CN110862324B - 一种手性二级胺类化合物的直接合成方法 - Google Patents

一种手性二级胺类化合物的直接合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种直接合成手性二级胺类化合物的方法。本发明基于酮类化合物和烷基胺在手性催化剂催化下加氢发生不对称还原胺化的方法制备手性胺类化合物。利用本发明的合成方法,可以一步高效获得胺类化合物,同时产物的对映选择性可以达到95%。本发明提供的合成方法很好地解决了手性胺化合物的合成难题,同时相应原料非常廉价,具有很高的工业应用潜力。

Description

一种手性二级胺类化合物的直接合成方法
技术领域
本发明涉及手性胺类化合物,具体涉及手性二级胺类化合物的合成方法。
背景技术
手性胺是许多重要药物的药效基团。比如抗血栓的药物clopidogrel(世界卫生组织推荐的核心药物),治疗甲状旁腺功能亢进症和高钙血症的Cinacalcet(西那卡塞),治疗阿尔兹海默和帕金森综合症的药物rivastigmine、rotigotine、selegiline,抗抑郁症的药物orvepitant,以及心血管药物clopidogrel。因此,研究和开发制备手性胺类化合物的反应具有重要的意义。
不对称还原胺化是一种绿色高效的制备手性胺类化合物的方法。不对称还原胺化以简单廉价的酮和胺为原料,在手性催化剂作用下经过一步反应就可以得到手性胺。对不对称还原胺化的研究发展比较缓慢,到目前为止,还没有一级烷基胺作为胺源参与的不对称还原胺化反应的相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,该方法利用不对称还原胺化反应,以烷基胺作为胺源,高效、高立体选择性地合成手性胺。
本发明所采用的技术方案为:一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述方法的反应式为:
Figure BDA0002272578840000021
其中:
Ir表示金属铱的盐;L表示手性亚磷酰胺配体;Additives表示添加剂;Solvent表示反应溶剂;Ar表示芳香基团;R1表示烷基、三氟甲基或其它烃基;R2表示烃基或含杂原子的烃基。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述金属铱的盐,为(1,5-环辛二烯)二氯化铱(I)二聚体、氯二(环辛烯)铱(I)二聚体、1,5-环辛二烯双(甲基联苯基磷化氢)铱(I)六氟化磷盐、甲氧基(环辛二烯)铱(I)二聚体、双(1,5-环辛二烯)铱(I)六氟化锑盐、双(1,5-环辛二烯)铱(I)四氟硼酸盐或双1,5-环辛二烯铱(I)四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸盐。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述手性亚磷酰胺配体的具体结构为:
Figure BDA0002272578840000022
或者
Figure BDA0002272578840000023
其中:R3为氢、甲基、乙基、丙基、甲氧基甲基、乙氧基甲基或苄基;Ar’为芳香基团,所述Ar’芳香基团的取代基包括氢、烷基、烷氧基、卤素、羟基、苯基。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述添加剂为有机碱、布朗斯特酸、钛酸盐、硼酸酯、含碘化合物中的一种或多种。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述有机碱为三乙胺、三甲胺、三丙胺、三丁胺、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、四氢吡咯、哌啶、吗啡啉或吡啶类化合物;
所述布朗斯特酸为甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸、苯磺酸、对甲基苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、氢氯酸、氢溴酸、氢碘酸、甲磺酸、硫酸或磷酸;
所述钛酸盐为四异丙基氧钛、四甲基氧钛、四已基氧钛或四丙基氧钛;
所述硼酸酯为硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三丁酯或硼酸三异丙酯;
所述含碘化合物包括但不局限于以下化合物:分子碘、碘化钾、碘化纳、碘化铵、碘化锌、碘化铋,四丁基碘化铵,四甲基碘化铵,四乙基碘化铵。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述反应溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯或丁酸甲酯。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述反应式中Ar芳香基团包括含有取代基的苯,1-萘,2-萘,二茂铁,呋喃,噻吩或吡啶;所述取代基包括氢、烷基、烷氧基、卤素、羟基、硝基、氰基、三氟甲基、酯基、酰胺基、酰基、醛基、氮-甲基-氮-乙基氨基甲酸酯基或磺酰胺基。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述杂原子为氧、硫或氮。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述合成方法包括以下步骤:
将反应物放入反应瓶中,将反应瓶置于高压反应釜,并用氢气置换2次后,将氢气加压至50大气压反应20小时搅拌,反应温度为50℃;
待所述反应结束后加入饱和碳酸氢钠水溶液,分离有机相;
将所述分离的有机相减压蒸馏后得到粗产品,所述粗产品经过柱层析纯化得到手性二级胺类化合物。
进一步的,一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,所述方法可以应用于但不局限于下列药物的合成:cinacalcet(西那卡塞)、rivastigmine(利凡斯的明)、dapoxetime(达泊西汀)、Ugi’s amine、selegiline、orvepitant、vestipitant、clopidogrel、Casopitant。
本发明具有以下优点:
本发明所涉及的手性胺类化合物的合成方法,首次采用一级烷基胺作为不对称还原胺化的胺源,可以不经过其他化学反应一步得到手性胺。其次,本发明利用亚磷酰胺手性配体作为催化剂,这类手性配体价格低廉、易于合成与拓展。该方法具有操作简单和易于规模生产的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明基于不对称还原胺化反应,利用烷胺与酮在金属铱催化剂作用下加氢,一步得到目标产物即手性胺类化合物。
Figure BDA0002272578840000051
其中:
Ir表示金属铱的盐;L表示手性亚磷酰胺配体;Additives表示添加剂;Solvent表示反应溶剂;Ar表示芳香基团;R1表示烷基、三氟甲基或烃基;R2表示烃基或含杂原子的烃基,杂原子可以为氧、硫或氮。
本发明中金属铱的盐,为(1,5-环辛二烯)二氯化铱(I)二聚体、氯二(环辛烯)铱(I)二聚体、1,5-环辛二烯双(甲基联苯基磷化氢)铱(I)六氟化磷盐、甲氧基(环辛二烯)铱(I)二聚体、双(1,5-环辛二烯)铱(I)六氟化锑盐、双(1,5-环辛二烯)铱(I)四氟硼酸盐或双1,5-环辛二烯铱(I)四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸盐。
本发明中手性亚磷酰胺配体的具体结构为:
Figure BDA0002272578840000052
或者
Figure BDA0002272578840000053
其中:R3为氢、甲基、乙基、丙基、甲氧基甲基、乙氧基甲基或苄基;Ar’为芳香基团,所述Ar’芳香基团的取代基包括氢、烷基、烷氧基、卤素、羟基、苯基。
本发明中,添加剂为有机碱、布朗斯特酸、钛酸盐、硼酸酯、含碘化合物中的一种或多种。
其中有机碱为三乙胺、三甲胺、三丙胺、三丁胺、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、四氢吡咯、哌啶、吗啡啉或吡啶类化合物;布朗斯特酸为甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸、苯磺酸、对甲基苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、氢氯酸、氢溴酸、氢碘酸、甲磺酸、硫酸或磷酸;钛酸盐为四异丙基氧钛、四甲基氧钛、四已基氧钛或四丙基氧钛;硼酸酯为硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三丁酯或硼酸三异丙酯;含碘化合物包括但不局限于以下化合物:分子碘、碘化钾、碘化纳、碘化铵、碘化锌、碘化铋,四丁基碘化铵,四甲基碘化铵,四乙基碘化铵。
本发明中,反应溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯或丁酸甲酯。
反应式中的Ar芳香基团包括含有取代基的苯,1-萘,2-萘,二茂铁,呋喃,噻吩或吡啶;所述取代基包括氢、烷基、烷氧基、卤素、羟基、硝基、氰基、三氟甲基、酯基、酰胺基、酰基、醛基、氮-甲基-氮-乙基氨基甲酸酯基或磺酰胺基。
以下结合合成工艺、合成结果对本发明作进一步详细说明:
一、cinacalcet(西那卡塞)1-1的制备:
Figure BDA0002272578840000071
通用制备方法一:在5mL反应瓶中,加入27.2mg(0.2mmol)的1-萘乙酮、0.2mmol 3-(3-三氟甲基)-丙胺、1mL乙酸乙酯、68.2mg(0.24mmol)四异丙基氧钛、5.6mg(0.04mmol)三乙胺盐酸盐、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(0.03mmol)和百分之一的铱与(R)-L1a络合制得的催化剂。将反应瓶置于高压反应釜,并用氢气置换2次后,将氢气加压至50大气压反应20小时搅拌,反应温度为50度。反应结束后加入饱和碳酸氢钠水溶液,分离有机相。有机相减压蒸馏后得到粗产品,经过柱层析纯化得到1-萘乙基-3-(3-三氟甲基)-丙胺,产率93%。产品经手性高效液相色谱分析,其立体选择性为94%。
通用制备方法二:在5mL反应瓶中,加入27.2mg(0.2mmol)的1-萘乙酮、0.2mmol 3-(3-三氟甲基)-丙胺盐酸盐、1mL乙酸乙酯、68.2mg(0.24mmol)四异丙基氧钛和百分之一的铱与(R)-L1a络合制得的催化剂。将反应瓶置于高压反应釜,并用氢气置换2次后,将氢气加压至50大气压反应20小时搅拌,反应温度为50度。反应结束后加入饱和碳酸氢钠水溶液,分离有机相。有机相减压蒸馏后得到粗产品,经过柱层析纯化得到1-萘乙基-3-(3-三氟甲基)-丙胺,产率91%。产品经手性高效液相色谱分析,其立体选择性为94%。
通用制备方法三:在5mL反应瓶中,加入27.2mg(0.2mmol)的1-萘乙酮、0.2mmol 3-(3-三氟甲基)-丙胺、1mL乙酸甲酯酯、68.2mg(0.24mmol)四异丙基氧钛、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯盐酸盐(0.03mmol)和百分之一的铱与(R)-L1a络合制得的催化剂。将反应瓶置于高压反应釜,并用氢气置换2次后,将氢气加压至50大气压反应20小时搅拌,反应温度为50度。反应结束后加入饱和碳酸氢钠水溶液,分离有机相。有机相减压蒸馏后得到粗产品,经过柱层析纯化得到1-萘乙基-3-(3-三氟甲基)-丙胺,产率94%。产品经手性高效液相色谱分析,其立体选择性为95%。
以下是采用上述方法合成的8个二级手性胺的名称、编号、产率、立体选择性、颜色、物态、核磁数据和质谱数据。
Cinacalcet(西那卡塞)(1-1):
Figure BDA0002272578840000081
产率93%;对映选择性95%;无色液体;1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ8.30(d,J=8.3Hz,1H),7.98(dd,J=7.8,1.7Hz,1H),7.86(d,J=8.1Hz,1H),7.77(d,J=7.1Hz,1H),7.65–7.54(m,3H),7.37(t,J=7.5Hz,3H),7.32–7.24(m,4H),4.73(d,J=6.6Hz,1H),2.91–2.62(m,4H),2.09–1.84(m,2H),1.60(d,J=6.7Hz,3H)。当使用不同的手性配体时,产物Cinacalcet(西那卡塞)的对映选择性会有所不同(见表1)。
Figure BDA0002272578840000091
表1、使用不同手性配体时产物1-1的对映选择性
N-3-苯基丙基-1-(2-溴-苯基)-1-乙胺(1-2):
Figure BDA0002272578840000092
产率93%;对映选择性94%;无色液体;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.60(ddd,J=10.4,7.9,1.5Hz,2H),7.44–7.32(m,3H),7.26(dd,J=7.7,5.6Hz,3H),7.17(td,J=7.6,1.7Hz,1H),4.33(q,J=6.6Hz,1H),2.83–2.49(m,4H),1.89(tt,J=9.1,6.3Hz,2H),1.41(d,J=6.7Hz,3H);ESI-MS m/z:318.08519[M+H]+
N-3-苯基丙基-1-苯基-2-甲基-1-丙胺(1-3):
Figure BDA0002272578840000093
产率95%;对映选择性94%;淡黄色液体;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.40(t,J=7.4Hz,2H),7.37–7.30(m,5H),7.28–7.21(m,3H),3.38(d,J=7.0Hz,1H),2.79–2.61(m,2H),2.53(t,J=6.6Hz,2H),1.94(h,J=6.7Hz,1H),1.89–1.80(m,2H),1.43(s,1H),1.06(d,J=6.7Hz,3H),0.84(d,J=6.8Hz,3H);ESI-MS m/z:268.20624[M+H]+
N-2-呋喃甲基-1-萘-1-乙胺(1-4):
Figure BDA0002272578840000101
产率87%;对映选择性88%;淡黄色液体;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.24–8.11(m,1H),8.00–7.92(m,1H),7.83(dd,J=11.0,7.7Hz,2H),7.61–7.52(m,3H),7.45(d,J=1.8Hz,1H),6.38(t,J=2.4Hz,1H),6.17(d,J=3.2Hz,1H),4.75(q,J=6.6Hz,1H),3.87(d,J=14.5Hz,1H),3.77(d,J=14.5Hz,1H),1.95(s,1H),1.58(d,J=6.6Hz,3H)。
N-甲基-1-萘-1-乙胺(1-5):
Figure BDA0002272578840000102
产率91%;对映选择性94%;无色液体;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.28(d,J=8.4Hz,1H),7.96(dd,J=8.1,1.5Hz,1H),7.84(d,J=8.1Hz,1H),7.72(d,J=7.2Hz,1H),7.63–7.50(m,3H),4.60(q,J=6.6Hz,1H),2.50(s,3H),1.67–1.49(m,4H)。
N-甲基-1-(3,5-二三氟甲基苯基)乙胺(1-6):
Figure BDA0002272578840000111
产率84%;对映选择性93%;淡黄色液体;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.88(s,1H),7.54(s,2H),3.26(s,3H),3.72(m,1H),1.34(d,J=6.6Hz,3H)。
N-环戊基-1-萘-1-乙胺(1-7):
Figure BDA0002272578840000112
产率95%;对映选择性95%;淡黄色液体;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.27(d,J=8.3Hz,1H),8.01–7.88(m,1H),7.80(d,J=8.1Hz,1H),7.71(d,J=7.1Hz,1H),7.63–7.46(m,3H),4.78(q,J=6.6Hz,1H),3.08(p,J=7.1Hz,1H),1.95–1.80(m,2H),1.80–1.64(m,2H),1.65–1.12(m,7H);13C NMR(125MHz,CDCl3):δ141.8,134.0,131.4,129.0,127.1,125.8,125.3,122.9,122.9,57.6,51.7,33.7,33.3,26.7,24.2,24.0,23.8;ESI-MS m/z:240.17493[M+H]+
NPS R-568(1-8):
Figure BDA0002272578840000113
产率96%,;对映选择性75%;淡黄色液体;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.70(d,J=8.3Hz,1H),6.80–7.40(m,7H),4.08(q,J=6.6Hz,1H),3.85(s,3H),2.75(t,J=6.6Hz,2H),2.60(t,J=6.5Hz,2H),1.80(m,2H),1.25(d,J=6.7Hz,3H)。
由以上数据可以看出,本发明的技术方案对于合成手性二级胺类直接、高效,手性选择率高,在制备cinacalcet(西那卡塞)、rivastigmine(利凡斯的明)、dapoxetime(达泊西汀)、Ugi’s amine、selegiline、orvepitant、vestipitant、clopidogrel、Casopitant等药物时具有突出的优势。
本发明的内容不限于实施例所列举,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,其特征在于:所述方法的反应式为:
Figure FDA0003897689010000011
其中:
Ir表示金属铱的盐;L表示手性亚磷酰胺配体;Additives表示添加剂;Solvent表示反应溶剂;Ar表示芳香基团;R1表示烷基、三氟甲基或烃基;R2表示烃基或含杂原子的烃基;
所述手性亚磷酰胺配体的具体结构为:
Figure FDA0003897689010000012
其中:R3为氢、甲基、乙基、丙基、甲氧基甲基、乙氧基甲基或苄基;Ar’为芳香基团,所述Ar’芳香基团的取代基包括氢、烷基、烷氧基、卤素、羟基、苯基;
所述添加剂为有机碱和布朗斯特酸,或者钛酸盐和硼酸酯;
所述反应溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯或丁酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,其特征在于:所述金属铱的盐,为(1,5-环辛二烯)二氯化铱(I)二聚体、氯二(环辛烯)铱(I)二聚体、1,5-环辛二烯双(甲基联苯基磷化氢)铱(I)六氟化磷盐、甲氧基(环辛二烯)铱(I)二聚体、双(1,5-环辛二烯)铱(I)六氟化锑盐、双(1,5-环辛二烯)铱(I)四氟硼酸盐或双1,5-环辛二烯铱(I)四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸盐。
3.根据权利要求1所述的一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,其特征在于:所述有机碱为三乙胺、三甲胺、三丙胺、三丁胺、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、四氢吡咯、哌啶、吗啡啉或吡啶类化合物;
所述布朗斯特酸为甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸、苯磺酸、对甲基苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、氢氯酸、氢溴酸、氢碘酸、甲磺酸、硫酸或磷酸;
所述钛酸盐为四异丙基氧钛、四甲基氧钛、四已基氧钛或四丙基氧钛;
所述硼酸酯为硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三丁酯或硼酸三异丙酯。
4.根据权利要求1所述的一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,其特征在于:所述反应式中Ar芳香基团包括含有取代基的苯,1-萘,2-萘,二茂铁,呋喃,噻吩或吡啶;所述取代基包括氢、烷基、烷氧基、卤素、羟基、硝基、氰基、三氟甲基、酯基、酰胺基、酰基、醛基、氮-甲基-氮-乙基氨基甲酸酯基或磺酰胺基。
5.根据权利要求1所述的一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,其特征在于:所述杂原子为氧、硫或氮。
6.根据权利要求1所述的一种手性二级胺类化合物的直接合成方法,其特征在于:所述合成方法包括以下步骤:
将反应物放入反应瓶中,将反应瓶置于高压反应釜,并用氢气置换2次后,将氢气加压至50大气压反应20小时搅拌,反应温度为50℃;
待所述反应结束后加入饱和碳酸氢钠水溶液,分离有机相;
将所述分离的有机相减压蒸馏后得到粗产品,所述粗产品经过柱层析纯化得到手性二级胺类化合物。
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