CN109651396B - 氟代烷基磺酸烷基酯的烷基化 - Google Patents

氟代烷基磺酸烷基酯的烷基化 Download PDF

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Abstract

本发明公开制备化合物的工艺，包括亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应，所述碱具有式NR1R2R3，其中R1和R2独立地是2‑甲基丙基或异丙基且R3是‑CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。本发明还涉及制备氟代烷基磺酸烷基酯的工艺。本发明进一步涉及碱在含氟代烷基磺酸烷基酯的化学反应中的应用。所述工艺和应用适合制备化合物、反应物或其中间体，特别适合制备API或反应物，例如依维莫司和用于其制备的反应物。

Description

氟代烷基磺酸烷基酯的烷基化
技术领域
本发明一般涉及化学技术领域且特定涉及用氟代烷基磺酸烷基酯制备活性药物成分(API)或其中间体的工艺。特别地，本发明涉及制备化合物的工艺，包括亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应的步骤。本发明还涉及制备氟代烷基磺酸烷基酯的工艺。本发明进一步涉及碱在含氟代烷基磺酸烷基酯的化学反应中的应用。本文所述工艺和应用适合制备化合物、反应物或其中间体，特别适合制备API或反应物，例如依维莫司和用于其制备的反应物或试剂。
背景技术
磺酸酯用于合成有机化学，因为其在置换反应中对亲核试剂有高活性。典型磺酸酯离去基团的示例是三氟甲基磺酸酯基团，其中极高负电性氟原子使得阴离子离去基团特别稳定。原则上，任何氟化烷基磺酸酯例如三氟乙基磺酸酯、九氟丁基磺酸酯等也能用作高活性离去基团。
三氟甲基磺酸酯基团(CF3SO3 -；也称为三氟甲磺酸酯)能同时发挥惰性阴离子和极佳的离去基团的作用，因而对合成有机化学特别有价值。阴离子的相对较好可及性、安全性和稳定性增加了三氟甲基磺酸酯基团作为合成有机化学中离去基团的有效性。一种将三氟甲基磺酸酯基团引入醇的常用试剂是高活性三氟甲磺酸酐((CF3SO2)2O)，其能通过P2O5介导的三氟甲基磺酸脱水来制备(Hendrickson J.B.,Sternbach D.D.,Bair K.W.,Acc ChemRes,1977,10,306)。
氟代烷基磺酸烷基酯特别是三氟甲基磺酸酯(也称为三氟甲磺酸酯)能用多种过程制备。例如，通过醇与合适氟代烷基磺酸酐反应能获得氟代烷基磺酸烷基酯(Hendrickson J.B.,Sternbach D.D.,Bair K.W.,Acc Chem Res,1977,10,306)。
氟代烷基磺酸烷基酯还能用于合成用作活性药物成分的化合物。仅举两例，依维莫司和咗他莫司(Umirolimus)(商品名
Figure BDA0001951993680000021
)能用氟代烷基磺酸酯化学制备。依维莫司(RAD-001)即式(1)的40-O-(2-羟基)-乙基-雷帕霉素，是雷帕霉素(西罗莫司)合成衍生物，其是由吸湿链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)生成的已知大环内酯类抗生素。依维莫司是抑制胞内mTOR(“哺乳动物类雷帕霉素靶蛋白”)的免疫抑制和抗癌药物。其通过与胞内受体FKBP12(FK506结合12)相互作用和调节翻译特定的mRNA来发挥效应。依维莫司由诺华(Novartis)以商品名
Figure BDA0001951993680000022
(美国)和
Figure BDA0001951993680000023
(美国以外)作为移植药物以及肿瘤学领域的
Figure BDA0001951993680000024
销售。
Figure BDA0001951993680000025
WO2012/066502公开了制备依维莫司的过程，其通过西罗莫司(雷帕霉素)与含4或8当量的2-(叔丁基二甲基硅基)氧基乙基三氟甲磺酸酯的二氯甲烷在碱(优选2,6-二甲基吡啶)存在下反应，然后脱除叔丁基二甲基硅基保护基团。这2步的总产率至多45％。有许多产率低得多的示例。例如，当甲苯用作烷化步骤的溶剂时，从雷帕霉素到依维莫司的两步反应产率降到30％以下。当乙酸乙酯用作烷化步骤的溶剂时，产率降到约30％。WO2012/103959公开了制备依维莫司的过程，所述过程基于雷帕霉素与2-(叔己基二甲硅烷氧基)三氟甲磺酸乙酯在惰性溶剂中反应，存在碱如2,6-二甲基吡啶、三(2-甲基丙基)胺或N,N-二异丙基乙胺。所得硅烷化中间体随后可经过硅基脱除得到依维莫司。文献所述的唯一实验示例显示雷帕霉素到依维莫司的转化总产率为53％：在此，雷帕霉素与4当量预制2-(叔己基二甲硅烷氧基)三氟甲磺酸乙酯(以三(2-甲基丙基)胺作为碱制备三氟甲磺酸酯)在二异丙基乙胺存在下，在溶剂混合物中70℃反应，所述混合物包括15％1,2-乙二醇二甲醚和85％甲苯。此反应的一个缺点是在高温下较低的三氟甲磺酸酯以及雷帕霉素的稳定性。另一个劣势是采用1,2-乙二醇二甲醚，这是有环保顾虑的溶剂。因而形成的中间体随后用溶于甲醇的盐酸进行硅基脱除。Journal of Labelled Compounds andRadiopharmaceuticals,42,29-41(1999)的文章公开了依维莫司合成中的单叔丁基二苯基硅基的保护基团。US2005/192311 A1和US2009/292118 A1公开了制备咗他莫司(40-O-[(2’-乙氧基)乙基]-雷帕霉素)的过程。通过三氟甲磺酸酯试剂在N,N-二异丙基乙胺存在下反应，从雷帕霉素(西罗莫司)经烷化反应制备咗他莫司(1步烷化步骤产率范围为30-45％)。
本发明的一个目的是提供新的烷化工艺，使得氟代烷基磺酸烷基酯在制备化合物中的应用的时间更短、产率更高以及方式改善、更经济且简化。本发明的特定方面能应用于制备依维莫司或涉及其制备的试剂。
发明内容
由于氟代烷基磺酸酯基团尤其是三氟甲基磺酸酯、三氟乙基磺酸酯和九氟丁基磺酸酯是极佳的离去基团，含此官能团的反应物在碱存在下原位降解说明其应用的一个潜在问题。当需要过量的氟代烷基磺酸烷基酯试剂如烷基三氟甲磺酸酯试剂时，反应物如氟代烷基磺酸酯例如烷基三氟甲磺酸酯的分解会降低工艺产率或增加工艺成本。例如，这种降解能通过常用于反应的叔胺碱基季铵化或通过消除磺酸酯离去基团而发生。降解和副反应问题是需要更长反应时间的亲核取代反应的特征。这种反应的一个示例是有位阻的醇的烷化。反应混合物中的副反应能立即开始，并且反应持续越长，对反应效率和产率的影响越大。例如，当反应完成需要1小时以上、2小时以上、10小时以上，特别是18小时以上例如24小时以上时，该问题尤其明显。
为实现上述目的，本公开提供权利要求1所述的工艺。本发明还提供权利要求8所述的工艺和如权利要求28所述的一种特别定义的碱在含氟代烷基磺酸烷基酯的反应中的应用。优选实施方式在子权项列出。
意外发现在化合物制备过程中，亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应，碱具有式NR1R2R3：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环；
显示对氟代烷基磺酸烷基酯试剂的活性显著降低。选择具有上式的碱可防止反应混合物中的氟代烷基磺酸酯试剂的不必要的分解，减少对反应混合物中大幅过量的氟代烷基磺酸烷基酯的需求，增加反应经济和产率并使得工艺成本更低。另外，在碱的协助下，保障氟代烷基磺酸烷基酯试剂的稳定性，反应本身更清洁，使得后续纯化步骤更简单且更有效。选择碱与某一保护基团的组合可进一步提高工艺效率。
令人惊讶的是增加更常用碱的位阻，如N,N-二异丙基乙胺和三(2-甲基丙基)胺会使得亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应过程中的氟代烷基磺酸烷基酯的稳定性有如此大的差异。本文所述有位阻的碱尚未市售可得，因此受到的关注较少。特别地，根据本发明使用的优选碱在本文所示的防止副作用的背景下不被视作可选择的碱。
在下列条目中各自单独或组合概括的本发明的方面、有利特征和优选实施方式有助于实现本发明目的。
1.一种制备化合物的工艺，包括亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应，其中所述碱具有式NR1R2R3：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。
2.一种如条目1所述的制备化合物的工艺，包括亲核试剂与氟代烷基磺酸烷基酯反应，其中所述氟代烷基磺酸烷基酯的氟代烷基磺酸酯部分包括由至少一个氟化物取代的C1-C4烷基，优选氟代烷基磺酸烷基酯是三氟甲基磺酸烷基酯、三氟乙基磺酸烷基酯或九氟丁基磺酸烷基酯，特别是三氟甲基磺酸烷基酯。
3.如条目1或2所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述氟代烷基磺酸烷基酯的烷基部分被官能团取代，其中所述官能团用保护基团保护。
4.如条目1-3中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述亲核试剂具有官能团–OH、-NH2或-SH，优选-OH。
5.如条目1-4中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述氟代烷基磺酸烷基酯是式(2)化合物：
Figure BDA0001951993680000051
其中
·PG是保护基团；和
·LG是氟代烷基磺酸酯。
6.如条目1-5中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述氟代烷基磺酸烷基酯的氟代烷基磺酸酯部分是三氟甲基磺酸酯、三氟乙基磺酸酯或九氟丁基磺酸酯，所述氟代烷基磺酸酯特定是三氟甲基磺酸酯。
7.如条目3-6中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述工艺还包括移除保护基团的步骤。
8.一种通过醇与氟代烷基磺酸酐在碱存在下反应制备氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其中所述碱具有式NR1R2R3：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。
9.一种如条目8所述的制备氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其中制备式(2)化合物，所述工艺包括式(3)化合物
Figure BDA0001951993680000052
PG是保护基团；
与氟代烷基磺酸酐反应的步骤，优选三氟甲磺酸酐。
10.如条目9所述的制备式(2)化合物的工艺，其特征在于，所述式(3)化合物与碱的摩尔比是0.5-2，优选0.80-1，更优选约0.9。
11.如条目9或10所述的制备式(2)化合物的工艺，其特征在于，所述温度为-10℃至25℃，优选约0℃。
12.如条目9-11中任一项所述的制备式(2)化合物的工艺，其特征在于，所述用于工艺的溶剂是非质子有机溶剂。
13.如条目1-7中任一项所述的制备化合物的工艺，所述工艺包括亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应，或如条目8-12中任一项所述的制备氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其特征在于，所述工艺在选自下组的溶剂中完成：甲苯、三氟甲基甲苯、二甲苯、二氯甲烷、庚烷、戊烷、乙腈和叔丁基甲醚，优选所述溶剂是甲苯。
14.如条目1-7中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述亲核试剂是雷帕霉素。
15.如条目1-7和14中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述化合物是依维莫司，所述工艺包括步骤：
(a)雷帕霉素在碱存在下与式(2)化合物反应
Figure BDA0001951993680000061
其中
·PG是保护基团；和
·LG是氟代烷基磺酸酯，
(b)移除保护基团以获得依维莫司。
16.如条目15所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述LG是三氟甲基磺酸酯、三氟乙基磺酸酯或九氟丁基磺酸酯，所述LG特定是三氟甲基磺酸酯。
17.如条目15所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述工艺还包括制备式(2)化合物的步骤。
18.如条目16所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述式(2)化合物如条目9-13中任一项所述制备。
19.如条目14所述的制备化合物的工艺，温度为25℃至70℃，优选40℃至50℃，尤其是45℃。
20.如条目15-17中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述步骤(a)的雷帕霉素在25℃至70℃的温度下反应，优选40℃至50℃，尤其是45℃。
21.如条目14-20中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述雷帕霉素在有机非质子溶剂中反应，所述溶剂优选选自甲苯、三氟甲基甲苯、二甲苯、二氯甲烷、庚烷、戊烷、和其混合物，尤其是甲苯。
22.如条目7或15-21中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述保护基团用酸移除。
23.如条目7或15-22中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述保护基团用氟化氢吡啶、氟化铵、氟化氢三乙胺、六氟异丙醇、乙酸、三氟乙酸、盐酸、硫酸或其组合移除，优选用氟化氢吡啶或六氟异丙醇。
24.如条目7或15-23中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述保护基团用选自四氢呋喃、甲基四氢呋喃、丙酮、庚烷、甲醇、乙腈和六氟异丙醇的溶剂移除，优选四氢呋喃或六氟异丙醇。
25.如条目7或15-24中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述保护基团在-78℃至70℃的温度下移除，优选0℃至70℃。
26.如条目3-25中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述保护基团选自三异丙基硅基、叔丁基二甲基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基、二苯甲基、二甲氧基三苯甲基和二苯基甲基，优选选自叔丁基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基和二苯基甲基，更优选叔丁基二甲基硅基或叔丁基二苯基硅基，尤其是叔丁基二苯基硅基。
27.如前述条目中任一项所述的工艺，其特征在于，所述用于工艺的溶剂没有N,N-二甲基甲酰胺、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-乙二醇二甲醚、N,N-二甲基乙酰胺、双(2-甲氧基乙基)醚和1-甲基-2-吡咯烷。
28.具有式NR1R2R3的碱在含氟代烷基磺酸烷基酯的化学反应中的应用，其中：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。
29.如条目28所述的具有式NR1R2R3的碱的应用，其特征在于，所述氟代烷基磺酸烷基酯的氟代烷基磺酸酯部分包括由至少一个氟化物取代的C1-C4烷基，所述氟代烷基磺酸烷基酯优选是三氟甲基磺酸烷基酯、三氟乙基磺酸烷基酯或九氟丁基磺酸烷基酯，所述氟代烷基磺酸烷基酯特定是三氟甲基磺酸烷基酯。
30.如条目28或29所述的具有式NR1R2R3的碱的应用，其特征在于，所述氟代烷基磺酸烷基酯的烷基部分被官能团取代，其中所述官能团用保护基团保护。
31.如条目30或31所述的具有式NR1R2R3的碱的应用，其特征在于，所述官能团是–OH、-SH或-NH2基团，优选-OH。
32.如条目28-31中任一项所述的具有式NR1R2R3的碱的应用，其特征在于，所述氟代烷基磺酸烷基酯是三氟甲基磺酸烷基酯。
33.如条目28-32中任一项所述的具有式NR1R2R3的碱的应用，其特征在于，所述氟代烷基磺酸烷基酯是式(2)的氟代烷基磺酸烷基酯：
Figure BDA0001951993680000081
其中
·PG是保护基团；和
·LG是氟代烷基磺酸酯。
34.如条目33所述的具有式NR1R2R3的碱的应用，其特征在于，所述氟代烷基磺酸酯是三氟甲基磺酸酯、三氟乙基磺酸酯或九氟丁基磺酸酯，所述氟代烷基磺酸酯特定是三氟甲基磺酸酯。
35.如条目1-27中任一项所述的工艺或如条目28-34中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱具有式(4)
Figure BDA0001951993680000082
其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环；
或具有式(5)
Figure BDA0001951993680000083
其中R是烷基。
36.如条目35所述的工艺或如条目35所述的应用，其特征在于，所述R4和R5都是乙基或都是丁基；或R是异丙基。
37.如条目35或36所述的工艺或如条目35或36所述的应用，其特征在于，所述R4、R5是丙基。
38.如条目1-27中任一项所述的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丙基戊-3-胺。
39.如条目3-13或15-27中任一项所述的制备化合物的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丙基戊-3-胺且所述保护基团选自叔丁基二苯基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二甲基硅基和三苯甲基，尤其是叔丁基二苯基硅基。
40.如条目3-13或15-27中任一项所述的制备化合物的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丙基戊-3-胺且所述保护基团是三苯甲基。
41.如条目14-27或36-39中任一项所述的制备化合物的工艺，其特征在于，所述三氟甲基磺酸烷基酯与雷帕霉素的摩尔比是4-1.5，优选2-3，更优选2.5。
42.如条目3-13或15-27中任一项所述的制备化合物的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丙基壬-5-胺且所述保护基团选自叔丁基二苯基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二甲基硅基和三苯甲基，尤其是叔丁基二苯基硅基。
43.如条目3-13或15-27中任一项所述的制备化合物的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丙基壬-5-胺且所述保护基团是三苯甲基。
44.如条目3-13或15-27中任一项所述的制备化合物的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺且所述保护基团选自叔丁基二苯基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二甲基硅基和三苯甲基，尤其是叔丁基二苯基硅基。
45.如条目3-13或15-27中任一项所述的制备化合物的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺且所述保护基团是三苯甲基。
46.如条目1-27中任一项所述的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丙基壬-5-胺。
47.如条目1-27中任一项所述的工艺或如条目28-33中任一项所述的应用，其特征在于，所述碱是N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺。
48.一种制备药物制剂的工艺，所述工艺包括如条目1-7、14-27、或35-47中任一项所述的制备化合物，以及混合所述化合物与至少一种药学上可接受赋形剂的步骤。
49.如条目48所述的工艺，其特征在于，所述化合物是依维莫司。
具体实施方式
意外发现一种制备化合物的工艺，包括亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应，其中所述碱具有式NR1R2R3：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。同一碱能用于氟代烷基磺酸烷基酯制备工艺，作为最终化合物或待以后使用的试剂。为制备氟代烷基磺酸烷基酯，对应醇与氟代烷基磺酸酐在碱存在下反应。事实上，所述碱在任何包含氟代烷基磺酸烷基酯作为试剂的化学反应中被用作碱是有益的，因为其通过防止副反应发生而提高反应效率。
本文所定义的碱是非常用的碱，但是相较其它碱，它们令人惊讶地提高氟代烷基磺酸烷基酯在反应混合物中的稳定性。迄今为止，化学文献公开了诸如2,6-二甲基吡啶、吡啶、三乙胺、二异丙胺或N,N-二异丙基乙胺等碱用于类似的烷化过程。然而，所述碱能在反应中引起氟代烷基磺酸烷基酯分解，导致不需要的副产物形成。另一方面，使用本文所示碱导致化学合成进程中副反应更少，因而形成的副产物更少。含上述碱的新工艺带来更高产率和更少杂质，使得后续分离和纯化化学反应产物的处理更简易且更有效。
本公开所述碱R4、R5和R的取代基是烷基或R4和R5一起形成环烷基。本文所用的术语“烷基”表示C2-C10-烷基的直链或支链碳链(单个，如果需要且可能的话，多个)，如C2-C5-烷基，特别是支链C2-C5-烷基，例如异丙基或直链C2-C5-烷基，如乙基。术语“C2-C10-”定义具有多至且包括最高10个碳原子的部分，尤其是多至且包括最高5个碳原子，所述部分为支链(一个或多个)或直链并通过末端或非末端碳来结合。例如，C2-C10-烷基是正戊基、正己基或正庚基或优选C2-C5-烷基，尤其是乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正己基且特别是乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；优选乙基、异丙基或正丁基。在一个实施方式中，R4和R5都是乙基。在另一个实施方式中，R4和R5都是丁基。或者，R4和R5烷基成环时，“环烷基”表示例如C5或C6碳原子。一个可能的环烷基示例是环己基。特别地，下面描述显示最佳结果并因而是本发明优选的碱：
Figure BDA0001951993680000111
即所述碱分别是N,N-二异丙基戊-3-胺、N,N-二异丙基壬-5-胺和N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺。在本公开中，异丁基和2-甲基丙基可互换。例如，本文所述碱能根据Liebigs Ann.Chem.1985,2178-2193或Liebigs Ann.Chem.1974,1543–1549所述工艺制备。
根据本发明，所述碱用于亲核试剂在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应的工艺。本发明背景下的亲核试剂是具有活性亲核部分的起始原料。亲核试剂或活性亲核试剂部分是提供电子对给亲电试剂以形成反应中化学键的任何化学物质。任何中性亲核试剂都适合本公开工艺。例如，亲核试剂是氧亲核试剂如水、醇、过氧化氢；硫亲核试剂如硫化氢、硫醇(RSH)，氮亲核试剂包括氨、叠氮化物、胺和亚硝酸盐。在本发明情况下，所述亲核试剂与氟代烷基磺酸烷基酯反应以向亲核试剂加入烷基。用亲核试剂的反应能产生后续反应物、中间体或最终化合物。化合物上的活性亲核部分可以是化合物的唯一反应基团。所述亲核试剂即起始原料能具有其它反应基团，其任选用保护基团保护。例如，含亲核部分的起始原料可具有17g/mol-10000g/mol摩尔质量。在起始化合物是聚合物的情况下，摩尔质量可超过10000g/mol，例如可多至50000g/mol。本工艺能有效用于摩尔质量为800g/mol-1500g/mol的化合物，尤其是900-1000g/mol。特别地，当雷帕霉素(西罗莫司)用作起始原料时，能应用本公开的工艺。
“氟代烷基磺酸酯”在本文中指式-O-S(O)2-氟代烷基的磺酸酯基团，包括至少一个单氟化的C1-C4烷基组分。显然C1-C4氟代烷基组分氟化程度越高，其形成的离去基团越好，因此选择不当的碱更易降解。最好的离去基团是全氟代烷基磺酸酯。在一个优选实施方式中，使用三氟甲基磺酸酯、九氟丁基磺酸酯或三氟乙基磺酸酯。在本公开工艺中，氟代烷基磺酸烷基酯与亲核试剂的摩尔比通常是4-1.5，优选2-3，更优选约2.5。
用氟代烷基磺酸酯化形成氟代烷基磺酸烷基酯的醇的烷基部分由如上定义的术语“烷基”描述。氟代烷基磺酸烷基酯的烷基部分(即醇部分)能进一步被取代。在一个实施方式中，所述烷基部分被官能团取代，所述官能团可以是例如-OH、-SH或-NH2基团。在官能团是-OH或-NH2或者任何其它反应基团的情况中，最好由保护基团来保护官能团，否则可能导致更多副反应。在一个实施方式中，氟代烷基磺酸烷基酯的烷基部分是用–OH取代的乙烷。在主要实施方式中，–OH基团由保护基团来保护。在一个优选实施方式中，本文所用的氟代烷基磺酸烷基酯是三氟甲基磺酸烷基酯、九氟丁基磺酸烷基酯或三氟乙基磺酸烷基酯，尤其是三氟甲基磺酸烷基酯。当烷基部分是PG-O-乙基时，氟代烷基磺酸烷基酯形成式(2)化合物。特别地，试剂PG-O-乙基-三氟甲基磺酸酯、PG-O-乙基-九氟丁基磺酸酯或PG-O-乙基-三氟乙基磺酸酯能用于本公开的工艺；所述试剂特定是PG-O-乙基-三氟甲基磺酸酯。例如，所述保护基团可以是三异丙基硅基、叔丁基二甲基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基、二苯甲基、二甲氧基三苯甲基。保护基团任选根据下列参考文献引入：根据WO2007/124898A1,2007或Org.Lett.,2006,8,5983–5986的叔丁基二甲基硅基；根据Tetrahedron Lett.,2000,41,4197–4200的叔丁基二苯基硅基；根据J.Med.Chem.2006,49,2333-2338的三异丙基硅基；根据WO2012/103959A1,2012的二甲基叔己基硅基；根据Org.Biomol.Chem.,2012,10,1300的二苯甲基；和根据J.Org.Chem.1992,57,6678–6680的三苯甲基。在上下文所提及的任何反应事件中，即使未特定提及，保护基团可在适当或需要时使用以保护官能团而不意在参与给定反应，且其能在合适或需要的阶段引入和/或移除。因此，应该尽可能包括含使用保护基团的反应，不论在本说明书中何处描述了未特定提及保护和/或去保护的反应。除非上下文另有说明，本公开范围内仅易移除基团特指“保护基团”，所述基团不是特定所需终产物的组成部分。例如，通过这类保护基团保护官能团、保护基团本身、适于其引入和移除的反应描述于标准参考文献，如J.F.W.McOmie,"有机化学中的保护基团(Protective Groups in Organic Chemistry)",伦敦和纽约的普莱纽姆出版社(Plenum Press),1973,T.W.Greene和P.G.M.Wuts,"有机合成中的保护基团(ProtectiveGroups in Organic Synthesis)",第3版,纽约的威利出版公司(Wiley),1999,"肽(ThePeptides)"；卷3(编辑:E.Gross和J.Meienhofer),伦敦和纽约的学术出版社(AcademicPress),1981,"有机化学方法(Methoden der organischen Chemie)"(Methods ofOrganic Chemistry),Houben Weyl,第4版,卷15/I,斯图加特的Georg Thieme出版社(Georg Thieme Verlag),1974。
由于氟代烷基磺酸烷基酯对分解敏感且亲核起始原料可能也在所用反应条件下不稳定，选择用于工艺的溶剂是有利溶剂，其对氟代烷基磺酸烷基酯或所用亲核试剂无活性且其本身在所用反应条件下无活性。一般，所述溶剂可以是惰性溶剂如有机非质子溶剂，优选非极性非质子溶剂。这种无活性溶剂示例包括但不限于选自脂肪族、环或芳香族碳氢化合物，包括但不限于选自己烷、戊烷、庚烷、甲苯、环己烷、辛烷、或其混合物等等；氯代碳氢化合物，包括但不限于选自二氯甲烷、具有4-10个碳原子和1-3个氧原子的脂肪族醚(直链或支链)或环醚、烷基腈、和其混合物。所述溶剂优选是甲苯、三氟甲基甲苯、二甲苯、二氯甲烷、庚烷、戊烷、乙腈、或叔丁基甲醚、或其混合物。所述溶剂更优选是甲苯。溶剂可任选完全无水，因此其能由干燥剂保存或处理。另外，所述溶剂能通过惰性气体如氮或氩除气。反应温度能根据反应混合物中加入的试剂而调整，但优选在-80℃至90℃范围内，更优选-50℃至70℃。根据最佳反应条件，反应温度可设为-10℃至25℃，或25℃至50℃。
反应所用溶剂优选不包括N,N-二甲基甲酰胺、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-乙二醇二甲醚、N,N-二甲基乙酰胺、双(2-甲氧基乙基)醚和1-甲基-2-吡咯烷乙二醇二甲醚或类似的极性非质子溶剂。所述极性非质子溶剂常用于亲核取代反应以提高活性。然而，在本发明工艺中，可避免所述溶剂。极性非质子溶剂加速副反应以及因此的氟代烷基磺酸烷基酯反应物分解。另外，使用没有极性非质子溶剂的上述溶剂对人体健康和环境有益处。
优选实施方式
本发明的优选实施方式涉及本发明制备活性药物成分(API)尤其是依维莫司的工艺。显示用本文指定碱取代常用于化学反应的碱(涉及氟代烷基磺酸烷基酯)，API如依维莫司能以更有效方式制备，产率更高而杂质更少。这些方面对于制药领域尤其重要，其中API的杂质分布特别重要。另外，更好的工艺效率促进工艺放大，进而产生可满足需求的生产量。
一种制备依维莫司的工艺可首先产生被保护的中间体，其中雷帕霉素在碱存在下与氟代烷基磺酸烷基酯反应，其中所述碱具有式NR1R2R3：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。应用下述的第二步所有细节。
一般地，制备依维莫司的工艺能包括以下步骤：
(a)雷帕霉素与式(2)化合物反应(第二步如下所述)。
Figure BDA0001951993680000141
其中
·PG是保护基团；和
·LG是氟代烷基磺酸酯，
在具有式NR1R2R3的碱存在下：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。
(b)移除保护基团以获得依维莫司。对于此工艺，可以加入制备式(2)化合物的第一步。
第一步中，反应物即氟代烷基磺酸烷基酯可通过上述醇在碱存在下与氟代烷基磺酸酐反应的工艺制备。一般地，甚至其它碱如N,N-二异丙基乙胺能用于此步骤。这种过程能制备式(2)化合物
Figure BDA0001951993680000142
其中LG表示氟代烷基磺酸酯，即具有式-O-S(O)2-氟代烷基的离去基团，PG是保护基团。PG优选是三氟甲基磺酸酯、九氟丁基磺酸酯或三氟乙基磺酸酯。在一个具体的实施方式中，LG表示三氟甲基磺酸酯。所述反应可通过含以下步骤的工艺来进行：式(3)化合物
Figure BDA0001951993680000151
(PG是保护基团)以下列方式与氟代烷基磺酸酐反应：
Figure BDA0001951993680000152
在一个优选实施方式中，所述氟代烷基磺酸酐是三氟甲基磺酸酐、九氟丁基磺酸酐或三氟乙基磺酸酐。所述氟代烷基磺酸酐特定是三氟甲基磺酸酐。通过选择氟代烷基磺酸酐，式(2)化合物上获得对应的氟代烷基磺酸酯离去基团(LG)，LG由-O-S(O)2-氟代烷基表示。所述碱可以是亲核性弱的任何合适碱，但为了确保产物稳定性、提高反应产率、减少副产物形成并使得纯化更直接，优选使用具有式NR1R2R3的碱：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。特别优选的碱是N,N-二异丙基戊-3-胺、N,N-二异丙基壬-5-胺和N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺。式(3)化合物与碱的摩尔比是0.5-2，优选0.80-1，更优选约0.9。所述工艺中的反应温度调整至-10℃至25℃，优选约0℃。所用溶剂是上述溶剂，即惰性溶剂如有机非质子溶剂，优选非极性非质子溶剂。所述溶剂优选选自甲苯、三氟甲基甲苯、二甲苯、二氯甲烷、庚烷、戊烷、乙腈和叔丁基甲醚、和其混合物。最优选的溶剂是甲苯。
制备式(2)化合物工艺所用的保护基团是上述任何保护基团，技术人员可根据一般教科书加以选择。尤其优选下列保护基团：三异丙基硅基、叔丁基二甲基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基、二苯甲基、二甲氧基三苯甲基和二苯基甲基，所述保护基团优选选自叔丁基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基、二甲氧基三苯甲基和二苯基甲基，更优选叔丁基二甲基硅基或叔丁基二苯基硅基，特别是叔丁基二苯基硅基。作为制备式(2)化合物的通用指南，所述过程可与以下类似：
-向溶于溶剂(0.57M)的被保护的乙二醇衍生物(1当量)溶液加入胺碱(1.05-1.14当量)。所述溶液随后冷却至0℃并逐滴加入三氟甲基磺酸酐(0.97-1.0当量)，温度维持在(-2℃至2℃)。反应能升温至环境温度，再搅拌1小时。GC-MS分析表明三氟甲磺酸酯的形成在此时完成。
制备式(2)化合物的工艺在以下组合情况下运行最佳：保护基团是叔丁基二甲基硅基，溶剂是甲苯且碱是N,N-二异丙基乙胺；或保护基团是叔丁基二苯基硅基，溶剂是甲苯且碱是N,N-二异丙基戊-3-胺。
第二步中，亲核雷帕霉素在碱存在下用式(2)化合物烷化，其中所述碱具有式NR1R2R3：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。
Figure BDA0001951993680000161
特别优选的碱是N,N-二异丙基戊-3-胺、N,N-二异丙基壬-5-胺或N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺。雷帕霉素与式(2)化合物反应的过程如上所述在有机非质子溶剂中于25℃至70℃温度下完成最佳，优选40℃至50℃，尤其是40℃。所述工艺在甲苯、三氟甲基甲苯、二甲苯、二氯甲烷、庚烷、戊烷、或其混合物中完成得特别好。反应最优选的溶剂是甲苯。适合所述工艺的保护基团包括但不限于三异丙基硅基、叔丁基二甲基硅基、叔己基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基、二甲氧基三苯甲基和二苯基甲基。例如，所述反应可与以下过程类似：
-向如上第一步制备的三氟甲磺酸酯(1.5-5当量)溶液中加入碱(1.73-5.75当量)，然后是雷帕霉素(1当量)。采用更多溶剂洗涤以获得雷帕霉素0.11M的终浓度。反应加热至合适温度并通过HPLC监控。
此步骤的最佳反应条件组合是N,N-二异丙基戊-3-胺碱、叔丁基二苯基硅基保护基团和甲苯溶剂的组合。用上述第二步特定条件选择的最佳温度是约40℃至50℃。
反应混合物中被保护的中间体能通过硅胶色谱纯化。特别地，所述技术适于纯化硅基保护的依维莫司的粗反应混合物。用于纯化的溶剂可以是酯和非极性脂肪族溶剂的混合物，所述酯例如乙酸乙酯或乙酸异丙酯，所述非极性脂肪族溶剂例如正庚烷、正己烷、庚烷异构体、己烷异构体、或混合物。这些溶剂系统确保粗产物的充分溶解、其分离和洗脱。基于甲苯和甲基异丁基酮、甲基乙基酮、异丙醇和乙醇的系统无法使用，因为这些溶剂中的溶剂强度、共溶剂溶解度、或粗产物溶解度欠佳。加入极性和质子共溶剂如水或甲醇多至5体积％(例如1-5体积％)，可通过减弱硅醇基团酸性来增加靶分子在固定相上的稳定性。另外，反应混合物能通过盐化合物沉淀或结晶为副产物进行预处理。副产物随后可吸附于硅胶并过滤移除，接着是基于正相硅胶色谱的后续纯化。选择性沉淀(结晶)和吸附过程能提高固定相的长期稳定性并避免运转之间冗长的就地清洗或用一次性滤芯预处理反应混合物以移出盐化合物的需求。通过选择显示出可接受选择性的固定相来实现纯度的提高。总体上，反应步骤间的纯化能有效移除源自起始原料杂质化学转化的特定副产物。最终化合物的纯度还取决于此阶段移除所述副产物的效率。
此纯化步骤能控制关键杂质乙基-依维莫司的前体到约0.2％水平。同时，它确保整个纯化过程中靶产物的稳定性。另外，这是一个稳健工艺且能放大到工业背景下的全部商业批次。
制备依维莫司的下一步是脱除保护基团。因此，制备依维莫司的工艺能包括以下步骤：
(a)雷帕霉素在碱存在下与式(2)化合物反应，
(b)移除保护基团以获得依维莫司。
制备依维莫司的工艺能进一步延伸到配制含所得依维莫司的药物组合物。
除非另有说明，移除保护基团能在本领域已知的标准反应条件下完成，优选在没有或通常存在酸或碱的情况下特定提及的那些，优选引起保护基团移除但同时不导致依维莫司化学降解的酸或碱。所述保护基团优选用酸移除。特别适合从依维莫司移除保护基团的酸是氟化氢吡啶、氟化氢三乙胺、氟化铵、六氟异丙醇、乙酸、三氟乙酸、盐酸、硫酸、或其组合，所述酸优选是氟化氢吡啶或六氟异丙醇。移除保护基团能在与先前反应步骤所用相同的溶剂中发生。然而，所述溶剂可用有利于保护基团移除的溶剂替代。例如，所述保护基团能在选自四氢呋喃、甲基四氢呋喃、丙酮、庚烷、甲醇、乙腈和六氟异丙醇的溶剂中移除，优选四氢呋喃或六氟异丙醇。所述保护基团在-78℃到70℃的温度下移除，优选0℃至70℃。脱保护反应在溶于四氢呋喃的氟化氢吡啶中进行得最好，任选采用环境温度。
Figure BDA0001951993680000181
意外发现特定保护基团与本文所述特定碱联用时，能放大总体反应产率。所述保护基团能选自三异丙基硅基、叔丁基二甲基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基、二苯甲基、二甲氧基三苯甲基或二苯基甲基，优选选自叔丁基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基和二苯基甲基，更优选叔丁基二甲基硅基和叔丁基二苯基硅基，特别是叔丁基二苯基硅基。用于制备依维莫司而选择的本发明所述碱与三异丙基硅基、叔丁基二甲基硅基、二甲基叔己基硅基、叔丁基二苯基硅基、三苯甲基、二苯甲基、或二苯基甲基保护基团的特定组合，优选叔丁基二甲基硅基或叔丁基二苯基硅基，特别是叔丁基二苯基硅基保护基团，能使制备依维莫司的工艺有利地以高产率进行，特别是与N,N-二异丙基戊-3-胺、N,N-二异丙基壬-5-胺或N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺组合时，尤其是N,N-二异丙基戊-3-胺。
在特定实施方式中，N,N-二异丙基戊-3-胺和保护基团叔丁基二苯基硅基被选择用于如本公开所述的制备依维莫司的工艺。
在另一特定实施方式中，N,N-二异丙基戊-3-胺和保护基团叔丁基二甲基硅基被选择用于制备依维莫司的工艺。
在另一实施方式中，N,N-二异丙基戊-3-胺和保护基团三苯甲基被选择用于制备依维莫司的工艺。
在另一个实施方式中，碱N,N-二异丙基壬-5-胺与叔丁基二苯基硅基保护基团联用于本公开的工艺。N,N-二异丙基壬-5-胺还能与三苯甲基保护基团联用。
另外，N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺还能与叔丁基二苯基硅基保护基团联用于本公开的工艺。本公开还特别设想了N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺与三苯甲基保护基团的组合。N,N-二异丁基-2,4-二甲基戊-3-胺和N,N-二异丙基壬-5-胺还能与叔丁基二甲基硅基保护基团一起使用。
脱保护反应完成后，根据所得化合物的物理化学性质选择合适的处理过程和纯化。在化合物是例如依维莫司的情况下，中和反应混合物且产物(如依维莫司)通过不溶于水的有机溶剂提取并从有机相分离。分离后，产物(如依维莫司)能通过技术人员已知的方法进一步洗涤、干燥和纯化。通过在本公开的工艺中使用权利要求1定义的碱，任选与优选保护基团组合，合成产物的纯度更高。这使得纯化更简单，所需的纯化步骤更少。所得产物能用于进一步合成或作为终产物。可加入赋形剂例如着色剂或抗氧化剂。如果产物为API，例如在依维莫司情况中，所述化合物能用抗氧化剂(例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，也称为丁基羟基甲苯或BHT)进一步稳定并成批包装和/或配制于药物组合物中。以一般方式配制药物制剂，混合所得API如依维莫司与至少一种药学上可接受赋形剂，例如合适载体和/或稀释剂。赋形剂包括但不限于填充剂、粘合剂、崩解剂、流动调节剂、润滑剂、糖或甜味剂、香料、防腐剂、稳定剂、润湿剂和/或乳化剂、增溶剂、用于调节渗透压的盐和/或缓冲剂。根据药物组合物形式和施用途径，技术人员会选择适当赋形剂。例如，药物制剂形式可以是包衣或未包衣片剂、胶囊、(注射)溶液、输液剂、固体溶液、悬液、分散液、固体分散液、乳膏、凝胶、油膏、糊剂、吸入剂粉末、泡沫、酊剂、栓剂或支架(或支架层)。同样，技术人员了解如何选择合适的施用途径：例如肠内或胃肠外施用API或药物制剂，或经医疗设备施用，例如在类似支架的情况中用于局部递送。
下列实施例用于阐明本发明而不限制其范围，另一方面，实施例代表产品制造的反应步骤、中间体和/或工艺的优选实施方式，所述产物采用游离碱形式或作为其药学上可接受盐。
实施例1(TBS或叔丁基二甲基硅基保护基团)
Figure BDA0001951993680000201
向溶于甲苯(55g)的2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)乙醇(8.04g,43.8mmol)溶液加入N,N-二异丙基乙胺(5.94g,45.9mmol)。然后，澄清溶液冷却至0℃并逐滴加入三氟甲基磺酸酐(11.97g,42.4mmol)，温度维持在(-2℃至2℃)。加入后，用另一部分甲苯(5g)洗涤。
30分钟后，加入N,N-二异丙基戊-3-胺(7.871g,45.9mmol)，然后是甲苯(3g)和雷帕霉素(10.0g,10.9mmol)，用甲苯(18.4g)洗。反应随后加热至40℃并在此温度搅拌42小时，根据HPLC分析在此时剩余小于5面积％的雷帕霉素。反应冷却至环境温度，之后加入吡啶(2.6g)淬灭反应，所述反应再搅拌30分钟。反应用乙酸异丙酯过滤并稀释。有机溶液用1M柠檬酸、10％碳酸氢钠溶液、水洗涤，(MgSO4)干燥，真空浓缩。剩余物分成2部分。
向一半的该粗剩余物(9.66g)加入THF(100mL)，然后在0℃向氟化氢吡啶溶液(1:1,17.7g)逐滴加入此溶液。用另一部分THF(20mL)洗涤。反应加热至45℃，持续1.5小时，随后能冷却至环境温度并用乙酸异丙酯(150g)稀释。反应随后缓慢加入8％碳酸氢钠水溶液，用乙酸异丙酯(250g)进一步洗涤。接着分离有机相并用饱和氯化钠水溶液洗，(MgSO4)干燥，真空浓缩。
用乙酸异丙酯稀释剩余物，加入丁基羟基甲苯(BHT；0.2％m/m)，通过HPLC分析根据外标测定依维莫司产率(2.96g,57％)。
实施例2(TBDPS或叔丁基二苯基硅基保护基团)
Figure BDA0001951993680000211
向溶于甲苯(51g)的2-((叔丁基二苯基硅基)氧基)乙醇(13.1g,43.8mmol)溶液加入N,N-二异丙基戊-3-胺(8.7g,50.3mmol)。然后，澄清溶液冷却至0℃并逐滴加入三氟甲基磺酸酐(12.3g,43.8mmol)，温度维持在(-2℃至2℃)。加入后，用另一部分甲苯(5g)洗涤。
1.5小时后，加入N,N-二异丙基戊-3-胺(8.7g,50.3mmol)，然后是甲苯(3g)和雷帕霉素(10.0g,10.9mmol)，用甲苯(18g)洗。反应随后加热至40℃并在此温度搅拌22.5小时，根据HPLC分析在此时剩余小于5面积％的雷帕霉素。反应冷却至环境温度，之后加入吡啶(1.0mL)淬灭反应，所述反应再搅拌30分钟。反应用乙酸异丙酯过滤并稀释。有机溶液用1M柠檬酸、10％碳酸氢钠溶液、水洗涤，(MgSO4)干燥，真空浓缩。向粗剩余物(35.6g)加入THF(240mL)，然后在0℃向氟化氢吡啶溶液(1:1,38.1g)逐滴加入此溶液。反应加热至45℃，持续3.5h小时，随后冷却至环境温度并用乙酸异丙酯(300g)稀释。反应随后缓慢加入8％碳酸氢钠水溶液，用乙酸异丙酯(250g)进一步洗涤。接着分离有机相并用饱和氯化钠水溶液洗，(MgSO4)干燥，真空浓缩。用乙酸异丙酯稀释剩余物，加入BHT(0.2％m/m)，通过HPLC分析根据外标测定依维莫司产率(6.81g,65％)。
实施例3(二甲氧基三苯甲基保护基团)
Figure BDA0001951993680000221
步骤(a)
2-(双(4-甲氧基苯基)(苯基)甲氧基)乙醇(3.049g,8.366mmol)溶于甲苯(10.2g)，随后加入N,N-二异丙基戊-3-胺(1.648g,9.621mmol)，接着是甲苯(0.5g)。反应混合物冷却至0℃并逐滴加入三氟甲基磺酸酐(1.376ml,8.145mmol)，接着是甲苯(1g)。反应混合物加热至室温并在此温度再搅拌1小时。然后，加入另一部分N,N-二异丙基戊-3-胺(1.648g,9.621mmol)，接着是甲苯(1g)。之后雷帕霉素(2g,2.092mmol)一次全部加入并用甲苯(3.7g)洗涤。反应随后加热至40℃，持续18小时，然后冷却至环境温度并加入吡啶(0.20g)。反应随后搅拌30分钟并用乙酸异丙酯(50mL)稀释。此有机相接着用1M柠檬酸(2x40mL)、碳酸氢钠水溶液(8％,26g)洗涤且最后用水(2x 20mL)洗，之后(MgSO4)干燥，真空浓缩。粗产物溶于极少量二氯甲烷并通过快速柱色谱(溶于庚烷的15-100％乙酸乙酯)纯化，获得黄色油状所需产物。
步骤(b)
然后，此中间体溶于丙酮(8.2mL)，加入庚烷(9mL)，接着是水(4.6g)。两相混合物随后冷却至10℃并逐滴加入乙酸(3.45mL)。反应在此温度搅拌18小时，之后用乙酸异丙酯(15g)稀释并冷却至0℃。随后逐滴加入氢氧化钠水溶液(15％,17g)，并分液。水相用乙酸异丙酯(2x 7.2g)提取，合并的有机相用水洗涤，(MgSO4)干燥，真空浓缩获得无色油。
根据外标，产物依维莫司的HPLC分析显示2步的产率为381mg,19％。
实施例4(二甲氧基三苯甲基保护基团)
Figure BDA0001951993680000231
步骤(a)如上进行，所得中间体在色谱后溶于六氟异丙醇(26mL)。反应在50℃加热1.5小时，随后冷却至0℃，用饱和碳酸氢钠水溶液(26mL)淬灭。分离有机相并用饱和氯化钠水溶液、水洗涤，(MgSO4)干燥并浓缩。根据外标，产物依维莫司的HPLC分析显示2步的产率为621mg,31％。
实施例5(叔丁基二苯基硅基保护基团)
Figure BDA0001951993680000241
步骤(a)
向溶于甲苯(15g)的2-((叔丁基二苯基硅基)氧基)乙醇(8.22g,27.3mmol)溶液加入N,N-二异丙基戊-3-胺(5.39g,31.4mmol)。然后，澄清溶液冷却至0℃并逐滴加入三氟甲基磺酸酐(7.3g,26.0mmol)，温度维持在(-2℃至2℃)。加入后，用另一部分甲苯(5g)洗涤。
1.5小时后，加入N,N-二异丙基戊-3-胺(5.39g,31.4mmol)，然后是甲苯(2.5g)和雷帕霉素(10.0g,10.9mmol)，用甲苯(12.5g)洗。反应随后加热至45℃并在此温度搅拌21小时，根据HPLC分析在此时剩余小于5面积％的雷帕霉素。反应冷却至环境温度，之后加入吡啶(1.0mL)淬灭反应，所述反应再搅拌30分钟。反应用乙酸异丙酯过滤并稀释。有机溶液用1M柠檬酸、10％碳酸氢钠溶液、水洗涤，(MgSO4)干燥，真空浓缩。反应混合物分成2部分，其中之一用快速柱色谱(溶于庚烷的0-100％乙酸乙酯)纯化，获得约5.7g黄色油。
步骤(b)
吡啶(12.2g,154.4mmol)冷却至0℃，然后在30分钟内逐滴加入氟化氢吡啶溶液65％(5.5g)。所得溶液随后升温至环境温度，硅基保护的依维莫司衍生物(5.7g)作为溶于THF(120mL)的溶液逐滴加入。黄色溶液加热至40℃，持续2小时，之后冷却至环境温度并用乙酸异丙酯(150g)稀释。反应随后缓慢加入8％碳酸氢钠水溶液(500g)，用乙酸异丙酯(250g)进一步洗涤。接着分离有机相并用饱和氯化钠水溶液洗，(MgSO4)干燥，真空浓缩。用乙酸异丙酯稀释剩余物，加入丁基羟基甲苯(BHT；0.2％m/m)，通过HPLC分析根据外标测定依维莫司产率(从雷帕霉素开始3.14g,60.0％)。然后，此材料从乙酸乙酯/庚烷中重结晶以获得高纯度依维莫司(2.05g,65％)。
实施例6(三苯甲基保护基团)
Figure BDA0001951993680000251
步骤(a)
向溶于甲苯(42.8g)的2-(三苯甲氧基)乙醇(10.7g,35.2mmol)溶液加入N,N-二异丙基戊-3-胺(7.0g,40.4mmol)。然后，澄清溶液冷却至0℃并逐滴加入三氟甲基磺酸酐(10.0g,35.2mmol)，温度维持在(-2℃至2℃)。
2小时后，向反应混合物加入N,N-二异丙基戊-3-胺(7.0g,40.4mmol)，然后是甲苯(14.4g)和雷帕霉素(8.24g,8.79mmol)，用甲苯(2.4g)洗。反应随后加热至40℃并在此温度搅拌21小时，根据HPLC分析在此时剩余小于5面积％的雷帕霉素。反应冷却至环境温度，之后加入吡啶(0.8mL)淬灭反应，所述反应再搅拌30分钟。反应用乙酸异丙酯稀释。有机溶液用1M柠檬酸、10％碳酸氢钠溶液、水洗涤，(MgSO4)干燥，真空浓缩。反应混合物用快速柱色谱(溶于庚烷的乙酸乙酯)纯化，获得黄色油(6.85g,65％产率)。
步骤(b)
然后，三苯甲基保护的依维莫司衍生物(5.0g,4.165mmol)溶于六氟异丙醇并加热至58℃，持续3.5小时。反应随后冷却至环境温度并用乙酸乙酯(50mL)稀释，真空浓缩。所述稀释/浓缩过程再重复一次，之后粗产物在硅胶(25g)上过滤，用庚烷/乙酸乙酯洗脱。从庚烷/乙酸乙酯中重结晶，获得白色晶体的所需产物(1.60g,40.1％)。根据外标，母液的HPLC分析表明其中包括另外12％产率的依维莫司。
实施例7
比较碱的选择对反应产率的影响
步骤1：
Figure BDA0001951993680000261
步骤2：
Figure BDA0001951993680000262
碱：
Figure BDA0001951993680000263
Figure BDA0001951993680000264
Figure BDA0001951993680000271
LG＝三氟甲基磺酸酯；*九氟丁磺酸酯(九氟丁基磺酸酯)用于取代三氟甲基磺酸酯
PG＝保护基团；TBS＝叔丁基二甲基硅基，TBDPS＝叔丁基二苯基硅基，TIPS＝三异丙基硅基
DIPEA＝N,N-二异丙基乙胺
反应如说明书所述完成，用不同组合的碱、保护基团和摩尔比的氟代烷基磺酸烷基酯(即磺酸酯)/雷帕霉素。所用溶剂通常是甲苯。步骤1中，制备氟代烷基磺酸烷基酯。步骤2中，雷帕霉素烷化制备被保护的依维莫司。“HPLC面积依维莫司-PG”纵列显示所得被保护的依维莫司的水平。随后，脱除保护基团获得依维莫司。“产率*粗依维莫司”纵列显示总体反应产率。R、R4和R5指式(4)和(5)化合物的碱的取代基。例如，若R4＝R5＝乙基，意味着所用碱是N,N-二异丙基戊-3-胺。应注意所有反应引起大于95％转化(小于5％雷帕霉素剩余)。
HPLC法面积％3：Macherey-Nagel CC 250/4Nucleosil 120-3C18货号:721666.40，流动相：35分钟内从80:20甲醇:水到100:0甲醇:水，流速1mL/min，检测波长＝275nm。
*HPLC分析根据外标测定的纯依维莫司产率
HPLC法产率测定：Atlantis-dC18,3.0μm,波长150mm,内径3.0mm(Waters号186001307)或等效柱，流动相乙酸铵试剂+水+甲醇+乙腈(160+160+320+360)(V/V/V/V)，流速1.2ml/min
检测波长＝278nm，运行时间＝25分钟。
结果显示三(2-甲基丙基)胺获得的粗依维莫司产率(条目12,47％)显著低于本公开所涵盖的2种碱(条目9,65％和条目10,61％)。此外，使用本文所述的有位阻的碱允许采用较低当量数的氟代烷基磺酸烷基酯(条目11，2.5当量的所用三氟甲基磺酸酯)。用三(2-甲基丙基)胺作为碱的条目12所述的反应(用4当量三氟甲基磺酸酯)在40℃比用N,N-二异丙基戊-3-胺的类似反应慢许多，出于此原因，反应必须在50℃进行以能获得>95％转化。为清楚起见，如果反应在三(2-甲基丙基)胺存在下在40℃进行，则同一时间点所测产率甚至低于在本公开所定义的碱存在下所得的产率。用N,N-二异丙基乙胺作为碱(条目13)获得相同的观察。为推动反应完成，需要50℃温度和总共6当量氟代烷基磺酸烷基酯。此过程也获得50％产率，显著低于用本公开所述的2种碱(条目9和10)所得产率。因此，根据本公开使用的碱使得所述工艺甚至在更温和条件(即较低反应温度)下实现更高产率。另外，需要更少摩尔过量的氟代烷基磺酸烷基酯以实现更好的产率。

Claims (6)

1.一种制备式(2)的氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，
Figure FDA0002996384930000011
其中
·PG是保护基团；和
·LG是氟代烷基磺酸酯，
所述工艺包括使式(3)化合物与氟代烷基磺酸酐在碱的存在下反应的步骤，
Figure FDA0002996384930000012
PG是保护基团，
其中所述碱具有式NR1R2R3：
·R1和R2独立地是2-甲基丙基或异丙基；和
·R3是-CH(R4)(R5)，其中R4和R5是相同或不同的烷基，其任选连接形成环。
2.如权利要求1所述的制备式(2)的氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其中所述氟代烷基磺酸酐是三氟甲磺酸酐。
3.如权利要求2所述的制备式(2)的氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其特征在于，所述式(3)化合物与所述碱的摩尔比是0.5-2。
4.如权利要求2所述的制备式(2)的氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其特征在于，所述式(3)化合物与所述碱的摩尔比是0.80-1。
5.如权利要求1-4中任一项所述的制备式(2)的氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其特征在于，用于所述工艺的溶剂是非质子有机溶剂。
6.如权利要求5所述的制备式(2)的氟代烷基磺酸烷基酯的工艺，其特征在于，所述工艺在选自下组的溶剂中完成：甲苯、三氟甲基甲苯、二甲苯、二氯甲烷、庚烷、戊烷、乙腈和叔丁基甲醚。
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