CN101987843A - 常山酮氢溴酸盐及其类似物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种常山酮氢溴酸盐及其类似物的合成方法。如下式所示,其中,R1为三氯乙基、2,2-二甲基三氯乙基、乙基、苄基、叔丁基、C1-C6的烷基、单取代或者多取代的苯基、单取代或者多取代的苄基;R2、R3、R4分别为氢、氯、溴、碘、甲氧基、C1-C4的烷基、C1-C6的烯基、C1-C6的炔基,R2和R3、或者R3和R4;以廉价易得的N-烃基取代-3-哌啶酮盐酸盐为原料,建立高效、简洁的合成常山酮氢溴酸盐(Halofuginone hydrobromide)的通用方法。本合成方法路线简短、高效,操作方便,条件温和,避免了金属试剂的使用,总产率高,产品纯度好,适用于工业化。
Description
技术领域
本发明涉及一种常山酮氢溴酸盐及其类似物的合成方法。
背景技术
常山酮(Halofuginone,WR237645){7-bromo-6-chloro-3-[(3-hydroxy-2-piperidinyl)-2-oxopropyl]-4(3H)-quinazolinone},又名溴氯常山酮、卤喹酮、卤夫酮。是一种从植物常山(Dichroa febrifuga,in China)中分离出来的喹唑啉酮类生物碱——常山碱(Febrifugine)的卤代衍生物:
其氢溴酸盐(Halofuginone hydrobromide,“速丹”,Stenorol)或乳酸盐(Halofuginone lactate,Halocur)(Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters,2007,7(15),4140-4143)已作为商品广泛销售。将其添加至牲畜的饲料中,分别用于预防及治疗鸡球虫病(Coccidiosis in Chicken)[2]和由隐孢子虫(Cryptosporidium)引起的牛犊的痢疾(Diarrhea )(US.Pat.No.4340596)。1967年,Kantor等首次报道将速丹以3ppm的浓度混于饲料,驱杀鸡的5种艾美耳科(Eimeriidae)艾美耳属(Eimeria)球虫有高效(Adv.Pharmacol.Chemother,1973,10,221-293)。1974年,Foure、Bennejean及Yvore等用新从野外分离的虫株试验,证明这种药物对多种球虫均有高效(Recueil de Medecine Veterinaire,1974,150(6),495-503).目前,常山酮治疗的化学机理还不清楚,主要是对球虫第一、二代裂殖体(Merozoite)以及卵囊内产生的子孢子(Sporozoite)有明显的抑杀作用。
常山酮的哌啶环上有两个手性中心,存在一对非对映异构体——反式常山酮(trans-Halofuginone,即常山酮,Halofuginone)和顺式常山酮(cis-Halofuginone,Isohalofuingone)。反式常山酮的生物活性远高于顺式常山酮(Chem.Pharm.Bull.1998,46(1),1-5;J.Org.Chem.,1973,38,1937-1940),在有机溶剂中,经历Michael-Retro Michael Addition的过程,达到异构化平衡(J.Am.Chem.Soc.,1949,71,1048-1054;J.Org.Chem.,1973,38,1933-1936;Chem.Pharm.Bull.1998,46(1),1-5).
为了提高常山酮的稳定性并防止异构化,人们将常山酮制成氢溴酸盐或乳酸盐作为商业品(WO 03/070153)。
目前关于常山酮氢溴酸盐的合成仅有一条路线实现了工业化生产。即:
发明内容:
本发明的目的旨在提供一种新的常山酮氢溴酸盐(Halofuginone hydrobromide)的合成方法,克服已有技术的缺陷。以廉价易得的N-烃基取代-3-哌啶酮盐酸盐为原料,建立高效、简洁的合成常山酮氢溴酸盐(Halofuginone hydrobromide)的方法。本合成方法路线简短、高效,操作方便,条件温和,避免了金属试剂的使用,总产率高,产品纯度好,适用于工业化。
本发明提供的常山酮氢溴酸盐(Halofuginone hydrobromide)的合成方法包括的反应步骤(在下文的陈述中,特定的合成产物是根据结构式中的编号,用阿拉伯数字表示):
R1为三氯乙基、2,2-二甲基三氯乙基、乙基、苄基、叔丁基、C1-C6的烷基、单取代或者多取代的苯基、单取代或者多取代的苄基等(取代基为:C1-C4的烷基、C1-C6的烯基、C1-C6的炔基、C1-C4的烷氧基、硝基、卤素等);化合物11是5,6,7,8-位为取代的或者非取代的喹唑酮,R2、R3、R4和R5分别为氢、氯、溴、碘、甲氧基、C1-C4的烷基、C1-C6的烯基、C1-C6的炔基,R2和R3、或者R3和R4、或者R4和R5为-OCH2O-等;R6和R7分别为C1-C4的烷基,或者R6和R7为-(CH2)3-,-(CH2)4-等;R8为C1-C6的取代的或者未取代的α-卤代烯烃。
具体步骤为:
步骤1:化合物2在碱溶液中反应,惰性有机溶剂萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置。旋干溶剂得到红色粘稠液体,减压蒸馏,收集61pa,95℃馏分,得到化合物3的白色固体。所说的惰性有机溶剂优选为乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷等。所说的碱可以是无机的或者有机的碱,优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺等。
步骤2:化合物3、有机或者无机碱,在惰性有机溶剂中于-20℃-50℃条件下反应,然后加入酰氯或者酸酐。反应结束后,加入饱和Na2CO3溶液,搅拌。乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置。旋干溶剂得到淡黄色粘稠液体,减压蒸馏,即得到化合物4的白色固体。所说的惰性有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯等;所说的碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、三乙胺、吡啶等。所说的酰氯或者酸酐为氯甲酸三氯乙酯、乙酰氯、氯甲酸苄酯、二碳酸二叔丁酯、丙烯酰氯、氯甲酸-2,2-二甲基三氯乙酯等。
步骤3:化合物4与有机碱在惰性有机溶剂中,加热回流5-12小时,冷却至室温,旋干,抽干溶剂,得到深红色粘稠流体,即化合物5。将化合物5在惰性有机溶剂中与α-卤代烯烃反应,加入饱和Na2CO3溶液,旋除大部分溶剂后,乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置。旋干溶剂的棕红色粘稠液体,得到化合物6。所说的惰性有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯等,所说的碱为吡咯烷、哌啶、二乙胺等。所说的α-卤代烯烃为烯丙基溴、烯丙基氯、2-氯-3-溴丙烯、1-溴-2-丁烯、3-氯-2-甲氧基丙烯等。
步骤4:化合物6在惰性有机溶剂中与还原剂在-20℃-50℃反应,水淬灭反应,乙酸乙酯萃取,旋干得无色液体,即化合物7。所说的惰性有机溶剂为甲醇、乙醇等;所说的还原剂为硼氢化钠、氰基硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠和三氟乙酰氧基硼氢化钠、硼氢化锂等。
步骤5:化合物7与NBS,在水和惰性有机溶剂的混合溶剂中,在-20℃-50℃反应,加入饱和Na2S2O3,搅拌,加入饱和Na2CO3溶液,惰性有机溶剂萃取,取有机相,再用饱和Na2CO3溶液洗涤,饱和食盐水洗涤,干燥静置。旋干溶剂,得到淡黄色液体,即化合物8。惰性有机溶剂优选为乙酸乙酯。
步骤6:化合物8与碱溶于DMF中,加入化合物11在-20℃-50℃搅拌反应,加入蒸馏水,乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,静置干燥。旋干乙酸乙酯,减压蒸馏除尽DMF,得到白色固体,即化合物9。所说的碱可以为无机的或者有机的碱,优选为无水碳酸钾、无水碳酸钠等。
步骤7:化合物9溶于惰性溶剂与蒸馏水混合溶剂中,加入冰醋酸和锌粉,室温搅拌反应,将反应溶液用蒸馏水稀释后,加入无水K2CO3,乙酸乙酯萃取。合并有机相,用2mol/L盐酸溶液洗涤。合并水相,加入无水K2CO3,乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置。旋干溶剂得白色固体,即化合物10。所说的惰性溶剂为四氢呋喃、甲醇、乙醇、醋酸等。
步骤8:化合物10溶于乙醇中,加热溶解,冷却至室温,静置,结晶得白色结晶性粉末,即化合物12。
步骤9:化合物12溶于HBr(40%水溶液)与H2O的混合液中,固体溶解,静置,陈化,抽滤,得到白色固体即化合物13。HBr(40%水溶液)与H2O的体积比为1∶10-50.
本发明以廉价易得的N-烃基取代-3-哌啶酮盐酸盐为原料,建立高效、简洁的合成常山酮氢溴酸盐(Halofuginone hydrobromide)的方法。本合成方法路线简短、高效,操作方便,条件温和,避免了金属试剂的使用,总产率高,产品纯度好,适用于工业化。
具体实施方式
以下再结合实施例对本发明作进一步说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。下述实施例中,熔点未经校正,收率未经优化。
实施例1 化合物3的制备
称取200g化合物2,溶于500mL蒸馏水中,称取40g NaOH溶于100mL蒸馏水中,倒入化合物2的溶液中。搅拌,乙酸乙酯萃取3次,饱和食盐水洗涤一次,干燥静置。旋干溶剂得到红色粘稠液体,减压蒸馏,收集61pa,95℃馏分,得无色液体,氩气保护,置于冰箱后固化,得到160g白色固体,即化合物3,产率95.4%.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.26(m,5H),3.59(s,2H),3.01(s,2H),2.69-2.61(m,2H),2.37(t,J=6.9Hz,2H),1.96(d,J=6.2Hz,2H).
实施例2 化合物14的制备
称取52g化合物3,40g无水K2CO3,置于1L两口瓶中,加入300mL乙腈,加入116g(约78mL)氯甲酸三氯乙酯。反应结束后,加入50mL饱和Na2CO3溶液。旋除大部分CH3CN后,乙酸乙酯萃取5次,饱和食盐水洗涤一次,干燥静置。旋干溶剂得到淡黄色粘稠液体,减压蒸馏,收集21pa,135℃馏分,得到64g白色固体,即化合物14,产率84.8%,熔点58℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.77(s,2H),4.14(d,J=15.1Hz,2H),3.74(dd,J=10.2,5.7Hz,2H),2.53(t,J=6.7Hz,2H),2.06(dt,J=12.8,6.6Hz,2H).
实施例3 化合物15的制备
操作同实施例2,不同之处在于化合物3与乙酰氯反应,生成化合物15。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ4.16(d,J=7.0Hz,2H),4.06(s,2H),3.65(t,J=5.3Hz,2H),2.49(t,J=6.7Hz,2H),2.06-1.95(m,2H),1.27(t,J=7.0Hz,3H).
实施例4 化合物15的制备
化合物3(60mmol,11.4g)与二碳酸二叔丁酯(13.7g,63mmol),10%Pd/C 2g于360mL乙酸乙酯中通入氢气反应,过滤钯碳,加水淬灭,干燥有机相,旋干溶剂,减压蒸馏,生成化合物16。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.97(s,2H),3.55(s,2H),2.43(t,J=6.5Hz,2H),2.35-1.91(m,2H),1.43(s,9H).
实施例5 化合物18的制备
称取12.9g化合物14,置于500mL两口瓶中,加入270mL苯及8mL吡咯烷,加热回流,反应完后,冷却至室温,旋干,抽干溶剂,得到深红色粘稠流体,即化合物5。将化合物5转移至500mL两口瓶中,加入300mL乙腈,及9.4g(约6.3mL)2-氯-3-溴丙烯(化合物19),加热回流3h,加入20mL饱和Na2CO3溶液,旋除大部分溶剂后,乙酸乙酯萃取5次,饱和食盐水洗涤1次,干燥静置。旋干溶剂的棕红色粘稠液体,柱分离,得到10.3g化合物18,两步总产率62.8%.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.27(s,2H),5.22(s,1H),4.79(s,2H),4.21(s,1H),3.31(m,1H),2.84(d,J=6.3Hz,2H),2.55(dd,J=13.3,6.5Hz,2H),2.05(dd,J=11.7,4.8Hz,2H).
实施例6 化合物20的制备
操作同实施例3,不同之处在于化合物14与吡咯烷反应,然后再与烯丙基溴反应生成化合物20。产率63.5%,1H NMR(400MHz,CDCl3)5.11(d,J=16.0Hz,2H),4.78(s,2H),4.66(s,1H),4.18(s,1H),3.26(s,1H),2.85(d,J=4.8Hz),2.52(d,J=4.8Hz,2H),2.04(s,2H).
实施例7 化合物22的制备
操作同实施例3,不同之处在于化合物15与吡咯烷反应,然后再与2-氯-3-溴丙烯反应生成化合物22。产率78%,1H NMR(400MHz,CDCl3)5.35-5.28(m,2H),4.85(s,1H),4.14(s,3H),2.94(m,1H),2.69-2.60(m,2H),2.55-2.30(m,2H),1.98(s,2H),1.26(t,J=7.0Hz,3H).
实施例8 化合物24的制备
操作同实施例3,不同之处在于化合物15与吡咯烷反应,然后再与烯丙基溴反应生成化合物24。产率64%,1H NMR(400MHz,CDCl3)5.73(s,1H),5.06(s,2H),4.62-4.60(m,1H),4.36(m,3H),3.19(s,1H),2.22(m,4H),1.95-1.90(m,2H),1.26(s,3H).
实施例9 化合物25的制备
称取7g化合物18,置于250mL圆底瓶中,加入100mL甲醇,加入1.37g NaBH4,反应完后,加入10mL蒸馏水,旋除大部分甲醇,乙酸乙酯萃取,旋干得无色液体7g,产率99%.1H NMR(300MHz,CDCl3)δ5.20(s,2H),5.12-3.92(m,3H),3.92-3.57(m,1H),3.45(s,1H),2.86(s,1H),2.77(m,2H),1.87(s,1H),1.74(s,1H),1.55(s,2H).
实施例10 化合物26的制备
称取2.62g化合物25溶于100mL CH3CN与50mL蒸馏水中,加入1.45g NBS(溴代琥珀酰亚胺),加入饱和Na2S2O3淬灭反应,用饱和Na2CO3洗涤3次,饱和食盐水洗涤1次,干燥静置。旋干溶剂,得到淡黄色液体3.02g,即化合物26,产率99%.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.07-4.58(m,4H),4.46(d,J=4.6Hz,1H),4.02(ddd,J=47.3,26.8,8.6Hz,2H),3.66-3.49(m,2H),3.25-2.80(m,2H),2.60-2.42(m,1H),2.17-1.68(m,4H).
实施例11 化合物27的制备
称取3.558g化合物26及1.583g无水碳酸钾溶于30mL DMF中,加入化合物29(氯溴喹唑酮)搅拌,反应完后,加入10mL蒸馏水,乙酸乙酯稀释,萃取3次,饱和食盐水洗涤一次,静置干燥。旋干乙酸乙酯,减压蒸馏除尽DMF,得到5.1g白色固体,即化合物27产率99%.1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.28(s,1H),8.25(s,1H),8.14(s,1H),6.40(s,1H),4.83(s,1H),4.74(s,2H),4.27(d,J=13.8Hz,2H),4.14(d,J=13.9Hz,1H),3.64-3.54(m,2H),2.01(d,J=8.1Hz,2H),1.68(s,1H),1.48(s,1H),1.35(s,2H).
实施例12 化合物28的制备
称取2.668g化合物27溶于四氢呋喃与蒸馏水混合溶剂中,注入25mL冰醋酸,加入4.4g锌粉,搅拌2.5h.将反应溶液用蒸馏水稀释后,加入无水K2CO3,乙酸乙酯萃取。合并有机相,用2mol/L盐酸溶液洗涤2次。合并水相,加入无水K2CO3,乙酸乙酯萃取3次,饱和食盐水洗涤1次,干燥静置。旋干溶剂得白色固体1.61g,即化合物28,产率86%.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.27(s,1H),8.23(s,1H),7.94(s,1H),4.31(d,J=13.9Hz,1H),4.13(d,J=13.9Hz,1H),3.85(d,J=2.0Hz,1H),3.27(s,1H),2.94(d,J=11.0Hz,1H),2.49(t,J=11.3Hz,1H),2.11-1.97(m,2H),1.84-1.69(m,2H),1.50(dd,J=18.6,9.5Hz,2H).
实施例13 化合物1的制备
称取1.49g化合物28溶于乙醇中,回流反应,停止加热冷却至室温,抽滤,乙醇洗涤,得白色结晶性粉末,即化合物1(rac-Halofuginone)。1H NMR(400MHz,d6-DMSO)δ8.24(s,1H),8.23(s,1H),8.16(s,1H),5.00(d,J=2.0Hz,2H),4.76(d,J=5.8Hz,1H),3.01-2.94(m,2H),2.79(d,J=11.9Hz,1H),2.64(td,J=8.8,3.6Hz,1H),2.49-2.29(m,2H),1.90(dd,J=8.1,3.8Hz,1H),1.57(d,J=12.6Hz,1H),1.41-1.29(m,1H),1.21(ddd,J=15.9,13.1,3.4Hz,1H).
实施例14 常山酮氢溴酸盐的制备
取0.483g化合物1溶于2mL HBr/H2O(40%)与50mL H2O的混合液中,固体逐渐溶解,然后析出沉淀,陈化,抽滤,得到白色固体0.528g,即常山酮氢溴酸盐。产率80%.熔点243℃.1H NMR(300MHz,D2O)δ8.06(s,1H),8.02(s,1H),7.78(s,1H),4.97(d,J=7.4Hz,3H),3.60(s,1H),3.37(d,J=7.5Hz,1H),3.20(s,1H),2.92(d,J=13.3Hz,1H),1.98(s,1H),1.86(s,2H).
Claims (9)
1.一种常山酮氢溴酸盐及其类似物的合成方法,其特征在于它包括的步骤:
R1为三氯乙基、2,2-二甲基三氯乙基、乙基、苄基、叔丁基、C1-C6的烷基、单取代或者多取代的苯基、单取代或者多取代的苄基,取代基为:C1-C4的烷基、C1-C6的烯基、C1-C6的炔基、C1-C4的烷氧基、硝基或卤素;R2、R3、R4和R5分别为氢、氯、溴、碘、甲氧基、C1-C4的烷基、C1-C6的烯基、C1-C6的炔基,R2和R3、或者R3和R4、或者R4和R5为-OCH2O-;R6和R7分别为C1-C4的烷基,或者R6和R7为-(CH2)4-,-(CH2)4-;R8为C1-C6的取代的或者未取代的α-卤代烯烃;
具体步骤为:
步骤1:化合物2在碱溶液中反应,惰性有机溶剂萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置;旋干溶剂得到红色粘稠液体,减压蒸馏,收集61Pa,95℃馏分,得到化合物3的白色固体;
步骤2:化合物3、有机或者无机碱,在惰性有机溶剂中于-20℃-50℃条件下反应,然后加入酰氯或者酸酐;反应结束后,加入饱和Na2CO3溶液,搅拌;乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置。旋干溶剂得到淡黄色粘稠液体,减压蒸馏,即得到化合物4的白色固体;
步骤3:化合物4与有机碱在惰性有机溶剂中,加热回流,反应完后,冷却至室温,旋干,抽干溶剂,得到深红色粘稠流体,即化合物5;将化合物5在惰性有机溶剂中与α-卤代烯烃反应,加入饱和Na2CO3溶液,旋除大部分溶剂后,乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置;旋干溶剂的棕红色粘稠液体,得到化合物6;
步骤4:化合物6在惰性有机溶剂中与还原剂在-20℃-50℃反应,水淬灭反应,乙酸乙酯萃取,旋干得无色液体,即化合物7;
步骤5:化合物7与溴代琥珀酰亚胺(NBS),在水和惰性有机溶剂的混合溶剂中,在-20℃-50℃反应,饱和Na2S2O3淬灭反应,用饱和Na2CO3洗涤,饱和食盐水洗涤,干燥静置;旋干溶剂,得到淡黄色液体,即化合物8;所说的有机溶剂优选为乙腈,惰性有机溶剂为乙酸乙酯;
步骤6:称取化合物8与碱溶于二甲基甲酰胺(DMF)中,加入化合物11,在-20℃-50℃搅拌,反应完后,加入蒸馏水,乙酸乙酯稀释,萃取,饱和食盐水洗涤,静置干燥;旋干乙酸乙酯,减压蒸馏除尽DMF,得到白色固体,即化合物9;所说的碱为无水碳酸钾、无水碳酸钠;
步骤7:化合物9溶于惰性溶剂与蒸馏水混合溶剂中,加入冰醋酸和锌粉,室温搅拌反应;将反应溶液用蒸馏水稀释后,加入无水K2CO3,乙酸乙酯萃取,合并有机相,用2mol/L盐酸溶液洗涤,合并水相,加入无水K2CO3,乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,干燥静置,旋干溶剂得白色固体,即化合物10;
步骤8:化合物10溶于乙醇中,加热溶解,冷却至室温,静置,结晶得白色结晶性粉术,即化合物12;
步骤9:化合物12溶于40%HBr水溶液与H2O混合液中,固体溶解,陈化,抽滤,干燥,得到白色固体即化合物13;HBr(40%水溶液)与H2O的体积比为1∶10-50。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于步骤1)所说的惰性有机溶剂为乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷;所说的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺。
3.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于步骤2)所说的惰性有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯;所说的碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、三乙胺、吡啶;所说的酰氯或者酸酐为氯甲酸三氯乙酯、乙酰氯、氯甲酸苄酯、二碳酸二叔丁酯、丙烯酰氯、氯甲酸-2,2-二甲基三氯乙酯;所说的惰性有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯;所说的碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、三乙胺、吡啶。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于步骤3)所说的惰性有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯,所说的碱为吡咯烷、哌啶、二乙胺;所说的α-卤代烯烃为烯丙基溴、烯丙基氯、2-氯-3-溴丙烯、2-溴-2-丁烯、3-氯-2-甲氧基丙烯。
5.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于步骤4)所说的惰性有机溶剂为甲醇、乙醇等;所说的还原剂为硼氢化钠、氰基硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠、三氟乙酰氧基硼氢化钠、硼氢化锂。
6.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于步骤5)所说惰性有机溶剂为乙酸乙酯。
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