5′-脱氧-2′,3′-二-O-乙酰基-5-氟胞苷是合成卡培他滨的重要中间体,探索5′-脱氧-2′,3′-二-O-乙酰基-5-氟胞苷的合成方法具有重要的医学和工程意义。
简述:5′-脱氧-2′,3′-二-O-乙酰基-5-氟胞苷,英文名称:2',3'-di-O-acetyl-5'-deoxy-5-fluorocytidine,CAS:161599-46-8,分子式:C13H16FN3O6,5′-脱氧-2′,3′-二-O-乙酰基-5-氟胞苷是卡培他滨中间体,主要用于抗癌药卡培他滨的合成。
合成:
以价廉易得的D-核糖为起始原料,经缩酮化保护、磺酰化,1,4-二氧六环做溶剂的条件下,使用硼氢化钾还原、再经水解、乙酰化反应得到关键中间体1,2,3-三-O-乙酰基-5-脱氧-D-呋喃核糖,再与5-氟胞嘧啶进行Silyl反应制备5′-脱氧-2′,3′-二-O-乙酰基-5-氟胞苷。具体实验步骤如下:
(1)2,3-O-异亚丙基-D-呋喃甲基糖苷(2)的合成
于20 L双层玻璃反应釜中依次加入甲醇4 L、丙酮4 L和浓盐酸300 mL,开启搅拌,缓慢加入D-核糖(1 000 g,6.66 mol),25±5 ℃反应24 h,缓慢滴加饱和碳酸氢钠溶液调pH=7~8,40±5 ℃减压回收溶剂至少量,冷却至25±5 ℃,加入二氯甲烷3×4 L萃取,合并有机相,用无水硫酸钠干燥,抽滤,滤液40±5 ℃减压回收至几无液体流出,得1 211.81 g淡黄色油状物(2),产率89.09%(文献产率84%[13])。
(2)2,3-O-异亚丙基-5-O-苯磺酰基-D-呋喃甲基糖苷(3)的合成
在一个容量为10升的双层玻璃反应釜中,注入3升二氯甲烷并启动搅拌。按顺序加入2(1000克,4.90摩尔)和三乙胺(1863克,9.80摩尔),将温度降至10±5℃,在此温度下缓慢滴加苯磺酰氯(1,038克,5.88摩尔),滴加完毕后将温度保持在25±5℃反应20小时。向反应液中加入3升纯化水继续搅拌2小时,静置分层后,用1 mol·L-1盐酸溶液3升搅拌30分钟处理有机层,随后用饱和碳酸氢钠溶液3升、纯化水3升各搅拌30分钟进行洗涤,之后经无水硫酸钠干燥,抽滤,滤液在40±5℃减压回收至几乎无液体流出,降温至25±5℃,得到1,679.31克棕黄色固体(3),产率为99.61%。
(3)2,3-O-异亚丙基-5-脱氧-D-呋喃甲基糖苷(4)的合成
于10 L双层玻璃反应釜中加入5 L 1,4-二氧六环,开启搅拌,依次加入3(500 g,1.45 mol),硼氢化钾(390.92 g,7.25 mol),无水氯化锂(307.33 g,7.25 mol),升温至110±5 ℃反应40 h,冷却至25±5 ℃,抽滤,滤饼用石油醚洗,与滤液合并,合并后用水洗3次,分出有机层,无水硫酸钠干燥,抽滤,滤液35±5 ℃减压回收至几无液体流出,得243.24 g无色透明油状物(4),产率88.99%。
(4)1,2,3-三-O-乙酰基-5-脱氧-D-呋喃核糖(5)的合成
于10 L双层玻璃反应釜中加入0.04 mol·L-1硫酸水溶液2.5 L,开启搅拌,依次加入4(500 g,2.66 mol),升温至100±5 ℃反应6 h,冷却至25±5 ℃,用吡啶调pH=6~7,反应液55±5 ℃减压回收至几无液体流出,加入乙酸酐1.8 L,升温至60±5 ℃,加入无水乙酸钠(218 g,2.66 mol),反应体系升温至约90±5 ℃,自然降温至25±5 ℃反应结束,抽滤,滤液80±5 ℃减压回收至几无液体流出,加入自来水3 L,搅拌条件下用碳酸氢钠调pH=7~8,搅拌2 h,抽滤,滤饼水洗,40±5 ℃鼓风干燥10 h,得563.32 g浅黄色固体(5),产率81.48%。
(5)2′,3′-O-二乙酰基-5′-脱氧-5-氟胞苷(6)的合成
在一个容量为10升的双层玻璃反应釜中,加入1.5升甲苯并启动搅拌。按顺序加入5-氟胞嘧啶(500克,3.88摩尔),六甲基二硅氮烷(689克,4.27摩尔),硫酸铵(10克,76毫摩尔),将温度升至120±5℃反应6小时,然后降至25±5℃,得到淡黄色反应液。在60±5℃条件下减压回收至出现大量固体,再降至25±5℃,加入无水二氯甲烷3升,再加入5(500克,1.92摩尔),将温度降至0±5℃,控制在0±5℃缓慢滴加三氟甲磺酸三甲基硅酯(512克,2.30摩尔),滴加完毕后,自然升至20±5℃反应16小时。向反应液中加入2升饱和碳酸氢钠溶液搅拌2小时,静置分出有机层,用4%碳酸氢钠溶液洗涤1次,经无水硫酸钠干燥后,抽滤,滤液在40±5℃减压回收至几乎无液体流出,再加入3升异丙醇升温溶解澄清后,降至25±5℃搅拌1小时,5±5℃析晶12小时,抽滤,滤饼在40±5℃鼓风干燥4小时,得到白色粉状固体605.14克(6),产率为95.65%。
参考文献:
[1]鄢小燕,张毅,晏英.抗肿瘤药物卡培他滨的合成工艺改进[J].化学研究与应用,2023,35(04):982-989.