一种缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的中间体及其制备方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的中间体及其制备方法。
背景技术
缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂是一类以组蛋白去乙酰化酶为靶点的新型靶向抗肿瘤药物,在抗增殖、促凋亡、促分化、阻滞细胞生长周期、抗血管生成等方面有很好的作用。缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂以其独特的抗肿瘤作用机理,在抗肿瘤药物中占有重要地位。在组蛋白去乙酰化酶抑制剂分类中,缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂结构最为复杂,对多种类型的实体瘤及血液学癌细胞均具有良好的对抗作用,其中。2009年罗米迪辛(FK228)获FDA批准用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)。
缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂具有独特的大环内酯结构,其几种代表性的化合物如下所示。这些化合物具有一些共同的分子结构,其中(3S,4E)-3-羟基-7-硫基-4-庚烯酸为其关键的活性结构,也是合成该种化合物最重要的关键中间体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种收率高且步骤精简缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的中间体及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的中间体,它含有一个三苯甲基保护的巯基,一个羟基和一个羧基被叔丁基保护的的庚烯酸,具有一个手性中心,两种构型;该中间体的化学名称为(3R,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅰ)或(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅱ)。
上述缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂的中间体的制备方法,它包括如下步骤:
(1)将乙酸叔丁酯、丙烯醛和非亲核性强碱溶于有机溶剂中,反应得到3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅲ);
(2)将步骤(1)中所得化合物(Ⅲ)与乙酸乙烯酯溶于有机溶剂后加入脂肪酶和分子筛,得到化合物(Ⅳ),并分离出化合物(Ⅲ)的R构型化合物(Ⅴ);
(3)将步骤(2)中所得的化合物(Ⅴ)与(三苯甲基)硫基-1-丁烯溶于有机溶剂后加入Grubbs催化剂,得到(3R,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅰ);
(4)将步骤(2)中所得化合物(Ⅳ)溶解后在碱作用下水解得到(3S,4E)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅵ);
(5)将步骤4)所得化合物(Ⅵ)与(三苯甲基)硫基-1-丁烯溶于有机溶剂后加入Grubbs催化剂,得到(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅱ)。
其中,上述各步骤均可在氮气保护下进行。
步骤(1)中,所述的有机溶剂为四氢呋喃(THF)、二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈、丙腈、二氧六环、丙酮或乙二醇二甲醚,优选四氢呋喃(THF)。
步骤(1)中,所述的非亲核性强碱为二异丙基氨基锂(LDA)、正丁基锂、双三甲基硅基氨基钠(NaHMD)、双三甲基硅基氨基钾(KHMDS)、四甲基哌啶锂(LiTMP)、氢化钠、氢化钾、叔丁醇钾或叔丁醇钠,优选二异丙基氨基锂(LDA)。
其中,选用二异丙基氨基锂(LDA)时,如需现配现用,则在~90~0℃时,将二异丙基胺和正丁基锂先后加入有机溶剂中,反应30~200min,即得二异丙基氨基锂(LDA);二异丙基胺和正丁基锂的摩尔比为1:1~2,优选1:1。
步骤(1)中,反应温度为-90~30℃,反应时间为10~100min。
步骤(1)中,丙烯醛、乙酸叔丁酯和非亲核性强碱的摩尔比为1:1~1.2:1~2;其中,优选摩尔比为1:1:1~2。
步骤(2)中,所述的有机溶剂为丙烷、丁烷、戊烷、己烷、异己烷、庚烷、异庚烷、异辛烷、环己烷、甲基环己烷脂、苯、甲苯、二甲苯、1,2,3,4-四氢化萘或正戊烷、异戊烷、正戊烷和异戊烷四种溶剂任意比例的混合物,优选正戊烷。
步骤(2)中,所述的脂肪酶为Amano脂肪酶PS或Amano脂肪酶PS固定化酶(硅藻土载体)中的任意一种,优选Amano脂肪酶PS(≥30000U/g,pH 7.0,50℃);其中,3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅲ)的物质的量(mol)与脂肪酶的质量(g)的比为1:80~150,优选1:93.8。
步骤(2)中,所述的分子筛为3A、4A或5A分子筛中的任意一种,优选4A分子筛;其中,3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅲ)的物质的量(mol)与分子筛的质量(g)的比为1:100~300,优选1:156。
步骤(2)中,反应温度为0~50℃,反应时间为1~50h。
步骤(2)中,化合物(Ⅳ)与乙酸乙烯酯的摩尔比为1:1~4,优选1:1~2,进一步优选1:1。
步骤(3)中,所述的有机溶剂为二氯乙烯(DCE)、二氯甲烷(DCM)、三氯甲烷、 四氢呋喃(THF)、1,4-二氧杂环己烷、苯、甲苯、乙腈、丙腈、二氧六环、丙酮或乙二醇二甲醚,优选二氯甲烷。
步骤(3)中,所述的Grubbs催化剂为Grubbs一代催化剂、Grubbs二代催化剂、第一代Hoveyda-Grubbs催化剂或第二代Hoveyda-Grubbs催化剂中,优选Grubbs二代催化剂;其中,Grubbs催化剂需分批加入,加入方法为先加入化合物(Ⅴ)和三分之二重量的Grubbs催化剂,回流,在(三苯甲基)硫基-1-丁烯加入反应体系后再加入剩余的Grubbs催化剂。
步骤(3)中,化合物(Ⅴ)、(三苯甲基)硫基-1-丁烯和Grubbs催化剂的摩尔比为1:1~3:0.01~0.1,优选1:1.5:0.03~0.04。
步骤(4)中,溶解化合物(Ⅳ)的溶剂为甲醇(MeOH)、乙醇、水或质量分数为25~28%的氨水中的任意一种,优选甲醇;所述的碱为NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3或LiOH,优选K2CO3;
步骤(4)中,化合物(Ⅳ)与碱的摩尔比为1:1~3,优选1:2。
步骤(5)中,所述的有机溶剂为二氯乙烯(DCE)、二氯甲烷(DCM)、三氯甲烷、四氢呋喃(THF)、1,4-二氧杂环己烷、苯、甲苯、乙腈、丙腈、二氧六环、丙酮或乙二醇二甲醚,优选二氯甲烷(DCM)。
步骤(5)中,所述的Grubbs催化剂为Grubbs一代催化剂、Grubbs二代催化剂、第一代Hoveyda-Grubbs催化剂或第二代Hoveyda-Grubbs催化剂中,优选Grubbs二代催化剂;其中,Grubbs催化剂需分批加入,加入方法为加入方法为先加入(3S,4E)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅵ)和三分之二重量的Grubbs催化剂,回流,在(三苯甲基)硫基-1-丁烯加入反应体系后再加入剩余的Grubbs催化剂。
步骤(5)中,反应温度为30~150℃,反应时间为2~30h。
步骤(5)中,化合物(Ⅵ)、(三苯甲基)硫基-1-丁烯和Grubbs催化剂的摩尔比为1:1~3:0.01~0.1,优选1:1.5:0.03~0.04。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下优势:
本发明大大缩短了具有分子内二硫键的缩酯环肽类组蛋白去乙酰化酶抑制剂,如罗米迪辛、拉格唑拉等药物及其类似物的合成步骤,降低了生产成本。同时,本发明方法还具有原料廉价易得、反应条件温和、易控制、对人体和环境影响小、产率高和工艺稳定等优势,适合大规模生产。
附图说明
图1为实施例2中制得的(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯的高效液相色谱图。
图2为实施例2中制得的(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯的核磁氢谱图。
图3为实施例2中制得的(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯的质谱图。
图4为实施例2中制得的(3S)-3-乙酰氧基-4-戊烯酸叔丁酯的高效液相色谱图。
图5为实施例2中制得的(3S)-3-乙酰氧基-4-戊烯酸叔丁酯的核磁氢谱图。
图6为实施例2中制得的(3S)-3-乙酰氧基-4-戊烯酸叔丁酯的质谱图。
图7为实施例3中制得的(3R,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯的高效液相色谱图。
图8为实施例5中制得的(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯的高效液相色谱图。
图9为实施例5中制得的(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯的质谱图。
图10为实施例5中制得的(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯的核磁氢谱图。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的内容仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1:外消旋化合物3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅲ)的制备。
(1)将110mmol二异丙基胺(约18.2ml)溶于100ml THF中,氮气保护下于丙酮干冰浴中降温至0℃左右,加入2.5M正丁基锂/正己烷44ml(110mmol),反应40min后降温至-78℃;
(2)将100mmol乙酸叔丁酯(约11.6g,13.4ml)溶于40ml THF后加入到步骤(1)中所得的混合体系中,-78℃下反应60min后滴加100mmol丙烯醛(约6.7ml),80min后于室温下继续反应40min;
(3)将步骤(2)中所得的混合体系用饱和NH4Cl水溶液淬灭后,EA萃取水相3 次并合并有机相,用无水Na2SO4干燥浓缩得到粗品;粗品通过油泵85℃减压蒸馏得到外消旋化合物3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅲ)16.5g,产率为96%。
实施例2:(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅴ)和(3S)-3-乙酰氧基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅳ)的合成。
(1)将实施例1中得到的外消旋化合物3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅲ)16.5g(95.9mmol)、9.0g Amano脂肪酶PS和15.0g4A分子筛溶于495ml正戊烷中,在氮气保护下置于30℃的油浴中;
(2)向步骤(1)中所得的混合体系中加入95.9mmol乙酸乙烯酯(约8.8ml),反应38h后通过硅胶柱纯化(EA:Hexane=1:10)得到(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅴ)和(3S)-3-乙酰氧基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅳ);
其中,得到(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅴ)6.4g,产率为39%,ee值为98%; 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ5.88(ddd,J=16.1,10.5,5.4Hz,1H),5.31(d,J=17.2Hz,1H),5.14(d,J=10.5Hz,1H),4.49(s,1H),3.20(s,1H),2.47(qd,J=16.1,6.1Hz,2H),1.50(d,J=28.3Hz,9H).MS m/z:100(M-OtBu-+H+);
其中,得到(3S)-3-乙酰氧基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅳ)10.7g,产率为52%;1H NMR(400MHz,CDCl3):δ5.83(ddd,J=16.9,10.4,6.2Hz,1H),5.61(d,J=6.0Hz,1H),5.26(dd,J=38.8,13.9Hz,2H),2.57(ddd,J=20.0,14.8,6.5Hz,2H),2.06(d,J=0.7Hz,3H),1.52–1.24(m,9H).MS m/z:100(M-OtBu--Ac-+H+)
实施例3:(3R,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅰ)的合成。
(1)将18.6mmol(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅴ)(约3.2g)和Grubbs二代催化剂0.37mmol(约223.2mg)溶于25ml DCM中,在氮气保护下在40℃油浴中回流;
(2)将(三苯甲基)硫基-1-丁烯27.9mmol(约9.2g)溶于10ml DCM后滴加 入步骤(1)中所得的混合体系中并加入Grubbs二代催化剂0.19mmol(约161.1mg),反应一小时后将所得反应液浓缩,通过硅胶柱纯化(EA:Hexane=1:10)得(3R,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅰ)5.5g,产率为62%,并回收未反应的(3R)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅴ)。
实施例4:(3S)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯的合成。
(1)将实施例2中得到的(3S)-3-乙酰氧基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅳ)10.7g溶于100ml MeOH中并置于冰水浴中;
(2)向步骤(1)中所得的混合体系中分5批加入13.8g K2CO3,2h后抽滤除去K2CO3,加入饱和NH4Cl水溶液稀释,用EA萃取水相3次,用饱和NaCl水溶液洗1次,有机相干燥浓缩既得(3S)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅵ)10.4g,产率为97%,ee值为100%。
实施例5:(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅱ)的合成。
(1)将14.5mmol(3S)-3-羟基-4-戊烯酸叔丁酯(Ⅵ)(约2.5g)、0.29mmolGrubbs二代催化剂(约181.6mg)溶于20ml DCM中,在氮气保护的条件下在40℃油浴中回流;
(2)将21.8mmol(三苯甲基)硫基-1-丁烯(约7.2g)溶于10ml DCM后滴入步骤(1)中所得的混合体系,并加入Grubbs二代催化剂0.15mmol(90.8mg),反应1h后浓缩反应液,通过硅胶柱纯化(EA:Hexane=1:10)得到(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯(Ⅱ)4.3g,产率为63%,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.27(ddd,J=64.6,49.0,24.9Hz,15H),5.47(ddd,J=20.8,15.3,6.5 Hz,2H),4.38(s,1H),2.39(q,J=16.2Hz,2H),2.26–2.14(m,2H),2.07(d,J=6.7Hz,2H),1.62(d,J=24.6Hz,1H),1.50–1.25(m,9H)。
实施例6:(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯的应用
3[2-(9芴甲氧羰基氨基)-3-甲基-丁酰氧基]-7-[(三苯甲基)硫基]-庚烯酸叔丁酯的制备:
取100ml圆底烧瓶,加入(3S,4E)-3-羟基-7-[(三苯甲基)硫基]-4-庚烯酸叔丁酯2.6g(5.5mmol),芴甲氧羰基缬氨酸(Fmoc-Val-OH)2.2g(6.6mmol),30ml DCM,氮气保护,置于冰水浴10min。将二异丙基碳二亚胺831.6mg(6.6mmol)和4-二甲氨基吡啶671mg(5.5mmol)溶在5ml DCM中滴加到反应体系中反应2~4小时,TLC监测反应进程,反应结束后溶液中不溶物通过布氏漏斗抽滤除去,再用0.2MNaH2PO4和0.2M Na2HPO4配成的的缓冲溶液(PH=7)淬灭反应,水相用DCM萃取3次,合并有机相并干燥浓缩过硅胶柱(EA:Hexane=1:10)得3[2-(9芴甲氧羰基氨基)-3-甲基-丁酰氧基]-7-[(三苯甲基)硫基]-庚烯酸叔丁酯4.2g,产率为96%。