一种(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸胺盐的合成方法
技术领域
本发明涉及医药技术领域,特别涉及一种(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸胺盐的合成方法。
背景技术
丙型病毒性肝炎,简称丙型肝炎、丙肝,是一种由丙型肝炎病毒(Hepatitis CVirus,HCV)感染引起的病毒性疾病。HCV感染后,50%-85%将转化为慢性感染,若不采取合理的防治措施,患者最终将导致肝硬化和肝细胞癌,严重威胁生命安全。HCV主要通过血液、针刺、吸毒等方式传播。一些数据显示,未来20年内与全球丙型肝炎病毒感染相关的死亡率(肝衰竭及肝细胞癌导致的死亡)将继续增加,HCV的防治已成为世界主要的公共卫生问题之一。
目前,丙肝的治疗仍以抗病毒为主,市场上的抗丙肝药物有聚二乙醇干扰素(PEN-IFN)和利巴韦林联合治疗;HCV NS3-4A蛋白酶抑制剂(Telaprevir、Boceprevir、Simeprevir);HCV NS5A蛋白酶抑制剂(Daclatasvir);核苷类聚合酶抑制剂(sofosbuvir)、非核苷类聚合酶抑制剂、基因治疗等。新上市的疗效显著的抗病毒药物价格普遍昂贵,如Sofosbuvir用于12周疗程的价格为84,000 美元(在美国,28片/瓶装Sovaldi的批发商采购成本(WAC)费用为2.8万美元,即每片1000美元,大多数患者需要治疗12周,总费用将达8.4万美元),这个价格让大部分收入偏低的患者难以承受。所以,开发具备高效低毒、疗效显著持久且价格低廉的药物,有着深远的社会意义。
(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸或盐是美国Gilead公司开发的抗丙肝药物GS-5816的重要中间体。GS-5816是一类NS5A蛋白酶抑制剂,目前处于临床试验2期。该药与PSI-7977(Sofosbuvir)联用治疗基因1-6型的试验已进入临床试验3期,有望在2016年上市。当前,Gilead已公布将GS-5816及其与PSI-7977(sofosbuvir)的复方在91个不发达国家的生产和销售权授权给印度8家制药公司。上市后,这些不发达国家的HCV患者将享受到价格相对低廉的抗HCV药物治疗。
现有文献报道的(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸的合成方法主要以L-羟基脯氨酸为原料,或经多步反应得到产物,如WO2012068234中所示,对L-羟基脯氨酸的N原子和羧基进行保护,羟基苯磺酸化后上氰基增加碳原子,再氧化成羧基进而还原为羟基,最后再上甲基得到甲氧基甲基。该方法存在反应路线长,原料成本和生产成本高,纯化难,收率低等缺点。或者如US20130115194所示,以(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯为反应物,与(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸甲酯反应,得到(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸甲酯,随后经氢化还原和酯解反应,得到(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸,该方法因使用了重氮化合物而存在一定的安全隐患问题。
因此,针对以上问题,从原子经济性和成本以及环保的角度出发,设计一种全新的(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸合成路线,具有易纯化,高收率,原料成本和生产成本低, 安全性好的特点。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸胺盐的新合成方法,通过成盐体系,使得氧化体系效率更高,产品更易于纯化分离,所获得的产品质量高,稳定性好,原料成本和生产成本相对较低,且不存在安全隐患问题,即经济又环保。
本发明的(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸胺盐(TM)的合成方法,包括以下步骤:
a.将(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸(IM3)与NR1R2R3胺化物反应,制得(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸胺盐(IM4);
b. 将(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸胺盐(IM4)经钯碳氢化还原反应制得(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸胺盐(TM);
,
其中,所述R1、R2、R3独立选自氢和烃基化合物;
进一步,步骤a中,所述胺化物中R1、R2、R3独立选自C1-C6的烃基化合物;或者,所述R1为氢,R2和R3独立选自C1-C8的烃基化合物;或者R1和R2均为氢,R3选自C1-C10的烃基化合物;
进一步,步骤a中,所述胺化合物为叔丁胺、二环己胺、苄胺、(S)-苯乙胺、金刚烷胺中的一种;
进一步,步骤a中,所述(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸(IM3)采用如下方法制得:将(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)通过Wittig反应制得,
;
进一步,所述Wittig反应的反应试剂为甲氧基甲基三苯基氯化鏻,或甲氧基甲基三苯基氯化鏻与叔丁醇钾、正丁基锂、氢化钠、二异丙基氨基锂中的一种或几种的混合物;
进一步,每一种反应试剂反应试剂与IM2的摩尔量之比为1~3:1;
进一步,所述(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)通过如下方法制得:
将L-羟基脯氨酸(RM1)经过Boc保护得到N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)后再经氧化反应;
;
进一步,所述氧化反应的反应试剂为二氯异氰尿酸钠、四甲基哌啶氮氧化物中的一种或其混合物;
进一步,步骤b中,所述钯碳氢化还原反应的溶剂为水。
本发明的有益效果:本发明的一种(4S)-N-Boc-4-甲氧基甲基-L-脯氨酸胺盐的新合成方法,通过成盐体系,使得氧化体系效率更高,产品更易于纯化分离,所获得的产品纯度高,稳定性好,通过中间体IM4(IM3的盐)直接氢化得到产物,减少了反应步骤,原料成本和生产成本相对较低,且不存在安全隐患问题,即经济又环保。
具体实施方式
实施例一
N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)的合成:
于2L反应瓶中,加入131.13g(1mol) L-羟基脯氨酸和500mL 水,搅拌使其溶解,再加入约240g 饱和碳酸钾溶液调节PH=8~9。反应液加热到20~25℃,滴加218.25g (1mol)(Boc)2O的500mL THF溶液。滴加完毕后,保温20~25℃反应18h, 减压蒸馏,蒸去体系中的THF。水相用2×250mL 甲基叔丁基醚萃取。水相用冰盐浴冷却至0~5℃,用4N HCl 调节PH=2~3, 水相中加入固体NaCl ,用1.1L 乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用300mL 饱和食盐水洗涤,分液,有机相用无水硫酸钠干燥2h, 过滤,滤液浓缩后得油状物,静置后成白色固体,重量230g,收率99.0%;
(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)的合成:
3L 反应瓶中加入120g (0.52mol) N-Boc-L-羟基脯氨酸, 2400mL 二氯甲烷,114.1g (0.52mol) SDIC(二氯异氰尿酸钠), 搅拌并冷却。向反应瓶中分批次加入4.1g(0.026mol) TEMPO, 并控制温度在0~10℃内。反应完成后,过滤,滤液浓缩后得白色固体97.6g,收率82.0%;
(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸铵盐(IM4)的合成:
氮气保护下,向1L 反应瓶中加入65.6g (191mmol,1.1eq)甲氧基甲基三苯基氯化鏻, 500mL THF, 降温至-80~-70℃,分批次加入218mL (348mmol, 2.0eq) 正丁基锂溶液,搅拌反应2小时后,升温至10~20℃反应,得酒红色溶液,再降温至-5~0℃。滴加含有40g(174mmol,1.0eq) IM2 的THF溶液,滴加完毕后,升温至10~20℃反应12h, 滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。搅拌30min, 过滤,滤饼用3×50mL 水洗涤。合并水相,水相中加入40%柠檬酸,调节PH=3~4,然后用800mL 乙酸乙酯分三次萃取,合并IM3的有机相,于20~30℃,滴加二环己胺(262mmol,1.5eq)成盐,过滤得到IM4,收率77.9%,纯度95%;
(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸及其盐(TM)的合成:
向250mL 烧瓶中加入7g(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸二环己胺盐,70mL 水,0.7g 10%钯碳。用氮气置换瓶内空气三次,再用氢气置换瓶内氮气三次,20~25℃反应12h。过滤,滤液用酸调节PH=3, 用乙酸乙酯萃取,浓缩,用乙酸乙酯/正己烷重结晶得游离酸,收率70~80%,纯度99%。
实施例二
N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)的合成:
于2L反应瓶中,加入131.13g(1mol) L-羟基脯氨酸和500mL 水,搅拌使其溶解,再加入约240g 饱和碳酸钾溶液调节PH=8~9。反应液加热到20~25℃,滴加218.25g (1mol)(Boc)2O的500mL THF溶液。滴加完毕后,保温20~25℃反应18h, 减压蒸馏,蒸去体系中的THF。水相用2×250mL 甲基叔丁基醚萃取。水相用冰盐浴冷却至0~5℃,用4N HCl 调节PH=2~3, 水相中加入固体NaCl ,用1.1L 乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用300mL 饱和食盐水洗涤,分液,有机相用无水硫酸钠干燥2h, 过滤,滤液浓缩后得油状物,静置后成白色固体,重量230g,收率99.0%;
(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)的合成:
向2L 反应瓶中加入176.4g (0.43mol) N-Boc-L-羟基脯氨酸, 500mL 二氯甲烷和6克TEMPO,搅拌并冷却到0℃。向反应瓶中滴加次氯酸钠溶液 (0.86mol, 2.0e), 反应结束后,加入饱和KHSO4溶液,调节PH到2左右,过滤,收集滤饼,烘干后得白色固体130g,收率74%;
(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸铵盐(IM4)的合成:
氮气保护下,向1L 反应瓶中加入77.5g (226mmol,1.3eq)甲氧基甲基三苯基氯化鏻, 500mL THF, 降温至-5~0℃,分批次加入16.8g (421mmol, 2.2eq) 氢化钠。升温至10~20℃反应,得桔红色溶液,降温至-5~0℃。滴加40g(174mmol,1.0eq)IM2 的150mL THF溶液,滴加完毕后,升温至10~20℃反应24h, 滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。搅拌30min, 过滤,滤饼用3×50mL 水洗涤。合并水相,水相中加入40%柠檬酸,调节PH=3~4,然后用800mL乙酸乙酯分三次萃取,合并IM3的有机相,于20~30℃滴加二环己胺(262mmol,1.5eq)成盐,过滤得到IM4,收率81.6%,纯度96%。
(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸及其盐(TM)的合成:
向250mL 烧瓶中加入7g(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸二环己胺盐,70mL 水,0.7g 10%钯碳。用氮气置换瓶内空气三次,再用氢气置换瓶内氮气三次,20~25℃反应12h。过滤,滤液用酸调节PH=3, 用乙酸乙酯萃取,浓缩,用乙酸乙酯/正己烷重结晶得游离酸,收率70~80%,纯度99%。
实施例三
N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)的合成:
于2L反应瓶中,加入131.13g(1mol) L-羟基脯氨酸和500mL 水,搅拌使其溶解,再加入约240g 饱和碳酸钾溶液调节PH=8~9。反应液加热到20~25℃,滴加218.25g (1mol)(Boc)2O的500mL THF溶液。滴加完毕后,保温20~25℃反应18h, 减压蒸馏,蒸去体系中的THF。水相用2×250mL 甲基叔丁基醚萃取。水相用冰盐浴冷却至0~5℃,用4N HCl 调节PH=2~3, 水相中加入固体NaCl ,用1.1L 乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用300mL 饱和食盐水洗涤,分液,有机相用无水硫酸钠干燥2h, 过滤,滤液浓缩后得油状物,静置后成白色固体,重量230g,收率99.0%;
(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)的合成:
3L 反应瓶中加入120g (0.52mol) N-Boc-L-羟基脯氨酸, 2400mL 二氯甲烷,114.1g (0.52mol) SDIC(二氯异氰尿酸钠), 搅拌并冷却。向反应瓶中分批次加入4.1g(0.026mol) TEMPO, 并控制温度在0~10℃内。反应完成后,过滤,滤液浓缩后得白色固体97.6g,收率82.0%。
(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸铵盐(IM4)的合成:
氮气保护下,向2L 反应瓶中加入65.6g (191mmol,1.1eq)甲氧基甲基三苯基氯化鏻, 800mL THF, 降温至-80~--70℃,滴加218mL (435mmol, 2.5eq)二异丙基氨基锂,得桔红色溶液。滴加40g(174mmol,1.0eq)IM2 的250mL THF溶液,滴加完毕后,升温至10~20℃反应12h, 滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。搅拌30min, 过滤,滤饼用3×50mL 水洗涤。合并水相,水相中加入40%柠檬酸,调节PH=3~4,然后用800mL甲基叔丁基醚分三次萃取,合并IM3的有机相,于20~30℃,滴加叔丁胺(262mmol, 1.5eq)成盐,过滤得到IM4,收率77.0%,纯度97%;
(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸及其盐(TM)的合成:
向250mL 烧瓶中加入7g(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸叔丁胺盐,70mL甲醇,0.7g 10%钯碳。用氮气置换瓶内空气三次,再用氢气置换瓶内氮气三次,0~5℃反应24h。过滤,滤液浓缩后,向其中加入乙酸乙酯,再用酸调节PH为3,分层,有机相经过干燥,过滤,浓缩,再用乙酸乙酯/正己烷重结晶得游离酸,收率70~75%,纯度99%。
实施例四
N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)的合成:同实施例1;
(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)的合成:同实施例2;
(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸铵盐(IM4)的合成:
氮气保护下,向1L 反应瓶中加入89.5g (261mmol,1.5eq)甲氧基甲基三苯基氯化鏻, 400mL THF, 降温至-5~0℃,分批次加入48.7g (435mmol, 2.5eq) 叔丁醇钾。升温至10~20℃反应,得桔红色溶液,降温至-5~0℃,滴加含有40g(174mmol,1.0eq)IM2 的 THF溶液,滴加完毕后,升温至10~20℃反应12h, 滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。搅拌30min,过滤,滤饼用3×50mL 水洗涤。合并水相,水相中加入40%柠檬酸,调节PH=3~4,然后用800mL乙酸乙酯分三次萃取,合并IM3的有机相,于20~30℃,滴加(S)-苯乙胺(262mmol)成盐,过滤得到IM4,收率62.1%,纯度96%;
(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸及其盐(TM)的合成:同实施例3。
向250mL 烧瓶中加入7g(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸(S)苯乙胺盐,70mL 乙醇,0.7g 10%钯碳。用氮气置换瓶内空气三次,再用氢气置换瓶内氮气三次,20~25℃反应12h。过滤,得到TM的滤液,浓缩,用乙醇/正己烷重结晶得铵盐5.5g, 收率75%,纯度99%。
实施例五
N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)的合成:
于2L反应瓶中,加入131.13g(1mol) L-羟基脯氨酸和500mL 水,搅拌使其溶解,再加入约240g 饱和碳酸钾溶液调节PH=8~9。反应液加热到20~25℃,滴加218.25g (1mol)(Boc)2O的500mL THF溶液。滴加完毕后,保温20~25℃反应18h, 减压蒸馏,蒸去体系中的THF。水相用2×250mL 甲基叔丁基醚萃取。水相用冰盐浴冷却至0~5℃,用4N HCl 调节PH=2~3, 水相中加入固体NaCl ,用1.1L 乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用300mL 饱和食盐水洗涤,分液,有机相用无水硫酸钠干燥2h, 过滤,滤液浓缩后得油状物,静置后成白色固体,重量230g,收率99.0%;
(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)的合成:同实施例1
(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸铵盐(IM4)的合成:
氮气保护下,向1L 反应瓶中加入131g (348mmol,2.0eq)甲氧基甲基三苯基氯化鏻,400mL THF, 降温至-5~0℃,分批次加入39.0g (348mmol, 2.0eq) 叔丁醇钾。升温至10~20℃反应,得桔红色溶液,降温至-5~0℃,滴加含有40g(174mmol,1.0eq)IM2 的THF溶液,滴加完毕后,升温至10~20℃反应12h, 滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。搅拌30min, 过滤,滤饼用3×50mL 水洗涤。合并水相,水相中加入40%柠檬酸,调节PH=3~4,然后用800mL乙酸乙酯分三次萃取,合并IM3的有机相,于20~30℃,滴加苄胺(262mmol)成盐,过滤得到IM4,收率41.1%,纯度99%;
(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸及其盐(TM)的合成:
向250mL 烧瓶中加入7g(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸苄胺盐, 70mL甲醇,0.7g 10%钯碳。用氮气置换瓶内空气三次,再用氢气置换瓶内氮气三次,0~5℃反应24h。过滤,滤液浓缩后,向其中加入乙酸乙酯,再用酸调节PH为3,分层,有机相经过干燥,过滤,浓缩,再用乙酸乙酯/正己烷重结晶得游离酸,收率70~75%,纯度99%。
实施例六
N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)的合成:同实施例1;
(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)的合成:同实施例2;
(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸铵盐(IM4)的合成:
氮气保护下,向1L 反应瓶中加入65.6g (191mmol,1.1eq)甲氧基甲基三苯基氯化鏻, 400mL THF, 降温至-5~0℃,分批次加入39.0g (348mmol, 2.0eq) 叔丁醇钾。升温至20~30℃反应,得桔红色溶液,降温至-5~0℃,滴加含有40g(174mmol,1.0eq)IM2 的THF溶液,滴加完毕后,升温至10~20℃反应12h, 滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。搅拌30min,过滤,滤饼用3×50mL 水洗涤。合并水相,水相中加入40%柠檬酸,调节PH=3~4,然后用800mL乙酸乙酯分三次萃取,合并IM3的有机相,于20~30℃,滴加金刚烷胺(262mmol)成盐,过滤得到IM4,收率65%,纯度97%;
(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸及其盐(TM)的合成:同实施例2。
实施例七
N-Boc-L-羟基脯氨酸(IM1)的合成:同实施例2;
(2S)-N-Boc-4-氧代吡咯烷-2-羧酸(IM2)的合成:同实施例2;
(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸铵盐(IM4)的合成:
氮气保护下,向1L 反应瓶中加入65.6g (191mmol,1.1eq)甲氧基甲基三苯基氯化鏻, 400mL THF, 降温至-5~0℃,分批次加入47.2g (421mmol, 2.2eq) 叔丁醇钾。升温至30~40℃反应,得桔红色溶液,降温至-5~0℃,滴加含有40g(174mmol,1.0eq)IM2 的THF溶液,滴加完毕后,升温至10~20℃反应12h, 滴加饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。搅拌30min,过滤,滤饼用3×50mL 水洗涤。合并水相,水相中加入40%柠檬酸,调节PH=3~4,然后用800mL乙酸乙酯分三次萃取,合并IM3的有机相,于20~30℃,滴加三亚乙基二胺DABCO (262mmol)成盐,过滤得到IM4,收率60%,纯度97%;
(4S)-N-Boc-4--甲氧基甲基-L-脯氨酸及其盐(TM)的合成:
向250mL 烧瓶中加入7g(2S)-N-Boc-4-甲氧基甲叉吡咯烷-2-羧酸三亚乙基二胺DABCO盐, 70mL 水,0.7g 10%钯碳。用氮气置换瓶内空气三次,再用氢气置换瓶内氮气三次,20~25℃反应12h。过滤,滤液用酸调节PH=3, 用乙酸乙酯萃取,浓缩,用乙酸乙酯/正己烷重结晶得游离酸,收率70~80%,纯度99%。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。