CN105294501B - 一种卡非佐米中间体化合物的制备方法 - Google Patents
一种卡非佐米中间体化合物的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明一种卡非佐米中间体的化合物的制备方法，以L‑亮氨酸Ⅴ为原料，在碱性条件下与二碳酸二叔丁酯发生酰胺化反应生成化合物Ⅳ;化合物Ⅳ在N,N'‑羰基二咪唑的作用下与N,O‑二甲基羟胺盐酸盐发生Weinreb酰胺化反应生成化合物Ⅲ，化合物Ⅲ与乙基卤化镁溶液发生格式反应生成化合物Ⅱ，化合物Ⅱ与甲醛或者多聚甲醛发生羟醛缩合反应生成卡非佐米中间体化合物Ⅰ（(S)‑4‑(叔丁氧羰基氨基)‑2,6‑二甲基‑1‑庚烯‑3‑酮）。本发明避免使用昂贵试剂2‑溴丙烯，使用了乙基氯化镁，符合原料易得、操作简单的设计原则。本发明的合成路线条件温和，每步合成收率优秀或良好，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机化学零用钱，尤其涉及一种药物中间体，特别是一种卡非佐米中间体化合物的制备方法。
背景技术
卡非佐米(Carfilzomib)是美国FDA最新批准上市的第二代环氧酮类蛋白酶体抑制剂，该药通常用于易复发难治性多发性骨髓瘤的临床治疗，接受此药治疗的患者必须接受过包括硼替佐米和免疫调节剂两种药物的预先治疗。卡非佐米作为治疗多发性骨髓瘤的药物，其优点在于服用安全，并且不易产生耐药反应。根据最新的临床数据显示，卡非佐米对复发难治性多发性骨髓瘤的治疗有显著的治疗效果。
卡非佐米(Carfilzomib)，化学名为(S)-2-((S)-2-(2-(2H-1,4-恶嗪-4(3H)-基)乙酰氨基)-4-苯基丁酰胺)-4-甲基-N-((S)-1-((S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊烷-2-基氨基)-1-氧代-3-苯基丙-2-基)戊酰胺，分子式为C40H57N5O7，分子质量为719.9。
卡非佐米作为治疗多发性骨髓瘤的新药，自从有公开报道以来一直受到业内人士的高度关注，关于其全合成或者部分片段合成的报道以有数十篇之多，而卡非佐米环氧片段是一个关键中间体，对于该关键中间体的合成，目前已报道的方法有以下几种：
WO2009045497公开了以下路线，William D等人报道了一条以Boc保护的亮氨酸为起始原料，经4步得到具有一定手型比例的卡非佐米环氧片段中间体。
此路线经4步得到混旋的环氧片段，从合成的角度出发，此方法较便捷，但因为次氯酸钠/吡啶体系的氧化性过强，导致合成C-1时单步收率偏低，仅为17.7％(柱层析)。在此报道的最后，作者又对合成C-1所使用的氧化剂进行了调整，以次氯酸钙为氧化剂，N-甲基吡咯烷酮为溶剂，C-1的单步收率有所提高，达到29.6％。由于此路线及改良方案均为克量级反应，且收率不高，故此方法从工业的角度看，没有太大的应用价值。
WO2009045497，William D等人的文献中还提到了一条新路线，使用Boc保护的亮氨酸为起始原料，经5步反应，得到具有一定手性纯度的C-1。
此路线中创新性的使用了羟基自身手性催化来对C-2进行环氧化，从而避免了手性催化剂的添加，降低了成产成本。但经过不对称催化还原得到的C-6的手性纯度不高，导致最终产物的手性纯度偏低(63.6％e.e.)，最后制备C-1时用到昂贵的戴斯-马丁试剂，使得本路线成本过高。
Chem.Eur.J.2012,18,6750–6753，Bin Wang报道了以Boc保护的亮氨酸为反应起始原料，使用锰络合物作为构建手性环氧的氧化催化剂，在乙酸存在的条件下，以双氧水为氧化剂，得到具有一定手性比例的C-1。
该路线使用了较为缓和的双氧水作为氧化剂，不仅抑制了副反应都发生，减轻了后续纯化的压力，而且以96％的收率得到了C-2，又因为锰络合物类催化剂的使用，使得C-2的手性纯度高达75％。但主要缺点为特殊的锰络合物类催化剂造价昂贵，反应需要在较低温度下进行，使得能耗增加，综合经济价值不高。
因此，本领域需要开发新的制备方法简便，高效，成本低的合成方法，以利于该中间体的工业化生产，对促进原料药的经济技术发展具有现实意义。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种卡非佐米中间体化合物的制备方法，所述的这种卡非佐米中间体化合物的制备方法解决了现有技术中的制备方法成本高、工艺要求高、收率低的技术问题。
本发明提供了一种卡非佐米中间体化合物的制备方法，包括如下步骤：
1)以L-亮氨酸Ⅴ为原料，在碱性条件下与二碳酸二叔丁酯发生酰胺化反应生成化合物Ⅳ；
2)化合物Ⅳ在N,N'-羰基二咪唑的作用下与N,O-二甲基羟胺盐酸盐发生Weinreb酰胺化反应生成化合物Ⅲ，
3)化合物Ⅲ与乙基卤化镁溶液发生格式反应生成化合物Ⅱ，
4)化合物Ⅱ与甲醛或者多聚甲醛发生羟醛缩合反应生成卡非佐米中间体化合物Ⅰ((S)-4-(叔丁氧羰基氨基)-2,6-二甲基-1-庚烯-3-酮),
进一步的，所述碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、吡啶、或者二异丙基乙基胺，所述碱与化合物Ⅴ的摩尔比为1：2～10，优选1：2～4。
进一步的，步骤1)中，所述溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷或者甲醇中的任意一种或者两种以上的混合，优选四氢呋喃：水＝1:4。
进一步的，步骤1)中，所述二碳酸二叔丁酯与化合物Ⅴ摩尔投料比为1～1～10，优选1～1.5。
具体的，反应温度为室温至溶剂回流温度，较佳温度为35～40℃。反应时间以检测反应完成为止，通常为1～36h，较佳为4～14h。
进一步的，步骤2)中，所述N,N'-羰基二咪唑与化合物Ⅳ摩尔比为1：1～10，优:1：1～1.5。
进一步的，步骤2)中，N,O-二甲基羟胺盐酸盐与化合物Ⅳ摩尔比为1：2～5，优:1：2～3。
进一步的，步骤2)的反应溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷和甲醇等或者上述溶剂的任意组合，优选二氯甲烷。
具体的，反应温度为室温至溶剂回流温度，较佳温度为25～30℃。反应时间以检测反应完成为止，通常为1～36h，较佳为2～4h。
进一步的，步骤3)中，将化合物Ⅲ溶解于四氢呋喃溶剂中，控温20～25℃条件下，滴加乙基卤化镁溶液，反应时间以检测反应完为止。
进一步的，所述乙基卤化镁为乙基碘化镁、乙基氯化镁、或者乙基溴化镁，所述的乙基卤化镁与化合物Ⅲ的摩尔比为1:2～5，优选的所述的乙基卤化镁与化合物Ⅲ的摩尔比为1：2～3。
进一步的，所述乙基卤化镁的溶剂为乙醚、正己烷、或者四氢呋喃。
进一步的，步骤3)的反应溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷和甲醇等或者上述溶剂的任意组合，优选四氢呋喃。
具体的，反应温度为室温至溶剂回流温度，较佳温度为25～30℃。反应时间以检测反应完成为止，通常为1～36h，较佳为2～4h。
进一步的，步骤4)中，化合物Ⅱ：甲醛或多聚甲醛：氢氧化钠的摩尔比为1:2～10:2～6，反应溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷和甲醇等或者上述溶剂的任意组合，优选为甲醇和水的混合物，所述的甲醇和水的体积比为1:0.5～2，。更优的为甲醇：水＝1:1。
进一步的，步骤4)采用一锅法投料，使物料完全溶解，控温65～70℃条件下，反应时间以检测反应完为止。
具体的，反应温度为室温至溶剂回流温度，较佳温度为65～70℃。反应时间以检测反应完成为止，通常为1～36h，较佳为2～4h。
进一步的，所述的多聚甲醛的分子式为HO-(CH2O)n-H，n＝10-100。
本发明以L-亮氨酸为起始原料，经过氨基保护，Weinreb酰胺化反应，格式试剂反应，羟醛缩合反应，4步反应，制得式Ⅰ化合物。本发明的合成路线如下所示：
更具体的，本发明的制备方法包含如下过程：
1、L-亮氨酸在碱性条件下，与二碳酸二叔丁酯反应，制得化合物Ⅳ。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明避免使用昂贵试剂2-溴丙烯，使用了乙基氯化镁，很容易从商业途径购买得到，而且质量能够得到保障，符合原料易得、操作简单的设计原则。本发明操作简单，没有无水无氧操作，使得实验操作简单易控、可重复性高。整条合成路线条件温和，每步合成收率优秀或良好，适合工业化生产。本发明的方法是一种全新的可工业化生产合成卡非佐米中间体化合物Ⅰ的方法，对于放大生产卡非佐米原料药具有现实意义。
附图说明：
图1是化合物Ⅲ(N-(叔丁氧基羰基)-L-亮氨酸-N′-甲氧基-N′-甲酰胺)核磁氢谱谱图。
图2是化合物Ⅱ(((1S)-1-(2-仲丁基)-2-氧代丁基)-1,1-叔丁基酯)核磁氢谱谱图。
图3是化合物Ⅰ((S)-4-(叔丁氧羰基氨基)-2,6-二甲基-1-庚烯-3-酮)核磁氢谱谱图。
具体实施方式：
通过下述实施将有助于进一步理解本发明，但是不能够限制本发明的内容。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件进行。
实施例1 化合物Ⅳ的制备
在装有温度计、恒压滴定漏斗、玻璃塞的50mL的三口烧瓶中，加入化合物L-亮氨酸Ⅴ(5.0g,0.038mol),加入NaOH(3.0g,0.075mol)和15mL的水，剧烈搅拌5min，使物料溶解完全。在室温水浴控温25～30℃下缓慢滴加入(Boc)2O(10.8g,0.50mol)的THF(5mL)溶液，滴加完毕后缓慢升温至50～55℃。0.5h后再向体系中加入NaOH(1.5g,0.038mol)的水(5mL)溶液，保温反应3h，TLC检测反应完全后，在体系中加入乙酸乙酯(20mL)。冰水浴下，用6N稀盐酸调节pH值至2～3，过滤乙酸乙酯相，水相用乙酸乙酯(20mL)洗涤，合并乙酸乙酯相，依次用饱和NaHCO3、饱和NaCl洗涤有机相，加入Na2SO4干燥有机相，并用旋转蒸发仪蒸除有机相，得粗品8.82g。用正己烷(10mL)重结晶，过滤，减压干燥滤饼，得精品L-Boc-亮氨酸C-47.61g，收率86.7％。ESI-MS m/z:232.29(M+H)+.
实施例2 化合物Ⅲ的制备
在装有温度计、恒压滴漏斗和干燥管的100mL三口烧瓶中，加入L-Boc-亮氨酸Ⅳ(5.0g,0.022mol)和二氯甲烷(25mL)，剧烈搅拌5min，使物料溶解完全。在室温水浴控温25～30℃搅拌下分批缓慢加入CDI(5.6g,0.035mol)，并保温反应3h。TLC检测无原料后，20～25℃下分批缓慢加入N,O-二甲基羟胺盐酸盐(3.4g,0.035mol)，反应1h。TLC检测中间态反应完毕，有机相分别用25mL水洗涤两次，25mL 1N稀盐酸洗涤一次，25mL饱和碳酸氢钠溶液洗涤两次，50mL饱和食盐水洗涤一次，再用Na2SO4干燥，减压蒸除体系溶剂，得到白色固体6.42g，收率98.6％。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.10(d,J＝9.2Hz,1H),4.64(d,J＝4.8Hz,1H),3.69(d,J＝20.1Hz,3H),3.12(s,3H),1.69–1.57(m,1H),1.36(d,J＝13.0Hz,11H),0.86(dd,J＝18.2,6.6Hz,6H).ESI-MS m/z:275.31(M+H)+.
实施例3 化合物Ⅱ的制备
在装有温度计、恒压滴漏斗和氮气保护的250mL三口烧瓶中，加入Ⅲ(8.2g,0.030mol)和40mL THF，剧烈搅拌5min，使物料溶解完全。室温水浴控温20～25℃条件下，缓慢滴加乙基氯化镁的THF溶液(45mL,0.090mol)，后维持温度在25～30℃的范围内反应3～4h，TLC检测至反应结束。维持室温条件下缓慢向体系中加入100mL1N稀盐酸淬灭体系，并加入100mL乙酸乙酯萃取产物，乙酸乙酯相分别用50mL饱和碳酸氢钠溶液洗涤两次，再经过50mL饱和食盐水洗涤，Na2SO4干燥，减压蒸除体系溶剂，粗产品用PE：EA＝20:1淋洗剂柱层析，得到无色油状物4.89g，收率67.1％。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.10(d,J＝5.3Hz,1H),4.29(s,1H),2.62–2.36(m,2H),1.73–1.58(m,1H),1.48(tt,J＝9.6,5.9Hz,1H),1.39(s,9H),1.30(ddd,J＝18.2,11.3,6.3Hz,1H),1.03(t,J＝7.3Hz,3H),0.91(dd,J＝21.3,6.6Hz,6H).ESI-MS m/z:244.34(M+H)+.
实施例4 化合物Ⅰ的制备
在装有温度计、恒压滴漏斗和玻璃塞的50mL三口烧瓶中，依次加入化合物Ⅱ(0.5g,0.002mol)、氢氧化钠(0.16g,0.004mol)、甲醛水溶液(0.012mol)，并加入甲醇：纯化水＝1:1的混合溶剂15mL，剧烈搅拌5min，使物料溶解完全。水浴控温65～70℃条件下，反应3h，TLC检测原料完全反应完毕。将体系降至室温，并加入50mL纯化水淬灭反应，再加入50mL乙酸乙酯萃取产物，乙酸乙酯相用50mL饱和食盐水洗涤两次，再用Na2SO4干燥，减压蒸除体系溶剂，粗产品用PE：EA＝20:1淋洗剂柱层析，得到无色油状物0.31g，收率59.1％。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.04(s,1H),5.84(s,1H),5.20(d,J＝8.6Hz,1H),5.02(tt,J＝24.9,12.4Hz,1H),1.85(s,3H),1.76–1.62(m,1H),1.47–1.40(m,1H),1.38(s,9H),1.29(ddd,J＝15.4,9.9,4.8Hz,1H),0.96(d,J＝6.5Hz,3H),0.86(d,J＝6.7Hz,3H).ESI-MS m/z:256.35(M+H)+.
实施例5 化合物Ⅰ的制备
在装有温度计、恒压滴漏斗和玻璃塞的50mL三口烧瓶中，依次加入化合物Ⅱ(0.5g,0.002mol)、氢氧化钠(0.16g,0.004mol)、多聚甲醛(0.36g,0.012mol)，并加入甲醇：纯化水＝1:1的混合溶剂15mL，剧烈搅拌5min，使物料溶解完全。水浴控温65～70℃条件下，反应3h，TLC检测原料完全反应完毕。将体系降至室温，并加入50mL纯化水淬灭反应，再加入50mL乙酸乙酯萃取产物，乙酸乙酯相用50mL饱和食盐水洗涤两次，再用Na2SO4干燥，减压蒸除体系溶剂，粗产品用PE：EA＝20:1淋洗剂柱层析，得到无色油状物0.31g，收率59.1％。1HNMR(500MHz,CDCl3)δ6.04(s,1H),5.84(s,1H),5.20(d,J＝8.6Hz,1H),5.02(tt,J＝24.9,12.4Hz,1H),1.85(s,3H),1.76–1.62(m,1H),1.47–1.40(m,1H),1.38(s,9H),1.29(ddd,J＝15.4,9.9,4.8Hz,1H),0.96(d,J＝6.5Hz,3H),0.86(d,J＝6.7Hz,3H).ESI-MS m/z:256.35(M+H)+.
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种卡非佐米中间体化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)以L-亮氨酸Ⅴ为原料，在碱性条件下与二碳酸二叔丁酯发生酰胺化反应生成化合物Ⅳ；所述碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化钠、三乙胺、吡啶、或者二异丙基乙基胺，所述碱与化合物Ⅴ的摩尔比为1：2～10，所述二碳酸二叔丁酯与化合物Ⅴ摩尔比为1:1～10；
2)化合物Ⅳ在N,N'-羰基二咪唑的作用下与N,O-二甲基羟胺盐酸盐发生Weinreb酰胺化反应生成化合物Ⅲ，所述N,N'-羰基二咪唑与化合物Ⅳ摩尔比为1：1～10，N,O-二甲基羟胺盐酸盐与化合物Ⅳ摩尔比为1：2～5；
3)化合物Ⅲ与乙基卤化镁溶液发生格氏反应生成化合物Ⅱ，将化合物Ⅲ溶解于四氢呋喃溶剂中，控温20～25℃条件下，滴加乙基卤化镁溶液，反应时间以检测反应完为止，所述乙基卤化镁为乙基碘化镁、乙基氯化镁、或者乙基溴化镁，所述的乙基卤化镁与化合物Ⅲ的摩尔比为1:2～5；
4)化合物Ⅱ与甲醛或者多聚甲醛发生羟醛缩合反应生成卡非佐米中间体化合物Ⅰ((S)-4-(叔丁氧羰基氨基)-2,6-二甲基-1-庚烯-3-酮)，化合物Ⅱ：甲醛或多聚甲醛：氢氧化钠的摩尔比为1:2～10:2～6，反应溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷和甲醇或者上述溶剂的任意组合；采用一锅法投料，使物料完全溶解，控温65～70℃条件下，反应时间以检测反应完为止，得到化合物I所示的卡非佐米中间体化合物；
2.根据权利要求1所述的一种卡非佐米中间体化合物的制备方法，其特征在于：步骤1)中的反应溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷或者甲醇中的任意一种或者两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的一种卡非佐米中间体化合物的制备方法，其特征在于：步骤2)的反应溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷、或者甲醇中的任意一种或者两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种卡非佐米中间体化合物的制备方法，其特征在于：所述乙基卤化镁的溶剂为乙醚、正己烷、或者四氢呋喃。
5.根据权利要求1所述的一种卡非佐米中间体化合物的制备方法，其特征在于：步骤3)的反应溶剂为四氢呋喃、水、二氯甲烷、或者甲醇中的任意一种或者两种以上的组合。
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