5‑((烷氧基亞甲基)氨基)噻吩基‑2‑甲醯基)‑L‑穀氨酸二烴基酯及其製備方法與流程

2023-05-16 19:59:41

本發明屬於藥物合成領域，具體涉及一類化合物5-((烷氧基亞甲基)氨基)噻吩基-2-甲醯基)-l-穀氨酸二烴基酯的合成，其製備方法以及用途。
背景技術：
：結腸直腸癌在全世界是較常見腫瘤之一，在我國隨著經濟發展，人們的飲食結構發生變化，導致結腸直腸癌的發病率在逐年增長。雷替曲塞(化合物1)，是由英國的royalmarsden醫院的癌症研究署與zeneca共同合作發展的藥物。它是一種胸腺合成酶抑制劑，屬於葉酸的衍生物，用於治療晚期直腸結腸癌患者。1996年在英國首次上市，商品名tomudex，同年在法國等國家上市。其作為晚期結直腸癌的一線治療藥物，具有毒副作用小、給藥方便、價格便宜等優點，在中國的需求量大。專利us4992550和文獻j.med.chem.1991,34,1594-1605報導了該藥物的以下合成方法：該路線以2-噻吩甲酸為原料，先與磷酸二苯酯疊氮化物及叔丁醇反應生成n-叔丁氧羰基-2-噻吩胺，再甲基化，然後與丁基鋰反應形成有機金屬鋰化合物並與二氧化碳反應合成取代的2-噻吩甲酸，經醯氯化反應後與l-穀氨酸二乙酯縮合，以三氟乙酸水解脫去叔丁氧羰基保護基，再與6-溴甲基-3,4-二氫-2-甲基喹唑啉偶連、水解反應合成化合物1。該方法經7步反應製得化合物1，該路線n原子上甲基的引入需要使用氫化鈉作強鹼性催化劑，反應必須在嚴格無水條件下進行；噻吩環上羧基的引入需使用價格昂貴且危險的丁基鋰，並且反應條件苛刻，丁基鋰反應需在零下78℃、無水條件下進行，生產成本高，路線總收率低，難以實現工業化生產。該路線以5-硝基-2-噻吩甲酸為起始原料，先醯氯化，再與l-穀氨酸二乙酯縮合，再經硝基還原、n-甲基化、與6-溴甲基-3,4-二氫-2-甲基喹唑啉偶連、水解合成化合物1。該方法雖然原料易得，但在n-甲基化反應過程中，需要使用毒性試劑碘甲烷，並且該步反應產率極低，小於40％，副產物多，造成分離純化困難，產品純度低，進而影響後續步驟，導致終產物的收率及純度均低。這種情況在放大生產的規模下尤其嚴重。分析其原因可能是由於碘甲烷活性高，n-甲基化反應中區域選擇性差，易生成二甲基化產物甚至季胺鹽，而季胺鹽在反應條件下會進一步發生霍夫曼降解等副反應。中國專利cn101088997a公開了用碘甲烷方法製備n-甲基化物的方法，同樣存在使用劇毒試劑、易生成副產物n-二甲基化物導致收率降低、純化困難的缺陷。為了避免使用碘甲烷以及減少n-二甲基化產物的生成，cn102898415a公開了用甲醛溶液/硼氫化鈉方法製備n-甲基化物的方法。但是該方法存在以下缺陷：(1)反應時間長，需反應24小時；(2)生成的亞胺中間體為油狀物，給後處理帶來不便；(3)存在一定量的副產物n-二甲基物，收率不高。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是克服採用上述甲基化方法所帶來的反應時間冗長、副產物多、後處理不便等問題，提供一種新的以高收率、高純度快速製備n-甲基化物以及抗腫瘤藥物雷替曲塞(式1)的方法。本發明是通過以下技術方案實現的：本發明提供了如下式4所示的的中間體化合物：其中，r1基選自c1～c6的烷基、苄基；r2基選自甲基、乙基、丙基。優選地，r1基選自甲基、乙基、苄基。更優選地，r1基為乙基。本發明還提供了製備化合物4的方法，反應路線如下，將式5表示的化合物與原甲酸三酯反應生成化合物4，其中，原甲酸三酯與化合物5的投料質量比為6～15：1，反應溫度為60～90℃。本發明進一步提供了抗腫瘤藥物1的製備方法，反應路線如下，以上述合成的化合物4為中間體，將化合物4在還原劑、有機溶劑存在下反應生成化合物3，化合物3與化合物7發生取代反應生成化合物2，化合物2脫去保護基得到化合物1，其中，所述還原劑選自硼氫化鈉、硼氫化鉀、三叔丁氧基硼氫化鈉、三乙醯氧基硼氫化鈉，優選硼氫化鈉。其中，所述還原劑與化合物4的摩爾比為0.5～1.5：1。其中，化合物4發生還原反應所用的有機溶劑選自甲醇、乙醇、四氫呋喃、乙腈的一種或幾種。化合物4與有機溶劑的質量比為1：5～10。另外，本發明提供了式4化合物在製備化合物1中的用途。一、甲基化反應的條件研究1.原甲酸三酯的用量原甲酸三酯的用量對於反應的順利進行至關重要。以原甲酸三甲酯為例，將化合物5(2g)與原甲酸三甲酯在80℃下反應，tlc監測反應進程，反應完全後，減壓濃縮除掉原甲酸三甲酯。該六組實驗除原甲酸三甲酯用量不同外，其它操作均相同。下表顯示不同用量對反應的影響：上表說明，原甲酸三甲酯與化合物5的質量比控制在6～15：1時，反應的速率、收率及化合物4的純度均可達到令人滿意的結果。其中質量比為6：1的收率和純度結果均較為滿意。2.化合物5與原甲酸三酯的反應溫度溫度也可影響該步反應的收率，將化合物5(2g)與原甲酸三甲酯(12g)反應，tlc監測反應進程，反應完全後，減壓濃縮除掉原甲酸三甲酯，結果如下表：溫度(℃)45608090110反應時間(h)0.50.50.50.50.5收率(％)7192949189純度(％)97.499.499.799.381.6上表說明，原甲酸三甲酯與化合物5的質量比控制在最優比例6：1時，反應溫度80℃，反應時間0.5h可獲得較高的化合物4產品收率和純度。3.還原反應還原反應中反應溶劑的量對於中間體3的收率和純度也有影響。發明人設計了5組平行實驗，將化合物4(2g)溶解於不同用量的甲醇中，0℃分批加入硼氫化鈉，於室溫下反應，tlc監控反應進程，結果顯示化合物4：溶劑的質量比為1：5～10時，反應收率和純度均較為滿意，為1：8時，反應0.5h的純度和收率最好。本發明的有益效果：與cn101088997a使用碘甲烷方法製備化合物3的方法相比，本發明的方法不需使用劇毒試劑，綠色環保；與cn102898415a使用甲醛溶液/硼氫化鈉方法製備化合物3的方法相比，本發明的方法反應快速，13g化合物反應2小時即可反應完全，反應時間大大縮短；並且令人驚喜的是本發明的中間體4呈固體狀態，給後處理和儲存帶來極大方便，而cn102898415a中的亞胺中間體為油狀物，在工業生產上極為不便；幾乎無副產物n-二甲基化物的生成，反應的收率和純度均優於cn102898415a的方法，兩步收率可達86％以上，而cn102898415a中的最高收率還不到80％。另外，以本發明的方法製備抗腫瘤藥物化合物1，終產物無需經過再精製其純度即可達到99％以上，並且合成過程中不需要柱層析分離純化，各步中間體產物均可通過重結晶，大大簡化了操作，適合工業上應用。具體實施方式下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案，但並不限定本發明。實施例1：化合物5的製備(r1為乙基)將5-硝基噻吩-2-甲醯基-l-穀氨酸二乙酯(2.2g)溶於甲醇(5.2g)中，滴加入含有鐵粉(2.1g)、甲醇(5.2g)、濃鹽酸(2.8g)的混合溶液中，控溫不超過50℃，滴畢後，升溫至70-80℃反應，tlc監控至化合物反應完全，抽濾，在低於80℃下減壓濃縮，用甲苯20g分兩次帶出溶劑，加入乙酸乙酯(9.9g)溶解，抽濾，濾液加入飲用水(11.0g)，用20％碳酸鈉水溶液(11.0g)洗滌，調ph至8-9，得有機相，有機相用飽和食鹽水(8.8g)洗滌，無水硫酸鈉乾燥，抽濾，濾液60℃以下減壓濃縮至幹得黃色油狀物，所得油狀物用甲基叔丁基醚熱打漿，冷卻靜置，過濾，得化合物5(收率90％，hplc純度99.5％)。實施例2：化合物4a的製備(r2為甲基)將化合物5(13g)與原甲酸三甲酯(78g)加熱溶解，加熱至80℃，反應2h後，tlc監控反應完全，降溫至50℃以下，減壓濃縮除掉原甲酸三甲酯，得到固體13.8g,收率93％，hplc純度99.7％。1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.39(s,1h),8.01(d,j＝10.0hz,1h),7.58(dd,j＝12.5hz,1h),7.50(d,j＝5.0hz,1h),4.51(m,1h),4.21(m,2h),4.13(m,2h),3.40(s,3h),2.35(dd,j＝7.5hz,2h),2.29(d,j＝10.0hz,2h),1.29(s,3h),1.23(s,3h)；ms(es)m/z371.42[m+h]+。實施例3：化合物4b的製備(r2為乙基)將化合物5(13g)與原甲酸三乙酯(78g)加熱溶解，加熱至90℃，反應2h後，tlc監控反應完全，降溫至50℃以下，減壓濃縮除掉原甲酸三乙酯，得到固體(14.2g,收率93％，hplc純度99.4％)。1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.36(s,1h),8.01(d,j＝10.0hz,1h),7.57(dd,j＝12.5hz,1h),7.50(d,j＝5.0hz,1h),4.52(m,1h),4.37(m,2h),4.21(m,2h),4.13(m,2h),3.43(s,3h),2.35(dd,j＝7.5hz,2h),2.29(d,j＝10.0hz,2h),1.29(s,3h),1.22(s,3h)；ms(es)m/z385.32[m+h]+。實施例4：化合物4c的製備(r2為丙基)將化合物5(13g)與原甲酸三丙酯(78g)加熱溶解，加熱至80℃，反應2h，tlc監控反應完全，降溫至50℃以下，減壓濃縮除掉原甲酸三丙酯，得到固體(14.5g,收率92％，hplc純度99.2％)。1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.39(s,1h),8.01(d,j＝10.0hz,1h),7.57(dd,j＝12.5hz,1h),7.50(d,j＝5.0hz,1h),4.53(m,1h),4.37(m,2h),4.21(m,2h),4.13(m,2h),4.07(m,2h),3.43(s,3h),2.35(dd,j＝7.5hz,2h),2.29(d,j＝10.0hz,2h),1.29(s,3h),1.20(s,3h)；ms(es)m/z399.36[m+h]+。實施例5：化合物3的製備將化合物4a(14.6g)溶解於甲醇(73g)中，0℃分批加入硼氫化鈉(1.49g)，於室溫下反應2小時，降溫至5℃以下滴加丙酮淬滅，升溫至25℃攪拌15min，45℃以下減壓濃縮，加入乙酸乙酯溶解，一次用水、飽和食鹽水洗滌，分離有機相，無水硫酸鈉乾燥，45℃以下減壓濃縮得粗品，用乙酸乙酯：正己烷＝1：3熱打漿，冷卻靜置，抽濾得固體(12.3g，收率92％，hplc純度98.3％)。實施例6：化合物3的製備將化合物4b(14.6g)溶解於四氫呋喃(117g)中，0℃分批加入硼氫化鈉(0.72g)，於室溫下反應2小時，降溫至5℃以下滴加丙酮淬滅，升溫至25℃攪拌15min，45℃以下減壓濃縮，加入乙酸乙酯溶解，一次用水、飽和食鹽水洗滌，分離有機相，無水硫酸鈉乾燥，45℃以下減壓濃縮得粗品，用乙酸乙酯：正己烷＝1：3熱打漿，冷卻靜置，抽濾得固體(12.2g，收率94％，hplc純度99.1％)。實施例7：將化合物4c(14.6g)溶解於乙醇(146g)中，0℃分批加入硼氫化鈉(2.1g)，於室溫下反應2小時，降溫至5℃以下滴加丙酮淬滅，升溫至25℃攪拌15min，45℃以下減壓濃縮，加入乙酸乙酯溶解，一次用水、飽和食鹽水洗滌，分離有機相，無水硫酸鈉乾燥，45℃以下減壓濃縮得粗品，用乙酸乙酯：正己烷＝1：3熱打漿，冷卻靜置，抽濾得固體(11.7g，收率93％，hplc純度99.1％)。實施例8：化合物2的製備在反應瓶中，加入6-溴甲基-3，4-二氫-2-甲基喹唑啉-4-酮1.75g，碳酸氫鈉，然後將事先用7.0mldmf溶解的n-(5-甲胺基-2-噻吩甲醯)-l-穀氨酸二乙酯1.23g加入反應瓶中，再加入10ml氯仿，回流反應6h，再加入碳酸氫鈉3.30g，繼續反應6h，停止反應。冷卻，濾掉殘渣，濾液用水洗(3×5ml)，水層用乙酸乙酯萃取(2×10ml)，合併有機相，無水硫酸鎂乾燥，過濾，濾液減壓蒸除溶劑，固體用乙酸乙酯重結晶得產品1.39g，收率75.2％。實施例9：化合物1的製備在反應瓶中，加入1.35g氫氧化鈉及3.3ml水，冷卻至25℃以下，攪拌下緩慢加入原料(化合物2)1.35g，繼續攪拌1.5～2h，然後用乙酸乙酯提取反應液(2×27ml)，水相過濾。濾液攪拌冷卻下用2m鹽酸調ph至3.0，繼續攪拌2h，過濾，產物用蒸餾水洗滌，固體於80℃真空乾燥10小時，得產物0.96g，收率80％，hplc純度99.5％。對比例1採用cn102898415a的方法製備化合物3將4.2g化合物5溶解在100ml乙酸乙酯中，加入4g多聚甲醛，於50℃攪拌24小時，過濾，減壓濃縮得油狀物。將油狀物中間體溶解在50ml無水乙醇中，降溫至0℃，分批加入1g硼氫化鈉，於室溫下攪拌5小時，加水終止反應，減壓濃縮至幹，加水和二氯甲烷萃取，有機相用無水硫酸鈉乾燥，得產物3(收率65％，hplc純度89％)。當前第1頁12