CN1550490A - 制备氨基醇和(1s,4r)-或(1r,4s)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯或其盐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制备外消旋或旋光的化学式I的氨基醇的新方法，该方法包括用碱金属氢氧化物水解外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学通式III的环戊烯衍生物。本发明还涉及制备化学式V或VI的(1S，4R)－或(1R，4S)－1－氨基－4－(羟甲基)－2－环戊烯或其盐的方法，该方法包括化学水解化学通式VII或VIII的(1S，4R)－或(1R，4S)－1－氨基－4－(羟甲基)－2－环戊烯衍生物。

Description

制备氨基醇和(1S，4R)-或(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯或其盐的方法
本申请是申请日为1998年11月27日、发明名称为“制备氨基醇衍生物及其进一步转化为(1R，4S)-4-((2-氨基-6-氯-5-甲酰氨基-4-嘧啶基)氨基)-2-环戊烯基-1-甲醇的方法”的发明专利申请CN98123022.9的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种新的方法，用于制备以下化学式的(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯或其盐、或其D-或L-氢酒石酸盐(hydrogentartrate)，以及它们进一步转化得到(1S，4R)-或(1R，4S)-4-(2-氨基-6-氯-9-H-嘌呤-9-基)-2-环戊烯。
Figure A20041004355500041
式IV的(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯是用于制备碳环核苷(如Carbovir的一种主要的中间体(Campbell等的J.Org.Chem.1995，60，4602-4616)。
背景技术
(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯的制备方法例如在Campbell等(ibid)和Park K.H.&Rapoport H.(J.Org.Chem.1994，59，394-399)中有描述。在该方法中，初始原料可以是D-葡糖酸-δ-内酯或D-丝氨酸，形成(1R，4S)-N-叔丁氧羰基-4-羟甲基-2-环戊烯需要15个合成步骤，再除去保护基团得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯。
这些方法都是费钱、复杂且不具有工业实用性。WO 93/17020描述了一种制备(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯的方法，其中用氢化铝锂还原(1R，4S)-4-氨基-2-环戊烯-1-羧酸而得到所需产物。
这一方法的缺点第一是环戊烯的双键也被还原了，氢化铝锂的控制性能差，第二是该方法成本太高。
Taylor S.J.等(Tetrahetron：Asymmetry Vol.4，No.6，1993，1117-1128)中说明了一种用(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮作为初始原料制备(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯的方法。在该方法中，用青枯假单胞菌或荧光假单胞菌的微生物种将初始原料转化为(1R，4S)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮，后者然后与二碳酸二叔丁酯反应，得到(1R，4S)-N-叔丁氧羰基-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮，用硼氢化钠和三氟乙酸还原后者得到所需的产物。该方法成本太高。
此外，Martinez等(J.Org.Chem.1996，61，7963-7966)记述了由二烷基丙二酸二乙酯通过十步法合成(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯。该方法也有复杂且不具备工业实用性的缺点。
已知，具有吸电子取代基的N-取代的(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮可以用金属氢化物还原为相应的N-取代的氨基醇。(Katagiri等的Tetrahedron Letters，1989，30，1645-1648；Taylor等ibid)。
于此形成对比，已知未取代的以下化学式的(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮
Figure A20041004355500051
用氢化铝锂还原，得到(±)-2-氮杂双环[2.2.2]辛烯(Malpass & Tweedle，J.Chem.Soc.Perkin Trans 1 1977，874-884)，而将(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮直接还原得到相应的氨基醇迄今为止是不可能的(Katagiri等，ibid；Taylor等，ibid)。
已知，用(-)-二苯甲酰酒石酸拆分外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯(US-A 5 034 394)。一方面，该反应的缺点是(-)-二苯甲酰酒石酸昂贵，另一方面，这一分离必须在乙腈和乙醇的精确限定的混合物的存在下进行。该混合溶剂不能除去，而必须喂进焚烧炉。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单、经济和成本有效的方法，用于制备(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯。
令人惊奇的是现已发现，当用金属氢化物还原外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学式II的(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮时，可以简单的方法得到外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学式I的氨基醇，较好的是得到外消旋的顺式-氨基醇。
Figure A20041004355500052
正如本领域技术人员所知道的那样，可以用酸将化学式I的氨基醇转化为相应的盐(例如氢卤化物)。合适的氢卤化物盐是氢溴化物和氢氯化物。
初始原料(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮可以根据EP-A 0 508 352进行制备。
可以适用的金属氢化物是碱金属或碱土金属氢化物，以及硼或铝基团的二元或复合的金属氢化物，如碱金属和碱土金属的硼氢化物、碱金属和碱土金属的铝氢化物。合适的碱金属或碱土金属氢化物是LiH、NaH、KH、BeH2、MgH2或CaH2。
可以使用的二元碱金属或碱土金属硼氢化物是NaBH4、LiBH4、KBH4、NaAlH4、LiAlH4、KAlH4、Mg(BH4)2、Ca(BH4)2、Mg(AlH4)2和Ca(AlH4)2。硼或铝基团的复合金属氢化物具有通式M1M2HnLm，其中n是1至4的整数，m是4至(4-相应的数n)的整数，M1是碱金属原子，M2是硼或铝，L是C1-4烷基、C1-4链烯基、C1-4烷氧基、CN或胺，或者具有通式M2HoLp的复合金属氢化物，其中M2如上定义，O是0至3的整数，p是3至(3-相应的数p)的整数。可能的M1M2HnLm化合物是LiBH(C2H5)3、LiBHx(OCH3)4-1、LiAlH(OC(CH3)3)3、NaAlH2(OC2H4OCH3)2、NaAlH2(C2H5)2或NaBH3CN。较好的是，用金属硼氢化物进行还原。正如本领域专家所知道的那样，金属氢化物(如LiBH4)也可以“现场”制备。LiBH4的通常制备方法例如：使碱金属硼氢化物与卤化锂反应(H.C.Brown等，Inorg.Chem.20，1981，4456-4457)，在氢和氢化催化剂的存在下使LiH和B2O3进行反应(EP-A 0 512 895)，使LiH和(H5C2)OBF3反应(DE-A 94 77 02)，以及使LiH和B(OCH3)3反应(US-A 2,534,533)。
金属氢化物的合适用量为每摩尔(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮1至5的摩尔比。
金属氢化物(特别是NaBH4)较好的是与锂盐添加剂一起使用。可用的锂盐是LiCl、LiF、LiBr、LiI、Li2SO4、LiHSO4、Li2CO3、Li(OCH3)和LiCO3。
还原反应较适宜的是在惰性气体气氛下进行，例如在氩气或氮气气氛下进行。
还原反应可以在-20至200℃温度下进行，较好的在60至150℃的温度下进行。
合适的溶剂是非质子性有机溶剂或质子性有机溶剂。合适的非质子性有机溶剂可以是醚类或乙二醇醚类，例如二乙醚、二丁醚、乙基·甲基醚、二异丙醚、叔丁基·甲基醚、茴香醚、二氧杂环己烷、四氢呋喃、一甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚和甲醛缩二甲醇。合适的质子性有机溶剂是C1-6醇，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、戊醇、叔戊醇或己醇，以及它们与水的混合物。合适的质子性有机溶剂还有一种所述醚、乙二醇醚与水或者与一种所述醇的混合物，例如C1-6醇与一种醚或乙二醇醚的混合物，尤其是甲醇、乙醇或水与二乙醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷、甘醇二甲醚或二甘醇二甲醚的混合物。所用溶剂较好的是质子性有机溶剂，如C1-6醇或水和一种醚或乙二醇醚的混合物。
在较佳的实施方案中，还原反应在添加剂的存在下进行，例如在水或单价或多价醇的存在下进行。单价C1-6醇可以是甲醇、乙醇、甲氧基乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇、叔丁醇、正丁醇。多价C1-6醇可以是二元醇(如丁二醇)和三元醇(如丙三醇)。特别的，低级烷基醇是甲醇或乙醇。此处低级烷基醇的合适用量为每摩尔(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮2至15的摩尔比。
如果反应在所述醇的存在下进行，则可以现场形成相应的氨基酸酯(中间体)。也就是说，如果所用的初始原料是(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮的话，根据本发明可以形成相应的(±)-氨基酸酯。如果所用的初始原料是(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮的话，根据本发明可以相应地形成中间体(-)-氨基酸酯。
令人惊异的是还已发现，当用碱金属氢氧化物水解外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学通式III的环戊烯衍生物时，可以简单的方法得到外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学式I的氨基醇，在化学通式III中，R是C1-4烷基、C1-4烷氧基、芳基或芳氧基。
C1-4烷基可以是取代的或未取代的。在下文中，取代的C1-4烷基是指被一种或多种卤素原子所取代的C1-4烷基。卤素原子可以是F、Cl、Br或I。C1-4烷基的例子为甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基、异丙基、氯甲基、溴甲基、二氯甲基或二溴甲基。C1-4烷基较好的是甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基或氯甲基。
所用的C1-4烷氧基可以是例如甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。所用的芳基可以是例如取代或未取代的苯基或苄基。下文中取代的苯基或苄基是指被一种或多种卤素原子所取代的苯基或苄基，如氯苄基、二氯苄基、溴苯基或二溴苯基。所用的芳氧基可以是例如取代或未取代的苄氧基或苯氧基。
所用的碱金属氢氧化物可以是氢氧化钠或氢氧化钾。
这一方法的变体是化学通式III的环戊烯衍生物的制备宜如下：用在无水溶剂中的已经提及的一种金属氢化物还原外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学通式IV的相应的酰基-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮，化学通式IV中的R如上定义。
无水溶剂可以是质子性有机溶剂或非质子性有机溶剂，特别是无水的质子性有机溶剂(如叔醇)。叔醇可以是叔丁醇或叔戊醇。
如上所述，这一还原反应较好的也是在添加剂的存在下进行，例如在C1-6醇(如甲醇)的存在下进行，特别是在每摩尔酰基-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮(化学式IV)2摩尔甲醇的存在下进行。
该反应适宜在0至50℃的温度下进行，较好的是15至30℃的温度。
然后，根据本发明将化学式I的外消旋的氨基醇(较好的是顺式-外消旋的氨基醇)通过化学方法(用旋光酒石酸)或生物技术(在酰化剂的存在下使用水解酶)转化得到以下化学式的(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯或其盐
Figure A20041004355500082
和/或转化得到以下化学通式的(1S，4R)-或(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯衍生物或其盐
Figure A20041004355500083
其中，X和Y相同或不同，是酰基或H，X＝Y＝H除外。
所用的水解酶可以是脂肪酶类、蛋白酶类、酰胺酶类或酯酶类，适宜使用的是脂肪酶类。
在下文中，盐被认为是指氢卤化物盐(如氢氯化物、氢溴化物)或酒石酸盐。
正如本领域技术人员所知道的那样，形成旋光化合物的水解催化的酰化反应宜在合适的酰化剂的存在下进行(Balkenhohl等，1997，J.Prakt.Chem.339，381-384；K.Faber，“有机化学中的生物转化反应”(Biotransformation in Organic Chemistry)，第二版，Berlin 1995，270-305)。合适的酰化剂通常是羧酸衍生物，如羧酰胺、羧酸酐或羧酸酯。羧酸酯可以是例如烷氧基羧酸酯，如甲氧基乙酸乙酯和甲氧基乙酸异丙酯；C1-6羧酸酯，如乙酸丁酯、丁酸乙酯和己酸乙酯；甘油酯，如三丁精(三丁酸甘油酯)；乙二醇酯，如乙二醇二丁酸酯和二甘醇酸二乙酯；二羧酸酯，如富马酸二乙酯和丙二酸二乙酯；氰基羧酸酯，如氰基乙酸乙酯；或者环状酯，如6-己内酯。
因此，化学式VII和VIII中的酰基对应于所用的羧酸衍生物中的酸组分。
所用的脂肪酶是标准的商业脂肪酶，例如：米曲霉的Novo脂肪酶SP523(Novozym 398)、米曲霉的Novo脂肪酶SP524(脂肪酶＝Novo的Palatase 20000L)、Candida antarctica的Novo脂肪酶SP525(脂肪酶B Novozym 435，固定化的)、Candida antarctica的Novo脂肪酶SP526(脂肪酶A＝Novozym 735，固定化的)、Fluka(1 & 2)的脂肪酶试剂盒、Amano P脂肪酶、假单胞菌属的脂肪酶、Candida Cylindracea的脂肪酶、溶脂念珠菌的脂肪酶、Mucor miehei的脂肪酶、黑曲霉的脂肪酶、热链形芽孢杆菌(Bacillus thermocatenulatus)的脂肪酶、Candida antarctica的脂肪酶、脂肪酶AH(Amano；固定化的)，脂肪酶P(Nagase)、皱褶念珠菌的脂肪酶AY、脂肪酶G(Amano 50)、脂肪酶F(Amano F-AP15)、脂肪酶PS(Amano)、脂肪酶AH(Amano)、脂肪酶D(Amano)、荧光假单胞菌的脂肪酶AK、葱头假单胞菌的脂肪酶PS、雪白根霉的newlase I、脂肪酶PS-CI(葱头假单胞菌的固定化脂肪酶)。正如本领域技术人员所知道的，这些脂肪酶可以无细胞的酶提取物使用或以相应的微生物细胞使用。
蛋白酶类也可以购得，例如丝氨酸蛋白酶(如枯草溶菌素)。枯草溶菌素可以是杆菌属的savinase、alcalase、藓样芽胞杆菌的枯草溶菌素，以及曲霉属、根霉菌属、链霉菌属或杆菌属的蛋白酶。
用生物技术拆分外消旋体适宜在10至80℃的温度、pH值为4至9下进行。
用生物技术拆分外消旋体适宜在质子性有机溶剂或非质子性有机溶剂中进行。合适的非质子性有机溶剂是醚类，如叔丁基·甲基醚、二异丙醚、二丁醚、二氧杂环己烷和四氢呋喃；脂族烃类，如己烷；有机碱，如吡啶；以及羧酸酯，如乙酸乙酯。合适的质子性有机溶剂是上述C1-6醇，例如戊醇。
根据本发明在生物技术拆分外消旋体的过程中形成的化学通式VII或VIII的(1S，4R)-或(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯衍生物，根据所需的目标化合物(化学式V或VI的氨基醇)，通过化学方法水解得到化学式V或VI的氨基醇。化学水解适宜在碱性水溶液中进行，或者使用碱性离子交换剂来进行。作为用于水解上述化学通式III的环戊烯衍生物的碱性水溶液，较好的是碱金属氢氧化物。碱性离子交换剂可以是例如Dowex 1×8(OH-)和Duolite A147。
化学拆分外消旋体用旋光酒石酸来进行，例如使用D-(-)-酒石酸或L-(+)-酒石酸。
用D-(-)-酒石酸拆分外消旋体适宜如下进行：在C1-6醇的存在下先使外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与D-(-)-酒石酸反应。
合适的C1-6醇如上所述。较好的是使用甲醇。导致形成盐的反应通常在20℃至溶剂的回流温度间进行，较好的是在回流温度下进行。
如果需要，在反应过程中形成的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯D-酒石酸盐可以通过从C1-6醇(如甲醇)中再结晶来纯化。
用L-(+)-酒石酸拆分外消旋体适宜按与使用D-(-)-酒石酸拆分相同的方法进行。也就是说，用L-(+)-酒石酸拆分外消旋体同样在低级脂族醇的存在下、在20℃至溶剂的回流温度间(较好的是回流温度下)进行。冷却后，(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯L-氢酒石酸盐结晶析出。
(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯L-氢酒石酸盐具体是以溶解的形式存在于母液中。
用碱和随后的酸处理来进行分离、进一步纯化(析出)、并转化成(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯的相应盐。合适的碱是碱金属醇盐、碱金属或碱土金属的碳酸盐、或者碱金属或碱土金属的氢氧化物。碱金属醇盐可以是醇钠或醇钾。碱金属碳酸盐可以是碳酸钾或碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠，碱土金属碳酸盐可以是碳酸镁或碳酸钙。碱金属氢氧化物可以是氢氧化钠或氢氧化钾，碱土金属氢氧化物可以是氢氧化钙。转化成相应盐通常用无机酸进行，如硫酸、盐酸或磷酸，较好的是盐酸。
(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯D-氢酒石酸盐和(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯L-氢酒石酸盐是文献中未知的化合物，同样由本发明提供。
较好的是用D-(+)-酒石酸来化学拆分外消旋体，因为该方法的性能较高、技术便利且拆分外消旋体的效率更高。
对于外消旋氨基醇，当然也可以使旋光的(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与D-(-)-或L-(+)-酒石酸反应得到相应的酒石酸盐。
本发明另外一个组成部分是对(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯进行酰化反应，使其进一步转化得到以下化学通式的(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯衍生物：
Figure A20041004355500111
此处的取代基R如化学通式III的环戊烯衍生物中所定义。
酰化反应可以用化学通式XVI的羰基卤化物来进行
其中X是卤素原子，R如上定义，或者使用化学通式XVII的羧酸酐来进行，
Figure A20041004355500113
其中R如上定义。
卤素原子X可以是F、Cl、Br或I。较好的是Cl或F。
羰基卤化物的例子是乙酰氯、氯乙酰氯、丁酰氯、异丁酰氯、苯乙酰氯、氯甲酸苄酯、丙酰氯、苯甲酰氯、氯甲酸烷酯或叔丁氧碳酰氟化物。
羧酸酐的例子是叔丁氧碳酰酸酐、丁酸酐、乙酸酐或丙酸酐。酰化反应较好的是用羧酸酐进行，特别好的是用叔丁氧碳酰酸酐进行。
酰化反应可以在无溶剂的情况下进行，或者使用非质子性有机溶剂进行。酰化反应较合适的是在非质子性有机溶剂中进行。合适的非质子性有机溶剂例如吡啶、乙腈、二甲基甲酰胺、二异丙醚、四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮、三乙胺、氯仿、乙酸乙酯、乙酸酐，或者它们的混合物。
酰化反应适宜在-20至100℃的温度下进行，较好的是在0至80℃的温度下进行。
根据本发明将(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯D-或L-氢酒石酸盐进一步转化为如下化学式的(1S，4R)-或(1R，4S)-4-(2-氨基-6-氯-9-H-嘌呤-9-基)-2-环戊烯基-1-甲醇或其盐
如下进行：使(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯D-或L-氢酒石酸盐与化学式XIII的N-(2-氨基-4，6-二氯嘧啶-5-基)甲酰胺反应，
Figure A20041004355500122
得到化学式XIV和XV的(1S，4R)-或(1R，4S)-4-[(2-氨基-6-氯-5-甲酰氨基-4-嘧啶基)氨基]-2-环戊烯基-1-甲醇，
然后用已知方法使后者环化，得到化学式XI和XII的化合物。
N-(2-氨基-4，6-二氯嘧啶-5-基)甲酰胺可以根据WO 95/21 161进行制备。
该反应适宜在碱的存在下进行。合适的碱与上述用于从相应的酒石酸盐中析出(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯所用的碱相同。
反应适宜在质子性溶剂中进行。该质子性溶剂可以是C1-6醇，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇或异丁醇。
然后，根据WO 95/21 161中的已知方法对化学式XIV或XV的(1S，4R)-或(1R，4S)-4-[(2-氨基-6-氯-5-甲酰氨基-4-嘧啶基)氨基]-2-环戊烯基-1-甲醇进行环化，得到化学式XI或XII的最终产物。
环化反应通常是溶解在原甲酸三烷酯中、在含水浓酸的存在下进行的。所用的原甲酸三烷酯例如原甲酸三甲酯或原甲酸三乙酯。
含水酸例如氢氟酸、硫酸或甲磺酸。
本发明另外一个组成部分是化学式XII的(1S，4R)-4-(2-氨基-6-氯-9-H-嘌呤-9-基)-2-环戊烯基-1-甲醇或其盐的完整的制备方法：原料为化学式II或IV的(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮或(-)-酰基-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮，
其中R如上定义，用金属氢化物还原得到化学式I的氨基醇，
或者得到化学通式III的环戊烯衍生物，
Figure A20041004355500133
其中R如上定义，然后将其转化成相应的氢卤化物盐，再与化学式XIII的N-(2-氨基-4，6-二氯嘧啶-5-基)-甲酰胺反应，
得到化学式XV的(1S，4R)-4-[(2-氨基-6-氯-5-甲酰氨基-4-嘧啶基)氨基]-2-环戊烯基-1-甲醇
然后用已知的方法使后者环化，得到化学式XII的化合物：
Figure A20041004355500141
本发明变体的优点是其中形成的氢卤化物盐可以用作制备化学式XII产物的原料混合物。
具体实施方式
实施例1
还原酰基-或未取代的-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮
1.1在无水质子性有机溶剂中用硼氢化钠制备顺式(±)-乙酰基-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
向20℃的磺化反应器中加入280克2-甲基-2-丁醇(戊醇)和15.2克硼氢化钠(0.4摩尔)。在20℃下将907克(±)-乙酰基-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮(0.6摩尔)和37.5克甲醇(基于(±)-乙酰基-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮的2当量)的混合物计量流入该悬浮液中，持续2小时。然后在20℃继续搅拌该反应混合物3小时。然后尽可能地蒸馏溶剂(于40℃)。加入280克甲醇和27.2克甲酸，将该混合物加热至25-30℃，在该温度(130至80毫巴)下蒸馏除去硼酸甲酯/甲醇共沸混合物，由此除去硼。过滤除去沉淀的甲酸钠，滤液通过蒸发减少，得到93.4克清澈粘性油形式的粗产物；粗产物产率约为84-85％。
1.2.制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在惰性气氛(氩气)中、在低于回流温度的110℃下，加热(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮(10.00克，91.6毫摩尔)和硼氢化锂(4.00克，183.7毫摩尔)在干燥二氧杂环己烷(100毫升)中的悬浮体4小时。此后，约20-25％的初始原料反应得到产物。(在后处理(work-up)反应混合物之后用内标二苯甲酮进行气相色谱(GC)分析；后处理：用0.1毫升1M HCl对0.05毫升反应混合物进行淬火(quench)，立即用0.2毫升1M NaOH赋予反应混合物以碱性)。
用H-核磁共振(H-NMR)、GC和气相色谱-质谱(GC-MS)对产物进行结构探测。
1.3.制备顺式(+)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在惰性气氛下向25毫升的圆底烧瓶中加入1.0克(9.2毫摩尔)(+)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮和0.4克(18.4毫摩尔)的硼氢化锂在10毫升二氧杂环己烷中的混合物，于110℃回流该混合物3小时。通过加入约5毫升半浓HCl(pH值调节至3)来破坏过量的还原剂。然后立即通过加入约1毫升饱和NaHCO3溶液来缓冲该混合物至pH值为8。GC分析表明形成了产物。然后，将整个反应混合物蒸发至干燥，用柱色谱法纯化(梯度：己烷/乙酸乙酯/MeOH＝1∶1∶1→MeOH)。如此得到顺式(+)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮和相应的(+)-氨基醇。
1.4.制备顺式(-)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在惰性气氛下向25毫升的圆底烧瓶中加入1.0克(9.2毫摩尔)(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮和0.4克(18.4毫摩尔)的硼氢化锂在10毫升二氧杂环己烷中的混合物，于110℃回流该混合物3小时。通过加入约5毫升半浓HCl(pH值调节至3)来破坏过量的还原剂。然后立即通过加入约1毫升饱和NaHCO3溶液来缓冲该混合物至pH值为8。GC分析表明形成了产物，产率为18％，(GC标准是二苯甲酮)。然后，将整个反应混合物蒸发至干燥，用柱色谱法纯化(梯度：己烷/乙酸乙酯/MeOH＝1∶1∶1→MeOH)。如此再分离出0.43克(43％)顺式(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮，并得到0.04克(4％)相应的(-)-氨基醇。
用HPLC只能监测出氨基醇的(-)-对映体。因此产物的ee大于98％。
1.5.在醇中制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在惰性气氛下，向配备有磁力搅拌器的100毫升的圆底烧瓶中加入3.0克(27.5毫摩尔)的(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮和1.2克(28.3毫摩尔)硼氢化锂在35克2-丁醇中的混合物，于60℃搅拌该混合物3小时。对样品的GC分析(GC标准是二苯甲酮)表明，此后形成了产物，产率为12％。(后处理：用0.2毫升1MHCl赋予0.1克样品酸性，然后迅速用0.1毫升饱和NaHCO3赋予其碱性)。
1.6.在醇/醚混合物中制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在惰性气氛下，向10毫升圆底烧瓶中加入0.5克(4.6毫摩尔)的(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮和0.59克(18.4毫摩尔)甲醇在7.5毫升二氧杂环己烷(绝对的)中的混合物。加入0.21克(9.2毫摩尔)硼氢化锂，于60℃加热混合物4小时。然后用冰/水浴将该混合物冷却至5℃，向反应混合物中小心地加入10毫升半浓HCl(剧烈反应，气体放出)，结果产生淡黄色的透明溶液。用定量离子色谱法直接分析该溶液，它含有0.60毫摩尔(13.1％)的顺式(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮(以相应的氨基酸HCl盐，即(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮的酸性水解产物的形式检出)，以及3.06毫摩尔的产物氨基醇，对应于66.8％的产率。
1.7.在添加剂(如水或各种醇)的存在下制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
向10毫升圆底烧瓶中加入0.50克(4.66毫摩尔)的(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮和0.30克(13.7毫摩尔)硼氢化锂在7.5毫升绝对二氧杂环己烷(abs.dioxane)中的混合物，并于60℃加热混合物。
在此温度下，用注射器滴加X毫摩尔的添加剂Y(醇或水)，持续30分钟。然后在60℃下搅拌混合物2小时，冷却至约20℃，倒入约10毫升的半浓HCl中。然后用定量离子色谱法直接测定含量(参照表1)。
                                              表1
  实施例 添加剂Y    X   X (±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮 氨基醇
  毫摩尔   当量                        产率％
  1.7.1     -   -   -                     15   52
  1.7.2     水   17.1   1.25                     23.3   67.5
  1.7.3     水   34.3   2.5                     32.3   58.3
  1.7.4     甲醇   34.3   2.5                     4.5   83.1
  1.7.5     乙醇   34.3   2.5                     6.5   74.7
  1.7.6     异丙醇   34.3   2.5                     28.1   52.3
1.8.用各种含量的甲醇制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在与实施例1.7中所述的相同的条件下进行反应，不同的是代替添加剂Y，以各种甲醇浓度进行反应。结果见表2。
                                              表2
   实施例   甲醇   甲醇 (±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮   氨基醇
  毫摩尔   当量     产率％
  1.8.1   9.2     1     27.5     44.8
  1.8.2   18.3     2     13.1     66.8
  1.8.3   27.5     3     24.7     54.8
  1.8.4   36.6     4     5.7     56.8
  1.8.5   45.8     5     12.0     58.3
  1.8.6   55.0     6     7.2     33.0
1.9用各种溶剂制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在与实施例1.7所述相同的条件下进行反应，不同的是：通过加入1.1克甲醇来代替添加剂Y，用各种溶剂(7.5毫升)代替二氧杂环乙烷作为溶剂。测定含量。结果见表3。
                                                   表3
   实施例      溶剂X (±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮   氨基醇
    产率％
  1.9.1   二氧杂环己烷     13.6   79.8
  1.9.2   二乙醚     10.8   68.6
  1.9.3   四氢呋喃     22.4   67.6
  1.9.4   二异丙醚     12.6   51.3
  1.9.5   叔丁基·甲基醚     10.0   71.3
  1.9.6   一甘醇二甲醚     15.5   75.3
  1.9.7   甲醛缩二甲醇     12.0   74.2
1.10加入各种浓度的LiBH4来制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在与实施例1.7所述相同的条件下进行反应，不同的是：用2.5摩尔的甲醇来代替添加剂Y，用各种LiBH4浓度进行反应，测定含量。结果见表4。
                                                  表4
   实施例   LiBH4   LiBH4   (±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮   氨基醇
  毫摩尔    当量                           产率％
   1.10.1    4.6     1                       11.9     47.9
   1.10.2    6.9     1.5                       9.6     45.6
   1.10.3    9.2     2                       12.7     71.3
   1.10.4    11.5     2.5                       13.3     74.5
   1.10.5    13.8     3                       12.8     77.1
   1.10.6    16.1     3.5                       12.7     62.4
1.11在各种醇的存在下、以及在各种溶剂中的水的存在下制备顺式-(+)-或(-)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
向配备有磁力搅拌器的10毫升的圆底烧瓶中加入0.50克(4.6毫摩尔)的(+)-或(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮和0.30克(13.7毫摩尔)硼氢化锂在6毫升各种溶剂中的混合物，于60℃加热该混合物。在此温度下，用注射器滴加34.3毫摩尔的添加剂Y，持续30分钟。然后在60℃下搅拌混合物2小时，冷却至约20℃，倒入约10毫升的半浓HCl中。
用定量离子色谱法直接测定含量(参照表5)。用HPLC测定产物的ee值。结果见表5。
表5
实施例 (-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮  (+).2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮     溶剂 添加剂Y     氨基醇
    ee    值   产率(Ic)   ee值(HPLC)
    1.11.1     98.0 二氧杂环己烷    水   64.3   ＞99.0
    1.11.2     98.0 甘醇二甲醚    水   68.0   ＞99.0
    1.11.3     75.9 二氧杂环己烷    水   65.1   76.0
    1.11.4     75.9 甘醇二甲醚    水   63.5   75.6
    1.11.5     50.2 二氧杂环己烷    水   74.8   51.4
    1.11.6     51.6 甘醇二甲醚    水   64.1   53.0
    1.11.7     25.3 二氧杂环己烷    水   61.1   30.4
    1.11.8     25.6 甘醇二甲醚    水   61.0   29.6
    1.11.9     98.0 二氧杂环己烷   甲醇   83.1   98.2
    1.11.10     98.0 甘醇二甲醚   甲醇   81.5   99.2
    1.11.11     75.9 二氧杂环己烷   甲醇   81.4   78.0
    1.11.12     76.2 甘醇二甲醚   甲醇   79.9   78.6
    1.11.13     50.4 二氧杂环己烷   甲醇   81.3   54.4
    1.11.14     51.5 甘醇二甲醚   甲醇   82.0   55.2
    1.11.15     24.8 二氧杂环己烷   甲醇   65.2   27.4
    1.11.16     27.8 甘醇二甲醚   甲醇   81.7   32.2
    1.11.17     98.0 二氧杂环己烷   乙醇   80.8   80.8
    1.11.18     98.0 甘醇二甲醚   乙醇   85.1   85.1
    1.11.19     75.5 二氧杂环己烷   乙醇   85.3   78.2
    1.11.20     75.6 甘醇二甲醚   乙醇   83.6   78.4
    1.11.21     50.7 二氧杂环己烷   乙醇   76.3   54.4
    1.11.22     51.1 甘醇二甲醚   乙醇   71.3   55.2
    1.11.23     25.4 二氧杂环己烷   乙醇   73.0   28.6
    l.11.24     25.5 甘醇二甲醚   乙醇   75.0   28.6
    1.11.25     98.0 二氧杂环己烷   水   62.0   ＞99.0
  1.11.26     98.0  甘醇二甲醚    水   59.5   ＞99.0
  1.11.27     51.3  二氧杂环己烷    水   79.0   52.2
  1.11.28     49.0  甘醇二甲醚    水   61.3   52.0
  1.11.29     98.0  二氧杂环己烷    甲醇   77.2   ＞99.0
  1.11.30     98.0  甘醇二甲醚    甲醇   80.0   ＞99.0
  1.11.31     49.0  二氧杂环己烷    甲醇   80.8   46.8
  1.11.32     49.5  甘醇二甲醚    甲醇   80.9   48.8
1.12在各种醇中用硼氢化钠制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
根据实施例1.7的方法，在各种添加剂(醇或水)中进行反应。然而，与实施例1.7不同的是用硼氢化钠(0.51克，13.7毫摩尔)作为还原剂。结果见表6。
                                          表6
  实施例 添加剂Y    X    X      (±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮    氨基醇
 毫摩尔   当量                    产率％y
  1.12.1   水   17.1   1.25                    75.4     20.1
  1.12.2   水   34.3   2.5                    71.9     26.7
  1.12.3   甲醇   34.3   2.5                    39.2     22.2
  1.12.4   乙醇   34.3   2.5                    67.8     8.6
  1.12.5   -   -   -                    62.2     3.5
1.13用NaBH3CN制备顺式(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
在100毫升的磺化反应器中、于110℃使60毫升二氧杂环己烷、8.6克(137毫摩尔)氰基硼氢钠和11.9(137毫摩尔)溴化锂回流过夜15小时。然后将该混合物冷却至60℃，滴加含15毫升甲醇的5.0克(45.8毫摩尔)的(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮的溶液，持续30分钟。于60℃搅拌白色悬浮液3小时，冷却至约5℃，倒入约100毫升的半浓HCl中。然后用定量离子色谱法直接测定含量。氨基醇的产率约为4％。
实施例2
乙酰基-(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯的碱水解
将88.9克外消旋的乙酰基-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯(含量为77.2％)悬浮(部分溶解)在70克水中。向其中加入84克30％NaOH(1.1当量)，溶液回流3小时。根据薄层色谱法(TLC)，水解是完全的。通过电渗析除去所得的乙酸盐。所得的水溶液通过蒸发减少，通过与丁醇的共沸蒸馏进行干燥。将残留物溶解在甲醇中用来拆分外消旋体。水解得到(±)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯的产率为90％。
实施例3
制备(1R，4S)-或(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
3.1 用水解酶拆分外消旋体
3.1.1 用脂肪酶制备(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
3.1.1.1 在室温下将25mM外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1000单位的Novozym 435悬浮在5毫升二氧杂环己烷中。25mM的甲氧基乙酸乙酯作为乙酰化剂加入。用TLC明确地检测N-甲氧乙酰基氨基醇的形成。转化率为50％(根据TLC的估算)。该反应产生(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯。
3.1.1.2 将50mM外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1000单位(U)的Novozym 435悬浮在5毫升四氢呋喃中。加入50mM的NaOH和50mM甲氧基乙酸乙酯，于30℃保温(incubate)该混合物。用TLC检测N-甲氧乙酰基氨基醇。估算的转化率为50％。该反应产生(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯。
3.1.1.3 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.06毫升三丁精(三丁酸甘油酯)和20U的Novozym 435(Candidaantarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。3天后，根据HPLC，以43％的产率得到对映体纯的(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯。
3.1.1.4 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.02毫升6-己内酯和20U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以49％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为87％(HPLC)。
3.1.1.5 将100毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升己烷、0.3毫升三丁精和20U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。1周后，以28％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为77％(HPLC)。
3.1.1.6 将100毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升叔丁醇、0.3毫升三丁精和20U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)于30℃下搅拌。1周后，以15％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为78％(HPLC)。
3.1.1.7 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.2毫摩尔的己酸甲酯和20U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以52％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为68％(HPLC)。
3.1.1.8 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.2毫摩尔的乙二醇二丁酸酯和40U的Novozym 435(Candidaantarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以31％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为89％(HPLC)。
3.1.1.9 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.2毫摩尔的富马酸二乙酯和40U的Novozym 435(Candidaantarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以36％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为86％(HPLC)。
3.1.1.10 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.2毫摩尔的丙二酸二乙酯和40U的Novozym 435(Candidaantarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以21％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为86％(HPLC)。
3.1.1.11 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升二异丙醚、0.2毫摩尔三丁精和40U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以15％的产率得到对映体纯的(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯(HPLC)。
3.1.1.12 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升二异丙醚、0.2毫摩尔的富马酸二乙酯和40U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以24％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为88％(HPLC)。
3.1.1.13 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升二异丙醚、0.2毫摩尔的丙二酸二乙酯和40U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以14％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为82％(HPLC)。
3.1.1.14 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升二异丙醚、0.2毫摩尔的二甘醇酸二乙酯和40U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以7％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为88％(HPLC)。
3.1.1.15 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升二丁醚、0.2毫摩尔的三丁精和40U的Novozym 435(Candida antarctica的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以13％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为95％(HPLC)。
3.1.1.16 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升吡啶、0.02毫升的2-甲氧基乙酸乙酯和20毫克的脂肪酶AK(荧光假单胞菌的脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以18％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为84％(HPLC)。
3.1.1.17 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.2毫摩尔的氰基乙酸乙酯和10毫克的脂肪酶PS(葱头假单胞菌的脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以40％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为67％(HPLC)。
3.1.1.18 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.2毫摩尔的富马酸二乙酯和10毫克的脂肪酶PS(葱头假单胞菌的脂肪酶)在室温下搅拌。4天后，以18％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为86％(HPLC)。
3.1.2 用蛋白酶制备(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
3.1.2.1 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升2-甲基-2-丁醇、0.2毫摩尔的马来酸二乙酯和40毫克Alcalase(藓样芽胞杆菌的蛋白酶)在室温下搅拌。4天后，以39％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为28％(HPLC)。
3.1.2.2 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升2-甲基-2-丁醇、0.2毫摩尔的富马酸二乙酯和40毫克Savinase(杆菌属的蛋白酶)在室温下搅拌。4天后，以42％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为32％(HPLC)。
3.1.2.3 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升2-甲基-2-丁醇、0.06毫升三丁精和20毫克Savinase(杆菌属的蛋白酶)在室温下搅拌。4天后，以39％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为22％(HPLC)。
3.1.2.4 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升2-甲基-2-丁醇、0.06毫升三丁精和20毫克枯草溶菌素(藓样芽胞杆菌的蛋白酶)在室温下搅拌。4天后，以36％的产率得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为23％(HPLC)。
3.1.3 用蛋白酶制备(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
3.1.3.1 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升己烷、0.06毫升的三丁精和120U的Savinase(杆菌属的蛋白酶)在室温下搅拌。3-6天后，以46％的产率得到(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为44％(HPLC)。
3.1.3.2 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升己烷、0.06毫升的三丁精和20毫克Alcalase(藓样芽胞杆菌的蛋白酶)在室温下搅拌。3-6天后，以35％的产率得到(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为44％(HPLC)。
3.1.4 用脂肪酶制备(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
3.1.4.1 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升2-甲基-2-丁醇、0.03毫升的丁酸乙酯和20毫克Newlase F(雪白根霉的脂肪酶)在室温下搅拌。1周后，以37％的产率得到(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为39％(HPLC)。
3.1.4.2 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升吡啶、0.06毫升的三丁精和20毫克脂肪酶A(荧光假单胞菌的脂肪酶)在室温下搅拌。1周后，以10％的产率得到(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为30％(HPLC)。
3.1.4.3 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升2-甲基-2-丁醇、0.06毫升的三丁精和20毫克脂肪酶AY(皱褶念珠菌的脂肪酶)在室温下搅拌。1周后，以13％的产率得到(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为32％(HPLC)。
3.1.4.4 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.06毫升的三丁精和20毫克脂肪酶PS-CI(葱头假单胞菌的固定化脂肪酶)在室温下搅拌。1周后，以16％的产率得到(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为29％(HPLC)。
3.1.4.5 将11毫克外消旋的顺式-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯与1毫升甲基·叔丁基醚、0.06毫升的三丁精和20毫克脂肪酶PS(葱头假单胞菌的脂肪酶)在室温下搅拌。1周后，以22％的产率得到(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯，ee值为24％(HPLC)。
3.2 用D-(-)酒石酸拆分外消旋体
3.2.1 在回流温度下使8克(70.6毫摩尔)外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯和10.6克(70.6毫摩尔)D-(-)-酒石酸在186克甲醇中的混合物溶解。然后将该混合物冷却至20℃，持续2小时。在43℃时加入纯(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯D-氢酒石酸盐的晶种。把结晶的产物过滤出来并干燥。产率：8.49克(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯D-氢酒石酸盐(以外消旋的初始原料计，为45.6％)，ee值为91.1％。纯化如下进行：将8.49克(32.25毫摩尔)的氢酒石酸盐悬浮在30毫升甲醇中，加入2当量30％甲醇钠。将酒石酸钠过滤出来并蒸馏除去甲醇。
将残渣溶解在35毫升戊醇中。然后，在55℃时加入1.5克HCl，缓慢冷却溶液。于40℃时向溶液中引入晶种(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢氯化物。然后通过计量加入45毫升丙酮，将悬浮液缓慢冷却至0℃并过滤，干燥残渣。得到3.91克、ee值＞98％的(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢氯化物，对应于以所用外消旋的(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯计的37％的产率。
3.2.2 在回流温度下使64克(0.5摩尔)外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯和75.2克D-(-)-酒石酸在1330克甲醇中的混合物溶解。然后将该混合物冷却至20℃，持续2小时。在43℃时加入纯1R，4S-对映体的晶种。把结晶的产物过滤出来并干燥。产率：63.2克(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢酒石酸盐(以外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯计，为48.0％)，ee值为91.1％。母液中的ee值为76.0％。
3.2.3 1R，4S-(4-氨基-2-环戊烯-1-基)甲醇D-氢酒石酸盐的再结晶
将61.48克1R，4S-(4-氨基-2-环戊烯-1-基)甲醇D-氢酒石酸盐(0.235摩尔，ee值为91.1％)于回流下溶解在752克甲醇中。将溶液在90分钟内冷却至20℃，然后把产物过滤出来，并用64克冷甲醇进行洗涤。干燥，得到54.56克1R，4S-(4-氨基-2-环戊烯-1-基)甲醇D-氢酒石酸盐，ee值为99.4％(产率为88.2％，以外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯计，为42.3％)。这已经用于氯嘌呤的合成中了。
3.2.4 按照实施例3.2.2的方法，但使用223克甲醇并于50℃时加入晶种，分离外消旋体。产率是7.98克，(以所用外消旋的1R，4S-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯计，为42.9％)。
3.3 用L-(+)-酒石酸拆分外消旋体
3.3.1 在回流温度下使8克(70.6毫摩尔)外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯和10.6克(70.6毫摩尔)L-(+)-酒石酸在186克甲醇中的混合物溶解。然后将该混合物冷却至20℃，持续2小时。在43℃时加入纯(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯L-氢酒石酸盐的晶种。过滤并干燥结晶的(1S，4R)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯L-氢酒石酸盐(ee值：91.1％)。向母液中加入14克30％甲醇钠的甲醇溶液，然后蒸去甲醇。将残渣溶解在35毫升异丁醇中，过滤除去不溶的的酒石酸钠。于55℃向滤液中引入2克HCl气体。然后加入38毫升丙酮，将混合物冷却至10℃，持续1小时。1小时后，抽吸过滤出(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢氯化物，用8毫升丙酮洗涤。减压干燥，得到(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢氯化物，产率为34克，ee值＞98％，以外消旋的1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯计为31.6％。
实施例4
制备(1R，4S)-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢氯化物
4.1 还原(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮
使2升的压热器(不锈钢型号V4A)充满惰性气氛N2，向其中加入61.4克硼氢化钠97.5％(1.623摩尔)，70.2克氯化锂98.5％(1.656摩尔)，13.2克硅藻土(Celite)和1410克四氢呋喃。关闭压热器并加热使内部温度至130℃，在该温度下搅拌内容物4.5个小时(最大压力：8.0巴)。
将压热器冷却至约60℃，然后过滤出不溶于四氢呋喃的钠盐(NaCl、NaBH4)。将它们用353克四氢呋喃进行洗涤，将合并的滤液于大气压力下在1升玻璃搅拌容器中蒸馏减少至一半(馏出物1：约710克四氢呋喃)。进一步蒸馏，间歇地分批加入总量为936克的二氧杂环己烷，如此完成溶剂交换(馏出物2：约1289克的四氢呋喃/二氧杂环己烷)。
将该LiBH4悬浮液冷却至约60℃，加入56.7克(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮(97.5％)。
从约60℃开始通过计量加入132.5克甲醇，该过程恰好持续1小时，加入速率是使得能够保持温度处于58-62℃的范围内。然后使混合物在60℃再反应1个小时。然后再加入397.0克甲醇(样品包含分析产率70.5％)，将搅拌容器中的内容物冷却至0℃。在该温度下向反应混合物中引入90.0克HCl(稍有放热)，在约0℃继续搅拌另外1个小时。在大气压力下(最高可达蒸馏柱头温度为75℃)蒸馏除去低沸点馏分(甲醇、硼酸酯)和约70％的二氧杂环己烷(馏出物3：约1093克)。
减压蒸馏(约30毫巴)，间歇地分批加入总量为282克的1-戊醇，如此完成溶剂交换(馏出物4：240克二氧杂环己烷/戊醇)。
再加入302克1-戊醇，然后于50℃搅拌混合物1小时，过滤出湿重量约39克的沉淀盐，用200克1-戊醇洗涤。在减压下(约20毫巴)再蒸馏减少合并的滤液(馏出物5：235克1-戊醇)。然后，在约50℃下计量加入236克丙酮，用少量(1R，4S)-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯的晶体向反应混合物种入晶种。将该混合物冷却至5℃，持续1小时，于5℃再搅拌混合物6小时以完成结晶。
过滤出晶体，用63克丙酮洗涤，在真空干燥箱(10毫巴)中最高在50℃的温度下进行干燥。如此得到83.5克粗产物*(含量：56.5％)。
这对应于以所用的(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮计的61.4％的产率。
4.2 还原(±)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮
使2升的压热器(不锈钢型号V4A)充满惰性气氛N2，向其中加入41.56克硼氢化钠97.5％(1.071摩尔)，51.48克氯化锂98.5％(1.196摩尔)，9.30克硅藻土(Celite)和955.0克四氢呋喃。关闭压热器并加热使内部温度至130℃，在该温度下搅拌内容物6个小时(最大压力：6.3巴)。
将压热器冷却至约60℃，然后过滤出不溶于四氢呋喃的钠盐(NaCl、NaBH4)。将它们用239.0克四氢呋喃进行洗涤，将合并的滤液于大气压力下在1升玻璃搅拌容器中蒸馏减少至一半(馏出物1：约590克THF)。进一步蒸馏，间歇地分批加入总量为661.0克的二氧杂环己烷，如此完成溶剂交换(馏出物2：约685克的四氢呋喃/二氧杂环己烷)。
将此LiBH4悬浮液冷却至约60℃，加入36.0克2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮(97.5％)。
从约60℃开始通过计量加入77.6克甲醇，该过程恰好持续1小时，加入速率是使得能够保持温度处于58-62℃的范围内。然后使混合物在60℃再反应1个小时。然后再加入233.0克甲醇，将搅拌容器中的内容物冷却至0℃。在该温度下向反应混合物中引入52.9克HCl(稍有放热)，在约0℃继续搅拌另外1个小时。在大气压力下(最高可达蒸馏柱头温度为75℃)蒸馏除去低沸点馏分(甲醇、硼酸酯)和约70％的二氧杂环己烷(馏出物3：约700克)。减压蒸馏(约30毫摩尔)，间歇地分批加入总量为169.4克的1-戊醇，如此完成溶剂交换(馏出物4：约183克二氧杂环己烷/戊醇)。再加入127.1克1-戊醇，然后于50℃搅拌混合物1小时，过滤出湿重量约41克的沉淀盐，用63.5克1-戊醇洗涤。在减压下(约20毫巴)再蒸馏减少合并的滤液(馏出物5：235克1-戊醇)。然后，在约50℃下计量加入238.0克丙酮，用少量氨基醇氢氯化物盐的晶体向反应混合物种入晶种。将该混合物冷却至5℃，持续1小时，于5℃再搅拌混合物6小时以完成结晶。
过滤出晶体，用61.0克丙酮洗涤，在真空干燥箱(10毫巴)中最高在50℃的温度下进行干燥。如此得到50.0克粗产物(含量：约50％的氨基醇氢氯化物盐)。
这对应于以所用的2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮计的52.0％的产率。
实施例5
制备酰化氨基醇
5.1 制备(1R，4S)-N-BOC-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯(BOC＝叔丁氧羰基)
用30％强度的NaOH将75克(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯溶液的pH值调节至8，向该混合物中加入6克NaHCO3。将该混合物加热至52℃。边彻底搅拌该混合物，边向其中加入60毫升二异丙醚，然后持续2个小时，计量加入11.12克BOC酸酐在18.2毫升二异丙醚中的溶液。将该混合物在硅藻土上过滤，发生了相分离。用65毫升二异丙醚对水相进行萃取。经合并的有机相用45毫升水进行洗涤，然后蒸发至37.5克，并加热至50℃。向该溶液中滴加31毫升的正己烷。将混合物缓慢地冷却至0℃(2小时)，然后过滤得到标题化合物，用12毫升1/1的正己烷/二异丙醚洗涤并干燥，得到6.75克产物。产率为71％。
5.2 制备(1R，4S)-N-乙酰基-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
将25克(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢氯化物溶解在182毫升乙酸酐中，于0℃时向其中加入18.25克三乙胺在60毫升乙酸酐中的溶液。于80℃搅拌混合物3小时，然后冷却至室温。过滤出三乙胺氢氯化物并用120毫升正己烷洗涤。蒸发滤液。向残渣中加入300毫升甲苯，在5.2克活性炭和13克硅藻土的存在下于室温搅拌混合物20分钟。然后过滤该混合物，洗涤滤饼(3×40毫升甲苯)，完全蒸发溶剂。向残渣中加入180毫升甲醇和15.5克K2CO3，于室温搅拌混合物10小时。过滤悬浮体，蒸发滤液。将残渣悬浮在750毫升的乙酸异丙酯中，在0.5克活性炭的存在下煮沸回流1.5个小时。过滤活性炭(70-80℃)之后，将滤液冷却至0℃过夜。过滤标题化合物，用80毫升冷乙酸异丙酯洗涤，减压干燥，得到17.2克产物。产率为66％。
5.3 制备(1R，4S)-N-丁酰基-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯
将34.7克(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯氢氯化物和2克N，N-4-二甲氨基吡啶溶解在600毫升二氯甲烷中。将溶液冷却至0℃。然后滴加52克三乙胺(5分钟)。搅拌混合物另外30分钟。于0℃，将35.2克丁酰氯在60毫升二氯甲烷中的溶液计量地加入该混合物中，持续1小时。于0-20℃之间的温度下再搅拌混合物1.5个小时，然后向其中加入600毫升水。在相分离之后，用600毫升二氯甲烷萃取水相。合并的有机相用3×500毫升10％强度的NaOH洗涤，然后完全蒸发。把经干燥的固体溶解在120毫升甲醇中。向该溶液中加入5克K2CO3，于室温下搅拌该混合物另外2个小时。过滤出无机盐，用20毫升甲醇洗涤。滤液用2N HCl中和。过滤悬浮体，用20毫升甲醇洗涤滤饼。完全蒸发滤液。干燥固体残渣，并在150毫升甲苯中结晶，得到28.5克标题化合物。产率为67％。
实施例6
制备[4(R)-(2-氨基-6-氯嘌呤-9-基]-2-环戊烯-1(S)-基]甲醇
6.1 由1R，4S-(4-氨基-2-环戊烯-1-基)甲醇D-氢酒石酸盐制备[4(R)-(2-氨基-6-氯嘌呤-9-基]-2-环戊烯-1(S)-基]甲醇
首先向200毫升乙醇中引入47.4克1R，4S-(4-氨基-2-环戊烯-1-基)甲醇D-氢酒石酸盐(0.18摩尔，ee＞98％)。在室温下加入54.6克NaHCO3(0.65摩尔)和37.3克(0.18摩尔)的N-(2-氨基-4，6-二氯-4-嘧啶基)-甲酰胺，于回流下煮沸9小时，然后冷却至室温。过滤出盐，然后用50毫升乙醇洗涤。在旋转式蒸发器上将滤液浓缩至280克。在T＜25℃时向所得溶液中引入18.4克HCl气体，然后加入95.5克(0.9摩尔)原甲酸三甲酯，加热整个混合物至40℃(10分钟)。在该温度下用氯嘌呤氢氯化物向混合物中引入晶种。处于42℃下2小时后，结晶出产物。将悬浮液冷却至15℃。过滤产物，然后用3×50毫升乙醇洗涤，再于50℃下减压干燥。产率为41.9克(75.8％)。米色粉末，含量(HPLC)：95.0％。
6.2 由(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮制备[4(R)-(2-氨基-6-氯嘌呤-9-基]-2-环戊烯-1(S)-基]甲醇
使2升的压热器(不锈钢型号V4A)充满惰性气氛N2，向其中加入61.4克硼氢化钠97.5％(1.623摩尔)，70.2克氯化锂98.5％(1.656摩尔)，13.2克硅藻土(Celite)和1410克四氢呋喃。关闭压热器并加热使内部温度至130℃，在该温度下搅拌内容物4.5个小时(最大压力：8.0巴)。将压热器冷却至约60℃，然后过滤出不溶于四氢呋喃的钠盐(NaCl、NaBH4)。将它们用353克四氢呋喃进行洗涤，将合并的滤液于大气压力下在1升玻璃搅拌容器中蒸馏减少至一半(馏出物1：约710克四氢呋喃)。进一步蒸馏，间歇地分批加入总量为936克的二氧杂环己烷，如此完成溶剂交换(馏出物2：约1289克的四氢呋喃/二氧杂环己烷)。
将此LiBH4悬浮液冷却至约60℃，加入56.7克(-)-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮(97.5％/0.507摩尔)。
从约60℃开始通过计量加入132.5克甲醇，该过程恰好持续1小时，加入速率是使得能够保持温度处于58-62℃的范围内。然后使混合物在60℃再反应1个小时。然后再加入397.0克甲醇(样品包含分析产率70.5％)，将搅拌容器中的内容物冷却至0℃。在该温度下向反应混合物中引入90.0克HCl(稍有放热)，在约0℃继续搅拌另外1个小时。该溶液在旋转式蒸发器上在于50℃进行减压蒸发，加入200毫升甲醇，再一次除去甲醇(抽吸过滤硼酸甲酯)。这一过程用另外的200毫升甲醇重复。向所得的油(253.4克，包含3.16％的氨基醇，对应于0.360摩尔)中加入250毫升乙醇，将混合物倒入1升双层外壳的搅拌容器中。在室温下加入72.6克NaHCO3(0.86摩尔)和74.6克(0.360摩尔)的N-(2-氨基-4，6-二氯-4-嘧啶基)-甲酰胺，将混合物回流9小时，然后冷却至室温。过滤出盐，然后用100毫升乙醇洗涤。在旋转式蒸发器上将滤液浓缩至560克。在T＜25℃时向所得溶液中引入63.4克HCl气体，然后加入191.0克(1.80摩尔)原甲酸三甲酯，加热混合物至40℃(10分钟)。在该温度下用氯嘌呤氢氯化物向混合物中引入晶种。使其在42℃下结晶2小时。将悬浮液冷却至15℃。过滤产物，然后用3×50毫升乙醇洗涤，再于50℃下减压干燥。产率为66.0克(59.7％)。米色粉末，含量(HPLC)：89.3％。这对应于以所用Vince内酰胺计的42.4％的产率。

Claims (3)

1.一种制备化学式I的氨基醇的方法，
Figure A2004100435550002C1
所述氨基醇的形式是外消旋体或一种其旋光异构体，其特征在于该方法包括用碱金属氢氧化物水解外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学通式III的环戊烯衍生物
其中，R是C1-4烷基、C1-4烷氧基、芳基或芳氧基。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学通式III的环戊烯衍生物
Figure A2004100435550002C3
其中R如上定义，是通过用金属氢化物在无水溶剂中还原外消旋体或一种其旋光异构体形式的化学式IV的酰基-2-氮杂双环[2.2.1]-5-庚烯-3-酮来进行制备的，
Figure A2004100435550002C4
其中R如上定义。
3.制备化学式V或VI的(1S，4R)-或(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯或其盐的方法，
其特征在于该方法包括化学水解化学通式VII或VIII的(1S，4R)-或(1R，4S)-1-氨基-4-(羟甲基)-2-环戊烯衍生物
其中，X和Y相同或不同，是酰基或H，X＝Y＝H除外。
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