CN104744459A - 吡啶并吡啶酮及其衍生物的合成方法 - Google Patents

吡啶并吡啶酮及其衍生物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本文揭示了结构如式(I)所示的吡啶并吡啶酮类化合物及其制备方法,其含有吡啶并吡啶酮母核,是重要的有机合成中间体,该中间体可用于合成治疗多种与异常激酶活性相关的疾病,如肿瘤、牛皮癣、肝硬化、糖尿病、血管发生、眼科疾病、类风湿关节炎和其他的炎症疾病、免疫疾病、心血管疾病等。该化合物以含氰基吡啶的溴代物为起始原料,经过suzuki偶联或者Buchwald–Hartwig偶联反应、水解、缩合、碱性条件下关环而成,其方法简便、高效、条件温和。

Description

吡啶并吡啶酮及其衍生物的合成方法
技术领域
本发明属于药物中间体合成领域,具体涉及吡啶并吡啶酮及其衍生物的合成方法及其作为生物活性药物中间体的用途。 
背景技术
吡啶酮衍生物具有广泛的生物活性,在医药、农药等领域均有重要的应用。近年来,许多吡啶酮类小分子化合物被作为蛋白激酶抑制剂,广泛用于治疗多种与异常激酶活性相关的疾病,如肿瘤、牛皮癣、肝硬化、糖尿病、血管发生、眼科疾病、类风湿关节炎和其他的炎症疾病、免疫疾病、心血管疾病如动脉硬化和多种肾病。 
吡啶酮衍生物同时也是一类重要的药物中间体,其合成的代表性药物有抗真菌药环吡酮胺、抗肿瘤药吉莫斯特;用于络氨酸激酶和苏氨酸激酶抑制剂的4-杂芳基-2-酰胺吡咯类化合物(WO2005113541)、3-芳基-2-酰胺吡咯类化合物、4-吡啶基稠环吡咯类化合物等。2010年,Roche公司在专利WO2010100070中公开了一类作为布鲁顿激酶抑制剂的2-苯基-异喹啉1-酮衍生物。Genetech公司在近期公开的专利WO2013067277中公开了一类三环结构的布鲁顿抑制剂,且Roche和Genetech公司的化合物中均含有异喹啉-1-酮母核结构,该类化合物可有效的用于治疗有机体中布鲁顿激酶相关的疾炎性和/或自身免疫病症。 
由此可见,吡啶酮类化合物具有良好的生物活性,在众多领域均得到了广泛的应用,但是有关这类化合物及其合成方法的报道非常少,本发明的目的之一在于提供一类吡啶并吡啶酮及其衍生物,本发明的另一目的在于提供这类化合物的合成方法。 
发明内容
本发明要解决的问题就是提供一类吡啶并吡啶酮及其衍生物并提供一种简便、高效、条件温和的合成该化合物的方法。 
该化合物的结构如下: 
其中,R选自氢、C3-8环烷基、C3-8杂环烷基、C5-10芳基、C5-10杂芳基、C5-10杂芳基C1-6亚烷基、氨基、C1-6烷基氨基、C1-6烷基C1-6烷基氨基、甲酰氨基或氨基甲酰基, 
更进一步的,R选自氢、C3-8环烷基、C3-8杂环烷基、C5-10芳基、C5-10杂芳基、C5-10杂芳基C1-6亚烷基、氨基、C1-6烷基氨基或C1-6烷基C1-6烷基氨基; 
X、Y独立选自CH或N,当X是N时,Y是CH,且X是CH时,Y为N。 
更典型的,结构如式(I)所示的化合物,所述化合物选自: 
本发明提供的该化合物可用于肿瘤、牛皮癣、肝硬化、糖尿病、血管发生、眼科疾病、类风湿关节炎和其他的炎症疾病、免疫疾病、心血管疾病如动脉硬化和多种肾病等诸多领域。 
除此以外,本发明的化合物可用于合成抗肿瘤、抗真菌、抗菌、抗病毒、治疗炎性和/或自身免疫病症等多种生物活性的药物。 
本发明还提供了吡啶并吡啶酮及其衍生物的该类化合物的制备方法,主要包括: 
步骤(1):式S过suzuki偶联或Buchwald–Hartwig偶联反应得到S1化合物; 
步骤(2):式S1在碱性条件下水解氧化得到S2; 
步骤(3):式S2在DMF-DMA的四氢呋喃、甲基四氢呋喃、1,4-二氧六环溶液缩合得到化合物S3; 
步骤(4):式S3在有机或者无机碱的作用下,反应生成吡啶并吡啶酮类化合物,操作简单,反应完毕过滤即得产品。 
进一步的,步骤(1)具体反应条件为:通过suzuki偶联或Buchwald–Hartwig偶联反应得到S1化合物,其中suzuki反应的溶剂选自甲苯和水的混合物、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水混合物,催化剂选自醋酸钯(Pd(OAc)2)、四(三苯基膦)钯(Pd(PPh)4)、三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3)或1,1-双(二苯基膦)二茂铁二氯化钯二氯甲烷络合物(Pd(dppf)2Cl2·CH2Cl2),碱选自三乙胺、碳酸钾、碳酸钠或磷酸钾,配体选自4,5-双(二苯基膦)-9,9-二甲基氧杂蒽(Xantphos)、2-二环己基磷-2,4,6-三异丙基联苯(X-phos)或三环己基膦等,反应时间为3-6小时,优选的反应体系为溶剂选自甲苯和水、配体选自三环己基膦、催化剂选自Pd(OAc)2、碱选自磷酸钾(K3PO4)。Buchwald–Hartwig偶联反应采用的催化剂选自Pd(OAc)2或Pd2(dba)3,配体选自Xantphos、X-phos或三环己基膦等,无机盐选自醋酸钾(KOAc)、K3PO4或碳酸铯(Cs2CO3),溶剂选自1,4-二氧六环,反应时间为2-3小时,优选反应体系为:配体选自Xantphos、催化剂选自Pd2(dba)3、碱选自Cs2CO3,溶剂选自1,4-二氧六环。 
步骤(2)具体反应条件为:S1在碱性条件下水解得到S2,反应完毕过滤出固体即为产品,所述的碱选自氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)或碳酸钾(K2CO3)中任意一种,溶剂选自甲醇、二甲亚砜(DMSO)或DMF中一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂;所述氧化剂选自H2O2,反应温度0-45℃,其中,所述碱优选为5M的NaOH溶液。 
步骤(3)具体反应条件为:S2在DMF-DMA的四氢呋喃、甲基四氢呋喃或1,4-二氧六环溶液中缩合得到化合物S3,反应完毕减压去除溶剂后即为产品,其中溶剂优选为甲基四氢呋喃。 
步骤(4)具体反应条件为:化合物S3在叔丁醇钠、叔丁醇钾或氢氧化钠的四氢呋喃溶液中,反应生成吡啶并吡啶酮类化合物,反应过程中会析出大量固体,反应完毕,过滤得到产品,无需柱层析分离,其中,碱优选叔丁醇钾。 
本发明提供的方法简便、高效、条件温和。 
具体实施方式:
本发明内容通过以下的实施例作进一步阐述,但并不限制本发明的范围。 
原料来源和规格: 
试剂和溶剂均为市售商品,化学纯或分析纯。 
实施例1:制备6-环丙基-2,7-萘啶-1(2H)-酮 
6-环丙基-4-甲基-3-氰基吡啶的制备 
称取6-溴-4-甲基3-氰基吡啶(58.8g,0.3mol)、环丙硼酸(30.9g,0.36mol)、三环己基膦(8.4g,0.030mol)、Pd(OAc)2(3.36g,0.015mol)、无水K3PO4(127g,0.6mol)置于2L的三颈瓶中,用氩气置换三次,加入800ml的甲苯,在搅拌下置换三次氩气后加入40ml的纯水,升温至100℃反应3小时,停止反应,冷却至室温下,垫硅藻土过滤掉不溶物,虑液用乙酸乙酯(700mL*3)萃取,再用饱和NaCl水溶液(300mL)洗一次,最后酯层用无水Na2SO4干燥,浓缩至剩余少量溶液时过滤固体,真空干燥得黄色固体(39g,83%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=159.1.1H-NMR(400M,CDCl3)δ:8.58(s,1H),7.11(s,1H),2.54(s,3H),2.05-1.98(m,1H),1.09-1.05(m,4H)ppm. 
6-环丙基-4-甲基吡啶-3-甲酰胺的制备 
称取6-环丙基-4-甲基-3-氰基吡啶(23.4g,0.148mol)、NaOH水溶液(1N,148ml)置于lL的三颈瓶中,加入体积比为1:1甲醇和二甲基亚砜的混合液400ml,在室温下缓慢滴加30%的过氧化氢溶液(27ml,0.45mol),约20分钟滴加完毕,继续在室温下反应2h,停止反应,减压除去部分溶剂后,加入冰水搅拌析出固体,过滤干燥后得白色产品(24.5g,94%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=177.1. 
(E)-6-环丙基-N,N-(二甲亚胺基)-4-甲基吡啶-3-甲酰胺的制备 
称取6-环丙基-4-甲基吡啶-3-甲酰胺(24g,0.136mol)、N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛(32g,0.272mol)置于500ml的圆底烧瓶中,加入甲基四氢呋喃200ml,升温至100℃反应2小时,停止反应,冷却至室温下,减压去除溶剂后,加入正庚烷冷却下搅拌析出固体,干燥后得白色产品(25g,81%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=232.2.1H-NMR(400M,CDCl3)δ:9.22(s,1H),8.58(s,1H),6.97(s,1H),3.18(s,3H)3.16(s,3H),2.62(s,3H),2.0,2-1.98(m,1H),1.09-1.05(m,2H),1.03-0.99(m,2H)ppm. 
6-环丙基-2,7-萘啶-1(2H)-酮的制备 
称取(E)-6-环丙基-N,N-(二甲亚胺基)-4-甲基吡啶-3-甲酰胺(12g,0.052mol)置于250ml的三颈瓶中,加入新制的四氢呋喃溶液200ml,用氩气置换三次后升温至60℃,开始缓慢滴加叔丁醇钾的四氢呋喃溶液(1N,78ml),约30分钟滴加完毕,继续在该温度下反应2小时,反应析出大量固体,停止反应,冷却至室温,减压去除部分溶剂后,加入冰水混合物搅拌析出固体,固体用甲醇洗涤三次,真空干燥后得白色粉状固体(8.0g,83%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=187.1.1H-NMR(400M,CDCl3)δ:9.12(s,1H),7.43(s,1H),7.37-7.35(d,1H),6.44-6.42(d,1H),2.19-2.12(m,1H),1.01--1.00(m,4H)ppm. 
实施例2:制备6-二甲氨基-2,7-萘啶-1(2H)-酮 
6-二甲胺基-4-甲基-3-氰基吡啶的制备 
称取Xantphos(578mg,1mmol)、Pd2(dba)3(457mg,0.50mmol)混合,在氩气保护下加入二氧六环50mL,继续氮气保护,搅拌20min,继续加入Cs2CO3(6.44g,0.02mol)、二甲胺盐酸盐(0.97g,0.012mol),6-溴-4-甲基-3-氰基吡啶(1.95g,0.01mmol),氮气保护下升温至100℃反应2.5h,停止反应冷却至室温下,硅藻土抽滤,虑液用乙酸乙酯(40mL*3)萃取,再用饱和NaCl(30mL)洗一次,最后酯层用无水Na2SO4干燥,浓缩后柱层析分离后得产品(950mg,57%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=162.2. 
6-二甲胺基-4-甲基吡啶-3-甲酰胺的制备 
称取6-二甲胺基-4-甲基-3-氰基吡啶(900mg,5.59mmol)、NaOH(1N,6ml)置于100ml的三颈瓶中,加入体积比1:1的甲醇和二甲基亚砜的混合液20ml,在室温下缓慢滴加30%的过氧化氢溶液(1.26ml,11.2mmol),约5分钟滴加完毕,继续在室温下反应2h,停止反应,减压除去部分溶剂后,加入冰水搅拌析出固体,过滤干燥后得白色产品(850mg,85%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=180.2. 
(E)-6-二甲氨基-N,N-(二甲亚胺基)-4-甲基吡啶-3-甲酰胺的制备 
称取6-二甲胺基-4-甲基吡啶-3-甲酰胺(800mg,4.46mmol)、N,N-二甲基甲酰胺二 甲基缩醛(1.06g,8.92m mol)置于50ml的圆底烧瓶中,加入甲基四氢呋喃20ml,升温至100℃反应2小时,停止反应,冷却至室温下,减压去除溶剂后,加入正庚烷冷却下搅拌析出固体,干燥后得白色产品(825mg,78.9%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=235.2. 
6-二甲氨基-2,7-萘啶-1(2H)-酮的制备 
称取(E)-6-二甲胺基-N,N-(二甲亚胺基)-4-甲基吡啶-3-甲酰胺(600mg,2.55mmol)置于50ml的三颈瓶中,加入新制的四氢呋喃溶液20ml,用氩气置换三次后升温至60℃,开始缓慢滴加叔丁醇钾的四氢呋喃溶液(1N,3ml),约5分钟滴加完毕,继续在该温度下反应2小时,反应析出固体,停止反应,冷却至室温,减压去除部分溶剂后,加入冰水混合物搅拌析出固体,固体用柱层析分离后得产品(320mg,57%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=162.2(8.0g,66%),MS(ESI)m/z:[M+H]+=190.2. 
实施例3:制备2-环丙基-1,6-萘啶-5(6H)-酮 
6-环丙基-2-甲基-3-氰基吡啶的制备 
称取6-溴-4-甲基3-氰基吡啶(14.7g,0.075mol)、环丙硼酸(7.4g,0.09mol)、三环己基膦(2.1g,7.5mmol)、Pd(OAc)2(0.84g,3.75mmol)、无水K3PO4(47g,0.225mol)置于250ml的三颈瓶中,用氩气置换三次,加入80ml的甲苯,在搅拌下置换三次氩气后加入4ml的纯水,升温至100℃反应2小时,停止反应,冷却至室温下,垫硅藻土过滤掉不溶物,虑液用乙酸乙酯(70mL*3)萃取,再用饱和NaCl水溶液(30mL)洗一次,最后酯层用无水Na2SO4干燥,浓缩至剩余少量溶液时过滤固体,真空干燥得黄色固体(7.8g,65.5%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=159.1.1H-NMR(400M,CDCl3)δ:7.69-7.67(d,1H),7.03-7.01(d,1H),2.66(s,3H),2.05-2.02(m,1H),1.10-1.06(m,4H)ppm. 
6-环丙基-2-甲基吡啶-3-甲酰胺的制备 
称取6-环丙基-2-甲基-3-氰基吡啶(7.8g,0.049mol)、NaOH(1N,49ml)置于500ml的三颈瓶中,加入体积比1:1的甲醇和二甲基亚砜的混合液200ml,在室温下缓慢滴加30%的过氧化氢溶液(11.5ml,0.10mol),约20分钟滴加完毕,继续在室温下反应2h, 停止反应,减压除去部分溶剂后,加入冰水搅拌析出固体,过滤干燥后得白色产品(8.3g,96%)。1H-NMR(400M,CDCl3)δ:7.63-7.61(d,1H),6.94-6.92(d,1H),5.87(brs,2H),2.64(s,3H),2.05-2.03(m,1H),1.01-0.99(m,4H)ppm. 
(E)-6-环丙基-N,N-(二甲亚胺基)-2-甲基吡啶-3-甲酰胺的制备 
称取6-环丙基-2-甲基吡啶-3-甲酰胺(8.0g,0.045mol)、N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛(10.7g,0.09mol)置于100ml的圆底烧瓶中,加入甲基四氢呋喃50ml,升温至100℃反应2小时,停止反应,冷却至室温下,减压去除溶剂后,加入正庚烷冷却下搅拌析出固体,干燥后得白色产品(9g,85.7%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=232.2.1H-NMR(400M,CDCl3)δ:8.57(s,1H),8.27-8.22(d,1H),6.91-6.89(d,1H),3.21-3.17(d,6H),2.80(s,3H),2.08-2.05(m,1H),1.04-0.96(m,4H)ppm. 
2-环丙基-1,6-萘啶-5(6H)-酮的制备 
称取(E)-6-环丙基-N,N-(二甲亚胺基)-2-甲基吡啶-3-甲酰胺(6.0g,0.025mol)置于100ml的三颈瓶中,加入新制的四氢呋喃溶液50ml,用氩气置换三次后升温至60℃,开始缓慢滴加叔丁醇钾的四氢呋喃溶液(1N,25ml),约20分钟滴加完毕,继续在该温度下反应3小时,反应析出大量固体,停止反应,冷却至室温,减压去除部分溶剂后,加入冰水混合物搅拌析出固体,固体用甲醇洗涤三次,真空干燥后得白色粉状固体(3.7g,77%)。MS(ESI)m/z:[M+H]+=187.1.1H-NMR(400M,DMSO-d6)δ:11.39(brs,1H),8.31-8.29(d,1H),7.39-7.35(t,2H),6.47-6.45(d,1H),2.24-2.21(m,1H),1.08--1.05(m,4H) 
。 

Claims (9)

1.一种具有式(I)结构的中间体:
其中,R选自氢、C3-8环烷基、C3-8杂环烷基、C5-10芳基、C5-10杂芳基、C5-10杂芳基C1-6烷基、氨基、C1-6烷基氨基、C1-6烷基C1-6烷基氨基、甲酰氨基或氨基甲酰基;X、Y独立选自CH或N,当X是N时,Y是CH,且X是CH时,Y为N。
2.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于所述化合物选自:
3.一种式(I)化合物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
式S3的取代吡啶亚胺类化合物在碱的作用下,反应生成吡啶并吡啶酮类化合物,其中,R1为甲基时,R2为氢;R1为甲基时,R2为氢,R与X、Y如权利要求1定义;所述碱为叔丁醇钠、叔丁醇钾或氢氧化钠,反应温度为40℃至70℃,反应时间为1至4小时。
4.一种式S3化合物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
式S2与DMF-DMA缩合得到S3,其中溶剂选自四氢呋喃、甲基四氢呋喃、1,4-二氧六环,反应温度为75℃至100℃,反应时间为2至3小时。
5.一种式S2化合物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
式S1在碱性条件下水解得到S2,其中碱选自氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钾中任意一种,溶剂选自甲醇、二甲亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中一种溶剂或几种溶剂的混合溶剂,氧化剂选自H2O2,反应温度0-45℃,反应时间0至2小时。
6.一种式S1化合物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
式S通过suzuki偶联或Buchwald–Hartwig偶联反应得到S1化合物,其中suzuki反应的溶剂选自甲苯和水的混合物、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺和水混合物,催化剂选自醋酸钯、四(三苯基膦)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯或1,1-双(二苯基膦)二茂铁二氯化钯二氯甲烷络合物,碱选自三乙胺、碳酸钾或碳酸钠,反应时间为3-6小时;Buchwald–Hartwig偶联反应采用的催化剂选自醋酸钯或四(三苯基膦)钯,配体选自4,5-双(二苯基膦)-9,9-二甲基氧杂蒽或2-二环己基磷-2,4,6-三异丙基联苯,无机盐选自醋酸钾或磷酸钾,溶剂选自1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺和水混合物,反应时间为2至3小时。
7.如权利要求1所述的化合物,其特征在于该中间体可用于合成抗肿瘤药物。
8.如权利要求1所述的化合物,其特征在于该中间体可用于合成有抗真菌、抗菌或抗病毒药物。
9.如权利要求1所述的化合物,其特征在于该中间体可用于合成治疗炎性和/或自身免疫病症的药物。
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