Tenofovir Disoproxil Fumarate(TDF)是逆转录酶抑制剂tenofovir的前提药物,主要是被开发用于HIV/AIDS及乙型肝炎的治疗。现有研究已经证明,TDF在很多性能方面优于zidovudine、stavudine等一些现有HIV治疗药物,比如耐药性能更好、半衰期更长,是极具市场前景的一款药物。

  图一 TDF结构式

  关于TDF现有较为经典的合成工艺如下图所示。其是使用腺嘌呤4为起始原料,通过与化合物5发生烷基化反应得到中间体HPA(6),而后在碱性条件下与磷酸酯反应得到中间体8,再经水解得到中间体3后与甲酸二酯化合物反应即可得到目标产物TDF。

  图二 TDF工艺路线

  但研究人员指出,此工艺虽然可以得到目标产物TDF,但一直以来存在总体收率不高的问题。该工艺初始开发总产率仅为13%,许多研究人员对其做了很多改进研究工作,现有报道的最高产率也就24%。他们指出,该路线最大的局限是第二步得到的中间体8(PPA)很难纯化。

  基于以上考虑,南非iThemba制药公司再次对该工艺进行了改进,其工作细致到每一步工艺的每一个细节,以下进行简要介绍。

乙肝药Tenofovir Disoproxil Fumarate制备工艺改进

  对于第一步,原有经典工艺是采用氢氧化钠为催化剂,但收率仅有35%,如下表所示,研究人员在最新的研究中尝试了多种碱性催化剂。令研发人员欣喜的是,他们发现采用碳酸钾为催化剂,可以让产率提升至95%。作为第一步,产率的大大提高使后续反应的进行极为有利。

  图(表)第一步催化剂探索

  前面也有提到,对于该工艺改进,最大的挑战就在于第二步。对于该步骤,原有工艺主要有以下几点不足:1,原有工艺中用到的催化剂MTB非常昂贵,不利于工业化生产;2,该工艺对MTB的质量依耐性非常高,大量生产几乎难以达到;3,该反应产生的镁盐副产物非常难以处理。

  在新的研究中,iThemba制药公司的研发人员对其进行了大量探究。首先研究人员尝试了采用其他碱性催化剂来替换MTB,但遗憾的是,研发人员尝试了了十几种碱性催化剂,但均达不到使用MTB的效果。因此,研发人员只能从其他方向考虑,他们从溶剂、反应时间以及加料顺序等多个方面进行了研究。最终确定,先让HPA及tert-butanol溶解在DCM中,然后缓慢滴加甲基氯化镁,反应半小时后滴加DESMP,如此可取得较好的效果。

  总的来说,iThemba制药公司的研发人员成功优化了TDF生产工艺。在第一步反应中,通过简单的碱性催化剂的改变,让反应产率大为提高;而对于第二步,最大的优化是避开了使用难以处理的DMF及DMP等溶剂,对于工业化生产,这一点是非常重要的;而且,研究人员发现第二步中使用吉拉德试剂与tert-butanol组合可有效提高转化率。具体的说,新的工艺除了使产率大为提高,在原料及催化剂上也更加经济实惠,反应条件也相对温和,在反应后处理上更是大有改进,是一次适用于工业化生产的成功工艺改进。