CN110563728B - 一种利格列汀中间体的制备方法 - Google Patents

一种利格列汀中间体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种利格列汀中间体的制备方法,包括如下步骤:(1)将2‑溴‑4‑甲基咪唑、N‑甲基脲与氧化剂反应得到化合物Ⅱ;(2)在碱存在下,化合物Ⅱ与溴源反应得到化合物Ⅲ;(3)在碱存在下,化合物Ⅲ与1‑溴‑2‑丁炔反应得到化合物Ⅳ,即利格列汀关键中间体。本发明方法具有起始原料便宜易得、步骤简化、原子利用率高、反应条件温和、产率高和适合工业化生产等优点。

Description

一种利格列汀中间体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种利格列汀中间体的制备方法,属于医约化工技术领域。
背景技术
利格列汀(linagliptin)化学名为8-[(3R)-3氨基哌啶-1-基]-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基喹唑啉-2-基)甲基]-1H-嘌呤-2,6二酮,由勃林格殷格翰公司和礼来公司联合研发,2011年5月美国FDA批准上市。木品系二肽基肽酶IV(dipeptidylpeptidase-IV,DPP-1V)抑制剂,主要用于结合饮食和体育锻炼控制成年2型糖尿病患者的血糖水平。其作用机制是通过抑制DPPIV,减少胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的降解,增加GLP-1的血浆浓度,改善餐后血糖控制,这是治疗2型糖尿病的新途径。该药疗效确切,不良反应少,利于口服吸收,可保护心血管,降低血压,具有高活性,选择性和长效性的特点。
化合物IV作为利格列汀的关键中间体,文献(CN 102807568,CN 105968112,CN105440034,CN 104211702,Journal of Medical Chemistry,52(20),6433-6446,2009),报道了利格列汀关键中间体的制备方法。已知合成路线一中直接采用8-溴-3-甲基-3,7-二氢-嘌呤-2,6-二酮作为原料,在氮气保护下,与2-丁炔在金属铜的作用下制备利格列汀中间体,收率为91.1%,该方法采用价格昂贵的8-溴-3-甲基-3,7-二氢-嘌呤-2,6-二酮,造成了工业生产成本偏高的问题,体系需采用氮气保护,对操作要求较高,且缩合过程使用了铜试剂,然而在嘌啉结构中,铜与嘌啉的中N和O易形成较为稳定的络合,易导致重金属超标,在合成利格列汀的过程中难以除去。合成路线二中以6-氨基-1-甲基脲嘧啶为起始原料与亚硝酸钠反应得到相应的亚硝基的化合物,紧接着一次经过还原,环合,溴代,取代得到利格列汀中间体,收率为52.6%。该方法路线很长,收率不高,开且使用易爆的亚硝酸类化合物,在一定程度上限制了该方法的工业化应用。
路线一:
Figure BDA0002211041250000011
路线二:
Figure BDA0002211041250000021
目前关于利格列汀的制备过程,尽管报道了许多方法,但还存在反应条件与操作要求高、起始原料昂贵且原子利用率低、金属污染和产率低等问题。
发明内容
发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种新颖的构建利格列汀中间体的方法,该方法工艺简单,原料易得,环境友好,操作可控,收率及纯度较高,适合工业化生产。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种利格列汀中间体的制备方法,它包括如下步骤:
(1)将式I所示的2-溴-4-甲基咪唑、N-甲基脲与氧化剂反应得到式II所示的化合物;
(2)在碱存在下,将步骤(1)制备得到的化合物II与溴源反应得到式III所示的化合物;
(3)在碱存在下,将步骤(2)制备得到的化合物III与1-溴-2-丁炔反应得到式IV所示的化合物,即利格列汀中间体;
Figure BDA0002211041250000022
步骤(1)中,所述的2-溴-4-甲基咪唑也可为化学式I’所示的结构,其中I与I’是是互变异构体,可以相互转换,在反应过程中I会转换为化合物I’进行反应。
Figure BDA0002211041250000031
步骤(1)为氧化剂参与的氧化反应,其中,所述的氧化剂为叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物和过氧化氢中的任意一种或几种,优选叔丁基过氧化氢。
步骤(1)中,2-溴-4-甲基咪唑与N-甲基脲的摩尔比为1∶1~1∶2,2-溴-4-甲基咪唑与氧化剂的摩尔比为1∶1.5~1∶3;其中,2-溴-4-甲基咪唑与N-甲基脲的摩尔比优选为1∶1.2,2-溴-4-甲基咪唑与氧化剂的摩尔比优选为1∶2。
步骤(1)中,反应溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氧六环中的任意一种或几种,控制反应溶剂的添加量使2-溴-4-甲基咪唑的浓度为0.2~0.8mmol/mL;反应温度为60~100℃,反应时间为8~10h;其中,反应溶剂优选为乙腈,反应温度优选为70℃,2-溴-4-甲基咪唑的浓度优选0.5mmol/mL。
步骤(1)中,所述的反应可以为加入搅拌,本发明对搅拌速率没有具体的要求,只需要将各物质搅动起来,增加传质作用。
步骤(1)中,在反应结束后,需要对产物进一步洗涤纯化,具体步骤为:反应完冷却至室温,加入乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,即得化合物II,其收率高达86%,纯度达到99%。
步骤(2)中,所述的碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、三乙胺、N,N-二异丙基乙胺和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)中的任意一种或几种,所述的溴源为N-溴代丁二酰亚胺(NBS)、溴化钠、溴化钾、溴素中的任意一种或几种;其中,所述的碱优选碳酸钾,所述的溴源优选NBS。
步骤(2)中,化合物II与碱的摩尔比为1∶1~1∶3,化合物II与溴源的摩尔比为1∶2~1∶4;其中,化合物II与碱的摩尔比优选为1∶2,化合物II与溴源的摩尔比优选为1∶2.5。
步骤(2)中,反应溶剂为二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氧六环中的一种或几种,控制反应溶剂的添加量使化合物II的浓度为0.2~0.8mmol/mL;反应温度为40~80℃,反应时间为5~7h;其中,反应溶剂优选为二氯乙烷,反应温度优选60℃,化合物II浓度优选0.5mmol/mL。
步骤(2)中,所述的反应可以为加入搅拌,木发明对搅拌速率没有具体的要求,只需要将各物质搅动起来,增加传质作用。
步骤(2)中,在反应结束后,需要对产物进一步洗涤纯化,具体步骤为:反应完冷却至室温,加入乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,即得化合物III,其收率高达92%,纯度达到99%。
步骤(3)中,所述的碱为乙酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、三乙胺、N,N-二异丙基乙胺和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)中的任意一种或几种,优选碳酸钠。
步骤(3)中,化合物III与碱的摩尔比为1∶1.2~1∶2.5,化合物III与1-溴-2-丁炔的摩尔比为1∶1~1∶2.5;其中,化合物III与碱的摩尔比优选为1∶1.5,化合物III与1-溴-2-丁炔的摩尔比优选为1∶1.2。
步骤(3)中,反应溶剂为甲苯、乙腈、二甲基亚砜、丙酮中的任意一种或几种,控制反应溶剂的添加量使化合物III的浓度为0.2~0.8mmol/mL;反应温度为30~60℃,反应时间4~6h;其中,反应溶剂优选丙酮,反应温度优选40℃,化合物III浓度优选0.5mmol/mL。
步骤(3)中,所述的反应可以为加入搅拌,本发明对搅拌速率没有具体的要求,只需要将各物质搅动起来,增加传质作用。
步骤(3)中,反应完冷却至室温,抽滤,滤饼用甲醇洗涤,得到粗产物淡黄色固体,粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,即得化合物IV,其收率高达95%,纯度达到99%。
上述利格列汀中间体的具体反应过程如下:
Figure BDA0002211041250000041
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下的优势:
(1)本发明提供的方法原材料廉价易得;
(2)木发明提供的方法反应条件温和,下艺简单,环境友好,操作简便,产物收率及纯度较高,有良好的工业化前景。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的内容仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的木发明。
实施例1:式II化合物的制备
Figure BDA0002211041250000051
将2-溴-4-甲基咪唑(1.610g,10mmol),N-甲基脲(0.889g,12mmol),叔丁基过氧化氢(70%,2.574g,20mmol),20mL乙腈依次加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至70℃,搅拌反应8h,反应完冷却至室温,加入80mL乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,得到2.372g化合物II,收率96%,纯度99%。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ13.00(s,1H),12.27(s,1H),8.19(s,1H),7.87(s,1H),2.75(s,3H)。质谱(ESI):m/z=246.9828(M+H)。
实施例2:化合物II的制备
将2-溴-4-甲基咪唑(1.610g,10mmol),N-甲基脲(0.889g,12mmol),叔丁基过氧化氧(70%,2.574g,20mmol),20mL乙腈依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至90℃,搅拌反应8h,反应完冷却至室温,加入80mL乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,得到2.223g化合物II,收率90%,纯度99%。
实施例3:化合物II的制备
将2-溴-4-甲基咪唑(1.610g,10mmol),N-甲基脲(1.111g,15mmol),叔丁基过氧化氢(70%,2.574g,20mmol),20mL二氧六环依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至100℃,搅拌反应10h,反应完冷却至室温,加入80mL乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,得到1.976g化合物II,收率80%,纯度99%。
实施例4:化合物III的制备
Figure BDA0002211041250000061
将化合物II(2.471g,10mmol),碳酸钾(2.764g,20mmol),NBS(4.450g,25mmol),20mL二氯乙烷,依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至60℃,搅拌反应5h,反应完冷却至室温,加入80mL乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯与止己烷重结晶,得到2.377g化合物III,收率97%,纯度99%。1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ13.00(s,1H),11.18(s,1H),3.31(s,3H)。
实施例5:化合物III的制备
将化合物II(2.471g,10mmol),碳酸钾(3.455g,25mmol),NBS(5.339g,30mmol),20mL二氯乙烷,依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至60℃,搅拌反应5h,反应完冷却至室温,加入80mL乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯与正己烷重结晶,得到2.230g化合物III,收率91%,纯度99%。
实施例6:化合物III的制备
将化合物II(2.471g,10mmol),碳酸钾(2.764g,20mmol),溴化钠(2.572g,25mmol),20mL二氧六环,依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至80℃,搅拌反应5h,反应完冷却至室温,加入80mL乙酸乙酯稀释反应液,以饱和氯化钠水溶液洗涤一次,再水洗两次,减压旋蒸掉乙酸乙酯得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯与正己烷重结晶,得到2.156g化合物III,收率88%,纯度99%。
实施例7:化合物IV的制备
Figure BDA0002211041250000071
将化合物III(2.450g,10mmol),1-溴-2-丁炔(1.596g,12mmol),碳酸钠(1.590g,15mmol),20mL丙酮,依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至40℃,搅拌反应4h,反应完冷却至室温,抽滤,滤饼用甲醇洗涤,得到粗产物淡黄色固体,粗产物用二氯甲烷与环己烷重结品,得到2.912g化合物IV,收率98%,纯度99.9%。1H NMR(300MHz,DMSO-d6)δ11.26(s,1H),5.00(d,2H,J=2.5Hz),3.31(s,3H),1.80(t,3H,J=2.5Hz)。
实施例8:化合物IV的制备
将化合物III(2.450g,10mmol),1-溴-2-丁炔(1.596g,12mmol),乙酸钠(1.230g,15mmol),20mL丙酮,依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至50℃,搅拌反应4h,反应完冷却至室温,抽滤,滤饼用甲醇洗涤,得到粗产物淡黄色固体,粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,得到2.674g化合物IV,收率90%,纯度99.9%。
实施例9:化合物IV的制备
将化合物III(2.450g,10mmol),1-溴-2-丁炔(1.596g,12mmol),乙酸钠(1.230g,15mmol),20mL甲苯,依此加入到100mL烧瓶中,将反应体系加热至60℃,搅拌反应4h,反应完冷却至室温,抽滤,滤饼用甲醇洗涤,得到粗产物淡黄色固体,粗产物用二氯甲烷与环己烷重结晶,得到2.703g化合物IV,收率91%,纯度99.9%。
本发明提供了种利格列汀中间体的制备方法的思路及方法,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将式Ⅰ所示的2-溴-4-甲基咪唑、N-甲基脲与氧化剂反应得到式Ⅱ所示的化合物;
(2)在碱存在下,将步骤(1)制备得到的化合物Ⅱ与溴源反应得到式Ⅲ所示的化合物;
(3)在碱存在下,将步骤(2)制备得到的化合物Ⅲ与1-溴-2-丁炔反应得到式Ⅳ所示的化合物,即利格列汀中间体;
Figure FDA0002577145130000011
步骤(1)中,所述的氧化剂为叔丁基过氧化氢;
步骤(2)中,所述的碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、三乙胺、N,N-二异丙基乙胺和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯中的任意一种或几种组合;
步骤(3)中,所述的碱为乙酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、三乙胺、N,N-二异丙基乙胺和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯中的任意一种或几种。
2.根据权利要求1所述的利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,2-溴-4-甲基咪唑与N-甲基脲的摩尔比为1:1~1:2,2-溴-4-甲基咪唑与氧化剂的摩尔比为1:1.5~1:3。
3.根据权利要求1所述的利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,反应溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氧六环中的任意一种或几种组合;反应温度为60~100℃,反应时间为8~10h。
4.根据权利要求1所述的利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的溴源为N-溴代丁二酰亚胺、溴化钠、溴化钾、溴素中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,化合物Ⅱ与碱的摩尔比为1:1~1:3,化合物Ⅱ与溴源的摩尔比为1:2~1:4。
6.根据权利要求1所述的利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,反应溶剂为二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氧六环中的一种或几种;反应温度为40~80℃,反应时间为5~7h。
7.根据权利要求1所述的利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,化合物Ⅲ与碱的摩尔比为1:1.2~1:2.5,化合物Ⅲ与1-溴-2-丁炔的摩尔比为1:1~1:2.5。
8.根据权利要求1所述的利格列汀中间体的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,反应溶剂为甲苯、乙腈、二甲基亚砜、丙酮中的任意一种或几种;反应温度为30~60℃,反应时间4~6h。
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