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2021-02-01 19:02:44|
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起点商标网 专利名称：吖庚因的中间体的制作方法
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本发明涉及一种制备吖庚因的新方法和在这种方法中所用的中间体。
本发明的一个方面是关于制备通式I吖庚因的方法 其中R1和R2分别表示芳族羧酸的酰基。
上述通式I中包含了一些已知的具有药物活性的化合物如Balanol(例如参见国际专利申请WO93/03730)和其它磷酸激酶抑制剂如在欧洲专利申请A-0663 393中所描述的化合物。本发明的方法能比所有现有技术中已知的方法更为简单和更为经济地制备这些化合物。
根据本发明，通式I的化合物可以按下述方法制备a〕氢化通式II的化合物 其中R3表示低级烷基，HX表示酸，a1)制成通式IV的化合物 a2)将通式IV的化合物转化成通式V的化合物
其中R4表示保护基a3)将通式V的化合物转化成通式VI的化合物 a4)将通式VI的化合物转化成通式VII的化合物 a5)用通式R1COOH和/或R2COOH的芳族羧酸分别将通式VII的化合物N-酰化和O-酰化；或b)还原通式III化合物 其中R3和R4如上述定义，b1)用微生物方法将式III化合物还原成通式VIII的化合物
b2)皂化通式VIII化合物制成通式VIIIa化合物并将其转化成通式IX化合物 b3)将通式IX化合物转化成通式X的化合物 b4)用通式R1COOH的芳族羧酸将通式X的化合物酰化成通式XI的化合物 b5)用芳族羧酸或其活性衍生物酰化通式XI的化合物，并且将保护基R4和如果必要的话将R1和/或R2中的其它保护基从a5)或b5)步骤中获得的通式XII化合物中除去 酰基R1和R2的实例为苯甲酸的酰基和有取代基取代的苯甲酸的酰基，所说的取代基可以是例如羟基、卤素(尤其是氟)、低级烷基和/或低级烷氧基、或者取代基是苯甲酰基或被氟、低级烷基和/或低级烷氧基取代的苯甲酰基。术语“低级”是指具有1-6个碳原子的基团。通式1中，R2为对羟基苯甲酰基或对-(2-氟-6-羟基-3-甲氧基苯甲酰基)苯甲酰基和R1为对羟基苯甲酰基或4-羟基-3，5-二甲基苯甲酰基的化合物是特别优选的化合物。本发明方法中选择使用常用的氨基保护基特别是叔丁氧基羰基作为保护基R4。
在本发明的一个实施方案中，按照方法步骤(a1)将通式II的化合物不对称地氢化成通式IV的化合物。用于通式II酸加成盐的酸的实例是无机酸如盐酸，和有机酸如磺酸(例如对甲苯磺酸和甲苯磺酸)。可以使用光学活性配合物，优选使用含有元素周期表中第VIII组金属特别是铑的阻转异构(atropisomeric)的二膦配位体作为催化剂来进行上述的不对称加氢反应，所说的催化剂公开在，例如欧洲专利申请A-O 643 052中。
上述的这类催化剂的实例是[RuL]2+(X)2III-a[RuLX2]2+(X)2III-b[RuLX1X2]+X3III-cRuL(X4)2III-d其中X表示BF4-、ClO4-、B(苯基)4-、SbF6-、PF6-、Z1-SO3-，X1表示卤素，X2表示苯、六甲基苯或对异丙基苯甲烷，X3表示卤素、ClO4-、B(苯基)4-、SbF6-、PF6-、Z1-SO3-或BF4-。
X4表示阴离子Z2-COO-或Z3-SO3-、烯丙基或乙酰基丙酮酸酯基(CH3COCH＝C(CH3)O-)；Z1表示低级卤代低级烷基或卤代苯基，Z2表示低级烷基、苯基、卤代低级烷基或卤代苯基，Z3表示低级烷基或苯基，和L表示光学活性、优选阻转异构的二膦配位体。
L配位体的实施例是
MeOBIPHEP(6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基)-二(二苯基膦)BIPHEMP (6，6’-二甲基二苯基-2，2’-二基)-二(二苯基膦)BINAP[(1，1’-二萘基)-2，2’-二基]二(二苯基膦)pTol-BIPHEMP (6，6’-二甲基二苯基-2，2’-二基)-二(二(对甲苯基)膦)pAn-MeOBIPHEP6，6’-二甲氧基-P，P，p’，P’-四(4-甲氧基苯基)二苯基-2，2’-二膦pDMA-MeOBIPHEP 6，6’-二甲氧基-P，P，P’，P’-四(4-二甲基氨基苯基)二苯基-2，2’-二膦pPhenyl-MeOBIPHEP(6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基)-二(二(二苯基)膦)mTol-BIPHEMP (6，6’-二甲基二苯基-2，2’-二基)-二(二(间甲苯基)膦)Cy2-MeOBIPHEP P2，P2-二环己基-6，6’-二甲氧基-P2’，P2’-二苯基-二苯基-2，2’-二膦2-Furyl2-BIPHEMPP，P-二苯基-P’，P’-2-呋喃基-(6，6’-二甲基-二苯基-2，2’-二基)二膦(3，5-Me，4-MeO) -MeOBIPHEP 6，6’-二甲氧基-P，P，P’，P’-四(二甲基-4-甲氧基苯基)二苯基-2，2’-二膦DiMeOBIPHEP (5，5’，6，6’-四甲氧基二苯基-2，2’-二基)二(二苯基膦)TriMeOBIPHEP (4，4’，5，5’5，6，6’-六甲氧基二苯基-2，2’-二基)二(二苯基膦)和2-Furyl-MeOBIPHEP(6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基)二(二-2-呋喃基膦)这些配位体公开在下述的专利文献中EP643 052，EP6477 648，EP582 692，EP580 336，EP690 065，EP643 065，JP523 9076。
通式III-a至II-d配合物中的铑与配位体L的比率一般为每摩尔配位体约05-约2摩尔铑，优选为约1摩尔的铑。基质/催化剂之比(S/C；摩尔/摩尔)一般为约20至约30000，优选为约100至约5000。
二乙酸基-铑-[(R)-6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基]二(二苯基膦)[Ru(OAc)2(R)-MeOBIPHEP]是特别优选的催化剂。通常，是在无氧条件下，在乙醇中，在高压如1-100巴，优选5-70巴的压力下，和在0℃-80℃，优选20℃-50℃下进行加氢反应。在方法步骤(a2)中，在制得的通式IV化合物中的NH基团是用例如叔丁氧基羰基保护起来。在用碱性水溶液如室温下的氢氧化钠溶液将酯基R3皂化之后，将酸化后得到的通式V的羧酸转化(a3)成通式VI的噁唑烷酮。上述反应可以使用本身己知的方法来进行，其中将通式V化合物中的羧基转化成通式Va的羧酸叠氮化物或羧酸酰胺 其中A表示叠氮基或氨基，并接着按照Curtius或Hofmann反应进行降解。可以通过本身已知的方法，例如在加热至70-90℃的同时，使用含水的醇碱液使噁唑烷酮VI水解(a4)制成化合物VII。在方法步骤(a5)中，用本身已知的方法，例如通过与羧酸R1COOH或R2COOH的活性衍生物如混合酸酐反应将通式VII化合物中的羟基和氨基酰化。当上述这些羧酸含有可酰化基团如OH基团时，一般应在反应过程中将这些基团保护起来。其中R1和R2彼此不同的通式I的化合物可以通过下述的方法制备，即用1当量的R1COOH选择性地使通式VII化合物中的氨基进行N-酰化，接着再用1当量R2COOH使其进行O-酰化。
在本发明的另一实施方案中，使用方法步骤(b1)将通式III的化合物用微生物方法还原成通式VIII化合物。原则上说，对于上述还原反应中所用的微生物不仅局限于某一种微生物。一般使用真菌菌株，特别是酵母作为微生物。特别优选的微生物是葡萄有孢汉逊氏酵母(Hanseniaspora uvarum)R1052，尤其是1996年1月16日以保藏号DSM10 496在Deutschen Sammlungvon Mikroorganismen und Zellkulturen(DSMZ)保藏的该菌株。可以使用完整的细胞培养基或使用由微生物所得的酶将化合物III还原成通式IV的化合物。优选的微生物Hanseniaspora uvarum R 1052可以使用营养素基质在需氧的含水浸没的培养基中进行培养，所说的营养素基质含有碳源和氮源如葡萄糖或淀粉和大豆肉、酵母提取物或胨、以及无机盐如硫酸铵、氯化钠或硝酸钠。上述的培养可以在约20-35℃下，优选27℃下，pH值为约3-9、优选pH值为约5-7的条件下进行。将通式III化合物加入在有机溶剂如乙酸乙酯中的微生物培养基中。还原反应之后可以使用薄层色谱法对反应介质进行分析。反应一般需约8-12小时。可以用适宜的有机溶剂如乙酸乙酯将反应产物即通式IV的化合物从培养基溶液中分离出来。在下一步反应步骤(b2)中，将通式VIII化合物皂化成相应的羧酸并再将该羧酸转化成通式IX的噁唑烷酮。可以使用相似于(a3)中所述的方法步骤进行由化合物VIII制得的羧酸转化成噁唑烷酮IX的反应。通过用相似于(a4)所述的方法步骤碱解噁唑烷酮IX(b3)可以获得通式X的化合物，用相似于(a5)所述的方法步骤使通式X的化合物进行N-酰化(方法步骤(b4))以制得通式XI的化合物。在三苯基膦和叠氮二羧酸二乙酯存在下，通过使用通式R2OH的羧酸进行酰化可以将通式XI化合物转化(方法步骤(b5))成通式XII的化合物。保护基R4可以用本身已知的方法将其从(a5)或(b5)制得的通式XII的化合物中除去，例如在保护基是叔丁氧基羰基时，可以用在有机溶剂如乙酸乙酯中的酸如2N盐酸进行处理来除去。
在本发明的方法中生成的通式II、IV、V、VI、VIII、VIIIa、IX、和XI的化合物以及实施例7a和12中分别制得的化合物都是全新的化合物，并且这些化合物同样也是本发明的目的。
下面将用实施例更详细地说明本发明，其中实施例1描述了用作本发明方法中所用原料的通式II和通式III化合物的制备方法。
实施例1a)在20-25℃下，在搅拌的同时用1小时时间将218.3克二碳酸二叔丁酯在250毫升二氯甲烷中的溶液加入到在750毫升二氯甲烷中的101.2克哌啶-3-醇中。在室温下将反应混合物再搅拌2小时。然后，向其中加入33.6克碳酸氢钠和11.9克溴化钾在1000毫升去离水中的溶液并将反应混合物冷却至-2℃。在加入0.39克2，2，6，6-四甲基哌啶1-氧化物之后，在0-5℃下，用80分钟向其中加入560克13.3％次氯酸钠水溶液。在-2℃下再搅拌30分钟之后，在0-5℃下，用80分钟向其中加入过量的次氯酸钠溶液。在-2℃下再搅拌30分钟之后，通过加入约10毫升38％亚硫酸氢钠水溶液使过量的次氯酸钠失去作用。然后，将反应混合物加热至20℃，分离出含水层并用500毫升二氯甲烷提取。上述形成的两个有机相用500毫升10％氯化钠溶液洗涤，合并有机相并用硫酸钠干燥。在过滤和减压条件下除去溶剂之后，用减压蒸馏提纯所得的油状残留物。由此得到191.2克3-氧代-哌啶-1-甲酸丁酯的无色油，其沸点为80-82℃/0.01毫巴。
b)将99.6克上述a)中获得的化合物溶解在600毫升乙醚中。将所得溶液冷却至-70℃并同时处理由此形成的白色悬浮液，用1小时时间向其中滴加62.0毫升重氮乙酸乙酯在125毫升乙醚中和69.0毫升醚合三氟化硼在125毫升乙醚中的溶液，其中将内部温度保持在-70℃下。在-70℃下再搅拌1小时之后，除去冷却浴，将反应混合物加热至0℃并用375毫升100％碳酸钠溶液进行处理。分离出水相并用250毫升乙醚提取。有机相用250毫升10％氯化钠溶液洗涤，合并有机相并用硫酸钠干燥。在30℃下，减压除去溶剂之后，得到黄色油状的1-(叔丁氧基羰基)-4-氧代-吖庚因(azepan)-3-甲酸乙酯的粗产物，该粗产物无需进一步提纯便可用于下一步反应。
c)将147.2克上述b)中获得的产物溶解在1250毫升二噁烷中并用0.1克4-氧代-吖庚因(azepan)-3-甲酸乙酯氢溴化物进行种晶。然后在室温下，在搅拌的同时用25分钟时间向其中加入175毫升5.7M溴化氢/乙酸乙酯。在用0.1克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物进行进一步种晶之后，将所得的悬浮液在室温下搅拌5小时。过滤出结晶，用乙酸乙酯洗涤并在50℃和25毫巴干燥。由此得到91.0克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物粗产物，在搅拌和回流加热的条件下，将该粗产物溶解在1250毫升2-丁酮中。将溶液冷却至65℃并用0.1克纯的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐进行种晶。冷却至室温之后，将悬浮液在室温下搅拌1小时和在0℃下搅拌3小时。过滤出结晶，用200毫升2-丁酮(已被冷却至-10℃)洗涤和在50℃及25毫巴条件下进行干燥。由此得到68.2克白色的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物，熔点为127-130℃(分解)。
d)将59.4克上述b)中所得的化合物溶解在1000毫升1M盐酸在二噁烷中的溶液中并在室温下搅拌24小时。反应1.5小时后，用约25毫克的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐种晶上述所得的溶液。过滤该白色悬浮液、用二噁烷洗涤和在50℃和25毫巴的条件下干燥。得到31.3克白色结晶的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，根据NMR光谱分析得知每摩尔盐酸盐中约含0.4摩尔的二噁烷。使上述盐酸盐重结晶以进一步提纯且除去其中的二噁烷。在80℃下，将31.3克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐溶解在600毫升2-丁醇中，用2小时时间将该溶液冷却至-20℃并在-20℃下搅拌3小时。过滤白色悬浮液、周2-丁醇(冷却至-20℃)洗涤并在50℃和25毫巴的条件下干燥。得到22.9克白色结晶形式的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，熔点为145-148℃(分解)。
实施例2将75.0克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐和800毫升乙醇加入高压反应釜中。将该高压反应釜密封，通过重复排空至约0.1巴以除去其中的空气，并在搅拌的同时用氩气(7巴)和氢气(40巴)加压。然后，在无氧及2巴氢气压力下，向上述高压釜中加入226毫克二乙酸基-铑(R-6，6’-二甲氧基二苯基-2，2-二基)二(二苯基膦)在20毫升乙醇中的溶液。然后，将氢气压力提高至40巴并在搅拌的同时，在30℃下将反应混合物加氢19小时和在50℃下加氢3小时。用200毫升乙醇将高压釜中的物质冲洗出来，合并到的溶液在50℃/100毫巴条件下蒸发，将所得的褐色残留物干燥2小时。用450毫升四氢呋喃在24℃将残留物(75.9克，由约80％3R，4R和20％3S，4R异构体所组成)研制19小时和在16℃下研制1小时。在空吸条件下过滤出结晶、用四氢呋喃洗涤并在50℃/100毫巴条件下干燥3小时直至恒重。得到56.3克浅米黄色的结晶，用如上所述的方法用225毫升四氢呋喃对其再一次进行研制。用空吸过滤分离出结晶并将其干燥，得到55.1克白色结晶形式的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物。根据HPLC分析确认其为对映异构体纯度的物质。
实施例3如实施例2的方法，用36.1毫克铑催化剂在10毫升乙醇中的溶液将在90毫升乙醇中的23.2克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，在40巴氢气压力下，在30℃下加氢21小时和在50℃下加氢3小时。所得的由约80％3R，4R和20％3S，4R异构体组成的残留物用四氢呋喃和乙醇在50℃下研制半小时和在室温下研制4小时，在空吸条件下过滤出结晶，用少量四氢呋喃/乙醇洗涤并在50℃/20毫巴条件下干燥至恒重。得到13.3克旋光异构纯度的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐结晶。
实施例4如实施例2的方法，用3.2毫克二(η2-乙酸基)(η4-环辛-1，5-二烯)铑(II)和5.8毫克(R)-MeOBIPHEP在1毫升乙醚/THF3/1中的溶液将在9毫升乙醇中的0.44克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，在40巴氢气压力下，在25℃下加氢23.5小时。在40℃/20毫巴的条件下，用旋转蒸发器使上述所得的黄色加氢溶液蒸发。根据用LC分析确定转化率为83％，残留物含有65％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐。
实施例5用相似于实施例2-4的方法进行表1中所列的加氢反应。
表14-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯.HX-1的不对称加氢反应
1)催化剂制备相似于实施例2和3。
2)催化剂制备用相似于实施例4的方法就地制备，溶剂乙醇-乙醚-四氢呋喃9∶0.65∶0.35。
3)反式化合物IV或其对映异构体。(R)构型的手性二膦配位体制得(3R，4R)-IV。
实施例6如实施例3的方法，在6.3毫克[RuCl((R)-MeOBIPHEP)(C6H6)]Cl存在下，在40巴氢气压力条件下，在30℃下使3.32克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐加氢19小时和在50℃下加氢3小时。在40℃/20毫巴的条件下，在旋转蒸发器中蒸发黄色的加氢溶液。转化率为95％，根据HPLC分析确定，所得的残留物由79％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯所组成。
实施例7在手套箱(O2含量＜1ppm)中，通过将1.3毫升的0.03摩尔乙醇的HBr溶液和16.1毫克Ru(OAc)2((R)-MeOBIPHEP)溶解在10毫升乙醇中并搅拌0.5小时来制备催化剂溶液。然后，将0.53克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物和2毫升上述制得的催化剂溶液加入到高压釜中的4毫升乙醇中，并在20℃和100巴氢气压力下加氢反应21小时。在40℃/20毫巴的条件下，在旋转蒸发器中蒸发黄色的加氢溶液。转化率为76％，根据HPLC分析确定，所得的残留物由58％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物所组成。
实施例8在手套箱(O2含量＜1ppm)中，通过将1.0毫升的0.04摩尔乙醇的HBF4溶液和32.1毫克Ru(OAc)2((R)-MeOBIPHEP)溶解在10毫升乙醇中并搅拌0.5小时来制备催化剂溶液。然后，将0.53克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物和1毫升上述制得的催化剂溶液加入到高压釜中的9毫升乙醇中并在20℃和100巴氢气压力下加氢反应21小时。在40℃/20毫巴的条件下，在旋转蒸发器中蒸发黄色的加氢溶液。转化率为44％，根据HPLC分析确定，所得的残留物由37％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物所组成。
实施例9将67.0克(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物悬浮在500毫升叔丁基甲基醚中并用30.4克三乙胺处理。然后，在室温下，用20分钟时间向其中加入54.6克二碳酸二叔丁酯在25毫升叔丁基甲基醚中的溶液。然后在室温下将所得混合物再搅拌2小时。
将500毫升2N NaOH加入上述的白色悬浮液中，并在室温下将反应混合物剧烈搅拌2小时。然后用175毫升6NHCl酸化反应混合物，相分离后，水相用100毫升叔丁基甲基醚提取两次。所有的有机相用150毫升10％氯化钠洗涤，合并有机相并用硫酸钠进行干燥。在40℃和减压条件下除去溶剂之后，在约85℃下，将所得的粗产物溶解在260毫升乙酸丁酯中。在用纯产物种晶之后，用2小时时间将悬浮液冷却至-20℃，并在该温度下搅拌过夜。过滤悬浮液、用100毫升己烷洗涤和在50℃和25毫巴的条件下干燥。得到55.9克(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-1，3-二甲酸1-叔丁酯，熔点为121.5-122.5℃。
实施例10将300毫升乙酸乙酯和20.9毫升三乙胺加入到38.9克实施例9中制得的化合物。将所得溶液回流加热，然后用30分钟时间向其中加入32.4毫升二苯基磷酰基叠氮化物并且再回流加热2小时。在冷却至室温之后，反应混合物用300毫升乙酸乙酯处理并用150毫升5％碳酸氢钠溶液洗涤和用150毫升水洗涤两次。水相用300毫升乙酸乙酯提取两次。合并得到的有机相用硫酸钠干燥和在45℃及减压条件下蒸发。将所得的粗结晶残留物溶解在300毫升乙酸丁酯中，用纯产物进行种晶，用约3小时时间将其冷却至-20℃和搅拌过夜。过滤出悬浮液、用乙酸丁酯(预先冷却至-20℃)洗涤和在60℃和25毫巴条件下干燥，由此得到29.9克(3aR，8aR)-5-叔丁氧基羰基-2-氧代-八氢-噁唑并[4，b-c]吖庚因，熔点为152.5-153.5℃。
实施例11
将25.6克实施例10制得的化合物加入250毫升甲醇和250毫升2NNaOH中。将反应混合物回流加热并在该回流温度下保持3小时。冷却后，在50℃和150毫巴条件下蒸出265毫升溶剂，残留物用200毫升乙酸乙酯提取三次。三次提取所得的有机相用50毫升10％氯化钠溶液洗涤，合并该有机相并用硫酸钠干燥。除去溶剂后，在60℃下，将所得的粘稠油状的残留物溶解在100毫升环己烷中，用纯的产物进行种晶，并用2小时时间将其冷却至室温，搅拌过夜。过滤出悬浮液、用40毫升环己烷洗涤和在50℃和25毫巴的条件下干燥，得到21.5克(3R，4R)-3-氨基-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为99-100.5℃。
实施例12a)在室温下，用10分钟时间将溶解在24毫升二氯甲烷中的4.58克对甲苯磺酰氯加入到4.66克4-叔丁氧基苯甲酸和6.11克4-二甲基氨基吡啶在30毫升二氯甲烷中的溶液中。在室温下搅拌2小时之后，用10分钟时间向其中加入在6毫升二氯甲烷中的2.30克实施例6中制得的化合物。然后，室温下将混合物搅拌16小时。反应混合物每次用20毫升1N NaOH洗涤两次，接着再用40毫升1NHCl和40毫升水进行洗涤。所有得到的水相用20毫升二氯甲烷提取。合并的有机相用硫酸钠干燥和减压除去溶剂。残余的白色泡沫通过300克硅胶色谱柱和使用6.5升己烷-乙酸乙酯(2∶1)作为洗脱液进行色谱法提纯。收集250毫升馏分。合并馏分8-25并减压蒸除溶剂，得到5.91克白色泡沫，该白色泡沫在60℃下溶解在庚烷中。在-20℃下搅拌过夜之后，过滤出结晶、用冷却的庚烷洗涤并在50℃和25毫巴条件下干燥。得到5.34克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-(4-叔丁氧基苯甲酸基)-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点125.5-127.5℃。
b)在室温下，在搅拌的同时将20.0毫升5M HCl乙酸乙酯加入到溶解在30毫升乙酸乙酯中的5.83克上述a)制得的化合物中。在室温下，将反应混合物搅拌过夜，过滤出白色沉淀并用每次用5毫升乙酸乙酯洗涤三次，并在50℃/25毫巴条件下干燥16小时。将得到的白色粉末溶解在50毫升水中并在50℃下搅拌1小时。将所得的溶液亲脂化并得到3.97克纯的3-(4-羟基苯甲酰基氨基)-4-(4-羟基苯甲酸基)-六氢吖庚因盐酸盐。
实施例13在27℃下，在含有固体营养基质的Petri培养皿中培养Hanseniasporauvarum R1052三天。三天后，用上述培养基接种环种晶在500毫升摇动瓶中的100毫升液体营养介质。在27℃下，将这些预培养基摇动18小时。使晶胞生长至密度为5×108晶胞/毫升(静止期)。将所有的预培养基用于接种含有7500毫升营养介质(含有1％酵母提取物Dofco:Bacto Yeast Extract#0127-17-9，1％Pepton Difcoo:Bacto Peptone#0118-17-0和2％在去离子水中的葡萄糖)的反应器。18小时后，先向其中加入750毫升50％葡萄糖，然后立即用25分钟时间再加入溶解在20毫升乙酸乙酯中的实施例1b制得的化合物。12小时后，培养溶液每次用2000毫升乙酸乙酯提取两次。用硫酸钠干燥合并的有机相。在30℃下，减压除去溶剂之后得到30.1克(3R，4S)-1-(叔丁氧基羰基)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯粘性的橙色油。
实施例14a)在室温下，将200毫升叔丁基甲基醚中的28.7实施例13中制得的化合物和200毫升2N NaOH的混合物剧烈4小时，然后在50℃下搅拌20小时。冷却后，水相每次用100毫升叔丁基甲基醚提取两次。除去有机相。水相用约70毫升的6N HCl进行酸化并用200毫升叔丁基甲基醚提取一次和用100毫升叔丁基甲基醚提取两次。三次提取所得的有机相用50毫升10％氯化钠溶液洗涤一次，合并有机相并用硫酸钠干燥。减压(40℃/25毫巴)除去溶剂之后，在60℃下，将所得的褐色粘性油溶解在60毫升异丙醚中并使其在-20℃下结晶16小时。过滤出结晶，用少量异丙醚洗涤，冷却至-20℃并在40℃和25毫巴条件下干燥5小时。得到12.0克(3R，4S)-4-羟基-吖庚因-1，3-二甲酸1-叔丁酯，熔点为98.5-101.5℃。
b)将140毫升乙酸乙酯、9.8毫升三乙胺和15.9毫升二苯基磷酰叠氮化物加入18.1克上述a)中制得的化合物中。将溶液加热回流2小时、冷却、用140毫升乙酸乙酯稀释和用70毫升5％碳酸氢钠溶液洗涤一次和用70毫升水洗涤两次。分离三次洗涤后所得的水相并用140毫升乙酸乙酯洗涤三次。合并的有机相用硫酸钠干燥并在45℃/25毫巴条件下除去溶剂。在80℃下，将粗结晶残留物溶解在140毫升乙酸丁酯中，用纯产物进行种晶、冷却和在-20℃下搅拌6小时。滤出悬浮液，用乙酸丁酯(冷却至-20℃)洗涤和在60℃/25毫巴条件下干燥过夜，得到13.3克(3aR，8aS)-2-氧代-八氢-噁唑并[4，b-c]吖庚因-5-甲酸叔丁酯，熔点为158-159℃。
实施例15将200毫升甲醇和200毫升2N NaOH加入到20.5克实施例14b)中制得的化合物中。将反应混合物加热至回流并在该温度下保持4小时。冷却后，在50℃和150毫巴条件下蒸除200毫升甲醇，所得的残留物每次用160毫升乙酸乙酯提取三次。有机相用40毫升10％氯化钠溶液洗涤、合并有机相并用硫酸钠干燥。除去溶剂之后，在50℃下，将所得的粘性油残留物溶解在80毫升甲基环己烷中，用纯产物进行种晶、冷却和在0℃下搅拌4小时。滤出结晶并用20毫升甲基环己烷洗涤并在50℃和25毫巴的条件下干燥过夜。得到17.4克(3R，4S)-3-氨基-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为64-67℃。
实施例16在室温下，将在75毫升二氯甲烷中的9.06克对甲苯磺酰氯加入在100毫升二氯甲烷中的11.5克4-(叔丁氧基)苯甲酸和13.1克4-二甲基氨基吡啶中。将反应混合物搅拌2小时。然后用1小时时间将该溶液加入溶解在50毫升二氯甲烷中的实施例10制得的化合物中。室温下搅拌1小时之后，反应混合物用100毫升1N NaOH、100毫升1N HCl和100毫升水进行洗涤。所有的水相用50毫升二氯甲烷提取。合并的有机相用硫酸钠干燥并减压除去溶剂。将所得的类泡沫残留物溶解在400毫升热的庚烷中，并使其在室温下结晶过夜。析出的结晶用25毫升庚烷洗涤并在50℃/25毫巴条件下干燥。得到17.3克(3R，4S)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为131.5-132.5℃。
实施例17在搅拌的同时，将2毫升四氢呋喃中的262毫克氮杂二甲酸二乙酯加入到407毫克实施例16中所得的化合物和253毫克4-(叔丁氧基)-苯甲酸及394克三苯基膦中在8毫升四氢呋喃中的溶液中。在50℃下搅拌4小时后，减压除去溶剂，残留物溶解在20毫升环己烷中并用20毫升水洗涤一次和用10毫升70％甲醇/水洗涤两次。含水醇相用10毫升环己烷提取两次。合并的环己烷相用硫酸钠干燥并在减压条件下除去溶剂。将残留的粘性油溶解在10毫升热的庚烷中、用纯的最终产物进行种晶并在室温下结晶18小时。得到241毫克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-(4-叔丁氧基苯甲酸基)-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为126-128℃。该化合物可以按照实施例7b的方法进一步反应。
实施例18在室温下，用15分钟的时间将溶解在15毫升二氯甲烷中的12.91克对甲苯磺酰氯加入到1.94克4-(叔丁氧基)苯甲酸和2.63克4-二甲基氨基吡啶在20毫升二氯甲烷中的溶液中。将反应混合物搅拌2小时并用1小时时间将其加入到2.30克(3R，4R)-3-氨基-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯溶解在10毫升二氯甲烷中的溶液中。搅拌1小时后，用20毫升1NNaOH、20毫升1N HCl和20毫升水洗涤反应混合物。所有的水相依次用10毫升二氯甲烷洗涤。合并的有机相用硫酸钠干燥、过滤和蒸除溶剂。将所得的类泡沫残留物溶解在80毫升热庚烷中并在室温下结晶过夜。析出的结晶用10毫升庚烷洗涤并干燥。得到3.23克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为134-135℃。
实施例19
在室温下，用10分钟时间将3.5毫升二氯甲烷中的572毫克对甲苯磺酰氯加入到679毫克4-苯甲酰基苯甲酸和764毫克4-二甲基氨基吡啶在5毫升二氯甲烷中的溶液中。在室温下搅拌2小时后，在搅拌的同时，用10分钟时间向其中加入1016毫克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯在2.5毫升二氯甲烷中的溶液。然后，在室温下将反应混合物再搅拌2.5小时并用6毫升1N NaOH、6毫升1N HCl和6毫升水洗涤。所有的水相依次用6毫升二氯甲烷洗涤。合并的有机相用硫酸钠干燥、蒸除溶剂。粗产物通过100克硅胶柱和使用1.4升己烷/乙酸乙酯(2∶1)作为洗脱液进行色谱分离提纯。收集100毫升馏分。合并馏分5-9并蒸除溶剂。得到1.48克白色泡沫，使该白色泡沫从50毫升热庚烷中结晶。得到1.24克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-(4-苯甲酰基苯甲酸基)-吖庚因-1-甲酸叔丁酯的白色粉末，熔点为145-148℃。
实施例20在室温下，在搅拌的同时，将3.0毫升5N HCl在乙酸乙酯中的溶液加入到922毫克实施例19中制得的吖庚因在4.0毫升中的溶液中。在室温下，将反应混合物搅拌过夜、过滤出沉淀、用2毫升乙酸乙酯洗涤三次并在50℃/25毫巴条件下干燥16小时。得到0.70克3-(4-羟基苯甲酰基氨基)-4-(4-苯甲酰基苯甲酸基)六氢吖庚因盐酸盐。
权利要求
1.通式VI的化合物 其中R4是保护基。
2.权利要求1的化合物，其为(3aR，8aR)-5-叔丁氧基羰基-2-氧代-八氢-噁唑并[4，b-c]吖庚因。
全文摘要
一种下述通式吖庚因的制备方法和在该方法中所用的新中间体，其中R1和R2分别表示芳酰基。
文档编号C07D223/08GK1491951SQ0310318
公开日2004年4月28日 申请日期1997年4月11日 优先权日1996年4月17日
发明者彼得·K·马特津格尔, 米什兰格罗·斯凯罗恩, 乌尔里克·朱特, 克 朱特, 彼得 K 马特津格尔, 格罗 斯凯罗恩 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司
技术领域：
本发明涉及一种制备吖庚因的新方法和在这种方法中所用的中间体。
本发明的一个方面是关于制备通式I吖庚因的方法 其中R1和R2分别表示芳族羧酸的酰基。
上述通式I中包含了一些已知的具有药物活性的化合物如Balanol(例如参见国际专利申请WO93/03730)和其它磷酸激酶抑制剂如在欧洲专利申请A-0663 393中所描述的化合物。本发明的方法能比所有现有技术中已知的方法更为简单和更为经济地制备这些化合物。
根据本发明，通式I的化合物可以按下述方法制备a〕氢化通式II的化合物 其中R3表示低级烷基，HX表示酸，a1)制成通式IV的化合物 a2)将通式IV的化合物转化成通式V的化合物
其中R4表示保护基a3)将通式V的化合物转化成通式VI的化合物 a4)将通式VI的化合物转化成通式VII的化合物 a5)用通式R1COOH和/或R2COOH的芳族羧酸分别将通式VII的化合物N-酰化和O-酰化；或b)还原通式III化合物 其中R3和R4如上述定义，b1)用微生物方法将式III化合物还原成通式VIII的化合物
b2)皂化通式VIII化合物制成通式VIIIa化合物并将其转化成通式IX化合物 b3)将通式IX化合物转化成通式X的化合物 b4)用通式R1COOH的芳族羧酸将通式X的化合物酰化成通式XI的化合物 b5)用芳族羧酸或其活性衍生物酰化通式XI的化合物，并且将保护基R4和如果必要的话将R1和/或R2中的其它保护基从a5)或b5)步骤中获得的通式XII化合物中除去 酰基R1和R2的实例为苯甲酸的酰基和有取代基取代的苯甲酸的酰基，所说的取代基可以是例如羟基、卤素(尤其是氟)、低级烷基和/或低级烷氧基、或者取代基是苯甲酰基或被氟、低级烷基和/或低级烷氧基取代的苯甲酰基。术语“低级”是指具有1-6个碳原子的基团。通式1中，R2为对羟基苯甲酰基或对-(2-氟-6-羟基-3-甲氧基苯甲酰基)苯甲酰基和R1为对羟基苯甲酰基或4-羟基-3，5-二甲基苯甲酰基的化合物是特别优选的化合物。本发明方法中选择使用常用的氨基保护基特别是叔丁氧基羰基作为保护基R4。
在本发明的一个实施方案中，按照方法步骤(a1)将通式II的化合物不对称地氢化成通式IV的化合物。用于通式II酸加成盐的酸的实例是无机酸如盐酸，和有机酸如磺酸(例如对甲苯磺酸和甲苯磺酸)。可以使用光学活性配合物，优选使用含有元素周期表中第VIII组金属特别是铑的阻转异构(atropisomeric)的二膦配位体作为催化剂来进行上述的不对称加氢反应，所说的催化剂公开在，例如欧洲专利申请A-O 643 052中。
上述的这类催化剂的实例是[RuL]2+(X)2III-a[RuLX2]2+(X)2III-b[RuLX1X2]+X3III-cRuL(X4)2III-d其中X表示BF4-、ClO4-、B(苯基)4-、SbF6-、PF6-、Z1-SO3-，X1表示卤素，X2表示苯、六甲基苯或对异丙基苯甲烷，X3表示卤素、ClO4-、B(苯基)4-、SbF6-、PF6-、Z1-SO3-或BF4-。
X4表示阴离子Z2-COO-或Z3-SO3-、烯丙基或乙酰基丙酮酸酯基(CH3COCH＝C(CH3)O-)；Z1表示低级卤代低级烷基或卤代苯基，Z2表示低级烷基、苯基、卤代低级烷基或卤代苯基，Z3表示低级烷基或苯基，和L表示光学活性、优选阻转异构的二膦配位体。
L配位体的实施例是
MeOBIPHEP(6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基)-二(二苯基膦)BIPHEMP (6，6’-二甲基二苯基-2，2’-二基)-二(二苯基膦)BINAP[(1，1’-二萘基)-2，2’-二基]二(二苯基膦)pTol-BIPHEMP (6，6’-二甲基二苯基-2，2’-二基)-二(二(对甲苯基)膦)pAn-MeOBIPHEP6，6’-二甲氧基-P，P，p’，P’-四(4-甲氧基苯基)二苯基-2，2’-二膦pDMA-MeOBIPHEP 6，6’-二甲氧基-P，P，P’，P’-四(4-二甲基氨基苯基)二苯基-2，2’-二膦pPhenyl-MeOBIPHEP(6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基)-二(二(二苯基)膦)mTol-BIPHEMP (6，6’-二甲基二苯基-2，2’-二基)-二(二(间甲苯基)膦)Cy2-MeOBIPHEP P2，P2-二环己基-6，6’-二甲氧基-P2’，P2’-二苯基-二苯基-2，2’-二膦2-Furyl2-BIPHEMPP，P-二苯基-P’，P’-2-呋喃基-(6，6’-二甲基-二苯基-2，2’-二基)二膦(3，5-Me，4-MeO) -MeOBIPHEP 6，6’-二甲氧基-P，P，P’，P’-四(二甲基-4-甲氧基苯基)二苯基-2，2’-二膦DiMeOBIPHEP (5，5’，6，6’-四甲氧基二苯基-2，2’-二基)二(二苯基膦)TriMeOBIPHEP (4，4’，5，5’5，6，6’-六甲氧基二苯基-2，2’-二基)二(二苯基膦)和2-Furyl-MeOBIPHEP(6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基)二(二-2-呋喃基膦)这些配位体公开在下述的专利文献中EP643 052，EP6477 648，EP582 692，EP580 336，EP690 065，EP643 065，JP523 9076。
通式III-a至II-d配合物中的铑与配位体L的比率一般为每摩尔配位体约05-约2摩尔铑，优选为约1摩尔的铑。基质/催化剂之比(S/C；摩尔/摩尔)一般为约20至约30000，优选为约100至约5000。
二乙酸基-铑-[(R)-6，6’-二甲氧基二苯基-2，2’-二基]二(二苯基膦)[Ru(OAc)2(R)-MeOBIPHEP]是特别优选的催化剂。通常，是在无氧条件下，在乙醇中，在高压如1-100巴，优选5-70巴的压力下，和在0℃-80℃，优选20℃-50℃下进行加氢反应。在方法步骤(a2)中，在制得的通式IV化合物中的NH基团是用例如叔丁氧基羰基保护起来。在用碱性水溶液如室温下的氢氧化钠溶液将酯基R3皂化之后，将酸化后得到的通式V的羧酸转化(a3)成通式VI的噁唑烷酮。上述反应可以使用本身己知的方法来进行，其中将通式V化合物中的羧基转化成通式Va的羧酸叠氮化物或羧酸酰胺 其中A表示叠氮基或氨基，并接着按照Curtius或Hofmann反应进行降解。可以通过本身已知的方法，例如在加热至70-90℃的同时，使用含水的醇碱液使噁唑烷酮VI水解(a4)制成化合物VII。在方法步骤(a5)中，用本身已知的方法，例如通过与羧酸R1COOH或R2COOH的活性衍生物如混合酸酐反应将通式VII化合物中的羟基和氨基酰化。当上述这些羧酸含有可酰化基团如OH基团时，一般应在反应过程中将这些基团保护起来。其中R1和R2彼此不同的通式I的化合物可以通过下述的方法制备，即用1当量的R1COOH选择性地使通式VII化合物中的氨基进行N-酰化，接着再用1当量R2COOH使其进行O-酰化。
在本发明的另一实施方案中，使用方法步骤(b1)将通式III的化合物用微生物方法还原成通式VIII化合物。原则上说，对于上述还原反应中所用的微生物不仅局限于某一种微生物。一般使用真菌菌株，特别是酵母作为微生物。特别优选的微生物是葡萄有孢汉逊氏酵母(Hanseniaspora uvarum)R1052，尤其是1996年1月16日以保藏号DSM10 496在Deutschen Sammlungvon Mikroorganismen und Zellkulturen(DSMZ)保藏的该菌株。可以使用完整的细胞培养基或使用由微生物所得的酶将化合物III还原成通式IV的化合物。优选的微生物Hanseniaspora uvarum R 1052可以使用营养素基质在需氧的含水浸没的培养基中进行培养，所说的营养素基质含有碳源和氮源如葡萄糖或淀粉和大豆肉、酵母提取物或胨、以及无机盐如硫酸铵、氯化钠或硝酸钠。上述的培养可以在约20-35℃下，优选27℃下，pH值为约3-9、优选pH值为约5-7的条件下进行。将通式III化合物加入在有机溶剂如乙酸乙酯中的微生物培养基中。还原反应之后可以使用薄层色谱法对反应介质进行分析。反应一般需约8-12小时。可以用适宜的有机溶剂如乙酸乙酯将反应产物即通式IV的化合物从培养基溶液中分离出来。在下一步反应步骤(b2)中，将通式VIII化合物皂化成相应的羧酸并再将该羧酸转化成通式IX的噁唑烷酮。可以使用相似于(a3)中所述的方法步骤进行由化合物VIII制得的羧酸转化成噁唑烷酮IX的反应。通过用相似于(a4)所述的方法步骤碱解噁唑烷酮IX(b3)可以获得通式X的化合物，用相似于(a5)所述的方法步骤使通式X的化合物进行N-酰化(方法步骤(b4))以制得通式XI的化合物。在三苯基膦和叠氮二羧酸二乙酯存在下，通过使用通式R2OH的羧酸进行酰化可以将通式XI化合物转化(方法步骤(b5))成通式XII的化合物。保护基R4可以用本身已知的方法将其从(a5)或(b5)制得的通式XII的化合物中除去，例如在保护基是叔丁氧基羰基时，可以用在有机溶剂如乙酸乙酯中的酸如2N盐酸进行处理来除去。
在本发明的方法中生成的通式II、IV、V、VI、VIII、VIIIa、IX、和XI的化合物以及实施例7a和12中分别制得的化合物都是全新的化合物，并且这些化合物同样也是本发明的目的。
下面将用实施例更详细地说明本发明，其中实施例1描述了用作本发明方法中所用原料的通式II和通式III化合物的制备方法。
实施例1a)在20-25℃下，在搅拌的同时用1小时时间将218.3克二碳酸二叔丁酯在250毫升二氯甲烷中的溶液加入到在750毫升二氯甲烷中的101.2克哌啶-3-醇中。在室温下将反应混合物再搅拌2小时。然后，向其中加入33.6克碳酸氢钠和11.9克溴化钾在1000毫升去离水中的溶液并将反应混合物冷却至-2℃。在加入0.39克2，2，6，6-四甲基哌啶1-氧化物之后，在0-5℃下，用80分钟向其中加入560克13.3％次氯酸钠水溶液。在-2℃下再搅拌30分钟之后，在0-5℃下，用80分钟向其中加入过量的次氯酸钠溶液。在-2℃下再搅拌30分钟之后，通过加入约10毫升38％亚硫酸氢钠水溶液使过量的次氯酸钠失去作用。然后，将反应混合物加热至20℃，分离出含水层并用500毫升二氯甲烷提取。上述形成的两个有机相用500毫升10％氯化钠溶液洗涤，合并有机相并用硫酸钠干燥。在过滤和减压条件下除去溶剂之后，用减压蒸馏提纯所得的油状残留物。由此得到191.2克3-氧代-哌啶-1-甲酸丁酯的无色油，其沸点为80-82℃/0.01毫巴。
b)将99.6克上述a)中获得的化合物溶解在600毫升乙醚中。将所得溶液冷却至-70℃并同时处理由此形成的白色悬浮液，用1小时时间向其中滴加62.0毫升重氮乙酸乙酯在125毫升乙醚中和69.0毫升醚合三氟化硼在125毫升乙醚中的溶液，其中将内部温度保持在-70℃下。在-70℃下再搅拌1小时之后，除去冷却浴，将反应混合物加热至0℃并用375毫升100％碳酸钠溶液进行处理。分离出水相并用250毫升乙醚提取。有机相用250毫升10％氯化钠溶液洗涤，合并有机相并用硫酸钠干燥。在30℃下，减压除去溶剂之后，得到黄色油状的1-(叔丁氧基羰基)-4-氧代-吖庚因(azepan)-3-甲酸乙酯的粗产物，该粗产物无需进一步提纯便可用于下一步反应。
c)将147.2克上述b)中获得的产物溶解在1250毫升二噁烷中并用0.1克4-氧代-吖庚因(azepan)-3-甲酸乙酯氢溴化物进行种晶。然后在室温下，在搅拌的同时用25分钟时间向其中加入175毫升5.7M溴化氢/乙酸乙酯。在用0.1克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物进行进一步种晶之后，将所得的悬浮液在室温下搅拌5小时。过滤出结晶，用乙酸乙酯洗涤并在50℃和25毫巴干燥。由此得到91.0克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物粗产物，在搅拌和回流加热的条件下，将该粗产物溶解在1250毫升2-丁酮中。将溶液冷却至65℃并用0.1克纯的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐进行种晶。冷却至室温之后，将悬浮液在室温下搅拌1小时和在0℃下搅拌3小时。过滤出结晶，用200毫升2-丁酮(已被冷却至-10℃)洗涤和在50℃及25毫巴条件下进行干燥。由此得到68.2克白色的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物，熔点为127-130℃(分解)。
d)将59.4克上述b)中所得的化合物溶解在1000毫升1M盐酸在二噁烷中的溶液中并在室温下搅拌24小时。反应1.5小时后，用约25毫克的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐种晶上述所得的溶液。过滤该白色悬浮液、用二噁烷洗涤和在50℃和25毫巴的条件下干燥。得到31.3克白色结晶的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，根据NMR光谱分析得知每摩尔盐酸盐中约含0.4摩尔的二噁烷。使上述盐酸盐重结晶以进一步提纯且除去其中的二噁烷。在80℃下，将31.3克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐溶解在600毫升2-丁醇中，用2小时时间将该溶液冷却至-20℃并在-20℃下搅拌3小时。过滤白色悬浮液、周2-丁醇(冷却至-20℃)洗涤并在50℃和25毫巴的条件下干燥。得到22.9克白色结晶形式的4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，熔点为145-148℃(分解)。
实施例2将75.0克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐和800毫升乙醇加入高压反应釜中。将该高压反应釜密封，通过重复排空至约0.1巴以除去其中的空气，并在搅拌的同时用氩气(7巴)和氢气(40巴)加压。然后，在无氧及2巴氢气压力下，向上述高压釜中加入226毫克二乙酸基-铑(R-6，6’-二甲氧基二苯基-2，2-二基)二(二苯基膦)在20毫升乙醇中的溶液。然后，将氢气压力提高至40巴并在搅拌的同时，在30℃下将反应混合物加氢19小时和在50℃下加氢3小时。用200毫升乙醇将高压釜中的物质冲洗出来，合并到的溶液在50℃/100毫巴条件下蒸发，将所得的褐色残留物干燥2小时。用450毫升四氢呋喃在24℃将残留物(75.9克，由约80％3R，4R和20％3S，4R异构体所组成)研制19小时和在16℃下研制1小时。在空吸条件下过滤出结晶、用四氢呋喃洗涤并在50℃/100毫巴条件下干燥3小时直至恒重。得到56.3克浅米黄色的结晶，用如上所述的方法用225毫升四氢呋喃对其再一次进行研制。用空吸过滤分离出结晶并将其干燥，得到55.1克白色结晶形式的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物。根据HPLC分析确认其为对映异构体纯度的物质。
实施例3如实施例2的方法，用36.1毫克铑催化剂在10毫升乙醇中的溶液将在90毫升乙醇中的23.2克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，在40巴氢气压力下，在30℃下加氢21小时和在50℃下加氢3小时。所得的由约80％3R，4R和20％3S，4R异构体组成的残留物用四氢呋喃和乙醇在50℃下研制半小时和在室温下研制4小时，在空吸条件下过滤出结晶，用少量四氢呋喃/乙醇洗涤并在50℃/20毫巴条件下干燥至恒重。得到13.3克旋光异构纯度的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐结晶。
实施例4如实施例2的方法，用3.2毫克二(η2-乙酸基)(η4-环辛-1，5-二烯)铑(II)和5.8毫克(R)-MeOBIPHEP在1毫升乙醚/THF3/1中的溶液将在9毫升乙醇中的0.44克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐，在40巴氢气压力下，在25℃下加氢23.5小时。在40℃/20毫巴的条件下，用旋转蒸发器使上述所得的黄色加氢溶液蒸发。根据用LC分析确定转化率为83％，残留物含有65％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐。
实施例5用相似于实施例2-4的方法进行表1中所列的加氢反应。
表14-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯.HX-1的不对称加氢反应
1)催化剂制备相似于实施例2和3。
2)催化剂制备用相似于实施例4的方法就地制备，溶剂乙醇-乙醚-四氢呋喃9∶0.65∶0.35。
3)反式化合物IV或其对映异构体。(R)构型的手性二膦配位体制得(3R，4R)-IV。
实施例6如实施例3的方法，在6.3毫克[RuCl((R)-MeOBIPHEP)(C6H6)]Cl存在下，在40巴氢气压力条件下，在30℃下使3.32克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯盐酸盐加氢19小时和在50℃下加氢3小时。在40℃/20毫巴的条件下，在旋转蒸发器中蒸发黄色的加氢溶液。转化率为95％，根据HPLC分析确定，所得的残留物由79％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯所组成。
实施例7在手套箱(O2含量＜1ppm)中，通过将1.3毫升的0.03摩尔乙醇的HBr溶液和16.1毫克Ru(OAc)2((R)-MeOBIPHEP)溶解在10毫升乙醇中并搅拌0.5小时来制备催化剂溶液。然后，将0.53克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物和2毫升上述制得的催化剂溶液加入到高压釜中的4毫升乙醇中，并在20℃和100巴氢气压力下加氢反应21小时。在40℃/20毫巴的条件下，在旋转蒸发器中蒸发黄色的加氢溶液。转化率为76％，根据HPLC分析确定，所得的残留物由58％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物所组成。
实施例8在手套箱(O2含量＜1ppm)中，通过将1.0毫升的0.04摩尔乙醇的HBF4溶液和32.1毫克Ru(OAc)2((R)-MeOBIPHEP)溶解在10毫升乙醇中并搅拌0.5小时来制备催化剂溶液。然后，将0.53克4-氧代-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物和1毫升上述制得的催化剂溶液加入到高压釜中的9毫升乙醇中并在20℃和100巴氢气压力下加氢反应21小时。在40℃/20毫巴的条件下，在旋转蒸发器中蒸发黄色的加氢溶液。转化率为44％，根据HPLC分析确定，所得的残留物由37％的ee＞99％的(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物所组成。
实施例9将67.0克(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯氢溴化物悬浮在500毫升叔丁基甲基醚中并用30.4克三乙胺处理。然后，在室温下，用20分钟时间向其中加入54.6克二碳酸二叔丁酯在25毫升叔丁基甲基醚中的溶液。然后在室温下将所得混合物再搅拌2小时。
将500毫升2N NaOH加入上述的白色悬浮液中，并在室温下将反应混合物剧烈搅拌2小时。然后用175毫升6NHCl酸化反应混合物，相分离后，水相用100毫升叔丁基甲基醚提取两次。所有的有机相用150毫升10％氯化钠洗涤，合并有机相并用硫酸钠进行干燥。在40℃和减压条件下除去溶剂之后，在约85℃下，将所得的粗产物溶解在260毫升乙酸丁酯中。在用纯产物种晶之后，用2小时时间将悬浮液冷却至-20℃，并在该温度下搅拌过夜。过滤悬浮液、用100毫升己烷洗涤和在50℃和25毫巴的条件下干燥。得到55.9克(3R，4R)-4-羟基-吖庚因-1，3-二甲酸1-叔丁酯，熔点为121.5-122.5℃。
实施例10将300毫升乙酸乙酯和20.9毫升三乙胺加入到38.9克实施例9中制得的化合物。将所得溶液回流加热，然后用30分钟时间向其中加入32.4毫升二苯基磷酰基叠氮化物并且再回流加热2小时。在冷却至室温之后，反应混合物用300毫升乙酸乙酯处理并用150毫升5％碳酸氢钠溶液洗涤和用150毫升水洗涤两次。水相用300毫升乙酸乙酯提取两次。合并得到的有机相用硫酸钠干燥和在45℃及减压条件下蒸发。将所得的粗结晶残留物溶解在300毫升乙酸丁酯中，用纯产物进行种晶，用约3小时时间将其冷却至-20℃和搅拌过夜。过滤出悬浮液、用乙酸丁酯(预先冷却至-20℃)洗涤和在60℃和25毫巴条件下干燥，由此得到29.9克(3aR，8aR)-5-叔丁氧基羰基-2-氧代-八氢-噁唑并[4，b-c]吖庚因，熔点为152.5-153.5℃。
实施例11
将25.6克实施例10制得的化合物加入250毫升甲醇和250毫升2NNaOH中。将反应混合物回流加热并在该回流温度下保持3小时。冷却后，在50℃和150毫巴条件下蒸出265毫升溶剂，残留物用200毫升乙酸乙酯提取三次。三次提取所得的有机相用50毫升10％氯化钠溶液洗涤，合并该有机相并用硫酸钠干燥。除去溶剂后，在60℃下，将所得的粘稠油状的残留物溶解在100毫升环己烷中，用纯的产物进行种晶，并用2小时时间将其冷却至室温，搅拌过夜。过滤出悬浮液、用40毫升环己烷洗涤和在50℃和25毫巴的条件下干燥，得到21.5克(3R，4R)-3-氨基-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为99-100.5℃。
实施例12a)在室温下，用10分钟时间将溶解在24毫升二氯甲烷中的4.58克对甲苯磺酰氯加入到4.66克4-叔丁氧基苯甲酸和6.11克4-二甲基氨基吡啶在30毫升二氯甲烷中的溶液中。在室温下搅拌2小时之后，用10分钟时间向其中加入在6毫升二氯甲烷中的2.30克实施例6中制得的化合物。然后，室温下将混合物搅拌16小时。反应混合物每次用20毫升1N NaOH洗涤两次，接着再用40毫升1NHCl和40毫升水进行洗涤。所有得到的水相用20毫升二氯甲烷提取。合并的有机相用硫酸钠干燥和减压除去溶剂。残余的白色泡沫通过300克硅胶色谱柱和使用6.5升己烷-乙酸乙酯(2∶1)作为洗脱液进行色谱法提纯。收集250毫升馏分。合并馏分8-25并减压蒸除溶剂，得到5.91克白色泡沫，该白色泡沫在60℃下溶解在庚烷中。在-20℃下搅拌过夜之后，过滤出结晶、用冷却的庚烷洗涤并在50℃和25毫巴条件下干燥。得到5.34克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-(4-叔丁氧基苯甲酸基)-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点125.5-127.5℃。
b)在室温下，在搅拌的同时将20.0毫升5M HCl乙酸乙酯加入到溶解在30毫升乙酸乙酯中的5.83克上述a)制得的化合物中。在室温下，将反应混合物搅拌过夜，过滤出白色沉淀并用每次用5毫升乙酸乙酯洗涤三次，并在50℃/25毫巴条件下干燥16小时。将得到的白色粉末溶解在50毫升水中并在50℃下搅拌1小时。将所得的溶液亲脂化并得到3.97克纯的3-(4-羟基苯甲酰基氨基)-4-(4-羟基苯甲酸基)-六氢吖庚因盐酸盐。
实施例13在27℃下，在含有固体营养基质的Petri培养皿中培养Hanseniasporauvarum R1052三天。三天后，用上述培养基接种环种晶在500毫升摇动瓶中的100毫升液体营养介质。在27℃下，将这些预培养基摇动18小时。使晶胞生长至密度为5×108晶胞/毫升(静止期)。将所有的预培养基用于接种含有7500毫升营养介质(含有1％酵母提取物Dofco:Bacto Yeast Extract#0127-17-9，1％Pepton Difcoo:Bacto Peptone#0118-17-0和2％在去离子水中的葡萄糖)的反应器。18小时后，先向其中加入750毫升50％葡萄糖，然后立即用25分钟时间再加入溶解在20毫升乙酸乙酯中的实施例1b制得的化合物。12小时后，培养溶液每次用2000毫升乙酸乙酯提取两次。用硫酸钠干燥合并的有机相。在30℃下，减压除去溶剂之后得到30.1克(3R，4S)-1-(叔丁氧基羰基)-4-羟基-吖庚因-3-甲酸乙酯粘性的橙色油。
实施例14a)在室温下，将200毫升叔丁基甲基醚中的28.7实施例13中制得的化合物和200毫升2N NaOH的混合物剧烈4小时，然后在50℃下搅拌20小时。冷却后，水相每次用100毫升叔丁基甲基醚提取两次。除去有机相。水相用约70毫升的6N HCl进行酸化并用200毫升叔丁基甲基醚提取一次和用100毫升叔丁基甲基醚提取两次。三次提取所得的有机相用50毫升10％氯化钠溶液洗涤一次，合并有机相并用硫酸钠干燥。减压(40℃/25毫巴)除去溶剂之后，在60℃下，将所得的褐色粘性油溶解在60毫升异丙醚中并使其在-20℃下结晶16小时。过滤出结晶，用少量异丙醚洗涤，冷却至-20℃并在40℃和25毫巴条件下干燥5小时。得到12.0克(3R，4S)-4-羟基-吖庚因-1，3-二甲酸1-叔丁酯，熔点为98.5-101.5℃。
b)将140毫升乙酸乙酯、9.8毫升三乙胺和15.9毫升二苯基磷酰叠氮化物加入18.1克上述a)中制得的化合物中。将溶液加热回流2小时、冷却、用140毫升乙酸乙酯稀释和用70毫升5％碳酸氢钠溶液洗涤一次和用70毫升水洗涤两次。分离三次洗涤后所得的水相并用140毫升乙酸乙酯洗涤三次。合并的有机相用硫酸钠干燥并在45℃/25毫巴条件下除去溶剂。在80℃下，将粗结晶残留物溶解在140毫升乙酸丁酯中，用纯产物进行种晶、冷却和在-20℃下搅拌6小时。滤出悬浮液，用乙酸丁酯(冷却至-20℃)洗涤和在60℃/25毫巴条件下干燥过夜，得到13.3克(3aR，8aS)-2-氧代-八氢-噁唑并[4，b-c]吖庚因-5-甲酸叔丁酯，熔点为158-159℃。
实施例15将200毫升甲醇和200毫升2N NaOH加入到20.5克实施例14b)中制得的化合物中。将反应混合物加热至回流并在该温度下保持4小时。冷却后，在50℃和150毫巴条件下蒸除200毫升甲醇，所得的残留物每次用160毫升乙酸乙酯提取三次。有机相用40毫升10％氯化钠溶液洗涤、合并有机相并用硫酸钠干燥。除去溶剂之后，在50℃下，将所得的粘性油残留物溶解在80毫升甲基环己烷中，用纯产物进行种晶、冷却和在0℃下搅拌4小时。滤出结晶并用20毫升甲基环己烷洗涤并在50℃和25毫巴的条件下干燥过夜。得到17.4克(3R，4S)-3-氨基-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为64-67℃。
实施例16在室温下，将在75毫升二氯甲烷中的9.06克对甲苯磺酰氯加入在100毫升二氯甲烷中的11.5克4-(叔丁氧基)苯甲酸和13.1克4-二甲基氨基吡啶中。将反应混合物搅拌2小时。然后用1小时时间将该溶液加入溶解在50毫升二氯甲烷中的实施例10制得的化合物中。室温下搅拌1小时之后，反应混合物用100毫升1N NaOH、100毫升1N HCl和100毫升水进行洗涤。所有的水相用50毫升二氯甲烷提取。合并的有机相用硫酸钠干燥并减压除去溶剂。将所得的类泡沫残留物溶解在400毫升热的庚烷中，并使其在室温下结晶过夜。析出的结晶用25毫升庚烷洗涤并在50℃/25毫巴条件下干燥。得到17.3克(3R，4S)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为131.5-132.5℃。
实施例17在搅拌的同时，将2毫升四氢呋喃中的262毫克氮杂二甲酸二乙酯加入到407毫克实施例16中所得的化合物和253毫克4-(叔丁氧基)-苯甲酸及394克三苯基膦中在8毫升四氢呋喃中的溶液中。在50℃下搅拌4小时后，减压除去溶剂，残留物溶解在20毫升环己烷中并用20毫升水洗涤一次和用10毫升70％甲醇/水洗涤两次。含水醇相用10毫升环己烷提取两次。合并的环己烷相用硫酸钠干燥并在减压条件下除去溶剂。将残留的粘性油溶解在10毫升热的庚烷中、用纯的最终产物进行种晶并在室温下结晶18小时。得到241毫克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-(4-叔丁氧基苯甲酸基)-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为126-128℃。该化合物可以按照实施例7b的方法进一步反应。
实施例18在室温下，用15分钟的时间将溶解在15毫升二氯甲烷中的12.91克对甲苯磺酰氯加入到1.94克4-(叔丁氧基)苯甲酸和2.63克4-二甲基氨基吡啶在20毫升二氯甲烷中的溶液中。将反应混合物搅拌2小时并用1小时时间将其加入到2.30克(3R，4R)-3-氨基-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯溶解在10毫升二氯甲烷中的溶液中。搅拌1小时后，用20毫升1NNaOH、20毫升1N HCl和20毫升水洗涤反应混合物。所有的水相依次用10毫升二氯甲烷洗涤。合并的有机相用硫酸钠干燥、过滤和蒸除溶剂。将所得的类泡沫残留物溶解在80毫升热庚烷中并在室温下结晶过夜。析出的结晶用10毫升庚烷洗涤并干燥。得到3.23克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯，熔点为134-135℃。
实施例19
在室温下，用10分钟时间将3.5毫升二氯甲烷中的572毫克对甲苯磺酰氯加入到679毫克4-苯甲酰基苯甲酸和764毫克4-二甲基氨基吡啶在5毫升二氯甲烷中的溶液中。在室温下搅拌2小时后，在搅拌的同时，用10分钟时间向其中加入1016毫克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-羟基-吖庚因-1-甲酸叔丁酯在2.5毫升二氯甲烷中的溶液。然后，在室温下将反应混合物再搅拌2.5小时并用6毫升1N NaOH、6毫升1N HCl和6毫升水洗涤。所有的水相依次用6毫升二氯甲烷洗涤。合并的有机相用硫酸钠干燥、蒸除溶剂。粗产物通过100克硅胶柱和使用1.4升己烷/乙酸乙酯(2∶1)作为洗脱液进行色谱分离提纯。收集100毫升馏分。合并馏分5-9并蒸除溶剂。得到1.48克白色泡沫，使该白色泡沫从50毫升热庚烷中结晶。得到1.24克(3R，4R)-3-(4-叔丁氧基苯甲酰基氨基)-4-(4-苯甲酰基苯甲酸基)-吖庚因-1-甲酸叔丁酯的白色粉末，熔点为145-148℃。
实施例20在室温下，在搅拌的同时，将3.0毫升5N HCl在乙酸乙酯中的溶液加入到922毫克实施例19中制得的吖庚因在4.0毫升中的溶液中。在室温下，将反应混合物搅拌过夜、过滤出沉淀、用2毫升乙酸乙酯洗涤三次并在50℃/25毫巴条件下干燥16小时。得到0.70克3-(4-羟基苯甲酰基氨基)-4-(4-苯甲酰基苯甲酸基)六氢吖庚因盐酸盐。
权利要求
1.通式VI的化合物 其中R4是保护基。
2.权利要求1的化合物，其为(3aR，8aR)-5-叔丁氧基羰基-2-氧代-八氢-噁唑并[4，b-c]吖庚因。
全文摘要
一种下述通式吖庚因的制备方法和在该方法中所用的新中间体，其中R1和R2分别表示芳酰基。
文档编号C07D223/08GK1491951SQ0310318
公开日2004年4月28日 申请日期1997年4月11日 优先权日1996年4月17日
发明者彼得·K·马特津格尔, 米什兰格罗·斯凯罗恩, 乌尔里克·朱特, 克 朱特, 彼得 K 马特津格尔, 格罗 斯凯罗恩 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司
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