製備鼻病毒蛋白酶抑制劑的合成路線以及關鍵的中間體的製作方法

2023-10-25 06:51:22 2

專利名稱：製備鼻病毒蛋白酶抑制劑的合成路線以及關鍵的中間體的製作方法
相關的申請資料本申請涉及美國臨時專利申請號60/150,358，其申請日為1999年8月24日。
本申請還涉及美國臨時專利申請號60/150,365(律師檔案號0125.0027)，其申請日同樣為1999年8月24日，發明名稱為「製備鼻病毒蛋白酶抑制劑的有效方法，用於製備該抑制劑的關鍵中間體和連續膜反應器」，發明人為J.Tao，S.Babu，R.Dagnino，Jr.，Q.Tian，T.Remarchuk，K.McGee，N.Nayyar和T.Moran。上述申請還涉及製備鼻病毒蛋白酶抑制劑的合成路線及其製備中所用的關鍵中間體。本申請以上述申請為基礎並將其引入文中作為參考。
本發明的技術領域和工業實用性本發明涉及改進的製備乙基-3-{(5』-甲基異噁唑-3』-羰基)-L-Valψ(COCH2)-L-(4-F-Phe)-L-((S)-吡咯-Ala)}-E-丙酸酯(也稱為AG7088)、其類似物及其可藥用鹽的方法。本發明還包括用於上述方法的一組新的關鍵中間體。
細小核糖核酸病毒的自然成熟需要分解蛋白的3C酶。因此，抑制這些分解蛋白的3C酶的活性代表了一種重要而且有用的治療和治癒該性質的病毒感染、包括普通感冒的方法。
最近發現了一些細小核糖核酸病毒3C蛋白酶的酶活性的小分子抑制劑(即抗細小核糖核酸病毒的化合物)。參見，例如美國專利申請號08/850,398，由Webber等人於1997年5月2日遞交；美國專利申請號08/991,282，由Dragovich等人於1997年12月16日遞交；和美國專利申請號08/991,739，由Webber等人於1997年12月16日遞交。這些美國專利申請描述了某些抗細小核糖核酸病毒的化合物及其合成方法，這些申請所公開的內容引入本文作為參考。
最近，在由Dragovich等人於1998年8月28日遞交的美國專利申請號60/098,354(』354申請)中公開了一種特別有效的抗細小核糖核酸病毒劑，該申請引入本文作為參考。該申請公開了一組通式I的抗細小核糖核酸病毒劑。其中包括一種特別有前景的化合物，AG7088，該化合物對多種鼻病毒血清型顯示極佳的抗病毒特性，目前正在進行人類的臨床試驗。』354申請還公開了用於合成這些化合物的方法和中間體。例如，其中的一般方法V公開了合成式I化合物的一般方法，該方法包括將通式BB的羧酸與通式P的胺進行形成醯胺的反應以得到最終的產物CC，如下所示。 』354申請還公開了合成通式BB和P的中間體的方法，並教導了進行上述形成醯胺的反應的方法。因此，』354申請教導了從羧酸BB(在以下所述的通式II化合物的範圍之內)和通式P的化合物(與以下所述的通式III的化合物相同)合成通式I化合物的適宜方法。同樣，Dragovich等人最近的兩份出版物也公開了抗細小核糖核酸病毒劑及其適宜的合成方法。參見「不可逆的人鼻病毒3C蛋白酶抑制劑的以結構為基礎的設計、合成和生物學評價。3.含酮基亞甲基的肽模擬物的結構活性研究」，Dragovich等，Journal of MedicinalChemistry，ASAP，1999；和「不可逆的人鼻病毒3C蛋白酶抑制劑的以結構為基礎的設計、合成和生物學評價。4.摻入P1內醯胺部分作為L-谷醯胺的替代物」，Dragovich等，Journal of MedicinalChemistry，ASAP，1999。上述文章全文引入本文作為參考。
但是，仍需要開發用於合成抗細小核糖核酸病毒劑的改進的、更有效的方法和新的中間體。具體地講，需要改進的合成通式II和III化合物的方法。
式I的抗細小核糖核酸病毒劑包括 其中R1是H、F、烷基、OH、SH或O-烷基；R2和R3彼此獨立地是H； 其中n是0至5的整數，A1是CH或N，A2和各A3彼此獨立地選自C(R41)(R41)、N(R41)、S、S(O)、S(O)2和O，A4是NH或NR41，其中各R41彼此獨立地是H或低級烷基，條件是在上述由A1、A2、(A3)n、A4和C＝O形成的環中至多有兩個連續的雜原子，並且R2和R3中至少有一個是 R4是 R5和R6彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基或雜芳基；R7和R8彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18，其中R17、R18和R19彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基或醯基，條件是R7和R8中至少有一個是烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18；R9是含有1至3個選自O、N和S的雜原子的5元雜環；Z和Z1彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-C(O)R21、-CO2R21、CN、-C(O)NR21R22、-C(O)NR21OR22、-C(S)R21、-C(S)NR21R22、-NO2、-SOR21、-SO2R21、-SO2NR21R22、-SO(NR21)(OR22)、-SONR21、-SO3R21、-PO(OR21)2、-PO(R21)(R22)、-PO(NR21R22)(OR23)、-PO(NR21R22)(NR23R24)、-C(O)NR21NR22R23或-C(S)NR21NR22R23，其中R21、R22、R23和R24彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、醯基或硫代醯基，或者其中R21、R22、R23和R24中的任意兩個與它們所結合的原子合在一起形成雜環烷基，條件是Z和Z1不同時為H；或者Z1和R1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z1和R1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分；或者Z和Z1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z和Z1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分。
正如以下將要討論的，這些式I的抗細小核糖核酸病毒劑可以通過將通式II的化合物與通式III的化合物進行適當的形成醯胺的反應來合成。本發明的方法不僅減少了合成式III化合物所需的步驟數，而且更為重要的是，還採用了較為便宜的原料和試劑。
通過閱讀說明書，可以更全面地理解本發明的這些目的、優點和特點。本發明優選實施方案的詳細描述在本申請中，使用了如下定義根據本領域採用的規則，在本文的結構式中用 來表示所涉及的部分或取代基與核心或骨架結構的連接點的鍵。
當化學結構中包含手性碳時，若無指明具體取向，則同時包括兩種立體異構體形式。
「烷基」是指碳原子和氫原子的直鏈或支鏈的一價飽和和/或不飽和基團，例如甲基(Me)、乙基(Et)、丙基、異丙基、丁基(Bu)、異丁基、叔丁基(t-Bu)、乙烯基、戊烯基、丁烯基、丙烯基、乙炔基、丁炔基、丙炔基、戊炔基、己炔基等，這些基團可以是未取代的(即，僅含碳和氫)或被一個或多個以下所定義的適宜取代基(例如，一個或多個滷素，例如F、Cl、Br或I，優選F和Cl)所取代。「低級烷基」是指在其鏈中含有1至4個碳原子的烷基。
「環烷基」是指含有3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14個碳環原子的非芳香性的一價單環、二環或三環基團，該基團可以是飽和或不飽和的，並且可以是未取代的或被一個或多個以下所定義的適宜取代基所取代，並且該基團可與一個或多個雜環烷基、芳基或雜芳基稠合，這些雜環烷基、芳基或雜芳基本身又可以是未取代的或被一個或多個取代基所取代。環烷基的說明性的例子包括如下基團 「雜環烷基」是指含有3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18個環原子、其中包括1、2、3、4或5個選自氮、氧和硫的雜原子的非芳香性的一價單環、二環或三環基團，該基團可以是飽和或不飽和的，並且可以是未取代的或被一個或多個以下所定義的適宜取代基所取代，並且該基團可與一個或多個環烷基、芳基或雜芳基稠合，這些環烷基、芳基或雜芳基本身又可以是未取代的或被一個或多個適宜的取代基所取代。雜環烷基的說明性的例子包括如下基團
「芳基」是指含有6、10、14或18個碳原子的芳香族一價單環、二環或三環基團，該基團可以是未取代的或被一個或多個以下所定義的適宜取代基所取代，並且該基團可與一個或多個環烷基、雜環烷基或雜芳基稠合，這些環烷基、雜環烷基或雜芳基本身又可以是未取代的或被一個或多個適宜的取代基所取代。芳基的說明性的例子包括如下基團 「雜芳基」是指含有4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18個環原子、其中包括1、2、3、4或5個選自氮、氧和硫的雜原子的芳香性的一價單環、二環或三環基團，該基團可以是未取代的或被一個或多個以下所定義的適宜取代基所取代，並且該基團可與一個或多個環烷基、雜環烷基或芳基稠合，這些環烷基、雜環烷基或芳基本身又可以是未取代的或被一個或多個適宜的取代基所取代。雜芳基的說明性的例子包括如下基團 「雜環」是指雜芳基或雜環烷基(如上所述，其均可以選擇性地被取代)。
「醯基」是指-C(O)-R基團，其中R是以下所定義的取代基。
「硫代醯基」是指-C(S)-R基團，其中R是以下所定義的取代基。
「磺醯基」是指-SO2R基團，其中R是以下所定義的取代基。
「羥基」是指基團-OH。
「氨基」是指基團-NH2。
「烷基氨基」是指基團-NHRa，其中Ra是烷基。
「二烷基氨基」是指基團-NRaRb，其中Ra和Rb彼此獨立地是烷基。
「烷氧基」是指基團-ORa，其中Ra是烷基。烷氧基的例子包括甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
「烷氧基羰基」是指基團-C(O)ORa，其中Ra是烷基。
「烷基磺醯基」是指基團-SO2Ra，其中Ra是烷基。
「烷基氨基羰基」是指基團-C(O)NHRa，其中Ra是烷基。
「二烷基氨基羰基」是指基團-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb彼此獨立地是烷基。
「巰基」是指基團-SH。
「烷硫基」是指基團-SRa，其中Ra是烷基。
「羧基」是指基團-C(O)OH。
「氨基甲醯基」是指基團-C(O)NH2。
「芳氧基」是指基團-ORc，其中Rc是芳基。
「雜芳氧基」是指基團-ORd，其中Rd是雜芳基。
「芳硫基」是指基團-SRc，其中Rc是芳基。
「雜芳硫基」是指基團-SRd，其中Rd是雜芳基。
「離去基」(Lv)是指可以通過取代反應被置換的任何適宜的基團。本領域普通技術人員可以理解，強酸的任何共軛鹼均可以起到離去基的作用。適宜離去基的說明性的例子包括但不僅限於，-F、-Cl、-Br、烷基氯化物、烷基溴化物、烷基碘化物、烷基磺酸酯、烷基苯磺酸酯、烷基對甲苯磺酸酯、烷基甲磺酸酯、三氟甲磺酸酯，以及含有硫酸氫根、硫酸甲酯或磺酸根離子的任何基團。
典型的保護基、試劑和溶劑，例如但不僅限於下表1中所列的那些，在文中和權利要求中採用如下縮寫。本領域技術人員可以理解，表中所列的化合物可以互換使用；例如，在「試劑和溶劑」下所列的化合物可以用作保護基等。此外，其它可能的保護基、試劑和溶劑是本領域技術人員已知的；這些均包括在本發明的範圍內。
表1保護基Ada金剛烷乙醯基Alloc 烯丙氧羰基Allyl 烯丙基酯Boc叔丁氧羰基Bzl苄基Cbz苄氧羰基Fmoc 芴基甲氧羰基OBzl 苄酯OEt乙酯OMe甲酯Tos(Tosyl) 對甲苯磺醯基Trt三苯基甲基試劑和溶劑ACN乙腈AcOH 酸Ac.sub.2 O 酸酐AdacOH 金剛烷乙酸AIBN 2，2-偶氮二異丁腈Alloc-Cl 烯丙氧基羰醯氯BHT 2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚Boc.sub.2 O 二碳酸二叔丁酯CDI 1，1』-羰基二咪唑DIEA 二異丙基乙基胺DIPEAN，N-二異丙基乙基胺DMA 二甲基乙醯胺DMF N，N-二甲基甲醯胺DMSO 二甲亞碸EDTA 乙二胺四乙酸Et.sub.3 N 三乙胺EtOAc乙酸乙酯FDH 甲酸脫氫酶FmocOSu 9-芴基甲氧基羰基N-羥基琥珀醯亞胺酯HATU N-[(二甲基氨基)-1H-1，2，3-三唑並[4，5-b]吡啶基亞甲基]-N-甲基甲銨六氟磷酸鹽N-氧化物HOBT 1-羥基苯並三唑HF 氫氟酸LDH 乳酸脫氫酶LiHMDS 雙三甲基矽烷基氨基鋰MeOH 甲醇Mes(Mesyl) 甲磺醯基MTBE 叔丁基甲基醚NAD 煙醯胺腺嘌呤二核苷酸NADH 過氧化氫氧化還原酶NaHMDS 雙三甲基矽烷基氨基鈉NMP 1-甲基-2-吡咯烷酮nin. 茚三酮i-PrOH 異丙醇Pip 哌啶PPL 脂酶pTSA對甲苯磺酸一水合物Pyr 吡啶TEA 三乙胺TET 三亞乙基四胺TFA 三氟乙酸THF 氫呋喃Triflate(Tf)三氟甲磺醯基術語「適宜的有機部分」是指本領域技術人員可以通過例如常規的試驗來判斷的、不會對本發明化合物的抑制活性產生不利影響的任何有機部分。適宜的有機部分的說明性的例子包括但不僅限於，羥基、烷基、氧代基團、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、醯基、磺醯基、巰基、烷硫基、烷氧基、羧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、氨基甲醯基、芳硫基、雜芳硫基等。
術語「取代基」或「適宜的取代基」指本領域技術人員可以通過例如常規的試驗來判斷的任何適宜的取代基。適宜取代基的說明性的例子包括羥基、滷素、氧代基團、烷基、醯基、磺醯基、巰基、烷硫基、烷氧基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、羧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、氨基甲醯基、芳氧基、雜芳氧基、芳硫基、雜芳硫基等。
術語「選擇性取代的」用來表示指定的基團是未取代的或被一個或多個適宜的取代基所取代，如果對選擇性的取代基進行了明確指定，則該術語表示該基團是未取代的或被指定的取代基所取代的。正如以上所定義的，各基團均可以是未取代或取代的(即，它們是選擇性取代的)，除非另有說明(例如，指明該基團是未取代的)。
「前藥」是指可以在生理條件下或通過溶劑分解或代謝轉化成具有藥物活性的特定化合物的化合物。
「藥物活性代謝物」是指通過代謝在體內產生的特定化合物的藥理學活性產物。
「溶劑化物」是指指定化合物的可藥用溶劑化物，其保留了該化合物的生物學效力。溶劑化合物的例子包括本發明化合物與水、異丙醇、乙醇、乙醇、甲醇、DMSO、乙酸乙酯、乙酸或乙醇胺的結合物。
「可藥用鹽」是指保留了指定化合物的游離酸或鹼的生物學效力並且在生物學或其它方面沒有不利影響的鹽。可藥用鹽的例子包括硫酸鹽、焦硫酸鹽、硫酸氫鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、磷酸鹽、磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽、偏磷酸鹽、焦磷酸鹽、鹽酸鹽、氫溴酸鹽、氫碘酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、癸酸鹽、辛酸鹽、丙烯酸鹽、甲酸鹽、異丁酸鹽、己酸鹽、庚酸鹽、丙炔酸鹽、草酸鹽、丙二酸鹽、琥珀酸鹽、辛二酸鹽、癸二酸鹽、富馬酸鹽、馬來酸鹽、丁炔-1，4-二酸鹽、己炔-1，6-二酸鹽、苯甲酸鹽、氯苯甲酸鹽、甲基苯甲酸鹽、二硝基苯甲酸鹽、羥基苯甲酸鹽、甲氧基苯甲酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、磺酸鹽、二甲苯磺酸鹽、苯乙酸鹽、苯丙酸鹽、苯丁酸鹽、檸檬酸鹽、乳酸鹽、γ-羥基丁酸鹽、乙醇酸鹽、酒石酸鹽、甲磺酸鹽、丙磺酸鹽、萘-1-磺酸鹽、萘-2-磺酸鹽和扁桃酸鹽。
本發明還提供了包括本申請中所列的合成步驟之一的合成方法。當一個合成步驟至少是最終合成方法的一部分時，則合成方法包含了該合成步驟。因此，合成方法可以僅有一個合成步驟，或者還含有與之有關的附加合成步驟。該合成方法可以含有很少的附加合成步驟，或者可以含有很多附加的合成步驟。
如果由本發明的方法製得的式I的抗細小核糖核酸病毒劑是鹼，則可以通過本領域已知的任何適宜方法製備所需的鹽，包括將游離鹼用無機酸例如鹽酸；氫溴酸；硫酸；硝酸；磷酸等處理，或用有機酸例如乙酸；馬來酸；琥珀酸；扁桃酸；富馬酸；丙二酸；丙酮酸；草酸；乙醇酸；水楊酸；吡喃糖基酸，例如葡糖醛酸或半乳糖醛酸；α-羥基酸，例如檸檬酸或酒石酸；胺基酸，例如天冬氨酸或穀氨酸；芳香族酸，例如苯甲酸或肉桂酸；磺酸，例如對甲苯磺酸或乙磺酸等處理。
如果由本發明的方法製得的式I的抗細小核糖核酸病毒劑是酸，則可以通過本領域已知的任何適宜方法製備所需的鹽，包括將游離酸用無機或有機鹼例如胺(伯、仲或叔)；鹼金屬或鹼土金屬氫氧化物等處理。適宜的鹽的說明性的例子包括從胺基酸例如甘氨酸和精氨酸；氨；伯、仲和叔胺以及和環狀的胺例如哌啶、嗎啉和哌嗪衍生的有機鹽；以及從鈉、鈣、鉀、鎂、錳、鐵、銅、鋅、鋁和鋰衍生的無機鹽。
當化合物、其鹽或溶劑化物是固體時，本領域技術人員可以理解，本發明的方法中所用的式I化合物以及中間體、其鹽和溶劑化物可以以不同的晶型存在，所有這些均包括在本發明和指定的分子式的範圍內。
式I的抗細小核糖核酸病毒劑以及本發明的方法中所用的中間體可以以單個的立體異構體、消旋體和/或旋光對映體的混合物和/或非對映體的形式存在。所有這些單個的立體異構體、消旋體及其混合物均包括在本發明的範圍內。但是，優選本發明的方法中所用的中間體化合物是光學純的形式。
本領域技術人員通常可以理解，光學純的化合物是對映體純的化合物。本文所用的術語「光學純」是指化合物含有至少足夠量的單個對映體以得到具有所需的藥理學活性的化合物。優選「光學純」是指化合物含有至少90％的單個異構體(80％對映體過量(以下稱為「e.e.」))，更優選至少95％(90％e.e.)，仍更優選至少97.5％(95％e.e.)，首選至少99％(98％e.e.)。優選由本發明的方法形成的式I的抗細小核糖核酸病毒劑是光學純的。
本發明涉及製備式I的抗細小核糖核酸病毒劑的方法 其中R1是H、F、烷基、OH、SH或O-烷基；R2和R3彼此獨立地是H； 其中n是0至5的整數，A1是CH或N，A2和各A3彼此獨立地選自C(R41)(R41)、N(R41)、S、S(O)、S(O)2和O，A4是NH或NR41，其中各R41彼此獨立地是H或低級烷基，條件是在上述由A1、A2、(A3)n、A4和C＝O形成的環中至多有兩個連續的雜原子，並且R2和R3中至少有一個是 R4是 R5和R6彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基或雜芳基；R7和R8彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18，其中R17、R18和R19彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基或醯基，條件是R7和R8中至少有一個是烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18；R9是含有1至3個選自O、N和S的雜原子的5元雜環；Z和Z1彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-C(O)R21、-CO2R21、CN、-C(O)NR21R22、-C(O)NR21OR22、-C(S)R21、-C(S)NR21R22、-NO2、-SOR21、-SO2R21、-SO2NR21R22、-SO(NR21)(OR22)、-SONR21、-SO3R21、-PO(OR21)2、-PO(R21)(R22)、-PO(NR21R22)(OR23)、-PO(NR21R22)(NR23R24)、-C(O)NR21NR22R23或-C(S)NR21NR22R23，其中R21、R22、R23和R24彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、醯基或硫代醯基，或者其中R21、R22、R23和R24中的任意兩個與它們所結合的原子合在一起形成雜環烷基，條件是Z和Z1不同時為H；或者Z1和R1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z1和R1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分；或者Z和Z1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z和Z1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分。
本發明公開了式I化合物可以通過將式II化合物和式III化合物進行形成醯胺的反應來製備 形成醯胺的反應可以通過任何適宜的方法、試劑和反應條件來完成。優選可以採用』354申請中所公開的各種方法。例如，可將式II化合物與式III化合物在HATU、DIPEA、CH3CN和H2O的存在下反應生成所需的式I化合物。可以採用任何適宜的純化方法來進一步純化式I化合物。
更優選通過包括如下步驟的醯胺形成反應來製備式I化合物(a)將式II化合物與式IIIA化合物在N-甲基嗎啉的存在下反應形成反應混合物；然後 (b)向反應混合物中加入式Lv-X的化合物形成式I化合物，其中X是任何適宜的滷化物。
優選地，採用更優選的醯胺形成反應的製備式I化合物的方法，採用以下公開的某些或全部試劑和反應條件。因此，優選將式II化合物和式IIIA化合物在任何適宜的容器中在DMF中混合。適宜的容器優選是單頸燒瓶，然後將其用任何適宜的隔膜覆蓋並用溫度探針覆蓋。在向反應混合物中加入N-甲基嗎啉之前，用氮氣將適宜的容器淨化。更優選將N-甲基嗎啉通過注射器一次性加入並將反應混合物冷卻至約-5℃至5℃。更優選將反應混合物冷卻至約0℃。然後向反應混合物中加入式Lv-X化合物的溶液。更優選式Lv-X化合物的溶液是式Lv-X化合物的DMF溶液。仍更優選式Lv-X化合物是CDMT。將式Lv-X化合物的溶液通過任何適宜的方法加入到反應混合物中以使反應混合物保持在恆定的溫度。例如，可以將式Lv-X化合物的溶液用注射器滴加到反應混合物中。在式Lv-X化合物加料結束後，將反應混合物升溫至約室溫。通過薄層色譜(以下稱為」TLC)監測式II化合物的消失來監測反應的進程。當反應至少是基本結束時，可以通過向反應混合物中緩慢加入水形成漿液使式I化合物從溶液中析出沉澱。然後可以通過本領域技術人員已知的任何適宜方法從漿液中分離出式I化合物。例如，可以通過過濾從漿液中分離出式I化合物。可以採用本領域技術人員已知的任何適宜的純化方法來純化式I化合物。更優選將式I化合物通過重結晶進行純化。
本發明還公開了合成式III化合物及其酸加成鹽的兩種方法。在這兩種方法中，第二種方法是目前優選的方法，因為該方法在工業規模上可以產生更大的成本有效性。
在這兩種方法中，第一種方法是從式V化合物製備式IV化合物及其酸加成鹽。 本領域技術人員可以看出，式IV化合物是式III化合物的亞屬。
式V化合物可以從市售的N-Boc L穀氨酸γ-苄酯製備。可以採用任何適宜的方法來製備式V化合物。優選採用美國專利申請號08/991,739中公開的方法。美國專利申請號08/991,739全文引入本文作為參考。
本發明的方法包括如下步驟(a)將式V化合物用雙(三甲基矽烷基)氨基化物和溴乙腈進行氰基甲基化生成式VI化合物； (b)將式VI化合物依次進行還原、環化和脫保護生成式VII化合物；然後 (c)通過將化合物與SO3-吡啶複合物反應將式VII化合物氧化和烯化生成反應混合物，然後將反應混合物與式VIII的正膦反應。 如上所述，根據本發明，從N-Boc穀氨酸γ-苄酯製備式V化合物可以通過本領域已知的任何適宜的方法來進行。
此外，式V化合物的氰基甲基化可以用任何適宜的方法、試劑和反應條件來完成。優選以下所公開的方法並且使用全部或某些試劑或反應條件。因此，優選將式V化合物在氮氣氛下用至少5個小時的時間於-70℃下滴加到攪拌中的NaHMDS的THF溶液中，然後與溴乙腈混合。
按照該方法將式V化合物用雙(三甲基矽烷基)氨基化物和溴乙腈氰基甲基化可以以5∶1的比例生成式VI化合物及其差向異構體。但是，該化合物可以通過任何適宜的方法純化。優選將式VI化合物通過過濾然後在研磨後進行色譜分離來純化。在這些優選的條件下，可以以60％的總收率得到非對映體純度＞99％的式VI化合物。
將式VI化合物轉化成式VII化合物的步驟(b)的三步還原、環化和脫保護反應可以用任何適宜的試劑和反應條件來完成。優選採用以下公開的方法，使用全部或某些試劑和反應條件。因此，優選通過向式VI化合物的四氫呋喃/甲醇溶液中加入氯化鈷(II)六水合物將式VI化合物還原。將所得溶液冷卻至0℃，然後在至少7小時的時間內分批加入硼氫化鈉。然後向粗產物的甲醇溶液中加入對甲苯磺酸一水合物並在室溫下反應至少約18小時。除去溶劑後，將殘餘物溶於乙酸乙酯並洗滌。可以使用任何適宜的洗滌試劑。優選的洗滌試劑是飽和碳酸氫鈉。然後向粗產物中加入甲醇的水溶液。更優選使用2.5％的甲醇溶液。可以通過任何適宜的方法從溶液中分離出粗產物。例如，可以通過過濾並將濾液在旋轉蒸發儀上濃縮分離出粗產物。然後將產物溶於乙酸乙酯，乾燥，過濾然後濃縮得到式VII化合物的粗品。更優選將產物用硫酸鎂乾燥。粗品式VII化合物可以通過任何適宜的純化方法進一步純化。更優選將式VII的粗品化合物通過用1∶1乙酸乙酯和己烷研磨進行純化。
如果採用以上公開的優選的三步還原、環化和脫保護反應，可以以至少約95％的總收率得到純淨的式VII化合物。
在採用SO3-吡啶複合物和式VIII的正膦將式VIII化合物氧化和烯化生成式IV的反應中，可以採用任何適宜的方法、試劑和反應條件。優選採用以下公開的方法和全部或某些試劑和反應條件。因此，優選將三乙胺加入到式VIII化合物和甲基亞碸的溶液中。將所得溶液冷卻至約5℃，然後加入三氧化硫-吡啶複合物。將反應液於大約5℃下攪拌至少約15分鐘。移走用於將溶液冷卻至約5℃的冷卻浴後，將反應液繼續攪拌至少約1小時。然後加入(乙氧羰基亞甲基三苯基)-正膦並將反應混合物在室溫下攪拌至少約3小時。然後，用乙酸乙酯終止反應並萃取。更優選通過加入飽和鹽水終止反應。然後將合併的有機相洗滌，乾燥，過濾然後濃縮得到粗品式IV化合物。更優選將合併的有機相用飽和鹽水洗滌然後用硫酸鎂乾燥。
可將式IV化合物通過任何適宜的方法進行純化。優選採用色譜純化和研磨的方法。如果採用優選的純化方法，可以達到55％至60％的收率。
本發明所公開的製備式IV化合物及其酸加成鹽的第二種方法包括如下步驟(a)將式IX化合物用溴乙腈進行雙陰離子烷基化反應生成式X化合物； (b)將式X化合物氫化生成式XI的胺； (c)將式XI的胺與Et3N反應生成式XII的內醯胺酯； (d)將式XII的內醯胺酯通過適宜的還原方法還原生成式XIII的化合物； (e)通過將式XIII化合物與式XV化合物反應將其氧化和烯化，生成式XIV化合物；然後 (f)將式XIV化合物轉化成式IV化合物。
此外，本領域技術人員可以理解，以上公開的方法可用於製備式XIV化合物。具體地講，步驟(a)-(e)公開了製備式XIV化合物的方法。
式IX化合物可以通過本領域已知的任何適宜方法進行製備。例如，N-Boc L-(+)-穀氨酸二甲酯可以從市售的L-穀氨酸二甲酯鹽酸鹽或市售的L-穀氨酸5-甲酯按照文獻中的方法製備。參見，例如Shimamoto等，J.Org.Chem.1991，56，4167和Duralski等，Tetrahedron Lett.1998，30，3585。這些參考文獻全文引入本文作為參考。
優選地，雙陰離子烷基化反應採用以下公開的方法和全部或某些試劑和反應條件進行製備。因此，優選將式IX化合物首先溶於THF形成溶液，然後將其在氬氣氛下於-78℃滴加到攪拌中的LiHMDS的溶液中。將所得混合物於大約-78℃下攪拌2小時，然後在1小時內滴加新蒸餾的溴乙腈。將反應混合物於大約-78℃下繼續攪拌2小時。然後終止反應。更優選通過加入0.5M HCl和H2O終止反應。分出所形成的水層並用甲基叔丁基醚進一步萃取。將合併的有機萃取液洗滌，乾燥然後過濾。更優選將有機萃取液用飽和碳酸氫鈉和鹽水洗滌然後用硫酸鎂乾燥。減壓蒸除溶劑。
式IX化合物可以通過本領域已知的任何適宜方法氫化成式XI的胺。優選在5％Pd/C的存在下進行氫化反應。更優選按照以下公開的使用某些或全部試劑和反應條件的方法進行氫化反應。根據該優選的氫化方法，將式IX化合物溶於HOAc並和5％Pd/C一起在50psi的氫氣壓力下振搖3天。然後將混合物用硅藻土過濾。然後可以將濾液減壓蒸發並將殘餘物反覆從甲基叔丁基醚中蒸發。
式XI的胺與Et3N的反應可以用任何適宜的條件來完成。優選採用以下公開的方法和全部或某些試劑和反應條件。因此，優選將式XI的胺溶於1∶1 MeOH/THF混合物，然後向溶液中加入Et3N。將所得混合物於大約45℃下攪拌約10小時或者直至原料消失。可以通過1HNMR監測原料的存在。蒸除溶劑後，加入甲基叔丁基醚。然後濾出沉澱。向用水稀釋的濾液中加入0.5M HCl。分相後，將水相用乙酸乙酯萃取。將合併的有機相洗滌，乾燥，過濾然後濃縮。更優選將合併的有機相用鹽水洗滌然後用硫酸鎂乾燥。可將有機相在旋轉蒸發儀上濃縮。經快速色譜分離得到式XII的內醯胺酯。
可以採用任何適宜的還原方法將式XII的內醯胺酯轉化成式XIII化合物。優選使用LiBH4作為還原劑。更優選採用以下公開的方法或該方法的一部分，以及任何或全部試劑和反應條件。因此，更優選地，將LiBH4加入到攪拌中的式XII內醯胺酯的THF溶液中。將LiBH4分數次在氬氣氛下於0℃加入。將反應混合物於0℃攪拌10分鐘，然後升溫至室溫並繼續攪拌2小時。然後終止反應。更優選通過在冰浴冷卻下滴加0.5M HCl來終止反應。將溶液用乙酸乙酯和H2O稀釋。相分離後，可將水相用乙酸乙酯萃取。將合併的有機層洗滌，乾燥，過濾然後濃縮。更優選將合併的有機相用鹽水洗滌並用硫酸鎂乾燥。可將有機相在旋轉蒸發儀上濃縮。快速色譜分離得到式XII化合物。
可以採用任何適宜的氧化和烯化方法從式XIII化合物製備式XIV化合物。優選採用以下公開的方法或該方法的一部分，以及全部或某些試劑和反應條件。因此，根據本發明，將苯甲酸、(乙氧羰基亞甲基三苯基)正膦和DMSO加入到式XIII化合物的二氯甲烷溶液中。向該溶液中分數次加入Dess-Martin periodinane，然後將反應混合物在室溫下攪拌至少5小時直至式XIII化合物基本消失。可以通過1H NMR監測式XIII化合物的存在。加入飽和碳酸氫鈉溶液，然後將混合物攪拌30分鐘生成沉澱。濾出沉澱，然後將濾液的有機相分離，洗滌然後濃縮得到粗品式XIV化合物。更優選將濾液用鹽水洗滌然後在旋轉蒸發儀上濃縮。可以採用任何適宜的方法純化粗品式XIV化合物。更優選將粗品式XIV化合物通過快速色譜純化然後溶於乙酸乙酯。然後逐漸向攪拌的溶液中加入過量的己烷生成沉澱。濾出沉澱然後乾燥得到式XIV化合物。更優選將沉澱在真空烘箱中乾燥至少約12小時。
提供以下實施例僅僅是為了說明本發明，不應將其看作是對所附權利要求所定義的本發明保護範圍的限定。
將751mg化合物1在單頸圓底燒瓶中溶於DCM(10mL/g的1)然後用隔膜覆蓋。然後將燒瓶用氮氣淨化，然後在將溶液攪拌的同時通過注射器加入1.4mL TFA。用5％MeOH的DCM溶液通過TLC監測反應的進程，直至約4小時後原料消失。在壓力＜50mTorr@45℃下真空蒸除溶劑和過量的TFA。將產物化合物1A立即用於下述步驟。
將化合物1A和2在覆蓋有隔膜並且裝有溫度探針的單頸圓底燒瓶中溶於DMF(7mL/g的2)。將燒瓶用氮氣淨化。將所得溶液分成兩份。通過注射器向第一份中加入1.6mL N-甲基嗎啉然後冷卻至0℃±5℃。在第二份溶液中溶解281mg CDMT。然後將該CDMT溶液通過注射器滴加到第一份溶液中，保持反應溫度為0℃±5℃。然後將所得反應混合物升溫至室溫。通過TLC(7∶3∶1己烷∶EtOAc∶IPA)監測反應約1小時直至化合物2消失。反應結束後，通過向反應混合物中緩慢加入水使產物AG7088從溶液中析出。將形成的漿液過濾得到＞85％的化合物AG7088的白色顆粒狀結晶，純度＞97％。然後可將該產物通過溶於熱的MeOH∶EtOAc 1∶1中然後緩慢加入己烷(2體積)進行重結晶。
應當理解，以上描述是用於示範和解釋的，其目的是為了說明本發明及其優選的實施方案。通過常規的實驗，本領域技術人員可確認出可以進行的不背離本發明精神的明顯的修飾和改變。因此，本發明不是由以上說明書而是由下列權利要求所定義的。
權利要求
1.合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，該方法包括(a)將式V化合物用雙(三甲基矽烷基)氨基化物和溴乙腈進行氰基甲基化生成式VI化合物； (b)將式VI化合物依次進行還原、環化和脫保護生成式VII化合物；然後 (c)通過將式VII化合物與SO3-吡啶複合物反應將式VII化合物氧化和烯化生成反應混合物，然後將反應混合物與式VIII化合物反應形成式IV化合物 其中R1是H、F、烷基、OH、SH或O-烷基；其中各R41彼此獨立地是H或低級烷基；X是任何適宜的氮保護基。
2.權利要求1的方法，其中的式V化合物是從N-Boc L穀氨酸γ-苄酯製備的。
3.權利要求1的方法，其中X是Boc基團。
4.權利要求1的方法，其中R41是H。
5.權利要求1的方法，其中Z1是H。
6.權利要求1的方法，其中Z是-COOEt。
7.權利要求1所述的合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，該方法還包括如下步驟(d)將式IV化合物脫保護生成式IVA化合物 ；和(e)將式II化合物和式IVA化合物進行形成醯胺的反應生成式IA化合物 其中R2和R3彼此獨立地是H； 其中n是0至5的整數，A1是CH或N，A2和各A3彼此獨立地選自C(R41)(R41)、N(R41)、S、S(O)、S(O)2和O，A4是NH或NR41，其中各R41彼此獨立地是H或低級烷基，條件是在上述由A1、A2、(A3)n、A4和C＝O形成的環中至多有兩個連續的雜原子，並且R2和R3中至少有一個是 R4是 R5和R6彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基或雜芳基；R7和R8彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18，其中R17、R18和R19彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基或醯基，條件是R7和R8中至少有一個是烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18；R9是含有1至3個選自O、N和S的雜原子的5元雜環；Z和Z1彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-C(O)R21、-CO2R21、CN、-C(O)NR21R22、-C(O)NR21OR22、-C(S)R21、-C(S)NR21R22、-NO2、-SOR21、-SO2R21、-SO2NR21R22、-SO(NR21)(OR22)、-SONR21、-SO3R21、-PO(OR21)2、-PO(R21)(R22)、-PO(NR21R22)(OR23)、-PO(NR21R22)(NR23R24)、-C(O)NR21NR22R23或-C(S)NR21NR22R23，其中R21、R22、R23和R24彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、醯基或硫代醯基，或者其中R21、R22、R23和R24中的任意兩個與它們所結合的原子合在一起形成雜環烷基，條件是Z和Z1不同時為H；或者Z1和R1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z1和R1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分；或者Z和Z1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z和Z1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分。
8.權利要求7的方法，其中X是Boc基團。
9.權利要求7的方法，其中的化合物IV是
10.權利要求7的方法，其中的式II化合物是
11.權利要求7的方法，其中的式IVA化合物是
12.權利要求7的方法，其中的式IA化合物是
13.合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，該方法包括(a)將式IX化合物用溴乙腈進行雙陰離子烷基化反應生成式X化合物； (b)將式X化合物氫化生成式XI的胺； (c)將式XI的化合物與Et3N反應生成式XII的內醯胺酯； (d)將式XII的內醯胺酯進行還原生成式XIII化合物； (e)通過將式XIII化合物與式XV化合物反應將其氧化和烯化生成式XIV化合物 其中各R41彼此獨立地是H或低級烷基；Z和Z1彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-C(O)R21、-CO2R21、CN、-C(O)NR21R22、-C(O)NR21OR22、-C(S)R21、-C(S)NR21R22、-NO2、-SOR21、-SO2R21、-SO2NR21R22、-SO(NR21)(OR22)、-SONR21、-SO3R21、-PO(OR21)2、-PO(R21)(R22)、-PO(NR21R22)(OR23)、-PO(NR21R22)(NR23R24)、-C(O)NR21NR22R23或-C(S)NR21NR22R23，其中R21、R22、R23和R24彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、醯基或硫代醯基，或者其中R21、R22、R23和R24中的任意兩個與它們所結合的原子合在一起形成雜環烷基，條件是Z和Z1不同時為H；或者Z和Z1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z和Z1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分；X是任何適宜的氮保護基。
14.權利要求13所述的合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，該方法還包括通過將式XIV化合物轉化成式IV化合物來製備式IV化合物 其中R1是H、F、烷基、OH、SH或O-烷基。
15.權利要求14所述的合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，該方法還包括步驟A將式IV化合物脫保護生成式IVA化合物 和步驟B將式II化合物和式IVA化合物進行形成醯胺的反應生成式IA化合物 其中R2和R3彼此獨立地是H； 其中n是0至5的整數，A1是CH或N，A2和各A3彼此獨立地選自C(R41)(R41)、N(R41)、S、S(O)、S(O)2和O，A4是NH或NR41，其中各R41彼此獨立地是H或低級烷基，條件是在上述由A1、A2、(A3)n、A4和C＝O形成的環中至多有兩個連續的雜原子，並且R2和R3中至少有一個是 R4是 R5和R6彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基或雜芳基；R7和R8彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18，其中R17、R18和R19彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基或醯基，條件是R7和R8中至少有一個是烷基、芳基、雜芳基、-OR17、-SR17、-NR17R18、-NR19NR17R18或-NR17OR18；R9是含有1至3個選自O、N和S的雜原子的5元雜環；Z和Z1彼此獨立地是H、F、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、-C(O)R21、-CO2R21、CN、-C(O)NR21R22、-C(O)NR21OR22、-C(S)R21、-C(S)NR21R22、-NO2、-SOR21、-SO2R21、-SO2NR21R22、-SO(NR21)(OR22)、-SONR21、-SO3R21、-PO(OR21)2、-PO(R21)(R22)、-PO(NR21R22)(OR23)、-PO(NR21R22)(NR23R24)、-C(O)NR21NR22R23或-C(S)NR21NR22R23，其中R21、R22、R23和R24彼此獨立地是H、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、醯基或硫代醯基，或者其中R21、R22、R23和R24中的任意兩個與它們所結合的原子合在一起形成雜環烷基，條件是Z和Z1不同時為H；或者Z1和R1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z1和R1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分；或者Z和Z1與它們所結合的原子合在一起形成環烷基或雜環烷基，其中Z和Z1如上所定義，但不包括不能形成環烷基或雜環烷基的部分。
16.權利要求13的方法，其中X是Boc基團。
17.權利要求13的方法，其中R41是H。
18.權利要求13的方法，其中Z1是H。
19.權利要求13的方法，其中Z是-COOEt。
20.權利要求14的方法，其中R1是H。
21.合成式IA』化合物及其酸加成鹽的方法 包括如下步驟步驟A製備式IV』化合物 包括(a)用雙(三甲基矽烷基)氨基化物和溴乙腈進行式V』化合物的氰基甲基化反應生成式VI』化合物； (b)將式VI』化合物依次進行還原、環化和脫保護生成式VII』化合物；然後 (c)通過將化合物與SO3-吡啶複合物反應，然後將形成的反應混合物與Ph3P＝CHCO2Et反應將式VII化合物氧化和烯化；步驟B將式IV化合物脫保護生成式IVA』化合物 步驟C將式II』化合物和式IVA』化合物進行形成醯胺的反應；
22.權利要求21的方法，其中的式V化合物是從N-Boc L穀氨酸γ-苄酯製備的。
23.合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，包括(a)將式IX』化合物用溴乙腈進行雙陰離子烷基化反應製備式X』化合物； (b)將式X』化合物氫化生成式XI』的胺； (c)將式XI』化合物與Et3N反應生成式XII』的內醯胺酯； (d)將式XII』的內醯胺酯還原生成式XIII』化合物 (e)將式XIII』化合物通過與Ph3P＝CHCO2Et反應進行氧化和烯化生成式XIV』化合物；
24.權利要求23所述的合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，該方法還包括將式XIV』化合物轉化成式IV』化合物；
25.權利要求24所述的合成抗細小核糖核酸病毒的化合物的方法，該方法還包括步驟A將式IV』化合物脫保護生成式IVA』化合物 和步驟C將式II』化合物和式IVA』化合物進行形成醯胺的反應。
全文摘要
本發明公開了製備式(I)的鼻病毒蛋白酶抑制劑的有效的合成路線以及用於該合成路線的關鍵中間體。這些式(I)化合物以及含有這些化合物的藥物組合物適用於對感染有一種或多種細小核糖核酸病毒的患者或宿主進行治療。
文檔編號C07D207/26GK1374947SQ00811877
公開日2002年10月16日 申請日期2000年8月23日 優先權日1999年8月24日
發明者田清平, N·K·奈亞, S·巴布, 陶軍華, T·J·莫蘭, R·小達尼諾, L·J·小米徹爾, T·P·雷馬楚克, M·J·梅爾尼克, S·L·本德 申請人:阿古龍製藥有限公司