CN101041632A - 一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法 - Google Patents

一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法 Download PDF

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范恩海
王立丰
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Abstract

本发明公开了一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法。该方法以trans-4-羟基-L-脯胺酸衍生物为原料,一锅法进行2位羧基、4位羟基保护和2位取代得到2位酰胺脯氨酸衍生物,然后通过4位取代,碱性条件下4位水解得到美罗培南的重要硫醇支链中间体。本发明较已有专利文献报导的方法简单,中间体不需分离,收率高,易于操作,适合大规模生产。

Description

一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机化学和药物化学领域,具体而言,本发明涉及一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法
背景技术
培南(碳青霉烯)类药物如亚胺培南、美罗培南和比亚培南对许多耐药菌有良好的抗菌作用,尤其是对B型酶具有相当强的抑制作用,是一系列独特的抑制β-内酰胺酶的抑制剂。(2S,4S)-取代氨基甲酰基-4-巯基-1-(N-取代)吡咯烷(i)是培南类药物如美罗培南的重要支链中间体。
其中,R1是低级烷氧基羰基、卤代烷氧基羰基、含芳香烃的烷氧基羰基和三烷基硅基,R4、R5表示相同或不同的含C1-C5个碳原子的烷基、含C3-C4个碳原子的烯烃基、含C1-C3个碳的烃基取代的芳香基。
R1可以是叔丁氧基羰基、2,2,2-三氯乙氧基羰基,2-溴乙氧基羰基、邻硝基苯甲氧基羰基、对硝基苯甲氧基羰基、三甲基硅基、叔丁基二甲基硅基;R2可以是乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、异丙氧基羰基、甲磺酰基、对甲苯磺酰基。
R4,R5可以相同或不同包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、丙烯基、丁烯基、苯基、取代苯基、吡啶基、2-吡啶甲基、3-吡啶甲基、4-吡啶甲基。
sumitomo pharmaceuticals Co.,Ltd报道了两条化合物(i)的合成路线[Makoto Sunagawa,β-lactam compounds[P],US4943569,1990-7-24]。第一种方法是以trans-4-羟基-L-脯胺酸为原料,经吡咯环上的氨基保护,2位羧基保护成酯,4位羟基取代得巯化物,然后2位再经水解得羧酸,酰胺化,4位水解共6步反应得化合物(i),其反应路线如下式1:
Figure A20071006825900042
                               式1
另一种方法是以trans-4-羟基-L-脯胺酸为原料,经吡咯环上的氨基保护,2位羧基直接与仲胺反应得到酰胺,再通过4位取代,水解得化合物(i),其合成路线如下式2:
                              式2
专利WO9902513提到另为一条路线是以氨基已保护得trans-4-羟基-L-脯胺酸为原料,经2位羧基、4位羟基保护,关环,开环得到化合物(i),其合成路线如下式3:
Figure A20071006825900052
                              式3
发明内容
本发明的目的在于提供一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法,该制备方法的合成路线如式4:
Figure A20071006825900053
                              式4
本发明提供了一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法,其特征在于所述的制备方法包括下述步骤:
A、L-脯胺酸衍生物(ii)在-20~30℃碱的催化下,二氯甲烷作溶剂,经羧基保护得到化合物(iii),其中有机碱与原料L-脯胺酸衍生物(ii)的配比为1~4∶1;
B、得到化合物(iii)不经分离,直接加入甲基磺酰氯反应0.4~3小时得到化合物(iv),其中甲基磺酰氯与原料L-脯胺酸衍生物(ii)的配比为0.5~2∶1,反应温度为-35℃-10℃;
C、得到的化合物(iv)不经分离直接加盐酸二甲胺反应0.5~6小时得到化合物(v),其中盐酸二甲胺与原料L-脯胺酸衍生物(ii)的配比为0.5~2∶1,反应温度在-35℃-10℃;
D、化合物(v)与硫代乙酸钾或硫代乙酸在非质子性溶剂中,25~60℃反应10~25小时得到化合物(vi);其中硫代乙酸钾或硫代乙酸与化合物(v)的配比为0.5~3∶1
E、得到化合物(vi)湿品直接加入0.1~5mol/L的碱性水溶液中,在-35~35℃温度条件下水解反应5~60分钟得到产物硫醇衍生物(i)。
其中:R1是乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、异丙氧基羰基、甲磺酰基、对甲苯磺酰基;
其中:步骤A中用的碱选自三乙胺,二异丙基乙胺,吡啶,N,N-二甲基苯胺,4-(N,N-二甲基氨基)吡啶,三正丙胺,或三正丁胺;
步骤B中的非质子性溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、乙腈、二甲亚砜,吡啶;
步骤C中的碱性溶液是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾的水溶液;
本发明的有益效果是;提供了一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法,该制备方法前两步采用一锅煮的方法使得化合物(iii)、化合物(iv)无需分离,直接得到化合物(v),简化了操作,降低了生产成本。同时,通过改变工艺路线,产品更易提纯,提高了收率。本发明较已有专利文献报导的方法简单,中间体不需分离,收率高,易于操作,适合大规模生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明。
实施例1(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲基氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷的制备
在500ml反应瓶中加入二氯甲烷(300ml),搅拌,加入N-对硝基苄氧基羰基-4-S-羟基脯氨酸(20g,64.5mmol),冷却至-20℃,加入三乙胺(19.5g,193mmol),搅拌5分钟,滴加氯甲酸异丙脂(8.2g,67.2mmol),约滴加1小时,保持该温度下反应5小时后分批加入甲磺酰氯(14.7g,128mmol),加完后继续搅拌3小时,然后加入盐酸二甲胺(5.3g,64.5mmol),搅拌反应6小时后加入水120ml,萃取分层,有机层用无水硫酸钠干燥,减压下蒸除溶剂,然后加入乙酸乙酯溶解,滴加石油醚析出固体,过滤,烘干得中间体(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲基氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷(20.1g,74.7%)。
实施例2(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲基氨基酰基)-4-巯基吡咯烷的制备
在250ml反应瓶中加入DMF(150ml),(2S,4R)1-对硝基苄氧基羰基-2-(N,N-二甲基氨基酰基)-4-S-甲磺酸基吡咯烷(15.0g,36mmol),搅拌溶解,加入硫代乙酸钾(4.3g,37.7mmol),25℃下反应16小时,然后快速倒入1000ml冰水中,搅拌析出固体,过滤得湿品。
将得到的湿品加入100ml二氯甲烷中,搅拌,然后加入0.1mol/L氢氧化钠溶液15ml,5℃下搅拌反应5分钟,然后加入稀盐酸调PH值至2.5~3左右,分层,有机层减压下蒸干,加入甲醇溶解,然后加入石油醚析出固体,过滤,烘干得(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲基氨基酰基)-4-巯基吡咯烷(12.2g,95%)。
实施例3(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷的制备
在烧瓶中加入二氯甲烷(250ml),搅拌,加入N-对硝基苄氧基羰基-4-S-羟基脯氨酸(16.2g,52mmol),冷却至5℃,加入二异丙基乙胺(6.4g,55mmol),搅拌5~10分钟,滴加氯甲酸乙脂(5.7g,52.8mmol),约滴加1小时,反应2小时后滴加甲磺酰氯(6g,52.2mmol),加完后继续搅拌1小时,然后加入盐酸二甲胺(8.2g,100mmol),搅拌反应2小时后加入水100ml,萃取分层,有机层用无水硫酸钠干燥,减压下蒸除溶剂,然后加入乙醇搅拌溶解,滴加石油醚析出固体,过滤,烘干得中间体((2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷(17.8g,82%)。
实施例4(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-巯基吡咯烷的制备
在250ml反应瓶中加入DMF(120ml),(2S,4R)1-对硝基苄氧基羰基-(2-N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷(13.3g,31.9mmol),搅拌溶解,加入硫代乙酸(4.85g,63.8mmol),60℃下反应25小时,然后快速倒入1000ml冰水中,搅拌析出固体,过滤得湿品。
将得到的湿品加入100ml二氯甲烷中,搅拌,然后加入5mol/L氢氧化钾溶液30ml,-25℃下搅拌反应一小时,然后加入稀盐酸调PH值至2.5~3左右,分层,有机层减压下蒸干,加入甲醇溶解,然后加入石油醚析出固体,过滤,烘干得(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-巯基吡咯烷(9.6g,85%)。
实施例5(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷的制备
在500ml反应瓶中加入二氯甲烷(300ml),搅拌,加入N-对硝基苄氧基羰基-4-S-羟基脯氨酸(20g,64.5mmol),25℃加入吡啶(20.3g,257mmol),搅拌5~10钟,滴加氯甲酸叔丁酯(9.2g,67.6mmol),0.5~1小时滴加完毕,保持该温度下反应1小时后滴加甲磺酰氯(4.1g,35.5mmol),加完后继续搅拌0.4小时,然后加入盐酸二甲胺(4.3g,51.6mmol),搅拌反应0.5小时后加入水120ml,萃取分层,有机层用无水硫酸钠干燥,减压下蒸除溶剂,然后加入乙酸乙酯溶解,滴加石油醚析出固体,过滤,烘干得中间体(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷(15.3g,57.2%)。
实施例6(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-巯基吡咯烷的制备
在反应瓶中加入DMSO(75ml),(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷(8.1g,19.5mmol),搅拌溶解,加入硫代乙酸钾(6.8g,58.7mmol),40℃下反应21小时,然后快速倒入600ml冰水中,搅拌析出固体,过滤得湿品。
将得到的湿品加入80ml二氯甲烷中,搅拌,然后加入2mol/L碳酸钾溶液30ml,25℃下搅拌反应50分钟,然后加入稀盐酸调PH值至2.5~3左右,分层,有机层减压下蒸干,加入甲醇溶解,然后加入石油醚析出固体,过滤,烘干得(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-巯基吡咯烷(3.5g,45.5%)。
实施例7(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷的制备
在500ml反应瓶中加入二氯甲烷(300ml),搅拌,加入N-对硝基苄氧基羰基-4-S-羟基脯氨酸(20g,64.5mmol),-5℃加入二异丙基乙胺(14.9g,129mmol),搅拌5~10钟,滴加氯甲酸乙脂(7.1g,65.5mmol),0.5~1小时滴加完毕,保持该温度下反应3小时后滴加甲磺酰氯(9.9,86.8mmol),加完后继续搅拌1.5~2小时,然后加入盐酸二甲胺(5.4g,66mmol),搅拌反应4小时后加入水120ml,萃取分层,有机层用无水硫酸钠干燥,减压下蒸除溶剂,然后加入乙酸乙酯溶解,滴加石油醚析出固体,过滤,烘干得中间体(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷(22.5g,58.2%)。
实施例8(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-巯基吡咯烷的制备
在反应瓶中加入乙腈(100ml),(2S,4R)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-甲磺酸基吡咯烷(15g,25mmol),搅拌溶解,加入硫代乙酸钾(3.4g,30mmol),35℃下反应14小时,然后快速倒入800ml冰水中,搅拌析出固体,过滤得湿品。
将得到的湿品加入100ml二氯甲烷中,搅拌,然后加入0.2mol/L氢氧化钾溶液20ml,-35℃下搅拌反应20分钟,然后加入稀盐酸调PH值至2.5~3左右,分层,有机层减压下蒸干,加入甲醇溶解,然后加入石油醚析出固体,过滤,烘干得(2S,4S)1-(对硝基苄氧基羰基)-2-(N,N-二甲氨基酰基)-4-巯基吡咯烷(8.6g,72.1%)。

Claims (4)

1、一种培南类药物支链中间体--硫醇衍生物的制备方法,其特征在于该方法包括下述步骤:
A)、以L-脯胺酸衍生物(ii)为原料,在有机碱存在下经羧基保护得到化合物(iii):
其中:R1表示酰基化合物;
B)、化合物(iii)与甲基磺酰氯反应得到化合物(iv):
Figure A2007100682590002C2
其中:
R1的定义与前述相同;
C)、将化合物(iv)与盐酸二甲胺反应得到化合物(v)
Figure A2007100682590002C3
其中:
R1的定义与前述相同;
D)、将化合物(v)与硫代乙酸钾或硫代乙酸反应得到化合物(vi)
Figure A2007100682590002C4
E)、将化合物(vi)碱性条件下水解得到培南类药物支链中间体的硫醇衍生物(i)。
Figure A2007100682590002C5
2、根据权利要求1所述的一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法,其特征在于:
A)从L-脯胺酸衍生物(ii)到化合物(v),化合物(iii)和化合物(iv)是不经分离的,直接一锅法得到化合物(v);
B)从化合物(v)到目标物(i),其化合物(vi)也是不经干燥处理,直接进行水解得到目标产物硫醇衍生物(i)。
3、根据权利要求2所述的方法,其特征在于:
A)L-脯胺酸衍生物(ii)在有机碱的催化下经羧基保护得到化合物(iii),其中有机碱与L-脯胺酸衍生物(ii)的配比为1~4∶1,反应温度为-20~30℃;
B)得到化合物(iii)不经分离,直接加入甲基磺酰氯反应0.4~3小时得到化合物(iv),其中甲基磺酰氯与原料L-脯胺酸衍生物(ii)的配比为0.5~2∶1,反应温度为-35℃-10℃;
C)化合物(iv)加盐酸二甲胺反应0.5~6小时得到化合物(v),其中盐酸二甲胺与原料L-脯胺酸衍生物(ii)的配比为0.5~2∶1,反应温度在-35℃-10℃;
D)、化合物(v)与硫代乙酸钾或硫代乙酸在非质子性溶剂中,25~60℃反应10~25小时得到化合物(vi);其中硫代乙酸钾或硫代乙酸与化合物(v)的配比为0.5~3∶1
E)、化合物(vi)在碱性水溶液水解反应,得到目标产物硫醇衍生物(i),反应温度-35~35℃,碱溶液浓度0.1~5mol/L。
4、根据权利要求3所述的一种培南类药物支链中间体——硫醇衍生物的制备方法,其特征在于:
步骤A中用的有机碱是三乙胺,二异丙基乙胺,吡啶,N,N-二甲基苯胺,4-(N,N-二甲基氨基)吡啶,三正丙胺或三正丁胺;
步骤D中的非质子性溶剂是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、二甲亚砜或吡啶;
步骤E中的碱性溶液是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾的水溶液。
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