CN1269819C - 替莫唑胺和类似物的合成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于合成替莫唑胺抗癌化合物和类似物的新方法和可用于该新方法的中间体。

Description

替莫唑胺和类似物的合成
技术领域
本发明涉及用于合成替莫唑胺(Temozolomide)抗癌化合物和类似物的新方法和可用于该新方法的中间体。
背景技术
替莫唑胺，3-甲基-8-氨基羰基-咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪-4(3H)-酮，是已知的抗癌药；参见例如Stevens等，J.Med.Chem.1984，27，196-201和Wang等，J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1994，1687-1688。其具有通式：
在美国专利号5,260,291(Lunt等)中描述了该化合物以及具有大致类似活性的化合物，例如在3-位的高级烷基类似物。
通过描述于J.Med.Chem.1984，27，196-201中的方法合成I可以简单地描述如下：虽然作者提到异氰酸甲酯到通式(B)化合物的环加成作用可以经由两种不同的中间体进行：
方案I：
Figure C0280384600052
在该方法中，5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺(A)被转化为5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)，其然后与异氰酸甲酯在二氯甲烷中环化，高产率地得到临床级替莫唑胺。然而，该方法要求分离不稳定的和潜在危险的5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)。此外，异氰酸甲酯是处理和运输困难的试剂，特别是在工业规模，并且实际上在工业制造中是尽量避免的。此外，异氰酸甲酯的环加成作用需要很长的反应时间：J.Med.Chem.1984，27，196-201中的表I建议20天。
通过描述于J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1994，1687-1688中的二步方法生产I提供低的从5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺(A)的总产率：低于20％(未优化的-经由5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)为大约17％和经由5-氨基-N1-(乙氧基羰基甲基)-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺(C)为大约15％)：
方案II：
Figure C0280384600061
此外，不稳定的5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)仍然必须在将其用作中间体的该方法的支线中分离。
因此，存在对这样一种合成方法的需要，其特别是在工业规模上更方便并且提供良好的临床级替莫唑胺的产率，或者改进用于上述方法的中间体的制备或者使用。
发明内容
本发明的一个实施方案提供用于制备以下通式的替莫唑胺和其低级烷基类似物的方法：
Figure C0280384600071
其中R是碳原子数为1到6的烷基基团，
该方法包括：
(a)将以下通式的化合物重氮化：
Figure C0280384600072
其中R如以上定义；和
Pg”是易于通过水解或者氢解除去的二价保护基；或者两个易于通过水解或者氢解除去的单价保护基Pg；或者易于通过水解或者氢解除去的大的单价保护基Pg以及氢原子；
和然后
(b)将得到的以下通式的化合物：
其中Pg”如以上定义，
进行水解或者氢解。
步骤(a)优选在具有亚硝酸源的含水有机溶液中、尤其是在有机酸例如低级链烷酸、特别是乙酸的水溶液中进行。可以存在与水可混溶的溶剂例如低级链烷醇、THF和DMF。亚硝酸源优选是无机的，例如亚硝酸的碱金属盐、最优选亚硝酸钠。所述反应优选在有利于正确的环化方向的试剂例如LiCl存在下进行。
步骤(b)优选通过用强无机酸例如浓HCl或者HBr、或者HClO4、CF3SO3H、或者MeSO3H、或者特别是浓硫酸于例如-20到50℃的中等温度进行水解来进行。在尤其优选的实施方案中，易除去的保护基是1，1-二甲基乙基基团(叔丁基)以及氢原子。其体积也有利于正确的环化方向。
本发明也提供可用于制备替莫唑胺的新中间体，尤其是通式II、III、VI、V和VI的化合物和其盐：
Figure C0280384600081
Pg″N.CO.C(：NOH).CN  IV，Pg″N.CO.CH(NH2).CN  V，和Pg″N.CO.CH(N：Ar).CN VI，
其中Pg”是如以上定义的保护基，特别是这样的化合物，其中Pg”是1，1-二甲基乙基基团以及氢原子，Ar是芳基亚甲基基团，和R是如以上定义的低级烷基基团，特别是甲基。特别优选的芳基亚甲基基团是二苯基亚甲基基团；优选的通式II和III化合物包括以下通式的化合物：
Figure C0280384600082
和
优选实施方案的详细说明
值得注意的是，以上通式II化合物的环化，其中Pg”是单价保护基Pg以及氢原子，理论上也可能在氨基甲酰基基团的氮原子进行，并且产生不希望的氮杂次黄嘌呤衍生物。大的保护基Pg的存在促进希望的环化，生成替莫唑胺的咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪环。反应介质中LiCl的存在在促进希望的环化方面也具有有利的效果。通过利用二价保护基或者两个单价保护基完成封闭氮原子也保证环化在希望的方向中进行。
1，1-二甲基乙基基团原来被称为叔丁基，有时缩写成t-Bu，在此该名称在某些通式中和在反应流程和实施例中的不完全的俗名中仍然使用(为了方便起见和特别是为了简洁)。
烷基基团R优选是无支链的烷基基团，尤其是碳原子数为1到4的烷基基团，优选1-丁基、1-丙基、乙基或者特别是甲基。当R是甲基时，通式I的产品是替莫唑胺本身。
本发明方法尤其优选的实施方案是示于以下的方案，该方案更普通的形式描述于其后：
方案III：
Figure C0280384600091
在该方法的第一步中，[(二苯基亚甲基)氨基]乙腈3与异氰酸酯PgNCO反应，其中Pg是如以上定义的单价保护基，产生乙酰胺4。该反应方便地在碱和惰性有机溶剂存在下、在惰性气氛例如氮气下和于环境温度或者降低的温度例如环境温度到-100℃、优选环境温度到-10℃下进行。所述碱优选具有通式PgOM，其中M是碱金属；其它可以使用的碱包括叔胺例如三乙胺和乙基二异丙基胺，碱金属氢化物例如氢化钠和氢化钾和碱金属碳酸盐例如碳酸钠和碳酸钾。所述有机溶剂优选是二氯甲烷；然而，其它可以使用的溶剂包括醚例如甲基叔丁基醚、二乙醚、THF和二氧六环、甲基氰、乙酸乙酯和烃例如甲苯、己烷和庚烷。
保护基Pg优选是大的烷基基团，例如在具有自由价的碳原子处强烈支化的烷基基团，特别是1，1-二甲基乙基基团。其它可能的单价保护基，其中一些可以通过水解除去，而其它可以通过氢化除去，包括苄基(或者苯基甲基)、特别是两个苄基基团，三苯甲基、苄氧基羰基和9-芴基。可以使用的二价保护基包括亚苄基(或者苯基亚甲基)和9-亚芴基。适合的氨基-保护基的其他例子，以及其应用和去除，示于“Protective Groups in Organic Synthesis”，Theodora Greene和Peter Wuts，John Wiley & Sons，New York，New York，再版(1991)。
二价保护基Pg”或者两个单价保护基Pg2可以通过类似的反应引入，其中t-BuNCO被通式Pg”：N.CO.C1的化合物替代，其中Pg”是二价保护基或者两个单价保护基Pg；该反应也在基本上如上所述的碱和惰性有机溶剂存在下进行。通式Pg”：N.CO.C1的化合物可以通过通式Pg”：NH的亚胺或者胺与光气反应制备。
在该方法第二个步骤中，将乙酰胺4水解除去亚胺型氮上的二苯基亚甲基基团(基团Ar的一个例子)，优选使用在含水或者含水-有机系统中的弱酸，特别是在惰性有机溶剂例如乙酸乙酯中的温和的无机酸(例如稀释的无机酸，例如1N盐酸、氢溴酸或者硫酸)；产品是乙酰胺5，其为酸加成盐例如盐酸盐、氢溴化物或者硫酸盐。该水解方便地在0℃到中等高温、例如100℃下、特别是环境温度直至70℃的温度下进行。
在该方法第三个步骤中，将乙酰胺5的盐，例如盐酸盐与尿素衍生物7或者与其类似物(其中每个甲基已经被基团R取代，其中两个基团R是相同的和每个基团R如以上的定义)缩合。该尿素衍生物可以用其前体代替，例如N-R-脲，其中R如以上的定义(特别是N-甲脲)，以及原甲酸酯、例如原甲酸乙酯，以便提供咪唑6。该反应可以在大约环境温度下在惰性有机溶剂和温和的酸性催化剂存在下进行。所述催化剂可以是有机酸、优选弱酸例如羧酸，特别是低级链烷酸例如乙酸；所述溶剂是例如t-BuOMe或者优选地二氯甲烷。所述有机溶剂优选是二氯甲烷；然而，其它可以使用的溶剂包括醚例如甲基叔丁基醚、二乙醚、THF和二氧六环、甲基氰、乙酸乙酯、DMF、DMSO和烃例如甲苯、己烷和庚烷。所述反应优选在大约环境温度或者稍低或者稍高的温度下、例如-25到50℃、优选0到35℃下进行。
第四步所必须的脲衍生物可以通过N-R-脲，其中R如以上的定义，特别是N-甲基脲与原酸酯、特别是原甲酸酯的缩合制备；因此，甲基[[[(甲基氨基)羰基]氨基]亚甲基]脲7可以通过N-甲脲与原甲酸乙酯在升高的温度和在惰性气氛下缩合制备；参见Whitehead，C.W.；J.Am.Chem.Soc.，1953，75，671。
在该方法第四步骤中，所述替莫唑胺的咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪环通过咪唑6或者其N-R类似物的重氮化形成，其中R如上所述；优选的条件如上所述。
所述反应也可以在有机溶剂中使用有机亚硝酸源、例如叔丁基或者异戊基亚硝酸酯与羧酸例如低级链烷酸、例如乙酸并且在有机溶剂例如低级链烷醇、DMF、THF、乙酸乙酯或者烃例如甲苯、己烷或者庚烷中进行。
所述反应推测经由重氮盐进行，其自发地环化成通式III的化合物。
在该方法的第五步骤中，替莫唑胺或者其N-烷基类似物(其中所述烷基基团具有1到6个碳原子)通过水解保护的-替莫唑胺8或者保护的其-N-烷基类似物生产；同样，条件如上所述。
保护的-替莫唑胺8或者保护的其-N-烷基类似物(其中烷基基团具有1到6个碳原子)是通式III化合物的例子。通常，除去保护基的水解优选在惰性气氛下和在中等温度、例如在大约0℃到50℃、优选大约环境温度下、在酸的水溶液中进行。可选择地，所述水解可以在惰性有机溶剂中进行，在其中所述试剂(酸和化合物8)是至少部分可溶的，例如二氯甲烷。除去保护基的氢解优选在惰性气氛下和在中等温度、例如在大约环境温度到大约60℃、在惰性有机溶剂中使用氢和氢化催化剂例如Pd/C或者Raney Ni进行。
通式3的化合物是已知的并且可以通过以下已知方法制备：
方案IV：
Figure C0280384600121
(参见，例如，O′Donnell，M.J.；Polt，R.L；J.Org.Chem.，1982，47，2663；和O′Donnell，M.J.；Eckrich，T.M.；TetrahedronLett.1978，47，4625。)氨基乙腈1(优选酸加成盐，例如盐酸盐)与亚胺2在无水惰性有机溶剂存在下和在惰性气氛下缩合。所述亚胺为氨基乙腈的氨基基团提供保护基，该基团对于碱是稳定的，除了当不再需要时可以容易地用弱酸除去。亚芳烷基-亚胺，特别是二苯基亚甲基-亚胺是适当的。所述有机溶剂方便地是二氯甲烷。
在通式3和4的化合物中，所述氨基-保护基(Ph)2C：可以被另一个适当的通式Ar的保护基代替，其中Ar如以上的定义。在通式4、5、6和8的化合物中，1，1-二甲基乙基氨基基团可以被另一个适当的保护的氨基基团Pg2N-或者Pg”：N-代替，其中Pg和Pg”如以上的定义。
通式5的化合物也可以通过以下新方法制备：
方案V：
2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)乙酰胺11(Bhawal，B.M.Khanapure，S.P.；Biehl，E.R.；Syn.Common.，1990，20，3235)与亚硝酰氯在惰性有机溶剂例如CH2Cl2或者CHCl3中在中等温度(例如环境温度到-25℃、优选大约0℃)反应。将得到的2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-(肟基)乙酰胺13分离和还原，例如用连二亚硫酸钠在含水有机溶剂中，但是优选使用铝汞齐在水中在中等温度(例如，环境温度到大约0℃、优选大约0℃)。
通式13的化合物是新的中间体，并且是本发明的特征。通式13的化合物与强碱、例如与碱金属例如钠形成盐，并且这些盐也是本发明的特征。本发明的其他特征包括类似于13的化合物，其中1，1-二甲基乙基氨基基团被保护的氨基基团Pg”N替代，其中Pg”如以上定义。这样的化合物可以类似地从通式10的化合物和通式HN：Pg”的化合物制备，其中Pg”如以上定义，特别是二价基团例如亚苄基或者9-亚芴基，或者两个单价基团Pg例如两个苄基基团，或者单价基团例如苄基、三苯甲基、苄氧基羰基、或者9-芴基以及氢原子。
5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺，在“发明背景”中描述的通式(A)中间体，可以有利地通过示于方案VI的两种路线制备(例如，其盐酸盐16·HCl)，其中17是新的中间体，14是市售可得的，其制备方法示于U.S.P.5,003,099，6的制备方法如上所述。这些也在替莫唑胺的制备中提供了改进，因为通式(A)的起始材料(在上述方案I和II两者中用于重氮化)可以更容易和/或更廉价地得到。此外，如果需要，通式6、7和15化合物中的N-甲基基团可以替换为更大的基团R，其中R如上述的定义。
方案VI：
在路线(a)中，纯化的氨基氰基乙酰胺14(例如通过从例如丙酮中重结晶得到)与尿素衍生物7或者其类似物缩合，其中每个甲基已经替换为基团R，其中两个基团R是相同的和每个基团R如上述的定义。该尿素衍生物可以用其前体代替，例如N-R-脲，其中R如以上的定义(特别是N-甲脲)，以及原甲酸酯、例如原甲酸乙酯，以便提供咪唑15。该反应可以如以上对于5与7或者与7的前体的反应的描述进行。咪唑15(或者其类似物，其中甲基已经替换为基团R，其中R如以上定义)，可以用弱碱、例如叔有机碱例如三乙胺或者乙基二异丙基胺、在惰性有机溶剂例如低级链烷醇例如甲醇中水解，和产品16可以通过与适当的酸反应转化为其酸加成盐，例如通过与盐酸反应转化为16的盐酸盐(或者如在下一个段落中描述的其它盐)，该反应优选在惰性有机溶剂例如低级链烷醇、例如甲醇或者乙醇、醚例如甲基叔丁基醚、二乙醚、THF或者二氧六环、甲基氰、乙酸乙酯或者烃例如甲苯、己烷或者庚烷中进行。
在路线(b)中，咪唑6(或者其类似物，其中甲基已经替换为基团R，其中R如以上的定义)可以通过用弱碱水解转化为另一种咪唑衍生物17，如以上对咪唑15转化成16·HCl的第一步进行描述的；然后所述游离碱可以去除保护的1，1-二甲基乙基氨基基团，并在相同步骤中转化为酸加成盐，例如16·HCl，其优选在对咪唑15转化成16·HCl的第二步骤进行描述的条件下进行。用于该步骤的酸优选是强酸，例如无机酸例如HCl(以提供16·HCl)，或者HBr、H2SO4、HClO4或者HNO3，或者强有机酸，例如CF3SO3H或者CH3SO3H。所述溶剂可以是含水的，或者特别是当所述酸是CF3SO3H或者CH3SO3H时，可以是有机的。
通式6的化合物在本发明的新方法中称为起始材料，但是也可以被用作新的起始材料，用于已知的制备替莫唑胺方法中的中间体。可用于这两个方面的其他化合物包括类似于通式6化合物并且具有通式II的化合物，以及通式6化合物的高级烷基类似物。
优选的通式VI和V的中间体包括：
特别是
Figure C0280384600152
和
Figure C0280384600153
其中，Ar如以上的定义，但是优选为二苯基亚甲基基团。
通式4、5、6、8、11、13和17的化合物以及通式t-Bu.NH.CO.C(N:Ar).CN的化合物中，1，1-二甲基乙基氨基基团可以替换为保护的氨基基团PgNH、Pg2N或者Pg”N，其中Pg和Pg”如以上的定义。
本发明也提供制备通式IV化合物的方法，其包括：
1.用保护胺、优选1，1-二甲基乙基胺和特别是在碱性催化剂和惰性有机溶剂存在下使酯基酰胺化；
2.用碱金属亚硝酸盐、例如亚硝酸钠和弱酸例如有机酸、特别是乙酸，但是优选用亚硝酰氯在惰性有机溶剂例如二氯甲烷中使反应性的亚甲基基团亚硝基化。
得到的化合物具有通式Pg”N.CO.C(:NOH).CN，其中Pg”是保扩基，特别是1，1-二甲基乙基基团以及氢原子。该通式的化合物和通式Pg”N.CO.CH2.CN和Pg”N.CO.CH(N:Ar).CN的中间体也是本发明的特征，特别是其中Pg”是1，1-二甲基乙基基团以及氢原子的那些。
本发明也提供制备上述通式8化合物的方法，其包括重氮化通式II的化合物，其中Pg”N是1，1-二甲基乙基氨基基团以及氢原子。该反应可以在发明内容部分开始处的段落(a)中陈述的反应条件下进行。
通式II、III、V和VI的化合物可以其盐形式存在，例如矿物酸盐、特别是盐酸和硫酸盐。该类型的尤其优选的盐是化合物5·HCl。
通式IV的化合物可以其与碱、例如与碱金属例如钠的盐形式存在。
本发明不局限于示于上述方案III到VI的方法的特定的实施方案和其中使用的特定的中间体，而是进一步包括在不同的但是基本上等价条件下实施的类似方法，以及其中使用了不同的但是大致相当的保护基Pg”和Ar的类似方法和中间体，特别是其中甲基(替莫唑胺中3-甲基的前体)被替换为更大的烷基基团R的那些，其中R如在上文中的定义。此外，新的中间体4、5、6、8、13和17也可以被改性，以包含不同的但是大致相当的保护基Pg或者Pg”和Ar，和中间体6和8可以被改性，以包含更大的烷基基团R(其中Pg，Pg”，Ar和R如在上文中的定义。所有这些实施方案均是本发明的特征。
值得注意的是，未稠合咪唑环通常可以存在于两个互变异构形式中(其互变被酸催化)，如在以下用于上述通式(A)化合物的方案中所举例说明的：
尽管一种这样的形式可以占主导地位，这样化合物的两个通式通常包括在本发明说明书和权利要求中，即使其中特别地给出的名称或者通式仅仅是一个。
当在此使用时，以下术语具有指明的含义：
烷基-代表碳原子数为1到6、优选1到4的饱和烃基团，其可以是直链或者支链的，但是优选无支链的，例如1-丁基、1-丙基、乙基或者特别是甲基；
芳基亚甲基-代表其中至少一个亚甲基氢原子被至少一个芳基基团取代。在例如通式V的化合物中，所述芳基亚甲基基团的亚甲基碳原、子被双键连接到邻接的氮原子。代表性的芳基亚甲基基团包括二苯基亚甲基、苯基亚甲基和9-亚芴基；
芳基(包括芳基亚甲基的芳基部分)-代表碳原子数为6到14和具有至少一个稠合的苯型环的碳环基团，其中碳环基团的全部可用的可取代碳原子被预定为可能的连结点，所述碳环基团任选地被1到3个Y基团取代，其中每个基团Y独立地选自卤素、烷基、硝基、烷氧基和二烷基氨基基团。优选的芳基基团是苯基、取代的苯基、1-萘基、2-萘基和2，3-二氢化茚基。
实施例
以下实施例用于举例说明本发明，但是不以任何方式限制本发明。
实施例1：3-甲基-8-氨基羰基-咪唑并[5.1-d]-1，2，3，5-四嗪-4(3H)-酮(替莫唑胺)
步骤A：2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-[(二苯基亚甲基)氨基]-乙酰胺的制备
在装备有氮气进口、出气管、回流冷凝器、温度计、机械搅拌器的22L三颈烧瓶中，加入亚胺3(700g，3.178mol)和CH2Cl2(7L)，并且保持在氮气正压下。于0℃，向该搅拌的混合物中加入1，1-二甲基乙基-异氰酸酯(442mL，3.870mol)，并且在搅拌10min之后缓慢地(1小时)加入叔丁氧基钾在THF中的溶液(在THF中1.0M，3.88L，3.88mol)(Aldrich提供)。将该溶液于0℃搅拌4小时，反应混合物变成深棕色的非常稠的浓浆，并且薄层色谱法(EtOAc/己烷＝1/4)表明不再有起始材料存在。将得到的混合物用饱和NH4Cl溶液(5L)猝灭，并且将有机层分离和顺序地用饱和NH4Cl溶液(5L)和盐水(5L)洗涤。混合的水溶液用CH2Cl2(1L)萃取。将合并的CH2Cl2溶液在MgSO4上干燥和在减压下浓缩以得到褐色固体。将得到的粗制N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺衍生物在己烷(2.5L)中于1-5％浓度下在室温下浆液化来净化。将浆液过滤和将滤饼在真空烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小时)，得到0.914kg(2.862mol，90％)N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺衍生物4，其为微褐的固体。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：7.62(d，2H)，7.53(m，4H)，7.41(m，2H)，7.22(m，2H)，4.62(s，1H)，1.41(s，9H)；mp：107-108℃。
步骤B：2-氨基-2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺盐酸盐，5·HCl的制备
Figure C0280384600181
在装备有氮气进口、出气管、回流冷凝器、温度计、机械搅拌器的12L三颈烧瓶中，加入2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-[(二苯基亚甲基)氨基]乙酰胺4(900g，2.818mol)，乙酸乙酯(4.5L)和HCl水溶液(1N，4.5L)，并保持在氮气正压下。将该混合物在油浴上于60℃加热4小时，同时强烈搅拌，逐步冷却到室温，然后缓慢地用CH2Cl2(4L)稀释。(薄层色谱法(EtOAc/己烷＝1/4)表明不再有起始物料存在。)将得到的层分离并将水相用CH2Cl2(4L)萃取。将合并的有机溶液用HCl水溶液(1N，2×0.5L)萃取。将含水的萃取液合并并在减压下浓缩，得到490g(2.557mol)的2-氨基-2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺盐酸盐5·HCl。
1H NMR(400MHz，DMSO，δ)：9.38(bs，2H)，8.92(s，1H)，5.28(s，1H)，1.30(s，9H)；mp：211℃(分解)
步骤G：5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6的制备
Figure C0280384600191
在装备有氮气进口、出气管、回流冷凝器、温度计、机械搅拌器的10L三颈烧瓶中加入2-氨基-2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺盐酸盐5·HCl(414g，2.160mol)、脲7(414g，2.617mol)(Whitehead，C.W.；J.Am.Chem.，Soc.，1953，75，671)，CH2Cl2(4L)和乙酸(20mL)，并保持在氮气正压下。将混合物在室温下剧烈搅拌18小时，然后在减压下浓缩。将残余物用H2O处理(3L)和搅拌30min，通过真空过滤收集固体。将固体在烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小时)，得到240g微带灰色的固体(0.943mol，纯度94％，HPLC分析)。5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6的标准样品通过从EtOAc中重结晶制备；mp：145-147℃。
水溶液用CH2Cl2(2L)萃取，将有机萃取液在减压下浓缩，残余物顺序地用H2O(200mL)和EtOAc/己烷(1/9，500mL)洗涤，得到130g的另外的微带灰色的产品(0.505mol，纯度93％，HPLC分析)。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：7.45(s，1H)，6.98(bs，1H)，6.50(s，1H)，5.92(bs，2H)，2.92(d，3H)，1.40(s，9H)。
尽管可以看出，较小规模的反应(使用1-15g的5)给出较高的较纯产品的产率(例如，90-95％产率，93-98％纯度)，这样的小规模反应对于制备商业产品的实用性较小。
5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6的提纯
将5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6(313g，HPLC分析的纯度为93％)悬浮在EtOAc(4L)中和回流10min。将溶液在热的时过滤以除去固体残渣，然后缓慢地冷却到室温。通过真空过滤收集得到的固态产物。将滤液在减压下浓缩得到浓浆，然后过滤得到另外的固态产物。将合并的固体通过在t-BuOMe/2-PrOH(1.5L，9/1)中在室温下浆液化1小时来纯化。通过过滤收集固态产物6和在真空烘箱中干燥(20mmHg，室温，48小时)，得到252g的棕黄固体(通过HPLC分析，相对于标准样品为98％纯度)。得到了满意的1H NMR波谱。
步骤D：3，4-二氢-N-(1.1-二甲基乙基)-3-甲基-咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪-8-羧酰胺8(叔丁基-替莫唑胺)
Figure C0280384600201
在装备有高架机械搅拌器和温度计的500ml三颈烧瓶中加入LiCl(45g，1.066mol)(Aldrich)、蒸馏水(100mL)和冰醋酸(2.5mL，43.9mmol)。将该温热的溶液在冰浴中搅拌30min直到冷却到室温。然后加入5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6(5.0g，20.9mmol，98％纯度)，将该混合物搅拌30min，然后加入NaNO2(1.9g，23mmol)(Fischer)。将该反应混合物于0℃搅拌一小时，然后在室温下搅拌5小时(当HPLC表明不再有起始物料存在时)，然后用CH2Cl2(100mL)稀释。将得到的层分离和水相用CH2Cl2(100mL)萃取。将合并的有机溶液用Na2S2O4水溶液(10g/100ml)洗涤，然后用NaHCO3水溶液(饱和，100mL)洗涤。将有机溶液在减压下浓缩，得到黄棕色固体2(4.56g，88％纯度，HPLC分析)。通过两次急骤层析(flashchromatography)(6∶4，EtOAc∶己烷)制备标准样品。得到了满意的1H和13C NMR波谱和元素分析结果；mp：135-136℃。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)：8.38(s，1H)，7.20(b s，1H)，4.04(s，3H)，1.52(s，9H)。
步骤E：3-甲基-8-氨基羰基-咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪-4(3H)-酮9(替莫唑胺)
Figure C0280384600211
将叔丁基-替莫唑胺8(4.01g，16.023mmol)和浓H2SO4(8mL)(Fisher Scientific)投入装备有搅拌棒的50mL烧瓶中。将该混合物在室温下搅拌2小时，然后缓慢地倾倒到冰冷的EtOH(160mL)中。形成白色沉淀物，将其通过真空过滤收集和用冰冷的EtOH(10mL)洗涤。将固体在真空下干燥(20mmHg，室温，72小时)，得到2.63g的9(13.546mmol，通过HPLC分析，相对于标准样品的纯度为98.4％)。
母液包含另外9.7％的9(HPLC分析)。
实施例2：中间体和试剂的制备：
部分A：2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-(羟基亚氨基)乙酰胺13
在装备有搅拌棒的500mL 3-颈圆底烧瓶中，加入溶于CH2Cl2(100mL)的酰胺11(3.11g，22.18mmol)(Bhawal，B.M.；Khanapure，S.P.；Biehl，E.R.；Syn.Commun.，1990，20，3235)。将该溶液冷却到0℃(冰浴)，和将NOCl(Fluka)经由该溶液鼓泡，直到反应混合物转变为砖红色。将反应混合物于0℃搅拌30min，然后在室温下搅拌18小时。收集沉淀物，用CH2Cl2(25mL)洗涤，得到白色固体产品(2.88g，17.0mmol)。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6，δ)：7.70(s，1H)，3.32(s，1H)，1.32(s，9H)；mp：218-219℃。
部分B：2-氨基-2-氰基-N-(1.1-二甲基乙基)乙酰胺13
Figure C0280384600221
将肟13(2.5g，14.78mmol)、铝汞齐(0.81g)和蒸馏水(100mL)投入装备有搅拌棒、氮气进口、出气管的250mL圆底烧瓶中，并保持在氮气正压下。将反应混合物于2-10℃(冰浴)搅拌2.5小时，过滤，滤液用CH2Cl2(2×60mL)萃取，将合并的有机层在减压下浓缩，得到油状产品(1.62g，10.44mmol)。在减压下提浓水层得到另外的产品5(0.41g，2.64mmol)。
1H NMR(400MHz，DMSO，δ)：7.68(s，1H)，4.34(s，1H)，2.78(bs，2H)，1.32(s，9H)。
用于该步骤的铝汞齐制备如下：在250mL的装备有搅拌棒的圆底烧瓶中，将HgCl2(1.6g，5.89mmol)溶于160mL蒸馏水中。将该溶液冷却到0-5℃(冰浴)，加入切成小方块(0.5到1.0cm2)的铝箔(4.0g，148.3mmol)，并将该混合物搅拌1.5min。然后过滤，固体用MeOH(2×60mL)洗涤，然后用t-BuOMe(60mL)洗涤，在真空下干燥(20mmHg，3小时)并存储在N2下。
部分C：氨基氰基乙酰胺14的提纯
在装备有氮气进口、出气管、回流冷凝器、温度计、机械搅拌器的5L三颈烧瓶中，加入氨基氰基乙酰胺14(60.0g，0.606mol)(Aldrich，黑色固体)和丙酮(2L)。将混合物加热到回流，保持10min，同时强烈搅拌，逐步冷却到室温，然后过滤。将有机溶液在减压下浓缩，得到55.2g(0.557mol)的14。将产品在真空烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小时)，其为棕黄固体。
部分D：5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15的制备
Figure C0280384600231
在装备有氮气进口、出气管、回流冷凝器、温度计、机械搅拌器的2L三颈烧瓶中，投入氨基氰基乙酰胺14(80g，0.807mol)、脲Z(139g，0.879mol)和冰醋酸(0.96L，16.77mol)(FisherScientific)。将混合物在室温下剧烈搅拌2小时，然后在减压下浓缩。在去除大部分乙酸之后，加入200mL的t-BuOMe，混合物在减压下浓缩。将残余物(粘性油)用MeOH/t-BuOMe(1∶20，2.5L)处理，通过刮擦玻璃表面引起沉淀。将该混合物搅拌30min，沉淀物通过真空过滤收集。将固体在烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小时)，得到135g的浅灰色的固体。通过在水(0.7L)中在室温下浆液化1小时纯化粗产品。通过过滤收集固态产物15并在烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小时)，得到129g的浅灰色固体(0.680mol，通过HPLC分析相对于标准样品的纯度为97％)。5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15的标准样品通过从CH3CN/H2O(1∶6)中重结晶制备；mp：165-169℃。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6，δ)：8.50(q，1H)，7.67(s，1H)，6.9(bd，2H)，2.83(d3H)。
部分E：从5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15制备5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺盐酸盐16·HCl
将5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15(10.72g，0.057mol，通过HPLC分析相对于标准样品的纯度为97％)、Et3N(5mL)和MeOH(100mL)投入装备有磁性搅拌棒的250mL圆底烧瓶中。将多相反应混合物于80℃(油浴)加热4小时，同时强烈搅拌，逐步冷却到室温(反应混合物为深色均匀溶度)，并在减压下浓缩。将残余物(粘性油)用t-BuOMe/丙酮/MeOH(50mL/20mL/5mL)处理并搅拌2小时。通过刮擦玻璃表面引起沉淀。通过真空过滤收集沉淀物，得到7.21g的5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺(游离碱)。通过在HCl/MeOH(2.6M，40mL，0.104mol，通过在MeOH中鼓泡HCl气体制备)中浆液化，将该游离碱转化为5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺盐酸盐16·HCl。通过过滤收集固态产物16·HCl，进行空气干燥(2小时)，得到8.5g产品(0.051mmol，通过HPLC分析相对于Aldrich样品纯度为97％)。
1H NMR(400MHz，D2O，δ)：8.21(s，1H)。
部分F：5-氨基-N-(1.1-二甲基乙基)-1H-咪唑-4-羧酰胺17的制备
Figure C0280384600241
在装备有氮气进口、出气管、回流冷凝器、温度计、磁力搅拌棒的250mL三颈烧瓶中，加入5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6(10.4g，0.041mol，纯度93％)、MeOH(100mL)和Et3N(5mL)，并保持在氮气正压下。将该混合物于80℃(油浴)加热3小时，同时强烈搅拌(当HPLC分析表明不再有起始物料存在时)，逐步冷却到室温，并在减压下浓缩。将胶质残余物用t-BuOMe(10mL)、正庚烷(100mL)和丙酮(2mL)的溶液处理，并在室温下搅拌1小时。通过真空过滤收集得到的沉淀物并干燥(20mmHg，20℃，18小时)，得到8.9g(理论收率为7.37g)的5-氨基-N-(1，1-二甲基乙基)-1H-咪唑-4-羧酰胺17，其为棕黄固体。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)7.10(s，1H)，6.80(s，1H)，2.92(d，3H)，1.42(s，9H)；mp：186℃(分解)
部分G：5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺盐酸盐16的制备
Figure C0280384600251
在装备有氮气进口、出气管、回流冷凝器、温度计、磁力搅拌棒的100mL三颈烧瓶中，投入5-氨基-N-(1，1-二甲基乙基)-1H-咪唑-4-羧酰胺17(8.9g，理论值是7.37g，0.041mol)和浓HCl(20mL)。将该混合物于80℃(油浴)加热1小时，同时强烈搅拌，逐步冷却到0℃，得到沉淀物，然后缓慢地加入到2-PrOH(30mL)中。通过真空过滤收集固体，然后用2-PrOH(15mL)洗涤，得到4.97g产品(0.030mol，通过HPLC分析相对于Aldrich样品纯度为97.5％)。在减压下浓缩滤液，得到胶质残余物。将该胶质残余物用MeOH(20mL)处理，并搅拌20min。通过真空过滤收集固体并用MeOH(10mL)洗涤，得到另外的0.65g产品(0.004mol，通过HPLC分析相对于Aldrich样品纯度为95％)。5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺盐酸盐16·HCl的合并的量为5.62g(0.034mol，通过HPLC分析相对于Aldrich样品纯度为97％)。
1H NMR(400MHz，D2O，δ)：8.21(s，1H)。
替莫唑胺的类似物，例如3-乙基、3-(1-丙基)、3-(1-丁基)和3-(1-己基)类似物可以通过类似方法制备。
在此引入所列举的所有出版物和专利作为参考，其引用范围与特别地和分别地指明引入作为参考的每个单独出版物或者专利的范围相同。
尽管在此描述了许多本发明的实施方案，很明显这些实施方案可以改变，以利用本发明组合物和方法提供其它实施方案。因此，应当理解，本发明的范围包括可选择的实施方案和在上述说明书中定义的和通过所附权利要求定义的变化；本发明不限于在此通过举例提出的特定实施方案。

Claims (19)

1.用于制备以下通式化合物的方法：
Figure C028038460002C1
其中R是碳原子数为1到6的烷基基团，
该方法包括：
(a)将以下通式化合物重氮化：
其中R的定义如上；和
Pg”是易于通过水解或者氢解除去的二价保护基；或者两个易于通过水解或者氢解除去的单价保护基Pg；或者易于通过水解或者氢解除去的大的单价保护基Pg以及氢原子；
和其后
(b)将得到的以下通式化合物水解：
Figure C028038460002C3
2.权利要求1的方法，其中R是碳原子数为1到4的直链烷基基团。
3.权利要求1的方法，其中R是甲基。
4.权利要求3的方法，其中Pg”是单价保护基以及氢原子。
5.权利要求4的方法，其中所述单价保护基是1，1-二甲基乙基基团。
6.权利要求5的方法，其中步骤(a)在具有亚硝酸源的含水有机酸溶液中进行。
7.权利要求6的方法，其中所述有机酸是乙酸和所述亚硝酸源是无机的。
8.权利要求7的方法，其中所述亚硝酸源是亚硝酸钠。
9.权利要求8的方法，其中所述反应在LiCl存在下进行。
10.权利要求5的方法，其中步骤(b)通过用无机酸水解进行。
11.权利要求10的方法，其中所述无机酸是浓硫酸。
12.权利要求1的方法，其中所述保护基Pg”是1，1-二甲基乙基基团以及氢原子，所述重氮化在具有亚硝酸钠的乙酸溶液中和在LiCl存在下进行；
和步骤(b)通过用浓硫酸水解进行。
13.权利要求1的方法，其中通式II的化合物通过通式Pg”N.CO.CH(NH2).CN(V)的化合物，其中Pg”是在权利要求1中定义的保护基，与甲基[[[(甲基-氨基)羰基]氨基]亚甲基]脲或者与N-甲脲和原甲酸酯在惰性有机溶剂中反应制备。
14.权利要求13的方法，其中通式V的化合物通过用弱酸水解通式Pg”N.CO.CH(N:Ar).CN(VI)制备，其中Pg”如在权利要求13中的定义和Ar是芳基亚甲基基团。
15.权利要求14的方法，其中Pg”是1，1-二甲基乙基基团以及氢原子，和Ar是二苯基亚甲基基团。
16.权利要求14的方法，其中通式VI的化合物，其中Pg”是1，1-二甲基乙基基团以及氢原子和Ar是二苯基亚甲基基团，通过[(二苯基亚甲基)氨基]乙腈与1，1-二甲基乙基异氰酸酯缩合制备。
17.以下通式的化合物：
其中Pg”是易于通过水解除去的如权利要求1中定义的保护基，和R是碳原子数为1到6的烷基基团；
或其盐。
18.权利要求17的化合物，其中Pg”是1，1-二甲基乙基基团以及氢原子，和R是碳原子数为1到4的烷基基团。
19.权利要求17的化合物，其具有以下通式：
Figure C028038460004C2
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