一种索菲布韦中间体的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种索菲布韦中间体的制备方法。
背景技术
索菲布韦是由美国吉利德公司(Gilead Inc.)开发用于治疗慢性丙肝的新药,于2013年12月6日由美国国食品药品监督管理局(FDA)批准上市,是首个无需联合干扰素就能安全有效治疗主要丙肝亚型的药物。中间体是目前索菲布韦合成路线中的关键中间体,结构式如下:
WO2008045419公开了一种对应于式I的中间体的制备方法:以式1甘露醇为原料,经9步反应得到式I的中间体,反应如下:
目前技术中,式I的中间体主要通过该路线生产。但是此路线步骤长,操作繁琐,生产成本较高。而且产生大量的三苯氧磷,锰盐和钡盐等危险固废,环保压力非常大,废物处理成本相当高。
发明内容
针对上述现有技术中的不足,本发明目的在于:提供一种合成路线短,收率高,立体选择性优异,产生的三废少,环境友好,生产成本低,具有明显经济效益,适合工业化大生产的索菲布韦中间体的制备方法。
为实现上述目的提供一种索菲布韦中间体的制备方法,本发明采用了以下技术方案:
一种索菲布韦中间体的制备方法,该中间体的结构对应于式I:
包括如下制备步骤:
A:式II的化合物在碱作用下与式III的化合物缩合,得到式IV的化合物;
B:式IV的化合物经氟化试剂氟化,得到式V的化合物;
C:以式V的化合物为原料与式VI的丙烯醛发生不对称Adol加成反应,高选择性的同时构建两个手性中心,得到式VII的化合物;
D:式VII的化合物与氧化剂反应脱除手性辅基即式II的化合物,关环得到式VIII的化合物;
E:式VIII的化合物经碱处理开环,再酸化关环,异构化为式IX的化合物;
F:式IX的化合物经苯甲酰化,得到式I的中间体。
其合成路线为:
优选的,步骤A中:
所述碱为n-BuLi、iso-BuLi、t-BuLi、LDA、LiHMDS、KHMDS、NaHMDS、叔丁醇钾t-BuOK、t-BuONa、甲醇钠、乙醇钠、三乙胺、DIPEA、DBU有机碱,或者NaOH、KOH无机碱中的任一种;
反应溶剂为甲苯、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环戊基甲醚中的任一种;
反应温度在-78℃到120℃之间。
进一步的,步骤A中,所述碱为叔丁醇钾、甲醇钠;反应溶剂为甲苯、四氢呋喃。
更进一步的,步骤A中,所述式II与式III的化合物摩尔比为1:1至1:1.5;所述碱的用量与式II化合物摩尔比为1:1至3:1。
优选的,步骤B中:
所述氟化试剂为KF、NaF、HF、CsF、KHF2、氟化氢吡啶、三氟化氢三乙胺、四丁基氟化铵中的任一种;
反应溶剂为甲苯、丙酮、2-丁酮、甲基异丁酮、乙腈、DMF、DMSO、N-甲基吡咯烷酮中的任一种;
反应还加入了催化剂,所述催化剂为TBAB、TBAF、TBAI、18-冠醚-6相转移催化剂中的任一种;
反应温度在20℃至150℃之间。
进一步的,步骤B中,所述氟化试剂为KF、三氟化氢三乙胺;反应溶剂为乙腈、DMF;反应温度为50-100℃。
更进一步的,步骤B中,当氟化试剂为三氟化氢三乙胺时,需加入一定量的三乙胺,二者的摩尔配比为1:1至1:5。
优选的,步骤B中,式V的化合物通过乙醇、异丙醇、甲苯、丙酮、2-丁酮、MTBE、乙酸乙酯中的一种或多种溶剂进行结晶纯化。
进一步的,步骤B中,式V的化合物通过乙醇或异丙醇进行结晶纯化。
优选的,步骤C中:
反应在路易斯酸催化下进行,路易斯酸为n-Bu2BOTf、TiCl4、MgCl2、Ti(i-PrO)3Cl、BF3.Et2O、Sn(OTf)2中的任一种;与路易斯酸配对共同使用的碱选自TMEDA、DIPEA、Et3N、Piperidine、1-ethylpiperidine、(-)-Sparteine、Lutidine;
反应温度在-78℃至30℃之间;
反应溶剂为二氯甲烷或1,2-二氯乙烷。
进一步的,步骤C中,所述路易斯酸为n-Bu2BOTf、TiCl4、Ti(i-PrO)3Cl中的任一种;与路易斯酸配对共同使用的碱选自TMEDA、DIPEA、Et3N;反应温度在-78℃到0℃之间;反应溶剂为二氯甲烷。
进一步的,步骤C中,当选择TiCl4为路易斯酸时,添加四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、HMPA中的一种或几种配体。
进一步的,步骤C中,所述的路易斯酸与式V的化合物的摩尔配比为1:1至1:1.5;所述的碱与式V的化合物的摩尔配比为1:1至1:5;当选择TiCl4为路易斯酸时,所述的配体与式V的化合物的摩尔配比为1:1至1:5。
优选的,步骤D中:
氧化剂为m-CPBA、H2O2、Br2、NBS、NCS、I2、NIS中的任一种;
反应溶剂选自DME、MTBE、四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、丙酮、DMF或以上各溶剂与水混合所得的混合溶剂;
反应温度在-50℃到50℃之间。
进一步的,步骤D中,反应体系中还可加入碱调解pH值,所述的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、柠檬酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钾。
更进一步的,步骤D中,所述氧化剂为Br2或NBS;所述的碱为碳酸氢钠或碳酸氢钾。
更进一步的,步骤D中,所述氧化剂与式VII的化合物的摩尔配比为1:1至1:3。
应该注意的是,步骤D中,脱除的(S)-4-苯基-2-恶唑烷酮(式II的化合物)在此进一步回收精制,用于下一个循环。
优选的,步骤E中:
所述的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾无机碱或者甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠有机碱;
反应溶剂选自DME、MTBE、二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、DMF、或以上各溶剂与水混合所得的相应混合溶剂;
反应温度在-50℃到100℃之间。
优选的,步骤E中,所述的酸选自盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、三氟乙酸。
进一步的,步骤E中,所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾;所述的酸为盐酸、硫酸;反应温度为-20℃到90℃。
优选的,步骤E中,反应溶剂也可为水,使该反应在水中进行,经浓缩得到式IX的化合物。
优选的,步骤F中:
反应溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙腈、丙酮、2-丁酮、甲基异丁酮;所用的碱为三乙胺、DIPEA或吡啶的有机碱;反应温度在-10℃到50℃之间进行。
进一步的,步骤F中,所述式I的中间体通过异丙醇、甲苯或乙酸乙酯结晶纯化。
更进一步的,步骤F中,所述式I的中间体通过异丙醇或甲苯结晶纯化。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明以(S)-4-苯基-2-恶唑烷酮(式II)为起始原料,经缩合,氟代,不对称Adol加成,氧化关环,酸碱处理异构化,苯甲酰化6步反应得到式I的中间体,具体路线为:
1)首先,该6步合成反应,合成路线新颖,步骤短,收率高,且立体选择性高。
2)其次,该合成路线反应主要固废为水溶性无机盐,不产生大量废水,环境友好,综合生产成本低,适合工业化大生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明,但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本技术领域的普通技术人员应该理解的是,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
步骤A、式IV化合物的合成:
实施例1
氮气保护下,将式II的化合物(50g,0.31mol)溶于干燥的四氢呋喃(1000mL)中,冷却到-50℃,慢慢滴加正丁基锂(2.5M,135mL,0.34mol),控制内温不高于-40度。滴完,在-50℃左右搅拌30分钟。然后滴加式III的化合物(72.9g,0.34mol),控制内温不得高于-40℃,加完后在-50℃左右搅拌1小时。反应完毕,以饱和氯化铵水溶液(200mL)淬灭,乙酸乙酯(500mL)萃取两次。合并有机相,无水硫酸钠干燥,浓缩。所的粗品加入正己烷(500mL)打浆,过滤,干燥得式IV的化合物。
产量:75.8g,收率:83%。
实施例2
氮气保护下,将式II的化合物(50g,0.31mol)溶于干燥的四氢呋喃(1000mL)中,加入三乙胺(154.9g,1.53mol),DMAP(3.7g,0.031mol),冷却至0-5℃,滴加式III的化合物(99.3g,0.46mol)。加完,升到室温反应过夜。以饱和氯化铵水溶液(200mL)淬灭,乙酸乙酯(500mL)萃取两次。合并有机相,无水硫酸钠干燥,浓缩。所得粗品柱层析,得式IV的化合物。
产量:71.3g,收率:78%。
实施例3
将式II的化合物(250g,1.53mol),加入甲苯(3750mL),加热至70度。滴加甲醇钠甲醇溶液(29wt%,314g,1.68mol)。加完,常压蒸馏出甲醇。冷却至0-5℃,滴加式III的化合物(364.4g,1.68mol),控温不高于20℃。加完,反应1-2小时。反应完毕,加入水(250mL),加热至50-60℃,静置分层,分出水相。有机相用水洗涤两次。有机相浓缩得粗品。所的粗品加入正己烷(1500mL)打浆,过滤,干燥得式IV的中间体。
产量:436g,收率:95.4%。
上述实施例1-3中,所用的碱n-BuLi或三乙胺或甲醇钠也可选自iso-BuLi,t-BuLi,LDA,LiHMDS,KHMDS,NaHMDS,t-BuOK,t-BuONa,乙醇钠,DIPEA,DBU等有机碱,还可选自NaOH,KOH等常规的无机碱;反应溶剂四氢呋喃或甲苯也可用二氯甲烷,乙腈,2-甲基四氢呋喃,环戊基甲醚中的任一种替代;根据反应体系的不同可将反应温度在-78℃到120℃之间适应性调整。
步骤B、式V化合物的合成:
实施例4
氮气保护下,将式IV的化合物(290g,0.97mol)溶于干燥乙腈(1500mL)中,加入TBAB(31.3g,0.097mol),KF(112.9g,1.95mol),加热至80℃左右回流反应40小时。冷却至室温,过滤,滤液浓缩。剩余物加入乙酸乙酯(1000mL),用水洗涤两次。有机相浓缩,所得粗品用异丙醇(690mL)重结晶,得式V的化合物。
产量:150g,收率:65%。
实施例5
氮气保护下,将式IV的化合物(430g,1.44mol)溶于干燥乙腈(1290mL)中,加入三氟化氢三乙胺(116.2g,0.72mol),三乙胺(145.7g,1.44mol),加热至80℃左右回流反应4小时。冷却至室温,减压浓缩至干。剩余物加入乙酸乙酯(1700mL),打浆过滤。滤液分别用水洗涤两次。有机相浓缩,所得粗品用异丙醇(1000mL)重结晶,得式V的化合物。
产量:267g,收率:78%。
实施例6
氮气保护下,将式IV的化合物(430g,1.44mol)溶于干燥DMF(1300mL)中,加入氟化氢吡啶(142.7g,1.44mol),18-冠醚-6(380.6g,1.44mol),加热至150℃左右回流反应4小时。冷却至室温,减压浓缩至干。剩余物加入乙酸乙酯(1700mL),打浆过滤。滤液分别用水洗涤两次。有机相浓缩,所得粗品用乙醇(1000mL)重结晶,得式V的化合物。
产量:258g,收率:75%。
上述实施例4-6中,氟化试剂KF或氟化氢吡啶或三氟化氢三乙胺可用NaF,HF,CsF,KHF2,四丁基氟化铵中的任一种替代;反应溶剂乙腈或DMF可用甲苯,丙酮,2-丁酮,甲基异丁酮,DMSO,N-甲基吡咯烷酮中的任一种替代;催化剂可选TBAB或18-冠醚-6可用TBAF,TBAI等常规相转移催化剂替代。根据反应体系的不同将反应温度在20-150度之间适应性调整。另外,式V的化合物也可选用甲苯,丙酮,2-丁酮,MTBE,乙酸乙酯等溶剂进行结晶纯化。
步骤C、中间体(VII)的合成:
实施例7
氮气保护下,将式V的化合物(10g,42.1mmol),加入干燥的二氯甲烷(50mL),降温至-78℃,逐滴加入路易斯酸TiCl4(8.4g,44.2mmol),温度保持在-78℃以下。加完,搅拌15min。逐滴加入与路易斯酸配对共同使用的Et3N(10.6g,105mmol),温度保持在-78℃以下,加完后搅拌1个小时。然后逐滴加入配体N-甲基吡咯烷酮(4.2g,42.1mmol),温度保持在-78℃以下,加完,搅拌15min。逐滴加入式VI的化合物(4.7g,84.2mmol),加完,在-78℃保温反应1小时。加入饱和氯化铵水溶液(40mL)淬灭,升温至10℃左右,转移至分液漏斗分层,分出有机相,水层以二氯甲烷萃取。合并有机相,依次用水洗,饱和NaCl水溶液洗涤,干燥,浓缩。所得粗品用甲苯重结晶,得式VII的化合物。
产量:10.2g,收率:83%。
产物的非对映选择性(HPLC)达到93:7。
实施例8
氮气保护下,将式V的化合物(50g,0.21mol),加入干燥的二氯甲烷(250mL),降温至-20℃,逐滴加入TiCl4(44g,0.231mol),温度保持在-15℃以下。加完,搅拌1小时。逐滴加入Et3N(23.4g,0.231mol),温度保持在-15℃以下,加完,搅拌2个小时。逐滴加入配体N-甲基吡咯烷酮(20.9g,0.21mol)和三乙胺(29.8g,0.29mol)的混合溶液,温度保持在-15℃以下,加完,搅拌1小时。然后逐滴加入式VI的化合物(23.6g,0.42mol),加完,在-20℃至-15℃之间保温1小时。加入饱和氯化铵水溶液(500mL)淬灭,升温至10℃左右,转移至分液漏斗分层,分出有机相,水层以二氯甲烷萃取。合并有机相,依次用水洗,饱和NaCl水溶液洗涤,干燥,浓缩。所得粗品用甲苯重结晶,得式VII的化合物。
产量:49.1g,收率:79.5%。
产物的非对映选择性(HPLC)达到93.5:6.5。
上述实施例7-8中,配体N-甲基吡咯烷酮可以四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、HMPA中的任一种或几种替代。
实施例9
氮气保护下,将式V的化合物(10g,42.1mmol),加入干燥的二氯甲烷(100mL),降温至0℃,逐滴加入路易斯酸(n-Bu)2BOTf(1M in DCM,46mL,46mmol,1.1eq)。加完,在0度反应15分钟。然后滴加DIPEA(10.9g,84.3mmol),加完,在0度反应2小时。
反应体系降温至-78度,逐滴加入式VI的化合物(4.7g,84.2mmol),加完,在-78度反应2小时,然后慢慢升温至0度反应2小时。反应完毕,加入磷酸缓冲溶液(20mL)淬灭,加入甲醇和30%双氧水(2:1,60mL),搅拌30分钟。分出有机相,水层以二氯甲烷萃取。合并有机相,依次用水洗,饱和NaCl水溶液洗涤,干燥,浓缩。所得粗品用甲苯重结晶,得式VII的化合物。
产量:9.9g,收率:80%。
产物的非对映选择性(HPLC)达到95:5。
上述实施例7-9中,路易斯酸TiCl4或n-Bu2BOTf可用MgCl2,Ti(i-PrO)3Cl,BF3.Et2O,Sn(OTf)2中的任一种替代;与路易斯酸配对共同使用的碱Et3N可用TMEDA,DIPEA,Piperidine,1-ethylpiperidine,(-)-Sparteine,Lutidine中的任一种替代。结合本领域公知常识,根据反应体系的不同将反应温度在-78℃至30℃之间调整,反应溶剂二氯甲烷可用1,2-二氯乙烷替代。
步骤D+E、式IX化合物的合成
实施例10
步骤D:将式VII的化合物(25.9g,0.088mol),加入乙二醇二甲醚/水(体积比4:1,130mL)的混合溶剂溶解,降温至-5℃,分批加入氧化剂NBS(17.3g,0.097mol),加完搅拌2小时。反应完毕后,加入饱和NaHCO3水溶液(20mL),分出水层。水层以二氯甲烷(50mL)萃取两次。合并有机相,依次用水和饱和食盐水洗涤,浓缩。剩余物加入MTBE打浆过滤,滤液浓缩。
步骤E:所得粗品即式VIII的化合物溶于乙醇(100mL),加入30wt%的KOH水溶液(50mL),回流4小时。再加入浓盐酸(16.7mL),回流2小时。减压浓缩至干。粗品以甲苯重结晶,得式IX的中间体。
产量:10.6g,收率73%。
实施例11
步骤D:将式VII的化合物(49.5g,0.169mol)加入二氯甲烷(300mL)、碳酸氢钠(17g,0.2mol)、水(50mL),降温至5-10℃,滴加氧化剂溴素(30.5g,0.19mol),控温不高于15℃。滴毕,搅拌10分钟,然后升温至20-25℃左右搅拌反应2小时。加入亚硫酸氢钠水溶液淬灭,分出水相,水相用二氯甲烷提取。合并有机相,用食盐水洗涤。
步骤E:包含式VIII化合物的有机相升温至35℃左右,滴入氢氧化钾(22g)水溶液(60mL),控制pH为9-10。加完,回流反应6小时。降温到室温,分层,有机层用水洗(30mL)。合并水相,用二氯甲烷萃取一次,向水相中加入浓盐酸(20mL),回流反应2小时。减压浓缩至干。粗品以甲苯重结晶,得式IX的化合物。
产量:22.4g,收率81%。
上述实施例10-11中,步骤D中:氧化剂Br2或者NBS可用m-CPBA、H2O2、NCS、I2、NIS中的任一种替代;反应溶剂乙二醇二甲醚/水可用乙二醇二甲醚DME、MTBE、四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、丙酮、DMF或以上各溶剂与水混合所得的混合溶剂中的任一种替代;用来调节PH值的碱碳酸氢钠可用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、柠檬酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钾中的任一种替代;根据反应体系的不同将反应温度在-50℃到50℃之间进行调整。
步骤E中的碱KOH可用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾无机碱或者甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠有机碱中的任一种替代;反应溶剂乙醇或者二氯甲烷可用DME、MTBE、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、DMF、或以上各溶剂与水混合所得的混合溶剂或纯水中的任一种替代;根据反应体系的不同将反应温度在-50℃到100℃之间进行调整;浓盐酸可用氢溴酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、三氟乙酸中的任一种替代。
步骤F:中间体(I)的合成
实施例12
氮气保护下,将式IX的化合物(20g,0.122mol),加入乙腈(160mL),DMAP(0.74g,0.006mol),苯甲酰氯(51.6g,0.365mol),冷却至20℃左右,滴加三乙胺(37.0g,0.365mol),控制温度不高于40℃。加完,冷却至20-25℃,搅拌反应4小时。反应完毕,冷却至0-5℃,加水(100mL)淬灭。加入乙酸乙酯(300mL),分出有机相。水相再用乙酸乙酯(150mL)萃取一次。合并有机相,分别用饱和碳酸氢钠和食盐水洗涤,干燥,浓缩。所得粗品用异丙醇重结晶,得式I的中间体。
产量:38.5g,收率:84%。
上述实施例中,反应溶剂乙腈可用二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、丙酮、2-丁酮、甲基异丁酮中的任一种替代;反应中的碱三乙胺可用DIPEA或吡啶等常规有机碱替代;根据反应体系的不同将反应温度在-10℃到50℃之间适应性调整;式I的中间体还可以通过甲苯或乙酸乙酯结晶纯化。
上述仅为本发明的部分优选实施例,本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说,在本发明技术方案的构思范围内可以有各种变化和更改,所作的任何变化和更改,均在本发明保护范围之内。