CN113024637A - 一种以水溶性炔酰胺作为缩合剂制备卡非佐米的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以水溶性炔酰胺作为缩合剂制备卡非佐米的方法，该方法以氯乙酸、L‑高苯丙氨酸叔丁酯、L‑亮氨酸叔丁酯、L‑苯丙氨酸叔丁酯和(2S)‑2‑氨基‑4‑甲基‑1‑[(2R)‑2‑甲基环氧乙烷基]‑1‑戊酮三氟乙酸盐为原料，以水溶性炔酰胺为缩合剂，通过酸活化、缩合、脱除羧基保护等步骤逐步缩合得到中间体，该中间体再与吗啉在催化剂的作用下反应得到卡非佐米。该方法从非传统的N→C方向以较少的步骤高效地合成了卡非佐米，所采用的水溶性炔酰胺缩合剂不但可完全避免消旋，而且由于缩合试剂的副产物可溶于水，每步反应的后处理只需要萃取、重结晶，无需柱层析纯化，具有反应条件温和，步骤少，操作简单，总收率高，原子经济性高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及卡非佐米的合成，具体涉及一种以水溶性炔酰胺作为缩合剂制备卡非佐米的新方法，属于药物合成化学技术领域。
背景技术
卡非佐米(Carfilzomib)是一种高选择性、不可逆的泛素-蛋白酶体通路抑制剂，可特异持续地抑制蛋白酶体，有效诱导肿瘤细胞凋亡。卡非佐米是继硼替佐米后在全球范围内获得批准的第二个蛋白酶体抑制剂，也是美国食品与药物管理局(FDA)近几年来批准的第一个多发性骨髓瘤治疗药物(Nat.Prod.Rep.2013,30,600-604)。与第一代的硼替佐米相比，卡非佐米的治疗范围更宽、选择性更高、毒副作用更小及耐药性更低，尤其是不会引起类似于硼替佐米所导致的外周神经病变(Blood2013,121,893-897)，因此受到了医学界，药学界乃至化学界的广泛关注。
由于卡非佐米的重要性，近些年来，其合成的方法受到了许多关注。卡非佐米是由3个氨基酸和2个氨基酸衍生物组成的五肽，常见的方法一般多以液相合成法或者固相合成法通过多步反应得到，脱除保护基时容易使得部分肽键水解，缩合时氨基酸容易发生消旋化。由于卡非佐米C端的环氧官能团不稳定，而且综合考虑到原料经济性，由氯乙酸出发，从N端向C端延伸肽链是更为方便和经济的方法。然而，这种方法与传统多肽合成C→N的方向是相反的，由于多肽羧酸的α位是酰胺键，与烷氧羰基型保护基保护的α-氨基酸不同，多肽肽段在使用传统缩合剂进行缩合时，会引起严重的消旋，导致目标产物分离纯化困难、而且收率低。
当前合成卡非佐米的报道大多为C→N方向进行，这些方法反应条件不温和、提纯产物困难而且收率低，如专利申请号为201410343409.3的专利，专利申请号为201410135563.1的专利，专利申请号为200880119013.3的专利以及美国专利US2005/0245435AI，这些制备卡非佐米的方法的总收率低(均小于45％)，成本高。因此，开发出一种路线短、操作简单、可完全避免消旋且收率高的卡非佐米制备方法是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种合成路线简单、可完全避免消旋、高效且收率高的卡非佐米的新制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下所述：
一种以水溶性炔酰胺作为缩合剂制备卡非佐米的方法，所述具有结构式(III)的卡非佐米是通过以下方法所制备的：首先以具有结构式(I)的水溶性炔酰胺((N-(2,2-二甲基-1,3- 二氧戊环-4-基甲基)-N-乙炔基甲磺酰胺))作为缩合剂、以氯乙酸为起始原料，通过依次与 L-高苯丙氨酸叔丁酯、L-亮氨酸叔丁酯、L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合、脱除羧基保护反应后，然后再与(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应，获得具有结构式(II)的中间体，最后将具有结构式(II)的中间体与吗啉进行反应后制备获得具有结构式 (III)的卡非佐米。
其中，具体结构式(I)的水溶性炔酰胺、具有结构式(II)的中间体以及具有结构式(III) 的卡非佐米的结构如下所示：
作为优选，该方法包括如下步骤：
1)首先将氯乙酸与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-高苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物A。
2)继续将化合物A与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-亮氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物B。
3)继续将化合物B与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物C。
4)继续将化合物C与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与具有结构式(IV)的(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应，获得具有结构式(II)的中间体。具有结构式(IV)的(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1- 戊酮如下所示：
5)继续将具有结构式(II)的中间体与吗啉进行反应，获得具有结构式(III)的卡非佐米。
作为优选，步骤1)具体为：将氯乙酸和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应。待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-高苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物A。
作为优选，步骤2)具体为：将化合物A和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应。待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-亮氨酸叔丁酯进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物B。
作为优选，步骤3)具体为：将化合物B和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应。待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物C。
作为优选，步骤4)具体为：将化合物C和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，然后加入(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入酸性溶液，再经过萃取、重结晶后得到具有结构式(II)的中间体。
作为优选，步骤5)具体为：将具有结构式(II)的中间体与吗啉在第三溶剂中进行反应，获得具有结构式(III)的卡非佐米。
作为优选，步骤5)中的反应是在具有催化剂的条件下进行的，优选所述催化剂为碘化钾。
作为优选，步骤5)中的反应是在氮气或惰性气体的保护氛围下进行的。
作为优选，所述第一溶剂为二氯甲烷(DCM)。
作为优选，所述第二溶剂为二氯甲烷(DCM)、乙腈(MeCN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、水中的一种或多种。需要说明的是，当第二溶剂和第一溶剂相同时(例如均为二氯甲烷时)，步骤1)-步骤3)中可选择性的进行或不进行“除去第一溶剂”的操作。
作为优选，所述第三溶剂为四氢呋喃(THF)。
作为优选，所述脱保护试剂为三氟乙酸、HCl的1,4-二氧六环溶液、HCl的乙酸乙酯溶液、HCl气体中的一种或多种。
作为优选，所述酸性溶液为三氟乙酸(TFA)、稀硫酸、稀盐酸、磷酸、醋酸、柠檬酸中的一种。优选为三氟乙酸(TFA)。
作为优选，所述稀硫酸或稀盐酸的浓度为0.01～5mol/L，优选为0.05～3mol/L，更优选为 0.1～1mol/L。
作为优选，在步骤1)中，所述氯乙酸、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-高苯丙氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2。
作为优选，在步骤2)中，所述化合物A、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-亮氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2。
作为优选，在步骤3)中，所述化合物B、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-苯丙氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2。
作为优选，在步骤4)中，所述化合物C、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-5，优选为1:1-3:1.2-4，更优选为1:1.2-2.5:1.5-3。
作为优选，在步骤5)中，所述具有结构式(II)的中间体、吗啉、催化剂加入量的摩尔比为1:1-3.5:0.01-10，优选为1:1.2-3:0.05-8，更优选为1:1.5-2.5:0.1-5。
在本发明中，所述具有结构式(IV)的(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1- 戊酮是通过以下方法制备获得：采用可通过市场购买的商品名为(2S)-2-氨基-4-甲基 -1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮三氟乙酸盐(CAS：247068-85-5)(具有结构式V)与碳酸氢钠在第四溶剂中反应制备获得所述具有结构式(IV)的(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮。其中，所述第四溶剂为有机溶剂，优选为二氯甲烷。所述(2S)-2-氨基-4- 甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮三氟乙酸盐与碳酸氢钠加入量的摩尔比为1:0.8-3。优选为1:1-2。
在本发明中，以氯乙酸为起始原料，具有结构式(I)的水溶性炔酰胺为缩合剂，先将氯乙酸进行活化，然后再依次与L-高苯丙氨酸叔丁酯、L-亮氨酸叔丁酯、L-苯丙氨酸叔丁酯等原料进行缩合、脱除羧基保护反应(需要说明的是，前述各步反应中，中间产物在与L-高苯丙氨酸叔丁酯、L-亮氨酸叔丁酯、L-苯丙氨酸叔丁酯进行反应前，均需要通过具有结构式(I) 的水溶性炔酰胺进行活化)，再然后再与(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行反应获得具有结构式(II)的中间体，最后将具有结构式(II)的中间体与吗啉在催化剂的存在下进行反应获得卡非佐米。其中活化、缩合、脱除羧基保护等步骤在同一反应容器中依次进行(即三步一锅)，最后通过萃取、重结晶得到产物。整个合成过程中无需柱层析处理，省时省力。同时整个路线的反应条件温和，后处理简单，并且卡非佐米的总收率高达70％(基于起始原料)，另外，整个过程没有消旋现象的发生，具有广泛的工业应用前景。
在本发明中，通过“三步一锅法”制备卡非佐米的具体为：
a)将氯乙酸和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺(缩合剂)溶于第一溶剂中(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在0-60℃下搅拌反应1min-5h，优选在25-45℃下搅拌反应10min-1 h)。利用TLC跟踪监测至反应完全(氯乙酸被消耗完全)，再然后加入L-高苯丙氨酸叔丁酯和第二溶剂(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在室温下搅拌反应30min-10h，更优选为1-3h)，TLC跟踪监测至反应结束得到氯乙酰高苯丙氨酸叔丁酯，再然后再向上述含氯乙酰高苯丙氨酸叔丁酯的体系中加入酸性溶液(优选为三氟乙酸，三氟乙酸与反应容器中二氯甲烷的体积比例为1-3:1)进行脱保护反应(脱除叔丁基)，通过TLC及LC-MS检测至反应结束。除去残留的酸性溶液和溶剂(优选在真空下进行去除)。然后加入水和萃取剂(例如乙酸乙酯萃取1-5次)，再然后分离并合并有机相。最后经干燥(例如采用无水硫酸镁干燥)并过滤，浓缩有机相并除去萃取剂，重结晶(用乙醚或石油醚进行重结晶)得到化合物A。具体反应过程如下：
b)：将化合物A和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺(缩合剂)溶于第一溶剂中(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在0-60℃下搅拌反应1h-20h，优选在25-45℃下搅拌反应2h-5h)，利用TLC跟踪监测至反应完全(化合物A被消耗完全)，再然后加入L-亮氨酸叔丁酯和第二溶剂(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在室温下搅拌反应10h-40h，更优选为15h-25h)，TLC跟踪监测至反应结束得到氯乙酰高苯丙氨酰亮氨酸叔丁酯。再然后再向上述含氯乙酰高苯丙氨酰亮氨酸叔丁酯的体系中加入酸性溶液(优选为三氟乙酸，三氟乙酸与反应容器中二氯甲烷的体积比例为1-3:1)进行脱保护反应(脱除叔丁基)，通过TLC及LC-MS检测至反应结束。除去残留的酸性溶液和溶剂(优选在真空下进行去除)。然后加入水和萃取剂(例如乙酸乙酯萃取1-5次)，再然后分离并合并有机相。最后经干燥(例如采用无水硫酸镁干燥)并过滤，浓缩有机相并除去萃取剂，重结晶(用乙醚或石油醚进行重结晶)得到化合物B。具体反应过程如下：
c)：将化合物B和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺(缩合剂)溶于第一溶剂中(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在0-60℃下搅拌反应3h-25h，优选在25-45℃下搅拌反应5h-15h)，利用TLC跟踪监测至反应完全(化合物B被消耗完全)，然后加入L-苯丙氨酸叔丁酯和第二溶剂(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在室温下搅拌反应10h-40h，更优选为15h-25h)， TLC跟踪监测至反应结束得到氯乙酰高苯丙氨酰亮氨酰苯丙氨酸叔丁酯。再然后再向上述含氯乙酰高苯丙氨酰亮氨酰苯丙氨酸叔丁酯的体系中加入酸性溶液(优选为三氟乙酸，三氟乙酸与反应容器中二氯甲烷的体积比例为1-3:1)进行脱保护反应(脱除叔丁基)，通过TLC及 LC-MS检测至反应结束。除去残留的酸性溶液和溶剂(优选在真空下进行去除)。然后加入水和萃取剂(例如乙酸乙酯萃取1-5次)，再然后分离并合并有机相。最后经干燥(例如采用无水硫酸镁干燥)并过滤，浓缩有机相并除去萃取剂，重结晶(用乙醚或石油醚进行重结晶) 得到化合物C。具体反应过程如下：
d)：将化合物C和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺(缩合剂)溶于第一溶剂中(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在0-60℃下搅拌反应3h-25h，优选在25-45℃下搅拌反应5h-15h)，利用TLC跟踪监测至反应完全(化合物C被消耗完全)，再然后加入(2S)-2-氨基-4-甲基 -1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮和第二溶剂(优选为二氯甲烷)进行反应(例如在室温下搅拌反应10h-50h，更优选为20h-30h)，TLC跟踪监测至反应结束。再然后再接着加入酸性溶液(优选为三氟乙酸，三氟乙酸与反应容器中二氯甲烷的体积比例为1-3:1)，除去有机溶剂(优选在真空下进行去除)。然后加入稀酸溶液和萃取剂(例如1mol/L盐酸溶液和乙酸乙酯萃取1-5次)，再然后分离并合并有机相。最后经干燥(例如采用无水硫酸镁干燥)并过滤，浓缩有机相并除去萃取剂，重结晶(用乙醚或石油醚进行重结晶)得到具有结构式(II) 的中间体。具体反应过程如下：
e)：具有结构式(II)的中间体与吗啉以及催化剂(优选为碘化钾)溶于第三溶剂(优选为四氢呋喃)中进行反应(例如在氮气保护下于室温中搅拌反应3-24h，优选为5-18h)，采用TLC跟踪监测至反应结束。然后向反应溶液加入水和萃取剂(例如采用乙酸乙酯萃取1-5 次)，合并有机相，干燥并抽滤(例如采用无水硫酸镁进行干燥)，去除有机溶剂后获得具有结构式(III)的目标产物卡非佐米，具体反应过程如下：
在本发明中，采用水溶性炔酰胺作为缩合试剂用于合成卡非佐米，具有合成路线步骤少、操作简单、分子量小、在活化手性羧酸时可完全避免消旋的优点。同时，由于缩合试剂的副产物可溶于水，每步反应只需要水洗、萃取、重结晶，无需柱层析纯化，产物的总收率高达 70％，远远高于传统的合成方法。该反应条件温和，操作简单，其产率高，具有优良的原子经济性。因此，将水溶性炔酰胺用于合成卡非佐米将会是一种新的、高效而且实用的合成方法。
与现有技术相比较，本发明所具备的有益技术效果如下：
1、本发明为一种全新的卡非佐米的合成方法，通过以氯乙酸为起始原料，水溶性炔酰胺为缩合剂，在经过酸活化、缩合、脱除羧基保护等步骤逐步偶联缩合得到中间产物，然后再通过中间产物与吗啉进行缩合即得卡非佐米。
2、本发明所述方法反应步骤少、收率高、在活化手性羧酸时可完全避免消旋，具有较高的原子经济性，缩合过程中无需额外的添加剂及碱，减少了杂质的引入，在温和的条件下，即可实现各片段的缩合，并以“三步一锅”法减少了纯化次数，使得产物的提纯更加方便，无需经柱层析处理以及成本高昂的制备级HPLC纯化，极大的节约了成本并降低了污染，反应简单可控，适合工业化生产卡非佐米。
附图说明
图1为本发明所述方法的合成原理图。
图2为本发明所述方法合成卡非佐米的合成路线图。
图3为本发明所述方法合成的卡非佐米的1H NMR谱图。
图4为本发明所述方法合成的卡非佐米的13C NMR谱图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
一种以水溶性炔酰胺作为缩合剂制备卡非佐米的方法，所述具有结构式(III)的卡非佐米是通过以下方法所制备的：首先以具有结构式(I)的水溶性炔酰胺作为缩合剂、以氯乙酸为起始原料，通过依次与L-高苯丙氨酸叔丁酯、L-亮氨酸叔丁酯、L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合、脱除羧基保护反应后，然后再与(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应，获得具有结构式(II)的中间体，最后将具有结构式(II)的中间体与吗啉进行反应后制备获得具有结构式(III)的卡非佐米。
其中，具体结构式(I)的水溶性炔酰胺、具有结构式(II)的中间体以及具有结构式(III) 的卡非佐米的结构如下所示：
作为优选，该方法包括如下步骤：
1)首先将氯乙酸与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-高苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物A。
2)继续将化合物A与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-亮氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物B。
3)继续将化合物B与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物C。
4)继续将化合物C与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与(2S)-2- 氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应，获得具有结构式(II)的中间体。
5)继续将具有结构式(II)的中间体与吗啉进行反应，获得具有结构式(III)的卡非佐米。
作为优选，步骤1)具体为：将氯乙酸和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应。待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-高苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物A。
作为优选，步骤2)具体为：将化合物A和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应。待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-亮氨酸叔丁酯进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物B。
作为优选，步骤3)具体为：将化合物B和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应。待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物C。
作为优选，步骤4)具体为：将化合物C和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，然后加入(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应。待反应完全以后，向体系中加入酸性溶液，再经过萃取、重结晶后得到具有结构式(II)的中间体。
作为优选，步骤5)具体为：将具有结构式(II)的中间体与吗啉在第三溶剂中进行反应，获得具有结构式(III)的卡非佐米。
作为优选，步骤5)中的反应是在具有催化剂的条件下进行的，优选所述催化剂为碘化钾。
作为优选，步骤5)中的反应是在氮气或惰性气体的保护氛围下进行的。
作为优选，所述第一溶剂为二氯甲烷(DCM)。
作为优选，所述第二溶剂为二氯甲烷(DCM)、乙腈(MeCN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、水中的一种或多种。需要说明的是，当第二溶剂和第一溶剂相同时(例如均为二氯甲烷时)，步骤1)-步骤3)中可选择性的进行或不进行“除去第一溶剂”的操作。
作为优选，所述第三溶剂为四氢呋喃(THF)。
作为优选，所述脱保护试剂为三氟乙酸、HCl的1,4-二氧六环溶液、HCl的乙酸乙酯溶液、HCl气体中的一种或多种。
作为优选，所述酸性溶液为三氟乙酸(TFA)、稀硫酸、稀盐酸、磷酸、醋酸、柠檬酸中的一种。优选为三氟乙酸(TFA)。
作为优选，所述稀硫酸或稀盐酸的浓度为0.01～5mol/L，优选为0.05～3mol/L，更优选为 0.1～1mol/L。
作为优选，在步骤1)中，所述氯乙酸、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-高苯丙氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2。
作为优选，在步骤2)中，所述化合物A、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-亮氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2。
作为优选，在步骤3)中，所述化合物B、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-苯丙氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2。
作为优选，在步骤4)中，所述化合物C、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-5，优选为1:1-3:1.2-4，更优选为1:1.2-2.5:1.5-3。
作为优选，在步骤5)中，所述具有结构式(II)的中间体、吗啉、催化剂加入量的摩尔比为1:1-3.5:0.01-10，优选为1:1.2-3:0.05-8，更优选为1:1.5-2.5:0.1-5。
制备实施例1
化合物A的合成：
在干净的圆底烧瓶中加入氯乙酸(5mmol)、N-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基甲基)-N- 乙炔基甲磺酰胺(水溶性炔酰胺)(6mmol)以及二氯甲烷(DCM，10mL)，在35℃下搅拌反应，并利用TLC跟踪监测氯乙酸被消耗完全。然后加入L-高苯丙氨酸叔丁酯进行反应，TLC跟踪监测至反应结束，得到氯乙酰高苯丙氨酸叔丁酯；然后再向体系中加入20mL三氟乙酸，脱除叔丁基，通过TLC及LC-MS检测至反应结束。减压浓缩反应液，然后加入50mL 乙酸乙酯，用30mL水洗涤有机相2次，经无水硫酸镁干燥后，浓缩有机相至3mL，加入冰乙醚重结晶，产物析出，过滤收集固体，得到化合物A。白色固体，产率93％。以下是化合物A核磁共振实验数据、质谱实验数据：
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.60(d,J＝7.7Hz,1H),7.32–7.26(m,2H),7.22–7.15(m,3H),4.22–4.09(m,3H),2.62(tt,J＝15.5,7.3Hz,2H),2.01(ddt,J＝13.8,7.2,3.1Hz,1H),1.91 (ddt,J＝17.9,9.1,4.9Hz,1H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ173.1,166.1,140.9,128.4,128.4,126.0,51.7,42.4,32.7, 31.3.HRMS(ESI)m/z calcd.for C12H14ClNNaO3[M+Na]+:278.0554,found:278.0560.
制备实施例2
化合物B的合成：
在干净的圆底烧瓶中加入制备实施例1制备的产物体A(4mmol)、N-(2,2-二甲基-1,3- 二氧戊环-4-基甲基)-N-乙炔基甲磺酰胺(水溶性炔酰胺)(5mmol)以及二氯甲烷(DCM， 15mL)，在35℃下搅拌反应，并利用TLC跟踪监测至化合物A被消耗完全。然后加入L-亮氨酸叔丁酯进行反应，TLC跟踪监测至反应结束，得到氯乙酰高苯丙氨酰亮氨酸叔丁酯；然后再向体系中加入30mL三氟乙酸，脱除叔丁基，通过TLC及LC-MS检测至反应结束。减压浓缩反应液，然后加入50mL乙酸乙酯，用30mL水洗涤有机相2次，经无水硫酸镁干燥后，浓缩有机相至5mL，加入乙醚重结晶，产物析出，过滤收集固体，得到化合物B。白色固体，产率94％。以下是化合物B的核磁共振实验数据、质谱实验数据：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.43(d,J＝8.0Hz,1H),8.31(d,J＝7.8Hz,1H),7.30–7.26(m,2H),7.20–7.16(m,3H),4.44–4.36(m,1H),4.27–4.21(m,1H),4.15(d,J＝2.0Hz,2H),2.60(t,J＝8.2Hz,2H),1.97–1.81(m,2H),1.70–1.61(m,1H),1.59–1.49(m,2H),0.91(d, J＝6.5Hz,3H),0.85(d,J＝6.5Hz,3H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ173.9,171.0,165.7,141.5,128.3,128.2,125.8,52.3,50.3, 42.6,39.7,34.5,31.1,24.3,22.9,21.3.HRMS(ESI)m/z calcd.forC18H26ClN2O4[M+H]+: 369.1576,found:369.1580.
制备实施例3
化合物C的合成：
在干净的圆底烧瓶中加入制备实施例2制备的化合物B(3mmol)、N-(2,2-二甲基-1,3- 二氧戊环-4-基甲基)-N-乙炔基甲磺酰胺(水溶性炔酰胺)(5mmol)以及二氯甲烷(DCM， 15mL)，在35℃下搅拌反应，并利用TLC跟踪监测至化合物B被消耗完全。然后加入L-苯丙氨酸叔丁酯进行反应，TLC跟踪监测至反应结束，得到氯乙酰高苯丙氨酰亮氨酰苯丙氨酸叔丁酯；然后再向体系中加入30mL三氟乙酸，脱除叔丁基，通过TLC及LC-MS检测至反应结束。减压浓缩反应液，然后加入50mL乙酸乙酯，用30mL水洗涤有机相2次，经无水硫酸镁干燥后，浓缩有机相至5mL，加入乙醚重结晶，产物析出，过滤收集固体，得到化合物C。白色固体，产率92％。以下是化合物C的核磁共振实验数据、质谱实验数据：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.44(d,J＝7.6Hz,1H),8.15(d,J＝7.8Hz,1H),8.10(d,J ＝7.6Hz,1H),7.28(t,J＝7.4Hz,2H),7.22–7.15(m,7H),7.12–7.07(m,1H),4.49–4.41(m, 1H),4.40–4.32(m,2H),4.18–4.10(m,2H),3.05(dd,J＝14.0,4.7Hz,1H),2.95–2.89(m,1H), 2.60–2.51(m,2H),1.93–1.75(m,2H),1.64–1.55(m,1H),1.43(t,J＝6.9Hz,2H),0.86(dd,J ＝18.5,6.5Hz,6H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ172.7,171.8,170.6,165.8,141.4,137.4,129.0,128.3, 128.3,128.1,126.3,125.8,53.2,52.6,50.9,42.6,40.8,36.6,34.3,31.3,24.1,23.0,21.7.HRMS (ESI)m/z calcd.for C27H35ClN3O5[M+H]+:516.2260,found:516.2262.
制备实施例4
具有结构式(II)的中间体的合成：
在干净的圆底烧瓶中加入制备实施例3制备的化合物C(2mmol)、N-(2,2-二甲基-1,3- 二氧戊环-4-基甲基)-N-乙炔基甲磺酰胺(水溶性炔酰胺)(4mmol)以及二氯甲烷(DCM， 10mL)，在35℃下搅拌反应，并利用TLC跟踪监测至化合物C被消耗完全。然后加入(2S)-2- 氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行反应，TLC跟踪监测至反应结束。减压浓缩反应液，然后加入50mL乙酸乙酯，用25mL 1mol/L盐酸溶液洗涤有机相2次，再用20mL 水洗涤一次，经无水硫酸镁干燥后，浓缩有机相至5mL，加入乙醚重结晶，产物析出，过滤收集固体，得到具有结构式(II)的中间体。白色固体，产率88％。以下是具有结构式(II) 的中间体的核磁共振实验数据、质谱实验数据：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.25(d,J＝7.4Hz,1H),7.28(t,J＝7.4Hz,2H),7.20–7.12(m,7H),7.09–7.05(m,1H),4.56(td,J＝8.6,5.0Hz,1H),4.39–4.25(m,3H),4.13(d,J＝ 4.9Hz,2H),3.11(d,J＝5.2Hz,1H),3.01–2.93(m,2H),2.75(dd,J＝14.0,9.0Hz,1H),2.60– 2.51(m,2H),1.92–1.84(m,1H),1.82–1.75(m,1H),1.67–1.60(m,1H),1.56–1.49(m,1H), 1.41–1.29(m,7H),0.86(t,J＝7.2Hz,6H),0.81(dd,J＝6.3,3.3Hz,6H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ208.1,171.4,171.0,170.7,165.9,141.4,137.4,129.1, 128.3,128.2,127.9,126.1,125.8,58.8,52.9,52.6,51.5,51.2,49.3,42.6,40.7,38.5,37.5,34.1, 31.3,24.5,24.1,23.1,23.0,21.6,21.0,16.4.HRMS(ESI)m/zcalcd.for C36H50ClN4O6[M+H]+: 669.3413,found:669.3417.
制备实施例5
卡非佐米的合成：
在干净的反应管中加入制备实施例4制备的具有结构式(II)的中间体(1mmol)，吗啉 (2mmol)，碘化钾(KI，1mmol)以及四氢呋喃(THF，5mL)，在氮气保护下于室温搅拌反应，并通过TLC和HPLC监测反应。反应完毕后，浓缩反应液，加入水和乙酸乙酯，用乙酸乙酯萃取三次并合并有机相，合并后的有机相，用无水硫酸镁干燥，浓缩反应液，用乙酸乙酯和石油醚重结晶即得卡非佐米(0.99mmol)，白色固体，收率99％，总收率70％(基于起始原料)。以下是卡非佐米的核磁共振实验数据、质谱实验数据：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.25(d,J＝6.8Hz,1H),8.09(d,J＝7.7Hz,1H),7.97(d,J ＝7.7Hz,1H),7.90(d,J＝7.6Hz,1H),7.33–7.23(m,2H),7.23–7.02(m,8H),4.61–4.49(m, 1H),4.43–4.32(m,2H),4.32–4.23(m,1H),3.71–3.51(m,4H),3.41–3.32(m,1H),3.12(d,J ＝4.2Hz,1H),3.06–2.85(m,4H),2.81–2.70(m,1H),2.57–2.51(m,1H),2.47–2.38(m,4H), 1.93–1.76(m,2H),1.69–1.59(m,1H),1.55–1.47(m,1H),1.43–1.28(m,7H),0.89–0.83(m, 6H),0.83–0.76(m,6H).
13C NMR(100MHz,DMSO)δ208.2,171.5,171.0,170.9,168.8,141.5,137.4,129.1,128.3, 128.2,127.9,126.1,125.8,66.1,61.3,58.8,53.2,53.0,51.8,51.5,51.1,49.2,40.8,38.5,37.4,34.3, 31.4,24.5,24.1,23.2,23.0,21.6,21.0,16.4.HRMS(ESI)m/zcalcd.for C40H58N5O7[M+H]+: 720.4331,found:720.4335。
Claims (10)
1.一种以水溶性炔酰胺作为缩合剂制备卡非佐米的方法，其特征在于：所述具有结构式(III)的卡非佐米是以具有结构式(I)的水溶性炔酰胺作为缩合剂、以氯乙酸为起始原料，先依次与L-高苯丙氨酸叔丁酯、L-亮氨酸叔丁酯、L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合、脱除羧基保护反应后，再依次与(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮和吗啉进行反应后制备获得的；
其中，具体结构式(I)的水溶性炔酰胺和具有结构式(III)的卡非佐米如下所示：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)首先将氯乙酸与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-高苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物A；
2)继续将化合物A与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-亮氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物B；
3)继续将化合物B与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应，脱除叔丁基保护后获得化合物C；
4)继续将化合物C与具有结构式(I)的水溶性炔酰胺进行活化反应，然后再与具有结构式(IV)的(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应，获得具有结构式(II)的中间体；
5)继续将具有结构式(II)的中间体与吗啉进行反应，获得具有结构式(III)的卡非佐米；
其中，具有结构式(II)的中间体和具有结构式(IV)的(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮如下所示：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1)具体为：将氯乙酸和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应；待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-高苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应；待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物A。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：步骤2)具体为：将化合物A和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应；待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-亮氨酸叔丁酯进行缩合反应；待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物B。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)具体为：将化合物B和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，并进行活化反应；待反应完全以后，除去第一溶剂，然后加入第二溶剂和L-苯丙氨酸叔丁酯进行缩合反应；待反应完全以后，向体系中加入脱保护试剂进行脱保护反应，脱除叔丁基后，再经过萃取、重结晶后得到化合物C。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)具体为：将化合物C和具有结构式(I)的水溶性炔酰胺溶于第一溶剂中，然后加入(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮进行缩合反应；待反应完全以后，向体系中加入酸性溶液，再经过萃取、重结晶后得到具有结构式(II)的中间体。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于：步骤5)具体为：将具有结构式(II)的中间体与吗啉在第三溶剂中进行反应，获得具有结构式(III)的卡非佐米；
作为优选，步骤5)中的反应是在具有催化剂的条件下进行的，优选所述催化剂为碘化钾；
作为优选，步骤5)中的反应是在氮气或惰性气体的保护氛围下进行的。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述第一溶剂为二氯甲烷(DCM)；和/或
所述第二溶剂为二氯甲烷(DCM)、乙腈(MeCN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、水中的一种或多种；和/或
所述第三溶剂为四氢呋喃(THF)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述脱保护试剂为三氟乙酸、HCl的1,4-二氧六环溶液、HCl的乙酸乙酯溶液、HCl气体中的一种或多种；和/或
所述酸性溶液为三氟乙酸(TFA)、稀硫酸、稀盐酸、磷酸、醋酸、柠檬酸中的一种；优选为三氟乙酸(TFA)；
作为优选，所述稀硫酸或稀盐酸的浓度为0.01～5mol/L，优选为0.05～3mol/L，更优选为0.1～1mol/L。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述氯乙酸、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-高苯丙氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2；和/或
在步骤2)中，所述化合物A、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-亮氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2；和/或
在步骤3)中，所述化合物B、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、L-苯丙氨酸叔丁酯加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-3.5，优选为1:1-3:1.2-3，更优选为1:1.2-2.5:1.5-2；和/或
在步骤4)中，所述化合物C、具有结构式(I)的水溶性炔酰胺、(2S)-2-氨基-4-甲基-1-[(2R)-2-甲基环氧乙烷基]-1-戊酮加入量的摩尔比为1:0.8-4:1-5，优选为1:1-3:1.2-4，更优选为1:1.2-2.5:1.5-3；和/或
在步骤5)中，所述具有结构式(II)的中间体、吗啉、催化剂加入量的摩尔比为1:1-3.5:0.01-10，优选为1:1.2-3:0.05-8，更优选为1:1.5-2.5:0.1-5。
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