发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种他汀类药物中间体手性侧链式Ⅰ化合物及其简便制备方法,尤其是一种具有以下通式Ⅰ的2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2,2-二取代基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯的简便制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种他汀类药物中间体手性侧链式Ⅰ化合物,
其中,R2为甲基、乙基或叔丁基;
R3、R4各自独立地选自氢、甲基、乙基、其它C2-C4烷基;或者,
R3为烷氧羰基甲基,且R4为氢或C1-C4烷基。
根据本发明优选的,所述式Ⅰ化合物是下列之一种:
a.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2-乙氧羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸乙酯
b.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2-叔丁氧基羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸叔丁酯
c.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸乙酯
d.2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2-甲氧羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸甲酯
e.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2-乙氧羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸甲酯
f.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2-叔丁氧基羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸乙酯
g.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2-乙氧羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸叔丁酯
h.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2,2-二乙基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸乙酯
i.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2,2-二乙基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸叔丁酯
j.2-((4R,6S)-6-三苯膦烯甲叉基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸叔丁酯
根据本发明优选的,所述式Ⅰ化合物中R3、R4同时为甲基,R2为乙基。
一种手性侧链式Ⅰ化合物的简便制备方法,包括步骤如下:
(1)制备烯丙基三苯基卤化鏻
在非质子极性溶剂中,室温搅拌下使3-卤代丙烯和三苯基膦反应,生成烯丙基三苯基卤化鏻,不用分离直接用于下一步骤:
(2-1)2-酯基甲基取代的式Ⅱ中间体化合物的制备
向步骤(1)生成的烯丙基三苯基卤化鏻中,加入3,3-二烷氧基丙酸酯(W1)或3-烷氧基丙烯酸酯(W2),在路易斯酸催化剂作用下于10-100℃反应,制得式Ⅱ化合物2-((4R,6S)-6-三苯基鏻甲基-2-酯基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯盐A;
制得的中间体A任选地:经步骤(3-1)用于制备式Ⅰ化合物2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2-酯基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯;或者,
经步骤(2-2)保护基团转化制备2-位不同取代基的式Ⅱ化合物2-((4R,6S)-6-三苯基鏻甲基-2,2-二取代基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯盐B。
(2-2)2,2-二取代基式Ⅱ中间体化合物的制备
向步骤(2-1)制得的式Ⅱ化合物2-((4R,6S)-6-三苯基鏻甲基-2-酯基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯盐中,加入质子酸和少量水,20-50℃反应2-5小时后,再加入保护基团转化所用羰基化合物W3或其缩二醇W4,60℃反应4小时。冷却至室温,反应液体用亚硫酸氢钠水溶液洗涤,水层用甲苯萃取,合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,滤液回收甲苯后,制得式Ⅱ化合物2-((4R,6S)-6-三苯基鏻甲基-2,2-二取代基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯盐B。
(3-1)2-酯基甲基式Ⅱ化合物与强碱反应
步骤(2-1)反应完毕,减压回收非质子极性溶剂,冷却至20-22℃;加水分层,水层用甲苯萃取,合并有机相,有机相共沸除水,冷却至-20~-10℃,加入强碱,于-10~80℃进行wittig反应,过滤,滤液回收甲苯,残余物用甲基叔丁醚-醇混合溶剂和活性炭重结晶,得到式Ⅰ的2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2-酯基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯(Wittig试剂)。
或者,
(3-2)2,2-二取代基式Ⅱ化合物B与强碱反应
步骤(2-2)反应完毕,减压回收非质子极性溶剂,冷却至20-22℃;加水分层,水层用甲苯萃取,合并有机相,有机相共沸除水,冷却至-20~-10℃,加入强碱,于-10~80℃进行wittig反应,过滤,滤液回收甲苯,残余物用甲基叔丁醚-醇混合溶剂和活性炭重结晶,得到式Ⅰ的2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2,2-二取代基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯(Wittig试剂)。
本发明的方法反应路线如下:
其中:R为甲基或乙基,
R1为甲基、乙基、其它碳四以下或碳四烷基,
R2为甲基、乙基或叔丁基,
R3、R4独立地选自为氢、甲基、乙基、或其它C2-C4烷基,
或者,R3为烷氧羰基甲基,且R4为氢、C1-C4烷基。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述的3-卤代丙烯为3-氯丙烯、3-溴丙烯或3-碘丙烯,其中优选3-氯丙烯、3-溴丙烯。
根据本发明优选的,步骤(1)中的溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲氧基环戊烷或甲苯等极性非质子溶剂。进一步优选四氢呋喃与甲苯1:1.5-2.5质量的组合。
根据本发明优选的,步骤(2-1)中所述的3,3-二烷氧基丙酸酯选自3,3-二乙氧基丙酸乙酯,3,3-二甲氧基丙酸甲酯或3,3-二乙氧基丙酸叔丁酯。3-烷氧基丙烯酸酯选自3-甲氧基丙烯酸甲酯,3-乙氧基丙烯酸乙酯,3-甲氧基丙烯酸叔丁酯或3-乙氧基丙烯酸叔丁酯。
根据本发明优选的,步骤(2-1)中所用的路易斯酸催化剂为常用路易斯酸,三氟化硼、三氟化硼乙醚溶液、三氯化铋、无水氯化锌、三氯化铝、无水三氯化铁,其中优选三氟化硼乙醚溶液和无水氯化锌。
根据本发明优选的,步骤(2-1)中,所用路易斯酸催化剂、3,3-二烷氧基丙酸酯或3-烷氧基丙烯酸酯与三苯基烯丙基卤代鏻的物质的量比为(0.05-0.5):(2.0-2.5):1。
根据本发明优选的,步骤(2-1)的反应温度为20-90℃,进一步优选反应温度为40-75℃。
根据本发明优选的,步骤(2-1)的反应时间1-10小时。进一步优选反应时间3-6小时。
根据本发明优选的,步骤(2-2)中所述的保护基团转化所用羰基化合物为丙酮、丁酮、甲基异丁酮、苯甲醛、3-硝基苯甲醛、3-氯苯甲醛或其相应的丙酮二缩醇、丁酮二缩醇、甲基异丁酮二缩醇,其中优选丙酮、丙酮二缩醇,所用的醇优选甲醇和乙醇。
根据本发明优选的,步骤(2-2)的保护基转化反应温度为10-120℃,进一步优选反应温度为50-100℃。
根据本发明优选的,步骤(2-2)的保护基转化反应时间0.5-6小时。
根据本发明优选的,步骤(3-1)或(3-2)中所述的强碱为质量分数50%的氢化钠、固体乙醇钠、固体乙醇钾、固体叔丁醇钾。
根据本发明优选的,步骤(3-1)或(3-2)的wittig反应温度为-10~80℃,进一步优选反应温度为0~40℃,最优选反应温度为10℃。
根据本发明优选的,步骤(3-1)或(3-2)的Wittig反应时间1-8小时。
根据本发明优选的,步骤(3-1)或(3-2)的重结晶溶剂为甲基叔丁醚和乙醇混合溶剂,质量比为4:1。重结晶混合溶剂和粗产物的重量比为2-6:1。
手性侧链式Ⅰ化合物作为他汀类药物中间体的应用。
根据本发明,手性侧链式Ⅰ化合物直接用于瑞舒伐他汀钙的合成,包括步骤如下:
步骤1:式Ⅳ的全取代嘧啶醛和式Ⅰ化合物(Wittig试剂)于极性非质子溶剂中,常温至60℃反应一定时间,将反应液体倒至冰水中,乙酸乙酯萃取,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到式Ⅴ缩合产物。
步骤2:式Ⅴ缩合产物于质子酸催化作用下,四氢呋喃-水体系中水解反应一定时间,将反应液体倒至冰水中,乙酸乙酯萃取,干燥,过滤,浓缩,重结晶,得到式Ⅵ脱保护产物。
步骤3:式Ⅵ脱保护产物于氢氧化钠-甲醇溶液中水解,制得瑞舒伐他汀钠盐,然后和乙酸钙离子交换,过滤,水洗,干燥得到瑞舒伐他汀钙。
由式Ⅰ制备瑞舒伐他汀钙反应式如下:
上述瑞舒伐他汀钙的合成中使用的极性非质子溶剂、质子酸催化剂与本发明手性侧链式Ⅰ化合物制备方法中的含义相同。
本发明中所述“常温”、“室温”具有本领域通用的含义。一般是指25±2℃。
本发明的手性侧链式Ⅰ化合物直接用于瑞舒伐他汀钙的合成,仅需3步反应,路线短,各步中间体和产品光学纯度高。
本发明的原理:
Prins反应是指烯烃和醛在质子酸催化作用下生成相应的4-取代-1,3-二氧六环、1,3-二羟基化合物和丙烯醇混合物,化学反应式如下:
本发明以Prins反应为依据,通过优化反应条件,利用烯丙基三苯基卤化鏻和醛衍生物在路易斯酸催化下,脱除醚,高选择性地生成易于重结晶纯化的6-三苯基膦烯甲叉基-1,3-二氧六环,制备他汀类手性侧链。本发明利用烯丙基三苯基卤化鏻和3,3-二烷氧基丙酸酯或3-烷氧基丙烯酸酯为起始原料,在温和条件下“一锅法”反应制备式II化合物,通过三苯基膦烯甲叉基化合物易于固化的特点,通过重结晶而纯化,制备高光学纯度的侧链Wittig试剂。本发明利用六元环椅式结构的平伏键稳定形式建立手性中心,所用原料价廉易得,不使用手性辅助剂。并且避免了羰基还原,不使用易燃易爆还原剂,反应流程缩短,简便且环保。
本发明的技术特点及优良效果:
本发明描述了一种2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2,2-二取代基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯(Ⅰ)的简便制备方法,尤其是指2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯,2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2-甲氧羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯,2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2-乙氧羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯,2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2-叔丁氧基羰基甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯,其中酯为相应的甲酯、乙酯、叔丁酯或碳四以下酯。本发明利用由3-卤代丙烯和三苯膦反应生成三苯基烯丙基卤化鏻,就地和3,3-二烷氧基丙酸酯或3-烷氧基丙烯酸酯,在路易斯酸催化下“一锅法”制备式Ⅱ(6-三苯基鏻甲基-1,3-二氧六环-4-基乙酸酯盐),然后和强碱Wittig反应制备手性侧链Wittig试剂Ⅰ。原料易得,反应流程短。本发明利用六元环椅式结构平伏键的稳定形式,同时方便地构建两个手性中心,避免使用易燃易爆的不对称还原剂,操作安全性高,成本低。本发明先形成两个手性中心、环保护后再Wittig化,各步中间体稳定性强,产品易于纯化,反应收率高,适合于规模化工业生产。
本发明制备的2-((4R,6S)-6-三苯基膦烯甲叉基-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-基)乙酸酯还可以用于制备开环化合物(3R,5S)-6-三苯基膦烯基-3.5-二羟基己酸酯。