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• 非西他滨(Fiacitabine，FIAC)是一种嘧啶核苷类似物，具有抗各种疱疹病毒的活性。其化学名为4-氨基-1-[(22R, 3S, 4R, 5R)-3-氟-4-羟基-5-(羟甲基)氧杂环戊-2-基]-5-碘嘧啶-2-酮(1)，FIAC是用于预防或治疗病毒性疾病的药剂，它在人体内转化为其三磷酸盐形式，然后通过各种抑制方式，包括通过抑制病毒DNA聚合酶来阻止病毒复制、与特定细胞表面受体结合并抑制病毒渗透或脱壳、抑制病毒蛋白质合成、或阻止病毒组装的后期阶段，来达到治疗效果^{[1, 2]}。

  研究表明，口服剂量的FIAC能够有效治疗HIV感染的免疫功能低下患者的巨细胞病毒(CMV)血症。早期的嘌呤核苷更昔洛韦虽然也可用于治疗CMV疾病，但这种治疗常常因血液学(血液)毒性而复杂化；而且治疗过程较困难，需要每日静脉内给药。试管研究表明，FIAC及其主要分解产物FIAU对包括CMV在内的多种病毒具有高度特异性的活性^{[3, 4]}，所以FIAC的合成值得关注。

  Watanabe等^[5]首次合成了FIAC，但合成路线冗长繁琐，且终产物不易提纯，其中含有大量的α-型异构体。目前文献报道^{[6, 7]}的FIAC合成路线有两条。一是以核糖为原料合成FIAC，虽然方法简单、步骤少，但是原料核糖价格昂贵，不适合产业化生产；另一是以葡萄糖为原料，分两个片段合成：以葡萄糖为原料经12步反应合成得到第一个片段为3-O-乙酰基-5-O-苯甲酰基-2-氟-2-脱氧-α-D-溴化阿拉伯呋喃糖(2)；再以胞嘧啶为原料，经过碘化缩合得到中间体3；然后将中间体2和3缩合水解得到FIAC。整条合成路线虽然原料廉价易得，但反应过程繁琐复杂，产率低下，总收率仅6.1%。

  2012年，有研究者^{[8, 9]}以中间体3与中间体4进行缩合水解制备FIAC，但最终产品中含有α-和β-两种构型，且不能进行有效分离。本文结合以上的合成方法，以2-脱氧-2-氟-三苯甲酰基-α-D-阿拉伯呋喃糖(6)为原料，常温条件下，经过溴化氢醋酸溶液溴化得到2-脱氧-2-氟-三苯甲酰基-α-D-溴化阿拉伯呋喃糖(4)；然后以胞嘧啶(7)为原料，经过碘化、Bz-保护得到中间体5，最后中间体4与5反应并脱保护得到目标产物FIAC (1)(图式 1)。整条路线反应原料廉价，反应步骤少，选择性高，总收率高达43%，为FIAC的合成研究提供了新的思路。

  图式 1

  

  图式 1.  本文改进的FIAC合成路线

  Scheme 1.  The improved route of FIAC in this paper

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  1.   实验部分

  1.1   试剂与仪器

  2-脱氧-2-氟-三苯甲酰基-α-D-阿拉伯呋喃糖(6)、胞嘧啶(7)及其他试剂与溶剂均为市售分析纯级。薄层层析硅胶和柱层析硅胶均为山东青岛海洋化工厂产品。

  ProStar型高效液相色谱仪(美国Arian公司)；SpectrumOne红外光谱仪(美国PerkinElmer公司)；Bruker-DPX 400MHz型核磁共振谱仪(美国Varian Mercury公司，DMSO-d₆为溶剂，TMS为内标)；APEXⅡ 47e傅立叶变换离子回旋共振质谱联用仪(美国BrukerDaltonics公司)；WZZ-2S/2SS型旋光仪(上海精密科学仪器有限公司)。

  1.2   实验步骤

  1.2.1   2-脱氧-2-氟-三苯甲酰基-α-D-溴化阿拉伯呋喃糖(4)的合成

  在250mL反应瓶中加入16g(34mmol)化合物6，然后加入72mL无水二氯甲烷，充分溶解后再加入20mL 30% HBr的醋酸溶液。室温反应20h后，反应液用水洗涤，有机相用Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩得到油状目标产物14g，产率99%。氮气保护保存，可直接用于下一步反应^[10]。¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：8.20~7.42(m，10H)，6.72(d，J=4.4Hz，1H)，5.60(d，J=8.0Hz，1H)，5.57(dd，J=7.8、1.2Hz，1H)，4.75(m，3H)；ESI-MS m/z：C₁₉H₁₆BrFO₅，计算值423.23，实测值423.20 [M+H]⁺。

  1.2.2   5-碘胞嘧啶(8)的合成

  在250mL反应瓶中依次加入5g(45mmol)化合物7、2g(9mmol)NaIO₄和4.5g(18mmol)I₂，然后依次加入60mL醋酸、15mL水、2mL硫酸，80℃搅拌过夜。TLC监测至反应终点，用4mol/L的NaOH调节混合液pH至7，抽滤，滤饼用10mL水和10mL乙醇洗涤，抽干得到白色固体，柱层析(淋洗剂：乙酸乙酯/石油醚体积比1:10)得到9g目标产物，产率85%^[11]。¹H NMR (400MHz，DMSO-d₆) δ：8.80~8.52 (m，1H)，7.72(s，2H)，6.50~6.48(m，1H)；ESI-MS m/z：C₄H₄IN₃O，计算值236.99，实测值236.95 [M+H]⁺。

  1.2.3   N-(5-碘-2-氧代-1, 2-二氢嘧啶-4-基)苯甲酰胺(5)的合成

  在250mL反应瓶中，先加入9.9g吡啶和150mL乙腈，再加入15g(63mmol)中间体8、28.5g苯甲酸酐(Bz₂O)和0.15g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)，充分搅拌混合均匀，缓慢加热至85℃回流8h，TLC监测至反应终点，加入150mL乙醇回流0.5h，冷却到室温，抽滤，滤饼用乙醇洗涤3次。粗产品经柱层析(淋洗剂：乙酸乙酯/石油醚体积比1:3)分离得到18.5g白色固体中间体5，产率86%^[12]。¹H NMR (400MHz，DMSO-d₆)δ：12.67(s，1H)，7.87~7.80(m，1H)，7.73~7.64(m，5H)，6.83~6.75(m，1H)；ESI-MS m/z：C₁₁H₈IN₃O₂，计算值341.10，实测值341.12 [M+H]⁺。

  1.2.4   (2R, 3R, 4S)-5-(4-苯甲酰氨基-5-碘-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-2-(苯甲酰基甲基)-3-苯甲酰基-4-氟四氢呋喃(9)的合成

  在250mL反应瓶中加入3.4g(10mmol)中间体5、50mL六甲基二硅胺烷和20mg硫酸胺，氩气氛下回流12h，降温减压抽干，加入160mL二氯乙烷(经CaH无水处理)和7.5g(15mmol)中间体4，氩气氛保护下回流搅拌反应23h。旋蒸除去溶剂，粗产物经柱层析(淋洗剂：乙酸乙酯/石油醚体积比1:3)纯化得到4.9g中间体9(98% ee)。产率72%^[13]。¹HNMR (400MHz，CDCl₃) δ：9.32 (br，1H)，8.87 (br，1H)，7.45~8.10(m，11H)，6.35(dd，J=16.8、2.4 Hz，1H)，6.22(d，J=11.2Hz，1H)，5.68(d，J=11.2Hz，1H)，5.60(dd，J=13.6、2 Hz，1H)，5.49(d，J=38.0Hz，1H)，5.41(dd，J=40、2Hz，1H)，5.04(m，1H)，4.81(d，J=3.2Hz，1H)，4.55~4.68(m，1H)，4.54(m，1H)；ESI-MS m/z：C₃₀H₂₃FIN₃O₇，计算值683.42，实测值683.38 [M+H]⁺。

  1.2.5   FIAC(1)的合成

  向盛有1g(1.5mmol)中间体9的250mL反应瓶中加入180mL饱和NH₃的CH₃OH溶液，室温搅拌反应24h后，将溶剂减压蒸出，粗产品经柱层析(淋洗剂：二氯甲烷/甲醇体积比10:1)纯化，所得固体用10mL甲醇洗涤两次，抽干得到470mg白色目标产物FIAC(99% ee)，产率84%^[13]。¹H NMR (400MHz，DMSO-d₆)δ：8.42(s，1H)，7.85(brs，1H)，6.62(brs，1H)，5.84(d，J=16.4 Hz，1H)，5.50(d，J=8.4Hz，1H)，5.29(s，1H)，4.94(d，J=4.2Hz，1H)，4.80(d，J=4.6Hz，1H)，4.18~4.07(m，1H)，3.87(d，J=8.2Hz，1H)，3.80~3.78(m，1H)，3.60~3.55(m，1H)；ESI-MS m/z：C₉H₁₁FIN₃O₄，计算值371.10，实测值371.16 [M+H]⁺。

  2.   结果与讨论

  整个合成路线中各步反应的收率均较高，其中，中间体5的合成较为关键，对其合成条件进行了优化。选用苯甲酸酐作为中间体8的氨基保护试剂。通过控制优化中间体8、苯甲酸酐、DMAP的投料比、溶剂及反应时间，防止1位N上的氢被苯甲酰基取代而影响下一步溴代反应。首先考察底物的摩尔比对反应的影响。如表 1所示，随着苯甲酸酐的增加，产率逐渐增加，增加到2倍量时，产率达到81%，继续增加用量反而产率有所降低，可能是有1位N上的氢被取代的产物生成。因此，中间体8和苯甲酸酐的投料适宜摩尔比为1:2。在此条件下，对各种溶剂进行了筛选，发现乙腈中的反应效果最优，而采用水作溶剂时产率只有40%左右，可能原因是中间体8在乙腈中的溶解性更好。

  表 1

  

  表 1  中间体5的反应条件优化

  Table 1.  Optimization of the reaction condition for intermediate 5

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  Entry	8/Bz2O(摩尔比)	溶剂	T/℃	Time/h	Yield/%
  1	1:1.1	CH3CN	reflux	6	67
  2	1:1.5	CH3CN	reflux	6	70
  3	1:2	CH3CN	reflux	6	81
  4	1:2.5	CH3CN	reflux	6	78
  5	1:2	THF	reflux	6	70
  6	1:2	H2O	reflux	6	40
  7	1:2	CH3CH2OH	reflux	6	80
  8	1:2	CH2Cl2	reflux	6	63
  9	1:2	CH3COCH3	reflux	6	80
  10	1:2	CH3CN	reflux	8	86
  11	1:2	CH3CN	reflux	10	82

  接着考察了反应时间对反应的影响。以乙腈为溶剂，回流反应8h时产率较高，继续延长反应时间产率变化不大。因此，适宜的反应时间为8h。

  综上，得出优化的反应条件为：中间体8和苯甲酸酐的投料摩尔比为1:2，在乙腈中回流反应8h。此条件下可以86%的产率得到中间体5。

  3.   结语

  本文以2-脱氧-2-氟-三苯甲酰基-α-D-阿拉伯呋喃糖为原料，经过溴化得到2-脱氧-2-氟-三苯甲酰基-α-D-溴化阿拉伯呋喃糖；然后以胞嘧啶为原料，经过碘化、苯甲酸酐保护得到N-(5-碘-2-氧代-1, 2-二氢嘧啶-4-基)苯甲酰胺，最后将上述两个片段经过缩合水解得到非西他滨。整条路线反应原料廉价，反应步骤少，选择性高，总收率高达43%，为FIAC的合成研究提供了新的思路。

  
  
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  3. [3]

     Coen N, Duraffour S, Topalis D, et al. Antimicrob. Agents Chemother., 2014, 58(12):7312~7323. 
     

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      Chu C K, Cheng Y C, Pai B S, et al. US:005753789A.
      

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  图式 1  本文改进的FIAC合成路线

  Scheme 1  The improved route of FIAC in this paper

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  表 1  中间体5的反应条件优化

  Table 1.  Optimization of the reaction condition for intermediate 5

  Entry	8/Bz2O(摩尔比)	溶剂	T/℃	Time/h	Yield/%
  1	1:1.1	CH3CN	reflux	6	67
  2	1:1.5	CH3CN	reflux	6	70
  3	1:2	CH3CN	reflux	6	81
  4	1:2.5	CH3CN	reflux	6	78
  5	1:2	THF	reflux	6	70
  6	1:2	H2O	reflux	6	40
  7	1:2	CH3CH2OH	reflux	6	80
  8	1:2	CH2Cl2	reflux	6	63
  9	1:2	CH3COCH3	reflux	6	80
  10	1:2	CH3CN	reflux	8	86
  11	1:2	CH3CN	reflux	10	82

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