CN100379729C

CN100379729C - 硝基化合物及其在培美曲塞制备中的应用

Info

Publication number: CN100379729C
Application number: CNB2006100434415A
Authority: CN
Inventors: 林栋�; 范传文; 朱屹东; 王晶翼; 张明会; 代连花
Original assignee: HENAN TIANYUAN KANGZE PHARMACEUTICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Qilu Pharmaceutical (Hainan) Co.,Ltd.
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2026-04-06
Also published as: CN1827604A

Abstract

本发明涉及硝基化合物及其制备方法，以及在抗肿瘤药物培美曲塞制备中的应用。使用本发明的化合物制备培美曲塞，反应后处理简单，产物纯度高，有利于工业化生产。

Description

硝基化合物及其在培美曲塞制备中的应用

技术领域

本发明涉及硝基化合物及其在培美曲塞即N-〔4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸制备中的应用。

背景技术

培美曲塞，结构如式I，化学名称为N-〔4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸，

培美曲塞是多靶点作用于叶酸依赖途径的抗肿瘤药物，属细胞周期特异性抗代谢类药物，其主要的作用靶点是胸苷酸合成酶(TS)、二氢叶酸还原酶(DHFR)、甘氨酰胺核苷酸转甲酰酶(GARFT)，通过对这些关键酶的抑制影响嘌呤和嘧啶的合成，进而抑制DNA合成。临床研究证明其单药对多种肿瘤有效，包括非小细胞肺癌、恶性胸膜间皮瘤、头颈部肿瘤、胃癌、膀胱癌、宫颈癌以及胰腺癌。培美曲塞抗瘤谱广，对许多实体瘤疗效确切，且其副作用可预防或治疗。目前培美曲塞二钠治疗恶性胸膜间皮瘤和非小细胞肺癌这两种适应症已经得到美国FDA的批准。

Taylor等在US6066732中公开了一种如下路线1所示合成培美曲塞有用中间体VI的方法：

路线1

Taylor等在US6066732以及巴列特等在CN1038415C和CN1271338中给出培美曲塞(式I)的制备方法均是使用式VI化合物4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酸经过活化得到式VII活性酯，所述式VII活性酯再与谷氨酸酯在非水溶剂中进行反应，得到式VIII化合物N-〔4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸二乙酯，VIII化合物经柱层析纯化、浓缩、水解得到式I培美曲塞酸，具体如下列反应路线2所示：

路线2

在这些方法中，式VIII化合物的制备需在无水条件下进行，产物需经柱层析纯化并使用二氯甲烷等有毒溶剂，得到式VIII化合物后还需经碱水解反应才能得到产物式I培美曲塞，因此均存在操作周期长、工艺复杂的缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种硝基化合物及其在培美曲塞制备中的应用。

本发明致力于易于工业化生产的培美曲塞制备方法研究，通过在合成前期引入谷氨酸侧链，使得各步中间体易于纯化，产品纯度高，利于工业化生产，从而完成了本发明。

本发明的硝基化合物是培美曲塞制备中的有用中间体，是下式所示的化合物XII

其中R’和R”分别是氢或羧基保护基，式中*表示的碳的构型为L构型。上述化合物XII的制备方法，包括下式化合物XI

与下式化合物

反应得到。

其中R’和R”的定义与通式XII相同，式中*表示的碳的构型为L构型。上述化合物XI的制备方法，包括下式化合物X

经脱水反应得到。

其中R’和R”的定义与通式XII相同，式中*表示的碳的构型为L构型。上述化合物X的制备方法，包括下式化合物IX

与下式表示的L-谷氨酸酯或其盐反应得到。

其中R’和R”的定义与通式XII相同。式中*表示的碳的构型为L构型。

上述式X～XII中R’和R”可以相同也可以不同，优选C1-C8烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的苄基之一。

本发明的化合物XII，进一步作为制备下式表示的培美曲塞I的有用中间体的应用。

其中*表示的碳的构型为L构型。

包括将化合物XII通过碱、酸处理得到培美曲塞I。

以上是本发明的概述，下面以制备培美曲塞的路线为重点对本发明做进一步详细描述。

本发明参考Taylor等在US6066732中如背景技术中所述路线1介绍的反应，尝试将谷氨酸侧链首先引入中间体II～V中，期望通过谷氨酸侧链的提前引入，提高各步中间体的溶解性能，有利于产品反应和提纯，避免原工艺中间体VIII不易溶解难以提纯的问题。经深入研究，本发明完成了以路线3表示的培美曲塞制备新方法。本发明方法的后处理简单，产物纯度高，有利于工业化生产。下面是本发明提出的培美曲塞制备的路线3：

路线3

在上述反应路线中，式III中R代表羧基保护基，优选C1-C8烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的苄基等。式X～XII中R’和R”为氢或羧基保护基，可以相同也可以不同，优选C1-C8烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的苄基等。

因此，按照本发明，制备培美曲塞的方法包含以下步骤：

(a)使式III化合物水解得到化合物IX；

(b)将化合物IX经羧基活化后与L-谷氨酸酯或其盐反应得到化合物X；

(c)将化合物X硝基醇经脱水得到化合物XI硝基烯化合物；

(d)将化合物XI硝基烯化合物与2，4-二氨基-6-羟基嘧啶反应得到化合物XII；

(e)将化合物XII经nef反应经碱、酸处理得到培美曲塞。

任选地，式I培美曲塞可与碱金属或碱土金属氢氧化物成盐得到相应的培美曲塞盐。

根据本发明，步骤(a)中化合物III的水解反应可以在含水有机溶剂或水中进行，有机溶剂优选醇、有机腈类、醚类及环醚类等，最优选甲醇或乙醇。反应可由酸、碱催化，其中优选碱催化，最优选氢氧化钾或氢氧化钠催化。水解反应温度-10℃～100℃，其中优选10～50℃，反应时间0.5小时至10小时，其中优选1～5小时。水解反应中碱量与化合物III按摩尔比计为1～10∶1，优选2～5∶1。

根据本发明，步骤(b)中化合物IX经羧基活化后与L-谷氨酸酯(或其盐)反应得到化合物X，其中羧基活化指将羧基与反应试剂反应后反应活性增强，更有利于与L-谷氨酸酯的反应，其中化合物IX的活化方式可选用常用的羧基活化方式，包括制备成活性酯、制备成混合酸酐等。也可在缩合剂(如4-(4，6-二甲氧基-1，3，5-均三嗪-2-基)-4-甲基吗啉鎓氯化物)存在下使用化合物IX直接和L-谷氨酸酯(或其盐)反应得到化合物X。反应最好在非水溶剂中进行，常用溶剂包括二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、1，4-二氧六环等，其中优选N，N-二甲基甲酰胺。反应温度-10℃～50℃，其中优选10～30℃，反应时间0.5小时至10小时，其中优选1～5小时。反应中L-谷氨酸酯与化合物IX按摩尔比计为1～5∶1，优选2～3∶1。

根据本发明，步骤(c)将化合物X硝基醇经脱水得到化合物XI硝基烯化合物，优选溶剂为二氯甲烷、氯仿、醚类溶剂、酯类溶剂、烷烃、芳烃如苯、取代苯等，其中优选二氯甲烷。脱水反应可以在有机碱存在下与甲磺酰氯反应得到化合物XI，有机碱优选三烷基胺、吡啶等，最优选三乙胺。反应温度-20℃～40℃，其中优选-10～20℃，反应时间0.5小时至10小时，其中优选1～5小时。反应中甲磺酰氯与化合物X按摩尔比计为1～5∶1，优选1.1～1.5∶1。

根据本发明，步骤(d)将化合物XI硝基烯化合物与2，4-二氨基-6-羟基嘧啶反应得到化合物XII，溶剂可为水、二氯甲烷、氯仿、醚类溶剂、烷烃、芳烃之一或混合，芳烃如苯、取代苯、酯类溶剂等；其中优选水和乙酸乙酯的混合溶剂。反应温度0℃～80℃，其中优选30～70℃，反应时间0.5小时至20小时，其中优选2～10小时。反应中2，4-二氨基-6-羟基嘧啶与化合物XI按摩尔比计为1～5∶1，优选1.1～1.5∶1。

根据本发明，步骤(e)将化合物XII经nef反应经碱、酸处理得到培美曲塞。处理化合物XII的碱可为氢氧化钠或氢氧化钾，水溶液浓度可为0.5mol/L～5mol/L，优选1～3mol/L。酸溶液可为稀盐酸或稀硫酸，浓度1mol/L～8mol/L，优选2～5mol/L。反应温度-10℃～40℃，其中优选0～20℃，反应时间0.5小时至20小时，其中优选2～10小时。

具体实施方式

以下实施例将进一步说明本发明，但不限制本发明。

实施例1

4-(3-羟基-4-硝基丁基)苯甲酸的制备(IX)

在三口瓶中加入25.3g(0.10mol)4-(3-羟基-4-硝基-丁基)苯甲酸甲酯、200ml无水甲醇，室温下搅拌15min，加入480ml 1N(0.48mol)氢氧化钠水溶液，溶液呈现红色。搅拌1.5h，反应完毕后，减压蒸去甲醇，水相用1N盐酸调pH＝3，乙酸乙酯萃取，水洗，有机相无水硫酸钠干燥。减压蒸去乙酸乙酯，得到黄色固体21.8g，收率91.2％。

¹HNMR(DMSO-d₆，400MHz)δ12.79(s，1H)，7.87(d，2H)，7.34(d，2H)，5.47(s，1H)，4.73～4.69(m，1H)，4.39～4.37(m，1H)，4.10(s，1H)，2.80～2.70(m，2H)，1.75～1.70(m，2H)。

实施例2

N-[4-(3-羟基-4-硝基丁基)苯甲酰基]-L-谷氨酸二乙酯的制备(X)4-(3-羟基-4-硝基丁基)苯甲酸23.9g(0.10mol)加入400ml DMF，室温下搅拌全部溶解，投入35.7g(0.15mol)L-谷氨酸二乙酯盐酸盐、N-甲基吗啉18.2g(0.18mol)，室温下搅拌20min，加入4-(4，6-二甲氧基-1，3，5-均三嗪-2-基)-4-甲基吗啉鎓氯化物41.5g(0.15mol)，室温下搅拌10h。反应液加入水1000ml，用二氯甲烷700ml×2萃取，有机相无水硫酸钠干燥。减蒸除去二氯甲烷，硅胶层析(乙酸乙酯∶石油醚＝1∶2)，蒸干溶剂得到黄色蜡状固体33.8g，收率79.7％。

¹HNMR(DMSO-d₆，400MHz)δ8.64(d，1H)，7.82(d，2H)，7.32(d，2H)，5.46(d，1H)，4.73～4.69(m，1H)，4.42～4.37(m，1H)，4.47～4.43(m，1H)，4.11(q，2H)，4.05(q，2H)，3.32(s，1H)，2.79～2.68(m，2H)，2.44(t，2H)，2.15～1.98(m，2H)，1.77～1.69(m，2H)，1.19(t，3H)，1.17(t，3H)。

实施例3

N-[4-(4-硝基-3-丁烯基)苯甲酰基]-L-谷氨酸二乙酯的制备(XI)

在三口瓶中加入N-[4-(3-羟基-4-硝基丁基)苯甲酰基]-L-谷氨酸二乙酯42.4g(0.10mol)、二氯甲烷1000ml，降温至5℃，加入甲磺酰氯10ml(0.12mol)，搅拌15min，滴加三乙胺33.3ml(0.24mol)，反应5h，反应液加入1000ml水，分层，水层用200ml×2二氯甲烷萃取，合并有机相，硫酸钠干燥，蒸去溶剂得到34.6g白色结晶固体，收率85.2％。

¹HNMR(DMSO-d₆，400MHz)δ8.65(d，1H)，7.82(d，2H)，7.37～7.27(m，4H)，4.45～4.44(m，1H)，4.11(q，2H)，4.05(q，2H)，2.88(t，2H)，2.63(q，2H)，2.44(t，2H)，2.15～1.98(m，2H)，1.19(t，3H)，1.17(t，3H)。

实施例4

N-{4-[3-(2，6-二氨基-4(3H)-氧代-嘧啶-5-基)-4-硝基丁基]苯甲酰基}-L-谷氨酸二乙酯的制备(XII)，结构式如下：

在三口瓶中加入N-[4-(4-硝基-3-丁烯基)苯甲酰基]-L-谷氨酸二乙酯40.6g(0.10mol)、2，4-二氨基-6-羟基嘧啶15.1g(0.12mol)、300ml乙酸乙酯、200ml水，35℃加热反应6h，二氯甲烷300ml×2萃取，无水硫酸钠干燥，减蒸除去有机溶剂，柱层析提纯(二氯甲烷∶甲醇＝20∶1)得到40.5g白色结晶固体，收率76.1％。

¹HNMR(DMSO-d₆，400MHz)δ9.80(s，1H)，8.61(d，1H)，7.78(d，2H)，7.22(d，2H)，6.04(s，2H)，5.93(s，2H)，5.05～4.76(m，2H)，4.46～4.40(m，1H)，4.10(q，2H)，4.04(q，2H)，2.68～2.61(m，1H)，2.55～2.48(m，2H)，2.45(t，2H)，2.17～2.09(m，2H)，2.01～1.97(m，1H)，1.76～1.69(m，1H)，1.19(t，3H)，1.17(t，3H)。

实施例5

N-{4-[3-(2，6-二氨基-4(3H)-氧代-嘧啶-5-基)-4-硝基丁基]苯甲酰基}-L-谷氨酸二甲酯的制备(XII)，结构式如下：

在三口瓶中加入N-[4-(4-硝基-3-丁烯基)苯甲酰基]-L-谷氨酸二甲酯37.8g(0.10mol)、2，4-二氨基-6-羟基嘧啶15.1g(0.12mol)、400ml乙酸乙酯、300ml水，35℃加热反应10h，二氯甲烷300ml×2萃取，无水硫酸钠干燥，减蒸除去有机溶剂，柱层析提纯(二氯甲烷∶甲醇＝20∶1)得到37.2g白色结晶固体，收率73.8％。

实施例6

N-{4-[3-(2，6-二氨基-4(3H)-氧代-嘧啶-5-基)-4-硝基丁基]苯甲酰基}-L-谷氨酸二苄酯的制备(XII)，结构式如下：

在三口瓶中加入N-[4-(4-硝基-3-丁烯基)苯甲酰基]-L-谷氨酸二苄酯53.0g(0.10mol)、2，4-二氨基-6-羟基嘧啶15.1g(0.12mol)、400ml乙酸乙酯、300ml水，35℃加热反应6h，二氯甲烷300ml×2萃取，无水硫酸钠干燥，减蒸除去有机溶剂，柱层析提纯(二氯甲烷∶甲醇＝20∶1)得到44.5g白色结晶固体，收率67.8％。

实施例7

N-〔4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸的制备(培美曲塞酸)

在三口瓶中加入5.3g(0.01mol)N-[3-(2，6-二氨基-4(3H)-氧代-嘧啶-5-基)-4-硝基丁基]苯甲酰基-L-谷氨酸二乙酯(实施例4的产品)、2N氢氧化钠30ml(0.06mol)室温下搅拌2h。将反应液缓慢滴加到100ml预先降温到10℃的5N稀硫酸中，滴加完毕后，室温反应3h，使用6N氢氧化钠调pH＝9，然后稀盐酸调PH＝3，抽滤得到淡绿色固体，水洗，晾干得到固体2.4g，收率55.8％。

¹HNMR(DMSO-d₆，400MHz)δ12.35(s，2H)，10.61(s，1H)，10.20(s，1H)，8.51(d，1H)，7.79(d，2H)，7.29(d，2H)，6.31(s，1H)，6.06(s，2H)，4.43～4.38(m，1H)，2.99(t，2H)，2.86(t，2H)，2.37(t，2H)，2.12～2.08(m，1H)，1.99～1.93(m，1H)。

实施例8

在三口瓶中加入5.0g(0.01mol)N-[3-(2，6-二氨基-4(3H)-氧代-嘧啶-5-基)-4-硝基丁基]苯甲酰基-L-谷氨酸二甲酯(实施例5的产品)、2N氢氧化钾30ml(0.06mol)室温下搅拌2h。将反应液缓慢滴加到100ml预先降温到10℃的5N稀硫酸中，滴加完毕后，室温反应3h，使用6N氢氧化钠调pH＝9，然后稀盐酸调PH＝3，抽滤得到淡绿色固体，水洗，晾干得到固体2.3g，收率53.9％。

实施例9

N-〔4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸二钠的制备

在三口瓶中加入42.7g(0.10mol)N-〔4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸(实施例7、8的产品)，加入200ml去离子水，用5N氢氧化钠调节PH至8全部溶解，加入1.0g活性炭脱色30分钟。过滤，滤液中慢慢加入2000ml95％乙醇，搅拌10小时后过滤，95％乙醇洗涤，50℃真空干燥5小时，得到N-〔4-〔2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2，3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸二钠二倍半水合物结晶43.5g，收率84.3％。

Claims

1.一种化合物XII的制备方法，包括下式化合物XI

与下式化合物

反应得到下式所示的化合物XII

其中R’和R’’分别是氢或羧基保护基，式中*表示的碳的构型为L构型。

2.如权利要求1所述的化合物XII的制备方法，其特征在于反应所用溶剂为水、二氯甲烷、氯仿、醚类溶剂、烷烃、芳烃之一或其混合。

3.权利要求1所述的化合物XI的制备方法，包括下式化合物X

经脱水反应得到，

其中R’和R”分别是氢或羧基保护基，式中*表示的碳的构型为L构型。

4.如权利要求3所述的化合物XI的制备方法，其特征在于脱水反应所用的脱水试剂为甲磺酰氯。