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从连续流技术看吉利德Remdesivir的合成
点击次数:874 发布时间:2020-02-12

吉利德公司的广谱抗病du药物瑞德西韦(Remdesivir),针对2019新型冠状病毒(2019-nCoV)显示了好的疗效。这一令人振奋的结果一经报道,即刻吸引了众多制药企业的关注。

康宁反应器技术作为连续流技术的倡导者,从连续流技术的角度来看看吉利德Remdesivir的合成。

1Remdesivir分子结构

化学名:(2S)-2-ethylbutyl2-(((S)-(((2R,3S,4R,5R)-5-(4-aminopyrrolo [2,1f] [1,2,4] triazin-7-yl)-5-cyano-3,4-dihydroxy tetrahydrofuran-2-yl)methoxy) (phenoxy)  phosphoryl) amino)  propanoate

CAS号:1809249-37-3

当下,国内很多药企也纷纷将目光聚焦到了Remdesivir,不少企业和研发机构已经开始立项开发此药。甚至连化学中间体商也加入了这股热潮。

合成路线图

Remdesivir合成为Nature2016年报道的第二代合成方法,实验室可放大至百克级。共6步反应,收率分别为40%85%86%90%70%69%,中间体6合成需要两步,收率分别80%39%

化合物3的合成是低温有机强碱加成反应,该步反应收率低,放大困难。而微通道在此类反应展现了很强大的优势,有潜力来解决这类问题。

4:化合物4的合成

化合物4的合成,可以用连续流的方式进行。为此,Gilead在中国也申请了专li(CN107074902)。该氰基化反应,采用连续流反应器,温度控制在-40℃,而釜式工艺中需要降温到-78℃。

5:化合物Nucleoside的合成

6: 化合物6的合成

在化合物6的合成中,第1步反应先合成化合物9,该取代反应极易发生二取代而造成选择性降低。连续流可以精准控制反应物料摩尔比及反应温度,在一定程度上提高反应选择性。

纵观Remdesivir合成,有多步反应使用了低温。而低温反应在工艺放大过程中,普遍存在着控制难,收率低等问题。

康宁微通道反应器,模块化设计,相比于传统釜式反应,具有100倍传质效率,1000倍换热面积,精确控制停留时间。特别适用于非均相反应、放热量大、具有安全风险以及小试工艺无法放大的反应。

参考文献:Nature, 2016, Doi:10.1038 /nature 17180 pages381385

 

微通道连续流技术作为化工研发和生产的一项技术创新越来越受到重视。它在很大程度上改善物料的传质和反应的放热情况,提高反应的安全性及中间体的不稳定性,从而在反应选择性和收率上与传统釜式反应相比具有明显优势。

当进行有机金属类化学反应时,通常有两种过程机理如下图1所示。控制有机锂中间体的稳定性作为内温函数 IT)和停留时间(τ)

第1种机理从上图1a)曲线可以看出在反应进程中在亲电试剂猝灭前增加芳基锂中间体的半衰期来延长停留时间(最多分钟)。在这种情况下,混合效率起次要作用。停留时间(反应)可以被很好地优化,最da化地转换芳基卤化物为相应的芳基锂中间体。这类反应通常可以在反应器中在-78°C进行放热的卤素和锂的交换,然后用亲电试剂在-78°C下偶合。

第二种机理是对于极快速反应(反应时间小于1秒),如图1b)曲线所示,相反侧重于瞬时、高效混合和停留时间较短的反应。在这种情况下,反应时间是由准绝热条件下的混合时间和相变条件来决定。这种类型的操作通常在微反应器中进行,通过快速捕获不稳定芳基锂物种避免其分解。

有各种文献报道的例子显示在反应时间小于1秒尺度上化学合成,如不稳定芳基锂中间体的生成与具有功能性亲电试剂结合生成新奇,令人印象深刻的新型化学品。对于金属有机类型的反应,微通道连续流反应器可以在低温下很好地控制反应温度及有机锂试剂及底物的混合。

基于微反应器高效混合及精准控制反应温度的优点,可以在药物研究的不同阶段快速提供少量或批量的产品。

例如图2所示,变换不同的底物,可以快速合成不同的硼酸有机物。

再如图3所示,变换不同的亲电试剂和底物,可以得到不同的偶合产物。

微通道反应器可以作为一个药物开发和批量生产的强有力的工具,因为其独特的混合和换热及温度精准控制的功能,为新奇药物的开发打开了一个新的窗口。

康宁研发型反应器平台开发的工艺到康宁工业化生产无放大效应,可以更快、更好地应对市场的需求。康宁公司不仅对低温有机强碱反应经验丰富,对其他类型反应也有很好的经验。比如Remdesivir合成的最后的一步(水解反应),康宁在其类似底物的反应中展现了很大的优势,收率得到了大幅度的提升。如您想了解更多成功案例,欢迎来康宁反应器技术有限公司深度交流。

参考文献:Org. Lett. 2016, 18, 3630−3633

 

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