卤代核苷和卤代核苷酸类分子在药物上有着非常广泛的应用，例如丙型肝炎病毒（HCV）治疗药物索非布韦（sofosbuvir）和癌症治疗药物吉西他滨（gemcitabine）。（图一）其中，索非布韦（sofosbuvir）与ribavirin或ledipasvir的联合疗法为全球近1.5亿慢性HCV患者提供了方便、安全的治疗选择。因此，该类药物的开发意义非常大。

       图一 sofosbuvir和gemcitabine结构式

       卤代核苷酸化合物ABBV-168是AbbVie开发的新型抗HCV药物分子，其在体内可以转化成药理活性分子磷酸酯4。目前的开发数据显示了ABBV-168巨大的成药潜力，因此AbbVie将其作为临床候选药物分子正在进行积极开发，其中工艺开发就是重要的工作之一。

       图二 ABBV-168及三磷酸衍生物4结构式

       如图三所示，ABBV-168的合成难点主要有两个：其一是不对称卤代反应；其次是选择性糖基化反应。因此，AbbVie对于ABBV-168的工艺开发也主要集中于这两步反应的优化。

       图三 2'-溴尿苷核苷合成策略

       图四是ABBV-168核苷14的初始合成工艺。在该工艺中，研究人员使用D-(+)-核糖酸-GAMMA-内酯9为原料，首先使用TIPS保护醇羟基，以及在碱LHMDS作用下于NFSI发生F代反应得到中间体10；而后在碱LHMDS作用下与NBS发生Br代反应得到中间体11；中间体11在DIBAL-H作用下发生还原反应，并用BzCl对新生成的羟基进行保护得到中间体12；不足的是，在之后的糖基化反应中，研究人员使用Vorbruggen开发的条件，得到的dr值只有9：1，且其中的9份是不需要的异构体，这一步也成为了该工艺最大的不足之处；最后，化合物13脱去Bz及TIPS保护基即得到关键化合物14。

       图四 ABBV-168核苷14的初始合成工艺

       上述初始合成工艺由于糖基化反应得到的大多是非目标手性的产物，其总产率不到1%，因而仅能满足初期简单活性测试。为了进一步的研究及满足未来市场需求，AbbVie又开发了ABBV-168的二代工艺。

       在ABBV-168的二代工艺中，研究人员首先进行的是糖基供体16的合成。如图五所示，研究人员让化合物10在1,2-二溴四氯乙烷作为Br代试剂的条件下得到化合物11（dr值为9：1）；DIBALH还原化合物11中的羰基得到化合物15；然后使用PMBz保护新生成的羟基，TBAF脱去TIPS保护后又用PMBz进行保护即可得到关键中间体16，总产率达88%。

       图五 糖基供体16的二代合成工艺

       得到关键中间体16后，通过糖基化反应得到化合物17，然后再氨作用下脱去保护基即得到化合物14，AbbVie的研究人员还成功拿到了化合物14的单晶。

       图六 ABBV-168核苷14的二代合成工艺

       上述二代工艺虽然较原有工艺在产率等方面有很大优化，但在大规模生产上仍然存在诸多问题，主要有：多步骤需要色谱柱分离；两步需要使用低温试验；使用了大质量TIPS保护基等。因此，研究人员又进一步进行了ABBV-168三代工艺开发。

       图七 糖基供体16的三代合成工艺

       与之前不同，在三代工艺中，研究人员使用了醛基化合物19为初始原料，通过Reformatsky反应得到二卤代化合物21；将化合物21转化成醇22后，使用PMBz对醇羟基进行保护，并还原酯羰基得到化合物23；而后用PMBz保护新生成的醇羟基即得到化合物16。

       图八 糖基化反应条件优化

       成功得到化合物16后，研究人员对糖基化关键步骤进行了优化，但遗憾的是，优化最高的收率也仅为50%（图八），虽然有所改进，但仍有巨大改进空间，AbbVie的研究人员表示还会进行进一步开发。

       图九 ABBV-168的合成

       如图九所示，上述三代工艺得到的关键中间体14与磷酸酯化合物18进行缩合即成功得到目标分子ABBV-168。

       图十 ABBV-168三代合成工艺汇总

       以上对ABBV-168的三代合成工艺进行了总结，总的来说，第三代工艺无需进行色谱柱分离、各步骤立体选择性高、总产率高，这些方面的改进使得其更加适用于工业化大规模生产。不足之处是糖基化反应的产率仍然不高，还需要进一步优化。AbbVie方面指出，三代工艺已经具备ABBV-168公斤级生产潜力，当然，AbbVie并未满足于此，未来还会对工艺进行进一步地优化改进。

       参考文献：

       1. Synthesis of ABBV-168, a 2′-Bromouridine for the Treatment of Hepatitis C，J. Org. Chem.，2019；

       2. Anti-Viral Compounds. Patent US 2017/0057981, 2017；

       3. The ProTide Prodrug Technology: From the Concept to the Clinic. J. Med. Chem. 2018.

       作者简介：云天，药物化学博士，主要从事小分子药物研究，尤其擅长小分子药物的合成工艺及后期药物开发研究，已完成多个抗癌药物分子的合成和活性评估。

点击下图，预登记观展