定義
如本文所用，術語「C
1 - 6
烷基」表示含有1至6個、特定言之1至5個碳原子之飽和線性或分支鏈烷基，例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基及其類似基團。特定「C
1 - 6
烷基」為甲基或乙基。 術語「鹵素」表示氟、氯、溴或碘，特定言之氟或氯。 術語「對映異構體」指示化合物之兩種立體異構體，其為彼此之不可重疊鏡像。 術語「非對映異構體」指示具有兩個或多於兩個對掌性中心且其分子並不為彼此之鏡像之立體異構體。 術語「醫藥學上可接受之鹽」係指保留式I化合物之生物效應及特性之習知酸加成鹽或鹼加成鹽，且由適合之無毒有機酸或無機酸或有機鹼或無機鹼形成。酸加成鹽包括例如衍生自無機酸之彼等鹽，該等無機酸諸如鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硫酸、胺磺酸、磷酸及硝酸；及衍生自有機酸之彼等鹽，該等有機酸諸如對甲苯磺酸、水楊酸、甲磺酸、草酸、丁二酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、反丁烯二酸及其類似酸。鹼加成鹽包括衍生自氫氧化銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉及氫氧化四級銨之彼等鹽，諸如氫氧化四甲基銨。醫藥化合物變成鹽之化學修改係醫藥化學家熟知之技術，以便獲得化合物之改良的物理及化學穩定性、吸濕性、流動性及溶解度。其例如描述於Bastin R.J.,等人, Organic Process Research & Development 2000, 4, 427-435；或Ansel, H., 等人, In: Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems,第6版(1995), 第196頁及第1456-1457頁中。
縮寫
MeCN 乙腈 API 活性藥物成分 BSA N,O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙醯胺 DBU 1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯 DIPEA N,N-二異丙基乙胺 eq 當量 IPA 異丙醇 IPAc 乙酸異丙酯 EtOAc或EA 乙酸乙酯 MeCy
2
N N,N-二環己基甲胺 2-MeTHF 2-甲基四氫呋喃 MSA 甲磺酸 MTBE 甲基第三丁基醚 NMM N-甲基嗎啉 TEA 三乙胺 TFA 三氟乙酸 TMPH 四甲基哌啶氫化物 v/v 體積比 wt.% 重量百分比 本發明提供用於製備式(X)化合物之方法，如
流程 1
中概述，及製備式(I)化合物，如
流程 2
中概述。
流程 1 其中R
1
及R
2
如上文所定義。 合成包含以下步驟中之一或多者： 步驟a)形成化合物(III)，
； 步驟b)形成化合物(IV)，
； 步驟c)形成化合物(V)，
； 步驟d)形成化合物(VI)，
； 步驟e)形成化合物(VII)，
， 步驟f)形成化合物(VIII)，
； 步驟g)形成化合物(IX)，
； 步驟h)形成式(X)化合物，
； 步驟i)形成式(XII)化合物，
； 其中R
1
為H或C
1-6
烷基；R
2
為H或羥基； 步驟j)經由式(I)化合物之水解形成式(I)化合物，
， 其中R
1
為H或C
1-6
烷基；R
2
為H或羥基； 步驟k)形成式(XV)化合物，
， 其中R
1
係H或C
1 - 6
烷基；R
2
係H或羥基；該酸選自D-麩胺酸、L-杏仁酸、1-羥基-2-萘甲酸、檸檬酸、4-胺基水楊酸、L-酒石酸、馬尿酸、丙二酸、戊二酸、草酸、反丁烯二酸、丁二酸、4-胺基苯甲酸、2,5-二羥基苯甲酸、L-蘋果酸、水楊酸、順丁烯二酸、(1S,3R)-(-)-樟腦酸、雙羥萘酸、黏液酸、棕櫚酸、油酸及乳糖酸； 步驟l)經由自式(XV)化合物分解形成式(I)化合物，
， 其中R
1
為H或C
1-6
烷基；R
2
為H或羥基。 本發明之另一實施例係式(Ia)化合物亦可類似於流程1，使用外消旋起始物質合成。 本發明方法步驟之詳細描述如下： 步驟a)形成化合物(III)。 化合物(III)係在適合之鹼存在下，在適合溶劑中，使用磺化劑合成。 適合之溶劑選自DCM、CHCl
3
、苯、THF、2-MeTHF、氟苯、吡啶、甲苯及二甲苯；特定言之適合之溶劑係甲苯。 適合之鹼選自TEA、DIPEA、TMPH、MeCy
2
N、NMM、吡啶、K
2
CO
3
、Na
2
CO
3
及Cs
2
CO
3
；特定言之適合之鹼係吡啶。 磺化劑選自烷基磺酸酐、烷基磺醯氯、芳基磺酸酐及芳基磺醯氯，特定言之選自甲磺酸酐、4-甲基苯磺酸酐及Tf
2
O；特定言之磺化劑係Tf
2
O。 反應在-40℃至25℃下進行，特定言之在0℃至10℃下進行。 步驟b)形成化合物(IV)。 化合物(IV)係在適合溶劑中，使用還原劑合成。 適合之溶劑選自苯、THF、2-MeTHF、氟苯、二甲苯及甲苯；特定言之溶劑係甲苯。 還原劑選自硼氫化鈉、硼氫化鋰、氰基硼氫化鈉、三乙醯氧基硼氫化物及硼氫化四烷基銨(諸如nBu
4
NBH
4
)、LAH、Red-Al，用Pd/C及阮來鎳(Raney Nickle)氫化；特定言之還原劑係nBu
4
NBH
4
。 反應在-20℃至100℃下進行，特定言之在65℃至75℃下進行。 在本發明中，使用甲苯作為步驟a)之溶劑，以便疊縮步驟a)及b)。設計將化合物(III)於甲苯中之溶液添加至Bu
4
NBH
4
溶液中之程序，使得易於控制步驟b)之反應溫度，具有較高產率及較少副產物。 步驟c)形成化合物(V)。 化合物(V)在適合之酸存在下及在適合之溶劑中合成。 適合之溶劑選自水、甲醇與水之混合物、乙醇與水之混合物及CAN與水之混合物；特定言之溶劑係甲醇與水之混合物。 適合之酸選自HCl、H
2
SO
4
、H
3
PO
4
、MSA、TFA、HCOOH、乙酸及路易斯酸(諸如碘)，特定言之酸係H
2
SO
4
。 反應在-5℃至50℃下進行，特定言之在5℃至15℃下進行。 步驟d)形成化合物(VI)。 化合物(VI)在適合之鹼存在下，使用適合之醯化劑及催化劑，在適合之溶劑中合成。 適合之醯化劑選自烷基醯基酸酐、烷基醯基氯化物、芳醯基氯化物，特定言之選自異丁醯氯、乙醯氯、甲基苯甲醯氯及苯甲醯氯；特定言之醯化劑係苯甲醯氯。醯化劑的量係1.0-2.0當量，特定言之1.4-1.5當量。 適合之催化劑選自DMAP、MgCl
2
及Bu
2
SnO；特定言之催化劑係Bu
2
SnO。催化劑的量係0.001-0.2當量，特定言之0.05當量。 在先前技術(例如Carbohydrate Research; 261 (1994); 149-156)中，吡啶用作溶劑，其具有高毒性且難以處理。用於當前步驟中之DCM對環境更加溫和且對於規模擴大操作良好。 在步驟d)中催化劑選擇極其重要，以實現高轉化以及高選擇性。若此步驟中僅存在一種鹼，諸如TEA，則反應將導致低轉化及弱選擇性(所需產物:雙保護副產物= 11:1)。儘管DMAP作為催化劑可改良轉化率(＞90%)，但預期仍具有弱選擇性(所需產物:雙保護副產物=3:2)。出人意料地，已發現Bu
2
SnO充當催化劑實現幾乎完全轉化及顯著提高的選擇性(所需產物:雙保護副產物＞ 97:3)。 適合之溶劑選自DCM、CHCl
3
、THF、2-MeTHF、甲苯及二甲苯；特定言之溶劑係DCM。 適合之鹼選自TEA、DIPEA、NMM、吡啶、Na
2
CO
3
及K
2
CO
3
；特定言之鹼係DCM。 反應在-20℃至45℃下進行，特定言之在0℃至10℃下進行。 步驟e)形成化合物(VII)。 化合物(VII)在適合之磺化劑及適合之鹼存在下，在適合之溶劑中合成。 磺化劑選自烷基磺酸酐、烷基磺醯氯、芳基磺酸酐及芳基磺醯氯，特定言之選自甲磺酸酐、4-甲基苯磺酸酐、MsCl及Tf
2
O；特定言之磺化劑係MsCl。 適合之溶劑選自DCM、CHCl
3
、苯、THF、2-MeTHF、氟苯、吡啶及甲苯；特定言之溶劑係甲苯。 適合之鹼選自TEA、DIPEA、TMPH、MeCy
2
N、NMM、吡啶、K
2
CO
3
、Na
2
CO
3
及Cs
2
CO
3
；特定言之適合之鹼係TEA。 反應在-10℃至25℃下進行，特定言之在0℃至5℃下進行。 步驟f)形成化合物(VIII)。 化合物(VIII)在適合之鹼存在下在適合之溶劑中合成。 適合之鹼選自NaOH、KOH、MeONa、MeOK、t-BuOK、及t-BuONa；特定言之鹼係MeONa。 適合之溶劑選自DCM與甲醇之混合物、DCM與乙醇之混合物及THF與甲醇之混合物；特定言之溶劑係DCM與甲醇之混合物。 反應在-10℃至25℃下進行，特定言之在10℃至15℃下進行。 步驟g)形成化合物(IX)。 式(IX)化合物在適合之格林納試劑(Grignard reagent)及催化劑存在下合成。 格林納試劑選自MeMgCl、MeMgBr及MeMgI；特定言之格林納試劑係MeMgCl。格林納試劑在-70℃至30℃下添加，特定言之在-5℃至0℃下添加。 適合之催化劑選自CuCl、CuI及CuBr，特定言之催化劑係CuCl，量為0.05-0.5當量，特定言之0.05當量。 步驟h)形成式(X)化合物。 式(X)化合物在適合之醯化劑及適合之酸存在下在適合之溶劑中合成。 適合之醯化劑選自烷基醯基酸酐、烷基醯基氯化物、芳醯基氯化物，特定言之選自AcCl、Ac
2
O；特定言之醯化劑係Ac
2
O。 酸選自TfOH、MSA、TFA、H
2
SO
4
及AcOH與H
2
SO
4
之混合物；特定言之酸係AcOH與H
2
SO
4
之混合物，其為1-10 wt.% H
2
SO
4
於AcOH溶液中，特定言之4 wt.% H
2
SO
4
於AcOH溶液中。 溶劑選自DCM、CHCl
3
、2-MeTHF、甲苯、IPAc及EtOAc；特定言之溶劑係EtOAc。 反應在-10℃至50℃下進行，特定言之在0℃至40℃下進行。 在先前技術(例如US2016/0194350)中，此轉化經由兩步法實現。第一步係保護無保護二級醇且第二步係對雙醇去除保護基，隨後用乙醯基原位保護。DCM在類似反應中用作溶劑，但產生更多雜質。EtOAc作為溶劑用於本發明步驟h)中可出人意料地解決上述問題，且產生更清潔的反應並易於處理。 步驟i)形成式(XII)化合物。 式(XVI)化合物在適合之酸存在下在適合之溶劑中合成。 適合之路易斯酸選自TMSOTf及TMSI及HI，特定言之酸係TMSOTf，量為0.05-1.2當量，特定言之0.05當量。 適合之溶劑選自DCM、CHCl
3
、苯、THF、2-MeTHF、氟苯、二甲苯、2,4-二噁烷及甲苯；特定言之溶劑係甲苯。 步驟j)經由式(I)化合物之水解形成式(I)化合物。 式(I)化合物在適合之鹼存在下在適合之溶劑中在含有或不含相轉移催化劑的情況下合成。 適合之鹼選自NaOH、KOH、MeONa、MeOK、K
2
CO
3
及NH
3
.H
2
O；特定言之鹼係K
2
CO
3
。 反應在選自甲醇、乙醇、甲醇與乙醇之混合物、THF與甲醇之混合物及2-MeTHF與甲醇之混合物的溶劑中進行；特定言之溶劑係2-MeTHF與甲醇之混合物。混合物溶劑之比率選自1:1、1:2、1:5、1:10、10:1、5:1及2:1，特定言之2-MeTHF與甲醇之混合物溶劑之比率係5:1。 相轉移催化劑選自PEG-200、PEG-400及PEG-600；特定言之相轉移催化劑係PEG-400。 反應在0℃至45℃下進行，特定言之在25℃至35℃下進行。 步驟k)形成式(XV)化合物。 式(XV)化合物在適合之酸存在下在適合之有機溶劑中合成。 適合之酸選自D-麩胺酸、L-杏仁酸、1-羥基-2-萘甲酸、檸檬酸、4-胺基水楊酸、L-酒石酸、馬尿酸、丙二酸、戊二酸、草酸、反丁烯二酸、丁二酸、4-胺基苯甲酸、2,5-二羥基苯甲酸、L-蘋果酸、水楊酸、順丁烯二酸、(1S,3R)-(-)-樟腦酸、雙羥萘酸、黏液酸、棕櫚酸、油酸及乳糖酸；特定言之該酸選自1-羥基-2-萘甲酸、檸檬酸、4-胺基水楊酸、L-酒石酸、2,5-二羥基苯甲酸；更特定言之該酸係檸檬酸。 適合之溶劑選自MeOH、EtOH、正丙醇、IPA、MeCN、丙酮、THF、甲苯；特定言之溶劑係MeCN。為提高式(XV)化合物之純度，可添加添加劑至溶劑，其中添加劑係水，與溶劑體積比(V
水
/V
溶劑
)係0.005-0.015，特定言之0.005。 就改進純度而言，步驟k)為整個方法的關鍵。在本發明中，步驟h)、i)及j)疊縮，沒有單離固體。粗製式(I)化合物之典型純度係約75-90%。嘗試不同純化及單離方法。在各種條件下嘗試粗製式(I)化合物之直接結晶，其不產生沈澱或沈澱產率低。矽膠管柱純化法將粗化合物純度升高至90-95%，隨後結晶得到可接受的產率，但此方法不適合於工業規模製造。最終，經由謹慎地選擇酸(諸如檸檬酸)及溶劑系統(諸如水及CH
3
CN，V
水
/V
MeCN
=0.005)，形成式(XV)化合物，出人意料地提供用於工業規模製造之有效且可靠的方法。本發明步驟k)中設計之溶劑系統提供高產率及良好的雜質淨化效果。 步驟l)經由自式(XV)化合物分解形成式(I)化合物。 此步驟中之式(I)化合物係經由在適合之鹼存在下，在適合之溶劑中進行分解反應，然後進行再結晶製程來合成。 用於分解反應中之適合之鹼選自Na
2
CO
3
、K
2
CO
3
、NaHCO
3
、KHCO
3
、NaOH及KOH；特定言之鹼係Na
2
CO
3
。 用於分解反應中之適合之溶劑選自IPAc、EtOAc、MTBE、甲苯、THF、2-MeTHF；特定言之溶劑係IPAc。 再結晶法係在適合之溶劑中，在20℃至70℃下，特定言之在40℃至50℃下，進行2至48小時，特定言之進行19小時。 用於再結晶程序中之適合之溶劑係水與有機溶劑之混合物，其中有機溶劑選自MeOH、EtOH及正丙醇，特定言之有機溶劑係EtOH。有機溶劑於水中之適合之重量百分比(wt.%)係0-30 wt.%，特定言之7.8 wt.%。 在另一實施例中，用於再結晶程序中之適合之溶劑係極性有機溶劑與非極性有機溶劑之混合物；其中極性有機溶劑選自MeOH、EtOH、正丙醇及正丁醇；非極性有機溶劑選自正庚烷及正己烷；特定言之，用於再結晶程序中之溶劑係正丙醇與正庚烷之混合物。極性溶劑於溶劑混合物中之適合之重量百分比係0-80 wt.%，特定言之60-75 wt.%，更特定言之60 wt.%。
實例
將參考以下實例更充分地理解本發明。然而，其不應解釋為限制本發明之範疇。
實例 1 [( 3aR , 5R , 6S , 6aR )- 5 -[( 4R )- 2 , 2 - 二甲基 - 1 , 3 - 二氧環戊 - 4 - 基 ]- 2 , 2 - 二甲基 - 3a , 5 , 6 , 6a - 四氫呋喃并 [ 2 , 3 - d ][ 1 , 3 ] 二氧雜環戊烯 - 6 - 基 ] 三氟甲烷磺酸酯 ( 化合物 III ) 在5℃至15℃下向1500 L具玻璃內襯之反應器饋入(3aR,5S,6S,6aR)-5-[(4R)-2,2-二甲基-1,3-二氧環戊-4-基]-2,2-二甲基-3a,5,6,6a-四氫呋喃并[2,3-d][1,3]二氧雜環戊烯-6-醇(化合物(II)，60.0 kg，231 mol)、甲苯(600 L)及吡啶(36.4 kg，460 mol)。在冷卻至0℃至10℃後，隨後在0℃至10℃下歷經2小時向反應混合物逐滴饋入Tf
2
O (78.0 kg，276 mol)且在0℃至10℃下攪拌另外4小時。隨後藉由在0℃至10℃下緩慢添加水(180 L)淬滅反應。在相分離後，有機相用10% AcOH (240 L，三次)、飽和NaHCO
3
(240 L，兩次)及水(180 L)洗滌，經Na
2
SO
4
(60 kg)乾燥4小時。藉由真空過濾移除固體，且濕濾餅用甲苯(30 L)洗滌。合併之有機相(溶液A)不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 2 ( 3aR , 5S , 6aR )- 5 -[( 4R )- 2 , 2 - 二甲基 - 1 , 3 - 二氧環戊 - 4 - 基 ]- 2 , 2 - 二甲基 - 3a , 5 , 6 , 6a - 四氫呋喃并 [ 2 , 3 - d ][ 1 , 3 ] 間二氧雜環戊烯 ( 化合物 ( IV )) 在5℃至15℃下向3000 L具玻璃內襯之反應器饋入nBu
4
NBH
4
(119 kg，462 mol)及甲苯(240 L)。在加熱至65℃至75℃後，隨後向反應混合物逐滴添加來自前一步驟之溶液A，同時將反應溫度控制在65℃至75℃。在添加後，在65℃至75℃下攪拌反應混合物8小時且隨後冷卻至0℃至10℃，藉由緩慢添加水(600 L)淬滅，同時將混合物溫度控制在0℃至10℃。所得混合物隨後在0℃至10℃下攪拌另外一小時。在相分離之後，水相用1:1甲苯/正庚烷(600 L，兩次)萃取。合併之有機相用20% NaCl水溶液(200 L)洗滌，隨後濃縮以形成油(64.0 kg；50.4 kg化合物(IV)，基於分析結果)，其不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 3 ( 1R )- 1 -[( 3aR , 5S , 6aR )- 2 , 2 - 二甲基 - 3a , 5 , 6 , 6a - 四氫呋喃并 [ 2 , 3 - d ][ 1 , 3 ] 間二氧雜環戊烯 - 5 - 基 ] 乙烷 - 1 , 2 - 二醇 ( 化合物 ( V )) 在5℃至15℃下向3000 L具玻璃內襯之反應器饋入(3aR,5S,6aR)-5-[(4R)-2,2-二甲基-1,3-二氧環戊-4-基]-2,2-二甲基-3a,5,6,6a-四氫呋喃并[2,3-d][1,3]間二氧雜環戊烯(化合物(IV)，64.0 kg粗製，50.4 kg藉由重量分析，206 mol)及甲醇(830 L)。隨後向反應混合物添加0.8% H
2
SO
4
水溶液(224 L)，同時將反應溫度控制在5℃至15℃。在添加後，將反應混合物加熱至25℃至30℃且在此溫度下攪拌16小時，隨後冷卻至10℃至20℃且藉由添加2 N NaOH溶液(約20 kg)淬滅，以調整至pH = 7-8。濃縮反應混合物以移除所有揮發物，且向保留的殘餘物饋入DCM (900 kg)，且所得有機溶液經Na
2
SO
4
(250 kg)乾燥8小時。藉由真空過濾移除固體，且溶液(34.1 kg化合物(V)，藉由重量分析)不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 4 [( 2R )- 2 -[( 3aR , 5S , 6aR )- 2 , 2 - 二甲基 - 3a , 5 , 6 , 6a - 四氫呋喃并 [ 2 , 3 - d ][ 1 , 3 ] 間二氧雜環戊烯 - 5 - 基 ] - 2 - 羥基 - 乙基 ] 苯甲酸酯 ( 化合物 ( VI )) 向1500 L具玻璃內襯之反應器饋入(1R)-1-[(3aR,5S,6aR)-2,2-二甲基-3a,5,6,6a-四氫呋喃并[2,3-d][1,3]間二氧雜環戊烯-5-基]乙烷-1,2-二醇(化合物(V)，63.9 kg藉由重量分析，313 mol)於DCM中之溶液、TEA (47.5 kg，318 mol)及Bu
2
SnO (3.9 kg，15.7 mol，0.05當量)。在冷卻至-10℃至0℃後，隨後在-10℃至0℃下向反應混合物逐滴饋入BzCl (61.8 kg，440 mol，1.4當量)，隨後在0℃至10℃下攪拌1小時。藉由在-10℃至15℃下緩慢添加水(50 L)淬滅反應，隨後在-10℃至15℃下用2 N HCl水溶液(約9 L)中和以調整至pH = 6-7，且攪拌20分鐘。在相分離之後，有機相用飽和NaHCO
3
(100 L)及20% NaCl (100 L)洗滌。所得有機相經Na
2
SO
4
(25 kg)乾燥8小時。反應混合物經由矽藻土墊(20 kg)過濾，且有機溶液在真空下濃縮以移除所有揮發物。在15℃至25℃下將所得粗混合物懸浮於EtOAc (128 L)及正庚烷(512 L)中，隨後加熱至50℃且攪拌2小時。反應混合物隨後歷經2小時冷卻至10℃至20℃，且在此溫度下攪拌1小時。懸浮液經由離心分離，且濕濾餅在真空烘箱(30 mmHg，50℃)中乾燥18小時，得到化合物(V) (66.5 kg，69.0%產率)。 化合物(
VI)
：
1
H NMR (400 MHz, DMSO)
δ
ppm: 8.05-8.08 (m, 2H), 7.61 (m,1H), 7.46 (m,2H), 5.85 (d,
J
= 3.60 Hz, 1H), 4.80 (t,
J
= 4.20 Hz, 1H), 4.47-4.52 (dd,
J
= 11.40, 3.60 Hz
,
1H), 4.32-4.39 (m, 2H), 4.21-4.26 (m, 1H), 2.53 (br.s., 1H), 2.11-2.17 (dd,
J
= 13.20, 4.50 Hz, 1H), 1.92-2.02 (m, 1H), 1.53 (s, 3H), 1.34 (s, 3H)。
實例 5 [( 2R )- 2 -[( 3aR , 5S , 6aR )- 2 , 2 - 二甲基 - 3a , 5 , 6 , 6a - 四氫呋喃并 [ 2 , 3 - d ][ 1 , 3 ] 間二氧雜環戊烯 - 5 - 基 ]- 2 - 羥基 - 乙基 ] 苯甲酸酯 ( 化合物 ( VII )) 向300 L具玻璃內襯之反應器饋入[(2R)-2-[(3aR,5S,6aR)-2,2-二甲基-3a,5,6,6a-四氫呋喃并[2,3-d][1,3]間二氧雜環戊烯-5-基]-2-羥基-乙基]苯甲酸酯(化合物(VI)，25 kg，81.1 mol)、DCM (250 L)、DMAP (198 g，1.62 mol)及TEA (12.3 kg，82.4 mol)。在冷卻至0℃至5℃後，隨後在0℃至5℃下歷經2小時向反應混合物饋入MsCl (11.2 kg，97.8 mol)，且在0℃至5℃下攪拌1小時。隨後藉由在0℃至10℃下添加水(50 kg)淬滅反應。隨後向反應混合物饋入1 N HCl (約12 L)以調整至pH = 5-6且攪拌20分鐘。在相分離之後，有機相用飽和NaHCO
3
(50 L)及20% NaCl (50 L)洗滌。所得有機相經Na
2
SO
4
(20 kg)乾燥2小時。藉由真空過濾移除固體，且有機溶液不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 6 ( 3aR , 5S , 6aR )- 2 , 2 - 二甲基 - 5 -[( 2S )- 環氧乙烷 - 2 - 基 ]- 3a , 5 , 6 , 6a - 四氫呋喃并 [ 2 , 3 - d ][ 1 , 3 ] 間二氧雜環戊烯 ( 化合物 ( VIII )) 向300 L具玻璃內襯之反應器饋入MeOH (50 L)及NaOMe (9.8 kg，181 mol)。在冷卻至5℃至10℃後，在5℃至10℃下向反應混合物逐滴饋入來自上一步驟之[(2R)-2-[(3aR,5S,6aR)-2,2-二甲基-3a,5,6,6a-四氫呋喃并[2,3-d][1,3]間二氧雜環戊烯-5-基]-2-羥基-乙基]苯甲酸酯(化合物(VII))於DCM中之溶液。反應混合物在10℃至15℃下攪拌2小時，且隨後藉由添加水(100 L)淬滅。在相分離之後，水相用DCM (50 L)萃取，且合併之有機相用20% NaCl (50 L)洗滌，且隨後在真空下濃縮以移除所有揮發物。殘餘物隨後藉由管柱層析純化，得到粗化合物(VIII) (8.4 kg)。隨後將粗化合物(VIII)懸浮於正庚烷(5 L)中。真空過濾，且濕濾餅在真空下乾燥8小時，得到化合物(VIII) (7.76 kg，51%產率)。反應時間及溫度對此步驟係關鍵的，否則將發生形成環氧化物之甲氧基加合物的過度反應。
化合物 (VIII)
：
1
H NMR: (300 MHz, CDCl
3
)
δ
ppm: 5.87 (d,
J
= 3.76 Hz, 1H), 4.77 (t,
J
= 4.00 Hz, 1H), 4.20-4.28 (m, 1H), 3.14-3.20 (m, 1H), 2.83-2.88 (m, 1H), 2.63 (dd,
J
= 5.00, 2.80 Hz, 1H), 2.09 (dd,
J
= 12.00, 4.00 Hz, 1H), 1.69-1.79 (m, 1H), 1.52 (s, 3H), 1.34 (s, 3H)。
實例 7 ( 1S )- 1 -[( 3aR , 5S , 6aR )- 2 , 2 - 二甲基 - 3a , 5 , 6 , 6a - 四氫呋喃并 [ 2 , 3 - d ][ 1 , 3 ] 間二氧雜環戊烯 - 5 - 基 ] 丙 - 1 - 醇 ( 化合物 ( IX )) 向300 L具玻璃內襯之反應器饋入CuCl (520 g，5.25 mol. 0.05當量)及THF (71 kg)。在冷卻至-5℃至0℃後，在-5℃至0℃下向反應混合物逐滴饋入THF溶液(46 kg)中之3N MeMgCl，且隨後在-5℃至0℃下攪拌30分鐘。隨後在0℃至10℃下緩慢添加(3aR,5S,6aR)-2,2-二甲基-5-[(2S)-環氧乙烷-2-基]-3a,5,6,6a-四氫呋喃并[2,3-d][1,3]間二氧雜環戊烯(化合物(VIII)，19.3 kg，104 mol)於THF (71 kg)中之溶液。在0℃至10℃下攪拌反應混合物1小時，隨後在0℃至5℃下歷經2小時添加至含有NH
4
Cl水溶液(13.5 kg於121.15 kg水中)之1000 L具玻璃內襯之反應器中，用EtOAc (90 kg)萃取兩次。合併之有機相用5% NH
3 .
H
2
O水溶液(7.5 kg)、5% NH
3 .
H
2
O水溶液(2.5 kg)及15.6% NaCl水溶液(30 kg)洗滌兩次。有機相隨後在真空下濃縮以移除所有揮發物。隨後向殘餘物饋入正庚烷(5.13 kg)，且所得混合物在50℃下攪拌30分鐘以形成透明溶液，其歷經4小時緩慢冷卻至20℃至30℃，且隨後歷經2小時進一步冷卻至0℃至5℃。反應混合物在0℃至5℃下攪拌30分鐘，隨後藉由真空過濾移除固體，且濕濾餅在真空烘箱(約30 mmHg，50℃)中乾燥6小時，得到化合物(IX) (4.77 kg，87.8%產率)
化合物 (IX)
：
1
H NMR (400 MHz, CDCl
3
)
δ
ppm: 5.83 (d,
J
= 3.76 Hz, 1H), 4.81 - 4.73 (m, 1H), 4.26-4.19 (m, 1H), 3.91-3.82 (m, 1H), 2.08-2.02 (m, 1H), 1.93 - 1.89 (m, 1H), 1.54 (s, 3H), 1.49-1.39 (m, 2H), 1.34 (s, 3H), 1.02 (t,
J
= 7.53 Hz, 3H)。
實例 8 [( 3R , 5S )- 5 -[( 1S )- 1 - 乙醯氧基丙基 ]- 3 - 羥基 - 四氫呋喃 - 2 - 基 ] 乙酸酯 ( 化合物 ( Xa )) 向500 L具玻璃內襯之反應器饋入(1S)-1-[(3aR,5S,6aR)-2,2-二甲基-3a,5,6,6a-四氫呋喃并[2,3-d][1,3]間二氧雜環戊烯-5-基]丙-1-醇(14.8 kg，73.2 mol)及EtOAc (72.3 kg)。反應混合物在30℃至35℃下攪拌30分鐘，隨後歷經60分鐘冷卻至0℃至10℃，隨後在0℃至10℃下添加Ac
2
O (26.9 kg，263 mol)及H
2
SO
4
於AcOH中之預混溶液(0.356 kg H
2
SO
4
於8.90 kg AcOH中，或4 wt.% H
2
SO
4
於AcOH中)。反應混合物在0℃至10℃下攪拌另外30分鐘，隨後加熱至35℃至40℃且保持在此溫度下2小時。將反應混合物冷卻至0℃至10℃且藉由緩慢添加20% Na
2
CO
3
水溶液(50 L)淬滅，同時將混合物溫度控制在10℃至20℃。在相分離之後，藉由EtOAc (15 L，兩次)萃取水相。合併之有機相用15.6% NaCl水溶液(10 L，兩次)洗滌，隨後濃縮以形成油(7.0 kg (藉由分析5.74 kg化合物(Xa)))，其不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 9 [( 2R , 3R , 5S )- 5 -[( 1S )- 1 - 乙醯氧基丙基 ]- 2 -( 5 - 胺基 - 2 - 側氧基 - 噻唑并 [ 4 , 5 - d ] 嘧啶 - 3 - 基 ) 四氫呋喃 - 3 - 基 ] 乙酸酯 ( 化合物 ( XIIa )) 向500 L具玻璃內襯之反應器饋入5-胺基-3H-噻唑并[4,5-d]嘧啶-2-酮(8.74 kg，52.0 mol，0.94當量)及甲苯(75.7 kg)。將反應混合物加熱至110℃且移除部分甲苯(37.9 kg)。在冷卻至75℃至80℃後，歷經40分鐘時間段向反應混合物饋入BSA (25.6 kg，126 mol，2.3當量)。反應混合物隨後在75℃至80℃下攪拌2小時，隨後添加TMSOTf (1.12 kg，5.04 mol，0.05當量)，接著歷經45分鐘添加[(3R,5S)-5-[(1S)-1-乙醯氧基丙基]-3-羥基-四氫呋喃-2-基]乙酸酯(15.97 kg，55.4 mol)於甲苯(47 kg)中之溶液，同時將溫度保持在75℃至80℃。反應混合物在75℃至80℃下攪拌6.5小時，隨後冷卻至0℃至10℃，且藉由在0℃至10℃下添加水(152.4 kg)淬滅，隨後添加IPAc (77.4 kg)。在相分離之後，再次用IPAc (38.7 kg)萃取水相。合併之有機相用水(42.6 kg)、15.6% NaCl水溶液(42.6 kg)洗滌，且在真空中濃縮。將殘餘物溶解於2-MeTHF (10.0 kg)中，隨後再次濃縮，此方法重複一次。粗產物不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 10 [( 1S )- 1 -[( 2S , 4R , 5R )- 5 -( 5 - 胺基 - 2 - 側氧基 - 噻唑并 [ 4 , 5 - d ] 嘧啶 - 3 - 基 )- 4 - 羥基 - 四氫呋喃 - 2 - 基 ] 丙基 ] 乙酸酯 ( 化合物 ( Ib )) 向100 L玻璃夾套反應器饋入來自上一步驟之[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基]乙酸酯(化合物(XII)，8.80 kg，22.2 mol)於2-MeTHF (6.12 kg)中之溶液、2-MeTHF (35.66 kg)、粉末K
2
CO
3
(12.47 kg，90.2 mol)、PEG-400 (0.895 kg)及MeOH (6.97 kg)。在30℃至35℃下攪拌反應混合物11小時，且藉由真空過濾移除固體。濕濾餅用IPAc (20.2 kg)洗滌，且合併之濾液用水(10 kg)、15.6% NaCl水溶液(10 kg)洗滌。有機相在真空下濃縮以移除所有揮發物，且將殘餘物溶解於MeCN (69.5 kg)中。所得混合物不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 11 [( 1S )- 1 -[( 2S , 4R , 5R )- 5 -( 5 - 胺基 - 2 - 側氧基 - 噻唑并 [ 4 , 5 - d ] 嘧啶 - 3 - 基 )- 4 - 羥基 - 四氫呋喃 - 2 - 基 ] 丙基 ] 乙酸酯檸檬酸 ( 化合物 ( XVa )) 將來自實例10中最後步驟之混合物加熱至45℃至52℃，且在45℃至52℃下攪拌30分鐘。隨後向混合物饋入單水合檸檬酸(4.67 kg，22.2 mol)及水(0.440 kg，V
水
/V
MeCN
= 0.005)。所得混合物在45℃至52℃下攪拌4小時，隨後歷經10小時冷卻至0℃。固體經由離心分離，且濕濾餅用MeCN (1.0 kg)洗滌，並在真空烘箱(30 mmHg，40℃)中乾燥32小時，得到化合物(XVa) (9.04 kg，74.5%產率)。基於NMR資料，化合物(Ib)與化合物(XVa)之檸檬酸的比率係1:1。
化合物 (XVa)
：
1
H NMR (400 MHz,
d6
-DMSO)
δ
ppm: 8.34 (s, 1H), 6.91 (br. s., 2H), 5.82 (s, 1H), 5.46-5.58 (m, 1H), 4.70-4.82 (m, 2H), 4.14-4.23 (m, 1H), 2.60-2.80 (m, 4H), 2.42-2.48 (m, 1H), 1.98 (s, 3H), 1.78-1.88 (m, 1H), 1.55-1.70 (m, 1H), 1.34-1.49 (m, 1H), 0.82 (t,
J
= 7.40 Hz, 3H)。MS obsd. (ESI
+
) [(M+H)
+
]: 355。
實例 12 篩檢式 ( XV ) 化合物之酸
形成式(XV)化合物或化合物(XVa)對於式(I)或(Ia)化合物之規模擴大及品質控制係基本的，其需要全面設計酸及溶劑系統之選擇，以達成最佳化的化合物回收及品質。
初始篩檢 ：
向2 mL Crystal-16 (Technobis Crystal-16)小瓶添加[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基] (20 mg，0.056 mmol)、酸(1.0當量)及有機溶劑(200 μL)。將混合物加熱至50℃，隨後以0.2℃/分鐘恆定冷卻速率緩慢冷卻至10℃。懸浮液藉由離心分離。結果概述於表1中。
表 1 . MeCN 中之化合物 ( XVa ) 篩檢
基於上文資料，反應混合物在丙酮中具有較大溶解度。因此選擇檸檬酸於MeCN中及1-羥基-2-萘甲酸於MeCN中形成化合物(XVa)用於進一步規模擴大及純度分析。 向10 mL Easy-Max試管反應器(Mettler-Toledo EasyMax)饋入[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基] (250 mg，91.66%純度，0.80 mmol)、酸(1.0當量)及MeCN (2.5 mL)。將混合物加熱至50℃，隨後以0.2℃/分鐘恆定冷卻速率緩慢冷卻至-10℃。若形成懸浮液，則藉由真空過濾分離固體，且藉由UPLC測試純度。結果概述於表3中： 表3.最佳化的式(XV)化合物形成
基於表3中之資料，藉由增加的溶劑量再次測試用檸檬酸於MeCN中形成化合物(XV)的實驗條件。 向250 mL圓底燒瓶中饋入[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基] (5.10 g，16.3 mmol，91.66%純度)、單水合檸檬酸(2.82 g，14.7 mmol)及MeCN (102 mL)。在室溫下將混合物攪拌隔夜。固體藉由真空過濾分離，且濕濾餅在真空烘箱中在40℃下乾燥隔夜，得到8.9 g白色固體(68.8%產率，97.31%純度)。 基於上文之結果，進行聚焦於進一步改良產物純度之其他最佳化。添加水作為共溶劑用以影響產物純度及回收，進行另一項研究以分析不同含水量的方法影響。 向500 mL圓底燒瓶饋入[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基] (10.0 g，86.72%純度，32.0 mmol)、單水合檸檬酸(5.83 g，27.8 mmol)、MeCN (200 mL)及水(參見表4)。將混合物加熱至50℃，隨後以0.2℃/分鐘恆定冷卻速率緩慢冷卻至-10℃。若形成懸浮液，則藉由真空過濾分離固體，且濕濾餅在真空烘箱中在50℃下乾燥24小時，得到產物。結果概述於表4中。 表4.水效果之研究
*與MeCN之體積比 由於在之後的步驟中存在兩個另外的再結晶操作，因此在此步驟中較高回收率是更加有利的。基於上文之結果，選擇藉由添加0.9當量單水合檸檬酸於20體積MeCN及0.1體積水中形成化合物(XVa)用於規模擴大。
實例 13 自化合物 ( XVa ) 分離製備 [( 1S )- 1 -[( 2S , 4R , 5R )- 5 -( 5 - 胺基 - 2 - 側氧基 - 噻唑并 [ 4 , 5 - d ] 嘧啶 - 3 - 基 )- 4 - 羥基 - 四氫呋喃 - 2 - 基 ] 丙基 ] 乙酸酯 ( 化合物 ( Ib )) 向50 L玻璃夾套反應器饋入Na
2
CO
3
(0.819 kg，7.73 mol)及水(19.8 kg)。混合物在20℃至30℃下攪拌30分鐘，且隨後添加IPAc (18.2 kg)及[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基]乙酸酯檸檬酸(3.0 kg，5.49 mol)。在20℃至30℃下攪拌反應混合物另外3小時。在相分離之後，有機相用飽和Na
2
CO
3
水溶液(20.2 kg)、水(20.0 kg)、飽和NaCl水溶液(21.7 kg)洗滌。此類萃取重複兩次。有機溶液在真空下濃縮以移除揮發物，得到粗製溶液(13.04 kg)，隨後向其添加IPAc (6.05 kg)。隨後將反應混合物加熱至40℃至50℃且攪拌1小時，接著緩慢添加正庚烷(8.05 kg)，且所得混合物在40℃至50℃下攪拌另外12小時。在歷經4小時時間段緩慢冷卻至0℃至10℃且在0℃至10℃下攪拌30分鐘後，添加正庚烷(10.1 kg)，且所得混合物在0℃至10℃下保持2小時。懸浮液藉由真空過濾分離，且濕濾餅用正庚烷(6 kg)洗滌。濕濾餅在真空烘箱(30 mmHg，45℃)下乾燥19小時，得到粗化合物(Ib) (3.15 kg)。 向50 L玻璃夾套反應器饋入水(35.65 kg)、EtOH (3.00 kg，7.8 wt.%比水)及粗化合物(Ib) (3.15 kg)。將混合物加熱至40℃至50℃且攪拌19小時。隨後在歷經4小時冷卻至0℃至10℃後，形成懸浮液且經由真空過濾分離，且濕濾餅用水(5.00 kg)洗滌兩次。濕濾餅在真空烘箱(30 mmHg，50℃)中乾燥24小時，得到[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基]乙酸酯(2.76 kg，99.43%純度，47.3%產率)。
化合物 (Ib) ： 1
H NMR (400 MHz,
d6
-DMSO)
δ
ppm: 8.34 (s, 1H), 6.91 (br. s., 2H), 5.82 (s, 1H), 5.46-5.58 (m, 1H), 4.70-4.82 (m, 2H), 4.14-4.23 (m, 1H), 2.42-2.48 (m, 1H), 1.98 (s, 3H), 1.78-1.88 (m, 1H), 1.55-1.70 (m, 1H), 1.34-1.49 (m, 1H), 0.82 (t,
J
= 7.40 Hz, 3H)。MS obsd. (ESI
+
) [(M+H)
+
]: 355。
實例 14 自化合物 ( XVa ) 分離製備 [( 1S )- 1 -[( 2S , 4R , 5R )- 5 -( 5 - 胺基 - 2 - 側氧基 - 噻唑并 [ 4 , 5 - d ] 嘧啶 - 3 - 基 )- 4 - 羥基 - 四氫呋喃 - 2 - 基 ] 丙基 ] 乙酸酯 ( 化合物 ( Ib )) 之替代方案 向1 L玻璃夾套反應器饋入碳酸鈉(16.5 g，155.1 mmol)及水(395 g)。混合物在20-30℃下攪拌30分鐘，且隨後添加EtOAc (317.3 g)及[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基]乙酸酯檸檬酸(50 g，91.45 mmol)。在35-45℃下攪拌反應混合物另外2小時。在相分離之後，有機相用飽和NaCl水溶液(185.5 g)洗滌。在第二次相分離之後，對有機相進行真空下蒸餾。在此蒸餾期間，漸漸添加正丙醇(325 g)，同時使液位保持恆定。隨後，在真空下濃縮反應混合物直至達到140 g總質量。在大氣壓下將反應混合物加熱至60-65℃且添加經預加熱之(60-65℃)正庚烷(76.0 g)。將透明溶液冷卻至50-55℃，接著添加[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2-側氧基-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基]乙酸酯(0.51 g)，其充當晶種材料。溫度保持在50-55℃下4小時。其後，在5小時內將懸浮液冷卻至0-5℃，且保持在0-5℃另外12小時。懸浮液藉由真空過濾分離，且濕濾餅用正丙醇(45.1 g)與正庚烷(30.2 g)之混合物洗滌，隨後在真空烘箱(25毫巴，50℃)中乾燥16小時，得到化合物(Ib) (26.3 g，99.8%純度，80.6%產率)。
實例 15 [( 2R , 3R , 5S )- 5 -[( 1S )- 1 - 乙醯氧基丙基 ]- 2 -( 5 - 胺基 - 2 , 7 - 二側氧基 - 6H - 噻唑并 [ 4 , 5 - d ] 嘧啶 - 3 - 基 ) 四氫呋喃 - 3 - 基 ] 乙酸酯 ( 化合物 ( XVII )) 向250 mL圓底燒瓶饋入5-胺基-3,6-二氫噻唑并[4,5-d]嘧啶-2,7-二酮 (4.3 g，22.9 mmol)及甲苯(80.5 g)。將反應混合物加熱至110℃且移除部分甲苯(50 g)。在冷卻至75℃至80℃後，歷經30分鐘時間段向混合物饋入BSA (13.9 g，68.6 mmol)。反應混合物隨後在75℃至80℃下攪拌2小時，隨後添加TMSOTf (0.254 g，1.14 mmol，0.05當量)，接著歷經30分鐘時間段添加[(3R,5S)-2-乙醯氧基-5-(1-乙醯氧基丙基)四氫呋喃-3-基]乙酸酯(7.91 g，27.4 mmol)於甲苯(37.2 g)中之溶液，同時將溫度保持在75℃至80℃。混合物在75℃至80℃下攪拌6.5小時，隨後冷卻至0℃至10℃，且藉由在0℃至10℃下添加水(38 g)淬滅，隨後添加IPAc (35.0 g)。在相分離之後，用IPAc (35.0 g)萃取水相。合併之有機相用水(38.0 g)、15.6% NaCl水溶液(40.5 g)洗滌，且在真空中濃縮。將殘餘物溶解於2-MeTHF (20.6 g)中，且隨後再次濃縮，此方法重複一次。粗產物不經進一步純化即用於下一步驟。
實例 16 [( 1S )- 1 -[( 2S , 4R , 5R )- 5 -( 5 - 胺基 - 2 , 7 - 二側氧基 - 6H - 噻唑并 [ 4 , 5 - d ] 嘧啶 - 3 - 基 )- 4 - 羥基 - 四氫呋喃 - 2 - 基 ] 丙基 ] 乙酸酯 ( 化合物 ( XVIII )) 向250 mL圓底燒瓶饋入來自上一步驟之[(1S)-1-[(2S,4R,5R)-5-(5-胺基-2,7-二側氧基-6H-噻唑并[4,5-d]嘧啶-3-基)-4-羥基-四氫呋喃-2-基]丙基]乙酸酯(6.0 g，14.4 mmol)於2-MeTHF (20.6 g)中之溶液、2-MeTHF (32.6 g)、粉末K
2
CO
3
(2.58 g，18.7 mmol)、PEG-400 (0.06 g)及MeOH (9.5 g)。在20℃至25℃下攪拌反應混合物20小時，且藉由真空過濾移除固體。濕濾餅用IPAc (28.0 g)洗滌，且合併之濾液用水(45.0 g)、15.6% NaCl水溶液(40.0 g)洗滌。有機相在真空下濃縮以移除所有揮發物，且殘餘物藉由用DCM/MeOH 30/1 (v/v)溶離之矽膠管柱純化。收集之溶離份在真空下濃縮以移除所有溶劑，得到化合物(XVIII) (2.5 g，46.3%產率)。
