CN100567290C - 锂化n-甲基咪唑在亚磺基亚胺上的非对映选择性加成 - Google Patents

锂化n-甲基咪唑在亚磺基亚胺上的非对映选择性加成 Download PDF

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Abstract

制备(R)-(+)-6-[氨基(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基2(1H)-喹啉酮的非对映选择性合成方法，所述方法包括制备其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-的式(VIII)化合物及其立体化学异构体形式。

Description

锂化N-甲基咪唑在亚磺基亚胺上的非对映选择性加成
本发明涉及具有法尼基转移酶抑制活性的5-取代的咪唑化合物的非对映选择性合成方法，并且涉及在所述咪唑化合物的合成方法中使用的化合物。
法尼基转移酶抑制剂阻断Ras蛋白的主要翻译后修饰，从而干扰其在质膜内表面上的定位以及随后下游效应子的激活。虽然最初是作为在癌症中靶向Ras的策略研发的，但是后来认识到法尼基转移酶抑制剂通过另外的和更复杂的机制起作用，这些机制可延伸超过Ras，涉及GTP-结合蛋白、激酶、着丝粒结合蛋白和可能其它法尼基化蛋白。
WO 97/21701中描述了一种特别的法尼基转移酶抑制剂，即(R)-(+)-6-[氨基(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮。上述专利说明书中所描述的实验中没有确定该化合物的绝对立体化学构型，但该化合物是用前缀“B”表示的，以表明该化合物是由柱色谱法分离的第二个化合物。已经发现由此获得的化合物具有(R)-(+)-构型。下面将该化合物用其公布的编码R115777来表示，并具有下式(V)
Figure C20058001242400051
R115777(Tipifarnib)是有效的口服活性的法尼基转移酶抑制剂。它是目前报导的临床研发中的最先进的法尼基转移酶抑制剂之一，并且是已经发展到III期的药物之一。
R115777已被发现具有非常有效的抗肿瘤疾病的活性。在实体瘤例如乳腺癌中，以及在血癌例如白血病中，已经观察到抗肿瘤活性。而且已经进行了联合研究，证明能够将R115777安全地与几种高活性抗癌药物联合使用。
在WO 01/53289中，制备了外消旋体(±)(4-(3-氯-苯基)-6-[(6-氯-吡啶-3-基)-(4-甲氧基-苄基氨基)-(3-甲基-3H-咪唑-4-基)-甲基]-1-环丙基甲基-1H-喹啉-2-酮(外消旋体1)和(±)4-(3-氯-苯基)-6-[(6-氯-吡啶-3-基)-[(4-甲氧基-亚苄基)-氨基]-(3-甲基-3H-咪唑-4-基)-甲基]-1-环丙基甲基-1H-喹啉-2-酮(外消旋体2)。
Figure C20058001242400061
外消旋物1                            外消旋物2
用柱色谱法进行手性分子分离后，所得(+)和/或(-)对映体的苄基氨基或benzilidine部分在酸性条件下被转化为氨基。
方案1给出了WO 97/21701中最初描述的R115777的合成方法。
在该方案的步骤1中，将中间体1-甲基咪唑在四氢呋喃中与正丁基锂在己烷溶剂中的溶液混合，向其中加入氯三乙基甲硅烷(三乙基甲硅烷基氯)，继之加入在己烷中的正丁基锂，把所得混合物冷却至-78℃，然后加入式(I)化合物，即6-(4-氯苯甲酰基)-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮在四氢呋喃中的溶液。随后把反应混合物升至室温，然后水解，用乙酸乙酯萃取，并将有机层后处理，获得式(II)化合物，即(±)-6-[羟基(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮。
在步骤2中，用亚硫酰氯将式(II)的羟基化合物氯化，形成式(III)化合物，即(±)-6-[氯(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮。
在步骤3中，将式(III)的氯化合物用在四氢呋喃中的NH4OH处理，形成式(IV)氨基化合物，即(±)-6-[氨基(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮。
在步骤4中，通过在Chiracel OD上进行的手性柱色谱法(25cm；洗脱剂：100％乙醇；流速：0.5ml/min；波长：220nm)，将式(IV)的氨基化合物分离为其对映体。收集纯(B)-级分，并从2-丙醇中重结晶，获得式(V)化合物R115777。
Figure C20058001242400071
方案1
然而，WO97/21701中描述的方法有许多缺点。例如，在第一步骤中，该方法导致形成不需要的相应的式(XI)化合物，即6-[羟基(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-2-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮)，其中咪唑环在环的2-位而不是所希望的5-位上连接到分子的剩余部分上。该方法最终，形成式(XII)化合物，即6-[氨基(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-2-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮。
由于其自燃本性并且形成作为副产物的易燃气体丁烷，所以在工业生产中，在式(I)化合物转化为式(II)化合物的过程使用正丁基锂也是不希望的。同时，在工业生产规模上以-78℃这样的低温进行所述方法步骤很不方便并且成本高。
最后，鉴于需要大量的溶剂，并且需要专用设备进行大规模的手性色谱纯化，所以用手性色谱法纯化化合物(V)昂贵而且是不利的。
方案2给出了合成WO 02/072574中描述的R115777的另一方法。
在该方法的步骤1中，将1-甲基咪唑在四氢呋喃中与正己基锂在己烷溶剂中的溶液混合，向其中加入三异丁基甲硅烷基氯，继之加入在己烷中的正己基锂。然后把在四氢呋喃中的式(I)化合物加到反应混合物中，将温度保持在-5℃-0℃之间。通过成盐将所得式(II)的产物分离。
在步骤2中，通过用在1，3-二甲基-2-咪唑烷酮中的亚硫酰氯处理式(II)化合物，实现氯化反应。
在步骤3中，用氨在甲醇中的溶液处理式(III)的氯化合物。加入水后，式(V)化合物沉淀出来并且能够被分离。
在步骤4中，可以将式(IV)化合物与L-(-)-二苯甲酰基酒石酸(DBTA)反应，形成具有式(VI)的非对映异构酒石酸盐，即R-(-)-6-[氨基(4-氯苯基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-4-(3-氯苯基)-1-甲基-2(1H)-喹啉酮[R-(R＊，R＊)]-2，3-二(苯甲酰氧基)丁二酸盐(2∶3)。
最后，在步骤5中，用氢氧化铵水溶液处理式(VI)化合物，形成式(V)化合物的粗产物，将其通过从乙醇中重结晶进行纯化，得到纯的式(V)化合物。
Figure C20058001242400091
方案2
然而，由于在所述方法的第三和第五个步骤中存在水，所以显著形成式(II)的羟基化合物。这是非常重要的，因为将式(II)和(V)化合物分离是很困难的。为了尽可能高地保持最终产物(V)的质量，关键的是限制式(II)化合物的形成。
上述方法的主要缺点是形成大量的随后必需重复利用的其它对映体。
进行了尝试来开发出解决该问题的方法。一种可能性是在该方法的第一个步骤引入手性。进行了第一个研究来确定式(II)羟基化合物的对映体转化成式(IV)化合物是否能够保持手性。已经用式(II)化合物的对映体测定了几个实验条件，但是总发生外消旋化。
另一种可能性是，通过在本文上面于WO 97/21701和WO02/072574的步骤1下面描述的反应条件下，将N-甲基咪唑加成到由式(I)化合物制备的N-C1-6烷基-(S(R))-亚磺酰基酮亚胺上来引入手性。结果，式(I)化合物的所生成的N-C1-6烷基-(S(R))-亚磺酰基酰胺具有所希望的R-构型，并且可用于转化成化合物(V)。
这些结果是完全预计不到的，尤其是考虑到Shaw等人(Tetrahedron Letters：42，7173-7176)。在20001年，Shaw等人已经公开了用于制备α-芳基-α-杂芳基烷基胺的不对称合成方法，其中是使用对N-叔丁烷亚磺酰基酮亚胺的有机金属的加成。然而，用该方法形成的最终对映体的构型和产率取决于酮亚胺的N-叔丁烷亚磺酰基部分的构型，酮亚胺的芳基和/或杂芳基部分的组成，以及取决于有机金属试剂的有机和金属部分。此外，在该文件中描述了使用杂芳基锂试剂，由于其不稳定，这是一个特别的缺点。
这样，本发明就解决了上述问题。本发明提供了制备式(V)化合物的新方法，所述方法不需要重复利用一种对映体，同时将不需要的异构体和杂质的形成减至最小，并且是在能够提供用于工业规模生产的经济优势的条件下进行的。
本发明提供了制备式(VIII)化合物的方法，
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-，
所述方法包括将式(IX)化合物
Figure C20058001242400102
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-，
与C4-6烷基锂化合物、1-甲基咪唑和三(C2-4烷基)甲硅烷基卤反应。
如前述定义和下文中所用，C1-6烷基表示具有1-6个碳原子的直链和支链饱和烃基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、1-甲基乙基、2-甲基丙基、戊基、2-甲基丁基、己基、2-甲基戊基等，C4-6烷基表示具有4-6个碳原子的直链和支链饱和烃基，例如丁基、2-甲基丙基、戊基、2-甲基丁基、己基、2-甲基戊基等，C2-4烷基表示具有2-4碳原子的直链和支链饱和烃基，例如乙基、丙基、丁基、1-甲基乙基、2-甲基丙基等。
某些化合物的化学名称中的(S(R))表示分子中的硫原子是R-构型，而(S(S))表示分子中的硫原子是S-构型。
在上面所描述的方法中，式(VIII)化合物的非对映体过量通常为20％或者更高，优选高于60％，更优选高于80％，最优选高于94％。可使用标准技术例如结晶或色谱法，将两种非对映体进一步纯化(从另一种非对映体)。
在将式(VIII)化合物转化为式(V)的对映体后，没有出现外消旋化或形成式(II)化合物。可使用标准技术例如结晶，将式(V)的对映体进一步纯化(从另一种对映体)。
可以在醚类有机溶剂例如乙醚、叔丁基甲基醚或更优选四氢呋喃中合宜地进行反应。
C4-6烷基锂可以是丁基锂，特别是正丁基锂，更优选是己基锂，特别是正己基锂。三(C2-4烷基)甲硅烷基卤可以是三乙基甲硅烷基卤，更优选三丁基甲硅烷基卤，特别是三异丁基甲硅烷基卤。甲硅烷基卤优选是甲硅烷基氯。
众所周知，当在低温下进行非对映体选择性方法时，非对映体过量较高。意想不到的是，在本发明中，可以对温度的影响加以限制。反应可以在-78℃-0℃，优选-40℃-0℃，更优选-15℃-0℃进行。在-15℃-0℃温度下进行所述方法步骤，在工业生产规模上是有利的。而且，较高的温度能够提高产率。
另外，在反应过程中使用-15℃-0℃的温度以及与正己基锂和三异丁基甲硅烷基氯结合使用，可以提高C5∶C2-异构体比率，即其中咪唑基在C5位连接到分子的其余部分上的化合物与其中在C2位连接的相应化合物之间的比率。例如，当在反应过程中，将正丁基锂与三乙基甲硅烷基氯在-70℃温度下联合使用时，按照上述现有技术方法，所得产物一般可具有95∶5的C5∶C2-异构体比率。然而，在-50℃以上的温度，与C5-异构体相比，优先形成C2-异构体(参见方案3)。
Figure C20058001242400121
相反，当在反应过程中，将正己基锂与三异丁基甲硅烷基氯在-15℃-0℃温度下联合使用时，按照上述现有技术方法，所得产物一般可具有99.8∶0.2的C5∶C2-异构体比率。这在工业生产规模上可以是相当大的差别。
考虑到文献中的建议，即由于2-(三烷基甲硅烷基)取代的5-锂-1-甲基咪唑的2-位向5-位的迁移，甲硅烷基不适合作为封阻基，所以在这样的较高温下，所述选择性是明显的(G.Shapiro和M.Marzi，Tetrahedron Letters，Vol.34，No.21，pp 3401-3404，1993；G.Shapiro和B.Gomez-Lor，J.Organic Chemistry，Vol.59，pp 5524-5526，1994)。
更详细地，可通过首先制备1-甲基咪唑在溶剂例如四氢呋喃中的溶液，向其中加入一部分在溶剂例如正己烷中的C4-6烷基锂化合物，来合宜地进行反应。然后把甲硅烷基卤加到所得反应混合物中，再加入一部分在溶剂例如正己烷中的C4-6烷基锂化合物。然后把在溶剂例如四氢呋喃中的式(IX)化合物加到反应混合物中，将温度保持在-78℃-0℃之间。
本发明的另一方面是式(IX)化合物及其立体化学异构体形式
Figure C20058001242400122
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-。
式(IX)化合物可以作为可迅速相互转化的E和Z异构体存在。
优选的式(IX)化合物是，其中R是甲基丙基或甲基苯基，更优选2-甲基-2-丙基或甲基苯基的式(IX)化合物。更优选的式(IX)化合物是化合物13，即N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6-基)亚甲基]-2-甲基-2-丙亚磺酰胺，或化合物14，即N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6-基)亚甲基]-对甲苯亚磺酰胺。
Figure C20058001242400131
(化合物13)                      (化合物14)
最优选的式(IX)化合物是化合物15，即N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6-基)亚甲基]-2-甲基-2-丙亚磺酰胺[S(R)]。
Figure C20058001242400132
可以在乙醇钛(IV)和适宜的溶剂例如二氯乙烷或四氢呋喃存在下，通过加入其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-的式(X)手性亚磺酰胺，来制备其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-的式(IX)化合物。
Figure C20058001242400133
式(X)手性亚磺酰胺中的R优选是2-甲基-2-丙基或4-甲基苯基。最优选的式(X)手性亚磺酰胺是(R)-(+)-2-甲基-2-丙亚磺酰胺。
术语式(X)手性亚磺酰胺表示式(X)化合物，其中对映体过量为40％或更高，优选高于60％，更优选高于80％，最优选高于94％。
本发明的另一方面是式(VIII)化合物及其立体化学异构体形式
Figure C20058001242400141
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-。
优选的式(VIII)化合物是其中R是甲基丙基的化合物。更优选的式(VIII)化合物是化合物16，即(R)-N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6-基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-2-甲基-2-丙亚磺酰胺[S(R)]。
(化合物16)
最优选的式(VIII)化合物是化合物18(化合物16的非对映体(B))。
Figure C20058001242400143
(化合物18)
可以在酸性条件下，例如通过加入盐酸，在适宜的溶剂例如异丙醇或甲醇中，在适宜的温度例如室温，将式(VIII)化合物转化为式(V)化合物。
Figure C20058001242400151
上文所述的可药用酸式加成盐，意指包括式(VIII)和(IX)化合物能够形成的治疗活性的无毒酸和无毒碱加成盐形式。通过将所述碱形式用适宜的酸处理，可以把具有碱性的式(VIII)和(IX)化合物转化为它们的可药用酸加成盐。适宜的酸包括，例如，无机酸例如氢卤酸例如盐酸或氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等；或者有机酸，例如，乙酸、丙酸、羟基乙酸、乳酸、丙酮酸、草酸、丙二酸、琥珀酸(即丁二酸)、马来酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、环己烷氨基磺酸、水杨酸、对氨基水杨酸、扑酸等。
术语酸加成盐还包括式(VIII)和(IX)化合物能够形成的水合物和溶剂加成形式。这样形式的实例有例如水合物和醇化物等。
如前文所用，术语式(VIII)和(IX)化合物的立体化学异构体形式定义式(VIII)和(IX)化合物可以具有的所有可能化合物，这些化合物由通过相同键顺序键合的相同原子组成，但是具有不能相互转变的不同三维结构。除非另外说明或指出，化合物的化学名称包括所述化合物可以具有的所有可能的立体化学异构体形式的混合物。所述混合物可以包含所述化合物的基本分子结构的所有非对映体和/或对映体。以纯的形式或彼此混合的形式存在的式(VIII)和(IX)化合物的所有立体化学异构体形式，都包含于本发明的范围之内。
下面的实施例举例说明本发明。
在下文中，“DCM”表示二氯甲烷，“EtOAc”表示乙酸乙酯，“MeOH”表示甲醇，“Ti(OEt)4”表示乙醇钛(IV)，“THF”表示四氢呋喃。
A.制备中间体
实施例A.1
a)制备N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6-基)亚甲 基]-2-甲基-2-丙亚磺酰胺[S(R)](化合物15)
Figure C20058001242400161
把Ti(OEt)4(0.0122mol)加到化合物(I)(0.0024mol)和(R)-(+)-2-甲基-2-丙亚磺酰胺(0.0024mol)在DCM(15ml)内的混合物中。将混合物搅拌并回流4天，然后冷却至室温。加入冰水。将混合物用硅藻土过滤。用DCM洗涤硅藻土。用饱和氯化钠溶液萃取有机层。将有机层分离，干燥(MgSO4)，过滤，并将溶剂蒸发。将所述级分用硅胶柱色谱法纯化(40μm)(洗脱剂：DCM/MeOH 98/2)。收集纯级分并将溶剂蒸发，获得0.95g化合物15_(76％)，熔点：115℃。
b)制备(R)-N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6- 基)(1-甲基-1H-咪唑-5-基)甲基]-2-甲基-2-丙亚磺酰胺[S(R)](化合物 16)
Figure C20058001242400162
(化合物16)
在-70℃把正丁基锂(1.34ml，0.002mol)滴加到1-甲基咪唑(0.0021mol)在THF(4.5ml)内的混合物中。将混合物在-70℃搅拌15分钟。加入三乙基甲硅烷基氯(0.0021mol)。将混合物在-70℃搅拌15分钟。滴加正丁基锂(1.34ml，0.0021mol)。将混合物在-70℃搅拌15分钟。加入化合物15(0.0019mol)在THF(5.5ml)中的溶液。将混合物在-70℃搅拌45分钟，倒入冰水中并用EtOAc萃取。把有机层分离，干燥(MgSO4)，过滤，并将溶剂蒸发。将残余物用硅胶柱色谱法纯化(15-40μm)(洗脱剂：DCM/MeOH/NH4OH 95/5/0.5)，获得0.59g(52％)化合物16，非对映体过量24％。
c)制备化合物16的(B)-非对映体(化合物18)
Figure C20058001242400171
(化合物18)
将化合物16用硅胶柱色谱法纯化(15-40μm)(洗脱剂：DCM/MeOH/NH4OH 95/5/0.5)。收集两个级分并将溶剂蒸发，获得0.304g非对映体(B)(化合物18)(27％)，熔点174℃。
实施例A.2
a)制备N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6-基)亚甲 基]-4-甲基苯基亚磺酰胺[S(S)](化合物17)
Figure C20058001242400172
(化合物17)
把Ti(OEt)4(0.0122mol)加到化合物(1)(0.0123mol)和(S)-(+)-对甲苯亚磺酰胺(0.0123mol)在DCM(80ml)内的混合物中。将混合物搅拌并回流4天，然后冷却至室温。加入饱和氯化钠溶液。将混合物在硅藻土上过滤。用DCM洗涤硅藻土。把有机层分离，干燥(MgSO4)，过滤，并将溶剂蒸发。将级分用硅胶柱色谱法纯化(40μm)(洗脱剂：DCM/MeOH 98/2)。收集级分并将溶剂蒸发，获得0.65g纯化合物17。
纯化合物N-[(4-氯苯基)((4-(3-氯苯基)-1-甲基-1H-喹啉-2-酮)-6-基)亚甲基]-2-甲基-2-丙亚磺酰胺[S(R)]可以用类似的方法获得。
B.制备最终化合物
实施例B.1
a)制备化合物(V)
Figure C20058001242400181
化合物(V)
把盐酸在异丙醇中的溶液加到化合物16(0.00003mol)在甲醇(0.7ml)内的溶液中。将混合物在室温搅拌30分钟。把混合物加到在冰上的碳酸钾(10％)中。将有机层分离，用饱和氯化钠溶液洗涤，干燥(MgSO4)，过滤并蒸发，获得0.017g(100％)化合物(V)，对映体过量22％，化合物(II)的含量＜1％。

Claims (11)

1.制备式(VIII)化合物的方法，
Figure C2005800124240002C1
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-，
所述方法包括将式(IX)化合物
Figure C2005800124240002C2
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-，
与C4-6烷基锂化合物、1-甲基咪唑和三(C2-4烷基)甲硅烷基卤反应。
2.权利要求1的方法，其中式(VIII)化合物的非对映异构体过量为20％或者更高。
3.权利要求1或2的方法，其中
a)C4-6烷基锂是正丁基锂或正己基锂，
b)三(C2-4烷基)甲硅烷基卤是三乙基甲硅烷基卤或三异丁基甲硅烷基卤，且
c)甲硅烷基卤是甲硅烷基氯。
4.权利要求1或2的方法，其中
d)使用的溶剂是四氢呋喃，
e)反应时间为45分钟，且
f)反应是在-78℃-0℃温度下进行的。
5.制备式(V)化合物的方法，其中
g)通过将式(X)手性亚磺酰胺加到式(I)化合物中，来制备式(IX)化合物，
Figure C2005800124240003C1
h)通过权利要求1或2的方法制备式(VIII)化合物；在酸性条件下，在适宜的溶剂中，在适宜的温度下，将式(VIII)化合物转化为式(V)化合物，
Figure C2005800124240003C2
6.权利要求5的方法，其中式(X)手性亚磺酰胺是(R)-(+)-2-甲基-2-丙亚磺酰胺。
7.式(IX)化合物或其立体化学异构体形式
Figure C2005800124240003C3
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-。
8.权利要求7的化合物，其中所述化合物是化合物15
Figure C2005800124240004C1
(化合物15)。
9.式(VIII)化合物或其立体化学异构体形式
Figure C2005800124240004C2
其中R是C1-6烷基或C1-6烷基苯基-。
10.权利要求9的化合物，其中所述化合物是化合物18
Figure C2005800124240004C3
(化合物18)。
11.化合物16
Figure C2005800124240004C4
(化合物16)。
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