一种西他列汀中间体的制备方法
技术领域
本发明属药物合成化学领域,涉及一种西他列汀中间体3-羰基-4-(2,4,5-三氟苯基)-丁酸酯和1-(3-三氟甲基-5,6-二氢-8H-[1,2,4]三唑-[4,3-a]吡嗪-7-)-4-(2,4,5-三氟苯基)-1,3-丁二酮的制备方法。
背景技术
西他列汀,英文名称为Sitagliptin,化学名称为(3R)-3-氨基-1-[3-(三氟甲基)-5,6,7,8-四氢-1,2,4-三唑并[4,3-a]吡嗪-7-基]-4-(2,4,5-三氟苯基)丁-1-酮,结构式如下所示:
西他列汀是美国食品药品管理局(FDA)批准上市的第一个用于治疗II型糖尿病的二肽基肽酶-IV(DPP-IV)抑制剂药物,由Merck公司研发,2006年上市。西他列汀通过提高糖尿病患者自身胰岛β细胞产生胰岛素的能力,在血糖升高时增加机体胰岛素的分泌能力,从而控制患者的血糖水平。临床研究表明西他列汀是一个口服有效、市场前景良好的药物,单用或与二甲双胍、吡格列酮合用都有显著的降血糖作用,且服用安全、耐受性好、不良反应少。
3-羰基-4-(2,4,5-三氟苯基)-丁酸酯(I)和1-(3-三氟甲基-5,6-二氢-8H-[1,2,4]三唑-[4,3-a]吡嗪-7-)-4-(2,4,5-三氟苯基)-1,3-丁二酮(II)是制备西他列汀的关键中间体。其结构式如下:
式中R为C1-C4的直链或支链烷基。
WO2004087650、Bioorg Med Chem Lett,2007,17(9):2622-2628报道了一条以2,4,5-三氟苯乙酸为起始原料,与Meldrum’s acid、特戊酰氯、N,N-二异丙基乙胺,N,N-二甲基吡啶反应制得中间体VI,继而醇解制得中间体I。WO2005003135,WO2007050485报道了经中间体VI与III在酸催化下缩合制得中间体II。上述路线虽能以较好的收率制得中间体I和II,但反应过程操作繁杂,不利于规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种制备西他列汀中间体I和II的方法,该方法操作简便、易于规模化。
本发明的技术方案是:一种西他列汀中间体3-羰基-4-(2,4,5-三氟苯基)-丁酸酯(I)的制备方法,其特征是,溴代乙酸酯与镁粉在有机溶剂中通过格氏反应制得相应格氏试剂,再与2,4,5-三氟苯乙腈在有机溶剂中经加成反应制得中间体I。
一种西他列汀中间体1-(3-三氟甲基-5,6-二氢-8H-[1,2,4]三唑-[4,3-a]吡嗪-7-)-4-(2,4,5-三氟苯基)-1,3-丁二酮(II)的制备方法,其特征是,溴代乙酸与3-(三氟甲基)-5,6,7,8-四氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪盐酸盐(III)在缩合剂作用下于有机溶剂中通过酰化反应制得2-溴-1-(3-三氟甲基-5,6-二氢-8H-[1,2,4]三唑[4,3-a]吡嗪-7-)乙酮(IV),再与与镁粉在有机溶剂中通过格氏反应制得相应格氏试剂(V),最后与2,4,5-三氟苯乙腈在有机溶剂中经加成反应制得中间体II。
其合成路线如下:
式中R为C1-C4的直链或支链烷基。
具体包括以下步骤:
中间体I的制备:
(1)将镁粉、有机溶剂加入反应器中,然后滴加溶有溴代乙酸酯的有机溶剂;滴毕,于0~40℃反应1~3小时制得格氏试剂;
所述溴代乙酸酯与镁粉的摩尔比为1∶1~1.2;所述有机溶剂为四氢呋喃、乙醚或乙二醇二甲醚(DME)中的一种或任意两种或三种的混合体系,优选为四氢呋喃或乙醚;反应温度优选为15~40℃。
所述反应还可以加入引发剂碘;所述反应还可以在镁粉、有机溶剂加入反应器后,加热回流或加热搅拌对镁粉进行活化。
(2)将2,4,5-三氟苯乙腈和有机溶剂加入反应器中,滴加上述所得格氏试剂;滴毕,于0~30℃反应2~4小时;
所述2,4,5-三氟苯乙腈与溴代乙酸酯的摩尔比为1∶1~1.2;所述有机溶剂为四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、二氯乙烷或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或任意几种的混合体系,优选为四氢呋喃、乙醚或N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
(3)反应完毕,加入盐酸淬灭反应;然后静置分层,再经萃取、水洗、盐洗、干燥、抽滤和浓缩得中间体I。
中间体II的制备:
(1)将溴代乙酸,化合物III和有机溶剂加入反应器中,滴加缩合剂;滴毕,于60~100℃反应6~10小时;然后蒸除溶剂,剩余物溶解,经水洗、盐洗、干燥、抽滤和减压浓缩得中间体IV;
所述溴代乙酸、化合物III与缩合剂的摩尔比为1∶1∶1~2.0;所述缩合剂为氯化亚砜、三氯氧磷或羰基二咪唑,优选为氯化亚砜或三氯氧膦;所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或任意两种或三种的混合体系,优选为乙腈或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或两种的混合体系;
(2)将镁粉、有机溶剂加入反应器中,然后滴加溶有中间体IV的有机溶剂;滴毕,于0~40℃反应1~3小时制得格氏试剂;
所述中间体IV与镁粉的摩尔比为1∶1~1.2;所述有机溶剂为四氢呋喃、乙醚或乙二醇二甲醚(DME)中的一种或任意两种或三种的混合体系,优选为四氢呋喃或乙醚中的一种或两种的混合体系;
所述反应还可以加入引发剂碘;所述反应还可以在镁粉、有机溶剂加入反应器后,加热回流或加热搅拌对镁粉进行活化。
(3)将2,4,5-三氟苯乙腈和有机溶剂加入反应器中,滴加上述所得格氏试剂;滴毕,于0~30℃反应2~4小时;
所述2,4,5-三氟苯乙腈与中间体IV的摩尔比为1∶1.0~1.2;所述有机溶剂为四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、二氯乙烷或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或任意几种的混合体系,优选为四氢呋喃、乙醚或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或任意几种的混合体系。
(4)反应毕,加入盐酸淬灭反应;然后静置分层,再经萃取、水洗、盐洗、干燥、抽滤和浓缩得中间体II。
本发明的有益效果是:本发明反应条件温和,操作简便,原料易得,具有良好的工业化前景。
具体实施方式
以下实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明并不限于此实施例。
实施例1 3-羰基-4-(2,4,5-三氟苯基)-丁酸甲酯(I,R=Me)的制备
将镁屑(2.64g,0.11mol)和乙醚(25mL)置250mL反应瓶中,微回流10分钟(对镁粉进行活化)。降温至室温,加入一粒碘粒(引发剂),滴加2-溴乙酸甲酯(15.3g,0.10mol)的乙醚75mL溶液。滴毕,控温35℃反应1小时,制得格氏试剂备用。
将2,4,5-三氟苯乙腈(17.1g,0.10mol)和乙醚(120mL)置250mL反应瓶中,降温至0℃,缓慢滴加上述格氏试剂。控温不超过15℃,滴毕,室温反应2小时。反应毕,降温至0℃,控温15度以下滴加盐酸(2N,75mL),搅拌30分钟后静置分层,水层用乙醚(50mL)萃取;合并有机层,依次用水(100mL)、5%碳酸氢钠溶液(100mL)和饱和盐水(100mL)洗涤。无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩得中间体I(22.1g,收率90%)。
实施例2 3-羰基-4-(2,4,5-三氟苯基)-丁酸乙酯(I,R=Et)的制备
将镁屑(3.46g,0.14mol)和四氢呋喃(35mL)置250mL反应瓶中,控温40℃搅拌10分钟。降温至室温,加入一粒碘粒,滴加2-溴乙酸乙酯(21.7g,0.13mol)的四氢呋喃(85mL)溶液。滴毕,控温40℃反应1小时,制得格氏试剂备用。
将2,4,5-三氟苯乙腈(22.2g,0.13mol)和四氢呋喃(120mL)置500mL反应瓶中,降温至0℃,缓慢滴加上述格氏试剂。控温不超过15℃,滴毕,室温反应3小时。反应毕,降温至0℃,控温15℃以下滴加盐酸(2N,100mL),搅拌30分钟后静置分层,水层用二氯甲烷(200mL)萃取;有机层,依次用水(100mL)、5%碳酸氢钠溶液(100mL)和饱和盐水(100mL)洗涤。无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩得中间体I(29.4g,收率87%)。
实施例3 1-(3-三氟甲基-5,6-二氢-8H-[1,2,4]三唑-[4,3-a]吡嗪-7-)-4-(2,4,5-三氟苯基)-1,3-丁二酮(II)的制备
将溴乙酸(13.9g,0.10mol)、3-(三氟甲基)-5,6,7,8-四氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪盐酸盐(III,22.8g,0.10mol)和乙腈(100mL)置250mL反应瓶中,室温下滴加氯化亚砜(17.7g,0.15mol),滴毕,控温80℃反应7小时。减压蒸除溶剂,剩余物用二氯甲烷(150mL)溶解,依次依次用水(50mL)、5%碳酸氢钠溶液(50mL)和饱和盐水(50mL)洗涤。无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩得中间体IV(29.1g,收率93%)。
将镁屑(2.43g,0.10mol)和乙醚(50mL)置250mL反应瓶中,滴加中间体IV(28.8g,0.092mol)的乙醚(100mL)溶液。滴毕,控温35℃反应2小时,制得格氏试剂V备用。
将2,4,5-三氟苯乙腈(15.7g,0.092mol)和乙醚(120mL)置250mL反应瓶中,降温至0℃,缓慢滴加上述格氏试剂。控温不超过15℃,滴毕,室温反应2小时。反应毕,降温至0℃,控温15℃以下滴加盐酸(2N,70mL),搅拌30分钟后静置分层,水层用乙醚(150mL)萃取;合并有机层,依次用水(100mL)、5%碳酸氢钠溶液(100mL)和饱和盐水(100mL)洗涤。无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩得中间体II(31.0g,收率83%)。
实施例4 1-(3-三氟甲基-5,6-二氢-8H-[1,2,4]三唑-[4,3-a]吡嗪-7-)-4-(2,4,5-三氟苯基)-1,3-丁二酮(II)的制备
将溴乙酸(27.8g,0.20mol)、3-(三氟甲基)-5,6,7,8-四氢-[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪盐酸盐(III,45.6g,0.20mol)和N,N-二甲基甲酰胺(200mL)置500mL反应瓶中,室温下滴加三氯氧膦(46.0g,0.30mol),滴毕,控温100℃反应7小时。减压蒸除溶剂,剩余物用二氯甲烷(300mL)溶解,依次依次用水(100mL)、5%碳酸氢钠溶液(100mL)和饱和盐水(100mL)洗涤。无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩得中间体IV(59.4g,收率95%)。
将镁屑(4.86g,0.20mol)和四氢呋喃(100mL)置500mL反应瓶中,控温40℃搅拌10分钟。降温至室温,加入一粒碘粒,滴加中间体IV(57.6g,0.184mol)的四氢呋喃(100mL)溶液。滴毕,控温40℃反应3小时,制得格氏试剂V备用。
将2,4,5-三氟苯乙腈(31.4g,0.184mol)和四氢呋喃(200mL)置1000mL反应瓶中,降温至0℃,缓慢滴加上述格氏试剂V。控温不超过15℃,滴毕,室温反应3小时。反应毕,降温至0℃,控温15度以下滴加盐酸(2N,150mL),搅拌30分钟后静置分层,水层用二氯甲烷(500mL)萃取;合并有机层,依次用水(200mL)、5%碳酸氢钠溶液(200mL)和饱和盐水(200mL)洗涤。无水硫酸镁干燥,抽滤,减压浓缩得中间体II(65.0g,收率87%)。