CN108101899B - IDO1抑制剂Epacadostat中间体的制备方法 - Google Patents

IDO1抑制剂Epacadostat中间体的制备方法 Download PDF

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    • C07D413/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
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    • C07D413/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond

Abstract

本发明涉及药物合成领域。具体涉及IDO1抑制剂Epacadostat中间体4‑(3‑溴‑4‑氟苯基)‑3‑(4‑((2‑溴乙基)氨基)‑1,2,5‑噁二唑‑3‑基)‑1,2,4‑噁二唑‑5(4H)‑酮(VI)的制备方法。其特征是包括下列反应式，本发明的方法具有原料易得、反应条件温和等特点，有利于工业化生产。

Description

IDO1抑制剂Epacadostat中间体的制备方法
技术领域
本发明涉及药物合成领域，具体涉及IDO1抑制剂Epacadostat(I)中间体的制备方法。
背景技术
吲哚胺2,3-双加氧酶(Indoleamine-2,3-dioxygenase，简称IDO)是一种含有亚铁血红素的单体酶，其包含两种亚型，分别为吲哚胺2,3-双加氧酶1(Indoleamine-2,3-dioxygenase 1，简称IDO1)和吲哚胺2,3-双加氧酶2(Indoleamine-2,3-dioxygenase 2，简称IDO2)。IDO能够催化色氨酸通过氧化反应转化成N-甲酰犬尿氨酸，当IDO过量表达时，会导致体内色氨酸大量降解和N-甲酰犬尿氨酸聚集。研究发现，IDO与多种疾病的发病机制密切相关，如：癌症、抑郁症、阿尔兹海默症等。
Epacadostat(INCB-24360，I)，化学名为(Z)-N-(3-溴-4-氟苯基)-N’-羟基-4-(2-(氨基磺酰氨基)乙氨基)-3-甲肟基-1,2,5-噁二唑，由美国Incyte制药公司开发的一种选择性IDO1抑制剂，目前已有多个适应症进入了临床III期和II期研究，主要用于卵巢癌、黑色素瘤、转移性非小细胞肺癌等治疗。其结构式如下：
Figure BDA0001577455820000011
目前，文献报道的Epacadostat(I)的合成路线主要有如下几种：
路线一(WO 2015070007)：
Figure BDA0001577455820000012
Figure BDA0001577455820000021
该路线以丙二腈为起始原料，经9步反应制得I，总体反应条件可控，但总收率仅为12.2％。另外，由于反应中使用价格较贵的N-叔丁氧羰基-2-氨基乙醛(XI)，导致生产成本较高。
路线二(WO 2015070007)：
Figure BDA0001577455820000022
该路线如以氯磺酰异氰酸酯计，只需4步反应；但以化合物V计，总收率仅为12.1％。另外，氯磺酰异氰酸酯对呼吸道和皮肤有强烈刺激性，且毒性大，不利于劳动保护。
路线三(US 8796319)：
Figure BDA0001577455820000023
Figure BDA0001577455820000031
该路线以丙二腈为起始原料，经14步反应制得I，工艺路线长，总收率为25.7％；另外，在第8步反应中，需要超低温操作和使用三溴化硼试剂，不利于工业化生产。
路线四(WO 2017124822)：
Figure BDA0001577455820000032
该路线以丙二腈为起始原料，经7步反应制得I。路线虽然较短，但第5步使用的氮丙啶是一种剧毒、易燃试剂，不利于劳动保护；第6步需要高温微波反应，难以放大生产。
综上所述，综合考虑原料成本、反应步骤、反应条件、工业化放大、以及劳动保护等因素，路线一具有综合优势，是一条工业化前景较好的工艺路线，但其也存在缺点，有待改进。
发明内容
本发明公开了Epacadostat(I)的关键中间体3-(4-((2-氨乙基)氨基)-1,2,5-噁二唑-3-基)-4-(3- 溴-4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮盐酸盐(VIII)的制备方法。具体以3-(4-氨基-1,2,5-噁二唑-3-基)-4-(3-溴-4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(V)为原料，经还原胺化制得关键中间体 VI，中间体VI是新化合物，VI再经叠氮基取代得到3-(4-((2-叠氮基乙基)氨基)-1,2,5-噁二唑 -3-基)-4-(3-溴-4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(VII)，最后经还原制得VIII。与路线一相比，本发明的工艺路线原料和试剂易得，价格便宜，成本较低，且易于工业化。
本发明的中间体新化合物VI用下列方法制备：
Figure BDA0001577455820000041
Epacadostat的关键中间体VIII的制备方法，包括：
Figure BDA0001577455820000042
其中：X为氯、溴、碘或甲磺酰氧基；R为-CHO、-CH(OCH3)2或-CH(OCH2CH3)2。
X优选溴；R优选-CH(OCH3)2或-CH(OCH2CH3)2；还原剂优选氰基硼氢化钠、三甲基硅烷或三乙基硅烷。还原剂更优选三乙基硅烷
由化合物V制备化合物VI时，X优选氯、溴、碘或甲磺酰氧基(OMs)，更优选溴；R 优选-CHO、-CH(OCH3)2或-CH(OCH2CH3)2，更优选-CH(OCH3)2或-CH(OCH2CH3)2；还原剂优选硼氢化钠、硼氢化钾、氰基硼氢化钠、三甲基硅烷或三乙基硅烷，更优选三乙基硅烷。
由化合物V制备化合物VI时，优选加入催化剂和反应溶剂。催化剂优选盐酸、硫酸、醋酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸中的一种或者任意两种的混合酸，更优选三氟乙酸；反应溶剂优选二氯甲烷、四氢呋喃或1,4-二氧六烷中的一种或任意两种的混合溶剂，更优选二氯甲烷；反应温度优选-5℃～50℃，更优选0℃～25℃；化合物V：还原剂：三氟乙酸(摩尔比)优选1: 1:5～1:6:40，更优选1:2:10～1:4:20。
由化合物VI制备化合物VII时，反应溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)或二甲亚砜(DMSO)中的一种或任意两种的混合溶剂，更优选N,N-二甲基甲酰胺；反应温度优选25℃～75℃，更优选45℃～55℃；化合物VI：叠氮化钠(摩尔比) 优选1:1～1:2，更优选1:1～1:1.25。
由化合物VII制备化合物VIII时，还原剂优选碘化钠/三甲基氯硅烷，反应溶剂优选甲醇或乙醇，反应温度要求不高，可以0℃～35℃。
本发明还公开了一种制备Epacadostat(I)的方法，以化合物V为原料，经过还原胺化、叠氮基取代、还原、氨磺酰化、脱Boc、水解等6步反应制得化合物I
Figure BDA0001577455820000051
其中化合物V可以丙二腈为起始原料，经过四步反应制得(可参考WO2015070007)。
Figure BDA0001577455820000052
Figure BDA0001577455820000061
本发明提供的Epacadostat(I)的制备方法，当制得化合物V后，采用易得到的醛或缩醛 (如2-溴-1,1-二乙氧基乙烷)通过还原胺化制得化合物VI，VI再与叠氮钠反应得到化合物 VII，VII再经还原得到化合物VIII，这些关键反应具有原料易得、反应条件温和等优点。文献(WO 2015070007)将化合物V与N-叔丁氧羰基-2-氨基乙醛反应得到化合物XII，XII再经脱Boc保护基得到化合物VIII，其中N-叔丁氧羰基-2-氨基乙醛不仅价贵，而且不易得到。
具体实施方式
实施例1
4-氨基-N'-羟基-1,2,5-噁二唑-3-甲脒(II)的制备
将丙二腈(25.0g,378.4mmol)加入500mL三颈瓶中，加入水(75mL)，45℃加热搅拌溶解，再置于冰浴中，加入冰醋酸(21.6mL,378.4mmol)，冷却至0℃时，滴加NaNO2(28.7 g,416.2mmol)溶于50mL水所得的溶液，加毕，于室温搅拌2小时左右(TLC监测反应完全)。0℃下，滴加NH2OH·HCl(65.7g,946.12mmol)溶于80mL水所得的溶液，并用NaOH 溶液将反应液调pH至9～10，加毕，于室温反应4小时左右(TLC监测反应完全)；升温加热回流反应8小时左右(TLC监测反应完全)；停止加热，冷却，抽滤，45℃烘干得淡黄色固体39.1g，收率72.2％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):10.45(s,1H,-C＝N-OH),6.25(s,2H,Ar-NH 2),6.17(s,2H,HO-N＝C-NH 2).
4-氨基-N'-羟基-1,2,5-噁二唑-3-碳酰亚胺基氯(III)的制备
将化合物II(32.0g,223.6mmol)加入1L三颈瓶中，依次加入水(200mL)、冰醋酸(76.7 mL,1.34mol)和6mol/L HCl溶液(111.8mL,670.8mmol)，升温至45℃搅拌溶解，加入NaCl (39.2g,670.8mmol)搅拌至溶清；再置于冰浴中，于0℃下滴加NaNO2(46.2g,670.8mmol) 溶于75mL水所得的溶液，加毕，维持0℃反应4小时，有大量白色固体析出(TLC监测反应完全)，抽滤，滤饼水洗三次，45℃烘干得白色固体21.5g，收率59.4％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):13.40(s,1H,-C＝N-OH),6.30(s,2H,Ar-NH 2).4-氨基-N-(3-溴-4-氟苯基)-N'-羟基-1,2,5-噁二唑-3-甲脒(IV)的制备
将化合物III(63.0g,387.5mmol)和乙醇(300mL)加入1L三颈瓶中，搅拌溶解，加入3-溴-4-氟苯胺(81.0g,426.3mmol)，室温下滴加NaHCO3(81.4g,969.1mmol)溶于250mL 水所得的溶液，升温至60℃，反应12小时左右(TLC监测反应完全)；将反应液转移至1L 茄型瓶中，减压蒸除乙醇，残留物用乙酸乙酯萃取三次(200mL×3)，合并有机层，用饱和 NaCl溶液洗两次，无水Na2SO4干燥；抽滤，滤液减压浓缩至干，用乙酸乙酯/正己烷重结晶，抽滤，45℃烘干得类白色固体76.0g，收率62.0％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):11.46(s,1H,-C＝N-OH),8.89(s,1H,HO-N＝C-NH-),6.99(t,J＝8.8Hz,1H,-ArH),6.81(dd,J1＝6.0,J2＝2.7Hz,1H,-ArH),6.56-6.51(m,1H, ArH),6.28(s,2H,Ar-NH 2).
3-(4-氨基-1,2,5-噁二唑-3-基)-4-(3-溴-4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(V)的制备
将化合物IV(76.0g,240.4mmol)、乙酸乙酯(500mL)和CDI(54.5g,336.6mmol)依次加入1L茄型瓶中，室温搅拌12小时左右(TLC监测反应完全)；加入水(300mL)，萃取，水层再用乙酸乙酯(150mL)萃取一次，合并有机相，依次用2mol/L HCl溶液和饱和氯化钠溶液各洗一次，无水硫酸钠干燥，抽滤，滤液减压浓缩至干，用甲醇进行打浆，抽滤，45℃烘干得类白色固体77.0g，收率93.7％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):8.10(dd,J1＝6.2,J2＝2.4Hz,1H,ArH),7.74(m, 1H,ArH),7.61(t,J＝8.7Hz,1H,ArH),6.63(s,2H,Ar-NH 2).
4-(3-溴-4-氟苯基)-3-(4-((2-溴乙基)氨基)-1,2,5-噁二唑-3-基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(VI)的制备
将化合物V(50g,146.2mmol)和2-溴-1,1-二乙氧基乙烷(66.0mL,438.5mmol)加入1 L三颈瓶中，加入二氯甲烷(250mL)，0℃下，滴加三氟乙酸(156.0mL,2.2mol)，保温搅拌1小时，滴加三乙基硅烷(93.4mL,586.3mmol)，加毕，抽真空氮气保护，室温反应12 小时左右(TLC监测反应基本完成)；将反应液转移至1L茄型瓶中，减压蒸除溶剂，残留物加入甲醇300mL，搅拌片刻，滤除不溶物，滤液浓缩，残留物用石油醚打浆三次，抽滤得到白色固体，45℃烘干，硅胶快速柱层析，得白色固体55.2g，收率84.1％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):8.12–8.06(m,1H,ArH),7.78–7.66(m,1H,ArH),7.59(t,J＝8.7Hz,1H,ArH),6.83(s,1H,Ar-NH),3.64–3.62(m,4H,-CH2CH 2).
3-(4-((2-叠氮基乙基)氨基)-1,2,5-噁二唑-3-基)-4-(3-溴-4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(VII) 的制备
将化合物VI(48.0g,106.9mmol)和DMF(300mL)加入1L三颈瓶中，搅拌溶解，0℃下，缓慢加入叠氮化钠(8.3g,128.3mmol)，保温搅拌10分钟，移置50℃中加热搅拌4小时左右(TLC监测反应完全)；于冰浴下缓慢滴加水(330mL)，有大量固体析出，抽滤，滤饼水洗三次，45℃烘干得橙黄色固体37.2g，收率84.7％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):8.18–8.03(m,1H,ArH),7.81–7.71(m,1H,ArH), 7.62(t,J＝7.7Hz,1H,ArH),6.83(s,1H,Ar-NH),3.60–3.55(m,2H,-CH 2),3.50–3.46(m,2H, -CH 2).
3-(4-((2-氨乙基)氨基)-1,2,5-噁二唑-3-基)-4-(3-溴-4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮盐酸盐(VIII) 的制备
将化合物VII(50.0g,121.9mmol)和碘化钠(109.6g,731.7mmol)加入1L三颈瓶中，加入甲醇(250mL)，室温搅拌1小时，0℃下，滴加三甲基氯硅烷(92.7mL,731.7mmol)，加毕，室温反应4小时，再于0℃下滴加硫代硫酸钠(32.9g,304.8mmol)溶于100mL水所得的溶液，加毕，缓慢加入碳酸钾调pH至9以上，并加入250mL水，加入二碳酸二叔丁酯 (31.9g,146.30mmol)，反应过程中保持pH>9，室温搅拌反应8小时左右(TLC监测反应完全)，抽滤，并用水洗三次，45℃烘干得浅黄色固体58.5g，收率98.8％。
干燥后的固体加入1L三颈瓶中，加入乙酸乙酯(200mL)，0℃下滴加饱和HCl的乙酸乙酯溶液(200mL)，室温下搅拌8小时，抽滤，得到类白色固体，用乙酸乙酯打浆，抽滤，45℃烘干，得到类白色固体46.0g，收率90.5％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):8.17–8.14(m,1H,-ArH),8.06(s,3H,-NH2HCl),7.80–7.75(m,1H,-ArH),7.62(t,J＝8.7Hz,1H,-ArH),6.79(t,J＝6.0Hz,1H,Ar-NH),3.54(q, J＝6.1Hz,2H,-CH2 ),3.05(t,J＝6.2Hz,2H,-CH 2).
(N-(2-((4-(4-(3-溴-4-氟苯基)-5-氧代-4,5-二氢-1,2,4-噁二唑-3-基)-1,2,5-噁二唑-3-基)氨基)乙基) 氨磺酰基)氨基甲酸叔丁酯(IX)的制备
将化合物VIII(46.0g,109.1mmol)和二氯甲烷(300mL)加入1L三颈瓶中，冷却至-20℃，缓慢滴加(氯磺酰基)氨基甲酸叔丁酯(24.7g,114.5mmol)溶于100mL二氯甲烷所得的溶液，滴加过程中控制内温不超过-10℃，加毕，保温搅拌10分钟，缓慢滴加三乙胺(45.4mL,327.2 mmol)，控制内温不超过-5℃，滴毕，保温搅拌10分钟，再于室温搅拌2小时左右(TLC监测反应完全)；将反应液转移至1L茄型瓶中，减压浓缩，得到黄色油状物，加入250mL乙酸乙酯和200mL水，用2mol/L HCl调pH至3～4，分出有机层，水层再用乙酸乙酯(100mL) 萃取一次，合并有机层，减压浓缩得类白色固体，用甲基叔丁基醚打浆一次，抽滤，45℃烘干得到白色固体45.3g，收率73.7％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):10.92(s,H,-NH),8.14–8.05(m,1H,-ArH),7.77 –7.67(m,2H,-ArH+-NH),7.58(t,J＝8.5Hz,1H,-ArH),6.70(t,J＝5.5Hz,1H,-NH),3.37–3.28(m,2H,-CH2 ),3.13–3.08(m,2H,-CH2 ),1.37(s,9H,-(CH3)3 ).
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6+D2O),δ(ppm):8.00–7.98(m,1H,-ArH),7.65–7.62(m,1H,-ArH),7.52(t,J＝8.4Hz,1H,-ArH),3.36–3.30(m,2H,-CH2 ),3.08–3.05(m,2H,-CH2 ),1.33(s,9H,-(CH3)3 ).
3-(4-((2-(氨磺酰基氨基)乙基)氨基)-1,2,5-噁二唑-3-基)-4-(3-溴-4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)- 酮(X)的制备
将化合物IX(45.3g,80.4mmol)和二氯甲烷(200mL)加入1L三颈瓶中，搅拌溶解， 0℃下滴加三氟乙酸(57.5mL,802.6mmol)，保温搅拌10分钟，再于室温搅拌4小时左右(TLC监测反应完毕)；将反应液转移至1L茄型瓶中，减压浓缩得浅棕色固体，用二氯甲烷打浆，抽滤，45℃烘干得白色固体31.5g，收率84.6％。
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6),δ(ppm):8.09(dd,J1＝6.2,J2＝2.4Hz,1H,-ArH),7.74–7.69(m,1H,-ArH),7.60(t,J＝8.7Hz,1H,-ArH),6.65(t,J＝5.8Hz,1H,-NH),6.55(s,2H,-NH 2), 6.50(t,J＝5.7Hz,1H,-NH),3.41(dd,J1＝12.5,J2＝6.2Hz,2H,-CH 2),3.13(dd,J1＝12.3,J2＝ 6.2Hz,2H,-CH2 ).
N-(3-溴-4-氟苯基)-N'-羟基-4-((2-(氨磺酰基氨基)乙基)氨基)-1,2,5-噁二唑-3-甲脒(I)的制备
将化合物X(31.5g,67.8mmol)和四氢呋喃(150mL)加入500mL三颈瓶中，0℃下滴加2mol/L NaOH溶液(170.0mL,339.4mmol)，加毕，于40℃搅拌反应5小时左右(TLC 监测反应完毕)；将反应液转移至1L茄型瓶中，减压蒸除THF，残留水相用二氯甲烷(100mL) 萃取一次，水相用浓盐酸调pH至3～4，用二氯甲烷(150mL×3)萃取，有机层用饱和氯化钠溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得黄色固体，用甲基叔丁基醚打浆一次，抽滤得白色固体，再用乙酸乙酯/正己烷重结晶，得白色固体19.5g，收率65.6％。
1H-NMR(500MHz,DMSO-d6),δ(ppm):11.49(s,1H,-NH),8.87(s,1H,-OH),7.21(t,J＝ 8.8Hz,1H,-ArH),7.15(dd,J1＝6.1,J2＝2.7Hz,1H,-ArH),6.84–6.78(m,1H,-ArH),6.69(t,J ＝6.0Hz,1H,-NH),6.57(s,2H,-NH2 ),6.24(t,J＝6.0Hz,1H,-NH),3.40(q,J＝6.2Hz,2H, -CH2 ),3.15(q,J＝6.2Hz,2H,-CH 2).
MS(ESI(-)70V)m/z:436/438[M-H]-,460/462[M+Na]+。

Claims (4)

1.一种制备中间体VIII的方法，包括：
Figure FDA0002694742230000011
其中X为溴；R为-CH(OCH3)2或-CH(OCH2CH3)2；还原剂为氰基硼氢化钠、三甲基硅烷或三乙基硅烷；
由化合物V制备化合物VI时，加入催化剂和反应溶剂，其中催化剂为三氟乙酸；反应溶剂为二氯甲烷；反应温度为0℃～25℃；化合物V：还原剂：三氟乙酸的摩尔比为1:2:10～1:4:20。
2.权利要求1的方法，由化合物VI制备化合物VII时，反应溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜中的一种或任意两种的混合溶剂；反应温度为25℃～75℃；化合物VI：叠氮化钠的摩尔比为1:1～1:2。
3.权利要求2的方法，其中反应溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；反应温度为45℃～55℃；化合物VI：叠氮化钠的摩尔比为1:1～1:1.25。
4.权利要求1的方法，其中由化合物VII制备化合物VIII时，还原剂为碘化钠和三甲基氯硅烷，反应溶剂为甲醇或乙醇。
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