maria Federica Caso et al,Org.Lett.,2015,17,2626-2629)。該方法比較麻煩，過程復雜，得到的酰胺的水解選擇性不好，容易引起薄荷基的水解，從而影響收率，故應用性不強，過程如下：
(三)
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種恩曲他濱關鍵中間體(2R,5S)-5-(5’-氟-胞嘧啶-1-基)-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物1，F-CME)的制備工藝，該工藝過程能夠減少副反應，從而提高產物純度，降低原料消耗。
為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：
一種結構如式1所示的(2R,5S)-5-(5’-氟-胞嘧啶-1-基)-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(F-CME)的制備工藝，包括：
(A)化合物21的制備：以結構如式7所示的5-氟胞嘧啶為原料，經與結構如式20所示的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、結構如式8所示的六甲基二硅氮烷(HMDS)反應制備結構如式21所示的2-O-三甲硅基-4-N-[(N’,N’-二甲基)氨基]亞甲基-5-氟胞嘧啶；
(B)化合物22的制備：化合物21與結構如式6所示的氯代物縮合制得結構如式22所式的(2R,5S)-5-[4’-N-((N’,N’-二甲基)氨基)亞甲基-5’-氟-胞嘧啶-1-基]-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯；
(C)化合物1的制備：化合物22在酸性溶液中水解，制得化合物1(F-CME)，過程如下：
本發明具體推薦步驟(A)和步驟(B)按照如下進行：
(A)在反應容器中加入5-氟胞嘧啶、N,N-二甲基甲酰胺、六甲基二硅氮烷和有機溶劑A，催化量的硫酸銨或甲磺酸，充分攪拌下升溫到回流，至反應液澄清，減壓蒸干溶劑，加有機溶劑B和縛酸劑，得化合物21的有機溶液B溶液，待用；所述有機溶劑A、有機溶劑B各自獨立為甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷或三氯乙烷；
(B)控制溫度為30～80℃之間，將溶于有機溶劑B中的氯代物6慢慢滴入步驟(A)制得的化合物21的有機溶液B溶液中，滴加過程中，保持反應體系微沸，滴完后在40～50℃保溫反應2～8小時，所得反應液經后處理，得到化合物22。
本發明使用的氯代物6的制備，可參照現有文獻資料，由式5所示的的HME在有機溶劑B中經與氯化亞砜或雙(三氯甲基)碳酸酯(BTC)反應，制得氯代物的有機溶劑B溶液，待用。當然，也可以采用其他方法制備得到氯代物6，然后將其溶于有機溶劑B中，這也屬于本發明的保護范圍。
進一步，步驟(A)中，5-氟胞嘧啶、N,N-二甲基甲酰胺、六甲基二硅氮烷的投料摩爾比為1：1～2：1.3～2.5，優選比例為1:1.2:1.5。
進一步，步驟(A)中，硫酸銨或甲磺酸與5-氟胞嘧啶的投料摩爾比優選為1：80～120。
進一步，所述有機溶劑A優選甲苯。
進一步，所述有機溶劑B優選二氯甲烷。
進一步，步驟(A)中，所述的縛酸劑為三乙胺、三正丙胺、三異丙胺、三正丁胺或吡啶，優選三乙胺。
進一步，步驟(A)中，所使用的縛酸劑與5-氟胞嘧啶的物質的量比為1～2:1，優選為1.1：1。
進一步，步驟(B)中，氯代物6與化合物21的投料比為1:1.2～1.2:1，優選1:1。
進一步，步驟(B)中，所述的后處理優選按照如下操作：控制溫度在25～40℃，往所得反應液中滴入正已烷和/石油醚與水的混合溶劑中，于35～40℃攪拌1～3小時，冷至25～35℃過濾，所得固體物用環已烷或石油醚升溫打漿，冷到5～15℃過濾，所得濾餅用環已烷或石油醚淋洗，再經50℃以下真空烘干得化合物22。
更進一步，混合溶劑中正已烷和/石油醚與水的質量比為1.5～2.5:1，優選2:1。
本發明具體推薦步驟(C)按照如下進行：
化合物22在有機溶液C及質量濃度3-5％的稀鹽酸組成的混合溶液體系中進行水解，水解完成后調節體系pH至7.0～7.5，蒸干溶劑，再加入有機溶劑D打漿分散，過濾得到化合物1；所述有機溶劑C為甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷或三氯乙烷；有機溶劑D為正己烷、石油醚或正庚烷。
進一步，步驟(C)中，所述有機溶劑C優選二氯甲烷。有機溶劑D優選正己烷。
進一步，步驟(C)中，有機溶劑C的加入以化合物22的摩爾數計為每50mmol加入50～150mL，稀鹽酸的加入量以化合物22的摩爾數計為每50mmol加入30～80g。
進一步，步驟(C)中，水解反應在25～30℃下進行，水解時間為7～8小時。
進一步，步驟(C)中，優選用固體碳酸氫鈉調節體系pH值。
本發明進一步推薦所述化合物1的制備方法利用一鍋法按照如下步驟進行：
(A')在反應容器中加入5-氟胞嘧啶、N,N-二甲基甲酰胺、六甲基二硅氮烷和有機溶劑A，催化量的硫酸銨或甲磺酸，充分攪拌下升溫到回流，至反應液澄清，減壓蒸干溶劑，加有機溶劑B和縛酸劑，得化合物21的有機溶液B溶液，待用；所述有機溶劑A、有機溶劑B各自獨立為甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷或三氯乙烷；
(B')控制溫度為30～80℃之間，將溶于有機溶劑B中的氯代物6慢慢滴入步驟(A)制得的化合物21的有機溶液B溶液中，滴加過程中，保持反應體系微沸，滴完后在40～50℃保溫反應2～8小時，得到反應液；
(C')將步驟(B')所得反應液導入由質量濃度3-5％的稀鹽酸和有機溶劑D配成的混合溶液中，攪拌3～5小時，然后調節體系pH值至7.0～7.5，過濾，所得固體物用水以及醋酸乙酯或醋酸異丙酯淋洗，50℃以下真空烘干，得化合物1；所述有機溶劑D為正己烷、石油醚或正庚烷。
上述步驟(A')和步驟(B')的制備細節同上述步驟(A)和步驟(B)，在此不再贅述。
所述步驟(C')中，混合溶液中，稀鹽酸與有機溶劑D的質量比為1:0.5～2，優選1:1。
所述步驟(C')中，優選用碳酸氫鈉調節體系pH值。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
本發明通過5-氟胞嘧啶硅化過程對氨基的保護，減少了反應過程的副反應，提高反應的選擇性。由于化合物22在酸性條件下極易水解，脫保護操作簡單，收率較高。
綜上，本發明所述(2R,5S)-5-(5’氟-胞嘧啶-1-基)-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯的合成方法具有操作安全可靠工藝步驟簡化、生產成本低、產物收率高、純度好的特點，適于工業化生產。
(四)具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍并不限于此。
實施例1：制備化合物22
A、氯代物的制備：參照有關文獻，在250mL的三口燒瓶，由(2R,5R)-5-羥基-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物5)28.8克(0.1mol)，以二氯甲烷為溶劑，經氯化亞砜或雙(三氯甲基)碳酸酯制備而得氯代物的二氯甲烷溶劑，待用。
B、化合物21的制備：250mL的三口燒瓶，加入5-氟胞嘧啶12.9克(0.1mol)，六甲基二硅氮烷24.2克(0.15mol)，100mL甲苯，N,N-二甲基甲酰胺8.8克(0.12mol)，甲磺酸2滴，加熱回流2小時，至溶液澄清，稍冷，減壓蒸干甲苯及過量的六甲基二硅氮烷，加二氯甲烷80mL，三乙胺11克(0.11mol)，升溫溶解，降溫至35-40℃待用，得化合物21的二氯甲烷溶液。
C、化合物22的制備：在溫度為40℃左右，將氯代物的二氯甲烷溶液慢慢滴入化合物21的二氯甲烷溶液，滴加過程中，保持反應微沸，至滴完，然后反應保溫8小時，停止反應。
D、后處理：反應液控制溫度不超過40℃，滴入一含有50克水、100克正已烷配成的混合溶液中，40℃攪拌2小時，冷至25℃左右過濾，所得固體物，用100克環已烷升溫打漿，冷到10℃左右過濾，濾餅用少量環已烷淋洗，濾出物，50℃以下真空烘干，得白色固體產物：32.5克，收率：71.6％。HPLC純度：98.8％。氫譜(1H-NMR)CDCl3，500MHz)：δ0.78(d，3H，CH3)，0.94(d，6H，2CH3)，1.04(m，2H，CH2)，1.44-1.52(m，2H，CH2)，1.71(m，4H，2CH2)，1.95(d，1H，CH)，2.07(d，1H，CH)，3.21(d，6H，CH3)，3.59(t，1H，CH)，4.81(m，1H，CH)，5.48(s，1H，CH)，6.47(q，1H，CH)，8.49(d，1H，CH)，8.82(s，1H，CH)；質譜(ESI-MS)：455(M+1)，元素分析(C21H31FN4O4S,％)(實測值/計算值)：C 55.42/55.49，H 6.92/6.87，N 12.39/12.33。
實施例2-8
實施例1中，化合物21制備，12.9克(0.1mol)的5-氟胞嘧啶，當所用六甲基二硅氮烷及N,N-二甲基甲酰胺用量改變時，化合物22的產率及純度結果。
表1
實施例9：制備化合物22
A、氯代物的制備：參照有關文獻，在250mL的三口燒瓶，由(2R,5R)-5-羥基-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物5)28.8克(0.1mol)，以二氯甲烷為溶劑，經氯化亞砜或雙(三氯甲基)碳酸酯制備而得氯代物的二氯甲烷溶劑，待用。
B、化合物21的制備：250mL的三口燒瓶，加入5-氟胞嘧啶12.9克(0.1mol)，六甲基二硅氮烷24.2克(0.15mol)，100mL甲苯，N,N-二甲基甲酰胺8.8克(0.12mol)，硫酸銨0.13克，加熱回流2小時，至溶液澄清，稍冷，減壓蒸干甲苯及過量的六甲基二硅氮烷，加二氯甲烷80mL，三乙胺11克(0.11mol)，升溫溶解，降溫至35-40℃待用，得化合物21的二氯甲烷溶液。
C、化合物22的制備：在溫度為40℃左右，將氯代物的二氯甲烷溶液慢慢滴入化合物21的二氯甲烷溶液，滴加過程中，保持反應微沸，至滴完，然后反應保溫8小時，停止反應。
D、后處理：反應液控制溫度，滴入一含有50克水、100克正已烷配成的混合溶液中，40℃攪拌2小時，冷至25℃左右過濾，所得固體物，用100克環已烷升溫打漿，冷到10℃左右過濾，濾餅用少量環已烷淋洗，濾出物，50℃以下真空烘干，得白色固體產物：32.8克，收率：72.2％,HPLC純度：99.0％。
實施例10-14
實施例9中，化合物21制備，12.9克(0.1mol)的5-氟胞嘧啶，當所用六甲基二硅氮烷及N,N-二甲基甲酰胺用量改變時，化合物22的產率及純度結果。
表2
實施例15：由化合物22制備F-CME(1)
A、水解：250mL的三口燒瓶，加入100mL的二氯甲烷、50克5％的稀鹽酸，22.7克(50mmol)的化合物22于20-25℃攪拌7至8小時，HPLC跟蹤到化合物22小于0.5％。
B、后處理：反應結束后，固體碳酸氫鈉調pH至7，蒸干二氯甲烷，加環已烷100克，打漿分散，過濾，得F-CME 19.3克。HPLC純度：99.8％，手性純度：99.8％，熔點：219.1-221.2℃，收率：96.7％。氫譜(1H-NMR)CDCl3，500MHz)：δ:0.76(3H,d，CH3)，0.91-2.06(15H,m,(CH3)2CHCH(CH2)CHCH2),3.14(1H,dd，1/2CH2,3.54(1H，d,1/2CH2)，4.75-4.85(1H,m,CHO),5.46(1H,d,SCHO),6.39-6.45(1H,m,OCHN),7.85(2H,br,NH2)，8.51(1H,d,CH)，質譜(ESI-MS)：400(M+1)，元素分析(C18H26FN3O4S,％)(實測值/計算值)：C54.02/54.12，H 6.76/6.56，N 10.65/10.52。
實施例16：化合物22不分離，一鍋法制備F-CME
A、氯代物的制備：參照有關文獻，在250mL的三口燒瓶，由(2R,5R)-5-羥基-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物5)28.8克(0.1mol)，以二氯甲烷為溶劑，經氯化亞砜或雙(三氯甲基)碳酸酯制備而得氯代物的二氯甲烷溶劑，待用。
B、化合物21的制備：250mL的三口燒瓶，加入5-氟胞嘧啶12.9克(0.1mol)，六甲基二硅氮烷24.2克(0.15mol)，100mL甲苯，N,N-二甲基甲酰胺8.8克(0.12mol)，甲磺酸2滴，加熱回流2小時，至溶液澄清，稍冷，減壓蒸干甲苯及過量的六甲基二硅氮烷，加二氯甲烷80mL，三乙胺11克(0.11mol)，升溫溶解，降溫至35-40℃待用，得化合物21的二氯甲烷溶液。
C、化合物22的制備：在溫度為40℃左右，將氯代物的二氯甲烷溶液慢慢滴入化合物21的二氯甲烷溶液，滴加過程中，保持反應微沸，至滴完，然后反應保溫8小時，停止反應。
D、后處理：反應液倒入一含有100克5％的稀鹽酸、100克環已烷配成的混合溶液中，攪拌4小時，再用固體碳酸氫鈉調pH＝7-7.5，過濾，所得固體物，用100mL水和100mL醋酸乙酯淋洗，50℃以下真空烘干，得白色固體產物：34.2克。HPLC純度：99.7％，手性純度：99.8％，熔點：219.0-221.1℃，收率：85.7％。
實施例17-20
實施例16中，化合物21制備，12.9克(0.1mol)的5-氟胞嘧啶，當所用六甲基二硅氮烷及N,N-二甲基甲酰胺用量改變時，F-CME(1)的產率及純度結果。
表3
實施例21：化合物22不分離，一鍋法制備F-CME
A、氯代物的制備：參照有關文獻，在250mL的三口燒瓶，由(2R,5R)-5-羥基-1,3-氧硫雜環戊烷-2-羧酸-L-薄荷基酯(化合物5)28.8克(0.1mol)，以二氯甲烷為溶劑，經氯化亞砜或雙(三氯甲基)碳酸酯制備而得氯代物的二氯甲烷溶劑，待用。
B、化合物21的制備：250mL的三口燒瓶，加入5-氟胞嘧啶12.9克(0.1mol)，六甲基二硅氮烷24.2克(0.15mol)，100mL甲苯，N,N-二甲基甲酰胺8.8克(0.12mol)，硫酸銨0.13克，加熱回流2小時，至溶液澄清，稍冷，減壓蒸干甲苯及過量的六甲基二硅氮烷，加二氯甲烷80mL，三乙胺11克(0.11mol)，升溫溶解，降溫至35-40℃待用，得化合物21的二氯甲烷溶液。
C、化合物22的制備：在溫度為40℃左右，將氯代物的二氯甲烷溶液慢慢滴入化合物21的二氯甲烷溶液，滴加過程中，保持反應微沸，至滴完，然后反應保溫8小時，停止反應。
D、后處理：反應液倒入一含有100克5％的稀鹽酸、100克環已烷配成的混合溶液中，攪拌4小時，再用固體碳酸氫鈉調pH＝7-7.5，過濾，所得固體物，用100mL水和100mL醋酸乙酯淋洗，50℃以下真空烘干，得白色固體產物：34.0克。HPLC純度：99.7％，手性純度：99.7％，熔點：219.5-221.2℃，收率：85.2％。
實施例22-25
實施例16中，化合物21制備，12.9克(0.1mol)的5-氟胞嘧啶，當所用六甲基二硅氮烷及N,N-二甲基甲酰胺用量改變時，F-CME(1)的產率及純度結果。
表3