CN101068780A - 制备立体异构性加富的胺类的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中R6为氢,该方法包括用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(I)的化合物,其中R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10链烯基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。

Description

制备立体异构性加富的胺类的方法
                    发明背景
本申请要求2003年12月4日提交的美国专利申请US 60/527,143的优先权,将该文献引入本文作为参考。
本发明涉及制备立体异构性加富的胺类的方法。本文披露的立体异构性加富的胺类用于制备抑制人免疫缺陷病毒(HIV)蛋白酶的化合物。
获得性免疫缺陷综合征(AIDS)导致身体的免疫系统逐步崩溃和中枢和外周神经系统进行性恶化。自从最初在上世纪八十年代早期认识到它以来,AIDS已经快速传播并且目前在相对有限的人群部分中已经达到了流行的比例。深入研究已经导致发现了造成原因的病原体,即人亲T-淋巴细胞的逆转录病毒III(HTLV-III),目前更通常称作HIV。
HIV是称作逆转录病毒类中的成员并且是AIDS的病原体。逆转录病毒基因组由通过逆转录转化成DNA的RNA组成。这种逆转录病毒DNA随后被稳定地整合入宿主细胞染色体,并且使用宿主细胞的复制过程产生了新的逆转录病毒颗粒且进而感染其它细胞。HIV表现出对在身体免疫系统中起关键作用的人T-4淋巴细胞的特定亲和力。HIV感染这些白细胞使这种白细胞群耗尽。最终,使得免疫系统失效并且对各种机会性疾病无效,诸如卡氏肺囊虫性肺炎、卡波西肉瘤和淋巴系统癌症等。
尽管HIV病毒的形成和工作方式的确切机理尚未得到了解,但是对该病毒的鉴定已经在控制这种疾病中取得了一定的进展。例如,已经发现药物齐多夫定(AZT)可有效抑制HIV病毒的逆转录病毒基因组的逆转录,由此得到了对患有AIDS的患者的控制措施,不过无法治愈。对可以治愈或至少对致命的HIV病毒提供改善的控制措施并且由此治疗AIDS和相关疾病的药物的研究持续进行。
逆转录病毒复制的通常的特征在于多聚蛋白的翻译后加工。这种加工由病毒编码的HIV蛋白酶来进行。该过程产生成熟的多肽类,它们随后有助于形成感染性病毒并起作用。如果这种分子加工受到抑制,那么HIV的正常产生就会终止。因此,HIV蛋白酶抑制剂可以作为抗-HIV病毒剂起作用。
HIV蛋白酶为来自HIV结构蛋白pol 25基因的翻译产物之一。这种逆转录病毒蛋白酶在离散的位点特异性裂解其它结构多肽,以便释放这些新活化的结构蛋白和酶,由此使病毒体能够复制。照此,通过有效的化合物抑制HIV蛋白酶可以防止在HIV-1生命周期的早期过程中受感染的T-淋巴细胞的原病毒整合并且在其晚期阶段过程中抑制病毒蛋白酶解加工。另外,蛋白酶抑制剂可以具有更易于得到、在病毒中存活较长和毒性低于目前可获得的药物的优点,这可能是因它们对逆转录病毒蛋白酶的特异性所致。
制备用作HIV蛋白酶抑制剂的化合物的方法描述在下列文献中:例如美国专利US5,962,640;US5,932,550;US6,222,043;US5,644,028;WO 02/100844,澳大利亚专利AU705193;加拿大专利申请CA2,179,935;欧洲专利申请EP 0 751 145;日本专利申请JP100867489;Y.Hayahsi等,《有机化学杂志》(J.Org.Chem.),66,5537-5544(2001);K.Yoshimura等,《美国国家科学院学报》(Proc.Natl.Acad.Sci.USA), 96,8675-8680(1999);和T.Mimoto等,《药物化学杂志》(J.Med.Chem.), 42,1789-1802(1999)。许多HIV蛋白酶抑制剂为含有一个或多个不对称碳原子的复杂分子。以有效和立体化学选择性方式制备这类化合物是对合成化学家的挑战。尽管研发某些立体选择性合成方法满足了这些要求,但是它们一般并不适合于广泛的分子。照此,仍然存在对研发可以用于有效制备这类复杂分子的立体选择性方法的需求。
                        发明概述
本发明涉及制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法:
Figure A20048003580200121
其中:
Z为O、S、C=O、C-CH2或-(CR7R8)-;
R1为氢、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R4和R5独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R6为氢;
R7和R8各自独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(I)的化合物,其中R1、R2、R3、R4和R5如上述所定义并且R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CH2)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;且
R9独立地选自氢和C1-C10烷基;
t为1-3的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CH2)(C6-C14芳基)、-CH2CH-CH2、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢、甲基、乙基、丁基和戊基;
R4和R5独立地选自氢、卤素、甲基、乙基、丁基和戊基;
R6为氢;
R7和R8各自独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基和C6-C14芳基,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;且
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基。
本发明的另一个方面提供了任意本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢和C1-C10烷基。
本发明还提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢、氟、甲基和-OCH3
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为S;
R1为-CH2Ph、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5为甲基;且
R6为氢。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8各自独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为1-3的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法,其中:
Z为-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-CH2CH=CH2、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基、乙基、丁基和戊基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢、氟、氯、C1-C10烷基和C1-C10烷氧基。
本发明进一步涉及制备立体异构性加富的式(IA)化合物的方法:
Figure A20048003580200161
其中:
R1为-CH2Ph、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7;且
R7为C1-C10烷基;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(IC)的化合物:
其中R1如上述所定义且R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-CH2(C6-C14芳基)和-CH2(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R7)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明进一步涉及任一本文所述的制备立体异构性加富的式(IA)化合物的方法,其中R1为-C(O)OC(CH3)3,包括用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(IC)的化合物,其中R1为-C(O)OC(CH3)3且R6为-CH3,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明在另一个方面中提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(IA)化合物的方法,其中R1为-CH2Ph,包括用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(IC)的化合物,其中R1为-CH2Ph且R6为-CH3,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明在另一个方面中提供了制备立体异构性加富的式(IB)化合物的方法:
Figure A20048003580200171
其中:
R1为-CH2Ph、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7;且
R7为C1-C10烷基;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(ID)的化合物:
Figure A20048003580200172
其中R1如上述所定义且R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-CH2(C6-C14芳基)和-CH2(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R7)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明进一步涉及任意本文所述的制备立体异构性加富的式(IB)化合物的方法,其中R1为-C(O)OC(CH3)3,包括用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(ID)的化合物,其中R1为-C(O)OC(CH3)3且R6为-CH3,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明在另一个方面中提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(IB)化合物的方法,其中R1为-CH2Ph,包括用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(ID)的化合物,其中R1为-CH2Ph且R6为-CH3,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明还提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(I)、(IA)和(IB)化合物的方法,其中所述的生物催化剂选自碱性蛋白酶、酯酶、脂酶、水解酶及其任何组合。本发明在另一个方面中提供了方法,其中所述的生物催化剂选自产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)、蜂蜜曲霉(Aspergillus melleus)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、迟缓芽孢杆菌(Bacillus lentus)和猪肝酯酶。
本发明还涉及拆分式(I)化合物的方法:
其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为氢、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R4和R5独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(I)的化合物,从而得到立体异构性加富的式(I)化合物,其中R6为氢。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CH2)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为1-3的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的
方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CH2)(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢、甲基、乙基、丁基和戊基;
R4和R5独立地选自氢、卤素、甲基、乙基、丁基和戊基;
R6为氢;
R7和R8各自独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基和C6-C14芳基,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;且
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基;
R6为氢;且
R7和R8各自独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基和C1-C10烷氧基。
本发明还提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢、氟、甲基和-OCH3
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为S;
R1为-CH2Ph、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5为甲基;且
R6为甲基。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8各自独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7
R2和R3独立地选自氢和C1-C10烷基;
R4和R5独立地选自氢、卤素和C1-C10烷基;
R6为氢;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为1-3的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的拆分式(I)化合物的方法,其中:
Z为-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-CH2CH=CH2、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基、乙基、丁基和戊基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢、氟、氯、C1-C10烷基和C1-C10烷氧基。
本发明的另一个方面提供了制备立体异构性加富的式(II)化合物的方法:
Figure A20048003580200231
其中:
R10为氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15、-C(O)C(O)OR15或-Si(R15)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R11为氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)或-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;
R15和R16独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(II)的化合物,其中R10、R11、R12和R13如上述所定义且R14选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(II)化合物的方法,其中:
R10为-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-C(O)OR15或-C(O)C(O)OR15,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R11为氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)或-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;
R15和R16独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(II)化合物的方法,其中:
R10为-C(O)OR15或-C(O)C(O)OR15
R11为氢或C1-C10烷基;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基和C2-C10炔基;条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;且
R15为C1-C10烷基。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(II)化合物的方法,其中:
R10为-C(O)OR15或-C(O)C(O)OR15
R11为氢;
R12为氢;
R13为C2-C10链烯基;
R14为氢;且
R15为C1-C10烷基。
本发明的另一个方面提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(II)化合物的方法,其中:
R10为-C(O)OR15或-C(O)C(O)OR15
R11为氢;
R12为氢;
R13为C2-C5链烯基;
R14为氢;且
R15为-C(CH3)3
本发明还涉及制备立体异构性加富的式(IIA)化合物的方法:
Figure A20048003580200261
其中:
R10选自氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15和-C(O)C(O)OR15;且
R15和R16各自独立地选自氢、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(IIB)的化合物:
Figure A20048003580200262
其中R10如上述所定义且R14为C1-C10烷基,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明还提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(IIA)化合物的方法,其中R10为-C(O)OC(CH3)3,所述的方法包括用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(IIB)的化合物,其中R10如上述定义,R14为甲基,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
本发明还提供了任一本文所述的制备立体异构性加富的式(II)和/或(IIA)化合物的方法,其中所述的生物催化剂选自碱性蛋白酶、酯酶、脂酶、水解酶及其任一组合。本发明在另一个方面中提供了方法,其中所述的生物催化剂选自产酸克雷伯氏菌、蜂蜜曲霉、枯草芽孢杆菌和猪肝酯酶。
本发明在另一个方面中提供了拆分式(II)化合物的方法:
Figure A20048003580200271
其中:
R1为氢、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2为氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)或-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R3和R4独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代,条件是R3和R4不能均为氢;
R5选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(II)的化合物,从而得到立体异构性加富的式(II)的化合物,其中R5为氢。
本发明在另一个方面中提供了制备立体异构性加富的式(II)化合物的方法:
Figure A20048003580200281
其中:
R10为氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15、-C(O)C(O)OR15或-Si(R15)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R11为氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)或-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;
R15和R16独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
(i)用手性非外消旋碱处理式(II)的化合物而得到非对映体盐的混合物,其中R10、R11、R12、R13和R14如上述所定义;
(ii)将所述的非对映体盐彼此分离;和
(iii)将所述的非对映体盐转化成立体异构性加富的式(II)的化合物。
本发明在另一个方面中提供了拆分式(II)化合物的方法:
其中:
R10为氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15、-C(O)C(O)OR15或-Si(R15)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R11为氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)或-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;
R15和R16独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
(i)用手性非外消旋碱处理式(II)的化合物而得到非对映体盐的混合物,其中R10、R11、R12、R13和R14如上述所定义;
(ii)将所述的非对映体盐彼此分离;和
(iii)将所述的非对映体盐转化成立体异构性加富的式(II)的化合物。
本发明还涉及拆分式(IIA)化合物的方法:
Figure A20048003580200301
其中:
R10选自氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15和-C(O)C(O)OR15;且
R15和R16独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
(i)用手性非外消旋碱处理式(IIA)的化合物而得到非对映体盐的混合物,其中R10如上述所定义;
(ii)将所述的非对映体盐彼此分离;和
(iii)将所述的非对映体盐转化成立体异构性加富的式(IIA)的化合物。
本发明还提供了任一本文所述的拆分式(IIA)化合物的方法,其中R10为-C(O)OC(CH3)3
本发明还提供了任意本文所述的拆分式(IIA)化合物的方法,其中所述的手性非外消旋碱为(R)-(-)-2-苯基甘氨醇或(S)-(+)-2-苯基甘氨醇。用于本发明的其它拆分试剂包括其它手性非外消旋胺类,包括,但不限于2-氨基-1-苯基-1,3-丙二醇的任一对映体和1-苯基-1-氨基乙烷的任一对映体。
本文所用的术语″包含″和″包括″以其开放式的非限制性的含义使用。
本文所用的术语″HIV″指的是人免疫缺陷病毒。本文所用的术语″HIV蛋白酶″指的是人免疫缺陷病毒蛋白酶。
除非另有说明,本文所用的术语″C1-C10烷基″包括带有直链、支链或环状部分(包括稠合和桥连双环和螺环部分)或上述部分的组合并且含有1-10个碳原子的饱和一价烃基。就带有环状部分的烷基而言,该基团必须带有至少三个碳原子。这类基团的实例包括,但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。
除非另有说明,本文所用的术语″C2-C10链烯基″包括带有至少一个碳-碳双键的烷基部分,其中烷基如上述所定义,并且包括所述链烯基部分的E和Z异构体,且带有2-10个碳原子。
除非另有说明,本文所用的术语″C2-C10炔基″包括带有至少一个碳-碳三键的烷基部分,其中烷基如上述所定义,且含有2-10个碳原子。
″C3-C10环烷基″用以指总计带有3-10个环碳原子(但无杂原子)的饱和或部分饱和的单环或稠合或螺多环结构。典型的环烷基包括环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环庚基、金刚烷基等基团。
除非另有说明,本文所用的术语″C6-C10芳基″包括来源于除去一个氢的芳族烃的有机基团,诸如苯基或萘基。本文所用的术语″Ph″和″苯基″指的是-C6H5基团。
除非另有说明,本文所用的术语″4-10元杂环″包括含有1-4个各自选自O、S和N的杂原子的芳族和非芳族杂环基,其中每个杂环基在其环系中带有4-10个原子,并且条件是所述基团的环不含两个相邻的O或S原子。此外,在这类杂环基中包含的硫原子可以被一个或两个硫原子氧化。非芳族杂环基包括在其环系中仅带有4个原子的基团,但芳族杂环基在其环系中必须至少带有5个原子。杂环基包括苯并-稠合的环系。4元杂环基的实例为氮杂环丁烷基(来源于氮杂环丁烷)。5元杂环基的实例为噻唑基且10元杂环基的实例为喹啉基。非芳族杂环基的实例为吡咯烷基、四氢呋喃基、二氢呋喃基、四氢噻吩基、四氢吡喃基、二氢吡喃基、四氢硫代吡喃基、哌啶子基、吗啉基、硫代吗啉基、噻烷基、哌嗪基、氮杂环丁烷基、氧杂环丁烷基、噻丁环基、高哌啶基、庚环基、噻庚环基、吖庚因基、二吖庚因基、噻吖庚因基、1,2,3,6-四氢吡啶基、2-吡咯啉基、3-吡咯啉基、二氢吲哚基、2H-吡喃基、4H-吡喃基、二烷基、1,3-二氧戊环基、吡唑啉基、二噻烷基、二硫杂环戊烷基、二氢吡喃基、二氢噻吩基、二氢呋喃基、吡唑烷基、咪唑啉基、咪唑烷基、3-氮杂双环[3.1.0]己烷基、3-氮杂双环[4.1.0]庚烷基、3H-吲哚基和喹嗪基。芳族杂环基的实例为吡啶基、咪唑基、嘧啶基、吡唑基、三唑基、吡嗪基、四唑基、呋喃基、噻吩基、异唑基、噻唑基、唑基、异噻唑基、吡咯基、喹啉基、异喹啉基、吲哚基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、噌啉基、吲唑基、中氮茚基、2,3-二氮杂萘基、哒嗪基、三嗪基、异吲哚基、蝶啶基、嘌呤基、二唑基、噻二唑基、呋咱基、苯并呋咱基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并唑基、喹唑啉基、喹喔啉基、萘啶基和呋喃并吡啶基。作为来源于上述基团的上述基团根据可能的情况可以为C-连接的或N-连接的。例如,来源于吡咯的基团可以为吡咯-1-基(N-连接的)或吡咯-3-基(C-连接的)。此外,来源于咪唑的基团可以为咪唑-1-基(N-连接的)或咪唑-3-基(C-连接的)。2个环碳原子被氧代(=O)部分取代的杂环基的实例为1,1-二氧代-硫代吗啉基。
″杂芳基″用以指带有4-18个环原子,包括1-5个选自氮、氧和硫的杂原子的单环或稠合或螺多环的芳族环结构。杂芳基的解释性实例包括吡咯基、噻吩基、唑基、吡唑基、噻唑基、呋喃基、吡啶基、吡嗪基、三唑基、四唑基、吲哚基、喹啉基、喹喔啉基、苯并噻唑基、苯并二英基、苯并间二氧杂环戊烯基、苯并唑基等。
除非另有说明,本文所用的术语″烷氧基″包括O-烷基,其中烷基如上述所定义。
本文所用的术语″卤素″和″卤″表示氯、氟、溴或碘。
术语″取代的″指的是具体基团或部分带有一个或多个取代基。术语″未被取代的″指的是具体基团不带有取代基。术语″可选取代的″指的是具体基团未被取代或被一个或多个取代基取代。
根据本领域中使用的规定,符号
Figure A20048003580200331
在本文的结构通式中用于描绘该部分或取代基与母核或骨架结构的连接点的键。根据另一个规定,在本文的某些结构式中,碳原子及其结合的氢原子未明确地描述,例如
Figure A20048003580200332
表示甲基,
Figure A20048003580200333
表示乙基,
Figure A20048003580200334
表示环戊基等。
术语″立体异构体″指的是具有相同化学构成,但在其原子或基团的空间排列方面不同的化合物。特别地,术语″对映体″指的是为彼此不能重叠的镜像的化合物的两种立体异构体。本文所用的术语″外消旋″或″外消旋混合物″指的是具体化合物的对映体的1∶1混合物。另一方面,术语″非对映体″指的是包括两个或多个不对称中心并且彼此非镜像的一对立体异构体之间的相关性。
术语″立体异构性加富的″产物在本文中使用时指的是反应产物,其中一种特定的立体异构体以统计学上显著大于其它可能的立体异构体产物的量存在。例如,包括一种对映体多于另一种对映体的产物可以构成立体异构性加富的产物。类似地,包括一种非对映体多于其它非对映体的产物也可以构成立体异构性加富的产物。认为本文包含的方法和工艺提供了″立体异构性加富的″产物。在这类情况中,本文包含的方法和工艺从立体异构体化合物的混合物开始,其中所有可能的立体异构体以约等量存在,并且提供了至少一种立体异构体以统计学上显著大于其它立体异构体的量存在的产物。
如果原料构成了立体异构体混合物,诸如外消旋混合物,那么在有手性非外消旋试剂或催化剂,诸如生物催化剂、旋光碱或旋光酸存在下一种立体异构体可以比另一种立体异构体更为缓慢地反应。这类反应在本文中称作动力学拆分,其中根据差别反应速率拆分反应剂对映体而得到立体化学加富的产物和立体化学加富的未反应原料。通常通过使用足量的手性非外消旋试剂或催化剂与原料的仅一种立体异构体反应而进行动力学拆分。
本文所用的术语″手性非外消旋碱″指的是可以以对映体形式存在并且不以与其对应相反的对映体等量存在的碱性化合物。例如,化合物2-苯基甘氨醇作为相反构型的两种对映体存在,所谓的(R)-和(S)-对映体。如果(R)-和(S)-对映体以等量存在,那么认为这类混合物为″外消旋物″。然而,如果一种对映体以大于另一种对映体的量存在,那么认为该混合物为″非外消旋物″。
术语″拆分(resolution)″和″拆分(resolving)″指的是将立体异构体化合物从立体异构体混合物,诸如包括特定化合物的两种对映体的外消旋混合物中在物理上分离的方法。本文所用的″拆分(resolution)″和″拆分(resolving)″的含义包括部分和完全拆分两种。
术语″酶促工艺″、″酶促方法″、″酶促反应″或″酶促拆分″表示使用酶或微生物的本发明工艺或方法或反应。
本文所用的术语″生物催化剂″指的是可以获自动物、植物、微生物等的酶或酶的混合物。可以以任意形式,诸如纯化形式、粗形式、与其它酶的混合物、微生物发酵肉汤、发酵肉汤、微生物体、发酵肉汤滤液等单独或以组合方式使用所述的酶。此外,可以将酶或微生物体固定在例如树脂上,或酶或微生物体可以为固体形式,诸如交联酶晶体形式。
此外,″立体选择性方法″为生产一种反应产物的特定立体异构体优于该产物的其它可能的立体异构体的方法。一般将对映选择性量化为如下定义的″对映体过量″(ee):[%对映体过量A(ee)=(%对映体A)-(%对映体B)],其中A和B为由原料形成的对映体产物。
本发明的化合物可以带有不对称碳原子。本文使用实线
Figure A20048003580200341
、楔形实线
Figure A20048003580200342
或楔形虚线
Figure A20048003580200343
描绘本发明化合物的碳-碳键。在描绘与不对称碳原子结合的键中使用实线的含义是表示包括在该碳原子处所有可能的立体异构体。在描绘与不对称碳原子结合的键中使用楔形实线或楔形虚线的含义是表示仅包括所示的立体异构体。可能的情况是,本发明的化合物可以含有一个以上不对称碳原子。在那些化合物中,在描绘与不对称碳原子结合的键中使用实线的含义是表示包括所有可能的立体异构体。在描绘与本发明化合物中一个或多个不对称碳原子结合的键中使用实线和在描绘与同一化合物中其它不对称碳原子结合的键中使用楔形实线或楔形虚线的含义是表示存在非对映体混合物。
本文所用的术语″处理″指的是使至少两种化学反应剂彼此接触以便可以进行化学反应或转化。例如,在本发明的方法中,可以用手性非外消旋碱处理式(II)的化合物而得到作为化学反应产物的盐。在这类反应中,称用该碱处理式(II)的化合物。这类反应可以在固相、液相、气相、溶液或上述任意组合中进行,这取决于反应剂的确定及其物理特性。
本文所用的术语″分离″或″分开″指的是将至少两种不同化学化合物彼此进行物理分离的方法。例如,如果化学反应发生并且产生至少两种产物(A)和(B),那么将分离纯形式的(A)和(B)的方法称作″分离″(A)和(B)。
本文所用的术语″被水解″指的是可以以本发明生物催化剂介导的化学反应,其中酯、酰胺或它们两者被转化成其相应的羧酸衍生物。例如,如果反应将R6不为氢的式(I)的化合物转化成R6为氢的式(I)的化合物(I),那么认为式(I)的化合物被水解。
本文所用的术语″转化″指的是使以原料进行的化学反应产生不同的化学产物。例如,如果使化学反应剂(A)和(B)彼此反应而产生产物(C),那么认为原料(A)和(B)″转化″成产物(C),或可以认为(A)被″转化″成(C)或(B)被″转化″成(C)。此外,在本发明的方法中,认为式(I)化合物的盐形式被″转化″成式(I)的化合物。在这类情况中,术语″转化″指的是通常通过与合适的酸、碱或酸和碱的组合反应由相应的盐形式制备式(I)的化合物的非盐形式。
本发明的各个立体异构体化合物的溶液可以旋转平面偏振光。在本发明化合物的名称中使用符号″(+)″或″(-)″表示特定立体异构体的溶液以″(+)″或″(-)″方向旋转平面偏振光,正如使用本领域技术人员公知技术测定的。
                    发明详述
可以基于非对映体的物理化学差别,通过本领域技术人员众所周知的方法,例如通过色谱法或分级结晶将它们的混合物分离成各非对映体。可以通过经与合适的旋光化合物(例如醇)反应将对映体混合物转化成非对映体混合物,分离这些非对映体并且将各非对映体转化(例如水解)成相应的纯对映体来分离对映体。将所有这类异构体,包括非对映体混合物和纯的对映体视为本发明的组成部分。
或者,可以通过不对称合成制备富含对映体形式的本发明各立体异构体化合物。可以使用本领域技术人员公知的技术,诸如使用市售的或采用本领域技术人员已知方法容易制备的不对称原料,使用可以在合成完成时除去的不对称助剂或使用酶法拆分中间体化合物进行不对称合成。这类方法的选择取决于许多因素,包括但不限于原料的可用性,方法的相对有效性和这类方法是否可用于含有特定官能基的本发明化合物。这类选择属于本领域技术人员的知识范围。
当本发明的化合物含有不对称碳原子时,衍生物盐、前体药物和溶剂合物可以作为单一立体异构体、外消旋物和/或对映体和/或非对映体的混合物存在。所有这类单一立体异构体、外消旋物及其混合物均属于本发明的范围。
正如本领域技术人员一般理解的,旋光纯化合物为对映体纯的化合物。优选本发明的旋光纯化合物包括至少90%的单一立体异构体(80%对映体过量),更优选至少95%(90%e.e.),甚至更优选至少97.5%(95%e.e.),并且最优选至少99%(98%e.e.)。
如果本发明方法中使用的衍生物为碱,那么可以通过本领域公知的任意合适的方法,包括用无机酸或有机酸处理游离碱制备所需的盐,所述的无机酸诸如:盐酸;氢溴酸;硫酸;硝酸;磷酸等;所述的有机酸诸如:乙酸;马来酸;琥珀酸;扁桃酸;富马酸;丙二酸;丙酮酸;草酸;乙醇酸;水杨酸;吡喃糖苷基酸,诸如葡糖醛酸或半乳糖醛酸;α-羟基酸,诸如柠檬酸或酒石酸;氨基酸,诸如天冬氨酸或谷氨酸;芳香酸,诸如苯甲酸或肉桂酸;磺酸,诸如对-甲苯磺酸或乙磺酸等。
如果本发明方法中使用的衍生物为酸,那么可以通过本领域公知的任意合适的方法,包括用无机碱或有机碱,诸如胺(伯、仲或叔)、碱金属或碱土金属氢氧化物等处理游离酸制备所需的盐。合适的盐的解释性实例包括:来源于氨基酸,诸如甘氨酸和精氨酸;氨;伯、仲和叔胺类;和环胺类,诸如哌啶、吗啉和哌嗪的有机盐;以及来源于钠、钙、钾、镁、锰、铁、铜、锌、铝和锂的无机盐。
就为固体的衍生物、前体药物、盐或溶剂合物而言,本领域技术人员可以理解本发明方法中所用的衍生物、前体药物、盐和溶剂合物可以以不同的多晶型物或晶形存在,它们均属于本发明和指定式的范围。此外,发明方法中所用的衍生物、盐、前体药物和溶剂合物可以作为互变体存在,它们均属于本发明的宽范围。
属于碱性的本发明化合物能够与各种无机酸和有机酸形成各种不同的盐。尽管这类盐对动物给药而言必须是药物上可接受的,但是实际上,通常理想的情况是最初从反应混合物中将本发明的化合物作为药物上不可接受的盐分离且然后通过用碱性试剂处理简单地将后者转化回游离碱化合物,并且随后将后者游离碱转化成药物上可接受的酸加成盐。易于通过用基本上等量的选择的无机酸或有机酸在含水溶剂介质或在合适的有机溶剂,诸如甲醇或乙醇存在下处理碱性化合物制备本发明碱性化合物的酸加成盐。经小心蒸发溶剂,易于得到所需的固体盐。还可以通过向溶液中加入合适的无机酸或有机酸使所需的酸盐从游离碱在有机溶剂中的溶液中沉淀。
性质上为酸性的那些本发明化合物能够与各种药物上可接受的阳离子形成碱盐。这类盐的实例包括碱金属或碱土金属盐,且特别是钠和钾盐。均通过常规技术制备这些盐。用作制备本发明药物上可接受的碱盐的试剂的化学碱为那些与本发明的酸性化合物形成无毒性碱盐的碱。这类无毒性碱盐包括那些来源于诸如钠、钾、钙和镁等这类药物上可接受的阳离子的盐。易于通过用含有所需药物上可接受阳离子的水溶液处理相应的酸性化合物且然后优选在减压下将所得溶液蒸发至干来制备这些盐。或者,还可以通过将酸性化合物的低级链烷醇溶液与所需碱金属醇盐彼此混合且然后按照与上述相同的方式将所得溶液蒸发至干来制备它们。在每种情况中,优选使用化学计算量的试剂以便确保反应完全和所需终产物的最高产率。
将本发明中所用的酶的活性表示为″单位″。将单位定义为用μmol/分钟表示的在室温下丙酸对-硝基苯酯的水解率/分钟。
本发明可以使用的酶的具体实例为那些获自动物和植物的酶,诸如牛肝酯酶、猪肝酯酶、猪胰酯酶、马肝酯酶、狗肝酯酶、猪磷酸酶、可获自大麦和马铃薯的淀粉酶和可获自小麦的脂酶。其它实例为获自微生物以及获自地衣和藻类的水解酶,所述的微生物诸如红酵母属、木霉属、假丝酵母属、汉逊氏酵母属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、无色杆菌属、诺卡氏菌属、色杆菌属、黄杆菌属、根霉属、毛霉属、曲霉属、产碱杆菌属、片球菌属、克雷伯氏菌属、地霉属、乳杆菌属(Lactobaccilus)、隐球菌属、毕赤氏酵母属、短柄霉属、放射毛霉属、肠杆菌属、球拟酵母属、科里氏杆菌属、内孢霉属、糖酵母属(Saccaromyces)、节杆菌属、梅奇酵母属(Metshnikowla)、灰侧耳菌属、链霉菌属、变形菌属、胶霉属、醋杆菌属、长蠕孢属、短杆菌属、埃希氏菌属、柠檬酸杆菌属、犁头霉属、微球菌属、微状杆菌属、青霉属和裂褶菌属。
用于本发明的微生物的具体实例包括,但不限于微小红酵母、深红酵母、克鲁斯氏假丝酵母、皱摺假丝酵母、热带假丝酵母、产朊假丝酵母、莓实假单胞菌、恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌、中国根霉、微小毛霉、黑曲霉、粪产碱杆菌、耶耳氏球拟酵母、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌(Bacillus pulmilus)、枯草芽孢杆菌黑色变种、弗氏柠檬酸杆菌、变异微球菌、藤黄微球菌、乳酸片球菌、肺炎克雷伯氏菌、透孢犁头霉、白地霉、群交裂褶菌、均匀诺卡氏菌津山亚种(Nocardia uniformis subtsuyanarenus)、均匀诺卡氏菌、巧克力色杆菌、Hansenula anomala var.ciferrii、异常汉逊氏酵母、多形汉逊氏酵母、水解无色杆菌、极小无色杆菌、Achromobacter sinplex、白色球拟酵母、腐烂分枝杆菌、地霉内孢霉、Saccaromyces carrvisial、球形节杆菌、灰霉素链霉菌(Streptomycesgrisens)、藤黄微球菌、阴沟肠杆菌、马棒状杆菌(Corynebacteriumezui)、干酪乳芽孢杆菌、浅白色隐球酵母、多形毕赤氏酵母、常见青霉(Penicililum frezuentans)、出芽短梗霉菌(Aureobasidiumpullulans)、雅致放射毛霉、Streptomyces grisens、普通变形菌、玫瑰色胶霉、变绿胶霉、金黄弗拉特氏菌、长蠕孢菌属、碘色杆菌、紫色色杆菌、泥色黄杆菌、美极梅奇酵母、糙皮侧耳菌、产氨棒杆菌、谷氨酸棒杆菌、大肠埃希氏杆菌、Rodotolura minuta var.texensis、Trichoderma longibrachiatum、爪哇毛霉、树状稳杆菌、肝素鞘氨醇杆菌和荚膜鞘氨醇单胞菌。
适用于本发明的典型的商购酶包括:脂酶,诸如Amano PS-30(葱头假单胞菌(Pseudomonas cepacla))、Amano GC-20(白地霉)、AmanoAPF(黑色曲霉)、Amano AK(假单胞菌属)、荧光假单胞菌脂酶(Biocatalyst Ltd.)、Amano Lipase P30(假单胞菌属)、Amano P(荧光假单胞菌)、Amano AY-30(皱摺假丝酵母)、Amano N(雪白根霉)、AmanoR(青霉属)、Amano FAP(米根霉)、Amano AP-12(黑色曲霉)、AmanoMAP(米赫毛霉(Mucor meihei))、Amano GC-4(白地霉)、Sigma L-0382和L-3126(猪胰)、Lipase OF(Sepracor)、Esterase30,000(Gist-Brocades)、KID Lipase(Gist-Brocades)、Lipase R(根霉属,Amano)、Sigma L-3001(麦胚)、Sigma L-1754(Candidacytindracea)、Sigma L-0763(粘稠色杆菌)和Amano K-30(黑色曲霉)。另外,来源于动物组织的典型酶包括来自猪肝的酯酶、来自胰腺的胰凝乳蛋白酶和胰酶,诸如猪胰脂酶(Sigma)。当实施本发明的方法时,可以使用两种或多种以及单一的酶。
缓冲介质可以为无机酸盐缓冲液(例如磷酸二氢钾、磷酸二氢钠)、有机酸盐缓冲液(例如柠檬酸钠)或任意其它合适的缓冲液。缓冲液的浓度可以在0.005-2M,优选0.005-0.5M之间改变并且取决于具体的受试化合物和所用的酶或微生物。
可以将表面活性剂或表面活性剂的混合物加入到反应混合物中以便使底物增溶。合适的表面活性剂的实例包括,但不限于非离子型表面活性剂,诸如烷基芳基聚醚醇类。可以使用的一种这类表面活性剂为辛基苯氧聚乙氧基乙醇,它商购名为Triton X-100(来自SigmaChemical Company)。使用表面活性剂的有效量。所用的量可以在0.05%-约10%之间改变,这取决于许多因素,诸如,但不限于反应剂的确定、产物的鉴定、所用的溶剂和/或共溶剂和分离所需产物的优选方法。这类表面活性剂是否必需,对特定表面活性剂和用量的选择都为本领域普通技术人员知识范围内的选择并且可以不经过度实验来确定。
可以将一定量的有机溶剂或溶剂混合物加入到反应混合物中以便增加反应剂或产物的溶解度,从而促进反应。合适的溶剂的实例包括,但不限于乙腈、四氢呋喃、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇和异丙醇。共溶剂的有效量为1%-约50%,这取决于具体的原料和所用的酶和/或微生物。这类溶剂是否必需,溶剂的确定和所用的溶剂量都为本领域普通技术人员知识范围内的选择并且可以不经过度实验来确定。
可以将缓冲液的pH或本文的反应混合物的pH维持在约4-约10,约5-约9或约7-约8。反应温度可以在约0℃-约100℃之间改变,并且取决于原料的确定、所用的生物催化剂和所用的溶剂或溶剂混合物。反应时间一般为1小时-400小时并且取决于原料的确定、所用的生物催化剂和所用的溶剂或溶剂混合物。可以通过合适的分析方法监测反应进展,诸如高效液相色谱法(HPLC)、反相HPLC、质谱法、质子核磁共振波谱法(NMR)或技术的组合,诸如液相色谱法/质谱法(LC/MS)。可以使用本领域技术人员公知的技术监测或测定反应的立体选择性,诸如使用带有手性固定相的HPLC。可以将原料转化约50%,此后可以分离产物酸和未反应的原料。
所用酶的量可以在约5个单位-约12,000个单位的酶每摩尔原料之间改变。特异性酶或酶混合物的量取决于许多因素,包括,但不限于温度、具体的受试化合物、所用的酶和/或微生物和所需的反应时间。在某些情况中还可能需要使用过量的酶以便提供特别短的反应时间,尤其是在将酶固定并且可以再用于许多循环而言更是如此。酯底物的浓度可以在0.1g/L-100g/L并且取决于具体的受试化合物和所用的酶和/或微生物。
本发明中使用的酶和/或微生物可以为粗形式或固定化形式。可以将它们固定在各种固相支持物上而不会丧失立体特异性或改变立体选择性。固相支持体可以为酶不与之共价结合的惰性吸附剂。而酶诸如通过蛋白质的疏水性或亲水性部分与惰性吸附剂的类似区的相互作用、通过氢键、通过盐桥形成或通过静电相互作用被吸附。惰性吸附剂材料包括,但不限于合成聚合物(例如聚苯乙烯、聚-(乙烯醇)、聚乙烯和聚酰胺类)、无机化合物(例如硅藻土和漂白土)或天然存在的聚合物(例如纤维素)。这类材料的具体实例包括Celite 545硅藻土、Abelite XAD-8聚合树脂珠和聚乙二醇8000。
还可以将酶固定在酶与之共价结合的支持物上(例如环氧乙烷-丙烯酸珠和戊二醛活化的支持物)。具体实例包括Eupergit C环氧乙烷-丙烯酸珠和戊二醛活化的Celite 545。其它可能的固定化系统为众所周知的并且易于被酶固定化领域的普通技术人员获得。
可以使用常规方法,诸如提取、酸-碱提取、过滤、色谱、结晶或其组合从水解混合物中分离所需的产物、旋光纯(或富含的)未反应酯和旋光纯(或富含的)酸。可以使回收的酶或微生物再循环并且在使用或不使用进一步操作或纯化的情况下用于随后的反应。
将反应终产物彼此和从反应成分中分离的方法包括,但不限于过滤、蒸馏、液相色谱法、柱色谱法、升华、结晶,和衍生随后接任意上述方法。选择方法进行所需的分离取决于许多因素,包括,但不限于反应成分、原料和产物的确定。这些选择属于本领域普通技术人员的知识范围并且可以不经过度实验进行。
在便利的分离步骤中,在酶水解后,将pH调节至pH 7.5-8(就固定化生物催化剂而言,首先通过过滤分离生物催化剂),通过用有机溶剂,诸如二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚或任意其它溶剂提取酯从未反应的酯中分离产物酸,在所述溶剂中底物为可溶性的和稳定的。浓缩有机提取物而得到未反应的原料。浓缩水相得到产物酸。
通过选择性沉淀或色谱法或本领域中公知的其它方法使得该酸不含缓冲盐和酶。这些方法包括将含水部分酸化至约pH 3或3以下,并且用有机溶剂,诸如二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、甲基叔丁基醚或任意其它溶剂提取而分离酸,在所述溶剂中酸为可溶性的和稳定的。浓缩有机提取物而得到未反应的原料和产物酸,可以通过选择性沉淀或色谱法或本领域普通技术人员公知的其它方法纯化并且使其不含缓冲盐和酶。
如果有此需要,那么可以进一步使未反应的立体异构性加富的原料或立体异构性加富的产物外消旋化。可以通过本领域普通技术人员公知的方法,诸如在有碱和有合适的溶剂或多种溶剂存在下加热使未反应的立体异构性加富的原料外消旋化。可以通过将立体异构性加富的产物转化成酯并且在有碱和合适的溶剂存在下加热进一步使立体异构性加富的产物外消旋化。可以使用本领域普通技术人员公知的方法,诸如通过在有醇和有合适的酸存在下加热产物将立体异构性加富的产物转化成酯。按照这种方式,可以获得立体异构性加富形式的式(I)和(II)化合物的任意立体异构体。
可以按照如下所示的方案I制备式(II)的化合物。
方案I
Figure A20048003580200431
一般来说,可以从N-保护的甘氨酸衍生物,诸如化合物 1开始,该化合物可以按照本领域普通技术人员公知的方法由商购的甘氨酸制备。然后可以使被保护的甘氨酸衍生物 1与能够O-烷基化末端羧基的试剂或试剂组合反应而得到化合物 2。已知O-烷基化羧基的试剂或试剂组合的实例包括,但不限于烷基卤化物、烷基磺酸酯类和烷基三氟甲磺酸酯类。这些反应可以在有不干扰所需转化的碱存在下进行。这类碱包括,但不限于:无机碱,诸如碳酸钠和碳酸钾;和有机碱,诸如三乙胺或吡啶。
或者,可以使N-保护的甘氨酸衍生物,诸如化合物 1在有将-OH转化成合适的离去基的试剂或试剂组合存在下与醇反应。这类试剂或试剂组合的实例包括,但不限于二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、1-[3-(二甲氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪(CDMT)、氰尿酰氯、4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉鎓氯化物、O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N,N,N′,N′-四甲基脲鎓六氟磷酸盐(HATU)、羰基二咪唑(CDI)、苯并三唑-1-基-氧基-三-(二甲氨基)-磷鎓六氟磷酸盐(BOP)、2-乙氧基-1-乙氧羰基-1,2-二氢喹啉(EEDQ)、2-(1H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓六氟磷酸盐(HBTU)、2-(1H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓四氟硼酸盐(TBTU)和3-(二乙氧基磷酰氧基)-1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮(DEPBT)。这些反应可以在有可选的添加剂存在下进行。合适的添加剂包括,但不限于羟基苯并三唑(HOBt)、羟基氮杂苯并三唑(HOAt)、N-羟基琥珀酰亚胺(HOSu)、N-羟基-5-降冰片烯-内-2,3-二羧酰亚胺(HONB)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)。这些添加剂是否必要取决于反应剂、溶剂和温度的确定,并且这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
一般来说,可以在不干扰反应的溶剂中进行这些反应,所述的溶剂例如烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、非竞争性醇类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。另外,如果必要,那么水可以用作这种转化中的共溶剂。此外,这类反应可以在-20℃-100℃的温度下进行,这取决于使用的具体反应剂、溶剂和其它可选的添加剂。
还可以通过下列步骤制备O-烷基化甘氨酸衍生物,诸如化合物 2:使被保护的甘氨酸衍生物与将羧酸酯转化成酰基卤衍生物的试剂或试剂组合反应,随后与合适的醇反应。例如,可以通过与诸如亚硫酰氯或草酰氯这类试剂反应由被保护的甘氨酸衍生物制备含有酰基氯的那些化合物。这些反应可以在有合适的碱存在下进行,所述的合适的碱诸如:碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、三烷基胺例如三乙胺,或杂芳族碱,例如吡啶。可以分离所得化合物且然后进一步与合适的醇反应或它们在原位形成并且在不进行任何分离或进一步纯化的情况下与合适的醇反应。可以在不干扰所需转化的溶剂中进行这些反应。其中合适的溶剂有烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。另外,如果必要,那么水可以用作这种转化中的共溶剂。此外,这类反应可以在-20℃-100℃的温度下进行。所选择的具体反应条件取决于所选择的具体受试化合物和试剂。这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
还可以通过与将羧酸酯基转化成酰基咪唑的试剂或试剂组合反应,随后与合适的醇反应由羧酸酯制备O-烷基化甘氨酸衍生物,诸如化合物 2。用于将羧酸酯转化成酰基咪唑的合适的试剂包括,但不限于羰基二咪唑。可以分离酰基咪唑中间体且然后进一步与合适的醇反应或它们在原位形成并且在不进行分离或进一步纯化的情况下与合适的醇反应。可以在不干扰所需转化的溶剂中进行这些反应。其中合适的溶剂有烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。另外,如果必要,那么水可以用作这种转化中的共溶剂。此外,这类反应可以在-20℃-100℃的温度下进行。所选择的具体反应条件取决于所选择的具体受试化合物和试剂。这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
可以由用烯丙基或其衍生物O-烷基化的甘氨酸衍生物,诸如化合物 2制备式(II)的外消旋化合物,诸如方案I中所示的化合物 3。可以使这类O-烷基化甘氨酸衍生物与试剂或试剂组合反应,使得化合物进行克莱森型重排而得到式(II)的化合物。一般来说,可以在不干扰所需转化的溶剂中进行这些反应。其中合适的溶剂有烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。另外,如果必要,那么水可以用作这种转化中的共溶剂。此外,这类反应可以在-78℃-100℃的温度下进行。所选择的具体反应条件取决于所选择的具体受试化合物和试剂。这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
此外,可以通过首先形成进行所述重排的种类的烯醇化物阴离子促进这类克莱森重排。可以通过与能够起强碱作用的试剂或试剂组合反应由O-烷基化甘氨酸衍生物制备这类烯醇化物阴离子。例如,可以使O-烷基化甘氨酸衍生物与二异丙基酰胺锂(LDA)反应而形成所需的烯醇化物阴离子。这类反应还可以在有已知促进这类反应的添加剂存在下进行,所述的添加剂诸如路易斯酸,如氯化锌(II)。此外,这类反应以在不干扰所需转化的溶剂中进行。其中合适的溶剂有烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。此外,这类反应可以在-78℃-100℃的温度下进行。所选择的具体反应条件取决于所选择的具体受试化合物和试剂。这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
可以由式(II)的化合物制备式(I)的化合物,诸如方案I中所示的化合物 10。一般来说,可以使式(II)的化合物与亲电子卤化试剂反应而得到内酯,诸如4。合适的亲电子卤化试剂包括,但不限于N-氯代琥珀酰亚胺(NCS)、N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)和N-碘代琥珀酰亚胺(NIS)。这些反应可以在不干扰所需转化的溶剂或溶剂混合物中进行。其中合适的溶剂有烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。此外,如果有此需要,那么可以向反应混合物中加入水。此外,这类反应可以在-78℃-100℃的温度下进行。所选择的具体反应条件取决于所选择的具体受试化合物和试剂。这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
可以使被保护的内酯类,诸如方案I中的化合物 4脱保护而得到α-氨基内酯类,诸如化合物 5。可以使用本领域普通技术人员公知的方法进行这类脱保护反应且这些方法可以在例如Greene等的《有机合成中的保护基》(Protective Groups in Organic Synthesis):JohnWiley & Sons,New York,(1999)中找到。
可以使α-氨基内酯类,诸如化合物 5与使化合物进行重排的试剂或试剂组合反应而得到环胺,诸如方案I中所示的化合物 6。一般来说,可以通过使化合物,诸如5与诸如氢氧化钡这类试剂反应进行这些反应。这些反应可以在不干扰所需转化的溶剂或溶剂混合物中进行。其中合适的溶剂有烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。此外,如果有此需要,那么可以向反应混合物中加入水。此外,这类反应可以在-78℃-100℃的温度下进行。所选择的具体反应条件取决于所选择的具体受试化合物和试剂。这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
可以将环胺类,诸如化合物 5分离为游离羧基胺,或可以衍生它们以促进分离。例如,如方案I中所示,使化合物 5与氢氧化钡在水和有机溶剂的混合物中反应而得到所需的环胺。然后使环胺与(BOC)2O反应而得到BOC-保护的胺,即化合物 6
然后可以使环胺类,诸如化合物 6与能够O-烷基化羧酸酯基的试剂或试剂组合反应而得到酯,诸如化合物 7。这类试剂如上所述并且包括,但不限于甲基碘、甲基磺酸酯和甲基溴。这类反应可以在有能够起碱作用的化合物存在下进行。合适的碱包括,但不限于碳酸铯、碳酸钾和碳酸钠。此外,这些反应可以在不干扰所需转化的溶剂或溶剂混合物中进行。其中合适的溶剂有烷基或芳基醚类、烷基或芳基酯类、芳族和脂族烃类、卤代溶剂、烷基或芳基腈类、烷基或芳基酮类、芳族烃类或杂芳族烃类。例如,合适的溶剂包括,但不限于乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、甲基异丁基酮、二甲氧基乙烷、二异丙基醚、氯苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙腈、丁腈、叔戊醇、乙酸、乙醚、甲基-叔丁基醚、二苯醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、戊烷、己烷、庚烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、叔丁醇、正-丁醇、2-丁醇、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、乙腈、苄腈、丙酮、2-丁酮、苯、甲苯、茴香醚、二甲苯类和吡啶或上述溶剂的任意混合物。此外,如果有此需要,那么可以向反应混合物中加入水。此外,这类反应可以在-78℃-100℃的温度下进行。所选择的具体反应条件取决于所选择的具体受试化合物和试剂。这类选择属于本领域普通技术人员的知识范围。
可以使用本发明的方法拆分或制备立体化学加富形式的化合物,诸如化合物 7。或者,可以将化合物,诸如 7用于制备式(II)的其它化合物,可以按照本发明的方法拆分或制备立体化学性加富形式的这些其它化合物。例如,如方案I中所示,可以将化合物 7上的仲羟基氧化而得到相应的酮 8。这类氧化可以通过本领域普通技术人员公知的方法,诸如使用PCC在Swern条件下氧化或使用pyr·SO3/DMSO/NEt3进行。可以使用本发明的方法拆分或制备立体化学性加富形式的化合物,诸如化合物 8。或者,可以将这类化合物用于制备其它类似物,可以使用本发明的方法拆分或制备立体化学性加富形式的这些其它类似物自身。
例如,可以使酮类,诸如化合物 8与能够将酮官能基转化成二卤代亚甲基部分,诸如-CF2-基团的试剂或试剂组合反应。可以使用本领域普通技术人员公知的试剂或试剂组合,诸如三氟化(二乙氨基)硫(DAST)等进行这类反应。例如,使化合物 8与(MeOCH2CH2)2NSF3(作为Deoxo-Fluor由Air Products,Inc.销售)在55℃下和二氯甲烷中反应而得到二氟化合物 9
可以使用本发明的方法拆分或制备立体化学性加富形式的化合物,诸如化合物 9。如方案I中所示,化合物 9的外消旋混合物与酶枯草溶菌素Carlsberg在pH 8和30℃下的乙腈与水的混合物中的反应产生了立体化学性加富的化合物 10。可以通过除去保护基进一步操作含有氮-保护基的化合物,诸如 10而得到仲环胺类,诸如方案I中所示的化合物 11
或者,可以通过拆分或制备立体化学性加富形式的前体化合物,诸如方案I中所示的化合物 3制备立体化学性加富形式的化合物,诸如方案I中所示的化合物 678910。在拆分或制备立体化学性加富形式的化合物,诸如3后,可以如所示将它们用于制备自身立体化学性加富的产物化合物。
可以按照本领域技术人员公知的方法制备式(I)的化合物,其中Z为O或S。例如,参见Mimoto,T.等《药物化学杂志》(J.Med.Chem.)1999,42,1789;EP 0751145;美国专利US 5,644,028、US 5,932,550、US 5,962,640、US 5,932,550和US 6,222,043;H.Hayashi等《药物化学杂志》(J.Med.Chem.)1999,42,1789;和PCT公开号WO01/05230A1,将这些文献引入本文作为参考。
                        实施例
下列实施例仅用于解释本发明的具体实施方案,但并不意味着以任何方式来限定本发明的范围。
在下述实施例中,除非另有说明,下文描述中的所有温度均按摄氏度(℃)计,并且除非另有说明,所有份和百分比均按重量计。
各种原料和其它试剂均购自商品供应商,诸如Aldrich ChemicalCompany或Lancaster Synthesis Ltd.,并且除非另有说明,无需进一步纯化使用。
下列反应在氮气、氩气的正压下或使用干燥管在环境温度(除非另有说明)下和无水溶剂中进行。使用玻璃衬硅胶60254板(Analtech(0.25mm))进行分析型薄层色谱并且用合适的溶剂比例(v/v)洗脱。通过高压液相色谱法(HPLC)或薄层色谱法(TLC)检测反应并且根据消耗的原料判断终止反应。通过UV、磷钼酸或碘染料使TLC板显色。
在以300MHz下操作的Bruker仪上记录1H-NMR谱并且在75MHz下记录13C-NMR谱。作为DMSO-d6或CDCl3溶液获得NMR谱(以ppm报导),其中使用作为参比标准品(7.25ppm和77.00ppm)的氯仿或DMSO-d6((2.50ppm和39.52ppm))。根据需要使用其它NMR溶剂。当报导峰多重性时,使用下列缩写:s=单峰,d=双峰,t=三重峰,m=多重峰,br=宽峰,dd=双峰中的双峰,dt=三重峰中的双峰。偶合常数在给出时以Hertz报导。
在Perkin-Elmer FT-IR分光计上作为纯油、KBr片或CDCl3溶液记录红外光谱,并且在报导时,以波数计(cm-1)。使用LC/MS或APCI获得质谱。所有的熔点均未校准。
所有的终产物均具有大于95%的纯度(在220nm和254nm波长下根据HPLC)。
在下列实施例和制备中,″Et″指的是乙基,″Ac″指的是乙酰基,″Me″指的是甲基,″Ph″指的是苯基,(PhO)2POCl指的是氯二苯基磷酸酯,″HCl″指的是盐酸,″EtOAc″指的是乙酸乙酯,″Na2CO3″指的是碳酸钠,″NaOH″指的是氢氧化钠,″NaCl″指的是氯化钠,″NEt3″指的是三乙胺,″THF″指的是四氢呋喃,″DIC″指的是二异丙基碳二亚胺,″HOBt″指的是羟基苯并三唑,″H2O″指的是水,″NaHCO3″指的是碳酸氢钠,″K2CO3″指的是碳酸钾,″MeOH″指的是甲醇,″i-PrOAc″指的是乙酸异丙酯,″MgSO4″指的是硫酸镁,″DMSO″指的是二甲亚砜,″AcCl″指的是乙酰氯,″CH2Cl2″指的是二氯甲烷,″MTBE″指的是甲基叔丁基醚,″DMF″指的是二甲基甲酰胺,″SOCl2″指的是亚硫酰氯,″H3PO4″指的是磷酸,″CH3SO3H″指的是甲磺酸,″Ac2O″指的是乙酐,CH3CN″指的是乙腈,且″KOH″指的是氢氧化钾。
实施例1:(2S)-4,4-二氟-3,3-二甲基-N-Boc-脯氨酸的制备
向安装了pH电极、架设搅拌器、加热旋管和碱添加管线(718StatTitrino-Metrohm pH滴定计,Brinkman Instruments,Inc.)的50L反应器中加入来自地衣芽孢杆菌的碱性蛋白酶(枯草溶菌素Carlsberg,作为6-14%w/v溶液购自Altus,为CLEC-BL)(7L新鲜的CLEC+5L再循环的CLEC(80%的起始活性)和24L双蒸水)。通过添加20mL 2N NaOH将该混悬液的pH调节至8.0。将外消旋酯的溶液(400g,1.36mol,1.00eq,在乙腈中,3.6L)加入到混悬液中并且将该混合物在30℃下搅拌262小时。在反应期间,监测溶液的pH并且通过定期添加2N NaOH维持在pH 8.0(在262小时的反应时间过程中总计添加246mL碱)。使用反相HPLC监测反应进程。在测定到45-50%的原料已经被消耗后终止反应。酸的对映体过量(%ee)测定为95.5%。用MTBE(3×16L)提取该反应混合物,用Na2SO4干燥合并的有机层并且在真空中浓缩而得到220g粗的富含(R)的标度(scalemic)酯I。通过Whatman 1号滤纸过滤剩余的含水淤浆(以除去CLEC-BL)。从滤纸上取下CLEC糊状物并且如果需要,储存在4℃下以便随后使用。用1N盐酸将剩余水溶液酸化至pH5.5并且用MTBE提取(2x每次16L)。在pH 5.0和pH 4.0下再次提取水溶液。收集含有产物酸的有机级分并且使用真空浓缩而得到固体残余物。将残余物悬浮于热水(40-50℃,1000mL)中并且使其冷却至室温过夜。过滤所得淤浆并且在40℃下和真空烘箱内干燥晶体过夜而得到酸,为白色固体(133g,98%ee,69.8%的动力学拆分产率,>98%HPLC纯度)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):δ7.9(bs,1H),4.10(d,1H),3.89(dd,2H),1.5(s)+1.45(s)(9H),1.3(s,3H),1.15(s,3H)。
将下列分析方法用于监测反应进程并且测定终产物的%ee和纯度:
非手性HPLC:
检测器波长:200nm
柱:LunaC-18,4.6×30mm
柱温:35℃
流速:1.5mL/分钟
注射体积:10μl
流动相:A:25mM KH2PO4pH 2.5;B:乙腈
运行:梯度:35-70%B,在5分钟内,2分钟后运行
保留时间:酸1.63;酯3.28
手性HPLC:
检测器波长:195nm
柱:Chiralcel OJ-R,3μm,C-18,4.6×150mm
柱温:40℃
流速:0.5mL/分钟
注射体积:10μL
流动相:A:25mM KH2PO4pH 2.0;B:乙腈;C:HPLC H2O
运行:恒溶剂/等度:75%A和25%B,17分钟,然后75%B和25%C,3分钟,且最终75%A和25%B,15分钟
保留时间:酸14.85(R)和15.84(S)
样品制备
进行取样的每次取两份样品。通过将来自反应混合物的10mL与10mL乙腈混合制备每份样品。涡旋该溶液并且通过在Beckman微量离心机上离心分离各层。用400μL乙腈进一步稀释100μL上层并且注入HPLC。
实施例2:(2S)-4,4-二氟-3,3-二甲基-N-Boc-脯氨酸的制备
Figure A20048003580200531
将外消旋酯的溶液(3g,10.23mmol,1.00eq,在DMSO中,15mL)和在pH 8下的50mM TRIS缓冲液(97.5mL)加入到安装了温度探头、搅棒、pH电极和碱添加管线的250mL 3-颈烧瓶中。该混合物的pH约为7.64。然后加入来自地衣芽孢杆菌的碱性蛋白酶(枯草溶菌素Carlsberg,作为6-14%w/v溶液购自Altus,为CLEC-BL)(37.5mL)。在添加酶后,该混合物的pH约为7.70。使用加热套将所得混合物缓慢加热至40℃。通过添加1N氢氧化钠(0.848mL)将该混合物的pH调节至pH 8.0。当反应进行时,监测该反应混合物的pH并且通过定期添加1N氢氧化钠(总计添加17.7mL 1N NaOH)维持在pH 8。将所得混悬液在40℃下总计搅拌121小时。通过反相HPLC监测反应进程,以便监测转化率和产物的%ee。在HPLC分析显示43%的原料已经被消耗后终止反应。酸的%ee测定为94.6%ee。
用MTBE提取(3×每次75mL)所得混合物并且通过Whatman 1号滤纸过滤合并的有机层以除去乳化的颗粒并且更好地区分水-有机物界面。将混有乳剂的水层加回到母液中。用Na2SO4干燥有机层并且在真空中浓缩而得到1.74g的粗的富含(R)的标度(scalemic)酯I。
通过Whatman 1号滤纸过滤剩余的含水淤浆(以除去CLEC-BL)。从滤纸上取下CLEC糊状物并且如果需要,储存在4℃下以便随后使用。用1N HCl将剩余水溶液酸化至pH5.3并且用80mL MTBE提取。将提取重复5次,其中在随后的4次提取中使pH分别降至5.3、4.8、4.0和3.9。收集含有酸的有机层,用Na2SO4干燥并且使用真空浓缩而得到1.460g粗酸。然后将固体残余物重新悬浮于150mL MTBE中。用pH4.2-4.5的75mL 10mM磷酸钾缓冲液将酸洗涤两次以除去DMSO。用Na2SO4干燥有机层并且在真空中浓缩而得到酸,为白色固体(0.831g,98%ee,58%的动力学拆分产率,>98%HPLC纯度)。1H-NMR(300MHz,CDCl3):δ5.3(bs,1H),4.15(d,1H),3.89(dd,2H 1.5(s)+1.45(s,9H),1.3(s,3H)1.15s,3H)。
将下列分析方法用于监测反应进程并且测定终产物的%ee和纯度:
非手性HPLC:
检测器波长:200nm
柱:Luna C-18,4.6×30mm
柱温:35℃
流速:1.5mL/分钟
注射体积:10μl
流动相:A:25mM KH2PO4 pH 2.5;B:乙腈
运行:梯度:35-70%B,在5分钟内,2分钟后运行
保留时间:酸1.63;酯3.28
手性HPLC:
检测器波长:195nm
柱:Chiralcel OJ-R,3μm,C-18,4.6×150mm
柱温:40℃
流速:0.5mL/分钟
注射体积:10μL
流动相:A:25mM KH2PO4pH 2.0;B:乙腈;C:HPLC H2O
运行:恒溶剂/等度75%A和25%B,17分钟,然后75%B和25%C,3分钟,且最终75%A和25%B,15分钟
保留时间:酸14.85(R)和15.84(S)
样品制备
进行取样的每次取两份样品。通过用1.9mL乙腈稀释100μL反应混合物制备每份样品。涡旋该溶液并且在Beckman微量离心机上离心1mL该溶液。将上层注入HPLC。
实施例3:N-苄基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯的拆分
Figure A20048003580200551
向N-叔丁氧羰基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯(5.0g,17.0mmol)中加入4M在二唑烷中的HCl(2.0当量,8.5mL)。将该混合物在0℃下搅拌3小时。在通过HPLC判断反应完成后,在真空中除去二烷和过量的HCl而得到粗残余物。用MTBE(3mL×2)洗涤粗残余物并且在烘箱内干燥而得到3.8g 4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯固体(~95%纯度),将其不经任何进一步纯化用于下一步反应。
向3.8g 4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯中加入K2CO3(3.8g)、MeOH(60mL)和BnBr(1.1当量,2.55mL)。将所得混合物在23℃下搅拌20小时。过滤该混合物并且在真空中除去溶剂,得到残余物。将残余物溶于MTBE(60mL)并且用1N HCl(20mL×3)、NaHCO3(20mL×3)和盐水(20mL×1)洗涤。合并有机层,用Na2SO4干燥,并且在真空中除去溶剂而得到4.3g(产率90%)的N-苄基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯。
将外消旋酯(3.0g,10.6mmol)溶于乙腈(9mL,15%)并且加入磷酸钾缓冲液(pH 8.0,0.1M,60mL)。加入猪肝酯酶(750mg,10-15个单位/mg)并且通过定期添加1N NaOH将溶液的pH维持在pH 8。
通过反相HPLC监测反应进程。在20-24小时后,转化率达到~50%并且通过添加1N NaOH将该混合物的pH调节至pH 8.3-8.4且用MTBE(40mL×3)提取该溶液。用Na2SO4干燥有机层并且浓缩至得到剩余的R-酯5(1.56g,~52%)。通过添加1N HCl将剩余水层的pH调节至pH 3.5并且用MTBE(40mL×3)提取。用Na2SO4干燥合并的有机层并且在真空中除去溶剂而得到N-苄基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸(1.35g,47%)。
4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯:ESI[M+H]+194.1。1H-NMR(300MHz,D2O):δ4.48(s,1H),3.77-3.98(m,2H),3.80(s,3H),1.30(s,3H),1.04(s,3H).13C NMR(75ppm,D2O)δ167.70,66.43,66.38,54.52,48.59,45.94,17.64,17.02。
N-苄基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯:ESI[M+H]+284.1。1H-NMR(300MHz,CDCl3):δ7.23-7.40(m,5H),3.94(d,J=13.2Hz,1H),3.48(d,J=13.2Hz,1H),3.39(s,1H),3.39(s,1H),3.35(dd,J=10.6,20.0Hz,1H),2.85(ddd,J=6.6,11.4,18.3Hz,1H),1.22(s,3H),1.07(s,3H)。13C NMR(75ppm,CDCl3)δ171.42,138.20,128.87,128.73,127.73,74.18,58.72,51.98,47.06,33.82,20.16,18.96。
N-苄基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸:ESI[M-H]-268.1。1H-NMR(300MHz,CDCl3):δ7.26-7.40(m,5H),3.94(d,J=12.9Hz,1H),3.66(d,J=12.9Hz,1H),3.32-3.57(m,2H),3.05(m,1H),1.26(s,3H),1.11(s,3H)。13C NMR(75ppm,CDCl3)δ171.10,136.19,129.16,128.68,127.73,74.83,60.67,56.49,53.75,46.48,20.40,18.77。
使用下列分析方法:
N-苄基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸甲酯:ChiralcelAD-RH(4.6×100mm,3μm);流速:0.6mL/分钟;注射体积:5uL;流动相:ACN/H2O(20∶80),在254nm处检测。
N-苄基-4,4-二氟-3,3-二甲基脯氨酸:Chiralcel OD-RH(4.6×100mm,3μm);流速:0.6mL/分钟;注射体积:5μL;流动相:ACN/H2O(60∶40),在254nm处检测。
实施例4:(S)-3,3-二甲基-N-Boc-乙烯基甘氨酸的制备
Figure A20048003580200571
向安装了pH电极、架设搅拌器、加热套和碱添加管线的5L三颈烧瓶中加入在乙腈(280mL)中的外消旋酯I(78g,0.3mol,1.00eq)。
向单独的容器中加入Alcalase(通过切向过滤系统并且浓缩至原体积的五分之一的350mL溶液)和蒸馏水(2.8L)。将所得溶液的pH调节至pH 7.0。向含有酯溶液的烧瓶中加入酶溶液。将所得混悬液在30℃下搅拌51小时,在此过程中通过定期添加1N NaOH(在51小时内总计添加95.8mL碱)将该溶液的pH维持在7.0。通过反相HPLC追踪反应并且在测定45%的原料已经被消耗后终止反应。
用MTBE(3×每次1.75L)提取该混合物并且用MgSO4干燥合并的有机层且在真空中浓缩而得到50.81g粗的富含(R)的标度(scalemic)酯I(>55%产率,约56%ee)。该粗混合物中含有某些羧酸<7%,随后通过酸-碱提取回收。使剩余的水溶液通过安装了Ultracel纤维素膜的Pellicon 2切向流过滤装置。将剩余的溶液酸化至pH 4.0并用MTBE(3×1.75L)提取。收集含有酸的级分,用硫酸钠干燥并且在真空中浓缩而得到淡黄色油状物(31g,91.4%ee,42%产率,>98%HPLC纯)。1H-NMR(300MHz,CDCl3):δ10.69(s,1H),5.78(dd,2H),5.02(m,2H),4.96(s,1H),4.09(d,1H),1.36(s,9H),1.06(s,6H)。
使用下列分析条件:
非手性HPLC.
检测器波长:200nm
柱:Luna C-18,4.6×30mm
柱温:35℃
流速:1.5mL/分钟
注射体积:10μl
流动相:A:25mM KH2PO4 pH 2.5;B:乙腈
运行:梯度:35-70%B,在5分钟内,2分钟预运行
保留时间:酸1.63;酯3.28
手性HPLC:
检测器波长:200nm
柱:Chiralcel OJ-R,3μm,C-18,4.6×150mm
柱温:未控制
流速:0.5mL/分钟
注射体积:10μL
流动相:A:25mM KH2PO4 pH 2.0;B:乙腈
运行:等度:25%B,55分钟,3分钟后运行
保留时间:酸16.33(R)和17.97(S);酯50.40(S)和51.30(R)
分析纯酯的ee的方法:
柱:Chiralcel OD-RH,150×4.6mm
流速:0.8mL/分钟
温度:30℃
流动相:30%ACN和70%H2O
波长:205nm
样品制备
样品制备
进行取样的每次取两份样品。通过从反应混合物中取2×200μL制备每份样品,用1mL乙酸乙酯和100μL 1N HCl稀释,然后涡旋并且通过在Beckman微量离心机上离心分离各层。用400μL乙腈/水(1∶1)进一步稀释100μL上层(有机层)并注入HPLC。
实施例5:(R)-3,3-二甲基-N-Boc-乙烯基甘氨酸的制备
Figure A20048003580200591
向安装了架设搅拌器的2000mL加套烧瓶中加入外消旋酸2即3,3-二甲基-N-Boc-乙烯基甘氨酸(93.3g,386.2mmol,1.00eq)、(R)-苯基甘氨醇(52.6g,386.2mmol,1.00eq)、甲醇(200mL)和乙腈(1800mL)。搅拌所得淤浆并且加热至70-80℃,直到该溶液变均匀。将所得溶液缓慢冷却至室温,同时持续搅拌,产生结晶。过滤所得淤浆并且用100mL冷乙腈洗涤晶体盐(含有所需的(R)-对映体),收集并且通过HPLC分析。在需要改善首次结晶后的所得产物的%ee的情况中,可以进行第二次结晶。
然后通过所述盐溶于250mL乙酸乙酯(或者,可以用MTBE取代乙酸乙酯)将所述的盐转化成游离酸。然后加入水(250mL)并且通过添加1N盐酸将所得溶液的pH调节至pH 3。分离有机层并且再次用乙酸乙酯(200mL)提取水相。合并提取物,用硫酸钠干燥并且在真空中浓缩而得到澄清油状物,将其在真空中干燥过夜而得到白色固体(37.4g,>98%ee,分离的总产率:40.1%,>98%纯)。
再循环(R)-苯基甘氨醇:
通过添加1N氢氧化钠将来自上述步骤的水层的pH调节至pH 8.0并且用300mL乙酸乙酯(或MTBE)提取该溶液。然后用硫酸钠干燥提取物并且在真空中浓缩。分离产物,为白色晶体(12.3g,>98%纯,注意收率仅来自40%的物质,可以从步骤4中产生的滤液中回收剩余的重结晶试剂)。
使用下列分析方法:
手性HPLC条件:
检测器波长:205nm
柱:Chiralcel OJ-RH,3μm,C-18,4.6×150mm
柱温:30℃
流速:O.6mL/分钟
注射体积:10μL
流动相:A:乙腈(O.1%TFA):B:75%H2O(0.1%TFA)
运行:等度:25%A:75%B,18分钟
保留时间:酸:11.69(R)和12.9(S)/5.3R-苯基甘氨醇
实施例6:(2S)-4-氧代-3,3-二甲基-N-Boc-脯氨酸的制备
Figure A20048003580200611
将10mg外消旋酯悬浮于100微升乙腈中并且加入到含有10%迟缓芽孢杆菌蛋白酶(BLP)的900mL KPB缓冲液中。16小时后终止反应,得到的转化率为50%和>98%ee的酸产物(2S)-4-氧代-3,3-二甲基-N-Boc-脯氨酸。Amano proleather FGF为另一种候选物,发现它以类似的对映体选择性和反应性进行该反应。

Claims (15)

1.制备立体异构性加富的式(I)化合物的方法:
Figure A2004800358020002C1
其中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为氢、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R7、-C(O)OR7、-C(O)C(O)OR7或-Si(R7)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R4和R5独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R6为氢;
R7和R8各自独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR9R9)t(C6-C14芳基)和-(CR9R9)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(I)的化合物,其中R1、R2、R3、R4和R5如上述所定义并且R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR7R8)t(C6-C14芳基)和-(CR7R8)t(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
2.权利要求1的方法,其中在式(I)的化合物中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-(CH2)(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R8)的取代基取代;
R2和R3独立地选自氢、甲基、乙基、丁基和戊基;
R4和R5独立地选自氢、卤素、甲基、乙基、丁基和戊基;
R6为氢;
R7和R8独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基和C6-C14芳基,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR9和-N(R9R9)的取代基取代;且
R9各自独立地选自氢和C1-C10烷基。
3.权利要求1的方法,其中在式(I)的化合物中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢和C1-C10烷基。
4.权利要求1的方法,其中在式(I)的化合物中:
Z为O、S、C=O、C=CH2或-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢、氟、甲基和-OCH3
5.权利要求1的方法,其中在式(I)的化合物中:
Z为S;
R1为-CH2Ph、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5为甲基;且
R6为氢。
6.权利要求1的方法,其中在式(I)的化合物中:
Z为-(CR7R8)-;
R1为-CH2Ph、-CH2CH=CH2、-C(O)OCH3、-C(O)OC(CH3)3或-C(O)C(O)OCH3
R2和R3为氢;
R4和R5独立地选自氢和甲基、乙基、丁基和戊基;
R6为氢;且
R7和R8独立地选自氢、氟、氯、C1-C10烷基和C1-C10烷氧基。
7.制备立体异构性加富的式(IA)化合物的方法:
Figure A2004800358020004C1
其中:
R1为-CH2Ph、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7;且
R7为C1-C10烷基;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(IC)的化合物:
Figure A2004800358020005C1
其中R1如上述所定义且R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-CH2(C6-C14芳基)和-CH2(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R7)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
8.制备立体异构性加富的式(IB)化合物的方法:
其中:
R1为-CH2Ph、-C(O)OR7或-C(O)C(O)OR7;且
R7为C1-C10烷基;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(ID)的化合物:
Figure A2004800358020005C3
其中R1如上述所定义且R6选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-CH2(C6-C14芳基)和-CH2(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR7和-N(R7R7)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
9.制备立体异构性加富的式(II)化合物的方法:
Figure A2004800358020006C1
其中:
R10为氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15、-C(O)C(O)OR15或-Si(R15)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R11为氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)或-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;
R15和R16独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(II)的化合物,其中R10、R11、R12和R13如上述所定义且R14选自C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),且其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
10.权利要求9的方法,其中在式(II)化合物中:
R10为-C(O)OR15或-C(O)C(O)OR15
R11为氢或C1-C10烷基;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基和C2-C10炔基,条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;且
R15为C1-C10烷基。
11.制备立体异构性加富的式(IIA)化合物的方法:
其中:
R10选自氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15和-C(O)C(O)OR15;且
R15和R16各自独立地选自氢、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
用生物催化剂在水溶液、有机溶剂或有机溶剂与含水溶剂的混合物中处理式(IIB)的化合物:
其中R10如上述所定义且R14为C1-C10烷基,其中至少一种立体异构体被选择性水解。
12.权利要求1-11中任意一项的方法,其中所述的生物催化剂选自碱性蛋白酶、酯酶、脂酶、水解酶及其任何组合。
13.权利要求12的方法,其中所述的生物催化剂选自产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、蜂蜜曲霉(Aspergillus melleus)、枯草芽孢杆菌(Bacilius subtilis)和猪肝酯酶。
14.拆分式(II)化合物的方法:
Figure A2004800358020008C2
其中:
R10为氢、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)、-CH2CH=CH2、-C(O)R15、-C(O)OR15、-C(O)C(O)OR15或-Si(R15)3,其中所述的C6-C14芳基可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R11为氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)或-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;
R12和R13独立地选自氢、C1-C10烷基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR15R16)t(C6-C14芳基)和-(CR15R16)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR15和-N(R15R16)的取代基取代;条件是R12和R13不能均为氢;
R14为氢;
R15和R16独立地选自氢、卤素、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C2-C10链烯基、C2-C10炔基、-(CR17R17)t(C6-C14芳基)和-(CR17R17)t(4-10元杂环),其中所述的C6-C14芳基和4-10元杂环可选地被至少一个选自卤素、C1-C10烷基、-OR17和-N(R17R17)的取代基取代;
R17各自独立地选自氢和C1-C10烷基;且
t为0-5的整数;
所述的方法包括:
(i)用手性非外消旋碱处理式(II)的化合物而得到非对映体盐的混合物,其中R10、R11、R12、R13和R14如上述所定义;
(ii)将所述的非对映体盐彼此分离;和
(iii)将所述的非对映体盐转化成立体异构性加富的式(II)的化合物。
15.权利要求14的方法,其中所述的手性非外消旋碱为(R)-(-)-2-苯基甘氨醇或(S)-(+)-2-苯基甘氨醇。
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