(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷的制法和生物作用

简介

(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷是HCV复制子试验中丙型肝炎病毒（HCV）RNA复制的有效抑制剂，并作为非破坏性链终止剂。最近，已经表明其在体内代谢也导致尿苷同系物β-D-2'-脱氧-2'-氟-2'-C-甲基尿苷（PSI-62061；RO2433）的5'-三磷酸的形成。然而，酶和基于细胞的测定都表明(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷三磷酸是比RO2433-TP更有效的HCV RdRp抑制剂[1]。

合成

图1 (2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷的合成路线[2]。

步骤1：将化合物703（46.0g，0.13mol）溶于无水吡啶中并真空浓缩至干。将所得糖浆在氩气下溶解于无水吡啶中，并在搅拌下冷却至0°C。棕色溶液用苯甲酰氯（30mL，0.250mol）逐滴处理10分钟。除去冰浴并继续搅拌1.5小时，由此TLC显示没有剩余的原料。通过加入水（5mL）淬灭混合物并浓缩至干。将残余物溶于少量CH2Cl2中，并用饱和NaHCO3（1×500 mL）和H2O（1×500mL）洗涤。将有机相干燥（Na2SO4）并过滤，浓缩至干并在硅胶上进行色谱分离，用逐步梯度的EtOAc己烷（25-60%）洗脱。收率：（48.5克，67%），黄色泡沫。

步骤2：将化合物704（7.50 g，0.013 mol）在15氩气下溶解于无水甲苯（150 mL）中，并冷却至-20°C。缓慢加入DAST（2.5mL，18.9mmol），加入完成后除去冷却浴。继续搅拌1小时，将混合物倒入饱和NaHCO3（100mL）中并洗涤直到气体析出停止。将有机相干燥（Na2SO4），浓缩，并通过硅胶色谱纯化，用1:1 EtOAc己烷洗脱。收率：1.22g（16.3%），白色固体。

步骤3：在10L烧瓶中，加入3'，5'-O-二苯二酰基-2'脱氧-2'-氟-2'-C-甲基-N4-苯甲酰基胞苷（500g，0.874mol）和70%乙酸水溶液（7.5L）。将溶液加热至回流（110℃）20小时。TLC显示完全反应（Rf0.6在5%甲醇二氯甲烷（HCL）中）。将混合物冷却至环境温度并用水（2L）稀释。搅拌2小时后，过滤收集所得沉淀物，用水（5L）冲洗固体，并在环境温度下在大气中干燥12小时，得到产物。收率：360克（88%）。

步骤4：该二苯甲酰尿苷中间体在0摄氏度下直接用于下一步，将其全部添加到新制备的甲醇氨（5.4 L，约25%）中。该温度保持3小时，然后升温至15°C。TLC显示完全反应（Rf 0.4在10%甲醇的HCL中）。将反应混合物通过硅藻土床过滤并在减压下浓缩，得到粗产物（216g）。将粗产物与乙酸乙酯（325mL）在环境温度下搅拌3小时。过滤收集所得固体并用乙酸乙酯（216mL）洗涤。将固体在环境温度下真空干燥4小时，得到所需产物(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷。收率：160克（78%）。HPLC纯度：98.7%。1H-NMR（DMSO-d6）011.44（br s，1H，NH）、7.95（d，1H、C-6H）、5.97（d，3H，C-1'H）、5.64（d，2H，C-5H）、3.84-3.77（m，3H、C-5'-Ha、C-3'H.C-4'H），3.63-3.60（m，1H和C5'-Hb）、1.23（d，5H，C-2'-CH3）。ES-MS M-I 259。

生物作用

(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷是一种特异性HCV抑制剂，因为它对其他密切相关和无关的病毒缺乏抗病毒活性。其也缺乏对细胞DNA和RNA聚合酶的任何显著活性。在最高测试浓度（100μM）下，(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷没有细胞毒性、线粒体毒性或骨髓毒性。使用对修饰核苷类似物具有抗性的复制子突变体进行的交叉抗性研究表明，其对S282T复制子突变体的活性较低，而表达含有S96T/N142T突变的复制子的细胞仍然对PSI-78511完全敏感。使用复制子细胞的清除研究表明，(2'R)-2'-脱氧-2'-氟-2'-甲基脲苷能够清除细胞中的HCV复制子RNA并防止病毒反弹[3]。

参考文献

[1] A.M. Lam, E. Murakami, C. Espiritu, H.M.M. Steuer, C. Niu, M. Keilman, H. Bao, V. Zennou, N. Bourne, J.G. Julander, J.D. Morrey, D.F. Smee, D.N. Frick, J.A. Heck, P. Wang, D. Nagarathnam, B.S. Ross, M.J. Sofia, M.J. Otto, P.A. Furman, PSI-7851, a Pronucleotide of beta-D-2 '-Deoxy-2 '-Fluoro-2 '-C-Methyluridine Monophosphate, Is a Potent and Pan-Genotype Inhibitor of Hepatitis C Virus Replication, ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY 54(8) (2010) 3187-3196.

[2]  Ray, Adrian S. et al. Preparation of pyridazinylmethylimidazopyridine derivatives and analogs for use in the treatment of hepatitis C virus using combination chemotherapy. PCT Int. Appl., 2013040492, 21 Mar 2013.

[3] E. Murakami, C. Niu, H. Bao, H.M.M. Steuer, T. Whitaker, T. Nachman, M.A. Sofia, P. Wang, M.J. Otto, P.A. Furman, The mechanism of action of beta-D-2'-Deoxy-2'-fluoro-2'-C-methylcytidme involves a second metabolic pathway leading to beta-D-2'-deoxy-2-fluoro-2'-C-methyluridine 5'-triphosphate, a potent inhibitor of the hepatitis C virus RNA-dependent RNA polymerase, ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY 52(2) (2008) 458-464.