一种合成4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的方法
技术领域
本发明属于药物合成技术领域,具体而言涉及4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的制备方法。
背景技术
4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮化学式如下:
4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮是新型抗凝剂利伐沙班的重要中间体之一。利伐沙班(Rivaroxaban)由德国拜耳公司开发,是全球第一个可以直接口服的Xa因子抑制剂,用于防治血栓。利伐沙班是一种高度选择性的Xa因子直接抑制剂,通过抑制凝血因子Xa从而阻止凝血级联系统的内在和外在通路,从而抑制凝血酶血栓的形成。
现阶段4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的合成路线主要有以下几种:
路线一:中国专利CN102827154A中4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的合成路线如下:
上述路线的缺点在于起始物料昂贵难以得到,原料成本高。
路线二:利伐沙班原研公司德国拜耳在中国已授权的专利路线中关于4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的合成方法如下:
上述路线的缺点在于制备中间体a过程中需要使用到昂贵的钯金属,原料成本高,同时生产上使用氢气,相对危险性较大。
路线三:WO2009023233公开了利用吗啉与对氟硝基为起始原料,制得4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮,其反应路线如下:
上述方法合成路线较长,同样存在利用昂贵钯金属进行催化加氢还原硝基的过程。
路线四:WO0147919也描述了化合物4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的合成方法,路线如下:
上述路线的缺点在于环氧化合物原料价格昂贵,反应过程中时间长,能耗大,不适合工业化生产。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的各种问题,本发明提供一种4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的制备方法。
具体而言,本发明合成4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的方法包括以下步骤:
1)使式III所示的化合物经环合反应得到4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮(式IV):
其中,X为卤素,优选为氯或溴;以及
2)使式IV所示的4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮发生与环氧化物开环、取代、成环等一系列反应制得利伐沙班关键中间体4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮(式VII):
首先,4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮与(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷发生开环反应制得中间体V;中间体V再与邻苯二甲酰亚胺化钾发生取代反应制得中间体VI;随后,中间体VI与N,N’-羰基二咪唑反应,然后脱去氨基保护,制得利伐沙班关键中间体VII。
上述步骤1)中,环合反应通常是在缚酸剂存在的条件下进行的,所述缚酸剂可以是碳酸钠和/或碳酸钾,优选为碳酸钾。
上述步骤1)中,环合反应可以使用相转移催化剂进行催化,所述相转移催化剂可以是四丁基溴化铵、四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢,优选为四丁基溴化铵。
上述步骤1)中,环合反应的温度为-5℃至55℃;优选为0℃至20℃。
上述步骤1)中,环合反应的溶剂可选自下列溶剂中的一种或多种:二氯甲烷、氯仿、二甲苯、甲苯;优选为二氯甲烷。
上述步骤1)中,环合反应的反应时间为2-10小时;优选为3-5小时。
步骤1)中所述式III所示的化合物可通过以下方法制备得到:在合适的实验条件下,以1,4-二氨基苯(式I)和2-(2-卤代乙氧基)乙酰卤(式II)为起始原料,加入缚酸剂,经单取代反应后得到式III所示的化合物,如下所示:
上述反应式中,所述X基团为卤素,优选为氯或溴,更优选为氯。
上述制备式III化合物的方法中,所述的缚酸剂可为吡啶或4-二甲氨基吡啶(DMAP),更优选为吡啶。
上述制备式III化合物的方法中,可采用四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯和/或乙醚等非质子性溶剂作为所述单取代反应的溶剂,更优选为四氢呋喃。
上述制备式III化合物的方法中,起始原料1,4-二氨基苯(式I)与2-(2-卤代乙氧基)乙酰卤(式II)的摩尔比优选为3~30∶1,更优选为5~10∶1。摩尔比过大会增加原料成本,摩尔比过小则会导致双取代副产物增多。
上述制备式III化合物的方法中,所述单取代反应的反应温度为0℃到50℃,更优选为10℃到20℃。
进一步的,上述制备式III化合物的方法具体可以是:将1,4-二氨基苯和缚酸剂溶于反应溶剂中,然后滴加2-(2-卤代乙氧基)乙酰卤(式II)溶液进行反应,滴加时间为1~10小时,更优选为2~5小时。
上述步骤2)中,式IV所示的4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮首先与(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷发生开环反应制得中间体V,其中4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮与(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷的摩尔比为1∶2.0~8.0,优选为1∶2.0-~5.0。
上述步骤2)中,中间体V与邻苯二甲酰亚胺化钾进一步反应制得中间体VI,中间体V与邻苯二甲酰亚胺化钾的摩尔比为1∶1.0~2.0,优选为1∶1.3~1.5。
上述步骤2)中,中间体VI与N,N’-羰基二咪唑反应,然后脱去氨基保护,制得中间体VII,中间体VI与N,N’-羰基二咪唑的摩尔比为1∶2.0~8.0,优选为1∶3.0~5.0。
本发明与现有技术相比具有以下优势:
1.本发明首先提供了一种新的中间体N-(4-氨基苯基)-2-(2-卤代乙氧基)乙酰胺(式III)及其制备方法。
所述中间体N-(4-氨基苯基)-2-(2-卤代乙氧基)乙酰胺(式III)为本发明首次得到的,其制备方法是一种使化合物1,4-二氨基苯(式I)和化合物2-(2-卤代乙氧基)乙酰卤(式II)为起始原料,加入缚酸剂经单取代后得到式III所示化合物的新方法。所述的制备方法操作简便,并且所得产物纯度好,收率高,可以高达85%左右,本发明优选方案收率更是可以高达90%以上,适合工业化大生产。
2.本发明其次提供了一种制备4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮的新方法。
该方法经过中间体N-(4-氨基苯基)-2-(2-卤代乙氧基)乙酰胺(式III)制备4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮,所制得的4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮的纯度好,收率高,可高达87%左右,特别是本发明的优选的技术方案的纯度可高达在90%以上;并且在制备过程避免了使用昂贵的金属钯进行硝基还原,操作简便,适合工业化生产。
3.本发明还提供了一种制备4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮(中间体VII)的新方法。
该方法中间体4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮(式IV)与(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷发生开环反应制得中间体V,中间体V再与邻苯二甲酰亚胺化钾反应制得中间体VI,中间体VI与N,N’-羰基二咪唑反应,然后脱去氨基保护,制得利伐沙班关键中间体VII。所述方法制得的4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮的纯度好,收率高,从中间体III至中间体VII的摩尔总收率可高达61%左右;并且在制备过程避免了使用昂贵的金属钯进行硝基还原,操作简便,适合工业化生产。
4.本发明最后提供了一种制备利伐沙班的新方法。
上述中间体VII与2-氯甲酰-5-氯噻吩进行取代反应,制得利伐沙班:
基于本发明方法,最终制得的利伐沙班的纯度好;并且本发明在制备过程避免了使用昂贵的金属钯进行硝基还原,操作简便,适合工业化生产。
5.本发明制备利伐沙班路线短,收率高,污染小,制备过程避免了使用昂贵的金属钯进行硝基还原,适合工业化生产。
6.利用本发明制备利伐沙班收率高,从化合物III经一系列反应制得最终产物利伐沙班的摩尔总收率可高达52%左右。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明,但这并非是对本发明的限制,本领域技术人员根据本发明的基本思想,可以做出各种修改或改进,但是只要不脱离本发明的基本思想,均在本发明的范围之内。
在以下实施例中,HPLC检测所用仪器可以是(例如)日本岛津公司生产的Shimadzu LC-20A。纯度的计算方法采用的是面积归一法;纯度以及ee值的测定方法可参见中国药典(2010版)第二部附录VD;摩尔收率的计算公式为:(产物摩尔数/主原料摩尔数)×100%。质谱检测所用仪器可为美国AB SCIES公司的API5500型液相色谱质谱联用仪。NMR检测所用仪器可为BRUKER公司的AM400MHZ型核磁共振仪。
在以下实施例中,1,4-二氨基苯可得自上海金锦乐实业有限公司;2-(2-氯代乙氧基)乙酰氯可得自杭州拓目科技有限公司;(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷可得自上海至鑫化工有限公司;邻苯二甲酰亚胺化钾可得自青州市奥星化工有限公司;N,N’-羰基二咪唑可得自上海至鑫化工有限公司;2-氯甲酰-5-氯噻吩可得自山东日照力德士科技有限公司。
实施例1:N-(4-氨基苯基)-2-(2-氯代乙氧基)乙酰胺(式III)的制备:
在本实施例,上述反应式中X=Cl。
反应瓶中加入194.7g(1.8mol)的1,4-二氨基苯、47.4g(0.6mol)吡啶和900ml四氢呋喃,搅拌均匀,降温至10℃到20℃,缓慢滴加溶于300ml四氢呋喃的2-(2-氯代乙氧基)乙酰氯46.8g(0.3mol),滴加过程温度控制在10℃到20℃,滴加时间控制在5小时,滴毕,TLC中控(正已烷:乙酸乙酯:三乙胺=30:20:1,体积比)原料基本消失,停止反应,减压(-0.1MPa~-0.09MPa)蒸除四氢呋喃并回收过量的1,4-二氨基苯,加入600ml乙酸乙酯和300ml丙酮的混合溶剂,升温回流溶解残留油状物,降至10℃左右析晶5小时,过滤,减压烘干,得类白色中间体III产物61.8g,摩尔收率90.4%,HPLC纯度98.6%。
通过核磁共振和质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=7.39(d,2H),7.24(s,1H),6.59(d,2H),6.25(s,2H),4.30(s,2H),3.83(t,2H),3.66(t,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=169.2,144.1,128.5,122.3,122.3,116.5,116.5,68.5,68.2,42.3ppm;HR-MS(ESI):C10H13ClN2O2分子量:228.1,[M+H]+测量值:229.7。
实施例2:N-(4-氨基苯基)-2-(2-氯代乙氧基)乙酰胺(式III)的制备:
反应瓶中加入129.8g(1.2mol)的1,4-二氨基苯、31.6g(0.4mol)吡啶和600ml四氢呋喃,搅拌均匀,降温至10℃到20℃,缓慢滴加溶于200ml四氢呋喃的2-(2-氯代乙氧基)乙酰氯31.2g(0.2mol),滴加过程温度控制在10℃到20℃,滴加时间控制在3小时,滴毕,TLC中控(正已烷:乙酸乙酯:三乙胺=30:20:1,体积比)原料基本消失,停止反应,减压(-0.1MPa~-0.09MPa)蒸除四氢呋喃并回收过量的1,4-二氨基苯,加入400ml乙酸乙酯和200ml丙酮的混合溶剂,升温回流溶解残留油状物,降至10℃左右析晶5小时,过滤,减压烘干,得类白色中间体III产物41.8g,摩尔收率91.7%,HPLC纯度97.8%。
通过核磁共振和质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=7.39(d,2H),7.24(s,1H),6.59(d,2H),6.25(s,2H),4.30(s,2H),3.83(t,2H),3.66(t,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3):δ=169.2,144.1,128.5,122.3,122.3,116.5,116.5,68.5,68.2,42.3ppm;HR-MS(ESI):C10H13ClN2O2分子量:228.1,[M+H]+测量值:229.3。
实施例3:4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮(式IV)的制备:
反应瓶中加入实施例1制备的45.6g(0.2mol)N-(4-氨基苯基)-2-(2-氯代乙氧基)乙酰胺(式III)、250ml二氯甲烷、82.8g(0.6mol)碳酸钾、6.4g(0.02mol)四丁基溴化铵,搅拌均匀,反应体系降温至0℃到20℃,保温搅拌5小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比),原料基本消失。过滤除去不溶物,有机层用80ml纯化水洗涤,分液,有机层减压(-0.08MPa~-0.06MPa)蒸干,加入150ml丙酮搅拌3小时,析出晶体,过滤,减压烘干,得4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮35.2g,摩尔收率91.6%,HPLC纯度98.5%。
质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:HR-MS(ESI):C10H12N2O2分子量:192.1,[M+H]+测量值:193.5。
实施例4:4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮(式IV)的制备:
反应瓶中加入实施例2制备的34.2g(0.15mol)N-(4-氨基苯基)-2-(2-氯代乙氧基)乙酰胺(式III)、200ml二氯甲烷、62.1g(0.45mol)碳酸钾、4.8g(0.015mol)四丁基溴化铵,搅拌均匀,反应体系降温至0℃到20℃,保温搅拌3小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比),原料基本消失。过滤除去不溶物,有机层用60ml纯化水洗涤,分液,有机层减压(-0.08MPa~-0.06MPa)蒸干,加入110ml丙酮搅拌3小时,析出晶体,过滤,减压烘干,得4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮26.6g,摩尔收率92.4%,HPLC纯度98.2%。
质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:HR-MS(ESI):C10H12N2O2分子量:192.1,[M+H]+测量值:193.7。
实施例5:4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮(式VII)的制备:
反应瓶中加入实施例3制备的32.7g(0.17mol)4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮(式IV)、64.4g(0.70mol)(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷和600ml异丙醇,搅拌均匀,升温至回流反应17小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,将反应液浓缩得到中间体V粗品,再加入300ml丙酮升温回流20分钟,自然降温搅拌析晶3小时,过滤,减压烘干,得到中间体V约42.6g(0.15mol),中间体IV制备中间体V的摩尔收率约88.2%。
反应瓶中,将所得的42.6g(0.15mol)中间体V用400ml无水甲醇溶解,随后加入38.8g(0.21mol)的邻苯二甲酰亚胺化钾,升温回流10小时,TLC中控(乙酸乙酯:甲醇=10:1,体积比)反应完全,热过滤,滤液降至室温(约25℃)搅拌2小时,过滤,滤饼用100ml无水甲醇淋洗,减压烘干,得到类白色中间体VI约51.4g(0.13mol),中间体V制备中间体VI的摩尔收率约86.7%。
反应瓶中加入所得的51.4g(0.13mol)中间体VI、300ml四氢呋喃、84.3g(0.52mol)N,N’-羰基二咪唑搅拌均匀,加入6.5g的4-二甲氨基吡啶(DMAP),升温回流12小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,停止反应,降至室温后搅拌1小时,过滤,滤饼用50ml四氢呋喃和100ml的95%乙醇依次洗涤,所得湿品直接投入到反应瓶,并加入500ml的95%乙醇和110ml的30-33%甲胺水溶液,搅拌均匀,升温回流8小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,降至室温,用37%盐酸(V/V)调节pH至1-2,析出大量白色固体,过滤,滤饼用50ml的95%乙醇淋洗。减压烘干,得到的39.2g(0.12mol)类白色固体为中间体VII的盐酸盐,中间体VI制备中间体VII的摩尔收率约92.2%,HPLC纯度99.3%。
将39.2g(0.12mol)的中间体VII盐酸盐加入到200ml纯化水和200ml二氯甲烷中,搅拌下,用碳酸钠调节pH值至8左右,分液,有机层蒸干,得中间体VII油状物33.2g(0.114mol),解盐摩尔收率95.0%,HPLC纯度98.2%。
质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:HR-MS(ESI):C14H17N3O4分子量:291.1,[M+H]+测量值:292.5。
实施例6:4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮(式VII)的制备:
反应瓶中加入实施例4制备的24.5g(0.128mol)4-(4-氨基苯基)-3-吗啉酮(式IV)、48.3g(0.525mol)(R)-2-(氯甲基)环氧乙烷和450ml异丙醇,搅拌均匀,升温至回流反应17小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,将反应液浓缩得到中间体V粗品,再加入220ml丙酮升温回流20分钟,自然降温搅拌析晶3小时,过滤,减压烘干,得到中间体V约32.7g(0.115mol),中间体IV制备中间体V的摩尔收率约89.8%。
反应瓶中,将所得的32.7g(0.115mol)中间体V用300ml无水甲醇溶解,随后加入29.1g(0.157mol)的邻苯二甲酰亚胺化钾,升温回流9小时,TLC中控(乙酸乙酯:甲醇=10:1,体积比)反应完全,热过滤,滤液降至室温(约25℃)搅拌2小时,过滤,滤饼用75ml无水甲醇淋洗,减压烘干,得到类白色中间体VI约39.9g(0.101mol),中间体V制备中间体VI的摩尔收率约87.8%。
反应瓶中加入所得的39.9g(0.101mol)中间体VI、100ml四氢呋喃、63.2g(0.39mol)N,N’-羰基二咪唑搅拌均匀,加入5.0g的4-二甲氨基吡啶(DMAP),升温回流10小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,停止反应,降至室温后搅拌1小时,过滤,滤饼用40ml四氢呋喃和70ml的95%乙醇依次洗涤,所得湿品直接投入到反应瓶,并加入400ml的95%乙醇和80ml的30-33%甲胺水溶液,搅拌均匀,升温回流8小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,降至室温,用37%盐酸(V/V)调节pH至1-2,析出大量白色固体,过滤,滤饼用40ml的95%乙醇淋洗。减压烘干,得到的29.3g(0.09mol)类白色固体为中间体VII的盐酸盐,中间体VI制备中间体VII盐酸盐的摩尔收率约89.1%,HPLC纯度99.4%。
将29.3g(0.09mol)的中间体VII盐酸盐加入到150ml纯化水和150ml二氯甲烷中,搅拌下,用碳酸钠调节pH值至8左右,分液,有机层蒸干,得中间体VII油状物25.3g(0.087mol),解盐摩尔收率96.7%,HPLC纯度98.5%。
质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:HR-MS(ESI):C14H17N3O4分子量:291.1,[M+H]+测量值:291.2。
实施例7:利代沙班的制备:
反应瓶中加入实施例5制备的20.4g(0.07mol)4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮(式VII)、200ml的N,N-二甲基甲酰胺、10g三乙胺,搅拌均匀,20℃到30℃下滴加12.6g(0.07mol)2-氯甲酰-5-氯噻吩,滴毕,继续保温在20℃到30℃反应5小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,将反应液倒入500ml纯化水中,有大量固体析出,搅拌1小时,过滤,滤饼用100ml纯化水洗涤,减压烘干,得利伐沙班产品26.1g(0.060mol),摩尔收率85.7%,HPLC纯度99.6%
质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:HR-MS(ESI):C19H18ClN3O5S分子量:435.1,[M+H]+测量值:436.8。
实施例8:利代沙班的制备:
反应瓶中加入实施例6制备的20.4g(0.07mol)4-{4-[(5S)-5-(氨基甲基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基]苯基}吗啉-3-酮(式VII)、200ml的N,N-二甲基甲酰胺、10g三乙胺,搅拌均匀,20℃到30℃下滴加14.4g(0.08mol)2-氯甲酰-5-氯噻吩,滴毕,继续保温在20℃到30℃反应5小时,TLC中控(二氯甲烷:甲醇=20:1,体积比)反应完全,将反应液倒入500ml纯化水中,有大量固体析出,搅拌1小时,过滤,滤饼用100ml纯化水洗涤,减压烘干,得利伐沙班产品25.3g(0.058mol),摩尔收率82.9%,HPLC纯度99.5%
质谱分析得到的标题产物的检测数据如下:HR-MS(ESI):C19H18ClN3O5S分子量:435.1,[M+H]+测量值:436.4。