CN116803986B - 一种罗沙司他中间体的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种罗沙司他中间体的合成方法,包括如下步骤:(1)将化合物II对溴‑α‑苯乙胺与2‑氧代丙二酸在酸性催化剂作用下反应得到化合物III;(2)将化合物III与苯酚在Cu(I)化合物、配体及碱的作用下发生乌尔曼反应得到化合物IV;(3)将化合物IV在TfOH/TFAA作用下发生关环反应得到化合物V;(4)将化合物V与醇发生酯化反应得到目标化合物I。本发明合成方法工艺路线短、原料价廉易得、反应条件温和、总收率高、生产成本低,能够适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种罗沙司他中间体的合成方法,属于药物合成技术领域。
背景技术
罗沙司他(式A所示化合物),化学名为N-[(4-羟基-1-甲基-7-苯氧基-3-异喹啉基)羰基]甘氨酸,英文名称为Roxadustat。系美国菲布罗根公司研发,安斯泰来和阿斯利康获得授权许可的一种口服的低氧诱导因子(HIF)脯氨酰羟化酶的小分子抑制剂。该药能稳定HIF-2,同时诱导EPO的表达,临床上主要用于治疗慢性肾脏病引起的贫血。2018年12月,CFDA批准1类新药罗沙司他胶囊在中国上市,商品名为爱瑞卓。
FibroGen公司在专利WO 2014014835和CN103435546中报道了具有代表性的罗沙司他的合成工艺,该工艺以5-溴异苯并呋喃-1(3H)-酮为原料,经乌尔曼偶联反应、酯交换和氯代、亲核取代、分子内Claisen酯缩合和消除反应后再发生2次取代、还原等反应,得到关键中间体式I化合物4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸甲酯;然后式I化合物与甘氨酸发生酰胺化反应即制得罗沙司他。具体合成路线如下:
因此,式I化合物是合成罗沙司他的关键中间体,对于罗沙司他的合成具有非常重要的意义。
对于式I化合物的合成,文献报道的合成工艺较多:路线1就是上述罗沙司他路线中报道的以5-溴异苯并呋喃-1(3H)-酮为原料,经7步反应的工艺。该工艺路线长,总收率低,且路线中使用价格昂贵的试剂如二氯三苯基膦、对甲苯磺酰基甘氨酸甲酯、四甲基甲二胺等,这些试剂大都有毒有害;此外反应过程中还涉及高压氢化反应,工艺安全性不高,不太适合工业化生产。
路线2是文献CN106478503报道的式I化合物的制备方法,该方法以5-溴-3-甲基异苯并呋喃-1(3H)-酮为起始原料,具体合成路线如下:
该方法的合成思路与路线1基本一致,虽路线较短,总收率较高,但除存在路线1的部分缺陷外,还存在起始原料5-溴-3-甲基异苯并呋喃-1(3H)-酮不易制备且难以购买的缺陷。
路线3是文献EP3305769报道的式I化合物的制备方法,具体合成路线如下:
该方法以2-溴-4-氟苯甲酸甲酯为起始原料,与苯酚发生亲核取代反应后经水解、酸化后得到的中间体先与N,N'-羰基二咪唑(CDI)反应生成酰基咪唑,然后在DBU作用下,与异氰基乙酸甲酯发生亲核取代、环合反应;得到的中间体再以Pd(OAc)2为催化剂,双(2-二苯基膦苯基)醚(DPEPhos)为膦配体,N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)为缚酸剂,与正丁基乙烯基醚发生缩合反应;得到烯醇醚中间体,该烯醇醚在60℃和浓盐酸下,完成烯醚转化成烯醇再转化成乙酰基,同时发生噁唑环的开环;最后再发生缩合关环反应制得式I化合物。该工艺中经历了关环、开环、再关环等复杂的工艺,工艺条件苛刻,难以控制,且反应过程中易产生难以分离的杂质,总收率低,产品不易提纯,另外,路线中使用了Pd(OAc)2、DPEPhos、CDI、正丁基乙烯醚等价格昂贵且对环境有危害的试剂,不适合工业生产。
路线4是文献CN104892509报道了的式I化合物的制备方法,该方法以L-酪氨酸为起始原料,该工艺将L-酪氨酸酯化后,以新制铜粉为催化剂,DMSO为溶剂,与溴苯发生乌尔曼偶联反应,再在浓盐酸条件下,与乙醛发生Pictet-Spengle环合反应,环合产物先与对甲苯磺酰氯(TsCl)反应生成N-对甲苯磺酰基化合物,然后在DMSO中,30%氢氧化钠作用下,消去对甲苯磺酸实现脱氢;脱氢产物在冰乙酸和双氧水作用下,先制成式I化合物的氮氧化物,并在TsCl参与下进行氧化重排反应,最终制得式I化合物。具体合成路线如下:
该工艺路线相对较短,原料相对廉价易得,但总收率不高,更严重的缺陷是在工艺第二步乌尔曼偶联反应中,除了酚羟基与溴苯发生乌尔曼偶联反应得到主产物外,还会产生分子中的氨基与溴苯发生乌尔曼偶联反应的副产物,这个副产物与主产物结构相似,很难除去;工艺第三步Pictet-Spengle关环反应中是在浓盐酸中,与乙醛回流的条件下进行的,在加热下乙醛极易氧化,因此,工艺易产生杂质,不易控制。
发明内容
发明目的:本发明目的旨在提供一种工艺路线短、原料价廉易得、反应条件温和、总收率高、生产成本低且适用于工业化生产的罗沙司他中间体的合成方法。
技术方案:本发明所述的罗沙司他中间体的合成方法,包括如下步骤:
(1)将化合物II对溴-α-苯乙胺与2-氧代丙二酸在酸性催化剂作用下反应得到化合物III 2-((1-(3-溴苯基)乙基)亚胺丙二酸;
(2)将化合物III与苯酚在Cu(I)化合物、配体及碱的作用下发生乌尔曼反应得到化合物IV 2-((1-(3-苯氧基苯基)乙基)亚胺丙二酸;
(3)将化合物IV在TfOH/TFAA作用下发生关环反应得到化合物V 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸;
(4)将化合物V与醇发生酯化反应得到目标化合物I 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸酯;合成路线为:
其中,R1为C1~C4的烷基。
其中,步骤(1)反应中选用的溶剂为甲苯,反应温度为在甲苯中回流的温度(110~120℃)。
其中,步骤(1)中,所述酸性催化剂为磺酸类化合物,所述磺酸类化合物为烷基磺酸或芳基磺酸;所述磺酸类化合物与化合物II的摩尔比为5~15:100。
其中,在步骤(1)反应中安装有分水装置,分水装置能够及时分去反应中生成的水,从而更好地促进反应以提高反应收率。
其中,步骤(2)中,所述Cu(I)化合物为Cu2O、CuBr、CuI或CuCl中的一种;所述Cu(I)化合物与化合物III的摩尔比为5~10:100。
其中,步骤(2)中,所述配体为含吡啶环的二元席夫碱化合物,其结构式为:
其中,R2为H、C1~C3的烷基、C1~C3的烷氧基或卤素;
所述配体与化合物III的摩尔比为15~20:100。本发明选用的配体二元席夫碱化合物由2-吡啶甲醛类化合物和反式环己二胺缩合得到。
其中,步骤(2)中,碱为Cs2CO3或K2PO4,所述碱与化合物III的摩尔比为1.25~2:1。
其中,步骤(2)反应中选用的溶剂为乙腈或甲苯。
其中,步骤(2)中,反应温度为60~110℃。
其中,在步骤(2)反应中加入分子筛,能更好地促进反应的进行。
其中,步骤(3)中,化合物IV在TfOH(三氟甲磺酸)和TFAA(三氟乙酸酐)作用下室温发生关环反应即可高收率地制备得到化合物V;其中,所述TfOH与化合物IV的摩尔比为0.25~0.3:1;所述TFAA与化合物IV的摩尔比为4.5~6:1。
有益效果:相比于现有技术,本发明具有如下显著的优点:本发明合成方法具有工艺路线短、操作步骤简单、原料价廉易得、反应条件温和、杂质易控制、总收率高、生产成本低的优点,能够适用于工业化生产。
具体实施方式
实施例1
化合物III 2-((1-(3-溴苯基)乙基)亚胺丙二酸的制备:
将100mmol化合物II、100mmol 2-氧代丙二酸、15mmol对甲苯磺酸和250mL甲苯加入反应瓶中,搅拌下加热反应体系至回流,TLC检测反应进程,反应完成后停止加热,冷却至室温,向反应液中加入250mL冰水,搅拌后静置,分出有机层,用无水硫酸钠干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物III,收率为77%。该粗固体不用纯化,可直接进行下一步反应。
实施例2
化合物III 2-((1-(3-溴苯基)乙基)亚胺丙二酸的制备:
将100mmol化合物II、100mmol 2-氧代丙二酸、12mmol对甲苯磺酸和250mL甲苯加入反应瓶中,安装分水装置,搅拌下加热反应体系至回流,实验中不断分出生成的水,TLC检测反应进程,反应完成后停止加热,冷却至室温,向反应液中加入250mL冰水,搅拌后静置,分出有机层,用无水硫酸钠干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物III,收率为90%。该粗固体不用纯化,可直接进行下一步反应。
在实施例2的基础上,催化剂可用苯磺酸、甲磺酸或乙磺酸代替对甲苯磺酸,磺酸类化合物与化合物II的加入摩尔比可以在5~15:100之间任意调整,其他反应条件不变,均得到化合物III 2-((1-(3-溴苯基)乙基)亚胺丙二酸。
实施例3
化合物IV 2-((1-(3-苯氧基苯基)乙基)亚胺丙二酸的制备:
在氮气保护下,将55mmol苯酚、100mmol Cs2CO3和100mL乙腈加入到反应瓶中,搅拌10min后再将50mmol实施例2制得的化合物III、10mmol配体(R2=H)、5mmol Cu2O加入到反应瓶中,搅拌下升温至80℃,并保温搅拌反应过夜,TLC(展开剂:正己烷:乙酸乙酯=5:1)检测反应进程,待反应结束后,冷却至室温,过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,加入100mL水,室温下搅拌0.5h,过滤析出的固体,滤饼用水洗涤;将该固体用100mL二氯甲烷溶解后,用50mL 1N盐酸溶液洗涤,再用100mL水洗涤,分出有机层,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物IV,收率为63%(以化合物II计)。
实施例4
化合物IV 2-((1-(3-苯氧基苯基)乙基)亚胺丙二酸的制备:
在氮气保护下,将55mmol苯酚、62.5mmol Cs2CO3和100mL乙腈加入到反应瓶中,搅拌10min后再将50mmol实施例2制得的化合物III、7.5mmol配体(R2=H)、2.5mmol Cu2O和15g分子筛加入到反应瓶中,搅拌下升温至80℃,并保温搅拌反应过夜,TLC(展开剂:正己烷:乙酸乙酯=5:1)检测反应进程,待反应结束后,冷却至室温,过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,加入100mL水,室温下搅拌0.5h,过滤析出的固体,滤饼用水洗涤;将该固体用100mL二氯甲烷溶解后,用50mL 1N盐酸溶液洗涤,再用100mL水洗涤,分出有机层,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物IV,收率为65%(以化合物II计)。
实施例5
化合物IV 2-((1-(3-苯氧基苯基)乙基)亚胺丙二酸的制备:
在氮气保护下,将55mmol苯酚、100mmol Cs2CO3和100mL乙腈加入到反应瓶中,搅拌10min后再将50mmol实施例2制得的化合物III、10mmol配体(R2=H)、5mmol Cu2O和15g分子筛加入到反应瓶中,搅拌下升温至80℃,并保温搅拌反应过夜,TLC(展开剂:正己烷:乙酸乙酯=5:1)检测反应进程,待反应结束后,冷却至室温,过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,加入100mL水,室温下搅拌0.5h,过滤析出的固体,滤饼用水洗涤;将该固体用100mL二氯甲烷溶解后,用50mL 1N盐酸溶液洗涤,再用100mL水洗涤,分出有机层,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物IV,收率为84%(以化合物II计)。ESI-LRMS m/z:314.1836[M+H]+,1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:1.25(d,J=2.4Hz,3H),2.99(q,1H),6.89(s,1H),6.98~7.13(m,4H),7.16~7.24(m,2H),7.41~7.52(m,2H),12.4(s,2H)。
在实施例5的基础上,碱可用K2CO3、K3PO4、Na2CO3替换Cs2CO3;催化剂可用CuBr、CuI、CuCl替换Cu2O;配体中R2可用C1~C4的烷基、C1~C3的烷氧基、卤素替换H;溶剂可用甲苯、DMF替换乙腈;反应温度在40~110℃之间调整;其他反应条件不变,部分实验结果见表1,制备得到的化合物IV的收率均以化合物II计。
表1为实施例6~26制备化合物IV的条件和结果
实施例27
化合物V 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸的制备:
将50mmol实施例5制得的化合物IV、300mmol TFAA和60mL二氯甲烷加入到反应瓶中,室温下搅拌反应15min后,将15mmol TfOH加入,在室温下搅拌反应2h,TLC(展开剂:正己烷:乙酸乙酯=5:1)检测反应进程,待反应结束后,将反应液置于冰水浴中,往反应液中加入200mL水和60mL二氯甲烷,搅拌20min,分去水层,水层用40mL二氯甲烷萃取,合并有机层,无水硫酸镁干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物V,收率为93%。化合物V结构通过1H NMR和13C NMR进行结构确证。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:8.39(d,J=9.0Hz,1H),7.67(s,1H),7.59-7.53(m,1H),7.48(d,J=7.7Hz,2H),7.18-7.28(m,2H),7.18(d,J=7.8Hz,2H),2.78(s,3H);13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ:168.8,161.7,158.4,156.1,142.4,131.1,130.9,127.9,127.0,125.0,123.8,119.8,113.6,18.6.
实施例28
化合物V 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸的制备:
将50mmol实施例5制得的化合物IV、150mmol TFAA和60mL二氯甲烷加入到反应瓶中,室温下搅拌反应15min后,将7.5mmol TfOH加入,在室温下搅拌反应3h,TLC(展开剂:正己烷:乙酸乙酯=5:1)检测反应进程,待反应结束后,将反应液置于冰水浴中,往反应液中加入200mL水和60mL二氯甲烷,搅拌20min,分去水层,水层用40mL二氯甲烷萃取,合并有机层,无水硫酸镁干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物V,收率为60%。
实施例29
化合物V 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸的制备:
将50mmol实施例5制得的化合物IV、225mmol TFAA和60mL二氯甲烷加入到反应瓶中,室温下搅拌反应15min后,将12.5mmol TfOH加入,在室温下搅拌反应3h,TLC(展开剂:正己烷:乙酸乙酯=5:1)检测反应进程,待反应结束后,将反应液置于冰水浴中,往反应液中加入200mL水和60mL二氯甲烷,搅拌20min,分去水层,水层用40mL二氯甲烷萃取,合并有机层,无水硫酸镁干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到化合物V,收率为85%。
实施例30
目标化合物I 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸甲酯的制备:
将50mmol实施例27制得的化合物V、50mL甲醇和4mL浓硫酸加入到反应瓶中,室温下搅拌均匀,升温至回流,并保温搅拌反应3h;停止反应,减压蒸去甲醇,向残余物中加入30mL二氯甲烷,搅拌下用40mL饱和碳酸氢钠分2次洗涤,再用60mL水分2次洗涤,分出有机层,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏除去溶剂,固体减压干燥得到目标化合物I 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸甲酯,收率为88%。结构通过1H NMR和13C NMR进行确证。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:11.50(s,1H),8.33(d,J=9.0Hz,1H),7.59(d,J=2.3Hz,1H),7.49-7.54(m,3H),7.28(t,J=7.4Hz,1H),7.20(d,J=7.7Hz,2H),2.64(s,3H),2.53(s,3H);13CNMR(126MHz,DMSO-d6)δ:170.9,158.9,155.8,154.6,148.4,132.1,130.9,126.1,125.1,123.4,122.8,120.1,119.0,112.3,52.9,21.9.
在实施例30的基础上,可用乙醇、丙醇和正丁醇代替甲醇,其他反应条件不变,得到系列化合物I,即4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸乙酯、4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸丙酯和4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸丁酯。
Claims (9)
1.一种罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将化合物II与2-氧代丙二酸在酸性催化剂作用下反应得到化合物III 2-((1-(3-溴苯基)乙基)亚胺丙二酸;所述酸性催化剂为磺酸类化合物,所述磺酸类化合物为烷基磺酸或芳基磺酸;
(2)将化合物III与苯酚在Cu(I)化合物、配体及碱的作用下发生乌尔曼反应得到化合物IV 2-((1-(3-苯氧基苯基)乙基)亚胺丙二酸;在反应过程中加入有分子筛;
其中,所述Cu(I)化合物为Cu2O、CuBr、CuI或CuCl中的一种;
所述配体为含吡啶环的二元席夫碱化合物,其结构式为:
其中,R2为H、C1~C3的烷基、C1~C3的烷氧基或卤素;
所述碱为Cs2CO3或K2PO4;
(3)化合物IV在TfOH和TFAA作用下室温发生关环反应得到化合物V 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸;
(4)将化合物V与醇发生酯化反应得到目标化合物I 4-羟基-1-甲基-7-苯氧基异喹啉-3-甲酸酯;合成路线为:
其中,R1为C1~C4的烷基。
2.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:步骤(1)反应中选用的溶剂为甲苯,反应温度为在甲苯中回流的温度。
3.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:步骤(1)中,所述磺酸类化合物与化合物II的摩尔比为5~15:100。
4.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:在步骤(1)反应中安装有分水装置。
5.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:步骤(2)中,所述Cu(I)化合物与化合物III的摩尔比为5~10:100。
6.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:步骤(2)中,所述配体与化合物III的摩尔比为15~20:100。
7.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:步骤(2)中,所述碱与化合物III的摩尔比为1.25~2∶1。
8.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:步骤(2)中,反应温度为60~110℃。
9.根据权利要求1所述的罗沙司他中间体的合成方法,其特征在于:步骤(3)中,所述TfOH与化合物IV的摩尔比为0.25~0.3:1;所述TFAA与化合物IV的摩尔比为4.5~6:1。
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