利巴韦林合成总结

利巴韦林利巴韦林（ribavirin，RBV），又名病毒唑、三氮唑核苷，化学名1-β-D-呋喃核糖基-1H-1,2,4-三氮唑-3-羧酰胺，分子式：C8H12N4O5，结构式如右下图所示。该药是一种高效广谱核苷类的抗病毒药物，已列入国家基本药用品种，对至少12种RNA病毒和10种DNA病毒有强效的抑制作用。1发酵法1.1反应原理[2-8]在D-葡萄糖，肌苷，5′-腺苷或D-核糖的培养基中，加入1,2,4-三氮唑-3-羧酰胺（TCA）和生物菌种，室温条件下培养2~8d，即可制得利巴韦林，但转化率不高，仅在40%~60%。其中以D-葡萄糖为原料的制备简式如下，式中所用的生物菌种为：短杆菌、棒状杆菌、节核杆菌、微球菌或杆菌等。1.2优缺点发酵法的优越性是可以直接从核糖或D-葡萄糖制备目标产物，操作简单，三废易于治理，能耗小。不足之处在于：（1）微生物的培养一般在20~40℃下进行，容易产生杂菌；（2）三氮唑核苷容易分解，收率低；（3）必须长时间培养，发酵液中的各种核苷、三氮唑核苷磷酸化物及其它代谢产物，使精制分离困难；（4）必须每次培养微生物，成本高；（5）原料单耗大，如葡萄糖用量560∶1，TCA用量19∶1。可见该法还需进一步深入研究。2酶促法2.1反应原理以肌苷，鸟苷，黄苷或D-核糖-1-磷酸酯与1,2,4-三氮唑-3-羧酰胺（TCA）为原料，在核苷磷酸酯酶（PNPase）的作用下合成利巴韦林，转化率54.1%~95%不等。以鸟苷为例，其反应式如下。式中所用的核苷磷酸酯酶（PNPase）可由乙酰短杆菌ATCC39311或TQ-952作酶源，培养获得。2.2优缺点酶促法[9-20]具有以下优点：（1）在微生物不增殖条件下，以较高的温度（40~60℃）反应，几乎没有杂菌污染，三氮唑核苷的分解反应受到抑制，收率提高。（2）反应时间短，副产物少，分离精制容易。（3）核糖供体可以从多种核苷、核苷酸中选择，来源广泛。（4）操作简便、环境污染小、能耗小。酶促法的工业化市场前景广阔。美国ICN制药公司在上世纪80年代末就开始用酶促法实现工业生产利巴韦林，但总收率较低，仅55%[21]。我国在酶促法合成利巴韦林研究中提出了双酶法制备[22-23]，使转化率提高到95%以上。湖北潜江制药股份有限公司采用双酶法生产利巴韦林的产率达85%，成本降低了50%，年产能力达350吨[24]。但为使酶促法趋于完善，在酶源的制备、保存和重复利用等方面还需进一步研究。3化学法国内外研究和报道最多的就是利巴韦林的化学法合成。化学法总体可分为卤代糖法、肌苷法、腺苷法和核苷酸法四种[25]，主要经由酰化、缩合与氨解三步完成。3.1肌苷法该法是化学法中研究最为广泛的，其以肌苷为起始原料，经酰化反应制得四乙酰核糖；然后与1,2,4-三氮唑-3-羧酸甲酯（TCM）熔融缩合，再经氨-甲醇溶液氨解，得到目标产物。反应式如下：缺点：高温下（162~165℃）易使四乙酰核糖分解，影响收率和质量优点：1.BSA（N,O-二(三甲基硅烷基)乙酰胺）作硅烷化试剂，CF3SO2OSi(CH3)3作催化剂下缩合，使收率提高到83.4%。2.献[31-33]中提到使用SnCl4作催化剂，且反应条件温和，易操作。3.2核苷酸法该法以核苷酸为起始原料，先经水解制得核苷，再经乙酰化反应制得四乙酰核糖，然后经缩合、氨解反应合成目标产物。反应式如下。文献[29]对此进行了较为详尽得报道，反应时间长，收率为51%。可见，核苷酸法制取利巴韦林还有待进一步改进。3.3腺苷法该法以腺苷为起始原料，先切断与乙酰化一步实现，制得四乙酰核糖，再经缩合、氨解制得目标产物。3.4卤代糖法该法是先将四乙酰核糖溴化物与三氮唑羧酸甲酯（TCM）高温缩合反应，再经氨解反应制得目标产物。文献[1]对此进行过报道，反应式如下。此方法由于反应时间长，收率低，缩合反应温度高，易使四乙酰核糖溴化物分解等缺陷，目前已不再使用。4结论目前利巴韦林的合成主要包括化学法、酶促法与发酵法三种；其中化学法研究与报道最为广泛；酶促法具有很大的工业化市场前景；发酵法仍存在许多不完善之处，还有待进一步研究。