CN110128448A - 一种度鲁特韦原料及中间体中非对映异构体杂质的合成方法 - Google Patents

一种度鲁特韦原料及中间体中非对映异构体杂质的合成方法 Download PDF

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马晓光
丁少珂
杨静
段红玉
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Abstract

本发明提供一种度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，所述杂质的合成方法包括：步骤一：以化合物V为起始原料，在碱性条件下与大位阻保护基反应生成化合物VII；步骤二：化合物VII与反应溶剂在碱性条件下醇解生成化合物VIII；步骤三：化合物VIII与醇类溶剂在碱性条件下水解得到化合物IX。本发明提供了一种工艺简单、原料易得的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，制备得到的新杂质可为度鲁特韦的质量分析提供对照品，从而提升度鲁特韦的质量标准。

Description

一种度鲁特韦原料及中间体中非对映异构体杂质的合成方法
技术领域
本发明属于药物化学领域，特别涉及一种度鲁特韦原料及中间体中非对映异构体杂质的合成方法。
背景技术
度鲁特韦(dolutegravir，DTG)是由GSK于2013年8月研发上市的一种用于治疗HIV-1的抗病毒药物。它是一种人类免疫缺陷病毒类型1(HIV-1)整合酶链转移抑制剂，与其他抗逆转录病毒药联用治疗HIV-1感染。DTG通过与整合酶活性部位结合来阻断逆转录病毒脱氧核糖核酸(DNA)整合的链转移步骤，从而抑制HIV整合酶；目前度鲁特韦可单独或与其它药物联用，用于治疗成人和12岁以上青少年及体重超过40公斤的儿童患者的HIV-1感染；因此对度鲁特韦进行研究具有重要意义。
度鲁特韦杂质的研究可以用于度鲁特韦生产中的杂质定性和定量的分析，从而可以提高度鲁特韦的质量标准，为人民群众安全用药提供重要的指导意义；而现有的研究很少提及到度鲁特韦杂质方面，因而很难实现进一步的提升度鲁特韦的质量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，所述杂质具有如下式(IX)的结构：
所述式(IX)杂质的合成方法包括：
步骤一：以化合物V为起始原料，在碱性条件下与大位阻保护基反应生成化合物VII；
步骤二：化合物VII与反应溶剂在碱性条件下醇解生成化合物VIII；
步骤三：化合物VIII与醇类溶剂在碱性条件下水解得到化合物IX。
进一步地，所述步骤一中与大位阻保护基反应的反应溶剂包括苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种；所述大位阻保护基为(Boc)2O，所述碱包括DMAP、三乙胺中的一种。
进一步地，所述步骤一中与大位阻保护基反应的反应溶剂为苯。
进一步地，所述步骤二中的反应溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种，所述碱包括碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化锂、碳酸钠中的一种，所述反应温度为0-30℃。
进一步地，所述步骤三中醇类溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种，所述碱包括碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化锂、碳酸钠中的一种。
进一步地，所述碱为氢氧化锂。
进一步地，所述化合物V的合成线路为，
以1-(2，2-二甲氧基乙基)-5-甲氧基-6-(甲氧基羰基)-4-氧代-1，4-二氢吡啶-3-甲酸为原料，与2，4-二氟苄胺发生缩合反应，生成化合物I；
化合物I在反应溶剂中，与碱反应生成化合物II；
化合物II在酸性条件下水解生成化合物III；
化合物III与R-氨基丁醇在反应溶剂中利用酸催化反应生成化合物IV；
化合物IV在反应溶剂中，在缩合剂催化的条件下发生分子内关环生成化合物V。
进一步地，所述缩合反应的缩合剂为CDI，所述缩合反应的溶剂包括二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种，所述缩合反应的温度为30～65℃，所述缩合反应的时间为1～5h。
进一步地，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化锂、碳酸铯、三乙胺中的一种或多种，所述与碱反应的反应溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮中的一种或多种。
进一步地，所述缩合剂包括HATU、HBTU、CDI中的一种
本发明提供了一种工艺简单、原料易得的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，制备得到的新杂质可为度鲁特韦的质量分析提供对照品，从而提升度鲁特韦的质量标准。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例的度鲁特韦中间体中的非对映异构体杂质的合成流程图；
图2示出了本发明实施例的度鲁特韦中间体的合成流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例的度鲁特韦中间体中的非对映异构体杂质的合成流程图。如图1所示，一种度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其中合成的所述杂质具有如下式(IX)的结构：
所述式(IX)杂质的合成方法包括：
步骤一：以化合物V为起始原料，在碱性条件下与大位阻保护基反应生成化合物VII；
其中，上述反应的反应溶剂包括苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种，优选的，反应溶剂为苯，大位阻基团选择(Boc)2O(二碳酸二叔丁酯)，碱包括DMAP(4-二甲氨基吡啶)、三乙胺中的一种。其中选择甲苯作为溶剂是由于反应的副产物少，且甲苯对产物的溶解度较好。而选择大位阻基团选择(Boc)2O(二碳酸二叔丁酯)是方便后续的保护基能够顺利水解。选择DMAP是由于DMAP是有机碱在甲苯中溶解度好，且其碱性较强，便于反应的进行。
步骤二：化合物VII与反应溶剂在碱性条件下醇解生成化合物VIII；
其中，上述反应的反应溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种，碱包括碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化锂、碳酸钠中的一种，反应温度为0～30℃。
步骤三：化合物VIII与醇类溶剂在碱性条件下水解得到化合物IX。
其中，上述的醇包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种；碱包括碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化锂、碳酸钠中的一种，优选的，碱为氢氧化锂。
图2示出了本发明实施例的度鲁特韦中间体的合成流程图。如图2所示，所述化合物V的合成线路为，
步骤一：以SM1(1-(2，2-二甲氧基乙基)-5-甲氧基-6-(甲氧基羰基)-4-氧代-1，4-二氢吡啶-3-甲酸)为原料，与SM3(2，4-二氟苄胺)发生缩合反应，生成化合物I；
其中，缩合反应的缩合剂选择CDI(N，N'-羰基二咪唑)；反应溶剂选择二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种，优选的，反应溶剂选择DCM(二氯甲烷)；缩合反应的温度为30～65℃；缩合反应的时间为1～5h。
步骤二：化合物I在反应溶剂中，与碱反应生成化合物II；
其中，碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化锂、碳酸铯、三乙胺中的一种或多种，优选的，碱包括氢氧化钠和氢氧化钾，反应溶剂选择甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮中的一种或多种。
步骤三：化合物II在酸性条件下水解生成化合物III；
其中，酸选择甲酸、乙酸、三氟乙酸、对甲苯磺酸中的一种或多种，优选的，酸选择甲酸。
步骤四：化合物III与R-氨基丁醇在反应溶剂中利用酸催化反应生成化合物IV；
其中，反应溶剂选择乙腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氧六环中的一种或多种，优选的，反应溶剂选择乙腈；酸选择甲酸、乙酸、盐酸、磷酸、硫酸、对甲苯磺酸、甲磺酸中的一种或多种，优选的，酸选择甲酸。
步骤五：化合物IV在反应溶剂中，在缩合剂催化的条件下发生分子内关环生成化合物V；
其中，反应溶剂选择N，N-二甲基甲酰氨、二甲基亚砜、N，N-二甲基乙酰氨中的一种或多种，优选的，反应溶剂选择N，N-二甲基甲酰氨；缩合剂选择HATU(2-(7-氧化苯并三氮唑)-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸盐)、HBTU(2-(7-氧化苯并三氮唑)-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸盐)、CDI(N，N'-羰基二咪唑)中的一种，优选的，缩合剂选择HATU，反应温度选择0～40℃。
示例性的，选取一定量的SM1(1-(2，2-二甲氧基乙基)-5-甲氧基-6-(甲氧基羰基)-4-氧代-1，4-二氢吡啶-3-甲酸)进行式(IX)杂质的合成。
(一)化合物I的合成方法为：室温条件下，往干燥三口瓶中加入50.0g的原料SM1、33.4g的CDI，再加入500.0mL的反应溶液DCM；而后对三口瓶内部进行氮气置换；示例性的，氮气置换采用氮气置换装置将容器内的空气抽出进行氮气置换，主要的目的是避免容器内可燃气体与空气中的氧气形成可燃性混合物，进而避免可能造成内燃或爆炸；氮气置换设备包含：氮气衔接收及所属配件、液化石油气衔接收、氮气瓶及液化石油气汽车槽车。
氮气置换完成后在40℃的温度下使上述混合液反应3h，而后降至室温，加入27.2g的SM3，室温中摇晃混合后使之反应2～3h；而后往反应液中加入300.0mL的水，通过减压蒸馏的方式，除去大部分DCM，将剩余物过滤，通过静置使滤液分层，取有机相，而剩余的水相再用200.0mL的萃取液DCM萃取两次；而后将萃取后得到的有机相与滤液分层得到的有机相合并，合并后用无水硫酸钠干燥。后对有机相再过滤，过滤后滤液加入70.0g的硅胶进行拌样，后旋蒸除去溶剂，然后进行柱层析分离，柱层析分离时流动相利用二氯甲烷：甲醇＝100:1(体积比)进行洗脱，收集洗脱后的组分，减压蒸干，得油状物52.20g，即为化合物I。
示例性的，旋蒸除去溶剂是通过旋转蒸发器进行，主要用于减压条件下连续蒸馏易挥发性溶剂，旋转蒸发器通常由马达、蒸馏瓶、加热锅、冷凝管等部分组成；在进行DCM的去除时，可加热到40℃(DCM的沸点)，即可使DCM蒸发达到去除DCM的效果。柱层析分离法是根据物质在固定相上的吸附能力不同而进行分离的，一般情况下极性大的物质易被固定相吸附，极性小的物质不易被固定相吸附，柱层析过程即是吸附、解吸、再吸附和再解吸的过程；柱层析分离中硅胶作为固定相，对复杂有机化合物的分离具有较高的效率，流动相的淋洗剂选择对柱层析分离效果具有很大影响的，在柱层析中对极性大的组分选用强极性的淋洗剂，对极性弱的组分则选用弱极性的淋洗剂进行洗脱，上述柱层析分离的淋洗剂采用二氯甲烷：甲醇＝100:1(体积比)进行洗脱。
(二)化合物II的生成方法为：取EtOH(乙醇)500ml，将步骤一中的52.20g的化合物I溶于EtOH中，室温条件下加入177.8ml的2N氢氧化钠水溶液；其中2N的氢氧化钠水溶液即为2mol/l氢氧化钠水溶液；其制备方法是通过将80g的氢氧化钠固体溶于蒸馏水中，标定得到1L的溶液，从1L的溶液中取177.8ml进行上述操作即可。
将加入氢氧化钠的混合溶液在室温条件下搅拌1～2h；加入浓盐酸调pH至1.0，加入100mL的水和300mL二氯甲烷，充分混合后使溶液静置分层，取有机相；对于分离的水相再用300.0mL二氯甲烷萃取一遍，取萃取后的有机相，合并两次得到的有机相；而后将有机相通过无水硫酸钠干燥，然后进行过滤，滤液旋干得油状物55.0g，即为化合物II。
其中，滤液旋干是指去除溶剂得到晶体，旋干滤液需要用旋蒸仪。
需要说明的是，有机相和无机相主要是密度不同的两种化合物，静置时会出现分液，即可便于进行萃取，一般有机相为有机物，无机相为无机物。示例性的，水和油的混合液，在静置后水油会因为密度的不同而出现分层，油因为密度小而处于水的上部，二者分层后便于二者的分离；此例中油为有机物，即为有机相；水为无机物即为无机相。
(三)化合物III的生成方法为：将步骤二中得到的55.0g化合物II溶于550.0mL甲酸中，90℃的条件下反应3～4h，蒸除溶剂，得到类白色固体，称重49.03g，即为化合物III。
(四)化合物IV的合成方法为：将步骤三中的49.03g化合物III溶于500.0mL乙腈中，搅拌条件下加入17.2g的SM2(R-氨基丁醇)、3.87g的甲酸，使混合溶液在62℃中反应13～14h。减压除去反应液，往剩余物中加入100.0mL乙腈，继续减压蒸馏，得油状物60.0g，即为化合物IV。
(五)化合物V的合成方法为：将步骤四中得到的化合物IV取20.0g，溶于200ml的DMF(N，N-二甲基甲酰胺)中，加入25.0g的HATU、23.0mL的DIEA(N，N-二异丙基乙胺)，25℃的条件下使之反应2～3h，反应完毕，旋蒸除去大部分DMF，往剩余物中加入500.0mL的1N盐酸水溶液(1mol/l盐酸水溶液)，300.0mL乙酸乙酯，混合后静置，而后取有机相；对于剩余的水相再用100.0mL乙酸乙酯萃取五次，萃取得到的有机相与静置取得的有机相合并。往有机相中缓慢加入饱和碳酸氢钠水溶液调pH至7～8，震荡一段时间，使之充分混合，而后取有机相，有机相再用300.0mL饱和氯化钠水溶液萃洗两次，用无水硫酸钠干燥。干燥后的有机相通过蒸馏除去溶剂，所得油状物柱层析纯化，首先用二氯甲烷：甲醇＝100:1(体积比)进行洗脱，再用二氯甲烷：甲醇＝50:1(体积比)洗脱，收集同一组分，旋干，得白色固体4.5g，纯度99.942％；即为化合物V。
示例性的，配置1N盐酸水溶液的水溶液的方法为：若选择36-38％的浓盐酸溶液进行配置，首先计算所使用的浓盐酸的体积：按照摩尔浓度(1mol)×分子量(36.46)÷含量(36～38％可以按37算)÷密度(1.18)即可得到体积约为90mL；而后通过90ml的(36～38％)盐酸加水定容至1000mL即可得到1N的盐酸水溶液。
(六)化合物VII的生成方法为：向250mL三口瓶中加入4.0g化合物V、66.0mL的甲苯和9.0mL的(Boc)2O并开启搅拌，加入3.4g的DMAP，而后氮气置换三次，而后加热至50～70℃进行反应，并进行TLC检测，直至原料基本反应完全，减压蒸干，得粗品14.66g，即为化合物VII。
其中TLC检测为薄层色谱(Thin Layer Chromatography)检测，在被洗涤干净的玻板(10×3cm左右)上均匀的涂一层吸附剂或支持剂，带干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上，凉干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内，浸入深度为0.5cm。待展开剂前沿离顶端约1cm附近时，将色谱板取出，干燥后喷以显色剂，或在紫外灯下显色。薄层色谱属固—液吸附色谱，它兼备了柱色谱和纸色谱的优点，一方面适用于少量样品(甚至0.01微克)的分离；另一方面在制作薄层板时，把吸附层加厚加大，因此特别适用于挥发性较小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱进行分析。
(七)所述化合物IX的合成方法为：往250mL两口瓶中加入14.66g的化合物VII、100.0mL的MeOH(甲醇)和15.19g的K2CO3(碳酸钾)，开始搅拌，控温10～20℃，反应3～4h，即得到化合物VIII的甲醇溶液。然后加入LiOH(氢氧化锂)水溶液，搅拌1～2h，加1N的HCl调pH值至1～2，加入100.0mL的二氯甲烷萃取，分出有机相，对于分离的水相再用100mL二氯甲烷萃取，分出有机相，对两次得到的有机相进行合并，旋干有机相，得黄色油状物6.54g，即为化合物IX的粗品。
其中，上述LiOH(氢氧化锂)水溶液是通过称取0.44g的LiOH，而后加入到10mL水中，通过不断搅拌使之溶解产生的水溶液。
(八)所述化合物IX的纯化：取6.54g化合物IX粗品，加入40.0mL的NaOH(氢氧化钠)水溶液，再加入50.0mL的二氯甲烷和50.0mL的水，分液，取有机相，对于分离的水相再用50.0mL的二氯甲烷萃取，分出有机相，对两次取得的有机相进行合并，而后对有机相进行旋干，得类白色固体1.2g，纯度98.74％，即为所述化合物IX。
其中，上述的NaOH(氢氧化钠)水溶液是将1.4gNaOH溶于40.0mL水中，通过不断的搅拌形成的水溶液。
本发明制备得到的杂质可为度鲁特韦的质量分析提供对照品，从而提升度鲁特韦的质量标准。
需要说的是，图示中的OMe表示的是甲氧基；Toluene表示的是甲苯；Bn表示的是苄基；Et表示乙基；iPr表示的是异丙基。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述杂质具有如下式(IX)的结构：
其特征在于：所述式(IX)杂质的合成方法包括：
步骤一：以化合物V为起始原料，在碱性条件下与大位阻保护基反应生成化合物VII；
步骤二：化合物VII与反应溶剂在碱性条件下醇解生成化合物VIII；
步骤三：化合物VIII与醇类溶剂在碱性条件下水解得到化合物IX。
2.根据权利要求1所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述步骤一中与大位阻保护基反应的反应溶剂包括苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种；所述大位阻保护基为(Boc)2O，所述碱包括DMAP、三乙胺中的一种。
3.根据权利要求2所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述步骤一中与大位阻保护基反应的反应溶剂为苯。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述步骤二中的反应溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种，所述碱包括碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化锂、碳酸钠中的一种，所述反应温度为0～30℃。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述步骤三中醇类溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种，所述碱包括碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化锂、碳酸钠中的一种。
6.根据权利要求5所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述碱为氢氧化锂。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述化合物V的合成线路为，
以1-(2，2-二甲氧基乙基)-5-甲氧基-6-(甲氧基羰基)-4-氧代-1，4-二氢吡啶-3-甲酸为原料，与2，4-二氟苄胺发生缩合反应，生成化合物I；
化合物I在反应溶剂中，与碱反应生成化合物II；
化合物II在酸性条件下水解生成化合物III；
化合物III与R-氨基丁醇在反应溶剂中利用酸催化反应生成化合物IV；
化合物IV在反应溶剂中，在缩合剂催化的条件下发生分子内关环生成化合物V。
8.根据权利要求7所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述缩合反应的缩合剂为CDI，所述缩合反应的溶剂包括二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种，所述缩合反应的温度为30～65℃，所述缩合反应的时间为1～5h。
9.根据权利要求7所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化锂、碳酸铯、三乙胺中的一种或多种，所述与碱反应的反应溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的度鲁特韦中间体中非对映异构体杂质的合成方法，其特征在于：所述缩合剂包括HATU、HBTU、CDI中的一种。
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