張旭陽,劉冰妮,劉 穎,劉登科,王平保
(1.天津醫(yī)科大學 研究生院,天津300070;2.天津藥物研究院,天津300193)
甲磺酸洛美他派(1),商品名為Juxtapid,化學名為N-(2,2,2-三氟乙基)-9-【4-【4-{4'-(三氟甲基)[1,1'-聯苯]-2-甲酰氨基}哌啶-1-基】丁基】-9H-芴基-9-甲酰胺甲磺酸鹽,是由美國Aegerion’s公司開發(fā)的降血脂新藥[1-2]。1 通過抑制微粒體甘油三酯轉移蛋白抑制劑的活性,減少乳糜微粒和極低密度脂蛋白膽固醇(VLDL-C)的合成和分泌,間接減少低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),從而降低患者的動脈粥樣硬化風險[3-4]。2012年12月美國食品藥品管理局(FDA)批準其上市,在低脂飲食前提下,和其他降脂藥物一起使用治療純合子型家族性高膽固醇血癥(HoFH),目前1尚未在我國上市[5-6]。
1的合成路線[7]主要有兩種:路線(1)以9-芴甲酸(2)為起始原料,經親核取代反應制得9-(4-溴丁基)-9-芴甲酸(3);3經N-?;磻频肗-(2,2,2-三氟乙基)-9-(4-溴丁基)-9H-芴基-9-甲酰胺(4);4'-(三氟甲基)-[1,1'-聯苯]-2-羧酸(5)與4-氨基-1-芐基哌啶反應制得N-(1-芐基哌啶-4-基)-4'-(三氟甲基)-[1,1'-聯苯]-2-甲酰胺(7-1),脫去芐基保護基后得N-(哌啶-4-基)-4'-(三氟甲基)-[1,1'-聯苯]-2-甲酰胺(8-1);8-1 與4反應制得洛美他派(9),再與甲磺酸成鹽制得1。路線(2)以中間體4與4-(叔丁氧羰基氨基)哌啶制得N-(2,2,2-三氟乙基)-9-[4-(4-叔丁氧羰基氨基哌啶-1-基)丁基]-9H-芴基-9-甲酰胺,脫去 Boc 保護基后制得N-(2,2,2-三氟乙基)-9-[4-(4-氨基哌啶-1-基)-丁基]-9H-芴基-9-甲酰胺鹽酸鹽,再與5反應合成9。研究發(fā)現路線(2)反應過程生成雜質較多,終產物收率低且不易純化。
本文參考路線(1),并對其進行了工藝改進。以N-叔丁氧羰基-4-氨基哌啶(6)代替4-氨基-1-芐基哌啶與5反應制得中間體N-(1-叔丁氧羰基哌啶-4-基)-4'-(三氟甲基)-[1,1'-聯苯]-2-甲酰胺(7);7在4 mol·L-1HCl二噁烷溶液中脫除保護基制得N-(哌啶-4-基)-4'-(三氟甲基)-[1,1'-聯苯]-2-甲酰胺鹽酸鹽(8);8與4在K2CO3作用下反應5 h制得9;9與甲磺酸經成鹽反應合成了1(Scheme 1),總收率36.4%(以2 計),其結構經1H NMR,IR和HR-ESI-MS確證。
Scheme 1
YRT-3型熔點儀(溫度未校正);Bruker AV 400 Hz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內標);Bruker型高分辨質譜儀;WATERS E2695型高效液相色譜儀。
所用試劑均為分析純。
(1)3的合成
在三頸瓶中依次加入2 50.0 g(238.0 mmol)和無水四氫呋喃1 L,于-5℃攪拌使其溶解;氮氣保護下緩慢滴加2.5 mol·L-1二異丙基氨基鋰(LDA)溶液 210 mL(0.5 h),滴畢,保溫反應1 h。滴加 1,4-二溴丁烷 32 mL(268.0 mmol),滴畢(0.5 h);于 -5 ℃反應 0.5 h;于室溫反應 20 h。用水(3×750 mL)萃取,合并水相,用甲基叔丁基醚(MTBE,800 mL)洗滌,用1 mol·L-1鹽酸(500 mL)調至 pH 5~6,用二氯甲烷(3×750 mL)萃取,合并萃取液,依次用飽和NaHCO3溶液(3×750 mL)洗滌,無水MgSO4干燥,減壓蒸除溶劑得棕黃色油狀物80.0 g,用混合溶劑[A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=3∶1]400 mL重結晶得白色粉末3 63.2 g,收率 77.0%,m.p.122 ℃ ~124℃;1H NMR δ:12.53(br s,1H,CO2H),7.84(d,J=7.2 Hz,2H,ArH),7.54(d,J=7.2 Hz,2H,ArH),7.42~7.38(m,2H,ArH),7.35~7.25(m,2H,ArH),3.31(t,J=6.4 Hz,2H,CH2),2.32 ~2.28(m,2H,CH2),1.65 ~1.57(m,2H,CH2),0.80~0.72(m,2H,CH2)。
(2)4的合成
在三頸瓶中依次加入3 52.1 g(151.0 mol),二氯甲烷 550 mL,草酰氯 23.0 g(181.0 mmol)和DMF 0.5 mL,攪拌下于室溫反應2 h。減壓蒸除溶劑,殘余物用二氯甲烷(300 mL)溶解得溶液B。
在三頸瓶中加入三氟乙胺鹽酸鹽22.5 g(166.0 mmol),三乙胺 65 mL(466.0 mmol)和二氯甲烷300 mL,攪拌下加入溶液B,于室溫反應2 h。加入二氯甲烷 600 mL,依次用 1 mol·L-1鹽酸(2×600 mL)、飽和NaHCO3溶液(2×600 mL)和飽和食鹽水(2×600 mL)洗滌,無水MgSO4干燥,蒸干后得黃白色油狀物,用無水乙醇(400 mL)于-5℃打漿(析出黃白色固體),過濾,濾餅用無水乙醚(600 mL)洗滌,干燥得白色固體4 46.9 g,收率72.9%,m.p.87 ℃ ~92 ℃ (88℃ ~92 ℃[7]);1H NMR δ:7.89(d,J=7.6 Hz,2H,ArH),7.48 ~7.33(m,6H,ArH),7.22(t,J=6.4 Hz,1H,NH),3.73 ~ 3.64(m,2H,NCH2),3.30(t,J=6.8 Hz,2H,CH2),2.32 ~2.28(m,2H,CH2),1.62 ~ 1.55(m,2H,CH2),0.73~0.65(m,2H,CH2)。
(3)7的合成
在三頸瓶中依次加入5 69.8 g(263 mol),二氯甲烷 700 mL,草酰氯 40.0 g(315.1 mmol)和DMF 0.5 mL,攪拌下于室溫反應2 h。減壓蒸除溶劑,殘余物用二氯甲烷(500 mL)溶解得溶液C備用。
在三頸瓶中依次加入N-叔丁氧羰基-4-氨基哌啶 50.0 g(25.0 mmol),三乙胺 110.0 mL(78.9 mmol)和二氯甲烷500 mL,攪拌下加入溶液C,于室溫反應3 h。加入二氯甲烷600 mL,依次用飽和 NaHCO3溶液(2 ×1 L),1 mol·L-1KOH 溶液(1 L)洗滌,無水MgSO4干燥,減壓蒸除溶劑得白色固體7 102.6 g,收率 91.7%,m.p.208 ℃ ~210 ℃;1H NMR δ:8.12(d,J=8.0 Hz,1H,NH),7.76(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.58 ~7.42(m,6H,ArH),3.75(t,J=3.6 Hz,1H,CH),3.63(s,2H,CH2),2.79(d,J=10.8 Hz,2H,CH2),1.55(dd,J=3.2 Hz,12.8 Hz,2H,CH2),1.36(s,9H,CH3),1.10(d,J=10.0 Hz,2H,CH2)。
(4)8的合成
在三頸瓶中依次加入7 95.0 g(211.8 mmol)和4 mol·L-1HCl二噁烷溶液(530 mL),攪拌下于室溫反應1 h。過濾,濾餅干燥得白色固體8 75.7 g,收率92.9%,m.p.>230 ℃;1H NMR δ:8.10(d,J=7.6 Hz,1H,NH),7.75(d,J=8.0 Hz,2H,ArH),7.58 ~ 7.41(m,6H,ArH),3.60(q,J=3.6 Hz,1H,CH),2.81(d,J=12.4 Hz,2H,CH2),2.40(t,J=22.0 Hz,2H,CH2),1.51(d,J=10.0 Hz,2H,CH2),1.17 ~ 1.08(m,2H,CH2)。
(5)9的合成
在三頸瓶中依次加入4 36.7 g(86.0 mmol),8 34.8 g(90.4 mmol),K2CO335.7 g(258 mmol)和乙腈500 mL,攪拌下于 50 ℃反應 5 h[8]。過濾,濾液減壓蒸除溶劑得白色固體50.0 g,用混合溶劑(A=6∶1,500 mL)重結晶得白色粉末9 40.0 g,收率 67%,m.p.166 ℃ ~169 ℃ (164℃ ~ 168 ℃[7]);1H NMR δ:8.06(d,J=8.0 Hz,1H,NH),7.88(d,J=7.6 Hz,2H,ArH),7.73(d,J=8.0 Hz,2H,ArH),7.57 ~ 7.32(m,12H,ArH),7.21(t,J=6.4 Hz,1H,NH),3.72 ~3.63(m,2H,CH2),3.45(d,J=7.2 Hz,1H,CH),2.46(t,J=11.2 Hz,2H,CH2),2.26(t,J=8.0 Hz,2H,CH2),1.92(d,J=7.2 Hz,2H,CH2),1.70(t,J=10.4 Hz,2H,CH2),1.45(d,J=10.4 Hz,2H,CH2),1.18 ~ 1.13(m,4H,CH2),0.56~0.49(m,2H,CH2)。
(6)1的合成
在三頸瓶中依次加入9 30.0 g(43.2 mmol),甲磺酸4.2 g(43.7 mmol)和甲醇400 mL,攪拌下于室溫反應1 h。減壓蒸出溶劑得白色固體1 33.0 g,收率96.7%,m.p.129 ℃ ~138 ℃,純度99.2%(HPLC);1H NMR δ:8.85(s,1H,NH+),8.34(d,J=8.0 Hz,1H,NH),7.90(d,J=7.6 Hz,2H,ArH),7.74(d,J=8.0 Hz,2H,ArH),7.57 ~ 7.34(m,12H,ArH),7.18(t,J=6.2 Hz,1H,NH),3.76 ~ 3.71(m,1H,CH),3.69 ~3.63(m,2H,CH2),3.28(d,J=12.0 Hz,2H,CH2),2.86 ~ 2.64(m,6H,CH2),2.29(s,3H,CH3),1.75(d,J=12.4 Hz,2H,CH2),1.46~1.40(m,4H,CH2),0.56(d,J=7.2 Hz,2H,CH2);IR ν:3 433,3 060,2 953,2 869,1 655,1 519,1 477,1 327,848,746 cm-1;HR-ESI-MSm/z:Calcd for C39H37N3O2F6{[M+H]+}694.279 0,found 694.301 0。
在3的合成過程中,由于正丁基鋰活性過強,易燃易爆且不易操作,本文以LDA替代正丁基鋰,改進后的工藝條件溫和,安全性提高。
在8的合成中,文獻[7]方法以7-1在20%氫氧化鈀和環(huán)己烯氮氣保護條件下回流去除芐基保護基制得中間體8-1。該方法操作繁瑣,成本較高。本文以7在4 mol·L-1HCl二噁烷溶液中于室溫攪拌即可析出白色固體8。該方法條件溫和,收率較高(92.9%)。
在9的合成中,文獻[7]方法在氮氣保護下,以DMF為溶劑,后處理產生大量廢水。本文采用乙腈為溶劑,反應時間由24 h[7]縮短為5 h,后處理簡單,收率67%。
甲磺酸洛美他派具有化合物專利,其在中國的專利即將到期,因此對其工藝的研究對工業(yè)化生產具有很大意義。本文設計了一條較為合理的合成路線,并對各步反應的工藝條件進行充分的探索與優(yōu)化,最終確定了一條經濟、環(huán)保、操作簡單、收率高全合成路線,為甲磺酸洛美他派的進一步工業(yè)化生產奠定了基礎。同時,本文在設計路線和優(yōu)化工藝的過程中積累了豐富的經驗,為進一步對甲酸洛美他派進行結構改造和修飾、避開化合物專利,設計合成出具有知識產權和較好藥理活性的創(chuàng)新性化合物打下了良好的基礎。
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