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CN106397516A - 坎格雷洛中间体及其制备方法和应用 - Google Patents

坎格雷洛中间体及其制备方法和应用 Download PDF

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CN106397516A CN201610780484.5A CN201610780484A CN106397516A CN 106397516 A CN106397516 A CN 106397516A CN 201610780484 A CN201610780484 A CN 201610780484A CN 106397516 A CN106397516 A CN 106397516A
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Abstract

本发明公开了坎格雷洛中间体及其制备方法和应用，所述中间体分别具有式Ⅵ、式Ⅶ所示的化学结构：

Description

坎格雷洛中间体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及坎格雷洛中间体及其制备方法和应用，属于化学药物合成技术领域。
背景技术
坎格雷洛是由阿斯利康研制，授权The Medicines Company开发的可逆性P2Y12受体拮抗剂，具有起效快、半衰期短等特点，是一种理想的静脉抗血小板药，预防心脏冠状动脉中有害的血凝块形成，用于经皮冠状动脉介入治疗和急性冠状动脉综合征等急性血栓的潜在性预防。2015年6月22日坎格雷洛经FDA批准上市，制剂规格为50mg冻干粉针剂，商品名Kengreal。坎格雷洛的分子式为：C17H21Cl2F3N5Na4O12P3S2，分子量为：864.286，CAS号为：163706-36-3，化学结构式为：
TEPAD，中文名称为：N-[2-(甲巯)乙基]-2-[(3,3,3-三氟丙基)巯基]-5’-腺苷，CAS号为：163706-58-9，分子式为：C16H22F3N5O4S2，分子量为：469.11，化学结构式为：
该化合物是合成坎格雷洛的关键中间体，目前坎格雷洛的制备通常都是采用一定的工艺路线先合成TEPAD，然后将TEPAD进行后续合成，最终制得坎格雷洛，例如文献(J.Med.Chem.1999，42，213-220)中报道的坎格雷洛合成路线：
目前关于TEPAD的合成报道，主要有以下几种合成路线：
1)开发公司The Medicines Company公开了TEPAD的合成路线(J.Med.Chem.1999，42，213-220)，其中化合物3的合成参考了文献(Chem.Pharm.Bull.25(8)1959-1969(1977))的制备方法：
该路线以腺苷为原料，经过氧化、水解开环、关环与还原反应，得到化合物3(腺苷-2-硫酮)，然后化合物3经过亲核取代、乙酰化、取代及水解反应，得到TEPAD。此路线中的步骤1和2在制备化合物1和2时，反应体系中有大量的水，后处理时将水除去有一定操作难度；步骤3需要在高压釜中高温高压反应生成，并且用到剧毒溶剂二硫化碳，会产生大量废液以及H2S气体，污染环境；并且该路线共需7步反应，路线较长，操作较为复杂，且从步骤4到步骤7，这几步的总收率较低，仅有15～20％；因此，总体而言，该路线不适合工业化生产。
2)文献(精细化工中间体2013.30(7)，P 835-840)及文献(Journal of MedicinalChemistry；vol.42；2；(1999)；p.213-220)中公开了TEPAD的合成路线：
该路线以鸟苷为原料，经过乙酰化、氯化、重氮、亲核与脱保护基反应，共5步反应制备得到TEPAD，虽然工艺路线较短，但是在步骤3的重氮化反应中，用到大量的过硫醚化合物，该过硫醚化合物合成较难，成本较高，且该工艺路线收率较低，总收率仅有15～20％；因此，总体而言，该路线不适合工业化生产。
3)中国专利CN105061431公开了TEPAD的合成路线：
该路线以2-硫代巴比妥酸为原料，经过亲核、硝化、取代、还原、亲核、关环等9步反应制备得到TEPAD，路线较长，总体收率较低；该路线中采用的原料2-硫代巴比妥酸属于管制类物品，不能大规模使用；路线涉及到的硝化反应、氨的取代反应、加氢还原反应危险性较大；并且该路线中多步反应以粗品方式进行反应，不利于最终产品的质量控制；因此，总体而言，该路线也不适合工业化生产。
4)中国专利CN201510881033公开了TEPAD的合成路线：
该路线以化合物II为起始物料，经过氨化、亲核、还原、关环、亲核以及取代等6步反应制备得到TEPAD，此路线虽然据专利中描述其总收率为45％，但是其多步反应为油状化合物，不利于中间体的质量控制与放大生产；起始原料化合物II未商业化大生产，不易得，成本较高；并且涉及到氨解与硝基还原反应均为密封体系高压反应，危险性较大；因此，总体而言，该路线仍然不适合工业化生产。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供用于制备坎格雷洛的中间体及其制备方法和所述中间体在坎格雷洛制备中的应用，以满足坎格雷洛的工业化生产需求。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种坎格雷洛中间体，具有式Ⅵ所示化学结构：
一种制备式Ⅵ所示的坎格雷洛中间体的方法，包括如下反应：
a)式Ⅱ化合物(即鸟苷)在碱存下与乙酰化剂反应得到式Ⅲ化合物；
b)式Ⅲ化合物在缚酸剂、催化剂存在下与氯化试剂反应得到式Ⅳ化合物；
c)式Ⅳ化合物进行重氮化反应得到式Ⅴ化合物；
d)式Ⅴ化合物在碱存下与2-(甲硫基)乙胺反应得到式Ⅵ化合物；
其具体反应路线如下所示：
a反应中的碱优选为有机碱，所述有机碱可选自N-甲基吗啉、三乙胺或二异丙基乙基胺。
a反应中的乙酰化剂优选为乙酸酐。
a反应中的反应溶剂优选为二氯甲烷、氯仿、乙腈、DMF、THF中的至少一种。
a反应中的乙酰化剂与式Ⅱ化合物的摩尔比优选为1:1～5:1。
a反应的反应温度优选为0～30℃，进一步优选为20～30℃，反应时间优选为1～5小时。
a反应中添加催化量的酰化催化剂，所述酰化催化剂优选DMAP。
b反应中的缚酸剂优选为三乙胺、二异丙基乙基胺、N,N-二甲基苯胺或N-甲基吗啉。
b反应中的催化剂优选为四烷基氯化铵，例如：四甲基氯化铵、四乙基氯化胺、四丁基氯化铵。
b反应中的氯化试剂优选为三氯氧磷。
b反应中的反应溶剂优选为DMF、乙腈、二氯甲烷、氯仿、甲苯中的至少一种。
b反应中的氯化试剂与式Ⅲ化合物的摩尔比优选为1:1～5:1。
b反应的反应温度优选为55～85℃，进一步优选为75～85℃，反应时间优选为1～5小时。
对b反应中的式Ⅲ化合物与氯化试剂反应得到的粗品用良性溶剂和不良溶剂的混合溶剂体系纯化后可得到式Ⅳ化合物的纯品，所述良性溶剂优选乙酸乙酯、二氯甲烷、乙腈、甲醇或乙醇，所述不良溶剂优选正庚烷、异辛烷或石油醚。
c反应中重氮化反应的反应体系优选为亚硝酸盐-盐酸-氯化亚铜或亚硝酸酯-三甲基氯硅烷，所述亚硝酸盐优选亚硝酸钠，所述亚硝酸酯优选亚硝酸异戊酯或亚硝酸叔丁酯。
c反应的反应温度优选为-15～55℃，进一步优选为0～5℃，反应时间优选为1～5小时。
对c反应中重氮化反应结束得到的粗品用良性溶剂和不良溶剂的混合溶剂体系纯化后可得到式Ⅴ化合物的纯品，所述良性溶剂优选乙酸乙酯、二氯甲烷、甲基叔丁基醚或甲苯，所述不良溶剂优选正庚烷、异辛烷或石油醚。
d反应中的碱优选为有机碱或无机碱，所述有机碱优选三乙胺或二异丙基乙基胺，所述无机碱优选碳酸盐，例如碳酸钾、碳酸钠等。
d反应中的反应溶剂优选为乙腈、DMF、DMSO、甲苯、THF中的至少一种。
d反应中的2-(甲硫基)乙胺与式Ⅴ化合物的摩尔比优选为1:1～2:1。
d反应的反应温度优选为60～100℃，进一步优选为70～80℃，反应时间优选为1～5小时。
另一种坎格雷洛中间体，具有式Ⅶ所示化学结构：
一种制备式Ⅶ所示的坎格雷洛中间体的方法，式Ⅵ化合物在碱性条件下碱解得到式Ⅶ化合物，反应式如下所示：
反应中的碱性条件优选由无机碱形成，所述无机碱可选用氢氧化钠或氢氧化钾。
反应中的碱解所用溶剂优选为甲醇、四氢呋喃中的至少一种。
反应温度优选为20～30℃。
一种式Ⅶ所示的坎格雷洛中间体的应用，是将式Ⅶ化合物在碱存下与3,3,3-三氟丙基硫醇反应，制得坎格雷洛的已知式Ⅰ中间体，反应式如下所示：
反应中的碱优选为有机碱或无机碱，所述有机碱优选为甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠或叔丁醇钾，进一步优选甲醇钠或叔丁醇钠，所述无机碱优选氢氧化钠、氢氧化钾或钠氢，进一步优选氢氧化钠或钠氢。
反应中的反应溶剂优选为DMF、DMSO、甲苯、NMP中的至少一种。
反应中3,3,3-三氟丙基硫醇与式Ⅶ化合物的摩尔比优选为1:1～2:1。
反应的反应温度优选为60～100℃，进一步优选为70～80℃，反应时间优选为1～5小时。
所制备的坎格雷洛的已知式Ⅰ中间体(即TEPAD)，按照现有技术即可用于后续坎格雷洛的制备。
与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：
1)应用本发明所提供的中间体式Ⅵ、式Ⅶ化合物，可使合成坎格雷洛的已知关键中间体TEPAD(即式Ⅰ化合物)的制备工艺简单，成本降低，质量容易控制，收率高(从式Ⅱ化合物到式Ⅰ化合物，整个合成路线的总摩尔收率大于35％)，有利于坎格雷洛的制备；
2)所提供的中间体式Ⅵ、式Ⅶ化合物的制备，操作简单，中间产物易于纯化，质量可控性强，所得产品纯度高，所用试剂廉价易得，同时未使用有毒或危险试剂，安全无污染，也未使用强腐蚀性试剂等对设备要求较高的试剂，同时整个路线的反应都在常规条件下进行，无需高温高压操作(反应温度整体不超过100℃)，对设备没有任何特殊要求，生产成本低。
总之，本发明利用廉价易得的原料(式Ⅱ化合物，即鸟苷)，合成坎格雷洛中间体式Ⅵ、式Ⅶ和式Ⅰ化合物(TEPAD)，具有总摩尔收率高、操作简单、安全无污染、对设备无特殊要求、生产成本低等优点，对实现坎格雷洛的工业化具有极强的实用价值，相对于现有技术具有显著性进步。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。
实施例1：
化合物Ⅲ(2',3',5'-三乙酰鸟苷)的制备：
将乙酸酐(150g，1.45mol)滴加至含有化合物Ⅱ(即鸟苷，100g，0.35mol)、N-甲基吗啉(180g，1.8mol)、DMAP(4.3g，0.035mol)的乙腈(800mL)溶液中，滴加完毕后，反应液在20～30℃下反应2小时，结束反应，反应液减压浓缩至无溶液馏出，残余液中加入乙醇(200mL)进行重结晶，抽滤，滤饼于45～55℃烘干，即得化合物Ⅲ(2',3',5'-三乙酰鸟苷)：125g，摩尔收率为86.8％。
经测试：ESI-MS：[M+H]+＝410.1。
实施例2：
化合物Ⅳ(9-[2,3,5-三-o-乙酰基-beta-d-呋喃核糖]-2-氨基-6-氯嘌呤)的制备：
将三氯氧磷(180g，1.12mol)滴加至含有化合物Ⅲ(100g,0.234mol)、四乙基氯化铵(80g，0.48mol)、三乙胺(24g,0.244mol)的甲苯(800mL)溶液中，滴加完毕后，反应液升温至75～85℃保温搅拌反应两小时，结束反应，加水淬灭反应，然后加入乙酸乙酯(800mL)萃取，分离出的有机相用水洗两次，然后用10wt％碳酸氢钠水溶液洗涤至体系呈弱碱性，氯化钠水溶液洗一次，并用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至无溶液馏出，残余液中加入二氯甲烷(100mL)和正庚烷(400mL)进行重结晶，抽滤，得土黄色固体物质，即化合物Ⅳ(9-[2,3,5-三-o-乙酰基-beta-d-呋喃核糖]-2-氨基-6-氯嘌呤)：87g，摩尔收率为82％。
经测试：ESI-MS：[M+H]+＝428.2。
实施例3：
化合物Ⅴ(2,6-二氯-9-(2',3',5'-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)嘌呤)的制备：
将亚硝酸异戊酯(165g，1.41mol)溶于二氯甲烷(500mL)溶液中，然后于0～5℃条件下，加入三甲基氯硅烷(76g，0.70mol)，接着加入将化合物Ⅳ(100g，0.234mol)的DCM(500mL)溶液滴加至上述母液中，加料完毕后，继续于该温度条件下搅拌反应1小时，结束反应，加入饱和的亚硫酸钠溶液，分液，分离出的有机相依次用碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤，并用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至无溶液馏出，残余液中加入二氯甲烷(100mL)和正庚烷(350mL)进行重结晶，抽滤，得黄色固体物质，即化合物Ⅴ(2,6-二氯-9-(2',3',5'-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)嘌呤)：86g，摩尔收率为82％。
经测试：ESI-MS：[M+H]+＝447.0。
实施例4：
化合物2-(甲硫基)乙胺的制备：
将半胱胺盐酸盐(113g，1.0mol)溶于乙醇(1.5L)溶液中，然后于-10～0℃条件下，加入氢氧化钠(120g，3.0mol)，接着滴加碘甲烷(170g，1.2mol)，滴加完毕后，继续于该温度条件下搅拌反应3小时，结束反应，低温下旋蒸除去部分溶剂，过滤，滤液在-0.09MPa下减压蒸馏-0.09MPa，收集110～120℃的馏分，得到无色油状物质，即化合物2-(甲硫基)乙胺：81g，摩尔收率为89％。
实施例5：
坎格雷洛中间体化合物Ⅵ的制备：
将化合物Ⅴ(80g，0.18mol)溶于乙腈(500mL)溶液中，然后加入实施例4制备的化合物2-(甲硫基)乙胺(32.5g，0.36mol)和三乙胺(45.3g，0.45mol)，加料完毕后，反应液升温至70～80℃保温搅拌反应3小时，结束反应，反应液减压浓缩至无溶液馏出，残余液中加入乙酸乙酯(300mL)与水(200mL)，分液，分离出的有机相用氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩至无溶液馏出，得黄褐色油状物质，即本发明所述坎格雷洛中间体化合物Ⅵ：75g，摩尔收率为83％，HPLC纯度为99.5％，由化合物Ⅱ到坎格雷洛中间体化合物Ⅵ的四步总摩尔收率为52.5％。
经测试：1HNMR(300MHz,CDCl3)δ2.07(s,3H),2.10～2.22(m,9H),2.80(t,J＝6.5Hz,2H),3.84(s,2H),4.41(dq,J＝6.3,4.1,2.9Hz,3H),5.59(dd,J＝5.6,3.8Hz,1H),5.77(t,J＝5.5Hz,1H),6.16(d,J＝5.6Hz,1H),6.47(s,1H),7.90(s,1H)；
ESI-MS：[M+H]+＝502.05,[M+Na]+＝524.00。
实施例6：
化合物3,3,3-三氟丙硫醇的制备：
将三氟碘丙烷(110g，0.49mol)加入硫脲(38g，0.52mol)的乙醇水溶液中(30mL乙醇+1.5mL水)，加料完毕后，反应液升温至90℃保温搅拌反应5小时，结束反应，反应液降温至0～5℃，搅拌，反应液固化，抽滤，滤饼于45℃烘干得到白色固体90g；
将白色固体溶于水(150mL)中，加入20wt％氢氧化钠水溶液，调节溶液的pH为12～13，反应液回流反应3小时，结束反应，反应液冷却至室温，调节pH至溶液呈酸性，蒸馏，收集55～58℃的馏分，即得化合物3,3,3-三氟丙硫醇：44g，两步总摩尔收率为65％。
实施例7：
坎格雷洛中间体化合物Ⅶ的制备：
将化合物Ⅵ(15g，0.03mol)溶于甲醇(50mL)溶液中，然后于20～30℃条件下，加入氢氧化钠(4g，0.1mol)的水(100mL)溶液，加料完毕后，继续于该温度条件下搅拌反应1小时，结束反应，加入乙酸乙酯(250mL)萃取，分离出的有机相用无水硫酸钠干燥后旋干，即得化合物Ⅶ，无需纯化，直接用于下一步反应。
经测试：1HNMR(400MHz,DMSO-d6):2.09(s,3H),2.48～2.69(m,2H),3.43～3.70(m,4H),3.93(q,J＝3.8Hz,1H),4.02(dd,J＝13.1,6.9Hz,1H),4.12(t,J＝4.0Hz,1H),4.50(t,J＝5.5Hz,1H),5.01～5.09(m,1H),5.19(s,1H),5.47(s,1H),5.81(d,J＝5.9Hz,1H),8.40(s,1H)；
ESI-MS：[M+H]+＝375.95,[M+Na]+＝398.00。
实施例8：
坎格雷洛的已知关键中间体TEPAD即化合物Ⅰ的制备：
将钠氢(4.2g，0.105mol)加入DMF(30mL)溶液中，然后于0～5℃条件下，加入实施例6制备的化合物3,3,3-三氟丙硫醇(8g，0.06mol)，保持温度搅拌反应半小时，加入实施例7所得化合物Ⅶ的DMF(20mL)溶液，加料完毕后，反应液升温至70～80℃保温搅拌反应2.5小时，结束反应，反应液冷却至室温，加入水(100mL)，有黄色固体析出，抽滤，滤饼用乙醇(40mL)和水(30mL)的混合溶液进行重结晶，抽滤，即得坎格雷洛的已知关键中间体TEPAD，即化合物Ⅰ：9g，HPLC纯度为99.9％，由化合物Ⅱ到坎格雷洛的已知关键中间体TEPAD的六步总摩尔收率为36.7％。
经测试：
TEPAD：1HNMRδ(500MHz,CD3OD):8.27(1H,s)，5.91(1H,d,J＝5.0Hz)，4.71～4.68(1H,t，J＝10.0Hz)，4.31～4.29(1H,m,)，4.13～4.11(1H,m,)，3.88～3.71(4H,m)，3.31(2H,m)，2.79～2.61(4H,m)，2.14(3H,s)；
ESI-MS：[M+H]+＝470.05。
综上所述，本发明通过中间体化合物Ⅵ、Ⅶ的制备从而合成TEPAD，与文献(Journal of Medicinal Chemistry；vol.42；2；(1999)；p.213-220)相比，采用相同的初始原料(鸟苷)制备TEPAD，总摩尔收率为36.7％，明显高于文献(Journal of MedicinalChemistry；vol.42；2；(1999)；p.213-220)中的15～20％，并且本发明由化合物Ⅱ到化合物Ⅵ、Ⅶ再到TEPAD的制备过程中，制备的中间产物经过简单的溶剂重结晶即可得到高纯度产品，纯化简单，质量可控，避免了后续操作中带来不必要的杂质，为化合物Ⅵ、Ⅶ和TEPAD的高纯度打下了坚实的基础；并且，整个路线操作简单，对设备无特殊要求，安全环保，生产成本低，适合规模化生产。
最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种坎格雷洛中间体，其特征在于，具有式Ⅵ所示化学结构：
2.一种制备权利要求1所述的坎格雷洛中间体的方法，其特征在于，包括如下反应：
a)式Ⅱ化合物在碱存下与乙酰化剂反应得到式Ⅲ化合物；
b)式Ⅲ化合物在缚酸剂、催化剂存在下与氯化试剂反应得到式Ⅳ化合物；
c)式Ⅳ化合物进行重氮化反应得到式Ⅴ化合物；
d)式Ⅴ化合物在碱存下与2-(甲硫基)乙胺反应得到式Ⅵ化合物；
其具体反应路线如下所示：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：a反应中的碱选用有机碱，所述有机碱选用N-甲基吗啉、三乙胺或二异丙基乙基胺；a反应中的乙酰化剂选用乙酸酐。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：b反应中的缚酸剂选用三乙胺、二异丙基乙基胺、N,N-二甲基苯胺或N-甲基吗啉；b反应中的催化剂选用四烷基氯化铵；b反应中的氯化试剂选用三氯氧磷。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：c反应中的重氮化反应的反应体系为亚硝酸盐-盐酸-氯化亚铜或亚硝酸酯-三甲基氯硅烷。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：d反应中的碱选用有机碱或无机碱，所述有机碱选用三乙胺或二异丙基乙基胺，所述无机碱选用碳酸盐。
7.一种坎格雷洛中间体，其特征在于，具有式Ⅶ所示化学结构：
8.一种制备权利要求7所述的坎格雷洛中间体的方法，其特征在于：由式Ⅵ化合物在碱性条件下碱解得到式Ⅶ化合物，反应式如下所示：
9.一种权利要求7所述的坎格雷洛中间体的应用，其特征在于：将式Ⅶ化合物在碱存下与3,3,3-三氟丙基硫醇反应，制得坎格雷洛的已知式Ⅰ中间体，反应式如下所示：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：反应中的碱选用有机碱或无机碱，所述有机碱选用甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠或叔丁醇钾，所述无机碱选用氢氧化钠、氢氧化钾或钠氢。
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