CN100509799C - 一种合成非手性，非肽类的抗凝血酶抑制剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属化学合成领域，涉及一种含杂环化合物的抑制剂的合成方法，尤其是以1，2，5-三取代苯并咪唑为中心骨架，或带一个氟原子的非手性、非肽类抗凝血酶抑制剂的合成方法。本发明以廉价易得的3-硝基-4-氯苯甲酸为起始原料，高效、高产率的合成原料化合物以及采用效果较好的缩合剂最终合成目标化合物抗凝血酶抑制剂BIBR-953和BIBR-1048及其类似物。本发明方法步骤操作分离简单，各步骤产率较高，所用的试剂廉价易得，路线较短，目标化合物总收率较高，近50%。

Description

一种合成非手性，非肽类的抗凝血酶抑制剂的方法

技术领域

本发明属化学合成领域，涉及一种含杂环化合物的抑制剂的合成方法，尤其是以1，2，5-三取代苯并咪唑为中心骨架，或带一个氟原子的新型抗凝血酶抑制剂的合成方法。

背景技术

血栓栓塞是西方社会导致疾病和死亡的主要原因。导致这种症状的重要原因是血凝的过度表达。凝血行为涉及到两个至关重要的步骤，包括：1).凝血酶原复合物活化生成凝血酶；2).凝血酶水解纤维蛋白原生成不溶性纤维状凝结物。除此之外，凝血酶还介导血小板的活化，从而引发形成血栓的大范围次级效应，比如：血管平滑肌细胞和纤维原细胞增殖，单核细胞趋化性和嗜中心粒细胞粘集。

目前临床抗凝血治疗主要包括使用肝素(一种硫酸氨基葡聚糖的钠盐)或者低分子量肝素以及用于口服治疗的华法林(双香豆素类中效抗凝剂)。但是临床应用这些药物有几个严重的缺点。比如肝素必须注射使用，而华法林必须在使用过程中经常需要进行凝血酶原监测。其次，基于它们的生物学作用模式，服用后起效慢的特点和治疗效果与病人的营养状态密切相关也使其应用受到很大限制。

近年来，天然凝血酶抑制剂水蛭素(由65—66个氨基酸组成的多肽)被用于防止重大矫形外科手术后深部静脉血栓的形成，其与肝素和低分子量肝素相比比有较大的优越性。但是由于其肽性质，只能非胃肠道给药，这就成为了亚急性和慢性血栓栓塞类疾病的重要障碍。

因此，研究开发人工合成的，具有口服生物活性的直接的凝血酶抑制剂十分重要。在过去三十年里，以人工合成的凝血酶抑制剂作为抗凝血活性研究取得许多重大的进步，尤其是从上个世纪九十年代凝血酶晶体结构的测定成为可能之后，大量的高活性和高选择性的凝血酶抑制剂被报导。但是，它们中只有少数具有适合的体内药动学和药效学性质，而这正是判断它们能否进一步进行临床研究的重要依据。2003年12月，法国批准了第一个合成的具有口服生物活性的凝血酶抑制剂—双前药Ximelagatran，临床用于防止重大矫形外科手术中静脉血栓的生成，进一步评价其在血栓栓塞类疾病中的疗效和安全性还在进行之中。迄今为止，凝血酶抑制剂的研究仍然是目前药物化学领域中竞争最为激烈的研究课题之一。

BIBR-953及其前药BIBR-1048是德国Boehringer Ingelheim Pharma KG公司开发的第二代凝血酶抑制剂。BIBR-953结构中具有新颖的1，2，5—三取代苯并咪唑的中心骨架，与凝血酶结合后的晶体结构显示它的作用模式是非极性的亲脂作用。体内外实验显示它与凝血酶具有极高的亲和力(Ki＝9.3nm)，并具有良好的体内活性前景。在此基础上合成的双前药BIBR-1048具有十分良好的口服生物活性，现在正在进行二期临床实验。最近的报导将其与Ximeiagatran进行口服生物活性比较发现，尽管体内血药浓度BIBR-1048(约5％)较Ximeiagatran(20％)低。但是BIBR-953的半衰期(约12小时)比Ximeiagatran的活性原药melagatran的半衰期(3-5小时)大大提高。因此该化合物被认为是目前继Ximeiagatran之后最有可能被开发成功的高活性口服凝血酶抑制剂。

2002年德国Boehringer Ingelheim Pharma KG公司的NorbertH.Hauel(J.Med.Chem.2002，45，1757-1766)课题组报道了对凝血酶抑制剂BIBR-953及BIBR-1048合成路线(I)：

利用这种方法，以价格较高的原料1开始，使用了后处理较麻烦的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂合成化合物2；化合物4在CDI的作用下合成化合物5，以及化合物5酸解后加(NH₄)₂CO₃氨化得到化合物6，两步产率较低，给生产带来不便。而且这种合成路线的总产率较低(11.1％)。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种以廉价易得的3-硝基-4-氯苯甲酸(13)为起始原料，建立新型、高效、高产率的非手性，非肽类的抗凝血酶抑制剂的合成方法。

本发明对已有技术合成路线进行了优化和改进，其中化合物1制备化合物2，采用溶剂CH₂Cl₂替代已有技术路线中的DMF；采用化合物10或10′由化合物2合成中间体3或3′，其中，化合物10或10′采用廉价易得的化合物9或9′制得；化合物4或4′采用缩合效果较好的1-羟基苯并三唑(HOBT)和1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)以及化合物12合成中间体5或5′，其中，化合物12采用廉价易得的化合物11制得；化合物5或5′酸解后直接采用饱和NH₃的无水乙醇进行氨化得到化合物6或6′，结果较理想，目标化合物总收率较高，近50％。同时，本发明对其进行了类似物的合成，得到了较好的结果。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

具体合成路线如下，其中，A表示H或F，X表示N或H，在下文的陈述中，特定的合成产物是根据结构式中的编号，用阿拉伯数字表示。

1.化合物10或10′的制备：

2.化合物12的制备：

3.目标化合物的合成路线：

所述化合物10或10′的制备：

化合物9或9′与一种酯反应，经过滤、浓缩、硅胶柱层析后得到化合物10或10′；或者化合物9或9′在一种醇类溶剂中与一种酯及一种有机碱反应，经过滤，硅胶柱层析得到化合物10或10′。所说的酯特别是指丙烯酸乙酯；所说的醇是指乙醇；所说的碱是叔胺，特别是三乙胺。

所述化合物12的制备：

化合物11在一种常用溶剂中与一种酸反应，经过滤，淋洗，干燥后得化合物12。所说的常用溶剂特别是指水；所说的酸是指一种a-卤代酸，特别是指1-氯乙酸或1-溴乙酸。

本发明的目标化合物通过下述步骤合成：

(1)化合物13与一种有机胺的水溶液反应，经浓缩，酸化，过滤，重结晶后得化合物1。所说的有机胺水溶液，特别是指甲胺水溶液。

(2)化合物1与一种酰氯反应，经过浓缩得到化合物2。所说的一种酰氯特别是指氯化亚砜。

(3)化合物2的一种卤代烃溶液与化合物10或10′的一种卤代烃溶液及一种碱反应，经过浓缩、过滤、硅胶柱层析后得到化合物3或3′。所说的卤代烃是指C₁～C₄的氯代烃，特别是二氯甲烷或三氯甲烷；所说的碱是叔胺，特别是三乙胺。

(4)化合物3或3′溶于一种醇中，与氢气反应，经过滤，浓缩即得到化合物4或4′。所说的醇特别是指乙醇。

(5)化合物4或4′在一种有机碱溶剂中，加入一种醇和一种盐，与化合物12反应，经过萃取、浓缩后与乙酸反应，再经过萃取、干燥、浓缩、硅胶柱层析得到化合物5或5′。所说的碱是指酰亚胺，特别指N，N-二甲基甲酰胺；所说的醇特别是指1-羟基苯并三唑；所说的盐特别是指1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐。

(6)化合物5或5′的一种醇溶液中与一种气体反应，经过浓缩后得粗产物。该粗产物的一种醇溶液与另一种气体反应，经浓缩、硅胶柱层析得到化合物6或6′。所说的醇特别是指乙醇；所说的一种气体特别是指氯化氢；所说的另一种气体特别是指氨气。

(7)化合物6或6′在一种醇的水溶液中与一种无机碱反应，经过滤得化合物7或7′。所说的醇特别是指乙醇；所说的无机碱特别是指氢氧化钠。

或，

化合物6或6′在一种醚类溶剂中，加入一种无机碱，与氯甲酸正己醇酯反应，经过萃取、干燥、浓缩、硅胶柱层析后得到化合物8或8′。所说醚是指C₂～C₄的脂环醚，特别是四氢呋喃；所说的无机碱，特别指碳酸钾。

本发明以廉价易得的3-硝基-4-氯苯甲酸(13)为起始原料，高效、高产率的合成了抗凝血酶抑制剂BIBR-953(7)和BIBR-1048(8)及其类似物(7′和8′)，本发明方法步骤操作分离简单，各步骤产率较高，所用的试剂均为常用试剂，廉价易得，路线较短，总收率较高。

具体实施方式

下面以实施例进一步说明本发明。

实施例1

合成3-(吡啶-2-亚胺)-丙酸乙酯(10)

氮气保护下，往化合物9(A＝H，X＝N)——2-氨吡啶(22.5g，0.25mol)中加入丙烯酸乙酯(27.5g，0.275mol)，在高于100℃下搅拌回流24h，滤去析出物，残余浓缩后用硅胶柱柱纯化得白色固体10(38g，72％)。

合成1-(4-氰基-苯亚胺)-乙酸(12)

在化合物11(6.0g，0.05mol)与1-氯乙酸(10g，0.11mol)中加水150ml加热回流直至有大量黄色固体析出为止，室温下过滤，分别以水、无水乙醇、无水乙醚淋洗，即得黄色固体12(6.4g，73％)。

合成4-胺甲基-3-硝基-苯甲酸(1)

在化合物13(25g，0.124mol)中加入25％～30％的甲胺水溶液150ml，使体系在高于100℃下反应5～6h。减压浓缩后加入冰乙酸将pH调至4～5。静置过夜，析出大量黄色固体，滤去溶液，将析出物以95％乙醇重结晶至少两次，得到黄色固体1(17.2，76％)。

合成4-胺甲基-3-硝基-苯甲酰氯(2)

将化合物1(11.6g，0.059mol)溶于150mol二氯亚砜中，回流1.5h，减压浓缩，残余加50～60ml CH₂Cl₂，使其完全溶解，即得化合物2的CH₂Cl₂溶液。

合成3-[(4-胺甲基-3-硝基-苯甲酰)-吡啶-2-亚胺]-丙酸乙酯(3)

将化合物10(11.4g，0.05mol)溶于30ml CH₂Cl₂和30ml三乙胺中，室温下缓慢加入化合物2的CH₂Cl₂溶液。使混合体系在室温下反应12h，滤去析出物，残余浓缩后用硅胶柱柱纯化得黄色油状液体3(21.4g，98％)。

合成3-[(3-氨基-4-胺甲基-苯甲酰)-吡啶-2-亚胺]-丙酸乙酯(4)

将化合物3(10.0g，0.027mol)溶于120ml无水乙醇中，加入1.0g 10％Pd/C，于30atm.下连续反应20h，过滤，浓缩后得化合物4(9.0g，100％)。

合成3-({2-[(4-氰基-苯亚胺)-亚甲基]-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基}-吡啶-2-亚胺)-丙酸乙酯(5)

将化合物12(2.32g，13.2mmol)溶于80mlDMF中，加入HOBT(1.96g，14.5mmol)，于0℃以下加入EDCI(2.77g，14.5mmol)搅拌45min，缓慢升至室温，加入化合物4(5.0g，14.5mmol)。室温下反应过夜，浓缩，以大量乙酸乙酯稀释，饱和食盐水洗三次，经Na₂SO₄干燥后，浓缩，粗产品在60ml乙酸中回流1.5h，浓缩后，加1.5N氨水碱化，用乙酸乙酯萃取(60mL×3)三次，有机相以饱和食盐水洗一次，经Na₂SO₄干燥后，浓缩，粗产品用硅胶柱层析纯化，得到无定形固体5(5.3g，83％)。

合成3-({2-[(4-咪基-苯亚胺)-亚甲基]-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基}-吡啶-2-亚胺)-丙酸乙酯(6)

将化合物5(11g，23mmol)溶于200ml无水乙醇中，通入干燥的HCl气体直至饱和，室温下搅拌12h。减压浓缩，残余加200ml饱和NH₃的无水乙醇，室温下反应5h，浓缩，粗产品用硅胶柱层析纯化，得到无定形固体6(10g，88％)。

合成3-({2-[(4-咪基-苯亚胺)-亚甲基]-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基}-吡啶-2-亚胺)-丙酸(7，BIBR953)

将化合物6(8.0g，16mmol)溶于160ml无水乙醇80mlH2O中，加入氢氧化钠(1.92g，48mmol)，室温下搅拌3h。以400ml水稀释，加适量乙酸中和后，静置，有大量白色沉淀析出，滤去溶液，用水，无水乙醇，无水乙醚淋洗，即得到白色固体7(BIBR953)(6.9g，91％)。

合成3-[(2-{[4-(氨基-正己烷氧基酰亚胺-亚甲基)-苯亚胺]-亚甲基}-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基)-吡啶-2-亚胺]-丙酸乙酯(8，BIBR1048)

将化合物6(5.0g，10mmol)溶于250mlTHF和50mlH₂O中，加入氢氧化钾(2.1g，15mmol)，室温下搅拌15min.缓慢加入正己酰氯(1.81g，11mmol)继续搅拌2h。浓缩，乙酸乙酯萃取(20×3)三次，经Na₂SO₄干燥后，浓缩，粗产品用硅胶柱层析纯化，得到白色固体8(BIBR1048)(4.75g，76％)。

实施例2

合成3-(4-氟苯基-1-亚胺)-丙酸乙酯(10′)

氮气保护下，往化合物9′(A＝F，X＝H)——4-氟苯胺(23.5g，0.25mol)中加入丙烯酸乙酯(27.5g，0.275mol)，加入10ml无水乙醇和10ml三乙胺，在高于100℃下搅拌回流24h，滤去析出物，残余浓缩后用硅胶柱柱纯化得浅红色固体10′(43g，77％)。

合成3-[(4-胺甲基-3-硝基-苯甲酰)-(4-氟苯)-2-亚胺]-丙酸乙酯(3′)

将化合物10′(10.5g，0.05mol)溶于30ml CH₂Cl₂和30ml三乙胺中，室温下缓慢加入化合物2的CH₂Cl₂溶液。使混合体系在室温下反应12h，滤去析出物，残余浓缩后用硅胶柱柱纯化得黄色油状液体3′(19.0g，98％)。

合成3-[(3-氨基-4-胺甲基-苯甲酰)-(4-氟苯)-2-亚胺]-丙酸乙酯(4′)

将化合物3′(10.0g，0.026mol)溶于120ml无水乙醇中，加入1.0g10％Pd/C，于30atm.下连续反应20h，过滤，浓缩后得化合物4′(9.2g，100％)。

合成3-({2-[(4-氰基-苯亚胺)-亚甲基]-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基}-(4-氟苯)-2-亚胺)-丙酸乙酯(5′)

将化合物12(2.32g，13.2mmol)溶于80mlDMF中，加入HOBT(1.96g，14.5mmol)，于-20℃下加入EDCI(2.77g，14.5mmol)搅拌45min，缓慢升至室温，加入化合物4′(5.2g，14.5mmol)。室温下反应过夜，浓缩，以大量乙酸乙酯稀释，饱和食盐水洗三次，经Na₂SO₄干燥后，浓缩，粗产品在60ml乙酸中回流1.5h，浓缩后，加1.5N氨水碱化，用乙酸乙酯萃取(60mL×3)三次，有机相以饱和食盐水洗一次，经Na₂SO₄干燥后，浓缩，粗产品用硅胶柱层析纯化，得到无定形固体5′(5.5g，83％)。

合成3-({2-[(4-咪基-苯亚胺)-亚甲基]-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基}-[4-氟苯]-2-亚胺)-丙酸乙酯(6′)

将化合物5′(10g，20mmol)溶于200ml无水乙醇中，通入干燥的HCl气体直至饱和，室温下搅拌12h。减压浓缩，残余加200ml饱和NH₃的无水乙醇，室温下反应5h，浓缩，粗产品用硅胶柱层析纯化，得到无定形固体6′(9.1g，88％)。

合成3-({2-[(4-咪基-苯亚胺)-亚甲基]-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基}-[4-氟苯]-2-亚胺)-丙酸(7′)

将化合物6′(8.2g，16mmol)溶于160ml无水乙醇80mlH2O中，加入氢氧化钠(1.92g，48mmol)，室温下搅拌3h。以400ml水稀释，加适量乙酸中和后，静置，有大量白色沉淀析出，滤去溶液，用水，无水乙醇，无水乙醚淋洗，即得到白色固体7′(7.1g，91％)。

合成3-[(2-{[4-(氨基-正己烷氧基酰亚胺-亚甲基)-苯亚胺]-亚甲基}-1-亚甲基-1氢-苯并咪唑-5-羰基)-[4-氟苯]-2-亚胺]-丙酸乙酯(8′)

将化合物6′(5.2g，10mmol)溶于250mlTHF和50mlH₂O中，加入氢氧化钾(2.1g，15mmol)，室温下搅拌15min.缓慢加入正己酰氯(1.8g，11mmol)继续搅拌2h。浓缩，乙酸乙酯萃取(20×3)三次，经Na₂SO₄干燥后，浓缩，粗产品用硅胶柱层析纯化，得到白色固体8′(4.89g，76％)。

Claims (15)

1、一种合成非手性，非肽类的抗凝血酶抑制剂的方法，其特征在于具有下述的合成路线：

起始原料为化合物13，由化合物13首先制备得化合物1，化合物1在二氯甲烷的存在下制备得到化合物2，化合物2与化合物10或10′反应制备得到化合物3或3′后，进一步制备得到化合物4或4′，化合物4或4′与缩合剂1-羟基苯并三唑和1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐以及化合物12制备得到化合物5或5′，化合物5或5′酸解后直接采用饱和NH₃的无水乙醇进行氨化制备得到化合物6或6′，最后，由化合物6或6′经水解反应制备得到目标化合物7或7′；或化合物6或6′经酰化反应制备得到目标化合物8或8′；

所述化合物10或10′由化合物9或9′通过下式制得：

所述化合物12由化合物11通过下式制得：

2、按权利要求1所述的方法，其特征是所述的化合物10或10′是由化合物9或9′与一种酯反应，经过滤、浓缩、硅胶柱层析后制得，或由化合物9或9′在一种醇类溶剂中与一种酯和一种有机碱反应，经过滤，硅胶柱层析制得。

3、按权利要求2所述的方法，其中所说的酯是丙烯酸乙酯；所说的醇是乙醇；所说的碱是叔胺。

4、按权利要求2所述的方法，其中所说的碱是三乙胺。

5、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化合物13与甲胺水溶液反应，经浓缩，酸化，过滤，重结晶后得化合物1。

6、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化合物1直接与氯化亚砜反应，经过浓缩得到化合物2。

7、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化合物2的一种卤代烃溶液与化合物10或10′的一种卤代烃溶液及一种碱反应，经过浓缩、过滤、硅胶柱层析后得到化合物3或3′。

8、按权利要求7所述的方法，其中所说的卤代烃是C₁～C₄的氯代烃，所说的碱是叔胺。

9、按权利要求7所述的方法，其中所述的卤代烃是二氯甲烷或三氯甲烷；所说的碱是三乙胺。

10、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化合物3或3′溶于乙醇中，与氢气反应，经过滤，浓缩制得化合物4或4′。

11、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化合物4或4′在一种有机碱溶剂中，加入1-羟基苯并三唑和1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐，与1-(4-氰基-苯亚胺)-乙酸反应，经过萃取、浓缩后与乙酸反应，再经过萃取、干燥、浓缩、硅胶柱层析得到化合物5或5′。

12、按权利要求11所述的方法，其中所说的碱是酰亚胺。

13、按权利要求11所述的方法，其中所说的碱是N，N-二甲基甲酰胺。

14、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化合物5或5′的乙醇溶液与氯化氢气体反应，经浓缩后得粗产物，该粗产物的乙醇溶液与氨气反应，经浓缩、硅胶柱层析得到化合物6或6′。

15、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化合物6或6′的乙醇水溶液和一种氢氧化钠反应，经过滤得化合物7和7′；或，化合物6或6′在四氢呋喃溶液中，加入碳酸钾，与氯甲酸正己醇酯反应，经过萃取、干燥、浓缩、硅胶柱层析后得到化合物8和8′。