全球丙型肝炎病毒(HCV)感染患者多达1.7亿,已成为一项严重的世界性公共卫生问题。糜蛋白样NS3/4A丝氨酸蛋白酶在HCV病毒的复制过程中起重要作用,因此是HCV药物治疗的热门靶点。2011年FDA就相继批准了boceprevir及telaprevir两款直接作用于NS3/4A的抗HCV药物。随后,Vaniprevir (MK-7009)又在日本获得了批准,grazoprevir (MK-5172)如今也已经进入III期临床试验。为了得到更高疗效的抗丙肝药物,默沙东近期又开发了MK-6325 (结构式如图一)这一强效HCV NS3/4A蛋白酶抑制剂。而为了满足临床评价及市场应用的需要,默沙东一直在需找该药物分子的高效合成工艺。

  图一 MK-6325结构式

  如上图所示,MK-6325拥有两个大环内脂环,这也是该分子合成的难点所在。在原有工艺中,都是依托RCM关环方法来构建第二个大环内酯环(图二)。

  图二 原有工艺中大环内酯环构建方法

  但研究人员通过分析发现,正是乙烯基化反应、RCM关环反应以及还原等步骤,限制了MK-6325的工艺规模放大。原有工艺的主要弊端大致有如下几点(1)烯丙基化步骤中需要用到毒性有机锡试剂,而且通常处理后也会有残留,曾有研究人员尝试用Suzuki?Miyaura耦合替代该反应,但由于收率太低,也未能得到很好的解决;(2)RCM关环前体9不稳定;(3)RCM关环需要使用大量的昂贵催化剂,需要高度稀释(增加溶剂成本),并且产率并不可观。因此,研究人员对该药物分子的工艺进行了新的设计(图三)。

  图三 新合成工艺逆合成分析

  如上图所示,在新的工艺设计中,研究人员更具Suzuki?Miyaura耦合等反应将分子拆解为11,2,4三个片段,并将片段2酰胺键切断推至5,6,7三个起始片段。

  图四 片段2的合成

  如图四所示,研究人员首先对片段2的合成工艺进行了探索。他们使用化合物5为原料,在LiOH条件下水解酯基得到化合物酸12,然后在EDC脱水剂作用下与化合物6形成酰胺键得到中间体13,中间体13在酸性条件下脱去Boc保护基后在EDC脱水剂作用下与化合物7形成酰胺键成功构建化合物15,再用Boc保护氨基后得到中间体16,中间体16发生分子内RCM关环即可得到片段2。

  图五 化合物3的合成

  对于化合物3的合成,默沙东制药是采用环醚17为原料通过与Grignard试剂18作用得到消旋体rac-3,rac-3与化合物19反应后通过分离即得到高手性值的化合物3。

  图六

  接下来,研究人员让中间体3与化合物21作用得到中间体22,中间体22与硼酸酯23作用后便得到了片段11。片段2脱去Boc保护基后与片段11形成酰胺键便得到了中间体25。

  图七 化合物10的合成

  得到化合物25后,研究人员尝试了多个条件来实现第二个大环内脂环的关环。最后确定在Cxium A催化下,以DMAc或者CPME为溶剂可以获得较好的收率(图七)。

  图八

  最后,化合物10在碱性条件下水解酯基得到化合物27后与原料化合物4缩合即成功合成MK-6325,经重结晶后产品纯度可达99%以上(图八)。

  默沙东医药开发人员指出,MK-6325新的合成工艺具有不对称选择性高、产品质量高等优点,而且,其该工艺路线单次生产规模可达数公斤。这对抗HCV药物MK-6325的后续研究及市场供应提供了保障。