CN112441998B - 一种艾日布林中间体的制备方法 - Google Patents

一种艾日布林中间体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种艾日布林中间体的制备方法，具体涉及制备艾日布林关键中间体ERB‑2，ERB和化合物P1；在制备化合物ERB‑2过程中溶将化合物ERB‑6中的羟基先用MMTr保护，在B片段合成过程中提前引入羟基保护基Pv，最后采用Ambelyst‑15酸性离子交换树脂脱去MMTr，得到化合物ERB‑2，该反应路线新颖，反应效率显著提高；在制备化合物P1过程中创造性的在反应体系中添加合适量的Mn粉，并且结合使用Cr3+和配体N或M以及1,8‑双二甲氨基萘，能够显著减少铬试剂的使用量，同时提高反应收率，特别适合工业化应用。

Description

一种艾日布林中间体的制备方法
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种艾日布林中间体的制备方法。
背景技术
软海绵素B(Halichondrin B)是1986年日本科学家Hirata和Uemura从海绵Halichondria okadai中分离出了的一种只包含C、H、O原子的聚醚大环内脂类化合物，具有极强的体外抗肿瘤活性。软海绵素B的分子结构非常复杂，包含32个手性中心，有超过40亿个异构体，合成难度非常大。艾日布林是halichondrin B的衍生物，是一种微管蛋白抑制剂，WO9965894首次公开了艾日布林的结构及合成方法。2010年11月15日，FDA批准甲磺酸艾日布林(Halaven)注射液用于治疗至少接受过两种化疗方案的转移性乳腺癌患者。
艾日布林分子结构中含有19个手性中心，合成非常困难，化合物ERB和化合物P1是合成艾日布林的重要中间体。
Phillips等公开了如下一种ERB的制备方法，该方法反应过程中需要用到手性钌试剂和重氮甲烷，存在成本过高和安全风险问题，由化合物19经过五步反应制备ERB，总收率仅37.6％，其中，由化合物20制备化合物21的收率仅有52％(d.r.＝6:1)(参见Angew.Chem.Ind.Ed.,2009,48,2346-2350.)；
WO9317690A1中公开了一种ERB的制备方法，该方法反应过程中需要用到酮磷酸酯碘代化物和NaH，反应需要严格在无水条件下进行，反应条件苛刻，所用到的NaH易爆炸，大规模生产时，存在很大的安全隐患。并且最后一步还原反应过程中需要用到的CuH[P(C6H6)3]6没有常规供应商，成本高。
中国专利CN1216051C公开了35位碳以MPM(甲氧基苯硫基甲基)保护的片段A与片段B拼接，再与片段C拼接。
上述方法中，片段A和B拼接后，得到C27非对映体混合物，比例约为3:1，混合物通过多次分离纯化，以片段B计，A与B拼接反应的收率仅33.6％。并且B片段制备路线长，MPM基团离去后与片段C拼接，而MPM的基团离去需要多次转化，步骤繁琐，收率低。
中国专利CN104876896A公开了35位碳以苯磺酰基保护的片段A与片段B拼接，再与片段C拼接。
上述方法中，片段A和B拼接时，需要加入3.55当量手性配体和3.55当量CrCl2，以片段B计，拼接反应的收率59.2％，然后再与片段C拼接，制备艾日布林的总收率仍然较低，反应过程中需要使用大量铬试剂并且纯化方法繁琐，其中B片段需要多步反应，反应路线长，总体收率较低，反应过程手性中心的选择性低，不适合工业化生产。
本领域仍然需要开发新的方法以优化艾日布林中间体的制备方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述制备艾日布林以及其中间ERB和P1存在的缺点，本发明提供了一种全新的ERB-2以及艾日布林中间体P1的制备方法。
首先，本发明提供了一种化合物ERB2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)由化合物ERB-6用羟基保护基R1保护，转化成化合物ERB-5a；
(2)由化合物ERB-5a选择性脱去TBDPS，转化成化合物ERB-4a；
(3)由化合物ERB-4a选择性脱去羟基保护基Pv，转化成化合物ERB-3a；
(4)由化合物ERB-3a选择性脱去羟基保护基R1，转化成化合物ERB-2；
优选的，步骤(1)反应在吡啶中进行；
步骤(2)以THF为溶剂，通过TBA催化，选择性脱去TBDPS；
步骤(3)反应是在特戊酰氯/DMAP条件下进行；
步骤(4)采用Ambelyst-15酸性离子交换树脂脱去化合物ERB-3a结构中羟基保护基MMTr；其中Ambelyst-15酸性离子交换树脂与ERB-3a的重量比为1:0.8～1.2，优选的反应溶剂为MeOH，DCM，异丙醇或其混合液。
步骤(2)将ERB-5a溶于合适的溶剂(优选无水四氢呋喃)中，在室温且氮气氛围下，在搅拌条件下加入四丁基氟化铵，反应。反应结束后加入升饱和氯化铵水溶液，用甲叔醚萃取；分离有机相，得到ERB-4a；
步骤(3)将ERB-4a和DMAP溶解在二氯甲烷中，冰水冷却反应体系到0～5℃，接着向体系中滴加特戊酰氯，滴加完毕后恢复到室温，搅拌；反应完成后加入二氯甲烷和碳酸氢钠水溶液，分液后有机相再用用食盐水洗涤，浓缩后，通过柱层析得到ERB-3a。
步骤(4)将ERB-3a溶解在合适的溶剂(例如THF或二氯甲烷)中，冷至-5℃～5℃，搅拌下向其中滴加Ambelyst-15酸性离子交换树脂，搅拌，反应结束，过滤，分离得到ERB-2，过滤回收离子树脂活化后循环使用。
另一方面，本发明还提供了一种艾日布林中间体P1的制备方法，包括，
(1)采用本发明前述方法制备化合物ERB-2，
(2)将化合物ERB-2通过氧化反应制备ERB-1：
(3)将ERB-1与ERP反应，得到化合物ERB：
(4)将ERB与化合物A通过NHK反应制备化合物P1：
上述化合物P1的制备方法中，优选的，步骤(2)所述氧化反应所用氧化剂为Dess-Martin试剂或Swern试剂；例如，将ERB-2溶解在二氯甲烷中，冷至-5℃～5℃，搅拌下向其中分批加入Dess-Martin试剂，反应结束后，加入饱和硫代硫酸钠水溶液，分离有机相，纯化后得到化合物ERB-1；
进一步的优选，步骤(3)向所述反应体系中加入配体A或B，和酞菁钴，Cr3+，1,8-双二甲氨基萘，酞菁钴锰粉和二氯二茂锆，所述Cr3+但选自CrCl3或CrBr3，其中ERB-1与锰粉的摩尔比为1:0.8～1.2，ERB-1与配体A或B的摩尔比为1:0.1～0.2，ERB-1与Cr3+的摩尔比为1:0.1～0.2。
更优选的，上述反应，先将配体和酞菁钴加入反应瓶，向其中加入1,8-双二甲氨基萘，无水氯化铬)和无水乙二醇二甲醚，反应混合物在手套箱中搅拌室温反应，接着加入无水氯化锂，锰粉和二氯二茂锆，最后加入ERB-1和ERP，反应物在手套箱中搅拌，20℃～25℃反应，反应结束后向其中加入硅藻土，搅拌，过滤，并用乙酸乙酯洗涤固体分离纯化得到ERB。
上述方法新手性中心的选择性非常高，例如可以达到d.r.＝8:1优选d.r.＝20：1以及以上，更优d.r.＝30:1及以上，最优选d.r.＝50:1及以上，并且同时满足反应收率显著提高。
优选，步骤(4)将ERB与化合物A在Mn粉和铬化合物存在条件下搅拌，转化成化合物P1；所述铬试剂为CrCl3或CrCl2，优选，化合物A与铬试剂的摩尔比为1:0.5～1.5，化合物A与锰粉的摩尔比为1:1～3更进一步的，优选，反应体系中需要加入配体M或N，其中化合物A与配体M或N的摩尔用量比为1:1～5，优选，化合物A与配体N的摩尔用量比为1:1～2；
上述方法中，通过添加Mn粉以及优化反应底物投料比，以及反应试剂等，能够显著降低铬试剂的用量，并提升反应收率。本发明第三方面，提供了一种艾日布林的制备方法，包括采用本发明前述方法制备化合物ERB-2的步骤，或者制备化合物P1；和经化合物ERB-2，或化合物P1制备艾日布林的步骤。本文使用了特定的缩写和简写。下面列出了这些缩写和简写的定义：
MMTr:对甲氧基苯基二苯基甲基；
Pv：特戊酰基；
TBDPS：叔丁基二苯基硅基；
tBu：叔丁基；
DCM：二氯甲烷；
DMAP：4-二甲氨基吡啶；
TBAF：四丁基氟化铵；
THF：四氢呋喃。
本发明提供了一种全新的制备化合物ERB-2、ERB以及中间体P1的方法，发明人通过大量的实验研究和策略性实验设计，意外的发现将化合物ERB-6中的羟基先用MMTr保护，然后采用TBA选择性脱去TBDPS，再与特戊酰氯/DMAP反应，得到OH用Pv保护的化合物ERB-3a，最后采用Ambelyst-15酸性离子交换树脂脱去MMTr，得到化合物ERB-2，该反应路线新颖，反应效率显著提高，特别是采用Ambelyst-15酸性离子交换树脂脱去MMTr能够显著提高反应收率，并且简化后处理步骤，反应结束后通过过滤回收的Ambelyst-15酸性离子交换树脂活化后能够循环使用；此外，发明人发现Ambelyst-15酸性离子交换树脂在脱去化合物ERB-3a结构中羟基保护基MMTr专属性非常高，并且与其与ERB-3a的摩尔用量比为1:0.8～1.2效果是最佳的。
由本发明ERB-2制备ERB过程，通过反应底物筛选合适的反应条，比如ERB-1与碘化烯反应，通过采用Mn粉作为不对称催化剂，并向所述反应体系中加入配体A或B，和酞菁钴，Cr3+，1,8-双二甲氨基萘，酞菁钴和二氯二茂锆，相比于现有技术采用Ni/Cr介导的不对称合成，本发明反应的手性中心的选择性更高，并且反应收率和纯度显著提高；选择性产生非对映异构体纯的手性化合物ERB，这与现有技术通常教导最后一步进行Pv保护侧链羟基是不同的。
其次，本发明采用化合物A与ERB反应制备中间体P1时，创造性的在反应体系中添加合适量的Mn粉，并且结合使用Cr3+和配体N或M以及1,8-双二甲氨基萘，能够显著减少铬试剂的使用量，同时提高反应收率，例如本发明方法中铬试剂用量能够能够降低到0.5～1.5当量，这在工业化批量生产中的有益效果更显著；此外，本发明通过选择合适Mn投入量以及配体用量，能够实现收率的最大化提升。发明人通过大量的实验研究，该步反应过程中Mn的加入以及用量对铬试剂用量，配体用量以及反应效果具有比较大的影响；Mn的用量过多，不仅并不能提高反应收率，还会造成成本增加等副作用，而Mn用量过少，会导致反应收率较低，铬试剂利用率低；而当化合物A与铬试剂的摩尔比为1:0.5～1.5，化合物A与锰粉的摩尔比为1:1～3时，反应效果是最佳的。
具体实施方式：
以下将结合具体实例详细地解释本发明，使得本专业技术人员更全面地理解本发明，具体实例仅用于说明本发明的技术方案，并不以任何方式限定本发明。
实施例1：化合物ERB-5a的制备
ERB-6(5克，11.4毫摩尔)溶解在50毫升干燥的吡啶中，搅拌条件下加入4-甲氧基三苯基氯甲烷(4.58克，14.8毫摩尔)。加后反应液在室温下，搅拌反应17小时。TLC检测反应完全后加入20毫升乙醇淬灭反应，旋蒸除去溶剂后，粗产品分散在40毫升饱和碳酸氢钠水溶液和100毫升二氯甲烷中，静置分液，有机相干燥浓缩后柱层析得到7.62克产品ERB-5a，收率94％。
实施例2：化合物ERB-4a的制备
ERB-5a(6克，8.44毫摩尔)溶于50毫升无水四氢呋喃中，在室温且氮气氛围下，在搅拌条件下加入四丁基氟化铵(1M in THF，11毫升，11毫摩尔)，反应继续进行16小时。TLC检测反应结束后加入50毫升饱和氯化铵水溶液，接着用甲叔醚萃取；有机相合并干燥后浓缩，经柱层析纯化后得到3.82g的ERB-4a，收率96％。
实施例3：化合物ERB-3a的制备
ERB-4a(3克，6.35毫摩尔)和DMAP(44.4毫摩尔)溶解在40毫升的二氯甲烷中，冰水冷却反应体系到0～5℃，接着向体系中滴加特戊酰氯(4.98克，41.27毫摩尔)。滴加完毕后恢复到室温，搅拌；TLC检测反应完成后加入，加入二氯甲烷和碳酸氢钠水溶液，分液后有机相再用用食盐水洗涤，浓缩后，通过柱层析得到3.25克的ERB-3a，收率92％。
实施例3：化合物ERB-2的制备
ERB-3a(2.5克，4.49毫摩尔)溶解在20毫升的二氯甲烷中，冷却至0℃，搅拌下向其中分三批加入2.5克Ambelyst-15酸性离子交换树脂，TLC检测反应结束后，过滤除去离子树脂并用甲醇洗涤固体，收集有机相，旋干，柱层析得到1.24克的ERB-2，收率98％，HPLC：≥99％。
实施例4：化合物ERB-1的制备
ERB-2(0.95克，3.35毫摩尔)溶解在15毫升的二氯甲烷中，冷至0℃，搅拌下向其中分批加入Dess-Martin试剂(2.84克，6.70毫摩尔)，TLC检测反应结束，加入10毫升饱和硫代硫酸钠水溶液，分液后有机相旋干溶剂，通过柱层析得到0.91克的ERB-1，收率96％。
实施例5：化合物ERB的制备
配体A(0.50克，0.50毫摩尔)和酞菁钴(4.5毫克，0.008毫摩尔)称量后装入反应瓶，反应瓶移入手套箱中，向其中加入1,8-双二甲氨基萘(106毫克，0.45毫摩尔)，无水氯化铬(56毫克，0.45毫摩尔)和无水乙二醇二甲醚(5毫升)。反应混合物在手套箱中搅拌1小时，23℃。接着加入无水氯化锂(128毫克，3.01毫摩尔)，锰粉(165毫克，3.01毫摩尔)和二氯二茂锆(0.88g，3.01毫摩尔)。最后加入ERB-1(0.85克，3.01毫摩尔)和ERP(1.45克，4.52毫摩尔)在5毫升无水乙二醇二甲醚中的溶液。反应物在手套箱中搅拌30小时，20℃～25℃。TLC显示反应结束后向其中加入1克硅藻土，搅拌，过滤，并用乙酸乙酯洗涤固体。收集的有机液浓缩后柱层析得到1.28克的ERB，收率95％，HPLC：≥98％。
其中，配体A结构如下：
实施例6：化合物ERB的制备
配体B(0.22克，0.42毫摩尔)和酞菁钴(3.8毫克，0.007毫摩尔)称量后装入反应瓶，反应瓶移入手套箱中，向其中加入1,8-双二甲氨基萘(89毫克，0.42毫摩尔)，无水氯化铬(47毫克，0.38毫摩尔)和无水乙二醇二甲醚(5毫升)。反应混合物在手套箱中搅拌1小时，23℃。接着加入无水氯化锂(107毫克，2.53毫摩尔)，锰粉(139毫克，2.53毫摩尔)和二氯二茂锆(0.74g，2.53毫摩尔)。最后加入ERB-1(0.71克，2.53毫摩尔)和ERP(1.22克，3.80毫摩尔)在5毫升无水乙二醇二甲醚中的溶液。反应物在手套箱中搅拌30小时，20℃～25℃。TLC显示反应结束后向其中加入1克硅藻土，搅拌，过滤，并用乙酸乙酯洗涤固体。收集的有机液浓缩后柱层析得到1.02克的ERB，收率93.8％，HPLC：≥97％。
实施例7：化合物P1的制备
其中，配体N的结构为：
在氮气保护条件下，配体N(0.958克,3.57毫摩尔)和1,8-双二甲氨基(0.765克，3.57毫摩尔)溶解在10毫升乙腈中。反应瓶手套箱移入手套箱中，向其中加入三氯化铬(0.376克，2.38毫摩尔)。反应混合物在氮气条件下搅拌1小时后，向其中加入氯化锂(0.20克，4.76毫摩尔)、锰粉(0.261克，4.76毫摩尔)和二氯二茂锆(0.696克，2.38毫摩尔)，然后再加入化合物A(1.43g，2.38毫摩尔)和化合物ERB(1.37克，2.86毫摩尔)在5毫升乙腈中的溶液。反应混合物在氮气条件下搅拌24小时，20℃～25℃。TLC显示反应结束后向其中加入2克硅藻土，搅拌，过滤，并用乙酸乙酯洗涤固体。收集的有机液浓缩后柱层析得到2.06克的P1，收率95.7％，HPLC：≥96％，d.r.≥55:1。
实施例8～12：化合物P1的制备方法
参考实施例7的制备方法，按照下表投料方式投料，收率和纯度如下：
实施例 化合物A 化合物ERB Mn CrCl3 配体N 配体M 收率 HPLC
8 1eq 1eq 1.5eq 1eq 1eq 91.4％ 95％
9 1eq 1.1eq 1.8eq 2eq 2eq 93.1％ 93％
10 1eq 1.2eq 3eq 0.5qe 3qe 93.5％ 94％
11 1eq 1.5eq 1eq 1.5eq 4eq 1.1％ 93％
12 1eq 1eq 3eq 1.5eq 5eq 91.3％ 90％
对比实施例1：化合物ERB的制备：
参考上述实施例5～6的类似方法，以下述配体C，配体D和配体E替代配体A或B制备ERB，试验结果发现采用配体A和B制备化合物ERB效果最好，其次是配体C，但由于配体C制备方法复杂，在工业化生产应用过程中获取成本高于配体A和B；而采用配体D和E时，目标产物的收率和HPLC纯度均低于实施例5和6，其中采用配体D和E制备的目标产物ERB的HPLC约为80％左右。
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Claims (9)

1.一种化合物ERB2的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)由化合物ERB-6用羟基保护基保护，转化成化合物ERB-5a；
(2)由化合物ERB-5a选择性脱去TBDPS，转化成化合物ERB-4a；
(3)由化合物ERB-4a引入羟基保护基Pv，转化成化合物ERB-3a；
(4)由化合物ERB-3a选择性脱去羟基保护基MMTr，转化成化合物ERB-2；
其中，
步骤(1)反应在吡啶中进行；
步骤(2)以THF为溶剂，通过TBAF催化，选择性脱去TBDPS；
步骤(3)反应是在特戊酰氯/DMAP条件下进行；
步骤(4)采用Ambelyst-15酸性离子交换树脂脱去化合物ERB-3a结构中羟基保护基MMTr；其中Ambelyst-15酸性离子交换树脂与ERB-3a的重量比为1:0.8～1.2。
2.一种艾日布林中间体P1的制备方法，其特征在于，包括，
(1)采用权利要求1所述方法制备化合物ERB-2，
(2)将化合物ERB-2通过氧化反应制备ERB-1：
(3)将ERB-1与ERP反应，得到化合物ERB：
(4)将ERB与化合物A通过NHK反应制备化合物P1：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(2)所述氧化反应所用氧化剂为Dess-Martin试剂或Swern试剂；步骤(3)反应过程中使用如下配体A或配体B：
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤(3)向所述反应体系中加入配体A或B，和酞菁钴，Cr3+，1,8-双二甲氨基萘，氯化锂、锰粉和二氯二茂锆，所述Cr3+选自CrCl3或CrBr3，其中ERB-1与锰粉的摩尔比为1:0.8～1.2，ERB-1与配体A或B的摩尔比为1:0.1～0.2，ERB-1与Cr3+的摩尔比为1:0.1～0.2。
5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(4)ERB与化合物A在锰粉和铬化合物存在条件下搅拌，转化成化合物P1。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤(4)所述铬化合物为CrCl3或CrCl2。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤(4)化合物A与铬化合物的摩尔比为1:0.5～1.5，化合物A与锰粉的摩尔比为1:1～3。
8.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(4)反应体系中需要加入配体M，其中化合物A与配体M的摩尔用量比为1:1～5；
9.一种艾日布林的制备方法，其特征在于，包括权利要求1所述的方法制备化合物ERB-2的步骤，或者权利要求2～8任一项所述的方法制备化合物P1的步骤；和经化合物ERB-2，或化合物P1制备艾日布林的步骤。
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