(6R)-5,6,7,8-四氢生物蝶呤二盐酸盐的制备

背景及概述

二盐酸沙丙蝶呤(sapropterindihydrochloride，1)，化学名为(6R)-2-氨基-6-[(1R,2S)-1,2-二羟基丙基]-5,6,7,8-四氢蝶啶-4(1H)-酮二盐酸盐，是BioMarin制药公司研发的苯丙氨酸羟化酶激动药，2007年12月作为孤儿药首次获美国FDA批准上市，商品名为Kuvan，用于治疗苯丙酮尿症。本品为首个治疗苯丙酮尿症的特异性药物，具有疗效确切、服用方便、安全性高等特点。盐酸沙丙蝶呤片，适用于对科望治疗有反应的四氢生物喋呤（BH4）缺乏症所导致的高苯丙氨酸血症（HPA），可用于成人及4岁以上儿童。

制备

(6R)-5,6,7,8-四氢生物蝶呤二盐酸盐的合成方法主要有4种：分别以巴豆酸酯或酰胺、L-新蝶呤(neopterin)、D-核糖或L-鼠李糖为起始原料经多步反应制得，但都存在步骤长、总收率低(5.6％～26.3％)等缺点。本研究在文献基础上，以L-鼠李糖一水合物(2)为原料，先与十二烷基硫醇反应，得L-鼠李糖二(十二烷基)缩硫醛(3)，3用双氧水将硫氧化为砜后在氨水中经MacDonald-Fischer反应降解，得5-脱氧-L-阿拉伯糖(5)，5与苯肼缩合制得苯腙类化合物6后经乙酐乙酰化，得2,3,4-O-三乙酰基-5-脱氧-L-阿拉伯糖苯腙(7)，然后用7与2,4,5-三氨基-6-羟基嘧啶硫酸盐(8)环合、30％双氧水氧化、10％盐酸水解乙酰基得2-氨基-6-[(1R,2S)-1,2-二羟基丙基]-4(1H)-蝶啶酮(11)，最后经二氧化铂催化氢化后与盐酸成盐即得(6R)-5,6,7,8-四氢生物蝶呤二盐酸盐(图1)。3的合成采用无水氯化锌来代替浓盐酸催化十二烷基硫醇与2的反应，收率90％；11催化氢化得到的沙丙蝶呤粗品中，其6R/6S异构体的比例约为12.0/1.0，经过乙醇∶10％盐酸(1∶1)重结晶后，1含量大于99.6％。关键中间体和目标物的结构经1HNMR和MS确证。改进后的方法原料易得，反应条件温和，后处理简便，适合放大制备，总收率约26.8％[1]。(6R)-5,6,7,8-四氢生物蝶呤二盐酸盐的合成路线图如下图：

图1 (6R)-5,6,7,8-四氢生物蝶呤二盐酸盐的合成路线图

L-鼠李糖二(十二烷基)缩硫醛(3)

向反应瓶中加入2(10.0g，55mmol)、二噁烷(100ml)和无水氯化锌(15.0g，110mmol)，搅拌均匀后加入十二烷基硫醇(27.6ml，115mmol)，室温反应10h，将反应液加至去离子水(150ml)中，过滤，滤饼用少量乙醇洗涤后再经乙醇重结晶，得白色固体L-鼠李糖二(十二烷基)缩硫醛(27.2g，90.0％)

1,1-二(十二烷基磺酰基)-2,3,4,5-四羟基己烷(4)

将L-鼠李糖二(十二烷基)缩硫醛(22.0g，40mmol)和冰乙酸(160ml)加至反应瓶中，室温搅匀后滴入30％双氧水(150ml)，滴毕升温至60～65℃反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼用少量去离子水洗涤后干燥，得白色固体1,1-二(十二烷基磺酰基)-2,3,4,5-四羟基己烷(21.2g，86.2％)，mp110.3～111.6℃。

5-脱氧-L-阿拉伯糖(5)

反应瓶中加入1,1-二(十二烷基磺酰基)-2,3,4,5-四羟基己烷(18.0g，29mmol)和二噁烷(180ml)，搅拌溶解后，加入25％氨水(180ml)，室温搅拌2h后过滤，滤液用乙酸乙酯(100ml×2)洗涤，所得水层即为5-脱氧-L-阿拉伯糖的水溶液，不需纯化直接用于下步反应。

2,3,4-O-三乙酰基-5-脱氧-L-阿拉伯糖苯腙(7)

氩气保护下，向上步所得的5-脱氧-L-阿拉伯糖水溶液中加冰乙酸(80ml)调至pH6，加入乙酸乙酯(70ml)，冷却至5℃，加入苯肼(2.12ml，21.6mmol)，保温反应1.5h，分离出乙酸乙酯层，依次用去离子水(50ml×2)、饱和氯化钠溶液(50ml)洗涤，经无水硫酸钠干燥后过滤，得中间体6的乙酸乙酯溶液。在上述6溶液中加入4-二甲胺基吡啶(DMAP，514mg，4.2mmol)和乙酐(6.8ml，71.2mmol)，室温搅拌反应8h，加入去离子水(50ml)，搅拌30min后静置，分出乙酸乙酯层，依次用饱和碳酸氢钠溶液(50ml)、饱和氯化钠溶液(50ml)洗涤，经无水硫酸钠干燥后过滤，滤液减压蒸除溶剂，得到橘红色油状物2,3,4-O-三乙酰基-5-脱氧-L-阿拉伯糖苯腙(8.0g)，不需纯化直接用于下步反应。

2-氨基-6-[(1R,2S)-1,2-二羟基丙基]-4(1H)-蝶啶酮(11)

将上步所得的2,3,4-O-三乙酰基-5-脱氧-L-阿拉伯糖苯腙、甲醇(50ml)和无水高氯酸锂(446mg，4.2mmol)加至反应瓶中，搅拌均匀后再加入由8(3.4g，14.2mmol)、氢氧化钠(1.14g，28.4mmol)和去离子水(40ml)所配成的溶液，氩气保护下升温回流搅拌反应8h。反应液冷却至室温，滴入30％双氧水(7.2ml，71mmol)，室温搅拌反应12h，0℃冷却2h后过滤，滤饼用少量甲醇和去离子水洗涤，抽干，所得深褐色固体10与10％盐酸(50ml)加至反应瓶中，在氩气保护下回流搅拌反应30min，反应结束后减压蒸除溶剂，残余物中加入10％氨水(40ml)，0℃放置过夜，过滤，滤饼用去离子水和少量丙酮洗涤，干燥，所得粗品用50％乙酸重结晶，得浅黄色固体2-氨基-6-[(1R,2S)-1,2-二羟基丙基]-4(1H)-蝶啶酮(2.93g，5步收率42.3％)，mp>280℃。

二盐酸沙丙蝶呤(1)

在反应釜中加入2-氨基-6-[(1R,2S)-1,2-二羟基丙基]-4(1H)-蝶啶酮(2.4g，10.1mmol)、二氧化铂(104mg，0.48mmol)和去离子水(120ml)，加10％四乙基氢氧化铵(30ml)调至pH12，用氢气置换3次后，维持氢压在1.0MPa室温反应24h。反应液加浓盐酸(12ml)酸化，过滤，滤液减压蒸除溶剂，残余物中6R/6S异构体的比例约为12.0/1.0。用乙醇∶10％盐酸(1∶1)重结晶，得白色针状结晶(6R)-5,6,7,8-四氢生物蝶呤二盐酸盐(2.7g，81.5％)，mp250～252℃(分解)，纯度99.6％[HPLC归一化法：色谱柱Partisil-10SCX柱(4.5mm×250mm，5m)；流动相0.01mol/L磷酸铵溶液∶0.01mol/L硫酸铵溶液(30∶3，pH3.0)；检测波长265nm；流速1.0ml/min]。HR-ESI-MS(m/z,+Q):242.1245[M-2HCl+H]+；1HNMR (400MHz,D2O):3.80～3.89(m,4H),3.61～3.67(m,1H),1.36(d,J=4.4Hz,3H)；13CNMR (100MHz,D2O):159.9,154.7,153.1,87.8,73.6,70.3,55.8,39.4,21.9。

参考文献

[1] Hong H, Gage J, Chen C, et al. Method for the synthesi-zing sapropterin dihydrochloride: WO, 2013152609 [P].2013-10-17.