CN101255159A - 3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法 - Google Patents
3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及螺环化合物的制备方法,特别是涉及3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法。主要解决现有3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷螺环化合物的合成方法存在的收率低、反应条件苛刻的技术问题。本发明同样以N-苄基哌啶-4-酮和氰乙酸乙酯为起始原料,在氨乙醇溶液中生成二氰基碳二酰亚胺B,然后酸性水解选择性脱羧得到碳二酰亚胺C,经四氢锂铝还原得二胺D,上不同保护基得目标模板化合物。本发明提供一种高效、条件温和、具备大规模制备价值的3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法。
Description
技术领域:
本发明涉及螺环化合物的制备方法,特别是涉及3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法。
背景技术:
含有3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷结构的螺环化合物已被证明具有较好的生理活性,文献(Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters 11(2001)1289-1292;US5451578;US6291460)曾报道以3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷为核心的结构1类化合物作为非肽类糖蛋白拮抗剂,可用来预防血栓症;文献WO2005040167中曾报道过该类类化合物具可用来治疗CCR8受体相关的疾病,如哮喘等。
关于3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷螺环化合物的合成方法,文献报道见于US6291469。该方法以N-苄基哌啶-4-酮和氰乙酸乙酯为起始原料,如下面反应式所示:在氨乙醇溶液中生成二氰基碳二酰亚胺2,然后酸性水解得到二酸3,二酸在高温下和尿素关环得酰二亚胺4,然后经四氢锂铝还原得目标化合物。
该合成方法存在如下不足:关环一步收率较低,需用高温,大规模操作时较为危险。
发明内容:
本发明的目的是提供高效、条件温和、具备大规模制备价值的3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法,主要解决现有3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷螺环化合物的合成方法存在的收率低、反应条件苛刻的技术问题。
本发明的技术方案:
本发明的3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷螺环模板化合物的合成方法,合成工艺反应式如下:
本发明同样以N-苄基哌啶-4-酮和氰乙酸乙酯为起始原料,在氨乙醇溶液中生成二氰基碳二酰亚胺B,然后酸性水解选择性脱羧得到碳二酰亚胺C,经四氢锂铝还原得二胺D,换成不同保护基得目标模板化合物。
上述工艺中,酸性水解的酸为硫酸、盐酸或磷酸中的一种。PG为苄基、叔丁氧羰基,芴氧羰基、烯丙氧羰基、苄氧羰基、甲氧羰基、乙氧羰基或乙酰基中的一种。
本发明的有益效果是:本发明涉及3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法改进,提供了一种反应路线短,可放大规模生产,成本低廉的合成方法。本发明直接选择性水解二氰基碳二酰亚胺,省去了对比文献所述工艺的高温关环一步,避免使用高温反应,有利于规模生产。3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物可结合“组合化学”技术平台,在短时间内合成出大量针对已知3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物结构改性的化合物库,进一步筛选有助于得到生物活性更好的药物前体化合物。
具体实施方式:
以下实例有助于了解本发明内容,但本发明包括但不局限于下列有关内容。
实施例1
1、3-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
第一步:9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-1,5-二氰基螺[5.5]十一烷合成
将159.7g(0.844mol)N-苄基哌啶酮和191g(1.689mol)氰基乙酸乙酯的混合物溶于12%的氨乙醇溶液中,搅拌均匀后在零度冰箱中静置八天。将产生的固体过滤,依次用乙醇和乙醚洗涤,然后悬浮在910mL水中,用2M盐酸调pH值至6,搅拌一小时后,重新过滤,用水洗涤,真空干燥得177.2g(65%)淡黄色固体。
第二步:9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-螺[5.5]十一烷的合成
取32.2g 9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-1,5-二氰基螺[5.5]十一烷悬浮于300mL硫酸水溶液(30%)中。油浴加热至100℃,并在此温度下保持18小时。HPLC监控反应。反应完毕,化合物降至室温,用浓氨水调至pH~8。将析出的固体过滤,用水洗涤,干燥得粗品。粗品用甲醇重结晶得18.6g(68%)白色固体。
第三步:3-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
取20g 9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-螺[5.5]十一烷悬浮于500mL无水四氢呋喃中,氮气气氛下,缓慢加入11.2g四氢铝锂。反应混合物加热回流16小时,HPLC检测终点。反应完毕,反应液用冰浴冷却,缓慢滴加100mL 2M的NaOH水溶液,搅拌1小时。用硅藻土过滤,滤液蒸干得粗品。粗品柱层析纯化得13g(73%)淡黄色固体。
实施例2
2、3-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
第一步:9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-1,5-二氰基螺[5.5]十一烷合成
将159.7g(0.844mol)N-苄基哌啶酮和191g(1.689mol)氰基乙酸乙酯的混合物溶于12%的氨乙醇溶液中,搅拌均匀后在零度冰箱中静置八天。将产生的固体过滤,依次用乙醇和乙醚洗涤,然后悬浮在910mL水中,用2M盐酸调pH值至6,搅拌一小时后,重新过滤,用水洗涤,真空干燥得177.2g(65%)淡黄色固体。
第二步:9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-螺[5.5]十一烷的合成
取32.2g 9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-1,5-二氰基螺[5.5]十一烷悬浮于300mL磷酸水溶液(50%)中。油浴加热至110℃,并在此温度下保持30小时。HPLC监控反应。反应完毕,化合物降至室温,用浓氨水调至pH~8。将析出的固体过滤,用水洗涤,干燥得粗品。粗品用甲醇重结晶得17.4g(64%)白色固体。
第三步:3-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
取20g 9-苄基-3,9-二氮杂-2,4-二氧代-螺[5.5]十一烷悬浮于500mL无水四氢呋喃中,氮气气氛下,缓慢加入11.2g四氢铝锂。反应混合物加热回流16小时,HPLC检测终点。反应完毕,反应液用冰浴冷却,缓慢滴加100mL 2M的NaOH水溶液,搅拌1小时。用硅藻土过滤,滤液蒸干得粗品,柱层析纯化得13g(73%)白色固体。
实施例3
3、3-叔丁氧羰基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
第一步:3-叔丁氧羰基-9-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
取5g 3-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷溶于50mL无水二氯甲烷中,加入3g三乙胺。冰浴冷却下,缓慢滴加5g Boc2O溶于10mL二氯甲烷溶液,室温搅拌2小时。反应完毕,反应混合物用水洗涤,干燥蒸干得粗品,柱层析纯化得6.8g(96%)白色固体。
第二步:3-叔丁氧羰基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
取5g 3-叔丁氧羰基-9-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷溶于50mL无水乙醇中,加入10%钯碳0.5g。在50PSI氢气压力,50℃油浴温度下,搅拌16小时。TLC监控反应。反应完毕,滤除催化剂,并用乙醇洗涤。滤液蒸干得油状物,用1M盐酸乙醚溶液成盐得3.5g(82%)白色固体。
实施例4
4、3-乙氧羰基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
第一步:3-乙氧羰基-9-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
氮气气氛下,取5g 3-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷溶于50mL无水二氯甲烷中,加入3g三乙胺。冰浴冷却下,缓慢滴加2.7g氯甲酸乙酯溶于10mL二氯甲烷溶液,室温搅拌1小时。反应完毕,反应混合物依次用饱和碳酸氢钠溶液,饱和食盐水洗涤,干燥蒸干得粗品,柱层析纯化得6.3g(93.5%)白色固体。
第二步:3-乙氧羰基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
取5g 3-乙氧羰基-9-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷溶于50mL无水乙醇中,加入10%钯碳0.5g。在50PSI氢气压力,50℃油浴温度下,搅拌16小时。TLC监控反应。反应完毕,滤除催化剂,并用乙醇洗涤。滤液蒸干得油状物,用1M盐酸乙醚溶液成盐得3.5g(84%)白色固体。
实施例5
5、3-乙酰基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
第一步:3-乙酰基-9-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
氮气气氛下,取5g 3-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷溶于50mL无水二氯甲烷中,加入3g三乙胺和0.2g 4-N,N-二甲胺基吡啶。冰浴冷却下,缓慢滴加2.5g乙酸酐溶于10mL二氯甲烷溶液,室温搅拌2小时。反应完毕,反应混合物依次用饱和碳酸氢钠溶液,饱和食盐水洗涤,干燥蒸干得粗品,柱层析纯化得6g(98%)白色固体。
第二步:3-乙酰基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷的合成
取5g 3-乙酰基-9-苄基-3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷溶于50mL无水乙醇中,加入10%钯碳0.5g。在50PSI氢气压力,50℃油浴温度下,搅拌16小时。TLC监控反应。反应完毕,滤除催化剂,并用乙醇洗涤。滤液蒸干得油状物,用1M盐酸乙醚溶液成盐得3.1g(80%)白色固体。
Claims (3)
2. 根据权利要求1所述的3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法,其特征是:所述的酸性水解选择性脱羧步骤为:二氰基碳二酰亚胺依次用乙醇和乙醚洗涤,然后悬浮在水中,用酸调pH值至酸性,搅拌后,重新过滤,用水洗涤,真空干燥后反应物悬浮于酸水溶液中,油浴加热保温15-20小时,化合物降至室温,用浓氨水调pH值至碱性。
3. 根据权利要求2所述的一类3,9-二氮杂螺[5.5]十一烷模板化合物的合成方法,其特征是:所述的酸为硫酸、盐酸或磷酸中的一种。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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