JP2021169535A - (シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物を調製する方法 - Google Patents

(シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物を調製する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】AKT阻害剤を調製する方法を提供すること。【解決手段】本開示は、(シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物を調製する方法に関し、より特定すれば、(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジンおよびそのN−保護誘導体を調製する方法に関し、これらは、イパタセルチブ(すなわち、(S)−2−(4−クロロフェニル)−1−(4−((5R,7R)−7−ヒドロキシ−5−メチル−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−イル)−3−(イソプロピルアミノ)−プロパン−1−オン)の合成に中間体として使用できる。本開示は、これらの方法に用いられる中間体である様々な化合物にさらに関する。【選択図】なし

Description

発明の優先権
本出願は、2014年9月26日に出願された米国仮出願第62/055,893号からの優先権を主張する。この仮出願の全内容はこれにより本明細書において参照として援用される。
本開示の分野
本開示は、(シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物を調製する方法に関し、より特定すれば(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジンおよびそのN−保護誘導体を調製する方法に関し、これらは、イパタセルチブ(すなわち、(S)−2−(4−クロロフェニル)−1−(4−((5R,7R)−7−ヒドロキシ−5−メチル−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−イル)−3−(イソプロピルアミノ)−プロパン−1−オン)の合成に中間体として使用できる。本開示は、これらの方法に用いられる中間体である様々な化合物にさらに関する。
本開示の背景
AKT(タンパク質キナーゼBとしても公知)は、ある特定のヒト腫瘍で過剰発現するセリン/トレオニンタンパク質キナーゼである。イパタセルチブは、現在、固形腫瘍、胃がんおよび前立腺がんを処置するための臨床試験で評価されているAKT阻害剤である。イパタセルチブは、例えば、米国特許第8,063,050号(例えば、実施例14を参照されたい)、ならびに国際特許出願公開第2008/006040号で開示されている。
(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジンまたはそのN−保護誘導体は、イパタセルチブの合成に中間体として使用できる。この中間体を調製する方法は、例えば、国際特許出願公開第2013/173736号および国際特許出願公開第2013/173768号で報告されている。国際特許出願公開第2013/173768号のスキーム1を以下に示す:
Figure 2021169535

本開示は、(シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物、より特定すれば、(R)−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン、ならびにそのN−保護誘導体を大規模に製造する、改善した方法を提供する。現在公知の方法と比較して、本開示の方法は、例えば、処理条件、試薬の選択、必要とされる単位操作の複雑さ、大規模拡張化などにおける改善を有利に提供する。
米国特許第8,063,050号明細書 国際公開第2008/006040号 国際公開第2013/173736号 国際公開第2013/173768号
本開示の要旨
本開示は、(シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物、より特定すれば、(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジンならびにそのN−保護誘導体、例えばtert−ブチル−(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレートを調製する改善した方法を提供する。本開示は、AKT阻害剤、特に、イパタセルチブを調製する方法、これらの(シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物およびそのN−保護誘導体を調製する、改善した方法の使用をさらに提供する。
一実施形態では、本開示は、式I:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を調製する方法であって、式III:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式Iの化合物またはその塩を形成するステップを含む(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)、方法を対象とする。
この、または別の実施形態では、本開示は、式IIIの化合物またはその塩は、式IV:
Figure 2021169535

(式中、Yはクロロおよびブロモから選択される)の化合物またはその塩を、構造:
Figure 2021169535

(式中、Lvは脱離基であり、Rはアミノ保護基である)を有するピペラジン化合物またはその塩と接触させるステップにより調製される方法を、さらに対象とする。
この、またはさらに別の実施形態では、本開示は、式IVの化合物またはその塩は、式V:
Figure 2021169535

(式中、各Xは、クロロおよびヒドロキシルから独立して選択される)の化合物またはその塩を臭素化するステップにより調製される方法を、さらになお対象とする。特定の一実施形態では、本開示は、式IVの化合物または塩は、上で詳述されているように、式Vの化合物または塩の臭素化の後で、およびピペラジン化合物との反応の前に単離されない方法を対象とする。
この、またはさらに別の実施形態では、本開示は、式IV(式中、YはBrである)の化合物または塩は、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を臭素化して、式IVの化合物または塩を形成するステップにより調製される方法を、さらになお対象とする。あるいは、式IV(式中、YはCl、より特定すればBrである)の化合物または塩は、式Vの化合物またはその塩を塩素化して、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに、式Vの化合物または塩を臭素化して、式IVの化合物またはその塩を形成するステップにより調製される。特定の一実施形態では、本開示は、式Vの化合物または塩は、式Vの化合物または塩の塩素化の後で、および臭素化の前に単離されない方法を対象とする。
この、またはさらに別の実施形態では、本開示は、式Vの化合物または塩は、式Vの化合物または塩の塩素化の後で、および臭素化の前に単離されず、式IVの化合物または塩を形成し、さらに、式IVの化合物または塩は、式Vの化合物または塩の臭素化の後で、およびピペラジン化合物との反応の前に単離されず、式IIIの化合物または塩を形成する方法をさらになお対象とする。
この、またはさらに別の実施形態では、式Vの化合物または塩は、VI
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を環化するステップにより調製される。
この、またはさらに別の実施形態では、式IVの化合物またはその塩は、(i)クロトノニトリルをマロネートと接触させて、式VI
Figure 2021169535

の化合物および式VIの化合物を含む異性体混合物、またはそれらの塩を形成するステップ、次いで(ii)式VIの化合物または塩を、異性体混合物中の式VIの化合物または塩から分離するステップにより調製される。特定の一実施形態では、式VIの化合物またはその塩は、異性体混合物から酵素的分割により分離される。この、または別の特定の実施形態では、異性体混合物は、式VIの化合物またはその塩の分離前に、クロトノニトリルをマロネートと接触させるステップから生じる反応生成混合物からは単離されない;すなわち、式VIの化合物またはその塩は、反応生成混合物から直接分離される。
さらに別の実施形態では、本開示は、式IX:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩を調製する方法であって、(i)式III
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩をメタル化剤と接触させて、式I:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;(ii)式Iの化合物またはその塩を還元して、式VII
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;(iii)式VIIの化合物、またはその塩を、任意選択で脱保護して、式VII
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに(iv)式VIIの化合物またはその塩を、式VIII:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩と接触させて、式IXの化合物またはその塩を形成するステップを含む、方法をさらになお対象とする。
さらに別の実施形態では、本開示は、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩をさらになお対象とする。
さらに別の実施形態では、本開示は、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩をさらになお対象とする。
さらに別の実施形態では、本開示は、式IV
Figure 2021169535

の化合物またはその塩をさらになお対象とする。
さらに別の実施形態では、本開示は、式IV
Figure 2021169535

の化合物またはそれらの塩をさらになお対象とする。
さらに別の実施形態では、本開示は、さらになお式III:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩を対象とする。
上の実施形態の1つまたは複数、ならびに、それらに関連したさらなる詳細に関する任意選択の改変は、本明細書において以下でさらに示される。
本開示の詳細な説明
本明細書において以下でさらに詳述されているように、本開示は、一般的に、(シクロペンチル[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物を調製する、改善した方法を対象とし、より特定すれば、(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン、ならびにそのN−保護誘導体、例えば、一般的に以下のスキーム2で例示されているtert−ブチル−(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレートを調製する、改善した方法を対象とする:
Figure 2021169535
スキーム2に関して、ジヒドロキシ−ニトリルピリミジンは、直接臭素化されていてもよく、あるいは最初に塩素化されて、生じた塩素化反応生成物が、続いて臭素化されてもよいことは注目されるべきである。
スキーム2に関して、ここで例示されている1つまたは複数の化合物は、特定の異性体もしくは立体化学的配置として調製することができ、および/または利用することができ、あるいは、ラセミ化合物または立体異性体の混合物として調製することができ、および/または利用することができることはさらに注目されるべきである。しかし、特定の一実施形態では、反応生成物の1つまたは複数のR−異性体は、当業界で一般的に公知の手段を使用して、および/またはさらに本明細書で詳述されているように調製または単離され、任意選択で、後続のいずれかの反応ステップにおいてさらに使用される。例えば、酵素的分割は、優先的には、共役付加反応生成物(式VIの化合物)のR−異性体を得るために使用され得、次いでR−異性体は、以下のスキーム3でさらに例示されているように、後続反応ステップにおいて使用され得る:
Figure 2021169535
本方法は有利なことに、本方法におけるヨード化ステップおよび/またはヨウ化物含有試薬の使用の必要性を省き、ひいてはそれらを利用する他の方法よりもコスト効率に優れ、環境に配慮している。本方法は、特に、環化または閉環反応ステップを伴って、式Iの化合物のシクロペンチル環を形成し、これは、例えばヨードエステル、ヨード酸またはヨードアミドで置換されている類似体化合物ではなく、ブロモ−ニトリルで置換されている式IIIの化合物を利用する。本明細書で以下に示されている比較の結果によりさらに例示されている(例えば、実施例6を参照されたい)ように、これまでの経験から、クロロ−ニトリルで置換されている類似体化合物が使用される場合、環化または閉環反応は、さほど有効ではないことが示唆される。
本方法は、例えば、式Vおよび式Vの化合物にニトリル部分が存在することで、(i)より反応性の、もしくはより強力な臭素化剤、および/または(ii)より厳格な、もしくは広い範囲のハロゲン化反応条件(例えば、より高い反応温度)を使用して、臭素化ステップを実行できる。一方、ブロモエステル置換類似体化合物を調製するために、そのような臭素化剤および/またはそのような厳格な反応条件を使用することにより、エステル切断、および同時にラクトン形成が引き起こされる。
本方法は、臭素化反応ステップに使用される臭素化剤を適正に選択することにより、蒸留で除去できる揮発性副生成物が形成されるので、さらになお有利である。この点において、一般的に、反応を実行する際には、これらの副生成物を混合物から除去することにより、反応の平衡をより正しく制御でき、その結果、反応は、両方の位置における臭素の交換に都合がよく;すなわち、例えば上のスキーム3では、式Vの化合物における両方の塩素原子、または式Vの化合物におけるヒドロキシル部分が臭素で置き換えられると考えられる。そのような方法により、望ましい反応生成物(すなわち、式IVの化合物)への優れた変換を可能にし、反応混合物に別に存在し得る不純物の量を減少させる。
本方法は、ニトリルで置換されている式Vの化合物の臭素化により、例えばヨード化剤の当量と比較してより少ない臭素化剤の当量を、上のスキーム1に例示したように、エステルで置換されている類似体化合物のヨード化反応に使用できる(例えば、化合物1.1から化合物1.2のヨード化)ので、さらになお有利である。
本方法は、例えば、上のスキーム1に例示したように、典型的には60℃で実行される、ヨードエステルで置換されている類似体化合物とピペラジン化合物の反応(例えば、化合物1.2から化合物1.3)と比較して、ブロモ−ニトリルで置換されている式IVおよび式IVの化合物とピペラジン化合物の反応をより低い温度、特にほぼ室温で実行できるので、さらになお有利である。反応温度がより低いと、有利にエネルギーを変換できる、かつ/または望ましくない副生成物が形成される見込みを低下できる。
本方法は、1つまたは複数の反応ステップを一貫プロセス方式で実行できるようにし、ひいては、1つまたは複数の後続の反応ステップを実行する前に、中間反応生成物を単離する必要性をなくすので、さらになお有利である。特に、(i)臭素化ステップの反応生成物(すなわち、式IVおよびIVの化合物)は、ピペラジン化合物との反応の前に単離する必要がなく、かつ/または(ii)塩素化ステップの反応生成物(すなわち、式Vの化合物)は、臭素化ステップの前に単離する必要がなく、かつ/または(iii)共役付加ステップの反応生成物(すなわち、式VIおよびVIの化合物)は、分離前にそれらを含む反応生成混合物から(例えば、酵素的分割により)単離する必要がない。
本方法の特定の一実施形態では、例えば、エステルで置換されている類似体化合物(例えば、スキーム1で例示されている)を調製するために、これらの一貫プロセス利点を利用しないようなプロセスと比較して、上記の一貫プロセス利点は、いずれも、全体の生成サイクルの継続時間を、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%またはそれ超短縮するために用いられる(例えば、スキーム3で例示されている)。さらに、この特定の実施形態では、式Vの化合物は、臭素化の前に単離されず、臭素化反応は、本明細書でさらに詳述されているように、より反応性の臭素化剤、およびより厳格な臭素化反応条件を使用して実行される。臭素化反応は、揮発性の反応副生成物の蒸留によりさらになお実行される。さらになお、式VIおよびVIの化合物を含む異性体混合物は、酵素的分割を施す前に、反応生成混合物から単離されない。さらになお、ブロモ−ニトリルで置換されている式IVおよびIVの化合物は、ほぼ室温でピペラジン化合物と反応させる。
本開示は、本方法により調製される1つまたは複数の中間反応生成物もしくは化合物、またはそれらの塩をさらになお対象とする。
A.(シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン化合物
1.環化ステップ
一実施形態では、本開示は、式I:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩を調製する方法を対象とする。この方法は、式III:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)式Iの化合物またはその塩を形成するステップを含む。より特定すれば、この方法は、式IIIの化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式II:
Figure 2021169535

(式中、Rは既に定義した通りであり、Mは、以下にさらに詳述されているように金属または遷移金属(例えばリチウムまたはマグネシウム)である)の化合物またはその塩を形成し、次いで式IIの化合物またはその塩を環化して、式Iの化合物またはその塩を形成するステップを含む。
ある特定の実施形態では、本明細書において以下の他箇所で定義されている通り、Rはアミノ保護基である。1つまたは複数の特定の実施形態では、Rは、フタルイミジル、ベンジル、トリフェニルメチル、ベンジリデニル、p−トルエンスルホニル(p-toluenesufonyl)およびp−メトキシベンジルから選択され得る。Rは、−C(O)−Rまたは−C(O)ORからも選択され得、式中、Rは、水素、置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換アルケニル、置換もしくは非置換アルキニル、置換もしくは非置換シクロアルキル、置換もしくは非置換フェニルまたは置換もしくは非置換ヘテロシクリルから独立して選択される。例示的な実施形態は、式中、Rは:(i)−C(O)ORであり、さらに、式中、Rは、t−ブチル、ベンジルもしくはフルオレニルメチル(すなわち、Rは、t−ブトキシカルボニル(BOC)、ベンジルオキシカルボニルもしくはフルオレニルメチルオキシカルボニル(FMOC)である);または、(ii)−C(O)Rであり、さらに、式中、Rはメチルもしくはトリフルオロメチル(すなわち、Rはアセチルもしくはトリフルオロアセチルである)であるものを含む。代替の例示的な実施形態では、Rは、−C(O)ORまたは−C(O)Rであり、式中、Rは、水素およびC〜C10アルキルから選択され、さらに、前記アルキルは、任意選択で、オキソ、ハロまたはフェニル部分で置換される。ある特定の好ましい実施形態では、Rは、アセチル、トリフルオロアセチル、フタルイミジル、ベンジル、トリフェニルメチル、ベンジリデニル、p−トルエンスルホニル、p−メトキシベンジル、tertブチルオキシカルボニル、9−フルオレニルメチルオキシカルボニルおよびカルボベンジルオキシから選択される。
金属および遷移金属を包含すると理解されるメタル化剤は、一般に、環化または閉環を促進して、シクロペンチル環を形成する任意のメタル化剤から選択され得る。典型的には、メタル化剤は、例えば、リチウムおよびマグネシウム、ならびに/またはハロゲンの1つまたは複数を含み得る有機金属化合物である。より特定すれば、メタル化剤は、有機リチウム化合物もしくは試薬(例えば、RLi)、有機マグネシウム化合物もしくは試薬(例えば、RMgZ)、または有機マグネシウム−リチウム化合物もしくは試薬(例えば、(RMgLi)であってよく:(i)存在する各Rは、任意選択で置換されているC1〜10アルキル、任意選択で置換されているC3〜7シクロアルキル、任意選択で置換されているアリール、任意選択で置換されているヘテロアリールもしくは任意選択で置換されているヘテロシクリルから独立して選択されるか、または2つのR基は、それらが結合している原子と一緒になって、5〜7員環の、任意選択で置換されている環を形成し;(ii)Zは、ハロゲン、より特定すれば、Cl、BrまたはIである。いくつかの実施形態では、各Rは、任意選択で置換されているC1〜10アルキルおよび任意選択で置換されているC3〜7シクロアルキルから独立して選択されるが、より特定すれば、イソプロピル(iPr)またはブチル(n−ブチル、sec−ブチルまたはt−ブチル)から選択される。任意選択で、メタル化剤の反応性および/または安定性を調節するように作用する添加剤も使用してよい(例えば、アミン、より詳細にはジアミンの添加剤または調節剤)。
例示的な有機マグネシウム化合物または試薬は、C〜Cハロゲン化アルキルマグネシウムのようなグリニャール試薬を含み、より特定すれば、単体で使用しても、塩化リチウム錯体(例えば、iPrMgCl・LiCl)の一部として使用してもよいiPrMgClまたはsec−ブチルMgClを含む(例えば、Organomet. Chem.、2011年、
37巻、1〜26、7〜13頁;ならびにA. KrasovskiyおよびP. Knochel、Angew. Chem.、Int. Ed.、2004年、43巻、333頁を参照されたい。)。例示的な有機リ
チウム化合物または試薬は、C〜Cアルキルリチウムを含み、より特定すれば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウムおよびt−ブチルリチウムを含む。例示的な有機マグネシウム−リチウム化合物または試薬(すなわち、(RMgLi)は、式中、RはC〜Cアルキルであり、より特定すれば、例えばイソプロピルまたはブチル(例えば、n−ブチル、sec−ブチルまたはt−ブチル)であるものを含み、そのような化合物は、リチウムトリ−n−ブチルマグネシエート(lithium tri−n−butylmagnesiate)、リチウムトリイソプロピルマグネシエート(lithium triisopropylmagnesiate)およびリチウム(イソプロピル)(ジ−n−ブチル)マグネシエート(lithium(isopropyl)(di−n−butyl)magnesiate)を含む。
反応時間、温度、溶媒、試薬、試薬(複数可)の量、試薬添加の順序、pHなどのうちの1つまたは複数を含む特定の処理条件は、反応生成物の純度および/または収率を最適化するために選択され得、特に、式IIIの化合物は、約1から約1.5モル当量のメタル化剤、より特定すれば、約1から約1.4または約1.05から約1.2モル当量のメタル化剤と接触させられ得る。さらに、特定の一実施形態では、式IIIの化合物をメタル化剤と組み合わせる、または接触させるステップの作用は、一定時間にわたって、またはこの反応ステップ中の段階で発生し得、各添加の量および/またはタイミングは、収率および/もしくは純度を最適化するために、ならびに/または反応時間の終了間際で発生する最終添加を確実にするために決定される。例えば、メタル化剤は、式IIIの化合物を含有する反応混合物に、一定時間にわたり(例えば、約4時間)ほぼ等しい分量で添加されてよく、その最終分量は、望ましい反応時間の終了間際で添加される。
様々な実施形態では、式Iの化合物またはその塩を調製する方法は、エーテルもしくは炭化水素溶媒、またはこれらの溶媒の混合物(例えば、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン(MeTHF)、メチルtert−ブチルエーテル(MTBE)、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、クメン、ペンタンまたはヘプタン)中で実行され得る。例示的な反応条件は:(i)約20℃、約15℃、約10℃、約5℃、約0℃もしくはそれ未満(例えば、約−10℃、約−25℃、約−50℃もしくは約−75℃)の反応温度;および/または(ii)実質的に無水条件下での反応の実行(例えば、約100ppm、約50ppm、約25ppmもしくは約10ppmもしくはそれ未満の水);および/または(iii)不活性雰囲気下(例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴンもしくは窒素雰囲気下)での反応の実行を含む。特定の実施形態では、式IIIの化合物またはその塩から式Iの化合物またはその塩を調製する方法は、MeTHF中において、単体で、またはトルエンと組み合わせて、約−15℃から約15℃、約−10℃から約10℃、または約0℃から約5℃の温度にて、任意選択で、無水条件下で、および/または任意選択で不活性雰囲気(例えば、窒素)下にて実行される。
さらに、望ましい最終生成物(すなわち、式Iの化合物)を得るために、当業界で公知の手段、例えばエナミン反応中間体の加水分解を使用して、上記環化または閉環反応から生じた生成物の1つまたは複数のさらなる処理または後処理を実行して、最終ケトン生成物が得られ得ることは理解されるべきである。例えば、WO2013/173784を参照されたく、この内容は、関連し、一致しているいかなる目的について、参照により組み込まれる。
様々な実施形態では、式IIIの化合物の、式Iの化合物への変換または環化は、約90%、約95%、約99%もしくはそれ超であり、そして/または式Iの化合物の収率は、約75%、約80%、約85%、約90%もしくはそれ超である。
2.ピペラジン添加ステップ
一実施形態では、式IIIの化合物またはその塩は、式IV:
Figure 2021169535

(式中、Yはクロロおよびブロモから選択される)の化合物またはその塩を、構造:
Figure 2021169535

(式中、Lvは脱離基であり、Rはアミノ保護基であり、いずれも本明細書において以下の他箇所で定義されている)を有するピペラジン化合物またはその塩と接触させるステップにより調製される。例示的な実施形態では、Yはブロモである。この、または別の例示的な実施形態では、Rは、例えば、アルコキシカルボニル(例えばt−ブトキシカルボニル)またはアリールオキシカルボニル(例えばベンジルオキシカルボニル)であってよい。これらの、または他の例示的な実施形態では、Lvは、例えば水素またはハロゲンであってよい。しかしあるいは、RおよびLvの片方または両方は、本開示の意図した範囲から逸脱することなく、本明細書の以下の他箇所で示されている定義で列挙された他の選択肢の中から、あるいは当業者に公知のアミノ保護基および脱離基から、選択され得る。
反応時間、温度、溶媒、試薬、試薬(複数可)の量、試薬添加の順序、pHなどを含む特定の処理条件は、反応生成物の純度および/または収率を最適化するために選択され得るが、特に式IVの化合物は、約1から1.5モル当量のピペラジン化合物と接触させられ得、より典型的には、約1.05から約1.4、または約1.1から約1.2モル当量のピペラジン化合物と接触させられ、特定の一実施形態では、約1.15当量のピペラジン化合物が使用される。
この点において、考慮すべき事項(例えば、添加される塩基、または使用される溶媒の種類および/または量)の中でも、反応温度および/または添加されるピペラジン化合物の量は、ジピペラジンで置換されている反応副生成物が形成される(すなわち、両方の臭素原子がピペラジン化合物と取って代えられた、または交換された化合物が形成される)量を限定するために、典型的には制御または最適化されることは注目されるべきである。例えば、1つまたは複数の実施形態では、反応は、約60℃未満の温度で、約50℃未満の温度で、約40℃未満の温度で、または約30℃未満の温度でさえ実行され、特定の一実施形態における反応は、ほぼ室温(例えば、約20℃または約25℃)にて、例えばN,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)を塩基(例えば、その約1.5、約1.75、約2またはそれ超のモル当量)として、およびアセトニトリル(CHCN)を溶媒(単体で、または水と組み合わせて)として使用して実行される。
様々な実施形態では、式IIIの化合物の収率は約85%、約90%、約95%もしくはそれ超であり、そして/またはその純度は約90%、約95%、約98%もしくはそれ超である。
3.臭素化ステップ
一実施形態では、式IVの化合物またはその塩は、式V:
Figure 2021169535

(式中、各Xは、クロロおよびヒドロキシルから独立して選択される)の化合物またはその塩を臭素化するステップにより調製される。特定の実施形態では、置換基Xはいずれもヒドロキシルであるが、別の実施形態では、置換基Xはいずれもクロロである。
この点において、いくつかの例では、生じた反応混合物は、ジブロモで置換されている式IVの化合物、ならびに存在する場合は少ない反応生成物であるブロモ−クロロで置換されている類似体化合物の両方を含有し得ることは注目されるべきである。一般的に、ジブロモ化合物対ブロモ−クロロ化合物のモル比は、例えば、約95:1、約96:1、約97:1、約98:1またはそれ超である。より特定すれば、式Vのジクロロ化合物に臭素化を施す場合、生じた反応混合物は、式IVの化合物(式IVにおけるYはブロモである)、ならびに式IVの化合物(式IVにおけるYはクロロである)の両方を含有し得る:
Figure 2021169535

2つの化合物のモル比は、上記の通りである。
反応のための臭素化剤は、適切な反応条件下で式Vの化合物と接触させる場合、公知の臭素化剤の中から選択され、揮発性副生成物、より特定すれば、蒸留により反応混合物から除去できる副生成物が形成される。この点において、反応を実行する際に、これらの副生成物を混合物から除去することにより、反応の平衡をより正しく制御でき、その結果、反応は、両方の位置でのハロゲン(すなわち臭素)交換に都合がよくなる、より特定すれば、式Vの化合物における両方のX部分(すなわち、式Vの化合物における両方の塩素原子、または式Vの化合物における両方のヒドロキシル部分)が、臭素原子で置き換えられると、一般的に考えられる。そのような手法により、望ましい反応生成物への優れた変換が可能になり、別に形成される不純物の量が減少する。
例示的な臭素化剤は、臭素、ブロモトリメチルシラン(または臭化トリメチルシリル(TMSBr))、オキシ臭化リン(POBr)、N−ブロモスクシンイミド(NBS)および三臭化リン(PBr)を含むが、それらに限定されない。
この点において、臭素化剤は、当業界で一般的に公知の方法を使用して、反応混合物に添加してよい、あるいはin situで形成され得ることは注目されるべきである。例えば、TMSBrは、トリメチルシリルクロリド(TMSCl)および臭化ナトリウム(NaBr)または別のアルカリ金属臭化物(例えば、KBr、LiBr、MgBr、ZnBr、または臭化テトラアルキルアンモニウム)を、反応混合物に添加することにより、in situで作られ得る。
反応時間、温度、溶媒、試薬、試薬(複数可)の量、試薬添加の順序、pHなどを含む特定の処理条件は、反応生成物の純度および/または収率を最適化するために選択され得るが、特に式Vの化合物は、約2から約7モル当量の臭素化剤、より典型的には約2.5から約6、または約3から約5モル当量の臭素化剤と接触させられ、特定の一実施形態では、約3.5当量の臭素化剤が使用され、臭素化剤は一定時間にわたり単一アリコートまたは複数アリコートで添加される。さらに、またはあるいは、反応は、約65℃から約80℃、または約70℃から約75℃の温度で、例えば、アセトニトリル(CHCN)を溶媒として使用して、約15時間から約20時間、または約16時間から約18時間、実行され得る。
様々な実施形態では、式Vの化合物から式IVの化合物への変換は約85%、約90%、約95%またはそれ超である。
4.塩素化ステップ
式IVの化合物またはその塩は、例えば、オキシ臭化リンまたは三臭化リン、あるいは、以下の式Vの化合物またはその塩を使用して、式Vの化合物または塩を直接臭素化するステップにより調製され得る。しかし、特定の一実施形態では、式IVの化合物またはその塩は、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を最初に塩素化して、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成し、次いで、式Vの化合物または塩を臭素化して、上で詳述されているように、式IVの化合物または塩を形成するステップにより調製される。
反応時間、温度、溶媒選択、試薬、試薬(複数可)の量、試薬添加の順序、pHなどを含む特定の処理条件は、反応生成物の純度および/または収率を最適化するために選択され得る。例えば、様々な実施形態では、式Vの化合物は、約1.5から約5モル当量の塩素化剤と接触させられ、より典型的には、約2から約4、または約2.5から3.5モル当量の塩素化剤と接触させられ、特定の一実施形態では、約3当量の塩素化剤が使用される。これらの、または他の実施形態では、中でも適切な塩素化剤は、例えば、オキシ塩化リン(POCl)および三塩化リン(PCl)を含む。これらの、またはさらに他の実施形態では、反応は溶媒なしで実行され得、塩素化剤(例えば、POCl)は、適切な量の塩基、例えば約1、約1.1、約1.2またはそれ超のモル当量の、例えば2,6−ルチジンまたはN,N−ジメチルアニリンと、溶媒なしで添加される。あるいは、塩基および/または溶媒(例えば、2,6−ルチジンと、溶媒としてトルエン)の選択は、本明細書において、他箇所でさらに論じられているように、一貫プロセッシングの達成を可能にし得る。
5.ピリミジン合成ステップ
本開示によれば、式Vのピリミジン化合物またはその塩は、式VI
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を環化するステップにより調製される。この方法は、式VIの化合物またはその塩を、ホルムアミジン、より特定すれば、例えば酢酸塩を含むその塩(すなわち、ホルムアミジン酢酸塩)と接触させるステップを含む。
反応時間、温度、溶媒選択、試薬、試薬(複数可)の量、試薬添加の順序、pHなどを含む特定の処理条件は、反応生成物の純度および/または収率を最適化するために選択され得る。例えば、様々な実施形態では、反応は、アルコール溶媒(例えば、メタノール)中で実行され得る。これらの、または他の実施形態では、式VIの化合物またはその塩は、約1から約1.25モル当量のホルムアミジンと接触させられ、より典型的には約1から約1.15、または約1から約1.05モル当量のホルムアミジンと接触させられ、特定の一実施形態では、約1.05当量のホルムアミジンが使用される。さらに、約2、約2.5、約3モル当量またはそれ超の塩基、例えばNaOMeも、反応に使用され得る。
様々な実施形態では、式Vの化合物またはその塩の収率は、約75%、約80%、約85%またはそれ超である。
6.共役付加ステップおよび酵素的分割ステップ
さらに、式VIの化合物またはその塩は、クロトノニトリルをマロネートと接触させて、式VIの化合物および式VIの化合物:
Figure 2021169535

またはそれらの塩の異性体混合物を形成し;式VIの化合物または塩から式VIの化合物または塩を分離するステップにより調製される。
反応時間、温度、溶媒選択、試薬、試薬(複数可)の量、試薬添加の順序、pHなどを含む特定の処理条件は、反応生成物の純度および/または収率を最適化するために選択され得る。例えば、様々な実施形態では、クロトノニトリルとマロネートの反応は、アルコール溶媒(例えば、メタノール)中で、または溶媒、例えばテトラヒドロフラン(THF)中で実行され得る。これらの、または他の実施形態では、クロトノニトリルは、約1から約1.5モル当量のマロネートと接触させられ、より典型的には約1.05から約1.4、または約1.1から約1.3モル当量のマロネートと接触させられ、特定の一実施形態では、約1.1当量のマロネートが使用される。さらに、約0.2から約0.8または約0.4から約0.6モル当量の塩基、例えばナトリウムメトキシド(NaOMe)、ナトリウムtert−ペントキシド(またはナトリウムtert−アミレート、t−AmONa)およびカリウムtert−ペントキシドが添加され得、特定の一実施形態では、約0.5モル当量の塩基が使用され得る。
様々な実施形態では、式VIの化合物またはその塩の収率は、約70%、約75%、約80%またはそれ超である。
式VIの化合物またはその塩は、当業界で一般的に公知の、異性体の分離に関する技術を使用して、式VIの化合物またはその塩から分離され得る。しかし、特定の一実施形態では、式VIの化合物またはその塩は、それおよび式VIの化合物またはその塩を含有する異性体混合物から、酵素的分割により分離される。異性体混合物の酵素的分割は、式VIの化合物またはその塩のエステル部分を選択的に加水分解するために、例えば、異性体混合物を適切なリパーゼ酵素と接触させるステップを含む、当業界で一般的に公知の技術を使用して達成され得、その結果、式VIの化合物またはその塩は、加水分解された化合物から分離され得る。適切なリパーゼ酵素は、例えば、Candidaという微生物、例えばCandida cylindraceaおよびCandida rugosa、Chromobacterium chocolatumという微生物、ブタ肝臓および好熱性微生物を起源とする酵素を含む。他の適切なリパーゼ酵素は、例えばWO2013/173736(その全体の内容は、関連し、一致しているいかなる目的について、参照により本明細書に組み込まれる)で、ならびに本明細書の実施例2bおよび2cで言及されている。あるいは、より特定すれば、異性体混合物の酵素的分割は、式VIの化合物またはその塩のニトリル部分を選択的に加水分解するために、異性体混合物を適切なニトリラーゼ酵素と接触させるステップにより達成され得、その結果、式VIの化合物またはその塩は、加水分解された化合物から分離され得る。適切なニトリラーゼ酵素は、例えば、本明細書の実施例2a、2dおよび2eで言及されている酵素を含む。
酵素の種類、反応時間、温度、溶媒選択、試薬、試薬(複数可)の量、試薬添加の順序、pHなどを含む、式VIの化合物または塩からの式VIの化合物または塩の、分離、より特定すれば、酵素的分割の特定の処理技術および条件は、望ましい生成物の純度および/または収率および/または反応時間を最適化するために選択され得る。例えば、様々な実施形態では、式IVおよびIVの化合物またはそれらの塩を含む混合物、ニトリラーゼ酵素、溶媒(例えば水)、塩基(例えばNaOH)ならびに/または緩衝液(例えば、KHSOもしくはKSOもしくはNa・10HO)が、酵素的分割をほぼ室温(例えば、約20〜25℃)で、約24時間、約36時間、約48時間またはそれ超にわたって実行するために使用され得、1つまたは複数の実施形態では、典型的には約24から約48時間の期間が使用され得る。
様々な実施形態では、式VIの化合物またはその塩の収率は、約30%、約35%、約40%、約45%またはそれ超である。
7.一貫プロセス改善および全プロセス効率
例示する目的のため、以下のスキーム4は、本開示の方法の代表的な実施形態、ならびに本開示に包含される様々な化合物および中間体を一般的に例示する。特定の処理条件および試薬を含むより詳細な実施形態は、後に続く実施例でさらに示される。試薬、試薬濃度またはモル当量、溶媒、反応温度、反応継続時間などを含む他の反応条件、ならびに必要な後処理(例えば、酸または塩基処理)が、望ましい化合物および中間体を得るために、本開示の意図した範囲から逸脱することなく、本方法と一致して使用され得ることを当業者は理解する。したがって、ここで提示されている詳細は、限定的な意味で考えるべきではない。
Figure 2021169535
例えば上のスキーム4で例示されているように、2つまたはそれ超の方法のステップは、中間反応生成物を単離せずに連続して、または順番に実行され得るため、本開示の方法は特に有利であることは注目されるべきである。
特定の一実施形態では、式Vの化合物またはその塩の塩素化の後で、生じた式Vの化合物またはその塩は、これに臭素化を施して式IVの化合物(すなわち、IVおよびIV)またはそれらの塩を形成する前に、単離されない。この、または別の特定の実施形態では、式IVの化合物(すなわち、IVおよびIV)またはそれらの塩は、上で詳述されているように、式Vの化合物またはその塩の臭素化の後で、ピペラジン化合物との反応の前に単離されない。上記の中間体を単離せずにこの3ステップの反応シークエンスが実行される(すなわち、式V、IV/IVおよびIIIの化合物またはその塩をそれぞれ単離せずに、塩素化、臭素化およびピペラジン付加反応が実行される)実施形態では、平均収率は、典型的には約80%、約85%、約90%、約95%またはそれ超である。この、またはさらに別の特定の実施形態では、式VIおよび式VIの化合物またはそれらの塩を含む異性体混合物は、式VIの化合物またはその塩を、式VIの化合物またはその塩からさらに分離する前に反応生成混合物から単離されない;すなわち、式VIおよび式VIの化合物、またはそれらの塩は、式VIの化合物またはその塩を、適切な酵素(例えば、ニトリラーゼ酵素)と反応させる前に単離されないが、それは、そこから式VIの化合物またはその塩を分離するためである。
したがって、本開示は有利なことに、上記の一貫プロセス反応ステップを実行し、または実行を可能にし、したがって、複数の反応中間体を単離する必要性がなくなる(例えば、塩素化/臭素化は一貫プロセスで行われ、臭素化/ピペラジン添加は一貫プロセスで行われ、塩素化/臭素化/ピペラジン添加は一貫プロセスで行われ、酵素的分割は一貫プロセスで行われ、またはこれらの記載した反応すべてのステップは、一貫プロセスで行われる)。
本方法の例示的な一実施形態では、上記一貫プロセスステップのすべてが利用される;すなわち、酵素的分割ステップ、ならび塩素化/臭素化/ピペラジン添加ステップが一貫プロセスで行われ、各ステップで形成される様々な反応生成物は、次の反応ステップが実行される前に単離されない。したがって、本方法は有利なことに、プロセス効率における著しい改善を可能にする。例えば、本方法の生成サイクル全体(例えば、スキーム4で例示されている)の、エステルで置換されている類似体化合物(例えば、スキーム1で例示されている)を調製する平均継続時間は、例えば、これらの一貫プロセス利点を利用しない方法に対する生成サイクル全体の平均継続時間と比較して、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%またはそれ超減少しているが、これは、利用される処理ステップが少ない(例えば、単離ステップがより少ない)ため、および/または反応時間が短いため(例えば、リパーゼ酵素を使用した酵素的分割と比較して、ニトリラーゼ酵素を使用した酵素的分割で必要になる時間が短い)である。別の実施形態では、上昇したpH(例えば、pH約9.2)でニトリラーゼ酵素を使用した酵素的分割は、開始pH約7.2を有するニトリラーゼ分割またはリパーゼ酵素を使用した分割と比較して、約2倍の反応速度、およびより高い選択性(E)を呈する。
8.例示的な実施形態
本開示の第1の例示的な実施形態では、式I:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩が、(a)式IV:
Figure 2021169535

(式中、Yはクロロおよびブロモから選択される)の化合物の化合物またはその塩を、構造:
Figure 2021169535

(式中、Lvは脱離基であり、Rはアミノ保護基である)を有するピペラジン化合物またはその塩と接触させて、式III:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに、(b)式IIIの化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式Iの化合物またはその塩を形成するステップを含む方法により調製される。
第1の例示的な実施形態の一態様では、RはH、またはt−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルおよびフルオレニルメチルオキシカルボニルから選択されるアミノ保護基である。別の態様では、Yはブロモである。別の態様では、Lvは水素またはハロゲンである。別の態様では、式IVの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.1から約1.2モル当量のピペラジン化合物と接触させられ、別の態様では、この反応はほぼ室温で実行される。別の態様では、式IIIの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.05から約1.2のモル当量のメタル化剤と接触させられ、別の態様では、メタル化剤は、有機マグネシウムハロゲン化物および有機リチウム試薬から選択されるグリニャール試薬である。
本開示の第2の例示的な実施形態では、式I:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩が、(a)式V:
Figure 2021169535

(式中、各Xは、クロロおよびヒドロキシルから独立して選択される)の化合物またはその塩を臭素化して、式IV:
Figure 2021169535

(式中、Yはクロロおよびブロモから選択される)の化合物またはその塩を形成するステップ;(b)式IVの化合物またはその塩を、構造:
Figure 2021169535

(式中、Lvは脱離基であり、Rはアミノ保護基である)を有するピペラジン化合物またはその塩と接触させて、式III:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに、(c)式IIIの化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式Iの化合物またはその塩を形成するステップを含む方法により調製される。
第2の例示的な実施形態の一態様では、RはH、または、t−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルおよびフルオレニルメチルオキシカルボニルから選択されるアミノ保護基である。別の態様では、Xはクロロである。別の態様では、Yはブロモである。別の態様では、Lvは、水素またはハロゲンである。別の態様では、式Vの化合物またはその塩は、約2から約7または約3から約5モル当量の臭素化剤と接触させられ、別の態様では、臭素化剤は臭化トリメチルシリルである。別の態様では、臭素化反応は、約70℃から約75℃で実行され、別の態様では、揮発性副生成物を除去するために蒸留が使用される。別の態様では、式IVの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.1から約1.2モル当量のピペラジン化合物と接触させられ、別の態様では、この反応はほぼ室温で実行される。別の態様では、式IIIの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.05から約1.2モル当量のメタル化剤と接触させられ、別の態様では、メタル化剤は、有機マグネシウムハロゲン化物および有機リチウム試薬から選択されるグリニャール試薬である。別の態様では、式IVの化合物またはその塩は、臭素化反応の後で、およびピペラジン化合物との反応の前に単離されない。
本開示の第3の例示的実施形態では、式I:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩が、(a)式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を塩素化して、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;(b)式Vの化合物、またはその塩を臭素化して、式IV:
Figure 2021169535

(式中、Yはクロロおよびブロモから選択される)の化合物またはその塩を形成するステップ;(c)式IVの化合物またはその塩を、構造:
Figure 2021169535

(式中、Lvは脱離基であり、Rはアミノ保護基である)を有するピペラジン化合物と接触させて、式III:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに、(d)式IIIの化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式Iの化合物またはその塩を形成するステップを含む方法により調製される。
第3の例示的実施形態の一態様では、RはH、またはt−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルおよびフルオレニルメチルオキシカルボニルから選択されるアミノ保護基である。別の態様では、Yはブロモである。別の態様では、Lvは、水素またはハロゲンである。別の態様では、式Vの化合物、またはその塩は、約1.5から約5または約2から約4モル当量の塩素化剤と接触させられ、別の態様では、塩素化剤はオキシ塩化リンである。別の態様では、式Vの化合物またはその塩は、約2から約7または約3から約5モル当量の臭素化剤と接触させられ、別の態様では、臭素化剤は臭化トリメチルシリルである。別の態様では、臭素化反応は、約70℃から約75℃で実行され、別の態様では、揮発性副生成物を除去するために蒸留が使用される。別の態様では、式IVの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.1から約1.2モル当量のピペラジン化合物と接触させられ、別の態様では、この反応はほぼ室温で実行される。別の態様では、式IIIの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.05から約1.2モル当量のメタル化剤と接触させられ、別の態様では、メタル化剤は、有機マグネシウムハロゲン化物および有機リチウム試薬から選択されるグリニャール試薬である。別の態様では、式IVの化合物またはその塩は、臭素化反応の後で、およびピペラジン化合物との反応の前に単離されない。別の態様では、式Vの化合物またはその塩は、塩素化反応の後で、および臭素化反応の前に単離されない。
本開示の第4の例示的な実施形態では、式I:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素もしくはアミノ保護基である)の化合物またはその塩が:(a)クロトノニトリルをマロネートと接触させて、式VIの化合物および式VI
Figure 2021169535

の化合物またはそれらの塩を含む異性体混合物を形成するステップ;(b)異性体混合物中の式VIの化合物またはその塩を、式VIの化合物またはその塩から分離するステップ;(c)分離した式VIの化合物またはその塩を、ホルムアミジン塩と接触させて、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;(d)式Vの化合物またはその塩を塩素化して、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;(e)式Vの化合物またはその塩を臭素化して、式IV:
Figure 2021169535

(式中、Yは、クロロおよびブロモから選択される)の化合物またはその塩を形成するステップ;(f)式IVの化合物またはその塩を、構造:
Figure 2021169535

(式中、Lvは脱離基であり、R はアミノ保護基である)を有するピペラジン化合物またはその塩と接触させて、式III:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに、(g)式IIIの化合物、またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式Iの化合物またはその塩を形成するステップを含む方法により調製される。
第4の例示的な実施形態の一態様では、RはH、またはt−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルおよびフルオレニルメチルオキシカルボニルから選択されるアミノ保護基である。別の態様では、Yはブロモである。別の態様では、Lvは、水素またはハロゲンである。別の態様では、クロトノニトリルは約1から約1.5または約1.1から約1.3モル当量のマロネートと接触させられる。別の態様では、式VIの化合物またはその塩は、酵素的分割により異性体混合物中の式VIの化合物またはその塩から分離され、別の態様では、式VIの化合物またはその塩は、異性体混合物をニトリラーゼ酵素と接触させるステップにより分離される。別の態様では、分離した式VIの化合物、またはその塩は、約1から約1.25または約1から約1.15モル当量のホルムアミジン塩と接触させられて、式Vの化合物を形成し、別の態様では、ホルムアミジン塩は、ホルムアミジン酢酸塩である。別の態様では、式Vの化合物またはその塩は、約1.5から約5または約2から約4モル当量の塩素化剤と接触させられ、別の態様では、塩素化剤はオキシ塩化リンである。別の態様では、式Vの化合物またはその塩は、約2から約7または約3から約5モル当量の臭素化剤と接触させられ、別の態様では、臭素化剤は臭化トリメチルシリルである。別の態様では、臭素化反応は、約70℃から約75℃で実行され、別の態様では、揮発性副生成物を除去するために蒸留が使用される。別の態様では、式IVの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.1から約1.2モル当量のピペラジン化合物と接触させられ、別の態様では、この反応はほぼ室温で実行される。別の態様では、式IIIの化合物またはその塩は、約1から約1.5または約1.05から約1.2モル当量のメタル化剤と接触させられ、別の態様では、メタル化剤は、有機マグネシウムハロゲン化物および有機リチウム試薬から選択されるグリニャール試薬である。別の態様では、式IVの化合物またはその塩は、臭素化反応の後で、およびピペラジン化合物との反応の前に単離されない。別の態様では、式Vの化合物またはその塩は、塩素化反応の後で、および臭素化反応の前に単離されない。別の態様では、異性体混合物中の式VIおよびVIの化合物またはそれらの塩は、酵素的分割の前に単離されない。
B.AKT阻害剤合成
本開示は、式Iの化合物またはその塩の、例えば米国特許第8,063,050号(例えば、その実施例14を参照されたい)で開示されているイパタセルチブ(すなわち、(S)−2−(4−クロロフェニル)−1−(4−((5R,7R)−7−ヒドロキシ−5−メチル−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−イル)−3−(イソプロピルアミノ)−プロパン−1−オン)の合成における中間体としての使用をさらになお対象とする。以下のスキーム5は、本開示の方法の実施形態、ならびに本開示に包含される様々な化合物および中間体を一般的に例示し、式Iの化合物またはその塩が、保護形態または非保護形態のイパタセルチブまたはその塩を調製するために使用される。
Figure 2021169535
特に、式Iの化合物またはその塩は、式IX:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基であり、本明細書において以下の他箇所で定義されている通りであり、より特定すれば、上記Rの文脈において定義されている通りである)の化合物またはその塩(すなわち、保護形態または非保護形態のイパタセルチブまたはその塩)を調製するために使用できる。
この点において、様々な適切な反応スキームおよび方法は、式Iの化合物またはその塩を、式IXの化合物またはその塩に変換するために、本開示に従って使用できることは注目されるべきである。しかし、特定の一実施形態では、この方法は、最初に、式Iの化合物またはその塩を、上記のように調製するステップを含む。次いで、式Iの化合物またはその塩は還元されて、式VII
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成する。より特定すれば、式VIIの異性体を得るために、例えばWO2013/173784(その内容は、関連し、一致しているいかなる目的について、参照により本明細書に組み込まれる)で開示されているように、適切な酵素、例えばケトレダクターゼ酵素および任意選択で水素化物源を含む還元剤と接触させることにより、式Iの化合物またはその塩は立体選択的還元を施される。
が保護基である場合、式VIIの化合物またはその塩は、当業界で一般的に公知の手段(例えば、適切な酸、例として塩酸との反応)を使用して脱保護されて、式VII
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成できる。次いで、式VIIの化合物またはその塩は、式VIII:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩と接触させられて、式IXの化合物を得る。式VIIの化合物またはその塩と、式VIIIの化合物または塩のカップリングは、当業界で公知の手段、および/または、例えばWO2013/173784もしくはWO2013/173779で開示されている手段を使用して達成され得、一実施形態では、そこに開示されている適切なカップリング剤の使用を含み得る。さらに、式VIIIの化合物またはその塩を作る方法は、例えば、米国特許第8,063,050号およびWO2013/173779に記載されている(U.S.8,063,050、WO2013/173784およびWO2013/17379の全体の内容は、関連し、一致しているいかなる目的について、参照により本明細書に組み込まれる)。
C.反応生成物および中間体化合物
本開示は、本明細書において上で定義されている、例えば、式V、V、IVおよび/もしくはIIIの化合物、またはそれらの塩を含む、本明細書で例示されている方法により調製される1つもしくは複数のニトリルで置換されている反応生成物もしくは反応中間体化合物、またはそれらの塩をさらになお対象とすることは注目されるべきである。
D.定義
本開示について、以下の用語は、以下に明記されている意味を有する。
「アシル」は、式−C(O)−Rにより表される置換基を含有するカルボニルを意味し、式中、Rは水素、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、シクロアルキル置換アルキルまたはヘテロシクリル置換アルキルであり、前記のアルキル、アルコキシ、シクロアルキルおよびヘテロシクリルは、独立して、任意選択で置換されており、本明細書で定義されている通りである。アシル基は、アルカノイル(例えば、アセチル)、アロイル(例えば、ベンゾイル)およびヘテロアロイル(例えば、ピリジノイル)を含む。
本明細書で使用されている「アルキル」という用語は、炭素原子が1から12個、別の実施形態では炭素原子が1から6個の、飽和直鎖または分枝鎖の一価炭化水素ラジカルを指し、前記アルキルラジカルは、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてもよい。アルキル基の例は、メチル(Me、−CH)、エチル(Et、−CHCH)、1−プロピル(n−Pr、n−プロピル、−CHCHCH)、2−プロピル(iPr、i−プロピル、−CH(CH)、1−ブチル(n−Bu、n−ブチル、−CHCHCHCH)、2−メチル−1−プロピル(i−Bu、iブチル、−CHCH(CH)、2−ブチル(s−Bu、s−ブチル、−CH(CH)CHCH)、2−メチル−2−プロピル(t−Bu、tブチル、−C(CH)、1−ペンチル(n−ペンチル、−CHCHCHCHCH)、2−ペンチル(−CH(CH)CHCHCH)、3−ペンチル(−CH(CHCH)、2−メチル−2−ブチル(−C(CHCHCH)、3−メチル−2−ブチル(CH(CH)CH(CH)、3−メチル−1−ブチル(−CHCHCH(CH)、2−メチル−1−ブチル(CHCH(CH)CHCH)、1−ヘキシル(−CHCHCHCHCHCH)、2−ヘキシル(CH(CH)CHCHCHCH)、3−ヘキシル(−CH(CHCH)(CHCHCH))、2−メチル−2−ペンチル(C(CHCHCHCH)、3−メチル−2−ペンチル(−CH(CH)CH(CH)CHCH)、4−メチル−2−ペンチル(CH(CH)CHCH(CH)、3−メチル−3−ペンチル(−C(CH)(CHCH)、2−メチル−3−ペンチル(CH(CHCH)CH(CH)、2,3−ジメチル−2−ブチル(−C(CHCH(CH)、3,3−ジメチル−2−ブチル(CH(CH)C(CH、1−ヘプチル、1−オクチルなどを含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用されている「アルキレン」という用語は、炭素原子が1から12個、別の実施形態では炭素原子が1から6個の、直鎖または分枝鎖の飽和二価炭化水素ラジカルを指し、アルキレンラジカルは、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよい。例は、メチレン、エチレン、プロピレン、2−メチルプロピレン、ペンチレンなどを含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用されている「アルケニル」という用語は、少なくとも1箇所が不飽和、すなわち、炭素−炭素のsp二重結合である、炭素原子が2から12個、別の実施形態では炭素原子が2から6個の直鎖または分枝鎖の一価炭化水素ラジカルを指し、前記アルケニルラジカルは、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよく、「cis」および「trans」配向、あるいは「E」および「Z」配向を有するラジカルを含む。例は、エチレニルまたはビニル(−CH=CH)、アリル(−CHCH=CH)、1−プロペニル、1−ブテン−1−イル、1−ブテン−2−イルなどを含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用されている「アルキニル」という用語は、少なくとも1箇所が不飽和、すなわち、炭素−炭素のsp三重結合を有する、炭素原子が2から12個、別の実施形態では炭素原子が2から6個の、直鎖または分枝鎖の一価炭化水素ラジカルを指し、前記アルキニルラジカルは、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよい。例は、エチニル(−C=CH)およびプロピニル(プロパルギル、−CHC=CH)を含むが、それらに限定されない。
「アルコキシ」という用語は、式−ORにより表される直鎖または分枝鎖の一価ラジカルを指し、式中、Rはアルキル、アルケニル、アルキニルまたはシクロアルキルであり、さらに任意選択で、本明細書で定義されている通り置換されていてよい。アルコキシ基は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、モノ、ジおよびトリフルオロメトキシならびにシクロプロポキシを含む。
「アミノ」は、任意選択で置換されている第1級(すなわち、−NH)、第2級(すなわち、−NRH)、第3級(すなわち、−NRR)および第4級(すなわち、−NRRRX)アミンを意味し、式中、Rは独立してアルキル、アルコキシ、シクロアルキル、ヘテロシクリル、シクロアルキル、−置換アルキルまたはヘテロシクリル置換アルキルであり、前記のアルキル、アルコキシ、シクロアルキルおよびヘテロシクリルは、本明細書で定義されている通りである。特定の第2級および第3級アミンは、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アリールアミン、ジアリールアミン、アラルキルアミンおよびジアラルキルアミンであり、前記のアルキルおよびアリールは、本明細書で定義されている通りであり、独立して任意選択で置換される。特定の第2級および第3級アミンは、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、フェニルアミン、ベンジルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミンおよびジイソプロピルアミンである。
本明細書で使用されている「シクロアルキル」、「炭素環」、「カルボシクリル」および「炭素環式環」という用語は、互換的に使用され、3から12個の炭素原子、別の実施形態では、3から8個の炭素原子を有する飽和または部分不飽和の環状炭化水素ラジカルを指す。「シクロアルキル」という用語は、単環式および多環式(例えば、二環式および三環式)のシクロアルキル構造を含み、多環式構造は、任意選択で、飽和、部分不飽和または芳香族のシクロアルキルまたはヘテロ環式環に縮合した、飽和または部分不飽和のシクロアルキル環を含む。シクロアルキル基の例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロヘキセニル、シクロヘキサジエニル、シクロヘプテニルなどを含むが、それらに限定されない。二環式炭素環は、例えば、ビシクロ[4,5]、[5,5]、[5,6]もしくは[6,6]系として、または架橋系、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタンおよびビシクロ[3.2.2]ノナンとして配置された7から12個の環原子を有するものを含む。前記シクロアルキルは、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよい。
本明細書で使用されている「アリール」という用語は、親芳香族環系の単一の炭素原子から1個の水素原子を除去することに由来する炭素原子が6〜20個の一価芳香族炭化水素ラジカルを意味する。アリールは、飽和、部分不飽和の環または芳香族の炭素環式環もしくはヘテロ環式環に縮合した芳香族環を含む二環式ラジカルを含む。
例示的なアリール基は、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニル、インデン、インダン、1,2−ジヒドロナフタレン(1,2-dihydronapthalene)、1,2,3,4−
テトラヒドロナフタレン(1,2,3,4-tetrahydronapthalene)などに由来するラジカルを含むが、それらに限定されない。アリール基は、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよい。
本明細書で使用されている「ヘテロ環」、「ヘテロシクリル」および「ヘテロ環式環」という用語は、互換的に使用され、少なくとも1個の環原子は、窒素、酸素および硫黄から独立して選択されるヘテロ原子であり、残りの環原子はCである、3から12員の環原子の飽和または部分不飽和の炭素環式ラジカルを指し、1個または複数の環原子は、以下に記載されている1個または複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよい。一実施形態は、少なくとも1個の環原子は、窒素、酸素および硫黄から独立して選択されるヘテロ原子であり、残りの環原子はCである、3から7員の環原子のヘテロ環を含み、1個または複数の環原子は、以下に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよい。前記ラジカルは、炭素ラジカルまたはヘテロ原子ラジカルであってよい。「ヘテロ環」という用語は、ヘテロシクロアルコキシを含む。「ヘテロシクリル」は、ヘテロ環ラジカルが、飽和、部分不飽和または芳香族の炭素環式またはヘテロ環式環と縮合しているラジカルも含む。ヘテロ環式環の例は、ピロリジニル、テトラヒドロフラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、テトラヒドロピラニル、ジヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、ピペリジノ、モルホリノ、チオモルホリノ、チオキサニル、ピペラジニル、ホモピペラジニル、アゼチジニル、オキセタニル、チエタニル、ホモピペリジニル、オキセパニル、チエパニル、オキサゼピニル、ジアゼピニル、チアゼピニル、2−ピロリニル、3−ピロリニル、インドリニル、2H−ピラニル、4H−ピラニル、ジオキサニル、1,3−ジオキソラニル、ピラゾリニル、ジチアニル、ジチオラニル、ジヒドロピラニル、ジヒドロチエニル、ジヒドロフラニル、ピラゾリジニルイミダゾリニル、イミダゾリジニル、3−アザビシクロ(azabicyco)[3.1.0
]ヘキサニル、3−アザビシクロ[4.1.0]ヘプタニル、アザビシクロ[2.2.2]ヘキサニル、3H−インドリル キノリジニルおよびN−ピリジル尿素を含むが、それらに限定されない。スピロ部分も、この定義の範囲内に含まれる。ヘテロ環は、可能であればC−結合であってもN−結合であってもよい。例えば、ピロールに由来する基は、ピロール−1−イル(N−結合)であってもピロール−3−イル(C−結合)であってもよい。さらに、イミダゾールに由来する基は、イミダゾール−1−イル(N−結合)であってもイミダゾール−3−イル(C−結合)であってもよい。2個の環炭素原子が、オキソ(=O)部分で置換されているヘテロ環式基の例は、イソインドリン−1,3−ジオニルおよび1,1−ジオキソ−チオモルホリニルである。本明細書のヘテロ環基は、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されている。
本明細書で使用されている「ヘテロアリール」という用語は、5、6または7員環の一価芳香族ラジカルを指し、窒素、酸素および硫黄から独立して選択される、少なくとも1個のヘテロ原子を含有する5〜10個の原子の縮合環系(その少なくとも1つは芳香族である)を含む。ヘテロアリール基の例は、ピリジニル、イミダゾリル、イミダゾピリジニル、ピリミジニル、ピラゾリル、トリアゾリル、ピラジニル、テトラゾリル、フリル、チエニル、イソオキサゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、イソチアゾリル、ピロリル、キノリニル、イソキノリニル、インドリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾフラニル、シンノリニル、インダゾリル、インドリジニル、フタラジニル、ピリダジニル、トリアジニル、イソインドリル、プテリジニル、プリニル、オキサジアゾリル、トリアゾリル、チアジアゾリル、チアジアゾリル、フラザニル、ベンゾフラザニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、キナゾリニル、キノキサリニル、ナフチリジニル、およびフロピリジニルを含むが、それらに限定されない。スピロ部分も、この定義の範囲内に含まれる。ヘテロアリール基は、本明細書に記載されている1つまたは複数の置換基で、独立して、任意選択で置換されていてよい。
「脱離基」は、化学反応における第1の反応物から取って代えられた、化学反応における第1の反応物の一部を指す。脱離基の例は、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、スルフヒドリル基、アミノ基(例えば−NRR、式中、Rは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは、独立して、任意選択で置換されている)、シリル基(例えば−SiRRR、式中、Rは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは独立して、任意選択で置換されている)、−N(R)OR(式中、Rは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは独立して、任意選択で置換されている)、アルコキシ基(例えば−OR、式中、Rは独立してアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは独立して、任意選択で置換されている)、チオール基(例えば−SR、式中、Rは独立してアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは、独立して、任意選択で置換されている)、スルホニルオキシ基(例えば−OS(O)1〜2R、式中、Rは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは、独立して、任意選択で置換されている)、スルファメート基(例えば−OS(O)1〜2NRRであり、式中、Rは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは、独立して、任意選択で置換されている)、カルバメート基(例えば−OC(O)NRR、式中、Rは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは、独立して、任意選択で置換されている)およびカーボネート基(例えば−OC(O)RRであり、式中、Rは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、フェニルまたはヘテロシクリルであり、Rは、独立して、任意選択で置換されている)を含むが、それらに限定されない。スルホニルオキシ基の例は、アルキルスルホニルオキシ基(例えばメチルスルホニルオキシ(メシレート基)およびトリフルオロメチルスルホニルオキシ(トリフレート基))およびアリールスルホニルオキシ基(例えばp−トルエンスルホニルオキシ(トシレート基)およびp−ニトロスルホニルオキシ(ノシレート基))を含むが、それらに限定されない。脱離基の他の例は、置換および非置換アミノ基、例えばアミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヒドロキシルアミノ、アルコキシルアミノ、N−アルキル−N−アルコキシアミノ、アシルアミノ、スルホニルアミノなどを含む。
本明細書で使用されている「アミノ保護基」は、他の官能基で反応を実行する最中に、アミノ基が反応することを避けるために一般的に用いられる基を指す。そのような保護基の例は、カルバメート、アミド、アルキルおよびアリール基、イミン、ならびに、除去して望ましいアミン基を再生できる多くのN−ヘテロ原子誘導体を含む。特定のアミノ保護基は、Ac(アセチル)、トリフルオロアセチル、フタルイミド、Bn(ベンジル)、Tr(トリフェニルメチルまたはトリチル)、ベンジリデニル、p−トルエンスルホニル、Pmb(p−メトキシベンジル)、Boc(tertブチルオキシカルボニル)、Fmoc(9−フルオレニルメチルオキシカルボニル)およびCbz(カルボベンジルオキシ)である。これらの基のさらなる例は:Wuts, P. G. M.およびGreene, T. W.(2006年)Frontmatter, in Greene's Protective Groups in Organic Synthesis、第4版、John Wiley & Sons, Inc.、Hoboken、NJ、USAに見出される。「保護アミノ」
という用語は、上のアミノ保護基の1つで置換したアミノ基を指す。
本明細書で使用されている「置換(されている)」という用語は、少なくとも1個の水素原子が、置換基で置き換えられている上の基のいずれか(例えば、アルキル、アルキレン、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクリルおよびヘテロアリール)を意味する。オキソ置換基(=O)の場合、2個の水素原子が置き換えられる。本発明の文脈内の「置換基」は、ハロゲン、ヒドロキシ、オキソ、シアノ、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アルコキシ、置換アルキル、チオアルキル、ハロアルキル(ペルハロアルキルを含む)、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、置換アルケニル、置換アルキニル、置換シクロアルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、ヘテロ環、置換ヘテロ環、−NRRr、−NRC(=O)R、−NRC(=O)NR、−NRC(=O)OR −NRSORr、−OR、−C(=O)R −C(=O)OR、−C(=O)NR、−OC(=O)NR、−SR、−SOR、−S(=O)、−OS(=O)、−S(=O)OR(式中、RおよびRは同一または異なり、独立して、水素、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、ヘテロ環、置換ヘテロ環である)を含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用されている「ハロ」または「ハロゲン」という用語は、フルオロ、クロロ、ブロモまたはヨードを意味する。
本明細書で使用されている「1つの(a)」という用語は、1つまたは複数を意味する。
本明細書における「約」の値またはパラメータに関しては、値またはパラメータそれ自体が対象である実施形態を含み(および、記載し)、一実施形態では、所定の値のプラスまたはマイナス20%である。例えば、「約X」を指す記載は、「X」の記載を含む。
本明細書で開示され、調製される様々な化合物および中間体の「塩」は、本開示の化合物および中間体の製造に適切と当業者に認識されている、本質的に任意の塩形態を一般的に指す。本明細書で使用されている「塩」は、「薬学的に許容される塩」を包含するがそれに限定されず、酸付加塩および塩基付加塩をいずれも含むと理解される。例示的な塩は、硫酸塩、クエン酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、重硫酸塩、リン酸塩、酸性リン酸塩、イソニコチン酸塩、乳酸塩、サリチル酸塩、酸性クエン酸塩、酒石酸塩、オレイン酸塩、タンニン酸塩、パントテン酸塩、酒石酸水素塩、アスコルビン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、ゲンチジン酸塩(gentisinate)、フマル酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、サッカリン酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩、グルタミン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩およびパモ酸塩(すなわち、1,1’−メチレン−ビス−(2−ヒドロキシ−3−ナフトエート))を含むが、それらに限定されない。薬学的に許容される塩は、別の分子、例えば酢酸イオン、コハク酸イオンまたは他の対イオンの包含に関与し得る。対イオンは、親化合物における電荷を安定させる、任意の有機または無機部分であってもよい。
「薬学的に許容される酸付加塩」は、遊離塩基の生物学的有効性および性質を保ち、ならびに、生物学的に、または別の点で望ましくないことがなく、無機酸、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、炭酸、リン酸など、ならびに、脂肪族、脂環式、芳香族、芳香脂肪族(araliphatic)、ヘテロ環式、カルボン酸およびスルホン酸クラスの有機酸、例え
ばギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、グルコン酸、乳酸、ピルビン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン酸(maloneic acid)、コハク酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、アスパラギン酸、アスコルビン酸、グルタミン酸、アントラニル酸、安息香酸、ケイ皮酸、マンデル酸、エンボン酸、フェニル酢酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、サリチル酸(salicyclic acid)などから選択され得る有機酸と形成されるこれらの塩を指す。
「薬学的に許容される塩基付加塩」は、無機塩基、例えばナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、アルミニウム塩などに由来するものを含む。特に塩基付加塩は、アンモニウム、カリウム、ナトリウム、カルシウムおよびマグネシウム塩である。薬学的に許容される有機非毒性塩基に由来する塩は、第1級、第2級および第3級アミン、天然に発生する置換アミンを含む置換アミン、環状アミン、ならびに塩基性イオン交換樹脂(例えばイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、エタノールアミン、2−ジエチルアミノエタノール、トロメタミン、ジシクロヘキシルアミン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、カフェイン、プロカイン、ヒドラバミン、コリン、ベタイン、エチレンジアミン、グルコサミン、メチルグルカミン、テオブロミン、プリン、ピペラジン、ピペリジン、N−エチルピペリジン、ポリアミン樹脂など)の塩を含む。特に、有機非毒性塩基は、イソプロピルアミン、ジエチルアミン、エタノールアミン、トロメタミン、ジシクロヘキシルアミン、コリンおよびカフェインである。
本発明の化合物は、別段指示がない限り、1つまたは複数の同位体濃縮原子の存在に関してのみ異なる化合物を含む。例えば、1つもしくは複数の水素原子が、重水素もしくは三重水素で置き換えられている、または1つもしくは複数の炭素原子が、13Cもしくは14C炭素原子で置き換えられている、または1つもしくは複数の窒素原子が、15N窒素原子で置き換えられている、または1つもしくは複数の硫黄原子が、33S、34Sもしくは36S硫黄原子で置き換えられている、または1つもしくは複数の酸素原子が、17Oもしくは18O酸素原子で置き換えられている、本発明の化合物は、本発明の範囲内である。
本明細書で詳述されている化合物が、1つまたは複数のキラル中心を含有し得ることは注目されるべきである。したがって、必要に応じて、そのような化合物は、純粋な立体異性体として(例えば、個々の鏡像異性体もしくはジアステレオ異性体として、または立体異性体濃縮混合物として)調製または単離され得る。そのような立体異性体(および濃縮混合物)はすべて、別段指示がない限り、本開示の範囲内に含まれる。純粋な立体異性体(または濃縮混合物)は、例えば、当業界で周知の光学活性出発材料または立体選択的試薬を使用して調製され得る。あるいは、そのような化合物のラセミ混合物または立体異性体濃縮混合物は、例えば、キラルカラムクロマトグラフィー、キラル分割剤などを使用して分離され得る。
本明細書に引用されているすべての特許、特許出願、文書および論文は、関連し、一致しているいかなる目的について、参照により、その全体が本明細書に組み込まれることはさらに注目されるべきである。
本開示の方法および化合物は、特定の列挙した実施形態と併せて本明細書に記載されているが、これらは、これらの実施形態に対して本開示の範囲を限定するよう意図されていないことは理解されるべきである。それどころか、本開示は、すべての代用物、改変物および同等物を包括するよう意図されている。当業者は、本明細書に記載されているものと類似した、または同等の、本方法の実践に使用され得る多くの方法および材料を認識する。したがって、本開示は、本明細書に記載されている方法および材料に一切限定されない。
さらに、以下に限定されないが、定義した用語、用語使用、記載されている技術などを含めた、1つまたは複数の組み込まれた文献および類似した材料が本開示と異なる、または矛盾する場合は、本開示が優先される。
本開示は、以下の実施例を参照することによりさらに理解され得、これは、上のスキーム4で例示されている、様々な化合物を調製するための詳細を示す。
(実施例1):マロネート共役付加
Figure 2021169535
ジメチル−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート:ナトリウムtert−ペントキシド(65.7g)をTHF(900g)に添加し、混合物を30分間(分)撹拌した。ジメチルマロネート(433g)を添加し、次いで、混合物を60〜70℃に加熱した。内部温度を60〜70℃で保持しつつ、クロトノニトリル(200g)を添加した。反応が完了するまで混合物を撹拌し、次いで、室温に冷却した。混合物のpHが7〜8の間に達するまで、メタノール(MeOH)中の塩酸(HCl)を添加し、次いで、これを濾過した。濾過ケーキをTHF(360g)ですすいだ。収集した溶液または濾液を蒸留して、揮発性物質を除去し、無色から薄黄色油状物として粗ジメチル−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネートを得て、これを次のステップに直接使用した。1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 3.67 (s, 6H), 3.51 (d, 1H, J = 7.5 Hz),
2.68 (dd, 1H, J = 5, 17 Hz), 2.54 (dd, 1H, J = 8, 17 Hz), 2.44 (m, 1H), 1.04 (d, 3H, J = 7 Hz).
(実施例2):酵素的分割
Figure 2021169535
例示的な酵素的分割を、以下にさらに詳述されているように実行した。
(実施例2a)−ニトリラーゼを用いてのジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート。KPG撹拌機、温度計および滴下漏斗を備えた1500mLの四口丸底フラスコに、800mLの脱イオン水(pH4.85)中の69.7g(400mmol)の硫酸カリウムおよび5.44g(40mmol)のリン酸二水素カリウムを入れた。水酸化ナトリウム(3.87g、32%水溶液)を最終pH7.2まで撹拌しながら滴下添加し、次いで溶液を15分間撹拌した。ジメチル2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート(199.5g、1.00mol、98%w/w)を添加し、次いで二相エマルジョンを20〜25℃で5分間撹拌した。(pHは未変化のまま留まった)。
39mLのニトリラーゼ溶液Nit−BX4−56−H6(c−Lecta、Leipzig、Germany、カタログ番号10906−3L;500U/mL)を5分以内に添加することにより、エナンチオ選択性加水分解を開始した。添加漏斗を8mLの脱イオン水ですすぎ、反応混合物(pH7.18)を20〜25℃で撹拌した。保たれている望ましいニトリルの鏡像体過剰率が99.7%eeに達した際(約55%の変換後;E約50;43時間後;pH6.93)は、反応混合物のpHを、約96gの25%塩酸を滴下添加することにより2.0に調整した(温度28℃未満;タンパク質が多量に沈殿)。エマルジョン/懸濁液を10分間撹拌し、次いで、約85gの32%水酸化ナトリウム溶液(温度35℃未満)を添加することにより、pH7.5に再調整した。混合物を10分間撹拌し、次いで500mLの酢酸エチルを添加し、懸濁液/エマルジョンをさらに5分間撹拌した。2つの相を分離させて(約3分間;タンパク質が有機相に大量に沈殿している)、次いで、濾布(9cm、20μm)で連続して濾過した。500mLの酢酸エチルでこのフィルタをすすぎ、濾液中の有機相を合わせて、次いで、水性相から分離させた。後者を1Lの酢酸エチルで再度抽出した。合わせた有機相を200mLの1M 重炭酸ナトリウムおよび100mLの脱イオン水でそれぞれ連続して洗浄し、50℃/40mbar/1.5時間で蒸発乾固させて、90.7g(45%)のジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネートを薄黄色油状物として得た:1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 3.67 (s, 6H), 3.51 (d, 1H, J = 7.5 Hz), 2.68 (dd,
1H, J = 5, 17 Hz), 2.54 (dd, 1H, J = 8, 17 Hz), 2.44 (m, 1H), 1.04 (d, 3H, J = 7 Hz); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ 168.43, 119.30, 55.36, 53.00, 52.95, 30.41, 21.89, 17.17;[α]436 20 −2.2(c=1、MeOH);HRMS C1912NO[M−H]の計算値:198.0772;実測値:198.0770。分析値:95.3%GC(BSTFAでトリメチルシリル化);99.7%ee(BGB−175でのGC;30m×0.25mm、0.25μm;H2;135kPa;2℃/分で90℃から150℃、20℃/分で180℃まで;注入温度200℃;検出温度250℃;注入体積1ml;スプリット15:1;30.77分間(R)−1、31.09分間(S)−1;2.5%酢酸エチルおよび<0.1%水を含有する)。
(実施例2b)−リパーゼCRL3を使用したエステル加水分解を用いたジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート。ジメチル2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート(3.0g、15.1mmol)を反応器に入れ、続いて、21mLのpH5.2の0.03M 酢酸緩衝液、1.96gの硫酸カリウムおよび6.0mLのヘプタンを添加した。5分間撹拌した後で、Candida cyclindracea[Roche、ロット番号10347322](s/e 50)からの60.0mgのコレステロールエステラーゼを添加し、エステル加水分解を室温(約23℃)で開始した。1.0N水酸化ナトリウム溶液を添加することにより、pHを一定に維持し、50時間の撹拌中に7.6mL(7.6mmol)を消費した。酢酸エチル(30mL)を添加し、続いて、反応混合物を15分間激しく撹拌し、エマルジョンを形成した。1.5gの濾過助剤(Dicalite(登録商標))を添加し、続いて、反応混合物をさらに15分間激しく撹拌してから、濾過助剤床(Dicalite(登録商標))を通して濾過した。2つの相を分離した。水性相を酢酸エチル(50mL)でさらに2回抽出した。有機相を合わせて、50mLのpH7.2の100mMリン酸カリウム緩衝液で3回洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、1.26gの(R)−ジメチル2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート(99.6%純度;42%収率)を無色油状物として得た。鏡像体過剰率=100%ee(HPLC法:カラム:Chiralpak IA−3 150mm*4.6mm、3μm;定組成A:95%ヘプタン+0.10%TFA B:5%エタノール;流量2ml/分;30℃;214nm;130bar;保持時間:(S)−ニトリル3.4分間、(R)−ニトリル3.89分間)。
(実施例2c)−リパーゼEL030(III)を使用したエステル加水分解を用いたジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート。ジメチル2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート(300mg、1.51mmol)を反応器に入れ、続いて、29.7mLの0.03M MES緩衝液(pH6.2)および300mgのβ−シクロデキストリンを添加した。5分間撹拌した後で、60.0mgのEL030(III)[EUCODIS、ロット番号04804012SS0911](s/e
5)を添加して、エステル加水分解を室温(約23℃)で開始した。1.0N水酸化ナトリウム溶液を添加することにより、pHを一定に維持し、48時間の撹拌中に1.05mL(1.05mmol)を消費し、Chiral HPLC分析で、ジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネートの鏡像体過剰率=100%eeと判定された。
(実施例2d)−pH9のニトリラーゼを用いたジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート。KPG撹拌機、温度計および滴下漏斗を備えた350mLの四口丸底フラスコに、200mLの脱イオン水(pH9.2)中の17.5g(100mmol)の硫酸カリウム、1.36g(10mmol)のリン酸二水素カリウムおよび1.325gの炭酸ナトリウム(12.5mmol)を入れ、溶液を15分間撹拌した。ジメチル2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート(50.0g、250mmol、98%w/w)を5分間かけて添加し、次いで、二相エマルジョンを20〜25℃で5分間撹拌した。
9.75mL(4875U)のニトリラーゼ溶液Nit−BX4−56−H6(c−Lecta、Leipzig、Germany、カタログ番号10906−3L;500U/mL)を2分以内に添加することにより、エナンチオ選択性加水分解を開始した。添加漏斗を2mLの脱イオン水ですすぎ、反応混合物を20〜25℃で撹拌した。保たれている望ましいニトリルの鏡像体過剰率が99%eeに達した際(約53%変換後;E約80;18時間後;pH8.2)、約24.7gの25%塩酸を滴下添加することにより、反応混合物のpHを2.0に調整した(温度27℃未満;タンパク質が多量に沈殿)。エマルジョン/懸濁液を10分間撹拌し、次いで、約23.1gの32%水酸化ナトリウム溶液(温度35℃未満)を添加することにより、pHを7.5に再調整した。混合物を10分間撹拌し、次いで125mLの酢酸エチルを添加し、懸濁液/エマルジョンをさらに5分間撹拌した。2つの相を分離させて(約3分間;タンパク質が有機相に大量に沈殿している)、次いで、濾布(3cm、20μm)で連続して濾過した。125mLの酢酸エチルでこのフィルタをすすぎ、濾液中の有機相を合わせて、次いで、水性相から分離させた。後者を250mLの酢酸エチルで再度抽出した。合わせた有機相を50mLの1M 重炭酸ナトリウムおよび25mLの脱イオン水で連続してそれぞれ洗浄し、50℃/40mbar/1.5時間で蒸発乾固させて、23.1g(46.2%)のジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネートを、薄黄色油状物として、99%eeおよび94.9%GCで得た(実施例2aを参照されたい)。
(実施例2e)−pH9のニトリラーゼを用いてのジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート。50.0gのジメチル2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート(250mmol、98%w/w)を含有する、KPG撹拌機、温度計および滴下漏斗を備えた350mLの四口丸底フラスコに、200mLの脱イオン水(pH9.3)中の7.62g(20mmol)の四ホウ酸二ナトリウム十水和物および17.5g(100mmol)の硫酸カリウムの溶液を添加し、二相エマルジョンを20〜25℃で10分間撹拌した。
9.75mL(4875U)のニトリラーゼ溶液Nit−BX4−56−H6(c−Lecta、Leipzig、Germany、カタログ番号10906−3L;500U/mL)を2分以内に添加することにより、エナンチオ選択性加水分解を開始した。2mLの脱イオン水で添加漏斗をすすぎ、反応混合物を20〜25℃で撹拌した。保たれている望ましいニトリルの鏡像体過剰率が99.8%eeに達した際(18時間後;pH8.4)、約27.7gの25%塩酸を滴下添加することにより、反応混合物のpHを2.0に調整した(温度27℃未満;タンパク質が多量に沈殿)。エマルジョン/懸濁液を10分間撹拌し、次いで、約25.3gの32%水酸化ナトリウム溶液(温度32℃未満)を添加することにより、pHを8.0に再調整した。混合物を10分間撹拌し、次いで125mLのメチルtert.ブチルエーテルを添加し、懸濁液/エマルジョンをさらに5分間撹拌し、次いで、濾布(5cm、20μm)で濾過した。反応容器およびこのフィルタを、さらに125mLのメチルtert.ブチルエーテルですすぎ、濾液中の有機相を合わせて、次いで、水性相から分離させた。後者を250mLのメチルtert.ブチルエーテルで再度抽出した。合わせた有機相を、50mLの1M 重炭酸ナトリウムおよび25mLの脱イオン水でそれぞれ連続して洗浄し、50℃/7mbar/2時間で蒸発乾固させて、21.32g(42.2%)のジメチル−(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネートを薄黄色油状物として、>99%eeおよび95.7%GCで得た(実施例2aを参照されたい)。
(実施例3):ピリミジン合成
Figure 2021169535
(R)−3−(4,6−ジヒドロキシピリミジン−5−イル)ブタンニトリル。反応器に、ホルムアミジン酢酸塩(2.9g)およびMeOH(13.0mL、2.6mL/g)を入れた。混合物をN下で5℃に冷却し、次いで、NaOMe(17.0mL)を反応器に入れ、わずかな発熱が生じた。5℃に冷却した後で、MeOH(3.0mL)中のジメチル(R)−2−(1−シアノプロパン−2−イル)マロネート(5.0g)の溶液を上の懸濁液にゆっくり添加し、次いで、反応混合物を25℃に温めた。撹拌を約2時間続け、次いで、水(15.0mL)を添加し、温度を30℃未満に維持しながら、濃HCl(4.1mL)を少しずつ添加することによりpHを5〜7に調整した。反応混合物を真空下で開始体積の約1/3に濃縮し、次いでMeOH内容物を試料採取した。MeOHが10〜20%になったら、スラリーを5℃に冷却し、濃HCl(1.25mL、0.25mL/g)を添加することにより、pHを4〜6に調整した。5℃にて1時間撹拌した後で、生じた固体を濾過により収集した。冷水(15.0mL、3.0vol、5℃)で濾過ケーキを洗浄し、70℃にて真空オーブン中で終夜乾燥させて、(R)−3−(4,6−ジヒドロキシピリミジン−5−イル)ブタンニトリルをオフホワイト固体(3.86g、86%収率)として得た:1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 11.85 (bs, 2H),
7.96 (s, 1H), 3.27 (m, 1H), 2.90 (dd, 1H, J = 9, 17 Hz), 2.74 (dd, 1H, J = 7, 17 Hz), 1.17 (d, 1H, J = 7 Hz), 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ 164.15, 148.16, 120.62, 103.17, 26.86, 21.07, 18.00;[α
436 20 −69.9(c=1、N,N−ジメチルアセトアミド);HRMS C[M−H]の計算値:178.0622、実測値:178.0622.
(実施例4):塩素化−臭素化−SAr一貫プロセス
Figure 2021169535
tert−ブチル(R)−4−(6−ブロモ−5−(1−シアノプロパン−2−イル)ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート。還流冷却器を備えた反応器に、室温にて、N雰囲気下で(R)−3−(4,6−ジヒドロキシピリミジン−5−イル)ブタンニトリル(60.0g、334.9mmol、1当量)、トルエン(720mL、12vol.)および2,6−ルチジン(39.0mL、1.0当量)を入れた。混合物を110℃に加熱し、温度を105〜115℃に保持しつつ、POCl(93.4mL、3当量)をゆっくり添加した。2時間後、HPLC(>99%)により検出すると、出発原料が完全に消費された。二相の反応混合物を、10〜20℃の内部温度に冷却した。別の反応器に、室温にてN雰囲気下で、pH7の0.4M KPO緩衝液(300mL、5vol.)を添加した。温度を30℃未満に維持しつつ、塩素化反応混合物を緩衝溶液にゆっくり添加した。さらに、50%NaOH水溶液(266g、4.4wt.)を使用して、クエンチした混合物のpHを5〜7に保持した。クエンチが完了したら、層を分離し、水性層をトルエン(300mL、5vol.)で抽出した。合わせた有機相を、0.2N HCl水溶液(250mL、4.2vol)で洗浄した。有機溶液を水(2×200mL)で洗浄した。生じた溶液は、GC分析により判定して、粗生成物中のトルエンのレベルが20wt%未満になるまで、真空下で蒸留した。EtOAc/ヘキサン(1:1)を溶離液として使用して、濃縮試料のシリカゲルによるクロマトグラフィーにより、分析試料を得た。(R)−3−(4,6−ジクロロピリミジン−5−イル)ブタンニトリル:1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 8.83 (s, 1H), 3.93 (m, 1H),
3.11 (m, 2H), 1.43 (d, 3H, J = 7 Hz); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6)
δ 161.40, 157.05, 133.07, 119.25, 32.57, 20.84, 16.80;[α]436 20
+16.8(c=1、MeOH);HRMS CCl[M+H]の計算値:216.0092、実測値:216.0092。
アセトニトリル(216.0mL、3.6V)を粗生成物に添加した。これに、反応器のヘッドスペースを流れ、蒸留ヘッドの後で流出させるように、窒素ラインを構成した。次いで、反応混合物を70〜80℃(標的=75℃)に加熱して、黄色溶液を生成した。次いで、ブロモトリメチルシラン(90mL、1.5V、200mol%)を75℃で10分間かけて添加した。これにより、反応温度を約2〜5℃ずつ下落させ、蒸留をゆっくり始めた。75℃で30分間撹拌した後で、追加のブロモトリメチルシラン(66mL、1.1V、150mol%)を75℃で90分間かけて添加した。この溶液を温度で合計16〜18時間撹拌させ、次いで、試料を抜き取り、HPLCにより変換について分析した。(完了していなければ、望ましいレベルになるまで、0.25当量の増量で追加のブロモトリメチルシランを添加する)。EtOAc/ヘキサン(1:1)を溶離液として使用して、シリカゲルによる濃縮試料のクロマトグラフィーにより分析試料を得た。(R)−3−(4,6−ジブロモピリミジン−5−イル)ブタンニトリル:1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 8.68 (s, 1H), 3.97 (m, 1H), 3.23 (dd, 1H, J = 9, 17 Hz), 3.13 (dd, 1H, J = 8, 17 Hz), 1.44 (d, 3H, J = 7 Hz); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ 157.04, 137.23, 119.13, 36.00, 20.77, 16.73;[α]436 20 +39.5(c=1、MeOH);HRMS CBr
[M+H]の計算値:303.9079、実測値:303.9087。
反応混合物を、内部温度20〜25℃に冷却し、アセトニトリル(0.5M溶液を得るのに十分な量)で希釈した。次いで、トリエチルアミン(93.6mL、1.56V、200mol%)および水(36.0mL、0.60V)を反応物にゆっくり加え、pH測定のために試料を取り出した(水中に1:100に希釈)。pHが10超の場合、N−BOC−ピペラジン(71.5g、1.19W、115mol%)を添加し、撹拌を20〜25℃で続ける。pHが10未満の場合、望ましいpHに達するまでトリエチルアミンを添加する。反応物を20〜25℃で16〜18時間撹拌した。試料を抜き取り、HPLCにより変換について分析した(G02855614≦2%)。固体が存在しなければ、tert−ブチル(R)−4−(6−ブロモ−5−(1−シアノプロパン−2−イル)ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート(6.9g、0.12wt)を使用してシード添加する。水(720.0mL、18.0V)をゆっくり添加して、生成物を沈殿させた。混合物を5℃に冷却し、少なくとも2時間撹拌し、次いで濾過した。室温の水(360.0mL、6.0V)で濾過ケーキを洗浄し、次いで、tert−ブチル(R)−4−(6−ブロモ−5−(1−シアノプロパン−2−イル)ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレートのオフホワイトから白色の一定重量の粉末が得られるまで、70〜80℃の真空オーブン中に入れた(123g、90%収率):1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 8.41 (s, 1H), 3.41 (bm, 4H), 3.24 (bm, 4H), 3.08 (m, 2H), 1.48 (d, 3H, J = 7 Hz), 1.41 (s, 9H); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ 168.23, 155.67, 154.44, 152.15, 125.08, 119.51, 79.62,
50.27, 31.37, 28.52, 21.64, 17.66;[α]436 20 +78.9(c=0.3、MeOH);HRMS C1725BrN[M+H]の計算値:410.1186、実測値:410.1180。
(実施例5):グリニャール環化
Figure 2021169535
tert−ブチル(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート。無水2−MeTHF(5.00mL)および無水トルエン(5.00mL)中のtert−ブチル(R)−4−(6−ブロモ−5−(1−シアノプロパン−2−イル)ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート(2.00g)の溶液を、50mL容器中で5℃に冷却した。5±3℃でバッチ温度を保持しつつ、シリンジポンプによりiPrMgClの溶液(3.52mL、105mol%、THF中1.45M)を4時間かけて添加した。20±5℃でバッチ温度を保持しつつ、オレンジ色がかった褐色反応混合物を、NaHSO水溶液中で5分間かけてクエンチした。水性層のpH値は、pH紙により約5と測定された。混合物を20±5℃で30分間撹拌し、層を分離した。溶液の濃度が190〜210mg/gになるまで、有機層を真空下(T=35℃、100mbar)で濃縮した。次いで、溶液を、tert−ブチル(R)−4−(5−メチル−7−オキソ−6,7−ジヒドロ−5H−シクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート(0.10g、0.05g/g)でシード添加し、20〜25℃で1時間撹拌した。脱気したヘプタン(14.0mL、7.0mL/g)を2時間かけて添加し、次いで、溶液を濾過し、室温のヘプタン/トルエン(80:20、6.0mL、3.0mL/g)で洗浄し、黄褐色がかったオレンジ色の一定重量の粉末が得られるまで、60℃にて真空オーブン中で乾燥させた。乾燥させた粗ケトン(1.25g、1.0wt)、2−プロパノール(5.0mL、4.0mL/g)および水(1.25mL、1.0mL/g)を、50mL容器に入れた。スラリーをNで少なくとも10分間脱気し、次いで、すべての固体が溶解するまで40℃に加熱した。次いで、この溶液を25℃に冷却し、シード添加し(0.06g、0.05g/g)、少なくとも1時間撹拌した。スラリーを−5℃に1時間かけて冷却し、次いで脱気した水(6.04mL、4.83mL/g)を1時間かけて添加した。このスラリーを終夜撹拌させ、次いで、濾過し、2−プロパノール(1.5mL、1.2mL/g)および水(3.5mL、2.8mL/g)の、脱気して予冷した(−5℃)混合物で洗浄した。黄褐色がかったオレンジ色の一定重量の粉末が得られるまで、固体を70℃にて真空オーブン中で乾燥させた。プロセスの全収率は、約68〜73%(1.1g)であった:1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 8.60 (s, 1H),
3.82 (m, 2H), 3.72 (m, 1H), 3.65 (m, 2H), 3.50 (m, 2H), 3.42 (m,
2H), 2.90 (dd, 1H, J = 7, 19 Hz), 2.25 (dd, 1H, J = 2, 19 Hz),
1.41 (s, 9H), 1.19 (d, 3H, J = 7 Hz); 13C NMR (125 MHz, DMSO-d6)
δ 205.75, 161.96, 158.89, 157.97, 154.34, 137.39, 79.67, 45.77, 43.39, 43.25, 31.22, 28.52, 20.40;[α]436 20 +453.7(c=1、MeOH);HRMS C1724[M+H]の計算値:333.1921、実測値:333.1916。
(実施例6):比較例−グリニャールの試行
クロロ−ニトリルで置換されている類似体化合物の環化
Figure 2021169535
最初に、遷移金属触媒(例えば、Pd、Rh、Ir)と多彩なホスフィンリガンドを使用して、クロロピリミジン化合物の環化を試した。デス−クロロ−ピリミジンが、この反応の主な生成物であることを矛盾なく見出した。
対応するクロロピリミジン−ニトリル、例えば以下でさらに詳述されているもののケトンへの環化における試行を、Ir、Ni、Pd、RhおよびRuを含む多彩な遷移金属プレ触媒を使用して行った。これらのプレ触媒は、反応を開始する前の様々な単座および二座のホスフィンリガンドと錯化した。添加剤、例えばルイス酸およびブレンステッド酸、水、遷移触媒および相間移動触媒の使用も試験した。還元剤は、無機金属、例えば亜鉛から、ギ酸塩のような有機還元剤にまで及んだ。最後に、水混和性エーテル、アルコール、極性非プロトン性から非極性の炭化水素およびカーボネートを含む、多様な溶媒のセットを調査した。これらの場合のすべてにおいて、スクリーニング実験から得られる最大収率は、約20%の望ましいケトン生成物であり、残りは出発原料の分解生成物であった。これらの反応の多くで形成された主な副生成物は、デス−クロロ還元生成物であった。
(実施例6a):tert−ブチル4−(5−メチル−7−オキソ−5,6−ジヒドロシクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート。Pd(OAc)(6.1mg、0.10当量)、ジメチルフェニルホスフィン(15.1mg、0.40当量)および1,2−ジクロロエタン(2.0mL、20.0mL/g)のスラリーを20〜25℃で15分間撹拌し、次いで、溶媒を真空で除去した。亜鉛粉末(35.7mg、2.0当量)、tert−ブチル4−[6−クロロ−5−(2−シアノ−1−メチル−エチル)ピリミジン−4−イル]ピペラジン−1−カルボキシレート(100.0mg、1.0当量)およびDMF(6.0mL、60.0mL/g)を添加し、スラリーを110℃で18時間加熱した。粗反応混合物のアッセイ収率は15.8%(14.4mg)であった。
(実施例6b):tert−ブチル4−(5−メチル−7−オキソ−5,6−ジヒドロシクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート。NiCl(DME)(24.0mg、0.40当量)、ジメチルフェニルホスフィン(15.1mg、0.40当量)および1,2−ジクロロエタン(2.0mL、20.0mL/g)のスラリーを20〜25℃で15分間撹拌し、次いで、溶媒を真空で除去した。亜鉛粉末(35.7mg、2.0当量)、tert−ブチル4−[6−クロロ−5−(2−シアノ−1−メチル−エチル)ピリミジン−4−イル]ピペラジン−1−カルボキシレート(100.0mg、1.0当量)およびDMF(6.0mL、60.0mL/g)を添加し、スラリーを110℃で18時間加熱した。粗反応混合物のLCアッセイ収率は、14.5%(13.2mg)であった。
(実施例6c):tert−ブチル4−(5−メチル−7−オキソ−5,6−ジヒドロシクロペンタ[d]ピリミジン−4−イル)ピペラジン−1−カルボキシレート。NiCl(DME)(24.0mg、0.40当量)、ジメチルフェニルホスフィン(15.1mg、0.40当量)および1,2−ジクロロエタン(2.0mL、20.0mL/g)のスラリーを20〜25℃で15分間撹拌し、次いで、溶媒を真空で除去した。亜鉛粉末(35.7mg、2.0当量)、tert−ブチル4−[6−クロロ−5−(2−シアノ−1−メチル−エチル)ピリミジン−4−イル]ピペラジン−1−カルボキシレート(100.0mg、1.0当量)、Mg(OEt)(13.2mg、0.40当量)およびDMF(6.0mL、60.0mL/g)を添加し、スラリーを110℃で18時間加熱した。粗反応混合物のLCアッセイ収率は、19.0%(17.3mg)であった。
(実施例7):比較例−HBrを使用した臭素化反応の試行
多彩な溶媒中で、過剰なHBrおよび酢酸または臭化ナトリウム、ならびにメタンスルホン酸または銅触媒での活性化を用いたジクロロピリミジンニトリルの臭素化を試したが、有用な量の対応するジブロモピリミジンニトリルは得られなかった。
例えば、酢酸中の過剰なHBrまたはNaBrと、アセトニトリル中の化学量論量のメタンスルホン酸を使用したジクロロピリミジンニトリルの臭素化では、望ましいジブロモピリミジンへの変換は不完全にしかならず、反応混合物のHPLC分析に基づく可逆性および生成物分解の証拠を得た。あるいは、アセトニトリル、ジオキサンまたは1−ブタノール中での、ジクロロピリミジンニトリルと、過剰な臭化ナトリウムおよび触媒としての5mol%のCuIおよびリガンドとしての10mol%のN,N’−ジメチルエチレンジアミンまたは4,4’−ジ−tert−ブチル−2,2’−ビピリジンとの80〜120℃での反応は、望ましい生成物も、溶媒またはジアミンリガンドのピリミジン環への競合付加も示さなかった。
さらに、例えば試薬濃度または比、反応時間、反応温度などを含む、本明細書における列挙された特定の数値は、その間にあるすべての値、ならびにその任意の2つの値を選択することにより作り出され得るすべての範囲を開示し、包含するよう意図されていることは理解されるべきである。例えば、「約20℃、10℃、約0℃またはそれ未満」という反応温度への言及は、約0℃から約20℃、約0℃から約10℃、約10℃から約20℃、またはその間の任意の2つの値の反応温度の範囲を包含することが理解されるべきである。
本特許出願(特許請求の範囲を含む)における「を含む(comprise)」または「を含む(comprises)」または「を含む(comprising)」という用語に関しては、本出願人は、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、それらの用語が排他的ではなく包含的に解釈されるべきであるという原則、および明らかな理解のもとにそれらの用語が使用されていることを指摘し、それらの用語のそれぞれが、以下の特許請求の範囲を含め、この特許出願を解釈するにあたり、そのように解釈されるべきであると本出願人が意図していることも指摘する。
本明細書で使用されている、「1つの(a)」または「1つの(an)」への言及は、「1つまたは複数の(one or more)」を意味する。全体をとおして、数の指示以外の複数形および単数形は、互換的に扱うべきである。例えば、「化合物(a compound)」への言及は、単一の化合物および1つまたは複数の追加の化合物を含み、「薬学的に許容される担体(a pharmaceutically acceptable carrier)」への言及は、単一の薬学的に許容される担体、および1つまたは複数の追加の薬学的に許容される担体などを含む。例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
(項目1)
式I:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を調製する方法であって、式III:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式Iの化合物またはその塩を形成させるステップを含む(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)、方法。
(項目2)
式IIIの前記化合物またはその塩が、式IV:
Figure 2021169535

(式中、Yは、ブロモまたはクロロである)の化合物またはその塩を、構造:
Figure 2021169535

(式中、Lvは脱離基であり、Rはアミノ保護基である)を有するピペラジン化合物またはその塩と接触させるステップにより調製される、項目1に記載の方法。
(項目3)
Yがブロモである、項目2に記載の方法。
(項目4)
Lvが、水素およびハロゲンから選択され、Rが、アセチル、トリフルオロアセチル、フタルイミジル、ベンジル、トリフェニルメチル、ベンジリデニル、p−トルエンスルホニル、p−メトキシベンジル、tertブチルオキシカルボニル、9−フルオレニルメチルオキシカルボニルおよびカルボベンジルオキシから選択される、項目2または項目3に記載の方法。
(項目5)
式IVの前記化合物またはその塩が、約1モル当量から約1.5モル当量の前記ピペラジン化合物と接触させられる、項目2から4のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
式IVの前記化合物またはその塩が、前記ピペラジン化合物と、室温で接触させられる、項目2から5のいずれか一項に記載の方法。
(項目7)
式IVの前記化合物またはその塩が、式V:
Figure 2021169535

(式中、各Xは、クロロおよびヒドロキシルから独立して選択される)の化合物またはその塩を臭素化するステップにより調製される、項目2から6のいずれか一項に記載の方法。
(項目8)
各Xがクロロである、項目7に記載の方法。
(項目9)
各Xがヒドロキシルである、項目7に記載の方法。
(項目10)
前記臭素化剤が、臭素、ブロモトリメチルシラン、オキシ臭化リン、N−ブロモスクシンイミドおよび三臭化リンから選択される、項目7から9のいずれか一項に記載の方法。(項目11)
式Vの前記化合物またはその塩が、約2モル当量から約7モル当量の前記臭素化剤と接触させられる、項目7から10のいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
前記臭素化反応が、約70℃から約75℃の温度で実行される、項目7から11のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
式IVの前記化合物または塩が、式Vの前記化合物または塩の前記臭素化の後で、および前記ピペラジン化合物との反応の前に単離されない、項目7から12のいずれか一項に記載の方法。
(項目14)
臭素化反応中に、揮発性副生成物を除去するために蒸留が使用される、項目7から13のいずれか一項に記載の方法。
(項目15)
式IVの前記化合物または塩が:
(i)式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を塩素化して、式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに
(ii)式Vの前記化合物または塩を臭素化して、式IVの前記化合物またはその塩を形成するステップ
により調製される、項目2から14のいずれか一項に記載の方法。
(項目16)
式Vの前記化合物または塩が、Vの前記化合物または塩の前記塩素化の後で、および臭素化の前に単離されない、項目15に記載の方法。
(項目17)
塩素化剤が、オキシ塩化リンおよび三塩化リンから選択される、項目15または項目16に記載の方法。
(項目18)
式Vの前記化合物またはその塩が、約1.5モル当量から約5モル当量の前記塩素化剤の前記と接触させられる、項目15から17のいずれか一項に記載の方法。
(項目19)
式Vの前記化合物または塩が、VI
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を環化するステップにより調製される、項目15から18のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
式VIの前記化合物または塩をホルムアミジン塩と接触させて、式VIの前記化合物またはその塩を環化するステップを含む、項目19に記載の方法。
(項目21)
式IVの前記化合物またはその塩が:
(i)クロトノニトリルをマロネートと接触させて、式VI
Figure 2021169535

の化合物またはその塩、および式VIの化合物またはその塩を含む異性体混合物を形成するステップ;ならびに
(ii)式VIの前記化合物またはその塩を、式VIの前記化合物またはその塩から分離するステップ
により調製される、項目19または項目20に記載の方法。
(項目22)
分離が、酵素的分割により達成され、さらに、前記酵素的分割が、式IVおよび式VIの前記化合物、またはそれらの塩を含む前記異性体混合物を、ニトリラーゼ酵素またはリパーゼ酵素と接触させるステップにより達成される、項目21に記載の方法。
(項目23)
酵素的分割が、ニトリラーゼ酵素を使用することにより達成される、項目22に記載の方法。
(項目24)
前記異性体混合物が、酵素的分割の前に、反応生成混合物から単離されない、項目22または項目23に記載の方法。
(項目25)
前記クロトノニトリルが、約1から約1.5モル当量のマロネートと接触させられる、項目21から24のいずれか一項に記載の方法。
(項目26)
がアミノ保護基である、項目1から25のいずれか一項に記載の方法。
(項目27)
が、アセチル、トリフルオロアセチル、フタルイミジル、ベンジル、トリフェニルメチル、ベンジリデニル、p−トルエンスルホニル、p−メトキシベンジル、tertブチルオキシカルボニル、9−フルオレニルメチルオキシカルボニルおよびカルボベンジルオキシから選択される、項目26に記載の方法。
(項目28)
メタル化剤が有機金属化合物である、項目1から27のいずれか一項に記載の方法。
(項目29)
前記有機金属化合物が、マグネシウムまたはリチウムを含む、項目28に記載の方法。(項目30)
前記有機金属化合物が、イソプロピルマグネシウムクロリド、イソプロピルマグネシウムクロリド塩化リチウム錯体、sec−ブチルマグネシウムクロリド、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、リチウムトリ−n−ブチルマグネシエート、リチウムトリイソプロピルマグネシエートおよびリチウム(イソプロピル)(ジ−n−ブチル)マグネシエートから選択される、項目29に記載の方法。
(項目31)
式IIIの前記化合物またはその塩が、約1モル当量から約1.5モル当量の前記メタル化剤の前記と接触させられる、項目1から30のいずれか一項に記載の方法。
(項目32)
先行する項目のいずれか一項に記載の方法により調製される、式Iの化合物。
(項目33)
式IX:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩を調製する方法であって、
(i)式III
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩を、メタル化剤と接触させて、式I:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;
(ii)式Iの前記化合物またはその塩を還元して、式VII
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;
(iii)式VIIの前記化合物またはその塩を、任意選択で脱保護して、式VII
Figure 2021169535

の化合物またはその塩を形成するステップ;ならびに
(iv)式VIIの前記化合物またはその塩を、式VIII:
Figure 2021169535

の化合物またはその塩と接触させて、式IXの前記化合物またはその塩を形成するステップを含む、方法。
(項目34)
項目33に記載の方法により調製される、式IXの化合物。
(項目35)
式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩。
(項目36)
式V
Figure 2021169535

の化合物またはその塩。
(項目37)
式IV
Figure 2021169535

の化合物またはその塩。
(項目38)
式IV
Figure 2021169535

の化合物またはその塩。
(項目39)
式III:
Figure 2021169535

(式中、Rは、水素またはアミノ保護基である)の化合物またはその塩。

Claims (1)

  1. 明細書中に記載の発明。
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