CN103204795A - 一种手性氮杂环丁酮类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种手性氮杂环丁酮类化合物的制备方法,将式II与1~10倍摩尔比的手性还原剂BINAL-H在-20℃~30℃反应2~10小时,得到单一构型的式I。本方法只需一种还原剂,成本较低;产物质量好,光学纯度和化学纯度均能达到95%以上,适于工业化生产。
Description
技术领域:
本发明涉及一种手性有机化合物的合成方法,具体涉及一种手性氮杂环丁酮类化合物的制备方法。
背景技术:
式I化合物是一种手性氮杂环丁酮类化合物,其3位羟基具有特定空间构型,具有重要的药用价值。如当R为氢、3位羟基为S构型时,式I为一种治疗高胆固醇血症的药物依折麦布(Ezetimibe)。
式I化合物的制备可采用定向还原式II化合物的3位羰基而得到:
但现有技术的方法往往需要两种还原剂,因为通常多数还原剂价格较为昂贵,因而生产成本比较高。
此外,现有技术的方法所得到的产物尽管能得到所需的手性结构产物,但含有较多杂质,化学纯度较低,不适于药用。
因此,现有技术方法只适用实验室研究,不适于较大规模的工业化生产。
如专利CN101346349:用手性CBS以及硼化合物还原式II,直接得到单一构型的式I。该方法存在以下问题:
1.需要两种还原剂。需用较为昂贵的CBS和硼烷两种还原剂才能反应,生产成本高。且所用还原剂需要冷冻保存,运输较为困难。
2.产物质量差。该方法得到的产物为油状物,通过试验发现其质量较差。虽然用手性色谱柱测得其光学纯度达到97%,但按照一般的非手性色谱柱测得的化学纯度仅为85%,说明产物中仍然含有较多的其他杂质。
因此,有必要进行进一步研究,开发出一种成本更低、所得产物质量更好的制备式I化合物的方法。
发明内容:
本发明的目的是提供一种以式II化合物为原料制备式I化合物的新的方法。
本发明的直接目的是找到一种合适的还原剂,并探索合适的反应条件,达到降低生产成本,提高产物质量的目的。
发明人发现,导致现有技术中产物质量差的原因主要是:许多还原剂对于式II的3位羰基选择性不够好,在反应过程中,不仅会还原3位羰基,而且会还原内酰胺环上的羰基,导致副产物的产生,因此,出现产物光学纯度高而化学纯度不高的问题。如专利CN101346349用硼烷作为还原剂就出现上述问题。
因此,需要找到仅针对3位羰基还原的手性还原剂。
发明人筛选了多种类的手性还原剂,发现BINAL-H对式II化合物中3位羰基具有更好的选择性,在反应过程中,不与内酰胺环上的羰基反应。
发明人还对其它可能影响反应的因素进行了探索,发现:式II与手性还原剂BINAL-H的用量比、反应温度、反应时间三个条件是得到产量高,光学纯度、化学纯度好的关键因素;发明人进一步对上述三个条件进行实验和了筛选,得到合适的范围:
1)式II与手性还原剂BINAL-H进行反应,得到单一构型的式I;
2)反应温度是-20℃~30℃;
3)反应时间2~10小时;
4)式II与BINAL-H用量的摩尔比为1∶1~10;
式I~II中,R为硅烷基或C1~C4的烷基,硅烷基中优选叔丁基二甲基硅基。
叔丁基二甲基硅基
本方法可以通过选用不同构型的还原剂得到所希望构型的目标产物:
如果使用R构型的BINAL-H,将得到R构型的式I化合物;如果使用S构型的BINAL-H,将得到S构型的式I化合物。
反应溶剂选用不含羟基、胺基、亚胺基、羧基等活泼氢且能溶解反应物式II和BINAL-H的有机溶剂,如醚、环氧烷或卤代烷,优选乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或二氯乙烷。
试验表明,本发明的优点是:
1.产物质量好
本发明方法得到的产物光学纯度(用手性色谱柱测定)达到98%以上,化学纯度(用非手性色谱柱测定)达到95%以上(见实施例)。与现有技术方法相比,提高了产物的质量。
2.只需要一种还原剂,节约成本
本发明只需要一种还原剂BINAL-H即可进行,且该还原剂便宜易得,与现有技术联合使用CBS和硼烷相比,成本大大降低。
附图说明
图1~4为式I化合物光学纯度和化学纯度检测图谱。具体化合物为(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[(3R)-3-(4-氟苯基)-3-羟丙基]-4-(4-(叔丁基二甲基硅基-氧)苯基)-2-氮杂环丁酮,其中:
图1为现有技术方法CN101346349制备的式I化合物的光学纯度检测图谱;
图2为现有技术方法CN101346349制备的式I化合物的化学纯度检测图谱;
图3为本发明方法制备的式I化合物的光学纯度检测图谱;
图4为本发明方法制备的式I化合物的化学纯度检测图谱。
具体实施方式:
下面用实施例对本发明的技术方案进行举例说明,但并不构成对本发明技术方案的限制。
以下实施例1~4以及对比试验中,
1.原料式II化合物采用专利文献CN101423515A、CN101346349B或CN101423511A中的方法制备得到。
2.手性还原剂BINAL-H的制备方法为:
3.产物光学纯度的检测方法为HPLC,检测条件如下:
色谱柱:Chiral OD(Daicel)手性柱
流动相:己烷-乙醇(60∶40)
检测波长:254nm
进样体积:20ul
流速:0.75ml/min
4.产物化学纯度的检测方法为HPLC,检测条件如下:
色谱柱:十八烷基硅烷(150mm×4.6mm 5um)
流动相:己烷-乙醇(60∶40)
检测波长:254nm
进样体积:20ul
流速:0.75ml/min
实施例1(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[(3S)-3-(4-氟苯基)-3-羟丙基]-4-(4-(叔丁基二甲基硅基-氧)苯基)-2-氮杂环丁酮的制备
将185.4g(0.4mol)式II化合物(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[3-(4-氟苯基)-3-丙酮基]-4-(4-(叔丁基二甲基硅基-氧)苯基)-2-氮杂环丁酮溶解在200mL乙醚中形成溶液,再将溶液加入到300mL(1.2mol)(S)-BINAL-H的乙醚溶液中,在-20~-10℃反应3小时。反应毕,加入乙醇300mL,用稀盐酸将反应液调至pH 4~6,加入500mL饱和食盐水,乙醚萃取,硫酸镁干燥。萃取液浓缩后,用乙酸乙酯-正己烷(2∶8)重结晶。
得到标题产物158.7g。经测定其光学纯度为98.7%,化学纯度为95.3%。实施例2(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[(3S)-3-(4-氟苯基)-3-羟丙基]-4-(4-异丙氧基苯基)-2-氮杂环丁酮的制备
将179.8g(0.4mol)式II化合物(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[3-(4-氟苯基)-3-丙酮基]-4-(4-异丙氧基苯基)-2-氮杂环丁酮溶解在300mL 1,2-二氯乙烷中形成溶液,再将溶液加入到100mL(0.4mol)(S)-BINAL-H的1,2-二氯乙烷溶液中,在-8~5℃反应10小时。反应毕,加入乙醇400mL,用稀盐酸将反应液调至pH 4~6,加入500mL饱和食盐水,1,2-二氯乙烷萃取,硫酸镁干燥。萃取液浓缩后,用乙酸乙酯-正己烷(2∶8)重结晶,得到标题产物162.6g。
经检测,产物光学纯度为98.3%,化学纯度为95.7%。
实施例3(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[(3S)-3-(4-氟苯基)-3S-羟丙基]-4-(4-甲氧基苯基)-2-氮杂环丁酮的制备
将168.5g(0.4mol)式II化合物(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[3-(4-氟苯基)-3-丙酮基]-4-(4-甲氧基苯基)-2-氮杂环丁酮溶解在300mL四氢呋喃中形成溶液,再将溶液加入到700mL(2.8mol)(S)-BINAL-H的四氢呋喃溶液中,在8~15℃反应6小时。反应毕,加入乙醇300mL,用稀盐酸将反应液调至pH 4~6,加入500mL饱和食盐水,乙醚萃取,硫酸镁干燥。萃取液浓缩后,用乙酸乙酯-正己烷(2∶8)重结晶,得到标题产物151.6g。
经检测,产物光学纯度为98.6%,化学纯度为96.1%。
实施例4(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[(3R)-3-(4-氟苯基)-3-羟丙基]-4-(4-丁氧基苯基)-2-氮杂环丁酮
将208.6g(0.4mol)式II化合物(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[3-(4-氟苯基)-3-丙酮基]-4-(4-丁氧基苯基)-2-氮杂环丁酮溶解在200mL二氯甲烷中形成溶液,再将溶液加入到1000mL(4mol)(R)-BINAL-H的二氯甲烷溶液中,在20~30℃反应2小时。反应毕,加入乙醇500mL,用稀盐酸将反应液调至pH 4~6,加入600mL饱和食盐水,二氯甲烷萃取,硫酸镁干燥。萃取液浓缩后,用乙酸乙酯-正己烷(5∶5)进行柱层析分离,得到标题产物154.8g。
手性HPLC检测其光学纯度为98.1%,非手性HPLC检测其化学纯度为96.8%。
上述实施例中的具体反应条件和原料用量见表1。
需要说明的是,本发明的方法并不局限于此表。实际上,用本发明的思路和方式,本领域人员通过改变反应条件,仍有可能获得满意的反应结果。
表1实施例中原料及反应条件一览
本方法与现有技术方法(CN101346349方法)的对比试验:
试验方法:分别按照CN101346349实施例6的方法和本发明实施例1的方法,制备式I化合物(3R,4S)-1-(4-氟苯基)-3-[(3R)-3-(4-氟苯基)-3-羟丙基]-4-(4-(叔丁基二甲基硅基-氧)苯基)-2-氮杂环丁酮,用手性HPLC、非手性HPLC分别检测两产物的光学纯度和化学纯度。
试验结果:检测数据见表2~5,所得图谱见图1~4。本发明制备的式I化合物与CN101346349制备的式I化合物的质量对比见表6。
表2 CN101346349方法所得式I的光学纯度
表3 CN101346349方法所得式I的化学纯度
表4本方法所得式I的光学纯度
表5本方法所得式I的化学纯度
表6本方法与CN101346349方法制备的式I质量对比
样品 | 光学纯度(%) | 化学纯度(%) |
本方法所得式I | 98.7166 | 95.3152 |
CN101346349方法所得式I | 97.5146 | 85.5322 |
从表5可以看出:
CN101346349方法制备的式I化合物虽然光学纯度较高,但化学纯度较低,仅为85%;
本发明方法制备的式I化合物不仅光学纯度达到98%,而且化学纯度达到95%,产物质量得到较大提高。
Claims (6)
2.权利要求1所述的方法,R选自叔丁基二甲基硅基、异丙基、甲基或正丁基。
3.权利要求1所述的方法,所述手性还原剂为S构型,得到的产物式I为S构型。
4.权利要求1所述的方法,所述手性还原剂为R构型,得到的产物式I为R构型。
5.权利要求1所述的方法,反应溶剂选自醚、环氧烷或卤代烷。
6.权利要求1所述的方法,反应溶剂选自乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或二氯乙烷。
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