CN1305994A - (3r,5r)-3,5-二羟基-7-n-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯、合成及用途 - Google Patents

(3r,5r)-3,5-二羟基-7-n-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯、合成及用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新的化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯,该化合物是以(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸为原料,经异噁唑环的氢化开环、羰基的手性还原得到,可用于合成(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯,进而制备降血脂药物Atorvastatin。本发明方法条件温和、简便,适于工业化生产。

Description

(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯、合成及用途
本发明涉及(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯、其合成方法及用途。
本发明的化合物可用于制备(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯,而后者是制备重要降血脂药物Atorvastatin的关键前体。Atorvastatin是一种非常有效的羟甲戊二酰基辅酶A(HMG-CoA)还原酶抑制剂,它可以竞争性抑制体内胆固醇的生物合成,从而可以降低体内血脂浓度并全面调节血脂水平,是新近上市并正日益成为国际医药市场上主流的降脂药物。文献Tetrahedron Lett.,1992,33(17),2283~2284和专利US 5003080、US 5155251等公开了Atorvastatin的合成方法,即以(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯作为合成前体,其与1,4-二羰基化合物α-异丁酰基-β-对氟苯酰基-β-苯丙酰苯胺进行成环反应,然后脱羟基保护、水解酯基得到Atorvastatin。
文献Tetrahedron Lett.,1992,33(17),2279~2282和专利US 5599954公开了(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯的数种合成方法。这些方法全部或部分涉及到了如下两种反应:其一,NaCN对卤代物的氰基取代反应;其二,以二异丙基胺基锂(LDA)做碱的增长碳链反应。显然,第一种反应的操作危险性极大;而第二种反应需要严格的无水无氧条件,而且需要-40~70℃的极低的温度,不利于工业生产,尤其在我国,生产设备相对落后,工业上很难满足如此苛刻的条件。因此,对于这一化合物的合成,寻找更为安全和更为方便的途径有着重要的意义。
本发明的目的之一是提供(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯。
本发明的目的之二是提供(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的合成方法。
本发明的目的之三是提供(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的用途即可用于合成(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯,进而用于制备降血脂药物Atorvastatin。
本发明的化合物是(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯,其分子式是
Figure A0012784000051
本发明的方法是以(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸为原料,经异噁唑环的氢化开环、羰基的手性还原,得到所需目标产物。其化学反应式如下:
Figure A0012784000052
其中,1:酯化反应,2:异噁唑环的氢化开环,3:羰基的手性还原反应。
本发明提供的合成方法可具体描述如下:1.酯化反应:在溶剂中,分子式为
Figure A0012784000053
的(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸、酯化试剂和催化剂的摩尔比依次为1∶0.8-5∶0-1,反应温度为-78~80℃,反应2~24小时。所述的酯化试剂是异丁烯或异丁醇,所述的催化剂是无机酸、有机磺酸或其盐、离子交换树脂、活性氧化铝或固体酸等,如硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、苯乙烯型酸性离子交换树脂等,推荐使用硫酸、磷酸、对甲苯磺酸。若提高反应温度,也可不加催化剂,而增加催化剂的用量并不影响反应进行,但会增加后处理的难度。反应后经或不经后处理提纯。
2.异噁唑环的氢化开环:在溶剂中,分子式为
Figure A0012784000054
的(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸叔丁酯、氢气、硼酸和催化剂的摩尔比依次为1∶1-40∶0.5-8∶0.001-1,所述的催化剂是Raney镍、Rh、Al、Hg、Mo(CO)6或TiCl3等,反应温度为0~100℃,推荐为20-70℃,反应0.5~48小时,推荐为8-20h,反应后经或不经后处理提纯。该反应加入催化剂将有利于反应,通常(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸叔丁酯和催化剂的摩尔比为0.001-0.10,但加入更多的催化剂,并不影响反应的进行。
3.羰基的手性还原反应:在溶剂中,分子式为
Figure A0012784000061
的(5R)-5-羟基-3-酰基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯、手性控制剂和还原剂的摩尔比依次为1∶0.8-5∶1-5,推荐为1∶0.8-2.5∶1-2.5,反应温度为-100℃至80℃,推荐为-100℃至室温,反应1~24小时,反应后经不经后处理提纯。得到的产物是分子式为的(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯。所述的手性控制剂是有机硼化物,如R1R2R3B,其中R1、R2、R3=C1-5烷基或C1-5的烷氧基,R1、R2、R3是相同或不同的基团,例如Et2OMeB、Me3B、Bu3B等,所述的还原试剂是NaBH4、KBH4等。
上述步骤1、2或3中所述溶剂是水、甲醇、乙醇、异丙醇、CH2Cl2、CHCl3、四氢呋喃(THF)、N,N二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、甲苯、苯、乙醚、石油醚、环己烷、正己烷、正庚烷、二氧六环等中的任一种或其混合溶剂。
本发明的化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯经双羟基保护、脱氨基可得(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯,后者是制备重要降血脂药物Atorvastatin的前体。设计的合成途径如下:
Figure A0012784000063
本发明的化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的制备开辟了合成降血脂药物Atorvastatin的前体的崭新途径,较之以前的合成途径具有条件温和,操作安全、简便的优点,适宜于工业化生产。
以下实施例有助于理解本发明,但不限制本发明的内容:
                               实施例1
(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸叔丁酯的制备
将16.6mmol(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸,和50ml三氯甲烷(或者苯、DMF或乙醚)加入到一100ml三口瓶中,滴加两滴浓硫酸或0.05~0.2mmol对甲苯磺酸,通入异丁烯(或30mmol异丁醇)至饱和。-40℃~室温搅拌过夜,或在80℃反应2小时,TLC显示反应完全。反应液用稀NaHCO3溶液洗涤,再用水洗涤,干燥,脱溶剂,得到白色固体5.2g,m.p125~126℃。收率89%。
C19H22N2O5,计算值:C 63.68,H 6.19,N 7.82;实测值:C 63.44,H 6.31,N 7.52。
1H NMR(CDCl3,300MHz),8(ppm):1.50(s,9H),2.56~2.94(m,5H),3.45(q,1H),3.89(t,2H),4.99(m,1H),7.89(m,2H),7.99(m,2H)。
MS(EI),m/e(%):358(M+,11)。
                        实施例2
(5R)-5-羟基-3-酰基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的制备
将14mmol(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸叔丁酯溶于50ml甲醇(或水、DMF、二氧六环),加入2ml硼酸。加入0.5g Raney镍(或者0.001-1mmolRh、Al、Hg、Mo(CO)6或TiCl3),连上氢气袋,加热至40~50℃搅拌过夜,或50~100℃反应1~5小时,经TLC检测反应完全。冷却,过滤,滤液中加入10ml浓盐酸,室温搅拌2小时。加入50ml饱和NaHCO3水溶液,脱甲醇,加入50ml乙酸乙酯,分层。水层用50ml乙酸乙酯萃取一次,合并油层,干燥,得到浅黄色固体4.5g,m.p138~140℃。收率90%。
C19H23NO6,计算值:C 63.15,H 6.41,N 3.88;实测值:C 63.53,H 6.36,N 3.90。
1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):1.49(s,9H),2.52~2.90(m,6H),4.01(m,1H),4.14(t,2H),5.75(br,1H),7.88(m,2H),8.02(m,2H)。
MS(EI),m/e(%):343(M+-18,12)。
                         实施例3
(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的制备
在100ml干燥的三口瓶中充入氮气,加入12.5mmol(5R)-5-羟基-3-酰基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯和30ml干燥的THF或环己烷。室温下加入12~15mmol三乙基硼(或10~40mmolBu3B、Et2OMeB)的1M己烷溶液。然后搅拌0.5小时。用干冰-丙酮冷却至-65℃,加入26.7mmol硼氢化钠(或40mmolKBH4),略有放热。滴加15ml甲醇,放热。滴加过程中内温不超过-60℃。约1小时滴完。然后在-65~60℃之间搅拌6小时。其间不断有气体逸出。滴加20ml醋酸-甲醇(1∶1)溶液。放热,溶液变为无色。搅拌5分钟后,将其倾入100ml饱和氯化铵水溶液中,搅拌5分钟。冷却至-20℃,滴加15ml 30%双氧水和15ml水的混合溶液。产生气泡,放热。然后在0~10℃之间搅拌20分钟。静置,分出水相,用乙酸乙酯萃取(30ml×2)。合并油相,依次用饱和NaHCO3溶液和食盐水洗涤。干燥,脱溶剂,得到浅黄色油固体4.0g,m.p128~130℃。收率88%。
C19H25NO6,计算值:C 62.80,H 6.93,N 3.85;实测值:C 62.66,H 6.85,N 3.93。
1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):1.49(s,9H),1.55(m,1H),1.75(m,1H),2.33(m,1H),2.53(m,1H),2.60(dd,1H),2.80(dd,1H),3.50(m,3H),3.59(t,2H),3.94(m,1H),7.90(m,2H),8.01(m,2H)。
MS(EI),m/e(%):344(M+-18-1,8)。
                              实施例4
(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯的制备
11mmol(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯、20ml丙酮、10-40mmol 2,2-二甲氧基丙烷和0.01-0.5g TsOH或TsOHH2O反应10~50小时。加入20ml饱和NaHCO3溶液并萃取,然后用水洗涤(20ml×2)。脱溶剂,残液柱层析纯化,得到浅黄色固体(4R-cis)-6-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯3.1g,m.p161~163℃。收率71%。
C22H29NO6,计算值:C 65.49,H 7.24,N 3.47;实测值:C 65.36,H 7.39,N 3.58。
1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):1.31(m,1H),1.36(s,3H),1.40(s,3H),1.49(s,9H),1.56(m,1H),2.29(m,1H),2.49(m,1H),2.56(dd,1H),2.76(dd,1H),3.55(m,3H),3.82(m,1H),7.90(m,2H),8.01(m,2H)。
MS(EI),m/e(%):404(M++1,10)。
然后将7.4mmol(4R-cis)-6-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯、30ml乙醇和8-15mmol 80%的水合肼,0~60℃下搅拌48小时,析出白色固体。经过滤,脱溶剂等后处理,得到浅黄色油状物(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯1.7g。收率85%。
C14H27NO4,计算值:C 61.51,H 9.96,N 5.12;实测值:C 61.37,H 10.01,N 5.52。
[α]D 20=+15.0°(c=1,CHCl3)
1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):1.18~1.20(m,1H),1.31(br,2H),1.36(s,3H),1.44(s,9H),1.45(s,3H),1.52~1.68(m,3H),2.15(dd,1H),2.29(dd,1H),2.66(t,2H),3.82(m,1H),4.12(m,1H)。
MS(EI),m/e(%):274(M++1,9)。

Claims (6)

1.一种化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯,其分子式是
Figure A0012784000021
2.如权利要求1所述的化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的合成方法,其特征是包括如下步骤:
1)酯化反应:在溶剂中和-78~80℃时,分子式为
Figure A0012784000022
的(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸、酯化试剂和催化剂的摩尔比依次为1∶0.8-5∶0-0.8,反应2~24小时。所述的酯化试剂是异丁烯或异丁醇,所述的催化剂是无机酸、有机磺酸或其盐、离子交换树脂、活性氧化铝或固体酸;
2)异噁唑环的氢化开环:在溶剂中和0~100℃时,分子式为
Figure A0012784000023
的(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸叔丁酯、氢气、硼酸和催化剂的摩尔比依次为1∶1-40∶0.5-8∶0.001-1,反应0.5~48小时,所述的催化剂是Raney镍、Rh、Al、Hg、Mo(CO)6或TiCl3
3)羰基的手性还原反应:在溶剂中和-100℃至80℃时,分子式为的(5R)-5-羟基-3-酰基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯、手性控制剂和还原剂的摩尔比依次为1∶0.8-5∶1-5,反应1~24小时,得到的产物是分子式为
Figure A0012784000025
的(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯,所述的手性控制剂是包括Et2OMeB、Me3B或Bu3B在内的有机硼化物,所述的还原剂是NaBH4或KBH4
3.如权利要求2所述的化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的合成方法,其特征是所述的溶剂是水、甲醇、乙醇、异丙醇、CH2Cl2、CHCl3、四氢呋喃(THF)、N,N二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、甲苯、苯、乙醚、石油醚、环己烷、正己烷、正庚烷、二氧六环中的任一种或其混合溶剂。
4.一种如权利要求2所述的化合物(R)-2-[3-(2-N-邻苯二甲酰亚胺基乙基)-4,5-二氢-5-异噁唑基]-乙酸的合成方法,其特征是步骤1)、2)或3)的产物经浓缩、脱溶剂、中和、结晶、过滤、稀释、萃取、洗涤、重结晶或干燥中的一步或几步处理。
5.如权利要求1所述的化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的用途,其特征是用于制备(4R-cis)-6-(2-氨乙基)-2,2-二甲基-1,3-二氧六环-4-乙酸叔丁酯。
6.如权利要求1所述的化合物(3R,5R)-3,5-二羟基-7-N-邻苯二甲酰亚胺基-庚酸叔丁酯的用途,其特征是用于制备降血脂药物Atorvastatin。
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