本发明涉及药物合成技术领域，具体涉及一类制备瑞德西韦关键中间体的新的化合物，以及这类化合物的制备方法。本发明还涉及用该类化合物制备瑞德西韦中间体的生产工艺。
背景技术：
瑞德西韦（remdesivir），化学名为((s)-(((2r,3s,4r,5r)-5-(4-氨基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-5-氰基-3,4-二羟基四氢呋喃-2-基)甲氧基)(苯氧基)磷酰基)-l-丙氨酸-2-乙基丁酯，其化学结构式为：
瑞德西韦（remdesivir），由吉利德科学公司gileadscience开发，是一种病毒rna依赖的rna聚合酶(rdrp)抑制剂，可以通过抑制病毒核酸合成而发挥抗病毒作用。瑞德西韦目前在全球并未上市，i期和ii期临床试验的适应证为抗埃博拉病毒(丝状病毒)，该适应症并未开展iii期试验。针对埃博拉病毒的研究表明，瑞德西韦具有很强的抗丝状病毒效果。相关细胞和动物实验还发现，瑞德西韦对于呼吸道合胞病毒(respiratorysyncytialvirus，rsv)、冠状病毒、尼帕病毒(nipahvirus)均有抑制效果。
瑞德西韦分别于2015年9月在美国和2016年1月在欧洲获得治疗埃博拉病毒感染的孤儿药资格。2018年11月，刚果当局批准对埃博拉病毒感染的临床研究中，一项名为palm的三期试验，用于评价zmapp、瑞德西韦、regn-eb3和mab-114四种药物中治疗的最佳选择。中期结果表明瑞德西韦组患者存活率最低，随即该治疗组的试验被停止，这也意味着该药在埃博拉疾病的研究上暂时受阻。经体外细胞实验和动物模型实验证实瑞德西韦对非典型性肺炎冠状病毒(sars-cov)和中东呼吸综合症冠状病毒(mers-cov)均具有抗病毒作用。
吉利德科学公司开发了两条合成瑞德西韦的工艺路线，并申请了专利（cn107074902a）。
由于路线一以4-氨基-7-溴-吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪为起始原料合成瑞德西韦。该化合物中包含胺基基团，对随后的锂-卤交换、氰化反应均有不利影响。在路线一中通过硅烷保护氨基，再进行锂-卤交换形成相应的锂盐。将锂盐添加到内酯当中获得相应的羟基化合物。由于氨基保护难以彻底、低温反应难以控制、丁基锂添加的速度等因素导致反应效率不高，产量多变。
为了解决上述工艺中存在的问题，吉利德科学公司开发了第二条路线。该工艺中仍然采用氨基取代的吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪为起始原料，但是卤素由溴改为碘，为了获得更好的金属交换效果。该工艺并未能从根本上解决路线一中存在的问题，仍然需要采用硅烷保护基对氨基进行保护，随后在低温下进行反应。这种改进生产更稳定，但是其反应收率仅40%。三嗪环上氨基的碱性和亲核性对下一步的羟基活化和氰基取代反应也存在不利影响。
由于先天结构缺陷导致目前已知的工艺路线无法实现高效的反应和稳定的收率，对批量生产瑞德西韦构成巨大的障碍。
本发明人提供了一种新的化合物，以及与现有技术不同的，反应选择性高、可批量制备瑞德西韦关键中间体的工艺路线。该中间体采用活性相对较弱的卤素或甲硫基替换影响偶联反应和取代反应的胺基，有效避免了副反应的发生和额外试剂的添加，从而大大提升了反应效率。
技术实现要素：
针对以上情况，本发明提供了一种合成瑞德西韦关键中间体的新化合物，制备方法及其用途。
本发明提供了一种式（ii）所示的化合物：
x为氟、氯、溴、碘或甲硫基；
y为溴或碘；
各pg独立地为羟基保护基，或者，相邻碳原子上的两个pg基团一起形成-c(r1)2-基团；
r1为h、c1-c6烷基、苯基或取代的苯基。
上述化合物可以下述任一结构式表示：
上述化合物的制备方法如下：
(a)式（v）所示的4-x-吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪与卤化试剂混合反应得到式（iv）所示的4-x-7-卤代-吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪；
（b）通过添加镁或烷基卤化镁与式（vi）所示的核糖内酯衍生物反应生成如式（iii）所示的糖苷化物；
（c）在合适的溶剂中糖苷化物（iii）在氰化剂、路易斯酸、布朗斯台德酸的作用下将羟基转化为氰基得到化合物ii；
其中，
x为氟、氯、溴、碘或甲硫基；
y为溴或碘；
各pg独立地为羟基保护基，或者，相邻碳原子上的两个pg基团一起形成-c(r1)2-基团；
r1为h、c1-c6烷基、苯基或取代的苯基。
反应步骤（a）中，卤化选用碘代试剂或溴代试剂在合适的溶剂中反应；所述碘代试剂为碘或碘代丁二酰亚胺；所述溴代试剂为溴素、溴代琥珀酰亚胺或二溴海因。
反应步骤（b）中，所述烷基卤化镁为iprmgcl、iprmgcl-licl或phmgcl。
反应步骤（c）中，所述氰化剂为tmscn、tbscn、tescn、hcn、kcn、nacn、4-甲苯磺酰氰、cucn、四丁基氰化铵、四甲基氰化铵或四乙基氰化铵；所述路易斯酸为tmsotf、tbsotf、tesotf、bf3、bf3-oet2、4-甲苯磺酰基氯化物、苯磺酰基氯、4-甲苯磺酰基三氟甲磺酸酯、苯磺酰基三氟甲磺酸酯、甲基磺酰氯或甲基磺酸酐；所述布朗斯台德酸为三氟甲基磺酸、苯磺酸或三氟乙酸；所述溶剂为二氯甲烷。
本发明的另一目的是提供上述化合物ii合成瑞德西韦关键中间体的用途。
本发明的另一目的是提供一种将上述化合物ii通过氨化，合成瑞德西韦关键中间体的方法。
其中，
x为氟、氯、溴、碘或甲硫基；
各pg独立地为羟基保护基，或者，相邻碳原子上的两个pg基团一起形成-c(r1)2-基团；
r1为h、c1-c6烷基、苯基或取代的苯基。
化合物ii合成化合物i过程中氨化所采用的氨化试剂包括：氨气、氨水。
本发明的有益效果是：
本发明的新化合物ii，用于合成瑞德西韦关键中间体i有如下益处：可以克服现有技术中反应条件苛刻，副反应多，不适用于大生产的缺点；本发明的瑞德西韦关键中间体合成工艺反应效率更高，易于商业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例来详细说明本发明的技术内容，这些实例只是进一步详细说明本发明的特征，而不是本发明范围或本发明权利要求范围的限制。
实施例1
(2r,3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基
将吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪-4(3h)-酮(50g,0.37mol)加到300g三氯氧磷中，加热到60℃。反应完毕后，冷却至室温。将反应混合物缓慢导入冰水浴中。用饱和碳酸钠溶液中和反应液，乙酸乙酯萃取两次。合并有机相减压浓缩得到4-氯吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪，直接用于下一步。
将4-氯吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪加入100mlthf和100ml二氯甲烷中。将反应液冷却到0℃以下，分批加入碘代丁二酰亚胺（nis）（90g,0.41mol）。低温反应完毕，向反应液中加入200ml乙酸乙酯稀释。向混合物加入300ml水搅拌10min，过滤收集滤饼。滤液静置分层，收集有机相减压浓缩。合并滤饼和浓缩物，硅胶柱层析（乙酸乙酯/石油醚=0~100%）获得80.3g4-氯-7-碘吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪，收率78%.分子量：278.9，lcmsm/z：279.9(m h) .1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ8.00(s,1h),6.90(d,d,j=7.5hz,1h),6.51(d,j=7.5hz,1h).
氮气保护下，向反应瓶中加入4-氯-7-碘吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪（27.9g,100mmol）和500ml四氢呋喃，冷却到-10℃。缓慢加入iprmgcl-licl(1m四氢呋喃溶液,100ml,100mmol)控制内温不超过0℃。搅拌30min后，反应液冷却到–20℃。将2,3,5-三苄氧基-d-核糖酸-1,4-内酯(41.8g,100mmol)的四氢呋喃溶液缓慢滴入反应液中，控制内温不超过-20℃。搅拌1h后，反应液升至0℃。用15ml甲醇淬灭反应，加入500ml1m稀盐酸。加入500ml乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，1m碳酸氢钠水溶液洗涤。减压浓缩有机相，快速通过短硅胶层析柱（洗脱剂：乙酸乙酯：石油醚）获得43.5g(3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-醇，收率76%。1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ7.91(s,1h),7.40–7.27(m,15h),6.24(d,j=5.9hz,1h),5.89(d,j=5.0hz,1h),5.05–4.84(m,4h),4.62(s,2h),4.45(s,2h),3.91–3.80(m,1h),3.72–3.40(m,3h).
氮气保护下，向反应瓶中加入(3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-醇（5.72g，10.0mmol）和40ml二氯甲烷。搅拌下冷却至-20℃，缓慢加入tmsotf(2.66g，12.0mmol)，搅拌30min。缓慢滴入tmscn(1.2g，12.0mmol)，搅拌2小时。加入2ml三乙胺，反应液升至0℃。随后加入碳酸氢钠和水，搅拌10min。静置分层，水相用二氯甲烷萃取。合并有机相减压浓缩，浓缩物快速通过短硅胶层析柱（洗脱剂：乙酸乙酯：石油醚）获得5.1g(2r,3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基，收率88%。1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ7.87-7.95(m,1h),7.25-7.45(m,13h),7.02-7.22(m,1h),6.81-6.89(m,1h),6.72-6.78(m,1h),5.06-5.21(m,1h),4.32-4.95(m,7h),4.03-4.23(m,2h),3.64-3.92(m,2h).
实施例2
(2r,3r,4r,5r)-2-(4-溴吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基
以与实施例1中所述类似的反应，使用4-溴吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪得到标题化合物（5.2g）。1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ8.03(s,1h),7.30-7.43(m,13h),7.10-7.19(m,1h),6.80-6.88(m,1h),6.70-6.76(m,1h),6.40(bs,2h),5.13-4.94(m,1h),4.30-4.83(m,7h),4.10-4.19(m,2h),3.60-3.91(m,2h).
实施例3
(2r,3r,4r,5r)-2-(4-甲硫基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基
将4-甲硫基吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪加入100mlthf和100ml二氯甲烷中。将反应液冷却到0℃以下，分批加入碘代丁二酰亚胺（nis）（67.7g,0.41mol）。低温反应完毕，向反应液中加入200ml乙酸乙酯稀释。向混合物加入300ml水搅拌10min，过滤收集滤饼。滤液静置分层，收集有机相减压浓缩。合并滤饼和浓缩物，硅胶柱层析（乙酸乙酯/石油醚=0~100%）获得82.3g4-甲硫基-7-碘吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪，收率69%.分子量：290.9，质谱：291.9(m h) .1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ8.42(s,1h),6.72(d,d,j=7.5hz,1h),6.42(d,j=7.5hz,1h),2.62(s,1h).
氮气保护下，向反应瓶中加入4-甲硫基-7-碘吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪（29.1g,100mmol）和500ml四氢呋喃，冷却到-30℃。缓慢加入iprmgcl-licl(1m四氢呋喃溶液,100ml,100mmol)控制内温不超过-15℃。搅拌30min后，反应液冷却到–30℃。将2,3,5-三苄氧基-d-核糖酸-1,4-内酯(41.8g,100mmol,1.0equiv)的四氢呋喃溶液缓慢滴入反应液中，控制内温不超过-20℃。搅拌1h后，反应液升至0℃。用15ml甲醇淬灭反应，加入500ml1m稀盐酸。加入500ml乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，1m碳酸氢钠水溶液洗涤。减压浓缩有机相，快速通过短硅胶层析柱（洗脱剂：乙酸乙酯：石油醚）获得油状物40.8g(3r,4r,5r)-2-(4-甲硫基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-醇，收率70%，分子量：583.2，lcms：584.2。
氮气保护下，向反应瓶中加入(3r,4r,5r)-2-(4-甲硫基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-醇（2.9g，4.9mmol）和20ml二氯甲烷。搅拌下冷却至-20℃，缓慢加入tmsotf(1.33g，6.0mmol)，搅拌30min。缓慢滴入tmscn(0.6g，6.0mmol)，搅拌2小时。加入1ml三乙胺，反应液升至0℃。随后加入碳酸氢钠和水，搅拌10min。静置分层，水相用二氯甲烷萃取。合并有机相减压浓缩，浓缩物快速通过短硅胶层析柱（洗脱剂：乙酸乙酯：石油醚）获得2.3g(2r,3r,4r,5r)-2-(4-甲硫基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基，收率80%。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.18(s,1h),7.43-7.21(m,15h),6.80(d,j=4.7hz,1h),6.68(d,j=4.7hz,1h),4.71(s,2h),4.65-4.37(m,5h),4.35-4.13(m,2h),3.88(dd,j=10.5,2.9hz,1h),3.74(dd,j=10.5,3.5hz,1h),2.65(s,3h)
实施例4
(2r,3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二(叔丁基二甲基硅氧基)-5-((叔丁基二甲基硅氧基)甲基)四氢呋喃-2-氰基
氮气保护下，向反应瓶中加入4-氯-7-碘吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪（2.79g,10mmol）和50ml四氢呋喃，冷却到-10℃。缓慢加入三氟甲磺酸、iprmgcl-licl(1m四氢呋喃溶液,10ml,10mmol)控制内温不超过0℃。搅拌30min后，反应液冷却到–20℃。将2,3,5-叔丁基二甲基硅氧基-d-核糖酸-1,4-内酯(4.90g,10mmol)的四氢呋喃溶液缓慢滴入反应液中，控制内温不超过-20℃。搅拌1h后，反应液升至0℃。用2ml甲醇淬灭反应，加入50ml1m稀盐酸。加入50ml乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，1m碳酸氢钠水溶液洗涤。减压浓缩有机相，快速通过短硅胶层析柱（洗脱剂：乙酸乙酯：石油醚）获得4.4g(3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二(叔丁基二甲基硅氧基)-5-((叔丁基二甲基硅氧基)甲基)四氢呋喃-2-醇，收率68%，质谱：643.3，lcms：644.3
氮气保护下，向反应瓶中加入(3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)3,4-二(叔丁基二甲基硅氧基)-5-((叔丁基二甲基硅氧基)甲基)四氢呋喃-2-醇（3.2g，5.0mmol）和20ml二氯甲烷。搅拌下冷却至-20℃，缓慢加入tmsotf(1.33g，6.0mmol)，搅拌30min。缓慢滴入tmscn(0.6g，6.0mmol)，搅拌2小时。加入1ml三乙胺，反应液升至0℃。随后加入碳酸氢钠和水，搅拌10min。静置分层，水相用二氯甲烷萃取。合并有机相减压浓缩，浓缩物快速通过短硅胶层析柱（洗脱剂：乙酸乙酯：石油醚）获得2.3g(2r,3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二（叔丁基二甲基硅氧基)-5-((叔丁基二甲基硅氧基)甲基)四氢呋喃-2-氰基，收率71%。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.02(s,1h),6.02(d,j=5.0hz,1h),5.81(d,j=5.0hz,1h),4.45-4.39(m,2h),4.03(1h),3.88–3.74(m,2h),1.02-0.87(m,27h),0.12-0.25(m,18h).
实施例5
(2r,3r,4r,5r)-2-(4-溴吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二(叔丁基二甲基硅氧基)-5-((叔丁基二甲基硅氧基)甲基)四氢呋喃-2-氰基
以与实施例4中所述类似的反应，使用4-溴-7-碘吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪得到标题化合物（2.5g）。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.04(s,1h),6.02(d,j=5.0hz,1h),5.81(d,j=5.2hz,1h),4.45-4.39(m,2h),4.03(1h),3.88–3.74(m,2h),1.02-0.87(m,27h),0.12-0.25(m,18h).
实施例6
(2r,3r,4r,5r)-2-(4-甲硫基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二(叔丁基二甲基硅氧基)-5-((叔丁基二甲基硅氧基)甲基)四氢呋喃-2-氰基
以与实施例4中所述类似的反应，使用4-甲硫基-7-碘吡咯[1,2-f][1,2,4]三嗪得到标题化合物（1.8g）。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.92(s,1h),6.02(d,j=5.0hz,1h),5.81(d,j=5.0hz,1h),4.45-4.39(m,2h),4.03(1h),3.88–3.74(m,2h),2.68(s,3h)1.02-0.87(m,27h),0.12-0.25(m,18h).
实施例7
瑞德西韦关键中间体i的制备
由化合物ii合成瑞德西韦关键中间体i采用如下方法制备。
制备瑞德西韦关键中间体(2r,3r,4r,5r)-2-(4-氨基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基
向反应瓶中加入(2r,3r,4r,5r)-2-(4-氯吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基（2.4g，4.2mmol）和10ml四氢呋喃，搅拌。室温下，加入6ml氨甲醇溶液（7m）搅拌1小时。密闭反应容器，升温至50℃，搅拌至反应结束。减压浓缩有机溶剂，加入50ml水稀释。加入50ml乙酸乙酯萃取两次,合并有机相。减压浓缩有机相，快速通过短硅胶层析柱（洗脱剂：乙酸乙酯：石油醚）获得2.0g(2r,3r,4r,5r)-2-(4-氨基吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪-7-基)-3,4-二苄氧基-5-((苄氧)甲基)四氢呋喃-2-氰基，收率85%，分子量：561.2，质谱m/z562[m h]。1hnmr(400mhz,cd3cn)δ7.95(s,0.5h),7.89(s,0.5h),7.30-7.43(m,13h),7.10-7.19(m,1h),6.80-6.88(m,1h),6.70-6.76(m,1h),6.40(bs,2h),5.10(d,j＝3.9hz,0.5h),4.96(d,j＝1hz,0.5h),4.30-4.83(m,7h),4.10-4.19(m,2h),3.60-3.91(m,2h).
1.一种式（ii）所示的化合物：
其中，
x为氟、氯、溴或甲硫基；
各pg独立地为羟基保护基，或者，相邻碳原子上的两个pg基团一起形成-c(r1)2-基团；
r1为h、c1-c6烷基、苯基或取代的苯基。
2.权利要求1所述化合物可以下述任一结构式表示：
3.如权利要求1~2任一所述的化合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(a)式（v）所示的4-x-吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪与卤化试剂混合反应得到式（iv）所示的4-x-7-卤代-吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪；
（b）通过添加镁或烷基卤化镁与式（vi）所示的核糖内酯衍生物反应生成如式（iii）所示的糖苷化物；
（c）在合适的溶剂中糖苷化物（iii）在氰化剂、路易斯酸、布朗斯台德酸的作用下将羟基转化为氰基得到化合物ii；
其中，
x为氟、氯、溴、碘或甲硫基；
y为溴或碘；
各pg独立地为羟基保护基，或者，相邻碳原子上的两个pg基团一起形成-c(r1)2-基团；
r1为h、c1-c6烷基、苯基或取代的苯基。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，反应步骤（a）中，卤化选用碘代试剂或溴代试剂在合适的溶剂中反应；所述碘代试剂为碘或碘代丁二酰亚胺；所述溴代试剂为溴素、溴代琥珀酰亚胺或二溴海因。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，反应步骤（b）中，所述烷基卤化镁为iprmgcl、iprmgcl-licl或phmgcl。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，反应步骤（c）中，所述氰化剂为tmscn、tbscn、tescn、hcn、kcn、nacn、4-甲苯磺酰氰、cucn、四丁基氰化铵、四甲基氰化铵或四乙基氰化铵；所述路易斯酸为tmsotf、tbsotf、tesotf、bf3、bf3-oet2、4-甲苯磺酰基氯化物、苯磺酰基氯、4-甲苯磺酰基三氟甲磺酸酯、苯磺酰基三氟甲磺酸酯、甲基磺酰氯或甲基磺酸酐；所述布朗斯台德酸为三氟甲基磺酸、苯磺酸或三氟乙酸；所述溶剂为二氯甲烷。
7.如权利要求1~2任一所述的化合物在合成瑞德西韦关键中间体中的应用。
8.一种瑞德西韦关键中间体的合成方法，其特征在于，将权利要求1~2任一所述的化合物进行氨化，合成瑞德西韦关键中间体；
其中，
x为氟、氯、溴、碘或甲硫基；
各pg独立地为羟基保护基，或者，相邻碳原子上的两个pg基团一起形成-c(r1)2-基团；
r1为h、c1-c6烷基、苯基或取代的苯基。
9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，采用的氨化试剂为氨气或氨水。
技术总结