TWI546281B - 使用不對稱觸媒之雙環化合物的光學離析方法 - Google Patents

使用不對稱觸媒之雙環化合物的光學離析方法 Download PDF

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Description

使用不對稱觸媒之雙環化合物的光學離析方法
本發明係關於一種雙環性γ-胺基酸衍生物或其藥理學上可接受之鹽，特別是作為α2δ配位體之具有活性的化合物及其中間體之光學活性的製造方法。
對電壓依賴性鈣通道之α2δ次單元顯示高親和性鍵之化合物係例如在神經性病變疼痛之治療中明顯有效(參照例如：非專利文獻1以及非專利文獻2)。
目前，作為神經性病變疼痛之治療藥已知有數種之α2δ配位體，α2δ配位體例如有：佳巴本汀(Gabapentin)、普瑞巴林(Pregabalin)等，如該等之化合物的α2δ配位體可用於癲癇及神經性病變疼痛等之治療(例如專利文獻1)。其它化合物係例如在專利文獻2、專利文獻3及專利文獻4等中揭示。
並且，申請人在目前為止，作為α2δ配位體及其製造方法已有專利文獻5及專利文獻6之報告。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]US 2006/154929
[專利文獻2]US 2003/220397
[專利文獻3]US 2004/152779
[專利文獻4]US 2003/78300
[專利文獻5]US 2010/249229
[專利文獻6]WO 2010/110361
[非專利文獻]
[專利文獻1]J Biol. Chem. 271(10): 5768-5776,1996
[專利文獻2]J Med. Chem. 41: 1838-18445,1998
本發明之目的係提供一種雙環性γ-胺基酸衍生物或其藥理學上可接受之鹽，特別是作為α2δ配位體之具有活性的化合物及其中間體之光學活性的製造方法。
專利文獻5及專利文獻6已報告如流程圖1所記載之化合物6的製造方法。
本申請案之發明者等著眼於化合物6之製造方法中的不對稱碳之立體控制的方法，為了開發其有效之方法而專心致志持續地進行研究。至目前為止之製法中，認為以最後步驟之前一步驟(第4步驟)進行光學離析，惟以早期步驟實施光學離析即可確立更有效之製造方法。
亦即，本發明所欲解決之課題係在化合物6之製造的早期步驟中，開發一種將該中間體作為光學活性化合物之製造方法。本申請案之發明者等為了解決該課題而專心致志持續研究，其結果係解決該課題，遂而完成本發明。
[式中，各取代基係如下定義：R1a表示氫原子或C1至C6烷基]
本發明係說明如下，[1]一種製造具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物的方法，其係
(1)藉由使具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，在具有通式(III)之化合物與光學活性胺及溶媒之存在下反應，使具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物的任一者轉換成具有通式(I’)之化合物與具有通式(I”)之化合物、或具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物之後，
(2)藉由將具有通式(I)之化合物從具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物分離者，或者，藉由將具有通式(II)之化合物從具有通式(I’)之化合物與具有通式(I”)之化合物分離， [各式中，取代基係如下定義：R1係氫原子或C1至C6烷基；R2及R3係相同或相異，為選自氫原子、鹵原子、硝基以及羧基之基]，而製造具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物的方法。
本發明之較佳態樣係以下之發明。
[2]一種製造具有通式(I)之化合物的方法，其係
(1)藉由使具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，在具有通式(III)之化合物與光學活性胺及溶媒之存在下反應，使具有通式(II)之化合物轉換成具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物之後,
(2)藉由將具有通式(I)之化合物從具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物分離， [各式中，取代基係如下定義：R1係氫原子或C1至C6烷基；R2及R3係相同或相異，為選自氫原子、鹵原子、硝基以及羧基之基]，而製造具有通式(I)之化合物的方法。
[3]如[1]或[2]所記載之方法，其中R1係氫原子、甲基或乙基。
[4]如[1]至[3]中任一者所記載之方法，其中R2係氫原子，R3係羧基。
[5]如[1]至[4]中任一者所記載之方法，其中相對於(1)中具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，具有通式(III)之化合物的使用量為0.5至2.0當量。
[6]如[2]至[5]中任一者所記載之方法，其在(1)中之光學活性胺係選自以下所示群組中之任一種， [式中之記號係下述之取代基：Me表示甲基；Ph表示苯基；Bn表示苄基；Et表示乙基；iPr表示異丙基；tBu表示第三丁基；Tf表示三氟甲磺醯基]。
[7]如[1]至[6]中任一者所記載之方法，其中相對於(1)中具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，光學活性胺之使用量為0.01至0.3當量。
[8]如[1]至[7]中任一者所記載之方法，其在(1)中之溶媒係選自以下所示群組中之任一種：乙腈、2-丙醇、四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、二甲基乙醯胺、二甲基 甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、二甲基亞碸。
[9]如[1]至[8]中任一者所記載之方法，其在(1)中進一步使用鹼。
[10]如[9]所記載之方法，其中所使用之鹼係選自以下所示群組中之任一種：磷酸鉀、三乙胺、三丁胺、二異丙基乙胺、4-甲基嗎福林、吡啶、四甲基乙二胺、N-甲基咪唑、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、4-甲吡啶、2,6-二甲基吡啶、N-甲基吡咯、N-甲基吡咯啶、N-甲基哌啶、二乙基苯胺。
[11]一種製造具有通式(IV)之化合物或其鹽之方法，其係使用藉由[2]至[10]中任一者之方法製造的具有通式(I)之化合物。
本發明係可用於製造一種雙環性γ-胺基酸衍生物或其藥理學上可接受之鹽，特別是作為α2δ配位體之具有活性的化合物及其中間體之光學活性。
本發明係在其製造之早期步驟中，有效地將該中間體作為光學活性化合物之製造方法。
並且，藉由在具有通式(III)之化合物中具有羧基，可更有效地進行精製步驟。
[實施發明之形態]
C1至C6烷基係碳數1至6之直鏈或分支鏈之烷基，例如：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、戊基、己基等，較佳為甲基、乙基以及丙基。
鹵原子係氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子，較佳為氯原子。
作為具有通式(I)或通式(II)之化合物，較佳為具有R1為氫原子、甲基或乙基之化合物。
作為具有通式(III)之化合物，較佳為R2為氫原子或氯原子；R3為氯原子、硝基或羧基。
作為具有通式(III)之化合物，更佳為4-硝基苯甲醛、2,4-二氯苯甲醛、4-甲醯苯甲酸，特佳為4-甲醯苯甲酸。藉由使具有通式(III)之化合物存在羧基，在反應結束後僅以鹼水溶液清洗有機層，即可從水層去除不需要之反應劑及醛醇加成生成物，並能以簡便操作而有效地取得高純度之光學活性的具有通式(I)或通式(II)之化合物。
相對於具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，具有通式(III)之化合物的使用量係以0.5至2.0當量為佳，以0.8至1.2當量更佳。
本發明中，在製造具有通式(I)之化合物時所使用之「光學活性胺」係以如以下之表1所示之光學活性2-取代吡咯啶衍生物或具有聯萘骨架之胺觸媒為佳。而且，在製造具有通式(II)之化合物時，可使用具有與在製造具有通式(I)之化合物時所使用之光學活性胺為相反的立體配置之對掌體(Enantiomer)。
相對於具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，光學活性胺之使用量係以0.01至0.3當量為佳，以0.05至0.15當量更佳。
更佳為以下所示之光學活性胺。
(R,R)-2,5-雙(甲氧基甲基)吡咯啶、(R)-(2-吡咯烷基)-1H-四唑、(R)-2-(甲氧基甲基)吡咯啶、(R)-2-(乙氧基甲基)吡咯啶、(R)-2-(異丙氧基甲基)吡咯啶、(R)-2-(第三丁氧基甲基)吡咯啶、(R)-2-(苯氧基甲基)吡咯啶、 (R)-二苯基甲基吡咯啶、N-[(2R)-2-吡咯啶基甲基]三氟甲磺醯胺、(R)-2-[雙(4-甲基苯基)甲基]吡咯啶、(R)-2-[雙(3,5-二甲基苯基)甲基]吡咯啶、(R)-2-[雙(4-氟苯基)甲基]吡咯啶、(S)-4,5-二氫-3H-二萘并[2,1-c：1’,2’-e]氮呯-2,6-二基雙(二苯基甲醇)((S)-4,5-dihydro-3H-dinaphtho[2,1-c：1’,2’-e]azepine-2,6-diylbis(diphenylmethanol))。
特佳為(R,R)-2,5-雙(甲氧基甲基)吡咯啶或(R)-二苯基甲基吡咯啶。
藉由適當地選擇所使用之光學活性胺的對掌體，即可製造具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物。
溶媒係以乙腈、2-丙醇、四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、二甲基亞碸等之高極性的溶媒為佳，以四氫呋喃、二甲氧基乙醯胺、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮更佳。
鹼方面係以磷酸鉀、三乙胺、三丁胺、二異丙基乙胺、4-甲基嗎福林、吡啶、四甲基乙二胺、N-甲基咪唑、1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4-二氮雜二環[2.2.2]辛烷、4-甲吡啶、2,6-二甲基吡啶、N-甲基吡咯、N-甲基吡咯啶、N-甲基哌啶、二乙基苯胺為佳，以4-甲基嗎福林、吡啶、N-甲基咪唑、4-甲吡啶、N-甲基哌啶更佳。
反應溫度係以20至80℃為佳，以30至50℃更佳。
藉由使用具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物，並與先前記載之專利文獻6(WO 2010/110361)所記載之相同方法進行製造，即可製造具有通式(IV)或通式(IV’)之化合物。
本發明中之「鹽」係指在通式(IV)所示之化合物等之中，藉由在該構造中具有胺基及羧基而使其與酸或鹼反應而形成鹽，故稱為其鹽。
具有通式(IV)之化合物等係藉由放置於大氣中或進行再結晶，吸收水分而附有吸附水，會有成為水合物之情形，如此之水合物亦包含於本發明之鹽中。
具有通式(IV)之化合物或其鹽係作為α2δ配位體顯示活性，對電壓依賴性鈣通道之α2δ次單元係有親和性，可使用作為疼痛、中樞神經病變以及其他病變之治療及/或預防所使用之醫藥組成物的有效成分。
[實施例] (實施例1) (1R,5S)-3-乙基雙環[3.2.0]庚-3-烯-6-酮
使4-甲醯苯甲酸(22.1g)、4-甲基嗎福林(16.3g)溶於N-甲基-2-吡咯啶酮(60mL)，並加入3-乙基雙環[3.2.0]庚-3-烯-6-酮之消旋混合物(20.0g)、(R)-二苯基甲基吡咯啶鹽酸鹽(4.02g)。
反應混合物在40℃中加溫，攪拌20小時並冷卻至室溫。在反應混合物中加入甲基第三丁基醚(100mL)、1mol/L鹽酸水(140mL)，激烈攪拌後分離有機層。再度地以甲基第三丁基醚(100mL)萃取水層。與有機層一致，加入水(200mL)、碳酸氫鈉(18.5g)，激烈攪拌後分離有機層。
將有機層以5%碳酸氫鈉水溶液(50mL)清洗並加以濃縮。將所得殘渣進行減壓蒸餾，得到無色油狀之標記化合物7.84g(39%、98% ee)。
(實施例2) (1R,5S)-3-乙基雙環[3.2.0]庚-3-烯-6-酮
在3-乙基雙環[3.2.0]庚-3-烯-6-酮之消旋混合物(100g)之N-甲基-2-吡咯啶酮(300mL)溶液中，加入4-甲醯苯甲酸(110g)、4-甲基嗎福林(74.3g)之後，再添加 (R,R)-(-)-2,5-雙(甲氧基甲基)吡咯啶(11.7g)。
反應混合物在40℃中加溫，攪拌28小時後冷卻至室溫，再攪拌12小時。將反應混合物冷卻至10℃，加入己烷(500mL)、5%碳酸氫鈉水溶液(700mL)，激烈攪拌後分離有機層。將水層以己烷(200mL)萃取3次，並與有機層一致。將一致之有機層以水(200mL)清洗，進行濃縮。所得殘渣進行減壓蒸餾，得到無色油狀之標記化合物45.3g(45%、97% ee)。
(實施例3) 3-乙基雙環[3.2.0]庚-3-烯-6-酮之光學純度的分析方法
由實施例1及2所得之(1R,5S)-3-乙基雙環[3.2.0]庚-3-烯-6-酮(以下稱為RS-異構物)與具有其相反的立體配置之光學異構物(以下稱為SR-異構物)的存在比率係以下述所示條件進行氣相層析分析而決定。
管柱：Cyclosil-B(0.25mm×30m,DF=0.25mm)
檢測器：FID
注入口之溫度：230℃
氣化室之溫度：230℃
烘箱之溫度：130℃(0至13min)→20℃/min→230℃(18至20min)
流速：1.5mL/min(He)
注入量：1μL
分析時間：20分鐘
試料之調製：在分析中使用將反應液10mL以己烷/5%碳酸氫鈉水溶液分液而得之己烷層
ee%：{[(RS-異構物區域)-(SR-異構物區域)]/[(RS-異構物區域)+(SR-異構物區域)]}×100
保持時間：RS-異構物：約7.1分鐘、SR-異構物：約8.2分鐘

Claims (9)

  1. 一種製造具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物的方法，其係 (1)藉由使具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，在具有通式(III)之化合物與光學活性胺及溶媒之存在下反應，使具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物的任一者轉換成具有通式(I’)之化合物與具有通式(I”)之化合物、或具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物之後， (2)藉由將具有通式(I)之化合物從具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物分離，或者，藉由將具有通式(II)之化合物從具有通式(I’)之化合物與具有通式(I”)之化合物分離， [各式中，取代基係如下定義：R1係氫原子或C1至C6烷基；R2及R3係相同或相異，為選自氫原子、鹵原子、硝基以及羧基之基]，而製造具有通式(I)之化合物或具有通式(II)之化合物的方法；其中在(1)中進一步使用鹼，且在(1)中之光學活性胺係選自以下所示群組中之任一種： [式中之記號係下述之取代基，Me表示甲基；Ph表示苯基；Bn表示苄基；Et表示乙基；iPr表示異丙基；tBu表示第三丁基；Tf表示三氟甲磺醯基]。
  2. 一種製造具有通式(I)之化合物的方法，其係 (1)藉由使具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，在具有通式(III)之化合物與光學活性胺及溶媒之存在下反應，使具有通式(II)之化合物轉換成具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物之後， (2)藉由將具有通式(I)之化合物從具有通式(II’)之化合物與具有通式(II”)之化合物分離， [各式中，取代基係如下定義：R1係氫原子或C1至C6烷基；R2及R3係相同或相異，為選自氫原子、鹵原子、硝基以及羧基之基]，而製造具有通式(I)之化合物的方法；其中在(1)中進一步使用鹼，且在(1)中之光學活性胺係選自以下所示群組中之任一種： [式中之記號係下述之取代基，Me表示甲基；Ph表示苯基；Bn表示苄基；Et表示乙基；iPr表示異丙基；tBu表示第三丁基；Tf表示三氟甲磺醯基]。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中R1係氫原子、甲基或乙基。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中R2係氫原子， R3係羧基。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中相對於(1)中具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，具有通式(III)之化合物的使用量為0.5至2.0當量。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中相對於(1)中具有通式(I)之化合物與具有通式(II)之化合物的消旋混合物，光學活性胺之使用量為0.01至0.3當量。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其在(1)中之溶媒係選自以下所示群組中之任一種：乙腈、2-丙醇、四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、二甲基亞碸。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中所使用之鹼係選自以下所示群組中之任一種：磷酸鉀、三乙胺、三丁胺、二異丙基乙胺、4-甲基嗎福林、吡啶、四甲基乙二胺、N-甲基咪唑、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、4-甲吡啶、2,6-二甲基吡啶、N-甲基吡咯、N-甲基吡咯啶、N-甲基哌啶、二乙基苯胺。
  9. 一種製造具有通式(IV)之化合物或其鹽之方法，其係包含藉由如申請專利範圍第2至8項中任一項之方法製造具有通式(I)之化合物的步驟，及使用具有通式(I)之化合物製造具有通式(IV)之化合物的步驟，
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