趙勝賢, 厲 昆, 胡紅華, 李嘯風, 任黨培, 金曉魯, 陳 治

(1. 浙江普洛得邦制藥有限公司，浙江 東陽 322118； 2. 優(yōu)勝美特制藥有限公司，浙江 金華 321025)

·制藥技術(shù)·

一種新型噁唑烷酮類抗生素的合成

趙勝賢1,2*, 厲 昆1, 胡紅華2, 李嘯風1, 任黨培1, 金曉魯2, 陳 治1

(1. 浙江普洛得邦制藥有限公司，浙江 東陽 322118； 2. 優(yōu)勝美特制藥有限公司，浙江 金華 321025)

以2,4-二溴吡啶為原料，經(jīng)Weinreb酰胺?；?、Noyori不對稱氫轉(zhuǎn)移反應、脫Boc保護基、環(huán)化、Suzuki偶聯(lián)、磷酸單酯化及成鹽共七步反應制得一種新型噁唑烷酮類抗生素【【(3R,3aS)-7-{6-[(S)3-甲基-2-噁唑烷酮-5-基]吡啶-3-基}-1-氧-1,3,3a,4-四氫苯并[b]噁唑[3,4-d][1,4]噁嗪-3-基】甲基】磷酸單酯二鈉鹽，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI)確征，總收率7%，純度99.7%。

2,4-二溴吡啶; 磷酸單酯; 噁唑烷酮; 抗生素; 藥物合成

抗菌藥物是臨床上使用最頻繁的藥物之一，由于歷史原因造成的抗生素不規(guī)范使用，導致細菌對現(xiàn)有抗生素嚴重的耐藥性，多藥耐藥(MDR)的細菌感染已經(jīng)成為全球公共衛(wèi)生健康的主要威脅之一，世界正逐步進入“后抗生素時代”[1-3]。為扭轉(zhuǎn)這一嚴峻局勢，各國正加緊新型抗生素的研發(fā)，美國還出臺了抗生素研發(fā)激勵法案(GAIN法案)[4]。

噁唑烷酮類抗菌藥物是一類二十一世紀新開發(fā)上市的具有新作用機制的全合成抗生素[5]，如美國法瑪西亞普強公司開發(fā)的利奈唑胺，該藥于2000年經(jīng)FDA批準在美國上市，是全球首個上市的噁唑烷酮類抗菌藥物[6]。之后，美國Cubist公司開發(fā)的磷酸泰地唑胺也于2014年經(jīng)FDA批準在美國上市[7]。

楊玉社課題組[8]開發(fā)了一種新型噁唑烷酮類抗菌藥物【【(3R,3aS)-7-{6-[(S)3-甲基-2-噁唑烷酮-5-基]吡啶-3-基}-1-氧-1,3,3a,4-四氫苯并[b]噁唑[3,4-d][1,4]噁嗪-3-基】甲基】磷酸單酯二鈉鹽(1),其具有較同類藥物更強的抗菌活性，尤其是抗多耐藥菌活性。該研究以2,4-二溴吡啶(2)為原料，經(jīng)氯乙酸的Weinreb酰胺酰化、Noyori不對稱氫轉(zhuǎn)移反應、疊氮親核取代、胺化、環(huán)化、甲基化、Suzuki偶聯(lián)、磷酸三酯化、氫化和成鹽總共十步反應制得1，反應涉及疊氮鈉和疊氮中間體易爆炸的試劑及中間體、a-氯代酮類易過敏的試劑和中間體、氫化等EHS隱患大的反應，而且a-氯代酮類化合物具有基因毒性，不適宜工業(yè)化藥品生產(chǎn)[8-9]。

Scheme 1

本文在楊課題組研究的基礎(chǔ)上進行了工藝改進，以2為原料，經(jīng)Boc肌氨酸的Weinreb酰胺(3)?；?、Noyori不對稱氫轉(zhuǎn)移反應、脫Boc保護基、環(huán)化、Suzuki偶聯(lián)、磷酸單酯化及成鹽共七步反應制得1(Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR和HR-MS(ESI)確征。該合成路線避免了疊氮化合物、a-氯代酮類化合物、氫化反應及柱層析純化，具有反應路線短、工藝安全性高和產(chǎn)品純度好等優(yōu)點，適合工業(yè)化的生產(chǎn)。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Brucker AvanceⅢ 500型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標)； AB Sciex Triple TOF 5600+型四極桿飛行時間質(zhì)譜儀； Agilent 1260型高效液相色譜儀。

2，江蘇鑫星科技有限公司；Boc肌氨酸的Weinreb酰胺，上海昊銳醫(yī)藥生物科技有限公司；(3R,3aS)-3-(羥甲基)-7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼烷-2-基)-3a,4-二氫苯并[b]噁唑[3,4-d][1,4]噁嗪-1(3H)-酮(8)參照文獻[9]合成；其余所用試劑均為工業(yè)級。

1.2 合成

(1)[ 2-(5-溴吡啶-2-基)2-氧乙基](甲基)氨基甲酸叔丁酯(4)的合成

在反應瓶中加入2 23.69 g(0.1 mol)和甲苯100 mL，攪拌使其溶解，冷卻至-78 ℃，滴加2.5 mol·L-1正丁基鋰0.1 mol的正己烷溶液40 mL，滴畢，加入3 23.23 g(0.1 mol)，于-78 ℃反應1 h。加入10%氯化銨溶液100 mL淬滅反應，分出甲苯層，依次用水洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮，經(jīng)乙酸乙酯-正庚烷重結(jié)晶得白色固體4 16.83 g，收率51%，純度98%(HPLC)， m.p. 89.5～90.7 ℃;1H NMRδ: 1.37(s, 9H, rotamer 1), 1.49(s, 9H, rotamer 2), 2.96(s, 3H, rotamer 1), 2.97(s, 3H, rotamer 2), 4.80(s, 2H, rotamer 1), 4.88(s, 2H, rotamer 2), 7.91～8.02(m, 4H, rotamer 1 and 2), 8.71～8.72(m, 2H, rotamer 1 and 2);13C NMRδ: rotamer 1: 28.5, 35.9, 55.5, 80.0, 123.3, 125.9, 139.9, 150.4, 156.1, 195.7; rotamer 2: 28.6, 36.1, 55.8, 80.2, 123.4, 126.0, 140.1, 150.5, 156.6, 195.9; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C13H17N2O3BrNa{[M+Na]+}351.032 0, found 351.032 3。

(2) [2-(5-溴吡啶-2-基)2-羥乙基](甲基)氨基甲酸叔丁酯(5)的合成

在反應瓶中加入二氯(p-甲基異丙苯)釕(II)二聚體0.61 g(1 mmol)， (1S,2S)-(+)-N-對甲苯磺?；?1,2-二苯基乙二胺0.73 g(2 mmol)，N,N-二甲基甲酰胺5 mL和三乙胺0.2 mL,于室溫反應1 h；攪拌下加入甲酸-三乙胺共沸物43.25 g(摩爾比為5 ∶2)和甲基叔丁基醚100 mL，加畢，降溫至0 ℃，加入4 32.92 g(0.1 mol)，反應4 h。加入水100 mL攪拌5 min，分液，有機相經(jīng)無水硫酸鈉干燥，濃縮得黃色油狀液體5粗品35.38 g，純度97%(HPLC)，ee86%，直接投入下一步反應；1H NMRδ: 1.38, 1.45(2s, 9H, rotamer 1 and 2), 2.82, 2.88 (2s, 3H, rotamer 1 and 2), 3.45～3.65(m, 2H), 4.88～4.95(m, 1H), 5.06(brs, 1H), 7.46～7.48(m, 1H), 7.81～7.83(m, 1H), 8.58～8.61(m, 1H);13C NMRδ: 28.5, 35.9, 36.7(rotamer 1 and 2), 56.2, 72.2, 73.9(rotamer 1 and 2), 80.0, 80.5(rotamer 1 and 2), 119.3, 119.6(rotamer 1 and 2), 122.4, 139.4, 149.6, 149.9(rotamer 1 and 2), 155.6, 158.1(rotamer 1 and 2), 159.2, 160.0(rotamer 1 and 2); HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C13H20N2O3Br{[M+H]+}331.065 7, found 331.065 9。

(3)(S)-2-(N-甲基)氨基-1-(5-溴吡啶-2-基)乙醇(6)的合成

在反應瓶中加入粗品5 35.38 g，二氯甲烷100 mL和三氟乙酸50 mL,于室溫反應8 h。反應液濃縮后加入二氯甲烷100 mL和水100 mL，用飽和氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 9.0，分液，有機層用水洗滌，濃縮，經(jīng)乙酸乙酯-正庚烷重結(jié)晶得黃色固體6 14.76 g，兩步合并收率64%，純度99%(HPLC)，ee95%， m.p.98.4～99.1 ℃;1H NMRδ: 2.46(s, 3H), 2.78(dd,J=12.0 Hz, 8.0 Hz, 1H), 2.99(dd,J=12.0 Hz, 4.0 Hz, 1H), 3.06 (br s, 2H), 4.80(dd,J=8.0 Hz, 4.0 Hz, 1H), 7.38(d,J=8.2 Hz, 1H), 7.82(dd,J=8.2 Hz, 2.2 Hz, 1H), 8.59(d,J=2.2 Hz, 1H);13C NMRδ: 36.4, 57.9, 71.4, 119.4, 122.0, 139.6, 149.9, 160.3; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C8H12N2OBr{[M+H]+}231.013 3, found 231.012 4。

(4) (S)-5-(5-溴吡啶-2-基)-3-甲基噁唑烷-2-酮(7)的合成

在反應瓶中加入5 23.11 g(0.1 mol)，N,N′-羰基二咪唑(CDI)24.32 g(0.15 mol)， 4-二甲氨基吡啶(DMAP)2.44 g(0.02 mol)和四氫呋喃100 mL，于室溫反應3 h。反應液濃縮后加入二氯甲烷100 mL和1 mol·L-1鹽酸100 mL，分液，有機層用水洗滌，濃縮，經(jīng)乙酸乙酯-正庚烷重結(jié)晶得白色固體7 17.25 g，收率67%，純度99%(HPLC)，ee100%， m.p.72.1～72.4 ℃;1H NMRδ: 2.91(s, 3H, CH3), 3.71(dd,J=8.9 Hz, 6.2 Hz, 1H), 4.00(t,J=8.9 Hz, 1H), 5.51(dd,J=8.9 Hz, 6.2 Hz, 1H), 7.46(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.89(dd,J=8.4 Hz, 2.2 Hz, 1H), 8.65(d,J=2.2 Hz, 1H);13C NMRδ: 31.2, 52.3, 73.4, 120.5, 121.8, 139.9, 150.8, 156.9, 157.8; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C9H10N2O2Br{[M+H]+}256.992 6, found 256.991 8。

(5) (3R,3aS)-3-(羥甲基)-7-{6-[(S)-3-甲基-2-噁唑烷-5-基]吡啶-3-基}-3a,4-二氫苯并[b]噁唑[3,4-d][1,4]噁嗪-1(3H)-酮(9)的合成

在反應瓶中加入7 25.71 g(0.1mol), 8 34.72 g( 0.1mol)和碳酸銫65.16 g( 0.2 mol), 加入二氧六環(huán)180 mL和水20 mL的混合溶劑攪拌使其溶解；加入Pd(PPh3)40.51 g，回流反應5 h。冷卻至室溫，抽濾，濾餅用水洗滌，經(jīng)丙酮重結(jié)晶得灰白色固體9 29.43 g，收率74%，純度99%，ee100%， m.p.>200 ℃;1H NMRδ: 2.82(s, 3H), 3.69～3.72(m, 2H), 3.77～3.80(m, 1H), 3.95～3.99(m, 1H), 4.08～4.10(m, 2H), 4.48～4.49(m, 1H), 4.59～4.60(m, 1H), 5.36(br s, 1H), 5.63(dd,J=9.0 Hz, 6.0 Hz, 1H), 7.40～7.42(m, 2H), 7.55(d,J=8.0 Hz, 1H), 7.99(d,J=8.7 Hz, 1H), 8.15(dd,J=8.7 Hz, 2.2 Hz, 1H), 8.93(d,J=2.2 Hz, 1H);13C NMRδ: 31.1, 51.7, 52.2, 61.3, 66.5, 73.8, 77.0, 115.5, 119.5, 120.3, 121.7, 124.2, 132.8, 135.0, 135.3, 145.2, 147.9, 154.2, 156.9, 157.7; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C20H20N3O6{[M+H]+}398.135 2, found 398.135 3。

(6) 【【(3R,3aS)-7-{6-[(S)3-甲基-2-噁唑烷酮-5-基]吡啶-3-基}-1-氧-1,3,3a,4-四氫苯并[b]噁唑[3,4-d][1,4] 噁嗪-3-基】甲基】磷酸單酯(10)的合成

在反應瓶中加入9 39.74 g(0.1 mol)，二氯甲烷400 mL，三乙胺55.75 mL (0.4mol)和三氯氧磷46.00 g(0.3 mol)，于室溫反應過夜。加水200 mL，抽濾，濾餅經(jīng)N,N-二甲基甲酰胺重結(jié)晶得淡黃色固體10 28.20 g，收率59%，純度99%(HPLC，雜質(zhì)包括6個非對映異構(gòu)體)，ee100%， m.p. 197.1～198.3 ℃;1H NMRδ: 2.82(s, 3H), 3.70～3.72(m, 1H), 3.97(t,J=8.8 Hz, 1H), 4.11～4.22(m, 4H), 4.64～4.69(m, 2H), 5.63 (dd,J=9.0 Hz, 6.0 Hz, 1H), 7.41～7.42(m, 2H), 7.55(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.98(d,J=9.0 Hz, 1H), 8.15(dd,J=8.4 Hz, 2.2 Hz, 1H), 8.93(d,J=2.2 Hz, 1H);13C NMRδ: 31.2, 51.7, 52.0, 65.1, 66.3, 73.8, 74.8, 115.6, 119.7, 120.3, 121.8, 124.1, 133.0, 135.0, 135.4, 145.2, 147.9, 153.9, 156.9, 157.8; MS(ESI)m/z: 478.1{[M+H]+}。

(7) 1的合成

在反應瓶中加入10 4.77g(0.01 mol)、異辛酸鈉6.65 g(0.04 mol)和水25 mL，攪拌使其溶解，溶清后滴加丙酮250 mL，滴畢，析出沉淀，抽濾，濾餅用丙酮洗滌，干燥得白色固體1 3.78 g，收率73%，純度99.7%(HPLC，雜質(zhì)包括6個非對映異構(gòu)體)，ee100%， m.p.>200 ℃;1H NMR (D2O, 500 MHz)δ: 2.75(s, 3H), 3.33～3.36(m, 1H), 3.79～3.81(m, 1H), 3.88(t,J=9.3 Hz, 1H), 3.96～4.04(m, 3H), 4.52～4.58(m, 2H), 5.31(dd,J=9.5 Hz, 7.0 Hz, 1H), 6.58(d,J=1.5 Hz, 1H), 6.70(dd,J=8.5 Hz, 1.5 Hz, 1H), 7.02(d,J=8.5 Hz, 1H), 7.37(dd,J=8.2 Hz, 1.9 Hz, 1H), 7.48(d,J=8.2 Hz, 1H), 8.16(d,J=1.9 Hz, 1H);13C NMRδ: 30.2, 52.0, 52.6, 63.6, 66.3, 74.1, 76.2, 114.5, 119.1, 119.4, 120.9, 122.7, 131.9, 134.4, 135.1, 144.2, 146.4, 154.8, 155.0, 159.4; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C20H21N3O9P{[Mfree acid+H]+}478.101 5, found 478.101 4。

2?；奈恢檬沁拎きh(huán)的2-位，而不是4-位。7的分子結(jié)構(gòu)經(jīng)(圖1)確證。

圖1 7的分子結(jié)構(gòu)圖

4和5由于Boc取代基的空間位阻較大，導致單鍵旋轉(zhuǎn)受阻，從1H NMR和13C NMR上可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)物為一對旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體(rotamer)，其中4的兩個旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的比例恰好為1 ∶1，文獻報道3也存在相同的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體現(xiàn)象[10]。

反應采用3而不是氯乙酸的Weinreb酰胺為起始原料，有效避免了楊玉社課題組原工藝中涉及的疊氮鈉和疊氮中間體易爆炸的試劑及中間體、α-氯代酮類易過敏的試劑和中間體[8-9]，直接采用三氯氧磷合成磷酸單酯(10)，也規(guī)避了原路線的氫化工序。工藝的安全性大大提高，更加適宜大規(guī)模的生產(chǎn)。由于a-氯代酮具有基因毒性，殘留需要控制在百萬分之一級別，因此本制備方法同時可以提高用藥的安全性。

本合成路線的所有產(chǎn)品均通過重結(jié)晶提純，革除了原工藝中的所有柱層析方法，適合產(chǎn)品的放大生產(chǎn)。本工藝的合成步驟由楊玉社課題組的原工藝的十步化學反應縮短到七步，總收率為7%，原工藝的總收率為9%[9]。雖然收率基本一致，但步驟的縮短有利于降低成本。另外，Noyori不對稱氫轉(zhuǎn)移反應步驟得到的中間體5未經(jīng)過純化，直接投入下一步反應，均有效降低了生產(chǎn)成本，工藝的經(jīng)濟性更加顯著。

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Synthesis of A Novel Oxazolidinone Antibiotic

ZHAO Sheng-xian1,2*, LI Kun1, HU Hong-hua2, LI Xiao-feng1, REN Dang-pei1, JIN Xiao-lu2, CHEN Zhi1

(1. Zhejiang Apeloa Tosopo Pharmaceutical Co., Ltd., Dongyang 322118, China; 2. Yosemade Pharmaceutical Co., Ltd., Jinhua 321025, China)

A novel oxazolidinone antibiotic， disodium 【【(3R,3aS)-7-{6-[(S)3-methyl-2-oxazolidino-5-yl]pyridin-3-yl}-1-oxo-1,3,3a,4-tetrahydrobenzo[b]oxazolo[3,4-d][1,4]oxazin-3-yl】methyl】phpsphate, was synthesized by seven-step reactions from 2,4-dibromopyridine,viaacylation by Weinreb amide, Noyori asymmetric transfer hydrogenation, removal of Boc protecting group, cyclization, Suzuki coupling, mono-phosphate esterfication and salification. The structure was confirmed by1H NMR,13C NMR and HR-MS(ESI). The overall yield and purity were 7% and 99.7%, respectively.

2,4-dibromopyridine; mono-phosphate; oxazolidinone; antibiotic; drug synthesis

2016-08-26；

2016-12-26

趙勝賢(1970-)，男，漢族，浙江紹興人，博士，高級工程師，主要從事藥物化學及晶型的研究。 E-mail: 2086488660@qq.com

O626； R914.5

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.03.16217