CN103848816B - 二肽基肽酶抑制剂的还原胺化制法、中间体及制法 - Google Patents

Abstract

本发明提供作为二肽基肽酶抑制剂的还原胺化制法以及用于制备该化合物的中间体酯、醇和醛化合物和它们的制备方法。本发明通过在有机溶剂中使中间体氯代化合物经过生成酯化合物，然后再水解成醇，进而氧化成醛，然后通过醛化合物还原胺化制备得到式I表示的化合物，其中，R1为芳基、杂芳基和烷基，或者被取代基碳原子数为C1-C8的烷基或烷氧基取代的芳基、杂芳基和烷基，X为碳原子数为C1-C8的亚烷基。本发明的方法与以往通过溴代化合物得到式I表示的化合物方法相比，大幅提高了产率，式I化合物的稳定性，而且不需进行柱层析纯化，从而有利于工业化合成。

Description

二肽基肽酶抑制剂的还原胺化制法、中间体及制法

技术领域

本发明涉及一种二肽基肽酶抑制剂的制备方法，特别涉及二肽基肽酶-4(DPP-IV)的抑制剂(s)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷（式1）及药学上可接受盐的制备方法，本发明还涉及用于制备该抑制剂的中间体咪唑烷衍生物的酯、醇和醛中间体以及它们的制备方法。

背景技术

二肽基肽酶-4的生理作用主要有以下两点：免疫调节作用和血糖调节作用。在血糖调节方面，遗传证据也支持DPP-IV在血糖调控中的基础作用。Fiscder344/CRJ老鼠显示增加GLP-1水平并减小甘油酯的偏差。同样地，在带有DPP-IV基因的定向失活的老鼠身上则显示改善葡萄糖耐量，提高GLP-1、GIP、和胰岛素水平，增加胰岛素的灵敏性，减少了肥胖症的发生。在临床前和临床研究中，用DPP-IV抑制剂也能起到同样的效果。在为期4-52周的研究中，II型糖尿病病人的DPP-IV活性的抑制可减少HbA1C的水平，以及阻碍体重增加，β细胞功能增强，血浆胰高血糖的抑制。

由于DPP-IV选择性抑制剂优良的特性与糖尿病广阔的市场前景，促进了全球各大制药公司及科研工作者对它的开发力度。到目前为止也有大量的DPP-IV选择性抑制剂被报道。因为DPP-IV能够水解生成甘-脯二肽产物，在早期的研究开发中多以甘-脯二肽为基础的底物类似物为主（如第一代抑制剂DPP-NVP-728和P32/98），随着高通量筛选的发展，发现了多个小分子的先导化合物，再进行结构改造得到了多种结构类型的DPP-IV选择性抑制剂。

现有的DPP-IV选择性抑制剂主要分为拟肽类（底物类似物类）和非肽类（非底物类似物类）。拟肽类选择性抑制剂均是甘-脯二肽结构修饰而成，基本结构包括两个部分：①在相当于二肽的第一个氨基酸残基位置(P1，位)有一个能被酶S1口袋识别的脯氨酸或脯氨酸衍生环（如吡烙烷环，噻唑烷环，吡唑环，环戊烷环等等）；②第二个氨基酸残基位置(P2位)具有一个能与Glu205、Glu206形成氢键的碱性氨基。依据在P1位环2位是否具有丝氨酸残基共价结合位点，拟肽类选择性抑制剂可进一步分为两类：一类具有可与DPP-IV上Ser630共价结合的亲电基团，如磷酸酯类、硼酸类、羟胺类和氰基吡咯烷类；另一类则无上述亲电基团，如吡咯烷类。

DPP-IV选择性抑制剂经过十多年的的发展，已经取得了丰硕的成果，sitagliptin、vildagliptin、alogliptin和saxagliptin陆续在美国和欧洲上市，多个候选品种处于II期和III期临床，另外还有许多活性较好的化合物正在进行临床或临床前的研究。相信不久的将来，会涌现出一批疗效更确切，选择性更强，安全性更好的DPP-IV选择性抑制剂。

我们在CN200810161373.1专利中详细介绍了有下式结构特点的一系列化合物及其对二肽基肽酶的选择性抑制作用，其中结构式如下的(s)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷最理想。然而，该专利申请中的制备方法工业化时存在有很多限制。

发明内容

申请人之前的专利CN200810161373.1中的如上结构式所示的化合物的制备方法存在收率低、产品纯度低（存在很多难以分离纯化的多取代杂质）和稳定性差，杂质含量高的问题，从而难以工业化制备。

为了找到CN200810161373.1专利中发现的如上结构式所示的化合物的适宜的工业化制备方法，我们对其合成方法进行了锐意研究，其结果，提出了如下适合工业化制备的如下技术方案。

第一方面，本发明提供一种式I表示的化合物的制备方法，其中，R₁为芳基、杂芳基和烷基，或者被取代基碳原子数为C1-C8的烷基或烷氧基取代的芳基、杂芳基和烷基，X为碳原子数为C1-C8的亚烷基；

其中，该方法包括如下工序：

1）在有机溶剂中，使式II表示的氯代化合物发生反应得到式III表示的酯化合物，

其中，R₂为碳原子数为1-4的的酰氧基；

2）将式III所示的酯水解，得到式IV表示的醇；

3）将式IV表示的醇用氧化剂氧化，得到式V表示的醛，

其中，X₁为碳原子数为C1-C8的亚烷基基团X的被羟基取代的末端-CH₂-OH形成甲醛基团后其余的碳原子数为C1-C7的亚烷基基团；

4）在还原剂作用下，使式3表示的二肽衍生物的盐与步骤3)中得到的醛反应，

得到式I表示的化合物。

其中，所述芳基为苯基或萘基，所述杂芳基选自吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基和苯并噻唑基，优选选自吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、噁唑基、苯并呋喃基、和苯并咪唑基；所述取代基为C1-C8的烷氧基；X为碳原子数为C1-C6的亚烷基。

其中，R₁为苯基或萘基，或者被取代基碳原子数为C1-C8的烷基或烷氧基取代的苯基或萘基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基。

其中，R₁为被取代基碳原子数为C1-C8的烷氧基取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基。

其中，R₁为被两个或两个以上的碳原子数为C1-C8的烷氧基取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基。

其中，R₁为被两个碳原子数为C1-C8的烷氧基分别在3，4位取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基。

其中，工序1）中的有机溶剂为DMF和/或DMSO；R₂选自甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基和丁酰氧基，优选乙酰氧基。

其中，工序1）的反应温度为120-180℃，优选150-160℃。

其中，工序3）中氧化剂为DCC和/或DMSO，催化剂为磷酸、甲基磷酸或三氟乙酸；优选磷酸。

其中，工序4）中还原剂为硼氢化钠、氰基硼氢化钠和/或三乙酰基氧基硼氢化钠，优选三乙酰基氧基硼氢化钠。

第二方面，本发明提供式5所示的酯化合物

第三方面，本发明提供式5所示的酯化合物的制备方法，其通过式4表示的化合物

与有机酸盐在有机溶剂中反应得到，优选所述有机酸盐选自醋酸盐或丙酸盐，更优选选自醋酸钠、醋酸钾、丙酸钠或丙酸钾。

其中，所述有机溶剂为DMF和/或DMSO。

其中，所述反应温度为120-180℃，优选150-160℃。

第四方面，本发明提供式6所示的醇化合物

第五方面，本发明提供式6所示的醇化合物的制备方法，将式5所示的酯化合物水解得到。

第六方面，本发明提供式7所示的醛化合物

第七方面，本发明提供式7所示的醛化合物的制备方法，通过将式6所示的化合物用氧化剂氧化得到。

其中，所述氧化剂为DCC和/或DMSO，催化剂为磷酸、甲基磷酸或三氟乙酸；优选磷酸。

第八方面，本发明提供式I表示的化合物的药学上可接受的盐的制备方法，通过式I表示的化合物与无机酸或有机酸反应得到，其中式I表示的化合物通过权利要求1-10任一项所述的制备方法制备得到。

其中，其中，所述有机酸为羧酸或磺酸，优选羧酸，更优选乙酸、草酸、三氟乙酸、柠檬酸、富马酸、苯甲酸，最优选草酸；所述无机酸为盐酸或硝酸或硫酸或磷酸，优选盐酸。

本发明通过上述中间体化合物酯、醇和醛制备式I表示的化合物的方法，提高了收率，并且所制产品的纯度高，且纯净无色，稳定性优异，适合于工业化实施。

具体实施方式

CN200810161373.1专利申请中式I所示结构特点的化合物，特别是化合物(s)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷（如式1所示）的制备方法，主要是，用溴代物与氨基化合物（即二肽衍生物）进行缩合，但收率较低，操作繁琐，终产品需柱层析纯化，还远不能便于工业化实施。

现在发明人经过一系列的研究发现，用咪唑烷衍生物的氯代化合物生成醛，使醛在还原剂的作用下，与式3表示的二肽衍生物的盐反应得到式I表示的化合物，收率得到提高，而且所制备的产品的纯度高，稳定性优异，纯净无色，适合于工业化实施。

具体来说，本发明的式I表示的化合物的制备方法如下。

一种式I表示的化合物的制备方法，其中，R₁为芳基、杂芳基和烷基，或者被取代基碳原子数为C1-C8的烷基或烷氧基取代的芳基、杂芳基和烷基，X为碳原子数为C1-C8的亚烷基；

优选地，所述芳基为苯基或萘基，所述杂芳基选自吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基和苯并噻唑基，更优选选自吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、噁唑基、苯并呋喃、和苯并咪唑基；所述取代基为碳原子数为C1-C8的烷氧基；X为碳原子数为C1-C6的亚烷基；

更优选地，R1为苯基或萘基，或者被碳原子数为C1-C8的烷基或烷氧基取代的苯基或萘基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基；

进一步更优选地，R1为被取代基碳原子数为C1-C8的烷氧基取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基；

进一步更优选地，R1为被两个C1-C8的烷氧基分别在3，4位取代的苯基；X为亚甲基；

其中，该制备方法包括如下工序：

1）使式II表示的氯代化合物生成式V表示的醛化合物，

其中，X₁为碳原子数为C1-C8的亚烷基基团X的被羟基取代的末端-CH₂-OH形成甲醛基团后其余（甲醛基团以外）的碳原子数为C1-C7的亚烷基基团；以及

2）在还原剂作用下，使式3表示的二肽衍生物的盐与式V表示的醛反应，

得到式I表示的化合物。

其中，优选所述还原剂为硼氢化钠，氰基硼氢化钠和/或三乙酰基氧基硼氢化钠，更优选还原剂为三乙酰基氧基硼氢化钠。

其中，所述二肽衍生物的盐是有机酸或无机酸盐，所述有机酸为羧酸或磺酸，优选羧酸，更优选乙酸、三氟乙酸、柠檬酸、富马酸、苯甲酸，最优选三氟乙酸；所述无机酸为盐酸或硝酸或硫酸或磷酸，优选盐酸。

在一种优选的实施方式中，工序1）生成醛化合物的反应通过如下三个步骤进行：

A）在有机溶剂中，使式II表示的氯代化合物发生反应得到式III表示的酯化合物，

其中，R₂为碳原子数为1-4的的酰氧基；

B）将式III所示的酯化合物水解，得到式IV表示的醇；以及

C）将式IV表示的醇用氧化剂氧化，得到式V表示的醛。

其中，骤A），有机溶剂为DMF和/或DMSO等；R₂选自甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基和丁酰氧基，优选乙酰氧基；反应温度为120-180℃，优选150-160℃；

步骤C）中氧化剂为DCC和/或DMSO，催化剂为磷酸、甲基磷酸或三氟乙酸，优选磷酸。

下面，对于本发明的制备方法中所使用的二肽衍生物的盐的制备方法说明如下。

二肽衍生物的盐以及制备二肽衍生物盐的起始原料均是市售或者容易由本领域普通技术人员制备得到的二肽衍生物。在制备时，所用溶剂,以及反应温度和压力,起始原料等均是本领域普通技术人员根据公知常识能够选择的。

作为式I表示的化合物，在一个优选的实施方式中，R₁为被两个或两个以上的碳原子数为C1-C8的烷氧基取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基。在一个特别优选的实施方式中，其中，R₁为被两个甲氧基分别在3，4位取代的苯基；X为亚甲基。

在一个优选的实施方式中，R₁为3,4-二丙氧基取代苯基，X为亚乙基或亚丙基；

在一个优选的实施方式中，R₁为二烷基取代苯基，X为亚乙基或亚丙基；

在一个优选的实施方式中，R₁为二烷氧基取代萘基，X为亚甲基或亚乙基；

在一个优选的实施方式中，R₁为二烷基取代萘基，X为亚甲基或亚乙基；

在一个优选的实施方式中，R₁为杂芳基如吡啶基或呋喃基，X为亚甲基或亚乙基；

在一个优选的实施方式中，R₁为二烷基或二烷氧基取代杂芳基如吡啶基或呋喃基；X为亚甲基或亚乙基。

下面以作为DPP-IV选择性抑制剂的本发明的最优选的化合物(s)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷（式1所示的）及其盐（如式9所示）的制备方法为例，来详细说明本发明的式I所示化合物及其药学上可接受盐的制备方法，以及中间体氯代化合物、酯化合物、醇化合物、醛化合物的制备方法。

（1）二肽衍生物的盐的合成

可以采用本领域常规方法合成二肽衍生物的有机酸或无机酸盐，例如盐酸或三氟乙酸的盐。作为一个例子，如下面反应式所示，本领域普通技术人员可以采用式2表示的化合物(S)-1-(2-叔丁氧碳酰氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷在乙酸乙酯中，在0℃冰浴（通常温度在15-30℃范围内均可反应）中，使其和盐酸进行反应，制备得到式3表示的二肽衍生物的盐酸盐（式A）。

a:HClCH₃CO₂C₂H₅0℃

其中，关于式2表示的化合物(S)-1-(2-叔丁氧碳酰氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷及其三氟乙酸盐的合成方法，例如，通过CN200810161373.1中所记载的下述合成路线来合成。

也就是说，以Boc-甘氨酸和脯氨酸甲酯为原料，用DCC和HOBT缩合，可得Boc-甘脯甲酯II，然后用氨的饱和甲醇溶液氨解该酯II可得到Boc-甘脯酰胺III，该酰胺III再经三氯氧磷脱水得到化合物IV，该化合物IV再用三氟乙酸脱保护基得到二肽衍生物的三氟乙酸盐V。

（2）式4所示氯代化合物的合成

a;三光气，C₆H₆CH₃,100-110℃,3-8h;b：NH(CH₂CH₂OH)₂，CH₂Cl₂,0-30℃，过夜；C：CH₃SO₂Cl,NMM，CH₂Cl₂,0-10℃,2-5h

如上面的反应过程所示，式4所示氯代化合物可以通过下述合成路线来合成：以3,4-二甲氧基苯胺为起始原料，胺与三光气在溶剂如甲苯中加热至100-110℃，反应3-8h，生成3,4-二甲氧基苯基异氰酸酯，无须纯化，再与二乙醇胺在溶剂如二氯甲烷中偶联（过夜）（在0-30℃）生成二羟乙基脲衍生物（式8所示），再于溶剂如NMM和二氯甲烷中，0-10℃，经磺酰氯如甲磺酰氯成酯反应2-5h，关环氯代，一步得咪唑烷酮衍生物中间体式4表示的氯代化合物，经scifinder检索，该式4所示的氯代化合物是发明人首次合成的新颖性的化合物。

其中，关于二羟乙基脲衍生物（式8所示）可以采用本领域任何常规的方法得到。例如，采用专利申请CN200810161373.1的中记载的二羟乙基脲衍生物（式8所示）的制备方法来合成。

（3）式5所示酯化合物的合成、式6所示醇化合物的合成、式7所示醛化合物的合成和式1所示化合物及其盐的合成

通过式4所示氯代化合物生成式5所示的酯化合物，接着水解成式6所示醇化合物，进而将式6所示醇化合物氧化成式7所示醛,再在还原剂作用下使醛与式3所示的二肽衍生物的盐反应生成式1所示化合物，然后再生成式1所示化合物的盐。

在本发明的一种实施方式中，式5所示酯化合物的合成、式6所示醇化合物的合成、式7所示醛化合物的合成和式1所示化合物及其盐的合成通过如下方法进行。

将式4所示的氯化物溶于有机溶剂中，一定温度下与有机酸盐进行a反应，得到式5所示的酯。

R=Cl4

R=AcO5

将式5所示的酯进行b水解反应，获得式6所示的醇。

式6所示的醇用氧化剂进行c氧化反应，得到式7所示的醛；

在还原剂作用下，使式3所示的二肽衍生物的盐（如盐酸盐）与式7所示的醛进行d反应，得式1所示化合物。

其中，上述a反应中所用的有机溶剂为DMF和/或DMSO；其中，所述有机酸盐优选选自醋酸钠、醋酸钾、丙酸钠、丙酸钾，丁酸钠、丁酸钾等；更优选醋酸钠。还优选反应温度在120-180℃，优选150-160℃范围。

其中上述b水解反应时，优选用KOH、NaOH或LiOH作为水解使用的碱，但更优选用LiOH。

其中，上述c氧化反应或氧化剂可以优选是Sarett试剂、Collins试剂、PCC、PDC、Jone’s试剂、Moffatt氧化反应（氧化剂为DCC和DMSO，二者质量比优选为0.1-0.5）、Swerm氧化反应（DMSO氧化剂）或Oppenaue氧化反应（氧化剂叔丁醇铝或异丙醇铝）等,优选Moffatt进行氧化反应。催化剂为磷酸，甲基磷酸，三氟乙酸；优选磷酸。其中，反应温度优选为40-70℃。

其中，上述d反应中，还原剂为硼氢化钠，氰基硼氢化钠和/或三乙酰基氧基硼氢化钠，优选三乙酰基氧基硼氢化钠。其中，反应温度优选为0－5℃。

常温下,将游离的式1所示化合物溶于有机溶剂如甲醇中，冰浴下，滴加无机酸或有机酸如草酸的甲醇溶液，有白色固体析出，即得式1化合物的盐如草酸盐（式9），如不纯，它可用溶剂如甲醇重结晶纯化。所述无机酸为盐酸、硝酸、硫酸或磷酸，优选盐酸；所述有机酸为羧酸或磺酸，优选羧酸，更优选乙酸、草酸、三氟乙酸、柠檬酸、富马酸、或苯甲酸，最优选草酸。

在一种优选的实施方式中，具体通过如下所示的反应过程通过式4所示的氯代化合物来依次合成式6所示醇化合物、式7所示醛化合物和式1所示化合物及其盐（式9所示）：

a:CH₃CO₂Na,DMF160℃b:LiOHCH₃OH0℃c:DMSODCCH₃PO₄

d:三乙酰氧硼氢化钠CH₃OHe：CH₃OH0℃

即，式4所示的氯代化合物溶解于DMF中，在160℃与醋酸钠反应得到式5所示的酯化合物；

在甲醇溶剂中，在LiOH溶液作用下，冰水浴温度条件下，使式5所示的酯化合物发生水解生成式6所示的醇化合物。

使式6所示的醇化合物在氧化剂DMSO和DCC以及催化剂H₃PO₄存在下，氧化成式7所示的醛化合物。

使式7所示的醛化合物在三乙酰氧基硼氢化钠还原剂作用下，在甲醇中与式3所示的二肽衍生物的盐酸盐反应得到式1表示的目标化合物。

其中，上面描述的各反应步骤中，各反应物以及溶剂的添加比例均没有特别要求，只要能使反应充分进行即可。

接着，常温下,将游离的式1所示化合物溶于甲醇中，冰浴下，滴加无机酸或有机酸如草酸的甲醇溶液，有白色固体析出，即得式1化合物的盐如草酸盐（式6），如不纯，它可用甲醇重结晶纯化。所述无机酸为盐酸、硝酸、硫酸或磷酸，优选盐酸；所述有机酸为羧酸或磺酸，优选羧酸，更优选乙酸、草酸、三氟乙酸、柠檬酸、富马酸、或苯甲酸，最优选草酸。

具体来说，CN200810161373.1中经“溴代…-2-氧代-1-咪唑烷基)乙酯”得到化合物1，本发明为经“氯代…-2-氧代-1-咪唑烷基)乙酯”、转换成“醛”以及使“醛化合物还原”得到化合物1；也就是说，CN200810161373.1中制备化合物1的方法是，由化合物8合成溴代化合物IX之后与二肽衍生物的盐反应得到；然而，本发明制备化合物1的方法是利用由化合物8（经氯代再转换成醛）合成的醛化合物7与二肽衍生物的盐反应得到化合物1，与CN200810161373.1中的上述方法相比较，本发明的制备化合物1的产率较大提高。

化合物（IX）

再者，在CN200810161373.1中由化合物8合成溴代化合物IX之后与二肽衍生物的盐反应得到化合物1，两步都需要通过硅胶柱层析来分离纯化，而且得到的化合物颜色带紫红色；而本发明的由化合物8合成醛代化合物7，再由醛化合物7合成得到化合物1这两步都不需要硅胶柱专门纯化，且得到的化合物1纯净无色，纯度高，可直接反应，有利于工业合成。

而且，根据本发明的方法，将醛化合物7与二肽衍生物的盐反应时，发现采用三乙酰氧基硼氢钠，反应条件温和，反应的副产物较少，通过萃取就可以提纯，收率为30%以上。从而发现三乙酰氧基硼氢化钠为此反应最优选的胺化还原试剂。

通过本发明的方法制成的式I表示的化合物用作二肽基肽酶-4(DPP-IV)的抑制剂时，通过该化合物本身或者在化合物中添加药物上可接受的其他组分或者常规的辅料后，按照常规方法可进一步制得各种药物制剂，用于治疗通过DPP-IV或CD26的抑制可直接或间接产生临床有益效果的疾病，如自身免疫疾病和II型糖尿病等。例如，可以采用CN200810161373.1中中公开的方法来制成片剂、颗粒剂、胶囊剂、口服液及药学上可接受的其他剂型。

下面通过本发明的优选的具体实施例来详细说明，本发明的式I所示化合物及其药学上可接受盐的制备方法，以及中间体氯代化合物和碘代化合物的制备方法。这些实施例中仅仅用来作为例子进一步解释本发明，并非对本发明内容进行限制。

实施例

本发明的实施例中所涉及的鉴定样品的仪器型号和相关条件如下:

核磁共振测定仪器和条件

（1）仪器BrukerAvance600

（2）溶剂DMSO-d₆

质谱测定仪器和条件：

（1）仪器:美国制造的BrukerDaltonicsDataAnasis3.2。

（2）分析方法：ESI正离子源

HPLC仪器和条件

（1）仪器：GILSON液相色谱仪

（2）检测器：紫外检测器

色谱柱：YMCODS-AC₁₈柱（150x4.6mm,5μm）

流动相为0.1mol/L醋酸钠溶液（醋酸调节pH值至5.0）-甲醇（86:14）；检测波长为254nm,流速为1ml/min，面积归一法。

实施例1(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷及其草酸盐的合成

（1）二肽衍生物的盐酸盐(S)-1-(2-氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷盐酸盐的合成

将(S)-1-(2-叔丁氧碳酰氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷（30g）溶于氯化氢饱和的乙酸乙酯(500mL)的溶液中，室温左右反应5小时后，过滤，并用500mL乙酸乙酯洗涤,烘干得到标题化合物20.1g，收率90%。

（2）3-(3,4-二甲氧苯基)-1,1-二(2-羟乙基)脲（本申请中式8所示的化合物）的合成

将化合物3,4-二甲氧基苯胺（229.5克，1.5摩尔），甲苯150ml加入1000ml三口瓶中，机械搅拌加热至60℃。待全部溶解后，冷却至30℃，分批，缓慢加入三光气（223.5克，0.75摩尔），加热至110℃，回流3小时，减压除去大量甲苯将残余物3,4-二甲氧苯基异氰酸酯用冰水冷却至0℃，滴加用等体积二氯甲烷稀释过的二乙醇胺（172.5ml，1.8摩尔），滴加完毕，室温反应过夜，直接蒸除大量溶剂，得浅色油状物，用快速柱法（10：1石油醚/乙酸乙酯）分离出化合物3-(3,4-二甲氧苯基)-1,1-二(2-羟乙基)脲298克（1.05mol），两步总收率70%,该产物的质谱鉴定数据如下：ESI-MS(+):307.1279(M+Na)⁺。

（3）1-（2-氯乙基）-3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮的合成

将化合物3-(3,4-二甲氧苯基)-1,1-二(2-羟乙基)脲（式8）（125.3克0.44mol）用二氯甲烷200ml溶解，冰浴冷却至0℃，加入N-甲基吗啉（66ml0.6摩尔），滴加甲磺酰氯（23.4ml0.3摩尔）滴毕反应3小时后，TLC检测(展开剂；甲醇:二氯甲烷=1:7，紫外显色)，反应完全，停止反应，过滤不溶物，用水洗滤饼，分液漏斗分层，收集有机相，水相用二氯甲烷萃取三遍，合并有机相，加压除去溶剂，得褐色固体，用石油醚/乙酸乙酯1:1洗涤两次，烘干得浅褐色固体（81.5克0.29mol）化合物1-（2-氯乙基）-3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮（式4），收率66％。经提纯后，该产品的熔点、核磁和质谱鉴定数据如下：Mp118.5-120.3℃；1H-NMRδ(CDCl3):7.6357-7.6318(d,1H,J=2.3);6.8279-6.8135(d,1H,J=9.6);6.6634-6.6446(dd,1H,J=2.4,2.5Hz);3.9020(s,3H);3.8557(s,3H);3.8557-3.8163(t,2HJ=7.3,8.6);3.7157-3.6957(t,2H,J=6.0Hz)3.6583-3.6283(dd,4HJ=8.7,5.88)，MS285（M+H）⁺）。

(4)2-(3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-咪唑酮-1-基)乙酸乙酯的合成

在反应瓶中加入式4所示化合物(113.8克0.4摩尔),CH₃CO₂Na（65.6克0.8摩尔），DMF100ml,三乙基苄基氯化铵1克，油浴加热160℃回流5小时,TLC检测（展开剂：乙酸乙酯：石油醚=1∶1，紫外显色）原料反应完全，停止反应,冷却至室温，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，用饱和的盐水（氯化钠溶液）洗涤三次，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩得固体（86克0.28摩尔）收率70％。经提纯后，核磁和质谱鉴定数据如下：

¹H-NMR：δ(CDCl₃):7.63(s,1H)，6.81(d,1H,J=7.5Hz)，6.65(d,1H,J=6.5Hz)，4.25(t,2H,J=7.2Hz),3.86(s,3H)，3.84(s,3H)，3.79(t,2H，J=7.2Hz);3.56-3.53（m,4H）,2.04(S,3H);

ESI-MS(+):309(M+H)⁺

上述鉴定数据表明，所制得固体是2-(3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-咪唑酮-1-基)乙酸乙酯。

（5）1-（2-羟乙基）-3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮的合成

将式5表示的酯化合物（86克，0.28摩尔）加入反应瓶中,然后加入甲醇(500ml)搅拌,待底物全部溶解后加入已经配制好的氢氧化钠溶液(1.5N,300ml)，室温搅拌3小时，TLC检测（展开剂:乙酸乙酯，紫外显色）完全反应，用稀盐酸调PH为中性，减压，浓缩，蒸除溶剂，用二氯甲烷萃取三次，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，浓缩蒸干得固体（59.6克0.22摩尔），收率78.6%。经提纯后，核磁和质谱鉴定数据如下：

¹H-NMR：δ(CDCl₃):7.57(s,1H)，6.81(d,1H,J=7.2Hz)，6.65(d,1H,J=7.2Hz)，4.25(t,2H,J=7.2Hz),3.89(s,3H)，3.85(s,3H)，3.83-3.80(m,4H),3.57(t,2H,J=6Hz),3.43(t,2H,J=6Hz);

ESI-MS(+):267(M+H)⁺。

上述鉴定数据表明，所制得固体是1-（2-羟乙基）-3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮。

（6）2-（3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮）乙醛的合成

称取式6所示化合物（59.6克0.22摩尔），DCC（136克0.66摩尔），DMSO500ml，加入反应容器中，机械搅拌,待底物全部溶解后，室温滴加用10mlDMSO稀释磷酸（2.5克，DMSO和磷酸的质量稀释比例为2.2:1）滴加完毕后，内温快速升至60℃时，水浴降温，反应3－4小时，TLC（展开剂:乙酸乙酯紫外显色）跟踪反应，反应完毕后加水200ML搅拌反应30分钟，过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤2-3次，水相用二氯甲烷萃取二次，收集有机相，用饱和的氯化钠水溶液洗涤2－3次，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，加入50ml乙酸乙酯，析出固体，过滤，收集固体，固体用乙酸乙酯洗涤2次，在50℃鼓风干燥，得粗品（式7所示）（44克0.17摩尔）收率77％。

经提纯后，鉴定该产品的核磁和质谱数据如下：

¹H-NMRδ(DMSO-d₆):9.55(s,1H),7.42(s,1H),6.90(d,1H,J=7.2Hz),6.83(d,1H,J=7.2Hz),4.O8(s,2H),3.81(t,2H,J=12Hz),3.72(s,3H),3.70(s,3H),3.47(t,3H,J=12Hz);

ESI-MS:264(M+H)⁺。

上述鉴定数据表明，所制得该产品是2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-咪唑烷酮)乙醛。

（7）(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷的合成

称取式7所示化合物（44克0.17摩尔）用甲醇200ml机械搅拌至底物完全溶解，加冰醋酸30ml，式3所示二肽衍生物的盐（38.7克0.2摩尔），冰盐浴冷却至0℃时，分批缓慢加入三乙酰氧基硼氢化钠（72克0.34摩尔），反应最佳温度0－5℃，反应一小时后TLC检测（展开剂；甲醇比二氯甲烷=1:10紫外显色），原料反应完毕，停止反应，过滤除盐，滤饼用甲醇洗涤，母液浓缩至无有机溶剂，加水500mL用二氯甲烷萃取酸性溶液中的杂质，弃去二氯甲烷层，保留水相，水相用少量二氯甲烷萃取除杂质，水相用碳酸钠调PH至7－8，用二氯甲烷萃取产物3次，收集有机相浓缩，得无色油状物（22.5克，0.056摩尔）收率33％。经HPLC检测该产物纯度为97％。

经提纯后，该产品的核磁和ESI-MS数据如下：

¹H-NMRδ(DMSO-d₆):δ7.44,δ6.86,δ6.80（3H多重峰）δ4.71（1H，多重峰）δ3.73（2H，三重峰J=12HZ）δ3.46(2H,三重峰J=12HZ)δ3.72(3H,单峰)，δ3.69(3H,单峰)δ3.56（1H，多重峰）δ3.35（1H，多重峰）δ3.32（2H，多重峰）δ3.24（2H，三重峰J=6HZ），δ2.69（2H，三重峰J=6HZ）δ2.11（2H，多重峰）δ2.00（2H，多重峰）¹³C-NMRδ(DMSO-d₆):170.71，158.04，149.16，144.49，135.24，119.85，112.75，109.15，103.54，56.31，55.91，50.89，47.01

ESI-MS:402(M+H)⁺.HRMS(ES⁺):402.2136(M+H)⁺,calcdforC₂₀H₂₇N₅O₄。

上述鉴定数据表明，所制得该产品是(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷。

（8）(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷草酸盐的合成

称取式1所示化合物（22.5克0.056摩尔）甲醇200ml机械搅拌，冰浴冷却降温至0－5℃后，开始滴加已用甲醇溶解好的草酸（7克0.056摩尔）滴加完毕后，反应1小时，析出大量类白色固体，过滤，收集固体，用甲醇洗涤2次，粗品在50℃鼓风干燥5小时，得粗品7.8克，收率28.4%。

（9）(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷草酸盐晶体的合成

将上述步骤（8）得到的粗品7.8克溶于200ml甲醇，加热回流，待完全溶解后加入活性碳1克脱色15分钟，趁热过滤，冷却静置至室温，析出大量白色固体，过滤，收集固体，50℃鼓风干燥6小时，得纯品5.03克，收率64.5％。

实施例2改变不同还原剂由式7表示的醛和式3表示的二肽衍生物的盐氨基化合物合成式1表示的吡咯烷化合物

1.以氰基硼氢化钠为还原剂

称取式7所示的化合物2-（3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮）乙醛（7.4克0.028摩尔）用甲醇80ml机械搅拌至底物完全溶解，加冰醋酸5ml和(S)-1-(2-氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷盐酸盐（8.0克0.042摩尔），冰浴冷却至0℃时，分批缓慢加入氰基硼氢化钠（8.8克0.14摩尔）反应温度0－5℃，反应一小时后TLC检测（展开剂；甲醇：二氯甲烷=1:10紫外显色），式7所示的化合物未反应完全，继续反应2小时，TLC检测还有少量未反应，停止反应，过滤时发现反应液呈胶状，过滤十分缓慢，用硅藻土垫滤除盐，滤饼用甲醇洗涤，母液浓缩至无有机溶剂，加水150mL用二氯甲烷萃取酸性溶液中的杂质，弃去二氯甲烷层，保留水相，水相用碳酸钠调PH至7－8，用二氯甲烷萃取产物3次，收集有机相浓缩，得无色油状物（1.6克，0.004摩尔）收率14.3％。

2.以硼氢化钠为还原剂

称取化合物2-（3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮）乙醛（67克0.26摩尔）用甲醇700ml机械搅拌至底物完全溶解，加冰醋酸46ml，(S)-1-(2-氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷盐酸盐（113.7克0.6摩尔），冰浴冷却至0℃时，分批缓慢加入硼氢化钠（11.4克0.3摩尔）反应温度0℃以下，反应0.5小时后TLC（展开剂；甲醇比二氯甲烷=1:10紫外显色）检测，停止反应完全，过滤时发现反应液呈胶状，用硅藻土垫滤除盐，滤饼用甲醇洗涤，母液浓缩至无有机溶剂，加水稀释，用二氯甲烷3次萃取酸性溶液中的杂质，弃去二氯甲烷层，保留水相，水相用碳酸钠调PH至7－8，用二氯甲烷萃取产物3次，收集有机相浓缩，得无色油状物（10.6克，0.026摩尔），收率10％。

3.硼氢化钾为还原剂

称取化合物2-（3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮）乙醛（54克0.2摩尔）用甲醇(600ml)机械搅拌至底物完全溶解，加冰醋酸(36ml)，(S)-1-(2-氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷盐酸盐（91.0克0.48摩尔），冰浴冷却至0℃时，分批缓慢加入硼氢化钾（16.2克，0.3摩尔硼氢化钾）反应温度0℃以下，反应1.5小时后TLC（展开剂:甲醇:二氯甲烷=1∶10紫外显色）检测，原料反应完毕，停止反应，过滤除盐，滤饼用甲醇洗涤，母液浓缩至无有机溶剂，加水稀释，用二氯甲烷3次萃取酸性溶液中的杂质，弃去二氯甲烷层，保留水相，水相用碳酸钠调PH至7－8，用二氯甲烷萃取产物2次，收集有机相浓缩，得无色油状物（3.9克，0.0097摩尔），收率4.9%。

实施例3对比经碘代法制备的化合物1与按照本发明的方法制备的化合物1的稳定性

1.通过碘代法进行(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷的合成

采用由化合物（式8）合成碘代化合物（如下面的式B所示），再由碘代化合物（式B）合成得到化合物（式1）(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷，具体包括如下实验步骤：

（1）二肽衍生物的盐酸盐(S)-1-(2-氨基)乙酰基-2-氰基吡咯烷盐酸盐的合成

该合成和实施例1的步骤（1）的操作完全相同。

（2）1-（2-碘乙基）-3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮的合成

将按照实施例1中的步骤（2）和（3）所述的工序合成得到的氯化物（式4）（28.4g，0.1mol）溶解在丙酮（300ml）中，加入NaI(75g，0.5mol)在100℃下回流，每天把生成的NaCl过滤掉，大约反应3天，此时不再有固体析出，反应结束，将此混合物浓缩至干，然后加入THF溶解，过滤，将母液浓缩至干，得35g紫色蜡状物（0.093mol），收率93%。该产品核磁和质谱鉴定数据如下：1H-NMRδ(CDCl3):7.66(d,1H,J=2.6Hz);6.86(d,1H,J=8.6Hz),6.69(dd,1H,J=8.6,2.4Hz);3.96(s,3H);3.89(s,3H);3.86(t,2H,J=7.4Hz);3.74(t,2H,J=6.4Hz);3.66(t,2H,J=7.8Hz);3.39(t,2H,J=6.2Hz)，MS:377(M+H)⁺。

（3）(S)-1-(2-(2-(3-(3,4-二甲氧苯基)-2-氧代-1-咪唑烷基)乙基氨基)乙酰基)-2-氰基吡咯烷的合成

将1-（2-碘乙基）-3-（3,4-二甲氧苯基）-2-咪唑烷酮（式5）（30g，0.08mol）溶解在干燥DMF（200ml）中，然后分别加入K₂CO₃(22.1g，0.16mol),上面步骤（1）中制备的二肽衍生物盐酸盐(18.2g，0.096mol)，室温下搅拌反应过夜，TLC检测至原料完全消失。过滤除去不溶物，加入10%CH₃CO₂H（800ml）水溶液，然后用CH₂Cl₂（100mlx3）提取杂质，再用Na₂CO₃调节pH至8左右，用CH₂Cl₂（200mlx3）提取产品，合并有机相，然后用水（100mlx2）洗涤，无水Na₂SO₄干燥后，蒸干，得淡紫色油状物25g（0.0625mol），收率78%。经HPLC检测纯度96.5%。

其中,该产品的核磁和ESI-MS数据如下：

¹H-NMRδ(DMSO-d₆):δ7.44,δ6.86,δ6.80（3H多重峰）δ4.71（1H，多重峰）δ3.73（2H，三重峰J=12HZ）δ3.46(2H,三重峰J=12HZ)δ3.72(3H,单峰)，δ3.69(3H,单峰)δ3.56（1H，多重峰）δ3.35（1H，多重峰）δ3.32（2H，多重峰）δ3.24（2H，三重峰J=6HZ），δ2.69（2H，三重峰J=6HZ）δ2.11（2H，多重峰）δ2.00（2H，多重峰）¹³C-NMRδ(DMSO-d₆):170.71，158.04，149.16，144.49，135.24，119.85，112.75，109.15，103.54，56.31，55.91，50.89，47.01ESI-MS:402(M+H)⁺.HRMS(ES⁺):402.2136(M+H)⁺,calcdforC₂₀H₂₇N₅O₄。

2.稳定性对比数据

对于上面所述的碘代法得到的式1化合物和通过本发明的方法即实施例1的方法得到的化合物，分别在刚合成出来时、室温放置15天后、室温放置30天后进行HPLC检测其纯度，实验结果如下面的表1所示。

表1稳定性对比数据

由表1可以看出，与通过碘代法得到的式1化合物相比，通过本发明还原胺化法得到的式1的化合物的稳定性显著提高，即使在室温放置30天后，其纯度仍然为95%以上。

虽然已经着重优选的实施方案对本发明做了说明，但是对于本领域的普通技术人员显然可以采用优选装置和方法的各种变型，而且本发明可以用不同于这里描述的方式实施。因此，本发明将把涵盖在权利要求所定义的本发明的精神和范围之内的所有变动都包含在内。例如，应该清楚，在所附权利要求中陈述的反应步骤不必以他们出现的次序进行，本领域的技术人员可以改变反应步骤的次序。另外有些反应序列可以同时进行。或者这些反应可以在分别的步骤中进行，而不偏离本发明的精神和范围。所有这些变动都应该包括在所附的权利要求的范围之内。

Claims (33)

1.一种式I表示的化合物的制备方法，其中，R₁为芳基、杂芳基和烷基，或者被取代基碳原子数为C1-C8的烷基或烷氧基取代的芳基、杂芳基和烷基，X为碳原子数为C1-C8的亚烷基；

其中，该方法包括如下工序：

1)在有机溶剂中，使式II表示的氯代化合物发生反应得到式III表示的酯化合物，

其中，R₂为碳原子数为1-4的的酰氧基；

2)将式III所示的酯水解，得到式IV表示的醇；

3)将式IV表示的醇用氧化剂氧化，得到式V表示的醛，

其中，X₁为碳原子数为C1-C8的亚烷基基团X的被羟基取代的末端-CH₂-OH形成甲醛基团后其余的碳原子数为C1-C7的亚烷基基团；

4)在还原剂作用下，使式3表示的二肽衍生物的盐与步骤3)中得到的醛反应，

得到式I表示的化合物。

2.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其中，所述芳基为苯基或萘基，所述杂芳基选自吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、喹啉基、异喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基和苯并噻唑基；所述取代基为C1-C8的烷氧基；X为碳原子数为C1-C6的亚烷基。

3.根据权利要求2所述的化合物的制备方法，其中，所述杂芳基选自吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、噁唑基、苯并呋喃基、和苯并咪唑基。

4.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其中，R₁为苯基或萘基，或者被取代基碳原子数为C1-C8的烷基或烷氧基取代的苯基或萘基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基。

5.根据权利要求4所述的化合物的制备方法，其中，R₁为被取代基碳原子数为C1-C8的烷氧基取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基。

6.根据权利要求5所述的化合物的制备方法，其中，R₁为被两个或两个以上的碳原子数为C1-C8的烷氧基取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基或亚丙基。

7.根据权利要求6所述的化合物的制备方法，其中，R₁为被两个碳原子数为C1-C8的烷氧基分别在3，4位取代的苯基；X为亚甲基或亚乙基。

8.根据权利要求1-7任一项所述的化合物的制备方法，其中，工序1)中的有机溶剂为DMF和/或DMSO；R₂选自甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基和丁酰氧基。

9.根据权利要求8所述的化合物的制备方法，其中，R₂是乙酰氧基。

10.根据权利要求8所述的化合物的制备方法，其中，工序1)的反应温度为120-180℃。

11.根据权利要求10所述的化合物的制备方法，其中，工序1)的反应温度为150-160℃。

12.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，工序3)中氧化剂为DCC和/或DMSO，催化剂为磷酸、甲基磷酸或三氟乙酸。

13.根据权利要求12所述的化合物的制备方法，工序3)中催化剂为磷酸。

14.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，工序4)中还原剂为硼氢化钠、氰基硼氢化钠和/或三乙酰基氧基硼氢化钠。

15.根据权利要求14所述的化合物的制备方法，工序4)中还原剂为三乙酰基氧基硼氢化钠。

16.式5表示的酯化合物

17.权利要求16所述的化合物的制备方法，其通过式4表示的化合物

与有机酸盐在有机溶剂中反应得到；

其中，所述有机酸盐是醋酸盐。

18.权利要求17所述的化合物的制备方法，所述有机酸盐选自醋酸钠或醋酸钾。

19.根据权利要求17或18所述的化合物的制备方法，所述有机溶剂为DMF和/或DMSO。

20.根据权利要求17或18所述的化合物的制备方法，所述反应的温度为120-180℃。

21.根据权利要求20所述的化合物的制备方法，所述反应温度为150-160℃。

22.式6所示的醇化合物

23.权利要求22所述的化合物的制备方法，将式5所示的酯化合物水解得到。

24.式7所示的化合物

25.权利要求24所述化合物的制备方法，通过将式6所示的化合物用氧化剂氧化得到。

26.根据权利要求25所述化合物的制备方法，其中，所述氧化剂为DCC和/或DMSO，催化剂为磷酸、甲基磷酸或三氟乙酸。

27.根据权利要求26所述化合物的制备方法，其中，催化剂为磷酸。

28.一种式I表示的化合物的药学上可接受的盐的制备方法，通过式I表示的化合物与无机酸或有机酸反应得到，其中式I表示的化合物通过权利要求1-15任一项所述的制备方法制备得到。

29.根据权利要求28所述的化合物的药学上可接受的盐的制备方法，其中，所述有机酸为羧酸或磺酸；所述无机酸为盐酸或硝酸或硫酸或磷酸。

30.根据权利要求29所述的化合物的药学上可接受的盐的制备方法，其中，所述有机酸为羧酸。

31.根据权利要求30所述的化合物的药学上可接受的盐的制备方法，其中，所述有机酸为乙酸、草酸、三氟乙酸、柠檬酸、富马酸、苯甲酸。

32.根据权利要求31所述的化合物的药学上可接受的盐的制备方法，其中，所述有机酸为草酸。

33.根据权利要求29所述的化合物的药学上可接受的盐的制备方法，其中，所述无机酸为盐酸。