CN113321600A - 制备手性联芳基取代的4-氨基-丁酸及其衍生物的方法 - Google Patents

制备手性联芳基取代的4-氨基-丁酸及其衍生物的方法 Download PDF

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王超
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Abstract

本申请公开了一种制备手性联芳基取代的4‑氨基‑丁酸及其衍生物的方法。该方法属于手性催化氢化反应,具有转化率高、选择性好、操作简单、催化剂用量少、生产成本低,适合工业化放大生产等优势。

Description

制备手性联芳基取代的4-氨基-丁酸及其衍生物的方法
技术领域
本发明用于制备联芳基取代的4-氨基-丁酸或其衍生物的方法,可用于制备 沙库巴曲缬沙坦钠药物中间体、其非对映异构体以及其他中间体衍生物。
背景技术
联芳基取代的4-氨基-丁酸或其衍生物(如化合物IA)是抗心衰药物沙库 巴曲缬沙坦钠的重要中间体,尤其对化合物IA中手性中心的控制尤其重要。直 接氢化还原将得到化合物IA和化合物IB两种构型的非对映异构体各占比约 50%,因此会大大降低目标产物制备的效率。
Figure BDA0002394832120000011
为了选择性制备目标手性化合物,手性催化剂和手性配体必不可少。大多 手性配体和催化剂价格偏贵、活性不够、用量比例偏高(如接近10%),从而导 致生产成本过高,不宜工业和商业规模化生产,或者立体选择性不够,导致催 化得到的目标手性化合物的纯度偏低。由于异构体化合物之间有化学相似性, 因此其他的异构体通常难以完全除去,若其他的异构体混合于药物API中,将 会直接影响到药物的安全性和有效性,因此必须对异构体的含量限度加以控制。
因此,开发一种立体选择性好、催化效率高、适合工业化规模生产的联芳 基取代的4-氨基-丁酸或其衍生物制备方法具有重要意义。
发明内容
鉴于现有技术中制备存在的问题,本发明提出了一种立体选择性好、催化 效率高的联芳基取代的4-氨基-丁酸或其衍生物制备方法,并且该方法操作简 单、催化剂用量少、生产成本低,适合工业化放大生产。
为了实现本发明的上述目的,本发明的第一方面提供了一种化合物I或其 盐的制备方法,
Figure BDA0002394832120000021
其中:
化学键
Figure BDA0002394832120000022
Figure BDA0002394832120000023
Figure BDA0002394832120000024
R1和R2各自独立地是H或氨基保护基团;且
R3选自H、烷基、烯基、炔基、芳基、和杂芳基;
所述制备方法包括使化合物II或其盐在过渡金属催化剂和手性配体的存在 下与氢气进行反应,得到化合物I,
Figure BDA0002394832120000025
其中化学键
Figure BDA0002394832120000026
R1、R2和R3如上定义;
所述过渡金属为第VIII族过渡金属,所述手性配体为(S,S)-Me-Duphos或 (R,R)-Me-Duphos。
具体地,在一些实施方式中,所述氨基保护基团选自:Alloc(烯丙氧羰基)、 Bn(苄基)、Boc(叔丁氧羰基)、Bz(苯甲酰基)、Cbz(N-苄氧羰基)、Fmoc(9-芴基 甲氧基羰基)、Pht(邻苯二甲酰基)、Tfa(三氟乙酰基)、Tos(对甲苯磺酰基)、Trt(三 苯甲基)、Dmb(2,4-二甲氧基苄基)、PMB(对甲氧基苄基)、以及其他酰基衍生保 护基团,优选地,所述氨基保护基团为Boc(叔丁氧羰基)。
在一些实施方式中,化合物I和化合物II分别为:
Figure BDA0002394832120000031
在一些实施方式中,所述化合物I的盐为化合物I的无机酸盐或有机酸盐, 所述无机酸盐为化合物I与选自Cl-、Br-、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、和H2PO4 -中的一种或多种酸根负离子所形成的盐;所述有机酸盐为化合物I与选自甲酸 根、乙酸根、草酸根、碳酸根,柠檬酸根、乙二胺四乙酸根中的一种或多种酸 根负离子所形成的盐。
在一些实施方式中,所述化合物II在均相或非均相条件下制备得到化合物 I。
在一些实施方式中,所述过渡金属选自镍、钌、铑和钯;优选地,过渡金 属为钌;和/或
过渡金属催化剂为单分子络合物或二聚络合物。
在一些实施方式中,过渡金属催化剂为:[RuI2(对-伞花烃)]2或[RuCl2(对- 伞花烃)]2
在一些实施方式中,所述化合物II或其盐与过渡金属催化剂的摩尔比为 100~30000:1;优选500~10000:1;进一步优选700~1500:1。
在一些实施方式中,反应温度是40~70℃,优选为50~60℃。
在一些实施方式中,反应压力是0.1MPa-10MPa。
在一些实施方式中,反应时间为5~20小时,优选为10~15小时。
在一些实施方式中,反应在密闭的氢化釜中进行。
在一些实施方式中,所述反应体系中进一步加入胺类试剂,所述胺类试剂 选自三乙胺、二乙胺、甲基胺、二甲基胺、N,N-二异丙基乙胺中的一种或多种; 所述胺类试剂与化合物II的摩尔比为0.1~10:1,优选为0.3~5:1,更优选为 0.8~1.2:1。
在一些实施方式中,反应在一种或多种选自甲醇、乙醇、异丙醇、甲苯、 二氯甲烷、乙酸、乙酸乙酯、四氢呋喃有机溶剂中进行。
在一些实施方式中,过渡金属催化剂和手性配体在加入反应体系前还经过 以下处理:
将过渡金属催化剂和手性配体溶于有机溶剂中加热,所述有机溶剂选自甲 苯、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或 多种;所述反应进行2~4小时,优选1小时;和/或所述加热温度为50~90℃, 优选65~70℃。
在一些实施方式中,过渡金属催化剂和手性配体的摩尔比为0.1~5:1;优选 0.5~2:1。
手性配体(S,S)-Me-Duphos及(R,R)-Me-Duphos的结构如下所示:
Figure BDA0002394832120000041
本发明的制备方法简单、纯度高、收率高、立体选择性好,有利于提高药 品的安全性。在成本方面,本发明的金属催化剂[Ru]市场价格约100元/g,约 是Me-Duphos配体(~1800元/g)价格的二十分之一。另外,本发明所使用的 Me-Duphos配体相比其它的手性配体,具有以下方面的明显优势:
(1)配体催化效率高,立体选择性好:和[Ru]催化剂配合催化转化 率>95%,获得的目标手性产物与其它异构体的重量比不低于98:2, 目标手性产物收率不低于90%;
(2)配体用量少,平均9g配体可以生产1kg药物中间体化合物IA;而采 用Mandyphos则需要41g配体才能生产1kg药物中间体化合物IA;
(3)配体的制备方法简单,仅需3~5步反应,因此配体市场价格较低, 有利于降低工艺总成本;而Mandyphos等其他手性配体则通常需要 6~8步合成反应,导致配体成本相对较高。
综上,本发明的制备方法操作简单、催化剂用量少、生产成本低,适合工 业化放大生产。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、 完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式,而不是全 部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
其中,在以下实施例中,除非另有说明,否则所有的试剂、仪器等都商购 所得。
实施例1
Figure BDA0002394832120000051
将2g[Ru]催化剂(二碘(对伞花烃)钌(II)二聚体)和1.3g(R,R)-Me-Duphos 溶于20mL甲苯中,在65-70℃下反应一个小时,制备成手性催化剂。将上述手 性催化剂甲苯溶液加入到干净的氢化釜中,并依次加入SM1(763g),三乙胺 202g,和16L甲醇溶剂,后密闭氢化釜置换三次氮气后置换三次氢气 (0.4-0.5MPa)加压条件下在55℃反应12小时,取反应液做液相检测,反应 SM1转化率达99.99%,产品A:B=98.88:1.09,将反应液过滤浓缩,正己烷和 乙酸乙酯(1:1)打浆可得纯品A;收率96.1%,产品为类白色固体。
1HNMR(CD3OD,400MHz):1.15-1.17(d,J=8Hz,3H),1.22-1.36(d, 9H),1.38-1.50(m,1H),1.85-1.93(m,1H),2.55-2.76(m,3H),3.82-3.85 (m,1H),7.25-7.31(dt,3H),7.37-7.41(t,J=8Hz,2H),7.49-7.51(d,J= 8Hz,2H),7.55-7.57(d,J=8Hz,2H)。
ESI-MS:m/z 384.4[M+H]+
实施例2
Figure BDA0002394832120000061
将2g[Ru]催化剂(二碘(对伞花烃)钌(II)二聚体)和1.3g(S,S)-Me-Duphos 溶于20mL甲苯中,在65-70℃反应一个小时,制备成手性催化剂。将上述手性 催化剂甲苯溶液加入到干净的氢化釜中,并依次加入SM1(763g),三乙胺202g, 和16L甲醇溶剂,后密闭氢化釜置换三次氮气后置换三次氢气(0.4-0.5MPa) 加压条件下在55℃反应12小时,取反应液做液相检测,反应SM1转化率达 99.97%,产品A:B=1.52:98.45,将反应液过滤浓缩,正己烷和乙酸乙酯(1:1) 打浆可得纯品B;收率95.7%,产品为类白色固体。
1HNMR(CH3OD,400MHz):1.13-1.15(d,J=8Hz,3H),1.23-1.35(d, 9H),1.52-1.58(m,1H),1.78-1.88(m,1H),2.48-2.50(m,1H),2.74-2.78 (m,2H),3.82-3.84(m,1H),7.26-7.31(dt,3H),7.37-7.42(t,J=8Hz,2H), 7.49-7.57(dd,J=8Hz,4H)。
ESI-MS:m/z 406.20[M+Na]+
实施例3
Figure BDA0002394832120000071
将1.3g[Ru]催化剂(二氯(对伞花烃)钌(II)二聚体)和1.3g(R,R)-Me-Duphos 溶于20mL甲苯中,在65-70℃反应一个小时,制备成手性催化剂。将上述手性 催化剂甲苯溶液加入到干净的氢化釜中,并依次加入SM1(763g),三乙胺202g, 和16L甲醇溶剂,后密闭氢化釜置换三次氮气后置换三次氢气(0.4-0.5MPa) 加压条件下在55℃反应12小时,取反应液做液相检测,反应SM1转化率达 95.8%,产品A:B=93.9:1.8,将反应液过滤浓缩,正己烷和乙酸乙酯(1:1)打 浆可得纯品A;收率90.5%,产品为类白色固体。
对比例1
Figure BDA0002394832120000072
将1g Ni(OAc)2催化剂和1.3g(R,R)-Me-Duphos溶于30ml THF和30ml MeOH的混合溶剂中,在55℃反应一个小时,制备成手性催化剂。将上述手性 催化剂溶液加入到干净的氢化釜中,并依次加入SM1(763g),nBu4NI(四正丁 基碘化铵)14.8g,和16L甲醇溶剂,后密闭氢化釜置换三次氮气后置换三次氢 气(0.6-0.7MPa)加压条件下在55℃反应12小时,取反应液做液相检测,反应 转化率约40%。产品A:B=28.1:3.2。与实施例1~3相比,实施例4采用Ni(OAc)2催化剂替代[Ru]催化剂,产品转化率较低,且产物立体选择性较差。
对比例2
Figure BDA0002394832120000081
将2g[Ru]催化剂(二碘(对伞花烃)钌(II)二聚体)和1.1g三苯基膦溶于20mL 甲苯中,在65-70℃反应一个小时,制备成手性催化剂。将上述手性催化剂甲苯 溶液加入到干净的氢化釜中,并依次加入SM1(763g),三乙胺202g,和16L 甲醇溶剂,后密闭氢化釜置换三次氮气后置换三次氢气(0.4-0.5MPa)加压条 件下在55℃反应12小时,取反应液做液相检测,反应SM1转化率达100%, 产品A:B=48:52。与实施例1~3相比,实施例5采用三苯基膦作为手性配体, 得到产品A:B比例近1:1,几乎无立体选择性。
对比例3
Figure BDA0002394832120000082
将2g[Ru]催化剂(二碘(对伞花烃)钌(II)二聚体)和3.1g(R)-BINAP溶于 20mL甲苯中,在65-70℃反应一个小时,制备成手性催化剂。将上述手性催化 剂甲苯溶液加入到干净的氢化釜中,并依次加入SM1(763g),三乙胺202g, 和16L甲醇溶剂,后密闭氢化釜置换三次氮气后置换三次氢气(0.4-0.5MPa) 加压条件下在55℃反应12小时,取反应液做液相检测,反应SM1转化率达 99.99%,产品A:B=44:56。与实施例1~3相比,实施例6采用(R)-BINAP作为 手性配体,其立体选择性明显低于实施例1~3。
对比例4
Figure BDA0002394832120000091
将2.6g三氟醋酸钯催化剂和1.3g(S,S)-Me-Duphos溶于20mL甲苯中,在 65-70℃反应一个小时,制备成手性催化剂。将上述手性催化剂甲苯溶液加入到 干净的氢化釜中,并依次加入SM1(763g),三氟乙醇16L和丙酮2L溶剂,后 密闭氢化釜置换三次氮气后置换三次氢气(0.4-0.5MPa)加压条件下在55℃反 应12小时,取反应液做液相检测,反应SM1转化率45.8%,产品A:B=1.6:37.3。 与实施例1、2相比,实施例8采用三氟醋酸钯催化剂替代[Ru]催化剂,产品转 化率较低,且产物立体选择性较差。

Claims (10)

1.一种化合物I或其盐的制备方法,
Figure FDA0002394832110000011
其中:
化学键
Figure FDA0002394832110000012
Figure FDA0002394832110000013
Figure FDA0002394832110000014
R1和R2各自独立地是H或氨基保护基团;且
R3选自H、烷基、烯基、炔基、芳基、和杂芳基;
所述制备方法包括使化合物II或其盐在过渡金属催化剂和手性配体的存在下与氢气进行反应,得到化合物I,
Figure FDA0002394832110000015
其中化学键
Figure FDA0002394832110000016
R1、R2和R3如上定义;
所述过渡金属为第VIII族过渡金属,所述手性配体为(S,S)-Me-Duphos或(R,R)-Me-Duphos。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述氨基保护基团选自:Alloc(烯丙氧羰基)、Bn(苄基)、Boc(叔丁氧羰基)、Bz(苯甲酰基)、Cbz(N-苄氧羰基)、Fmoc(9-芴基甲氧基羰基)、Pht(邻苯二甲酰基)、Tfa(三氟乙酰基)、Tos(对甲苯磺酰基)、Trt(三苯甲基)、Dmb(2,4-二甲氧基苄基)、PMB(对甲氧基苄基)、以及其他酰基衍生保护基团。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其中,所述化合物I的盐为化合物I的无机酸盐或有机酸盐,所述无机酸盐为化合物I与选自Cl-、Br-、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、和H2PO4 -中的一种或多种酸根负离子所形成的盐;所述有机酸盐为化合物I与选自甲酸根、乙酸根、草酸根、碳酸根,柠檬酸根、乙二胺四乙酸根中的一种或多种酸根负离子所形成的盐。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的制备方法,其中,所述化合物II在均相或非均相条件下制备得到化合物I。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法,所述过渡金属选自镍、钌、铑和钯,优选地,过渡金属为钌;和/或过渡金属催化剂为单分子络合物或二聚络合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法,过渡金属催化剂为:[RuI2(对-伞花烃)]2或[RuCl2(对-伞花烃)]2
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的制备方法,所述化合物II或其盐与过渡金属催化剂的摩尔比为100~30000:1;优选500~10000:1;进一步优选700~1500:1。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的制备方法,反应压力是0.1MPa-10MPa;优选0.1MPa-1MPa;进一步优选0.3MPa-0.8MPa。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的制备方法,所述过渡金属催化剂和手性配体的摩尔比为0.1~5:1;优选0.5~2:1。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的制备方法,所述过渡金属催化剂和手性配体在加入反应体系前还经过以下处理:
将过渡金属催化剂和手性配体溶于有机溶剂中加热,所述有机溶剂选自甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或多种;所述反应进行2~4小时,优选1小时;和/或所述加热温度为50~90℃,优选65~70℃。
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