CN103030631B

CN103030631B - 用于制备嘧啶二酮类dpp-iv抑制剂的化合物

Info

Publication number: CN103030631B
Application number: CN201110305858.5A
Authority: CN
Inventors: 张喜全; 张凯; 刘飞
Original assignee: Chia Tai Tianqing Pharmaceutical Group Co Ltd
Current assignee: Chia Tai Tianqing Pharmaceutical Group Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: CN103030631A

Abstract

本发明属于医药技术领域，具体地涉及一种制备嘧啶二酮类DPP-IV抑制剂，如2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈或其盐或其类似物的新的中间体式I及其制备方法。

Description

用于制备嘧啶二酮类DPP-IV抑制剂的化合物

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体地涉及一种制备嘧啶二酮类DPP-IV抑制剂的方法，特别涉及新的中间体及其制备方法。

背景技术

糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是一种多病因的代谢性疾病，是由于胰岛素的绝对或相对不足造成血糖升高而引起机体代谢紊乱。它可以分为胰岛素依赖型糖尿病(insulindependent diabetes mellitus，IDDM，即I型糖尿病)和非胰岛素依赖型糖尿病(noninsulindependent diabetes mellitus，NIDDM，即II型糖尿病)，其中II型糖尿病最为常见，占糖尿病病人的90％以上。

二肽基肽酶IV(DPP-IV)是一种丝氨酸蛋白酶，它在体内很多组织中都有表达，如肠、肝、肺、肾等，以及循环中的T淋巴细胞中。它负责体内某些内源性肽(GLP-1(7-36)，胰高血糖素)的代谢性裂解，并已经证明有体外对抗多种其它肽(GHRH，NPY，G LP-2，VIP)的蛋白分解活性。

GLP-1(7-36)是一种由30个氨基酸组成的肽，由前高血糖素在小肠中的翻译后加工过程衍生而来。GLP-1(7-36)具有多种体内作用，包括刺激胰岛素分泌、抑制高血糖素分泌、促进饱满感和延缓胃排空等。基于它的生理学行为，相信GLP-1(7-36)的作用有益于预防和治疗II型糖尿病和肥胖。例如，已经发现GLP-1(7-36)在糖尿病患者中的外源性给药(连续输入)对这类患者群是有效的。不幸地，GLP-1(7-36)在体内迅速降解，具有很短的半衰期(t_1/2＜1.5分钟)。基于遗传培育的DPP-IV剔除小鼠的研究和选择性DPP-IV抑制剂的体内/体外研究，已经显示DPP-IV是体内GLP-1(7-36)的主要降解酶。GLP-1(7-36)被DPP-IV高效降解为GLP-1(9-36)，后者被推测充当GLP-1(7-36)的生理拮抗剂。因此相信体内抑制DPP-IV可用于加强内源性GLP-1(7-36)水平和减弱其拮抗剂GLP-1(9-36)的生成。DPP-IV抑制剂可用治疗由DPP-IV介导的病症或预防、延缓其进展，这些病症如糖尿病，尤其是II型糖尿病。

2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈是近年在日本上市的一种有效的DPP-IV抑制剂类药物，结构式如下所示。

中国专利申请CN1926128中公开了一种制备2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈的方法，如下路线1所示：

路线1

在上述反应路线中，6-氯尿嘧啶与2-溴甲基苯氰在DMF-DMSO混合溶剂中，在NaH和LiBr存在下发生烷基化反应得到化合物2，收率54％。化合物2进一步发生烷基化反应制备化合物3的收率是72％。制备得到化合物4的总收率在20％左右，收率较低，且制备得到的化合物4纯度不高，还需要进行进一步纯化处理，如重结晶、柱层析等手段才能得到高纯度的适合药用的2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈化合物。仍需找到收率更高更适合工业生产的制备2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈或其盐或其类似物的方法。

发明内容

本发明涉及一种新的化合物，该化合物可用于制备嘧啶二酮类DPP-IV抑制剂，尤其是2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈或其盐或其类似物。

本发明一方面提一种式I化合物或其盐：

式I

其中，R₁选自氢或C_1-4烷基；R₂选自氢、卤素、氰基或硝基；n选自0、1或2。R₁优选C_1-4烷基；R₂优选氰基；n优选1。

在本发明的一个具体实施方式中，R₁是甲基。

在本发明的一个具体实施方式中，R₂是氰基。

在本发明的一个具体实施方式中，n是1。

在本发明的一个具体实施方式中，举例化合物是式I’的化合物：

式I’。

本发明再一方面提供一种式I化合物的制备方法，包括如下步骤：

(a)使下式化合物

与下式化合物

在形成式I化合物的反应条件下进行反应，

其中，R₁选自氢或C_1-4烷基；R₂选自氢、卤素、氰基或硝基；n选自0、1或2。

所述的形成式I化合物的反应条件是在N-甲基吡咯烷酮和二异丙基乙胺存在下进行反应。

在本发明的一个具体实施方式中，式I’具体制备方法举例如下：

(a)使下式化合物

与下式化合物

在N-甲基吡咯烷酮和二异丙基乙胺存在下进行反应制备得到

本发明再一方面提供式I化合物用于制备嘧啶二酮类DPP-IV抑制剂，特别是2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈或其盐或其类似物的用途。

本发明再一方面提供用式I化合物制备嘧啶二酮类DPP-IV抑制剂的方法：使式I化合物在碱性条件下反应生成下式的嘧啶二酮化合物，

所述的碱性条件是在水合肼存在下进行反应。

在本发明的一个具体实施方式中，用式I’化合物制备2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈的方法举例如下：

使在水合肼存在下反应生成2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈

本发明再一方面提供一种2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐的精制方法，包括使2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐粗品在乙醇和乙酸乙酯混合溶剂中重结晶，其中，乙醇和乙酸乙酯的体积比为5∶1-1∶1。

术语“C_1-4烷基”是指由1-4个碳原子组成的直链或支链的饱和烷基，具体的例子包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基等，所述的低级烷基可以选择性地带有取代基，取代基可以选自卤素、羟基、氨基、羧基或亚胺基。

术语“卤素“是指氟、氯、溴或碘。

术语“羟基”是指-OH基团。

术语“硝基”是指-NO₂基团。

本发明中采用下列常规分析手段来测定制得的化合物的纯度：

仪器：Waters e2695四元泵

检测器：Waters 2998二极管阵列紫外吸收检测器(PDA)

Waters 2489紫外吸收检测器

工作站：Empower 2软件

色谱柱：Waters SunFire C18(5μm，4.6mm×250mm)

流动相A：0.05mol/L磷酸二氢钾缓冲液(6.8g KH₂PO₄，加水至1000ml，加入2ml三乙胺，用磷酸调pH值至5.5)

流动相B：甲醇

线性梯度洗脱，程序如下：

检测波长：270nm

流速：1.0ml/min

柱温：30℃

供试品溶液的配制：取待测样品，精密称取适量，加溶剂(流动相A-流动相B(80∶20))溶解并稀释制成每1ml中含1mg的溶液，作为供试品溶液；

对照溶液：精密量取供试品溶液1ml置100ml量瓶中，用溶剂稀释至刻度，摇匀，即得。

测定方法：精密量取对照溶液10μl注入液相色谱仪，调节检测灵敏度，使主成分色谱峰的峰高为满量程的10％～25％；再精密量取对照溶液和供试品溶液各10μl，分别注入液相色谱仪，记录色谱图。供试品溶液色谱图中如显杂质峰，单个杂质峰面积不得大于对照溶液主峰面积的1/10(0.1％)，各杂质峰面积的和不得大于对照溶液主峰峰面积(1.0％)。

具体实施方式

下面的实施例中具体列举了本发明的新化合物的制备方法，以及用该化合物制备嘧啶二酮类DPP-IV抑制剂，如2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈或其盐或其类似物的方法，目的是进一步说明本发明的内容，但不意味着对本发明进行限制。

本发明实施例中使用的溶剂如无特殊说明都是从市场上购买到未经处理直接使用的。使用的原料可以从市场上购买，或者参考中国专利申请CN1926128中的方法制备得到。

实施例1 化合物I’的合成

化合物1-1的合成：

100mL三口瓶中，加入R-3-氨基哌啶双盐酸盐(5.0g，0.029mol)，邻苯二甲酸酐(4.3g，0.029mol)，乙酸(15mL)，搅拌条件下，控温至130℃，TLC追踪，原料基本反应完全后，降温至80℃，加入氯化氢的乙醇溶液(25％，15mL)，搅拌约30min后，有固体析出，继续搅拌1h，移至室温搅拌过夜，0℃静置3h，过滤，滤饼以无水乙醇洗涤，搅拌条件下，将所得白色固体加入到CH₂Cl₂(50mL)和水(20mL)的混合溶液中，以Na₂CO₃饱和水溶液调pH至9～10，萃取收集有机相，水相以CH₂Cl₂(50mL×2次)萃取，合并有机相，无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压蒸除溶剂得到白色固体5.6g(收率84％)。

¹HNMR(500MHZ，CDCl₃)：δ7.70-7.71(m，1H)，7.58-7.62(m，1H)，7.42-7.45(m，1H)，7.23-7.25(m，1H)，4.17-1.23(m，1H)，3.35-3.40(m，1H)，2.98-3.05(m，2H)，2.63-2.68(m，1H)，2.35-2.38(m，1H)，1.78-1.88(m，3H)，1.53-1.62(m，1H).MSm/z(ESI)：231(M+1).

化合物1-1也可以其酒石酸盐的形式参与后续反应，其酒石酸盐的制备方法举例如下：

100mL三口瓶中，加入R-3-氨基哌啶双盐酸盐(5g，0.029mol)，邻苯二甲酸酐(4.3g，0.029mol)，乙酸(15mL)，控温至130℃，TLC追踪，原料基本反应完全后，降温至90℃，加入D(-)-酒石酸的乙醇溶液(4.4g，15mL)，搅拌约30分钟后，有固体析出，移至室温搅拌过夜，0℃条件下静置3h，过滤，滤饼以无水乙醇洗涤，60℃烘干得白色固体状化合物1-1的酒石酸盐9.72g(收率88％)。MS m/z(ESI)：381(M+1).

化合物1-2的合成：

于0℃，N₂保护条件下，向500mL三口瓶中加入6-甲基-3-氯尿嘧啶(5.0g，0.031mol)，用DMF/DMSO(120mL，4/1)溶液使之溶解，向其中加入NaH(1.37g，0.034mol)，搅拌30分钟，再加入LiBr(2.175g，0.025mol)，继续搅拌20分钟后，向其中滴加邻腈基溴苄(6.1g，0.031mol)，反应1小时后，移至室温继续反应，TLC追踪至原料完全反应，减压蒸除溶剂，残留物加入50mL水，以CH₂Cl₂萃取(50mL×3次)，合并有机相，以无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压蒸除溶剂得到红棕色残余物9.0g，用CH₂Cl₂(25mL)在回流温度下使之溶解，向其中滴加石油醚(50mL)，有大量固体析出，室温搅拌2h，过滤，得到5.8g类白色至棕红色固体状化合物1-2(收率73％)。

¹H NMR(500MHZ，CDCl₃)：δ7.70-7.71(m，1H)，7.58-7.62(m，1H)，7.42-7.45(m，1H)，7.23-7.25(m，1H)，6.00(s，1H)，5.51(s，2H)，3.37(s，3H).

MS m/z(ESI)：276(M+1).M.p.165～167℃.

化合物I’的合成：

将化合物1-1(3.0g，13.1mmol)，化合物1-2(3.25g，11.8mmol)，和N-甲基吡咯烷酮(NMP)(24mL)混合，搅拌条件下，加热至120℃使固体溶解，向其中加入二异丙基乙胺(DIPEA)(5.2mL，53.1mmol)，TLC追踪至原料反应完全，将反应混合物倒入60mL冰水中，搅拌20分钟后过滤，以100mL水洗涤滤饼，再将滤饼溶于100mLCH₂Cl₂，加入50mL水萃取有机相，水相以CH₂Cl₂萃取(100mL×2次)，合并有机相，再以150mL水洗涤，有机相用无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压蒸除溶剂得到5.0g黄棕色固体状化合物I’(收率90％)。

¹HNMR(500MHZ，CDCl₃)：7.78-7.80(m，2H)，7.67-7.71(m，3H)，7.50-7.53(m，1H)，7.35-7.60(m，1H)，7.13-7.15(m，1H)，5.41(s，1H)，5.21-5.36(m，2H)，4.24-4.29(m，1H)，3.27(s，3H)，3.162-3.14(m，1H)，2.97-2.99(m，1H)，2.65-2.70(m，1H)，2.33-2.38(m，1H)，1.75-1.87(m，4H).MS m/z(ESI)：470(M+1).

也可使用化合物1-1的酒石酸盐来制备化合物化合物I’，具体举例如下：

将化合物1-1的酒石酸盐(5.0g，13.1mmol)，化合物1-2(3.25g，11.8mmol)，和N-甲基吡咯烷酮(24mL)混合，加热至120℃使固体溶解，向其中加入二异丙基乙胺(5.2mL，53.1mmol)，TLC追踪至原料完全反应，将反应混合物倒入60mL冰水中，搅拌20分钟后过滤，以100mL水洗涤，再将滤饼溶于100mLCH₂Cl₂，加入50mL水萃取有机相，水相以CH₂Cl₂萃取(100mL×2次)，合并有机相，再以150mL水洗涤，有机相用无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压蒸除溶剂得到5.2g黄棕色固体状化合物I’(收率93.6％)。

实施例2 2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈的合成：

将化合物I’(4g，8.5mmol)，溶于乙醇(16mL)及水合肼(4mL)的混合溶剂中，回流条件下反应，有大量固体析出，过滤，并以CH₂Cl₂(60mL)洗涤滤饼，滤液加入40mL水，萃取有机相，水相以CH₂Cl₂萃取(60mL×2次)，合并有机相，以饱和NaCl水溶液洗涤(150mL×2次)，有机相用无水Na₂SO₄干燥，过滤，活性炭脱色，减压蒸除溶剂得到淡黄色固体状2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈2.75g(收率95％)。

¹HNMR(500MHZ，CDCl₃)：δ7.67-7.69(m，1H)，7.54-7.58(m，1H)，7.37-7.40(m，1H)，7.14-7.15(m，1H)，5.38(s，1H)，5.26-5.34(m，2H)，3.32(s，3H)，3.02-3.04(m，1H)，2.89-2.96(m，2H)，2.61-2.63(m，1H)，2.39-2.41(m，1H)，1.93-1.96(m，1H)，1.76-1.78(m，1H)，1.58-1.65(m，1H)，1.19-1.23(m，3H).MS m/z(ESI)：340(M+1).M.p.：129～130℃.

2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐的合成：

将2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈(2.5g，7.37mmol)和乙醇(10mL)，加热至80℃，完全溶解，向其中滴加苯甲酸的乙醇溶液(3.75mol/L，2mL)，搅拌10分钟后，有大量固体析出，降温至50℃，继续搅拌30分钟，过滤得到类白色固体状2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐3.08g(收率90％，纯度97％)。

MS m/z(ESI)：462(M+1).M.p.181～183℃.

2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐的精制方法：

将上述制得的2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐粗品(1.2g)加入到5mL乙醇、1mL乙酸乙酯的混合溶剂中，在80℃下搅拌1h，然后降温至50℃，继续搅拌2h，过滤得到精制的白色粉末状2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐1.1g，收率92％，纯度99.66％。

按照上述条件，将结晶溶剂改为5ml乙醇、5ml乙酸乙酯，其他条件均不变，同样得到精制的白色粉末状2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐，收率92.8％，纯度99.7％。

此外，还可以将2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈苯甲酸盐溶于碱水溶液(如：K₂CO₃，NaHCO₃，NaOH等)，充分搅拌溶解后，使用CH₂Cl₂萃取，有机相用无水NaSO₄干燥，过滤，滤液减压蒸去溶剂，得到白色固体。在80℃下，将该白色固体用乙醇溶解，向其中滴加苯甲酸的乙酸乙酯溶液(或乙醇)，继续搅拌30h，降至室温，过滤得到白色粉末(收率86％，纯度99.88％)。

实施例3 化合物2’和2的合成

使用实施例1中描述的制备化合物I’的方法，但使用2-溴甲基-4-氟苄氰代替邻氰基苄溴制备得到化合物2’，参考2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈的制备方法制备得到化合物2。

化合物2’MS m/z(ESI)：488(M+1).

化合物2 MS m/z(ESI)：358(M+1).

实施例4 化合物3’和3的合成

使用实施例1中描述的制备化合物I’的方法，但使用6-氯-3-乙基尿嘧啶代替6-氯-3-甲基尿嘧啶制备得到化合物3’，参考2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈的制备方法制备得到化合物3。

化合物3’MS m/z(ESI)：484(M+1).

化合物3 MS m/z(ESI)：354(M+1).

实施例5 化合物4’和4的合成

使用实施例1中描述的制备化合物I’的方法，但使用6-氯尿嘧啶代替6-氯-3-甲基尿嘧啶制备得到化合物4’，参考2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈的制备方法制备得到化合物4。

化合物4’MS m/z(ESI)：456(M+1).

化合物4 MS m/z(ESI)：326(M+1).

实施例6 化合物5’和5的合成

使用实施例1中描述的制备化合物I’的方法，但使用6-氯尿嘧啶代替6-氯-3-甲基尿嘧啶，用邻溴基苄溴代替邻氰基苄溴制备得到化合物5’，参考2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2，4-二氧代-3，4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈的制备方法制备得到化合物5。

化合物5’MS m/z(ESI)：509(M+1).

化合物5 MS m/z(ESI)：379(M+1).

Claims

1.一种式Ⅰ化合物或其盐：

2.根据权利要求1的化合物或其盐，其中R₁是甲基。

3.根据权利要求2的化合物或其盐，其中R₂是氰基。

4.根据权利要求3的化合物或其盐，其中n是1。

5.根据权利要求4的化合物或其盐，选自式Ⅰ’化合物

6.一种权利要求1的式Ⅰ化合物的制备方法，其包括如下步骤：

(a)使下式化合物

与下式化合物

在形成式Ⅰ化合物的反应条件下进行反应，其中，R₁选自氢或C_1-4烷基；R₂选自氢、卤素、氰基或硝基；n选自0、1或2。

7.根据权利要求6的式Ⅰ化合物的制备方法，其中，形成式Ⅰ化合物的反应条件是在N-甲基吡咯烷酮和二异丙基乙胺存在下进行反应。

8.一种式Ⅰ’化合物的制备方法，包括如下步骤：

使下式化合物

与下式化合物

在N-甲基吡咯烷酮和二异丙基乙胺存在下进行反应制备得到

9.根据权利要求1所述的式Ⅰ化合物或其盐用于制备嘧啶二酮类DPP-Ⅳ抑制剂的用途。

10.根据权利要求1-5任一项所述的式Ⅰ化合物或其盐用于制备2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2,4-二氧代-3,4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈或其盐或其类似物的用途。

11.一种用式Ⅰ化合物制备嘧啶二酮类DPP-Ⅳ抑制剂的方法，包括使式Ⅰ在碱性条件下反应生成下式的嘧啶二酮化合物

12.根据权利要求11的用式Ⅰ化合物制备嘧啶二酮类DPP-Ⅳ抑制剂的方法，所述的碱性条件是在水合肼存在下进行反应。

13.一种用式Ⅰ’化合物制备嘧啶二酮类DPP-Ⅳ抑制剂的方法，包括如下步骤：

使式Ⅰ’在水合肼存在下反应生成2-({6-[(3R)-3-氨基哌啶-1-基]-3-甲基-2,4-二氧代-3,4-二氢嘧啶-1(2H)-基}甲基)苯腈