CN115572231A - 一种双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐的合成方法 - Google Patents

一种双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双环[1.1.1]戊烷‑1,3‑二胺的盐的合成方法,包括以下步骤:以双环[1.1.1]戊烷‑1,3‑二甲酰胺为原料,在溶剂中,在碱存在下与卤化试剂发生霍夫曼降解反应,经酸化酸解反应后,得到双环[1.1.1]戊烷‑1,3‑二胺的盐。本发明反应路线简单、经济、产品收率高。

Description

一种双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐的合成方法
技术领域
本发明涉及医药中间体的合成领域,具体地说是涉及一种双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐的合成方法。
背景技术
三维小分子骨架在现代药物化学中的应用与日俱增,双环[1.1.1]戊烷(BCP)就是一个典型的例子,它作为苯基、叔丁基和炔基的生物电子等排体,引入它能显著改善水溶性、渗透性、代谢稳定性及其他性质。
Nicolaou等人报道了治疗白血病药物伊马替尼中的双取代苯环被BCP结构代替后,具有更高的热力学溶解度(参考:ChemMedChem.,2016,11(1):31-37)。Measom等人报道了实验性冠心病药物darapladib中的苯基用BCP替换后,具有更好的耐受性和水溶性(参考:ACS Med.Chem.Lett.,2017,8(1):43-48)。Stepan等人用BCP基序取代γ-分泌酶抑制剂(BMS-708,163)中的氟苯,发现明显提升了水溶性和代谢稳定性(参考:J.Med.Chem.,2012,55(7):3414-3424)。因此,将BCP基团引入到药物结构中,进行对药物分子骨架的修饰以及药物活性的改善具有重要意义,双环[1.1.1]戊烷及其衍生物展现了其潜在的发展前景,而双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺可以作为重要片段对于药物的开发有应用价值。
目前已经报道的合成双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺盐及相关化合物的合成方法主要如下:
Josef等人以双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸为原料,先氯化得到酰氯产物,使用叠氮化钠进行Curtius重排,再酸化成盐得到产品。该法使用叠氮化钠,具有严重安全隐患。
Figure BDA0003874164800000021
CN 113582880 A以双环[1.1.1]戊烷-1,3-二羧酸为原料,经过Curtius重排得到叔丁氧羰基保护的氨基化合物,再脱除保护基成盐制得产品。该法路线短,但是使用到的DPPA(叠氮磷酸二苯酯)具有安全风险。
Figure BDA0003874164800000022
Kokhan等人则通过酯化、两次水解、两次Curtius重排得到被两个保护基保护的氨基化合物。该路线较冗长,操作较繁琐,同样DPPA的使用具有安全隐患。
Figure BDA0003874164800000023
发明内容
本发明的目的是提供一种反应路线简单、反应条件温和、产品收率高、适合工业化生产的双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐的合成方法。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供了一种双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以式(I)所示的双环[1.1.1]戊烷-1,3-二甲酰胺为起始原料,在溶剂中,在碱存在下与卤化试剂发生霍夫曼降解反应得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯;所述的碱选自C1-C4伯醇钠、C1-C4伯醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种;所述的卤化试剂选自N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)、二溴二甲基海因(DBDMH)、溴素中的至少一种;所述的溶剂选自C1-C4伯醇、水中的至少一种;
(2)双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯在惰性气氛保护下经酸化反应,得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐;
其反应式如下所示:
Figure BDA0003874164800000031
作为优选,步骤(1)中,所述溶剂的体积用量以化合物(I)的质量计为50~180mL/g,更优选为80~160mL/g。
作为优选,所述化合物(I)与碱的摩尔投料比为1:4~14,更优选为1:6~12。
作为优选,所述化合物(I)与卤化试剂中的活性溴元素的摩尔投料比为1:2~6,更优选为1:2.5~5。
作为优选,霍夫曼降解反应温度为50~70℃。
作为优选,所述步骤(1)具体按照如下实施:将化合物(I)溶于溶剂中,再加入碱和部分卤化试剂,升温至50~70℃,再分批加入剩余的卤化试剂以防止局部过热,保温反应至完全,冷却,过滤,滤液减压蒸干,加入水后用二氯甲烷萃取,用无水Na2SO4干燥有机层,浓缩干燥后得双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯。
作为优选,步骤(2)中,所述酸化采用的酸为盐酸、氢溴酸、硫酸中的一种或其混合物,更优选为氢溴酸。作为优选,所述化合物(I)与酸中H+的摩尔投料比为1:4~90,更优选为1:20~70。
作为优选,步骤(2)中,所述酸化反应温度为60℃~130℃,更优选为70℃~100℃。
作为优选,所述步骤(2)具体按照如下实施:往双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯中加入酸,氮气保护下于60℃~130℃进行反应,TLC检测原料反应完全后,反应液用活性炭脱色,滤液减压蒸干得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐。
本发明所述的合成方法,在制备得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐后,经常规的加碱酸解即可得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺。
本发明与现有技术相比,其有益效果体现在:
1.本发明反应所使用的试剂较便宜,具有经济性。
2.本发明反应条件温和,安全性高。
3.本发明反应收率较高。
具体实施方式:
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案,但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
将15.4g化合物(I)溶于1380mL甲醇中,再加入54g甲醇钠,26g NBS,升温至60℃,再分批加入26g NBS以防止局部过热,保温反应10分钟,冷却,过滤,滤液减压蒸干,加入水后用二氯甲烷萃取,用无水Na2SO4干燥有机层,浓缩干燥后得白色固体(双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯)。将该白色固体加入烧瓶,再加入36%~38%盐酸540mL,氮气保护下80~100℃反应,TLC检测原料反应完全后,反应液用活性炭脱色,滤液减压蒸干得15.4g白色固体化合物。
产物表征:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.24(s,6H),2.21(s,6H).
实施例2
将15.4g化合物(I)溶于1380mL甲醇中,再加入54g甲醇钠,26g NBS,升温至60℃,再分批加入26g NBS,保温反应10分钟,冷却,过滤,滤液减压蒸干,加入水后用二氯甲烷萃取,用无水Na2SO4干燥有机层,浓缩干燥后得白色固体化合物(双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸二甲酯)。将双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯加入烧瓶,再加入40%氢溴酸溶液730mL,氮气保护下60~80℃反应,TLC检测原料反应完全后,反应液用活性炭脱色,滤液减压蒸干得23g白色固体化合物。
实施例3
将15.4g化合物(I)溶于1380mL甲醇中,再加入54g甲醇钠,37g DBDMH,升温至65℃,再分批加入37g DBDMH,保温反应10分钟,冷却,过滤,滤液减压蒸干,加入水后用二氯甲烷萃取,用无水Na2SO4干燥有机层,浓缩干燥后得白色固体(双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯)。将该白色固体加入烧瓶,再加入36%~38%盐酸550mL,氮气保护下80~100℃反应,TLC检测原料反应完全后,反应液用活性炭脱色,滤液减压蒸干得15.3g白色固体化合物。
比较例1
3.8g 10%氢氧化钠水溶液加入三颈瓶中,冰浴至0℃,搅拌下依次加入20mL次氯酸钠溶液(50mmol),100mg化合物(I)(0.65mmol),10分钟后加热至60℃,保温反应1小时,发现没有双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺生成。
比较例2
100mg化合物(I)(0.65mmol)、5mL叔丁醇、150mg叔丁醇钠(1.56mmol)、210mg NBS(1.20mmol)依次加入三颈烧瓶中,升温至60℃,再加入110mg NBS(0.6mmol),于60℃下反应,点TLC板,发现没有双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸二叔丁酯生成。

Claims (10)

1.一种双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐的合成方法,其特征在于:所述合成方法包括以下步骤:
(1)以式(I)所示的双环[1.1.1]戊烷-1,3-二甲酰胺为起始原料,在溶剂中,在碱存在下与卤化试剂发生霍夫曼降解反应得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯;所述的碱选自C1-C4伯醇钠、C1-C4伯醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种;所述的卤化试剂选自N-溴代琥珀酰亚胺、二溴二甲基海因、溴素中的至少一种;所述的溶剂选自C1-C4伯醇、水中的至少一种;
(2)双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯在惰性气氛保护下经酸化反应,得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐;
其反应式如下所示:
Figure FDA0003874164790000011
2.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:步骤(1)中,所述溶剂的体积用量以化合物(I)的质量计为50~180mL/g,更优选为80~160mL/g。
3.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述化合物(I)与碱的摩尔投料比为1:4~14,更优选为1:6~12。
4.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述化合物(I)与卤化试剂中的活性溴元素的摩尔投料比为1:2~6,更优选为1:2.5~5。
5.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:霍夫曼降解反应温度为50~70℃。
6.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述步骤(1)具体按照如下实施:将化合物(I)溶于溶剂中,再加入碱和部分卤化试剂,升温至50~70℃,再分批加入剩余的卤化试剂,保温反应至完全,冷却,过滤,滤液减压蒸干,加入水后用二氯甲烷萃取,用无水Na2SO4干燥有机层,浓缩干燥后得双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯。
7.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:步骤(2)中,所述酸化采用的酸为盐酸、氢溴酸、硫酸中的一种或其混合物。
8.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:步骤(2)中,所述化合物(I)与酸中H+的摩尔投料比为1:4~90,更优选为1:20~70。
9.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:步骤(2)中,所述酸化反应温度为60℃~130℃,更优选为70℃~100℃。
10.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述步骤(2)具体按照如下实施:往双环[1.1.1]戊烷-1,3-二氨基甲酸甲酯中加入酸,氮气保护下于60℃~130℃进行反应,TLC检测原料反应完全后,反应液用活性炭脱色,滤液减压蒸干得到双环[1.1.1]戊烷-1,3-二胺的盐。
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