CN115197119A - 一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种6,6‑二甲基‑3‑氮杂双环[3.1.0]己烷‑2,4‑二酮的制备方法，属于药物合成技术领域。本发明以卡龙酸为原料，胺化环合一步反应即可合成6,6‑二甲基‑3‑氮杂双环[3.1.0]己烷‑2,4‑二酮，简化了工艺过程，提高了产品收率(最佳条件下，收率接近95％)及纯度(＞98％)，原料消耗少。
Description
技术领域
本发明涉及药物合成技术领域，尤其涉及一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的制备方法。
背景技术
6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮(式1中化合物1)是制备6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷(式1中化合物2)的原料，6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷(化合物2)是Paxlovid中两个活性成分中奈玛特韦(化合物3，Nirmatrelvir)的关键中间体。辉瑞公司用于治疗新冠的口服药物Paxlovid已在包括中国在内的全球多个国家上市。
现有合成6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷(化合物2)的方法是由6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮经还原脱除两个氧原子[Shinde,Ana nt Dharma etal,“A process for the preparation of racemic 6,6-dimethyl-3-azabicyclo[3.1.0]hexane and its salts,a key raw material for HCV inhibitor s”，2012049688(2012)]，见反应式2。
现行工业中，合成6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮一般以梨醇酯(化合物4)为原料，经由卡龙酸酐(化合物9)胺化而得[Kwok,Daw-Long et al，“Dehydrohalogenation process for preparation of intermediates useful inproviding 6,6-dimethyl-3-azabicyclo[3.1.0]hexane compounds”，WO 2009073380(2009)；Qin,Dongguang et al，“A new method for synthes izing caronaldehydicacid hemiacetal”；CN102952011(2013)]，见反应式3；
该工艺中，化合物7先氧化制备卡龙酸(化合物8)，化合物8经脱水关环，合成卡龙酸酐(9)，再氨解得卡龙内酰胺(1)，所得6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮(化合物1)合成奈玛特韦(化合物3)的关键中间体6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷(化合物2)，该制备工艺复杂。
目前，现有技术一般使用卡龙酸(8)合成化合物1，是将卡龙酸通过环合反应生成卡龙酸酐(9)[CN102952011(2013)；WO 2004113295(2004)]，然后卡龙酸酐(9)与胺化试剂如尿素[CN 114634441(2022)]、氨水[WO2009073380(2009)]反应制备化合物1，见式4：
然而，该方法在形成卡龙酸酐(9)时，均需先以醋酐为脱水剂关环制得，从卡龙酸至内酰胺时，经二步反应，过程复杂，材料消耗大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的制备方法，反应简便，材料消耗少。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的制备方法，包括以下步骤：
将卡龙酸和醋酸铵混合，进行胺化环合反应，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮。
优选的，所述卡龙酸和醋酸铵的质量比为158:350，。
优选的，所述胺化环合反应的温度为130～150℃。
优选的，所述胺化环合反应的时间为18～28h。
优选的，所述胺化环合反应后，还包括：将所得反应产物、二氯甲烷和水混合，分离后，得到第一有机相和水相；将所述水相萃取后，将所得第二有机相与第一有机相合并，依次进行蒸干、溶清、析晶、过滤和干燥，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮。
优选的，所述萃取所用试剂为二氯甲烷。
优选的，所述溶清所用试剂为甲苯。
优选的，所述析晶所用试剂为正已烷。
优选的，所述析晶的温度为0℃，时间为2h。
本发明提供了一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的制备方法，以卡龙酸为原料，一步胺化环合即可合成6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮，简化了工艺过程，提高了产品收率(最佳条件下收率接近95％)及纯度(＞98％)，且所用原料种类少，原材料消耗少。
进一步的，本发明的反应温度130～150℃，属于车间适合于水蒸汽加热的温度，反应方便，而背景技术式4中反应温度160℃以上，反应需要油加热，操作不便。
附图说明
图1为实施例1制备的6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的氢谱图；
图2为实施例1制备的6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的质谱图；
图3为实施例1制备的6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的红外谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的制备方法，包括以下步骤：
将卡龙酸和醋酸铵混合，进行胺化环合反应，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
在本发明中，所述卡龙酸的结构为：
在本发明中，所述卡龙酸和醋酸铵的质量比优选为158:350。本发明对所述卡龙酸和醋酸铵混合的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程将物料混合均匀。本发明利用醋酸铵作为反应介质及提供氨基的胺化试剂。
在本发明中，所述胺化环合反应的温度优选为130～150℃，更优选为140℃；所述胺化环合反应的时间优选为18～28h，更优选为20～25h。
本发明优选对胺化环合反应的产物进行取样，采用HPLC监控反应进程，直至反应原料的含量＜0.5wt％，更优选＜0.3wt％。
在本发明中，所述胺化环合反应后，优选还包括：将所得反应产物、二氯甲烷和水混合，分离后，得到第一有机相和水相；将所述水相萃取后，将所得第二有机相与第一有机相合并，依次进行蒸干、溶清、析晶、过滤和干燥，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮(化合物1)。
完成所述胺化环合反应后，本发明优选将所得体系降温至室温，再与二氯甲烷和水混合。
在本发明中，所述萃取所用试剂优选为二氯甲烷，所述溶清所用试剂优选为甲苯；所述蒸干优选在常压条件下进行。本发明优选在加热条件下进行溶清，本发明对所述加热的温度没有特殊的限定，能够蒸出1/2体积的甲苯即可。
在本发明中，所述析晶所用试剂优选为正已烷；所述析晶的温度优选为0℃，时间优选为2h。
本发明对所述萃取、溶清和析晶所用试剂的用量没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可。
本发明对所述过滤和干燥的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的结构式为：
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
在三口烧瓶中加入卡龙酸158g(1mol)和醋酸铵350g，升温至140℃，反应18h，取样HPLC检测监控，原料反应完全后(原料小于0.3％)，降至室温，加入二氯甲烷600g和水150g，分出有机相，所得水相用二氯甲烷100g萃取3次，合并有机相，常压蒸干，加入160g甲苯升温溶清，蒸出甲苯80g，滴加200g正已烷，0℃搅拌析晶2h，过滤，烘干，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮131.5g，收率：94.6％，HLPC纯度：99.4％，熔点：114.5～116.1℃
实施例2
在三口烧瓶中加入卡龙酸158g(1mol)和醋酸铵350g，升温至150℃，反应18h，取样HPLC检测监控，原料反应完全后(原料小于0.3％)，降至室温，加入二氯甲烷600g和水150g，分出有机相，所得水相用二氯甲烷100g萃取3次，合并有机相，常压蒸干，加入160g甲苯升温溶清，蒸出甲苯80g，滴加200g正已烷，0℃搅拌析晶2h，过滤，烘干，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮125.8g，收率：90.5％，HLPC纯度：98.5％，熔点：114.6～116.0℃。
实施例3
在三口烧瓶中加入卡龙酸158g(1mol)和醋酸铵350g，升温至130℃，反应28h，取样HPLC检测监控，原料反应完全后(原料小于0.5％)，降至室温，加入二氯甲烷600g和水150g，分出有机相，所得水相用二氯甲烷100g萃取3次，合并有机相，常压蒸干，加入160g甲苯升温溶清，蒸出甲苯80g，滴加200g正已烷，0℃搅拌析晶2h，过滤，烘干，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮126.9g，收率：91.3％，HLPC纯度：99.3％，熔点：114.6～116.2℃。
表征
图1为实施例1制备的6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的氢谱图；图2为实施例1制备的6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的质谱图；图3为实施例1制备的6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的红外谱图；
图1的氢谱数据为：(1H-NMR)(CDCl3,600MHz):δ1.26(s,3H,CH3),1.37(s,3H,CH3),2.34(s,2H,2CH),8.35(brs,1H,NH)；
图2的质谱数据：(GC-MS)：139(C7H9NO2，M＝139)，元素分析(C7H9NO2,％)(实测值/计算值)：C 60.26/60.42，H 7.75/7.82，N 10.01/10.07；
图3的红外光谱数据为：(IR，KBr，cm-1)：3511(δN-H)，3451(δN-H)，3399(δN-H)，3185(δN-H)，3072(δN-H)，2932(δCH3)，2776(δCH3)，1704(δC＝O)，1382(νCH3)，1359(νC-N)，1343(νC-N)，1004(νC-H)，809(νC-H)，653(νC-H)，633(νC-H)。
由图1～3可知，本发明成功合成了6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮。
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。
Claims (9)
1.一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将卡龙酸和醋酸铵混合，进行胺化环合反应，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述卡龙酸和醋酸铵的质量比为158:350。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胺化环合反应的温度为130～150℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胺化环合反应的时间为18～28h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胺化环合反应后，还包括：将所得反应产物、二氯甲烷和水混合，分离后，得到第一有机相和水相；将所述水相萃取后，将所得第二有机相与第一有机相合并，依次进行蒸干、溶清、析晶、过滤和干燥，得到6,6-二甲基-3-氮杂双环[3.1.0]己烷-2,4-二酮。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述萃取所用试剂为二氯甲烷。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述溶清所用试剂为甲苯。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述析晶所用试剂为正已烷。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述析晶的温度为0℃，时间为2h。
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