專利名稱：核苷酸還原酶抑制劑3－ap和3amp的合成方法
技術領域：
本發(fā)明是關于核苷酸還原酶抑制劑的新的化學合成方法。
背景技術：
癌癥是現(xiàn)今已知的主要死亡原因之一，許多實體腫瘤的有效治療至今仍然是令人困惑的問題。人們認為對核苷酸還原酶具有強抑制作用的新的抗腫瘤藥物，即一種用于細胞復制的主要酶，是對現(xiàn)今癌癥的藥物治療方法的一種有效補充。
眾所周知，核苷酸還原轉化為相應的脫氧核苷酸是DNA生物合成中的關鍵步驟。由于脫氧核苷酸在哺乳動物細胞中的含量非常低，研究者認為核苷酸還原酶抑制劑比阻斷DNA合成中的DNA聚合酶抑制劑更有效。參見Cory和Choba，“針對核苷二磷酸酯還原酶組分的綜合化學治療”，Inhibitorsof Ribonucleoside diphosphate reductase Activitg，Corg，J.G.and Cory，A.M.Eds.；Pergamon PressOxford，1989；PP245-264。因此，通過該工作人們認為開發(fā)核苷酸還原核強抑制劑將創(chuàng)選出治療癌癥的強有力的武器。
許多年來，核苷二磷酸酯還原酶的一類最有效的抑制劑，即新的α-(N)雜環(huán)醛縮氨基硫脲(HCTs)的研究已引起人們極大的關注。已經有多種HCTs的報道，例如5-羥基吡啶-2-醛縮氨基硫脲(5HP)、4-甲基-5-氨基-1-甲酰基異喹啉縮氨基硫脲(MAIQ-1)、5-(乙酰氨基)吡啶-2-醛縮氨基硫脲(5-AAP)、3-和5-氨基吡啶-2-醛縮氨基硫脲(3-AP和5AP)以及它們的4-甲基衍生物(5-AMP和5-AMP)、3-和5-羥基-4-甲基吡啶-2-醛縮氨基硫脲(3-HMP和5-HMP)。參見DeConti，et al.，Cancer Res.，1972，32，1455-1462；Agrawal，et al.，J.Med.Chem.1976，19，970-972；French，etal.J.Med.Chem.，1974，17，172-181；Liu，et al.，J.Med.Chem.1992，35，3672-3677；Wang，et al.J.Med.Chem.1992，35，3667-3671。
一系列HCTs的結構-活性關系研究揭示，3-AP和3-AMP顯示比至今報道的其他HCTs對L1210白血病、M-109肺癌和人卵巢癌有較好的治療效果。參見Liu，et al.，J.Med.Chem.1992，35，3672-3677；Agrawal等，“α-(N)-雜環(huán)羧醛縮氨基硫脲的化學和生物學活性”，Progress in MedicalChemistry；Ellis，G.P；West，G.B.，Eds；Elsevier/North-HollandBiomedical PressNew York，1978；Vol.15，PP321-356。此外，與臨床上使用的已批準的一種核苷酸還原酶抑制劑羥基脲比較，3AP和3-AMP是具有顯著抗腫瘤活性的有效的制劑。這些化合物的大量研究已需要有相應的規(guī)模來生產這些制劑。
如

圖1合成路線所示，耶魯大學Alan Sarto-relli博士的實驗室首先完成了3-AP和3AMP的合成。雖然以前的合成方法具有在合成方法中使用的原料費用低的優(yōu)點，但是已經證明由于該合成方案的反應歷程較長，收率低和操作困難，因而比較麻煩。為此，本發(fā)明人研究了所述合成方法并開發(fā)了制備3-AP和3-AMP的新方法。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供3-氨基吡啶-2-醛縮氨基硫脲(3-AP)和3-氨基-4-甲基吡啶-2-醛縮氨基硫脲(3-AMP)的有效的化學合成方法。
發(fā)明的簡要說明本發(fā)明是關于3-氨基吡啶-2-醛縮氨基硫脲(3-AP)和3-氨基-4-甲基吡啶-2-醛縮氨基硫脲(3-AMP)的改進的有效的化學合成方法。
本發(fā)明提供了3-AP和3-AMP的一種有效合成方法。在本發(fā)明的方法中，目標化療藥是由容易得到的原料合成，其總收率大于30％。該收率可與用現(xiàn)有技術的其他合成方法的總收率小于約10％相比較。
在關于3-AP和3-AMP的新合成方法的本發(fā)明中，一個特別關鍵的步驟是Stille或Heck的乙烯基化反應，該反應在吡啶部分的C-2位發(fā)生，以高收率(經常高達70％)產生2-乙烯基吡啶中間體，其在一系列高收率的合成步驟中可容易地分別轉化為3-AP或3-AMP。在該方法中用反應方案2所示的Heck或Stille的乙烯基化反應將下面的吡啶部分P轉化為2-乙烯基吡啶衍生物2-VP。
式中R是Cl、Br、I、OMs、OTf或OTs；R1是NO2、NH2、NHP、NPP′、N3或CO2R2；P和P′是保護基；R2是Me、Et、Pr或i-Pr；和R3是H、C1-C20烷基、芳基、取代的芳基或COR2；和R4是H或CH3。
可以使用的保護基P和P′包括酯基，如
，式中R5是烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或叔丁基、苯基、取代的苯基、芐基和取代的芐基，以及許多其它的基團。也可以使用現(xiàn)有技術中熟知的其他氨基保護基。
2-乙烯基化反應優(yōu)選用選自下列的試劑進行BuSnCH＝CHR3、(OH)2B-CH＝CHR3、ClZnCH＝CHR3和XMgCH＝CHR3(格利雅試劑，其中X是鹵素，例如I、Br、Cl等)。乙烯基化反應通常在溶劑例如甲苯、二甲苯或其他有機溶劑中在加熱下在三苯基膦(PPh3)和/或四(三苯基膦)合鈀[Pd(PPh3)4]存在下進行。在吡啶的C-2位上引入乙烯基后，該基轉化為醛(用臭氧分解或等效方法)，然后其在制備3-AP或3-AMP中轉化為醛縮氨基硫脲。在其他乙烯基化反應中，使用苯乙烯、3-甲基丙酸酯，或有關的乙烯基化試劑與在乙酸鈀[Pa(OAC)2]和三苯基膦(PPh3)共同存在下，在吡啶部分的C-2位引入乙烯基，其可容易地轉化為2-醛，實際上是醛縮氨基脲或腙。
本發(fā)明的其他重要方面包括對于現(xiàn)有技術合成方法的改進。在現(xiàn)有技術中，2-氯吡啶衍生物轉化為2-甲基吡啶的方法是兩步方法，總收率只60％。在本發(fā)明中該轉化在單一步驟中進行，收率約90％。通過在Suzuki條件下進行該甲基化，除了減少合成所需要的幾個步驟和改進總收率外，本發(fā)明還使操作簡單，從而使生產容易形成工業(yè)規(guī)模。該反應的這種高收率是意想不到的結果。
此外，現(xiàn)有技術中將2-醛轉化為縮醛并在2-位偶合氨基硫脲前還原3-位的硝基是困難的，本發(fā)明找到了一種更簡短更有效的方法將2-醛直接偶合到氨基硫脲上，接著將該硝基簡單還原。
在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，本發(fā)明方法具有大量制備3-AP和3-AMP且不使用昂貴的原料所得最終產物總收率高的優(yōu)點。本發(fā)明的方法生產高純度的抗癌化合物，這適合于按比例放大和工業(yè)生產的收率。本方法提出了現(xiàn)有技術方法收率較低的問題，并使3-AP和3-AMP工業(yè)化生產在經濟上可實現(xiàn)。
附圖的簡要說明圖1，反應方案1表示3-AP和3-AMP現(xiàn)有技術的合成方法，每個合成都通過吡啶-2-醛中間體(4和11)。在3-AP的情況下，合成完成的總收率約9.3％。在3-AMP的情況下，合成完成的總收率約2.3％。
圖2，反應方案2提供了從2-氯3-硝基吡1開始的3-AP的兩條新合成路線和從2-氯-3-氨基吡啶19開始的一條新合成路線。這些合成完成的總收率是31.5-68.4％。實際上，路線C中描述的化學反應已用在單一操作中制備3-AP，得到大于20g產物。
圖3，反應方案3提供了通過中間體2-醛11的3-AMP的兩條新合成路線。這些合成完成的總收率是5.8-34％。
發(fā)明的詳細說明本說明書中，術語“瘤形成”是指一種病理過程，該過程導致癌或惡性腫瘤，即由細胞增殖產生的異常組織的形成和生長，該組織一般比正常組織生長更快并在引起新生長的刺激源停止后仍繼續(xù)生長。惡性腫瘤顯示出部分或全部缺乏正常組織的結構性組織和功能性協(xié)調，并總是侵染周圍的組織，向若干位點轉移，并在設法除去后常常復發(fā)，除非治療適當，否則會引起患者死亡。在本文中，術語“瘤形成”用來描述所有的癌癥狀，包括與惡性血源性、腹水和實體瘤有關的病理過程。
使用的術語“保護”適用于受到保護以避免不需要的反應的任何一個或多個中間體中的磷酸酯基或羥基，但是該保護可以在選擇的條件下消除。為此目的可使用的保護基包括，例如，三氯乙基、乙基、氰基乙基、三甲基甲硅烷基乙基、甲硅烷基乙基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基、三苯基甲硅烷基和叔丁基二苯基甲硅烷基，還包括酯基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基和叔丁基酯。該保護基可以從甲硅烷基保護基、醚保護基和酯保護基中廣泛選擇，每個保護基的選擇應考慮其保護某一部分避免發(fā)生不需要的反應的能力及其除去的容易程度和化學相容性。如同上面討論的，本發(fā)明中間體中的氨基也可以保護。
本發(fā)明3-AP和3-AMP合成的改進方法收率較高，較安全和較容易實行，所述方法分別在反應方案圖解2和3中概述。圖2說明合成3-AP的三條合成路線。優(yōu)點是減少了現(xiàn)有技術方法中的步驟數(shù)目(參見圖1，圖解1)，這是因為消除現(xiàn)有技術合成中的縮醛保護和脫保護步驟。在如圖解2所示的路線A和B中，2-醛4直接轉化為腙15，用氯化亞錫(關于這類反應的說明參見Atwal，k.S.et al.，J.Med.Chem.，1996，39-305-313)，和硫化鈉(氧化偶氮苯還原，參見Porter.H.K.，Org Reace 1973，20，455-483)進行隨后的硝基官能團還原為氨基的反應。在路線C中N-Boc保護的2-醛22直接與氨基硫脲偶合，同時脫保護得到3-AP。這些一般方法以良好的收率得到3-AP。
合成2-醛吡啶中間體(化合物4和22)的三個不同方法如圖解2中所示。在路線A所示的運三個方法的第一個方法中，2-氯吡啶化合物1的甲基化后用二氧化硒氧化2-甲基，得到2-醛化合物4，其在兩個高收率的步驟中容易轉化為3-AP。在路線A的分支所示的另一方法中，2-甲基-3-硝基吡啶3與二甲基甲酰胺二甲基乙縮醛(DMFDMA，盡管一些DMFDMA的有關縮醛類似物可用于該反應中)反應，得到中間體3a，接著用高碘酸鈉(NaIO4)氧化，得到醛4，總收率84％，這是對用二氧化硒氧化2-甲基-3-硝基吡啶產生醛4的方法顯著的改進。從2-氯-3-硝基吡啶可以完全合成3-AP，總收率55％。
在路線B上面分支所示的另一方法中，作為關鍵步驟的用銫催化的Stille乙烯基化反應引入2-乙烯基(參見Attwood，M.R.，et al，TetrahedronLett，1996，37，2731；Skoda-Foldes.R.，et al，Tetrahedron Lett，1996，37，2085；和Subramanyam，C.，et al，Tetrahedron Lett，1996，37，459)，接著臭氧分解，以很高的收率得到2-醛化合物4。路線C和路線B下面的分支所示的第三個方法，用銫催化的Heck乙烯基化反應(關于這類反應的說明參見Sit，S.Y.，etal，Bioorg Med Chem Lett，1996，6，499；和Ojima，I.，etal，Chem Rev，1996，96，635-662)，接著臭氧分解，生成醛化合物4或22(其中R是3-氨基位的保護基，包括Boc-t基，酯基，或現(xiàn)有技術中已知的和同該反應序列中使用的化學知識符合的有關保護基)，其用氨基硫脲容易地轉化為3-AP，接著用某些條件(例如用酸)以除去氨基保護基或直接用HCl中的氨基硫脲除去保護基。用三條可供選擇的合成路線中的每一條路線3-AP的收率是現(xiàn)有技術合成路線收率的3-7倍，這是意想不到的有益效果。這大大有利于工業(yè)規(guī)模生產臨床試驗用的和最終的治療用的3-AP。
圖3表示3-AMP的兩條有效的合成路線。如圖3中說明的，用二甲基吡啶8開始的合成減少了有機合成的步驟數(shù)，增加了總收率。亞硝化二甲基吡啶8，然后氧化2-甲基，產生2-醛11，將其直接偶合在氨基硫脲上，以高收率得到2-縮氨基硫脲27。最后2-縮氨基硫脲27在氧化偶氮苯還原條件下或用氯化亞錫轉化為3-AMP，結果得到收率約為現(xiàn)有技術合成3-AP收率的三倍。在吡啶類似物24的2-羥基轉化為2-OTf基后用高收率的Stille乙烯基化反應，可從取代的吡啶類似物24開始有效地合成2-醛11。臭氧分解2-乙烯基，以高收率得到2-醛11。2-醛11與氨基硫脲反應，以高收率得到縮氨基硫脲27，在氧化偶氮苯還原條件下或用氯化亞錫將其還原成3-AMP由此完成合成。包括產生關鍵中間體11的Still乙烯基化反應的合成路線避免了困難的硝化反應和2-甲基的氧化，提高了總收率，比現(xiàn)有技術制備3-AMP的方法意想不到的地高15倍。
在上面描述優(yōu)選的合成化學方法時，本技術領域技術熟練的人員會認識到可以使用替換或等效步驟得到相同的結果。例如普通技術人員可容易的替換某些試劑而實際上使用的所有溶劑可得到在各圖解中所示的中間體。制備2-乙烯基吡啶中間體，例如，可以用合適的乙烯基生成劑和試劑的組合(在合適時包括三苯基膦或四(三苯基膦)合鈀)和任何合適的溶劑而容易地制備。將乙烯基或芐基(甲基)轉化為醛(在吡啶部分的2-位上)的氧化劑包括二氧化硒和臭氧，但是也可以使用其他合適的氧化劑。在氧解的情況下，(例如3-硝基轉化為3-氨基)，使用SnCl2或Na2S是合適的。本領域普通技術人員可以用與合成所使用的所有化學知識符合的另一種保護基代替一種保護基。
有效的合成3-AP或3-AMP特別關鍵的問題是用Heck或Stille乙烯基化反應或在Suzuki條件下甲基化反應，在吡啶部分的2-位高收率地引入甲基或乙烯基，優(yōu)選乙烯基。這些反應在吡啶部分的2-位以高收率進行(收率一般大于50％，最好情況下大于70％)。乙烯基化反應的優(yōu)點是2-乙烯基可容易地轉化為2-醛基，以便再用在極性溶劑如甲醇中進行的高收率的臭氧分解反應將其轉化為2-縮氨基硫脲。優(yōu)選的乙烯基化反應是用選自下列的試劑進行的Heck或Still乙烯基化反應BU3SnCH＝CHR3、(OH)2B-CH＝CHR3、ClZnCH＝CHR3和XMgCH＝CHR3。乙烯基化反應通常在溶劑如甲苯中和加熱條件下在三苯基膦(PPh3)和/或四(三苯基膦合鈀[Pd(PPh)3]4)存在下進行。在Suzuki條件下進行的甲基化反應優(yōu)于現(xiàn)有技術的兩步甲基化反應，其優(yōu)點包括大大提高收率，步驟數(shù)減少因而需要的操作也減少，工業(yè)生產合成方法的放大容易。另一方面，為了在3-硝基吡啶的2-位引入乙烯基，可以將2-甲基-3-硝基吡啶與二甲基甲酰胺二甲基乙縮醛(DMFDMA)反應，產生2-甲基氨基乙烯基-3-硝基吡啶化合物3a，接著用高碘酸鈉(NaIO4)氧化得到醛4，收率意想不到的高，84％。
在吡啶的C-2位引入甲基或乙烯基時，該基可轉化為醛，最終轉化為醛縮氨基硫脲?，F(xiàn)有技術中將2-醛轉化為縮醛和在2-位偶合氨基硫脲前，在3-位還原硝基是困難的，而本發(fā)明的方法是一個簡短的和有效的方法，其中2-醛直接偶合在氨基硫脲上，接著簡單地將硝基還原。在該合成路線中3-硝基的還原是用標準的還原條件(在其他還原方法中的SnCl2或Na2S)容易進行。本發(fā)明3-AP或3-AMP從易得到的原料來合成，得到的收率是意想不到的，至少30％。在一些實施方案中，收率可高達55％或更高。
下面實施例只是舉例說明本發(fā)明。本技術領域普通的技術熟練的人員將會理解，這些實施例決不限制本發(fā)明，可做出細節(jié)的變化而不離開本發(fā)明的構思和范圍。
實施例這部分提供了下列方法中的詳細反應條件和每個化合物的特征。所有NMR譜對于1H在300MHz和對于13C在75MHz下用QEPlus 300MHz NMR波譜儀測定。質譜用VG ZAB-SE質譜儀和VG70-SE-4F儀記錄。這里也包括一些有關參考文獻。所有溶劑在使用前均蒸餾?；衔?(2-甲基-3-硝基吡啶)(3)的合成方法1.將鈉(2.0g，0.087mol)加入裝有丙二酸二乙酯(20g，0.125mol)的燒瓶中。反應混合物在室溫下攪拌1h，加熱至120℃(油浴溫度)50分鐘。向固體物質的懸浮體中加入甲苯(120ml)，接著加入2-氯-3-硝基吡啶1(12.8g，0.08mol)在40ml甲苯中的溶液。反應混合物回流8h，然后在室溫下攪拌過夜。在減壓下分離溶劑，剩余物溶于30％H2SO4(60ml)中。反應混合物加熱至125℃(油浴)保持7h，冷卻和倒入冰(200g)中。反應混合物用飽和NaHCO3溶液中和，用硅藻土過濾，用乙醚萃取幾次。合并的萃取液用無水Na2SO4干燥。蒸發(fā)溶劑，剩余物在減壓下蒸餾，得到6.65g(50％)所需產物3。
方法2.將2-氯-3-硝基吡啶1(793mg，5.0mmol)、甲基硼酸(329mg，5.5mmol)、Pa(PPh3)4(578mg，0.5mmol)和K2CO3(2.073g，15.0mmol)在二烷(25ml)中的混合物回流2天。然后冷卻至室溫，過濾。分離溶劑，剩余物用閃蒸色譜(50％乙酸乙酯的己烷溶液)分離，得到623mg(90％)2-甲基-3-硝基吡啶3。1H NMR(CDCl3)δ 2.88(s，3H)，7.36(dd，1H，J＝4.8 & 8.4Hz)，8.28(dd，1H，J＝1.2 & 8.1Hz)，8.73(dd，1H，J＝1.2 & 4.8Hz)。2-醛化合物(4)的合成向2-甲基-3-硝基吡啶3(2.07g，0.015mol)在35ml二烷中的溶液中加入二氧化硒(1.88g，0.017mol)。反應混合物回流16h，冷卻至室溫，過濾。在減壓下分離溶劑，剩余物用硅膠閃蒸色譜(己烷/EtOAc＝1∶1)提純，得到1.60g(70％)所需醛4。1H NMR(CDCl3)δ7.71(d，1H，J＝4.8 & 8.2Hz)，8.29(dd，1H，J＝1.1 &8.0Hz)，9.01(d，1H，J＝1.1 & 4.5Hz)，10.31(s，1H)。2-醛化合物(4)的另一種合成將2-甲基-3-硝基吡啶(3)(276mg，2mmol)和二甲基甲酰胺二甲基乙縮醛(DMFDMA)(477mg，4mmol)在二甲基甲酰胺(DMF，1ml)中的溶液在N2氣氛下在140℃加熱7h，然后在室溫下攪拌過夜。在減壓下分離溶劑，剩余物在真空下干燥。反應混合物非常清凈，僅得到一種產物2-二甲基氨基乙烯基-3-硝基吡啶化合物3a，不進一步提純就用于下面的氧化步驟中。上面制備的3a和NaIO4(1.283g，6mmol)在50％THF水溶液(20ml)中的溶液在室溫下攪拌2h，過濾，用CH2Cl2萃取幾次。合并的萃取液用鹽水洗滌，用無水Na2SO4干燥，用硅膠閃蒸色譜(己烷/EtOAc＝1∶1)分離，得到256mg(84％)2-醛(4)。從2-醛(4)合成腙化合物(15)醛4(750mg，4.93mmol)和氨基硫脲(540mg，5.92mmol)在70％乙醇(25ml)中的混合物在室溫下攪拌6h，過濾，用H2O、C2H5、乙醚洗滌，用真空干燥，得到893mg(80％)所需腙15。1H NMR(DMSO-d6)δ7.09(br，1H)，7.67(dd，1H，J＝4.9和8.2Hz)，8.27(s，1H)，8.38(d，1H，J＝7.7Hz)，8.60(br，1H)，8.85(d，1H，J＝4.4Hz)，11.97(s，1H)。13C NMR(DMSO-d6)δ125.1，132.7，138.3，144.7，145.6，152.9，179.3。CIMS計算值(C7H7N5O2S)226(MH+)，實驗值226。2-乙烯基吡啶化合物(16)的合成將2-氯-3-硝基吡啶1(417mg，2.63mmol)，Pd(PPh3)4(32mg，0.026mmol)，三苯基膦(20mg，0.078mmol)和乙烯基三丁基錫(1.00g，3.16mmol)的甲苯溶液(15ml)加熱回流2h。反應混合物冷卻至室溫，然后用水(10ml)抑制。得到的混合物用EtOAc(3×30ml)萃取。合并的有機相干燥(Na2SO4)，過濾。濾液用真空濃縮，剩余物用硅膠色譜(20-30％EtOAc/己烷)提純，得到339mg(86％)所需產物16，淺黃色油。1H NMR(CDCl3)δ8.75(dd，1H，J＝1.3和4.5Hz)，8.16(dd，1H，J＝1.3和8.1Hz)，7.23-7.36(m，2H)，6.59(dd，1H，J＝1.6和16.7Hz)，5.70(dd，1H，J＝1.6和10.4Hz)；LRMS m/e 151(MH-)。從2-乙烯基吡啶化合物(16)合成2-半縮醛和2-醛化合物(17和4)將2-乙烯基吡啶16(800mg，5.33mmol)的甲醇溶液(20ml)在-78℃進行臭氧分解15min。反應用Me2S(2.2ml)抑制(在-78℃)，得到的反應混合物在室溫下攪拌過夜。蒸發(fā)溶劑，剩余物進行短柱(4″硅膠)色譜分離，得到850mg(95％)產物17和4(17/4＝2∶3)的混合物。
醛4的1H NMR譜與報道的文獻數(shù)據(jù)一致(Sartorelli et al.J.Med.Chem.，1992，35，3672-3677)。1H NMR(半縮醛)17(CDCl3)δ 8.78(m，1H)，8.34(m，1H)，7.57(m，1H)，6.10(d，1H，J＝8.7Hz)，5.53(m，1H)，3.47(s，3H)。2-乙烯基酯化合物18的合成在密封管中將2-氯-3-硝基吡啶1(1.20g，7.6mmol)，丙烯酸甲酯(1.31g，15.2mmol)，三乙胺(0.92g，9.1mmol)，三苯基膦(0.60g，2.28mmol)，Pd(OAc)2(0.17g，0.76mmol)，和15ml DMF的混合物加熱到120℃保持24小時。反應混合物冷卻到室溫，然后用水(10ml)抑制。得到的混合物用EtOAc(3×30ml)萃取。合并的有機相用鹽水洗滌，用Na2SO4干燥，過濾。濃縮濾液，剩余物用硅膠色譜(己烷∶EtOAc＝4∶1)提純，得到0.80g(51％)所需產物18，黃色固體。1HNMR(CDCl3)δ 8.85(dd，1H，J＝1.5 and4.5Hz)，8.16(dd，1H，J＝1.5 and8.1Hz)，7.49(dd，1H，J＝4.8 and 8.4Hz)，7.22(d，1H，J＝15.3Hz)，3.85(s，3H)。LRMS m/e 209(MH-)。HRMS計算值C9H8N2O4208.0484，實驗值208.0484。從2-乙烯基酯化合物18合成半縮醛和2-醛化合物(17和4)將化合物18(0.44g，5.33mmol)的甲醇/甲基氯溶液在-78℃臭氧分解，用TLC監(jiān)測反應。在反應后在-78℃用O2鼓泡反應混合物5min除去過量的O3。反應用Me2S(5ml)抑制(在-78℃)，得到的反應混合物在室溫下攪拌過夜。蒸發(fā)溶劑，剩余物用硅膠色譜(己烷∶EtOAc＝4∶1-1∶1)提純，得到0.286g(83％)產物17和4(17/4＝1∶2)的混合物。從半縮醛和醛(17和4)的混合物合成腙化合物15在室溫下將濃HCl(1ml)加入醛4和半縮醛17(850mg，～4.85mmol)的乙醇水溶液(10ml乙醇和5ml水)中，接著加入氨基硫脲(483mg，5.34mmol)。反應混合物在室溫下攪拌6h。這時用過濾收集黃色固體。得到的固體用水和乙醇依次洗滌三次，然后在真空下干燥1h，得到1.0g所需產物15，收率92％。從腙(15)合成化合物7(3-AP)方法1.將硝基化合物15(450mg，2.0mmol)加入SnCl2·2H2O(2.256g，10mmol)在6ml乙醇中的溶液中。反應混合物在N2氣氛下回流過夜，過濾。將粗的固體溶于30ml熱水中，過濾。用飽和NaHCO3溶液調節(jié)濾液至pH7.5，在室溫下攪拌30min，過濾，用H2O，C2H5OH和乙醚洗滌。得到的黃色固體再用THF萃取幾次。蒸發(fā)合并的THF萃取液，剩余物用真空干燥，得到316mg(81％)3-AP。
方法2.將硝基化合物15(450mg，2.0mmol)和Na2S(468mg，6mmol)在H2O/C2H5OH(1∶1，20ml)中的混合物在室溫下攪拌18h，濃縮。剩余物用1NHCl溶液調節(jié)至pH7.5，過濾，用水，C2H5OH，CH2Cl2洗滌，用真空干燥，得到355mg(91％)3-AP7。1H NMR(DMSO-d6)δ 6.43(br，2H)，7.07(m，2H)，7.80(dd，1H，J＝1.2 and4.2Hz)，7.95(br，1H)，8.15(br，1H)，8.31(s，1H)，11.29(s，1H)。13C NMR(DMSO-d6)δ122.2，124.4，132.8，137.1，144.0，149.2，177.0 。LRMS(FAB)m/e 196(MH-)。HRMS計算值(C7H9N5S)196.0657，實驗值196.0657。2-氨基吡啶衍生物20的合成方法1在密封管中進行的反應。
在密封管中將2-氯-3-氨基吡啶19(1.28g，10.0mmol)，苯乙烯(5.72ml，50.0mmol)，碳酸氫鈉(1.68g，20.0mmol)，三苯基膦(1.31g，5.0mmol)和Pd(OAc)2(0.12g，0.50mmol)的DMF(20ml)懸浮液在130℃加熱24小時。這時，將反應混合物冷卻至室溫，用飽和NaHCO3(10ml)和水(10ml)抑制。反應混合物用EtOAc(3×50ml)萃取。合并的有機相用鹽水洗滌，用硫酸鈉干燥，過濾。濾液用真空濃縮，剩余物進行色譜分離(25％乙酸乙酯的己烷溶液)得到1.47g(75％)所需產物20。
方法2在1大氣壓下進行的反應。
將2-氯-3-氨基吡啶19(20g，155.6mmol)，苯乙烯(89ml，778mmol)，碳酸氫鈉(26g，311mmol)，三苯基膦(20g，78mmol)和Pd(OAC)2(1.74g，7.8mmol)的DMF(150ml)懸浮液在135℃加熱48小時。這時，反應混合物冷卻至室溫，加入100ml乙酸乙酯。用硅藻土過濾混合物，濾液用真空濃縮。剩余物進行色譜分離(25％乙酸乙酯的己烷溶液)，得到22.7g(74％)所需產物20，黃色固體。從2-氨基吡啶衍生物20合成醛22將2-氨基吡啶衍生物20(5.00g，25.51mmol)溶于熱的叔丁醇(100ml)中。向該熱溶液(～40℃)中加入(t-Boc)2O(6.68g，30.61mmol)。在室溫下攪拌該溶液幾小時后，加入附加量的(t-Boc)2O(2.78g，12.76mmol)。反應混合物在室溫下再攪拌15h。這時，乳狀的懸浮液進行溶劑蒸發(fā)。在分離溶劑后，得到的剩余物用(1∶1)EtOAc/Et2O(100ml)溶解。生成的溶液用鹽水洗滌。分離有機相，并保存。水相用相同的混合溶劑(3×50ml)反萃取。合并的有機相干燥和用真空濃縮，得到～10g粗產物21，淺棕色固體。
粗的N-Boc保護的吡啶衍生物21(～25.5mmol)溶于MeOH(120ml)和二氯甲烷(30ml)中。得到的溶液冷卻至-78℃，進行臭氧分解～45min。反應用Me2S(8ml)抑制，在室溫下攪拌過夜。用真空分離溶劑，剩余物用硅膠色譜(10-15％乙酸乙酯的己烷溶液)提純，得到5.23g(兩步共92％)所需醛22，白色固體。從醛22合成化合物7(3-AP)將3ml濃HCl加入醛22(1.468g，6.61mmol)和氨基硫脲(662mg，7.27mmol)在EtOH/H2O(22.5ml，乙醇含量67％)中的混合物中。生成的溶液加熱回流3h。反應混合物冷卻至室溫，過濾。粗的淺黃色3-AP-HCl鹽加入燒瓶中，向其中加入40ml熱水和8ml10％NaHCO3?；旌衔镌谑覝叵聰嚢?h(在pH～7.5下)。過濾出固體，用水10ml)、EtOH(3ml)和Et2O(10ml)漂洗。得到的固體在高真空下干燥幾小時，得到1.195g(93％)所需3-AP7?；衔?0的合成將發(fā)煙硫酸(500g，5.1mol)緩慢地加入2，4-二甲基吡啶8(55ml，0.48mmol)中，在攪拌下在冰浴中冷卻。緩慢地加入硝酸鉀。反應混合物在室溫下攪拌1h后加熱至110℃保持7h，冷卻至室溫，攪拌過夜。反應混合物倒入冰(1.0kg)中，用固體NaOH中和至pH9，用乙醚萃取。合并的萃取液用無水Na2SO4干燥。分離溶劑，剩余物在減壓下蒸餾，得到37.83g(53％)3-硝基二甲基吡啶10和5-硝基二甲基吡啶5。再用蒸餾分離得到純的3-硝基二甲基吡啶10。1H NMR(CDCl3)δ2.35(s，3H)，2.57(s，3H)，7.13(d，1H，J＝4.8Hz)，8.46(d，1H，J＝5.0Hz)?；衔?1的合成在N2氣氛下將3-硝基二甲基吡啶10(760mg，5mmol)和二氧化硒(555mg，5mmol)在15ml二噁烷中的混合物回流14h，加入附加的SeO2(555mg，5mmol)。反應混合物再回流8h，用硅藻土過濾。在減壓下分離溶劑，剩余物用快速硅膠色譜(己烷/EtOAc＝2∶1)分離，得到357mg(43％)醛11。1H NMR(CDCl3)δ2.42(s，3H)，7.54(d，1H，J＝4.9Hz)，8.76(d，1H，J＝4.9Hz)，10.02(s，1H)。從2-醛(11)合成腙27在室溫下將醛11(3.110g，18.73mmol)和氨基硫脲(2.65g，29.08mmol)在70％乙醇(20ml)中的混合物攪拌8h，過濾，用H2O，C2H5OH，乙醚洗滌，用真空干燥，得到4.12g(92％)腙27 。1H NMR(DMSO-d6)δ2.30(s，3H)，6.68(br，1H)，7.58(d，1H，J＝5.1Hz)，8.04(s，1H)，8.65(d，1H，J＝4.8Hz)，8.72(br，1H)，12.01(s，1H)。13C NMR(DMSO-d6)615.7，126.5，137.7，139.6，142.3，144.9，150.5，178.8。LRMS m/e 240(MH-)。HRMS計算值(C8H9N5O2S)240.0555，實驗值240.0557。2-O-Tf化合物25的合成在0℃下將三氟甲磺酸酐(5.7g，21mmol)緩慢地加入溶于5ml CH2Cl2中的2-羥基-3-硝基-4-甲基吡啶24(3.08g，20mmol)和4-二甲基氨基吡啶(2.44g，20mmol)中，反應混合物在0℃攪拌過夜，用200ml CH2Cl2稀釋，接著用水和鹽水洗滌，用MgSO4干燥。分離溶劑后的粗化合物用硅膠柱色譜分離，用50％乙酸乙酯的己烷溶液洗脫，得到4.95g所需產物25(87％)。1H NMR(DMSO-d6)δ8.38(d，1H，J＝5.1Hz)，7.39(d，1H，J＝5.1Hz)，2.53(s，3H)。2-乙烯基吡啶化合物26的合成將2-羥基-3-硝基-4-甲基吡啶三氟甲磺酸鹽25(7.74g，27.06mmol)，三丁基乙烯基錫(10.3g，32.47mmol)和四(三苯基膦)合鈀(O)(1.56g，1.35mmol)在100ml無水甲苯中的混合物加熱回流3h，然后冷卻至室溫，用20ml鹽水抑制?；旌衔锿宜嵋阴?3×100ml)萃取，合并的有機相用MgSO4干燥。蒸發(fā)溶劑后的粗產物用硅膠柱色譜(己烷∶乙酸乙酯＝5∶1)提純，得到2.82g所需化合物26(收率70％)。1H NMR(DMSO-d6)δ8.51(d，1H，J＝5.1Hz)，7.13(d，1H，J＝5.1Hz)，6.66(dd，1H，J＝10.5和12.3Hz)，6.55(d，1H，J＝1.8Hz)，5.63(dd，1H，J＝10.5 and 1.8Hz)，2.32(s，3H)。HRMS計算值(C8H8N2O2)164.0586，實驗值164.0586。從2-乙烯基吡啶化合物26合成2-醛11在-78℃將烯烴26(4.03g，24.54mmol)在100ml甲醇中的溶液臭氧分解，反應用TLC監(jiān)測。反應后，通過在-78℃用O2鼓泡5min分離過量O3。反應用Me2S(10ml)抑制(在-78℃)，生成的反應混合物在室溫下攪拌過夜。蒸發(fā)溶劑，剩余物用硅膠柱色譜(己烷∶EtOAc＝4∶1-2∶1)提純，得到3.51g(86％)醛11。從腙化合物27合成化合物14(3-AMP)
方法1.將硝基化合物27(478mg，2mmol)加入SnCl2·2H2O(2.256g，10mmol)在6ml乙醇中的溶液中。反應混合物在N2氣氛下回流過夜，冷卻和過濾。將固體溶于30ml熱水中，過濾。濾液用飽和NaHCO3溶液調節(jié)至pH7.5，在室溫下攪拌30min，過濾，用H2O，C2H5OH和乙醚洗滌。得到的黃色固體用THF萃取幾次。合并的萃取液蒸發(fā)至干燥，得到227mg 3-AMP14。蒸發(fā)第一乙醇濾液，剩余物用飽和NaHCO3溶液調節(jié)至pH8，用THF萃取二次。蒸發(fā)合并的THF萃取液，剩余的固體用H2O，C2H5OH和乙醚洗滌。為了進一步提純，固體用THF萃取幾次。蒸發(fā)合并的THF萃取液，得到另一部分3-AMP(45mg)。總收率65％(272mg)。
方法2.將硝基化合物27(120mg，0.5mmol)和Na2S(117mg，1.5mmol)在6ml 1∶1的H2O/C2H5OH混合物中的溶液在N2氣氛下回流3h。濃縮溶液，用1N HCl溶液調節(jié)至pH7，過濾，用H2O，C2H5OH，CH2Cl2洗滌，用真空干燥，得到65mg(62％)3-AMP 14。1H NMR(DMSO-d6)δ2.16(s，3H)，6.16(br，2H)，6.99(dd，1H，J＝4.4Hz)，7.76(d，1H，J＝4.4Hz)，7.93(br，1H)，8.17(br，1H)，8.34(s，1H)，11.33(s，1H)。FABMS計算值(C8H11N5S)210，實驗值210(MH+)。
當然，上述實施例和實施方案是為了用實施例說明本發(fā)明，無論如何也不應當認為限制本發(fā)明。本領域普通技術人員對上述本發(fā)明可以做的各種改進或變化也是本發(fā)明預料到的包括在本申請和下面的權利要求的構思和范圍內。
權利要求
1.制備式2-C化合物的方法
式中R1是NO2、NH2、NHP、NPP′，N3或CO2R2；P和P′是保護基；R2是Me、Et、Pr或i-Pr；和R4是H或CH3包括將式P化合物
式中R是Cl、Br、I、OMs、OTf或OTs；R1是NO2、NH2、NHP、NPP′、N3或CO2R2；P和P′是保護基；R2是Me、Et、Pr或i-Pr；和R4是H或CH3進行乙烯基化反應，產生式2-VP化合物
式中R1是NO2、NH2、NHP、NPP′、N3或CO2R2；P和P′是保護基；R2是Me、Et、Pr或i-Pr；和R3是H、C1-C20烷基、芳基、取代的芳基或CO2R2，和R4是H或CH3然后使化合物2-VP進行臭氧分解，得到化合物2-C。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中R是Cl、Br或I，R1是NO2。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中R3是H。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中R3是苯基。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中R4是H。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其中R4是CH3。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其中R1是NO2。
8.根據(jù)權利要求1的方法，其中R1是NH2。
9.根據(jù)權利要求1的方法，其中R是OMs、OTs或OTf。
10.制備下式化合物的方法
式中R4是H或CH3，包括下式化合物
與氨基硫脲反應，產生式TS1的縮氨基硫脲，
然后使化合物TS1進行還原步驟，將硝基還原成氨基。
11.根據(jù)權利要求10的方法，其中R4是H。
12.根據(jù)權利要求10的方法，其中R4是CH3。
13.根據(jù)權利要求10的方法，其中所述還原步驟在氯化亞錫存在下進行。
14.根據(jù)權利要求10的方法，其中所述還原步驟在硫化鈉存在下進行。
15.制備下式化合物的方法
式中R4是H或CH3，和P是保護基，包括下式化合物
與氨基硫脲反應，得到式TS2的縮氨基硫脲
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中R4是H。
17.根據(jù)權利要求15的方法，其中R4是CH3。
18.根據(jù)權利要求15的方法，其中所述保護基P是t-Boc。
19.制備式4化合物的方法
包括式3化合物
與二甲基甲酰胺二烷基乙縮醛反應，生成式3a化合物
然后所述化合物3a與氧化劑反應，生成化合物4，分離所述化合物4，從所述化合物3開始的化合物4的收率至少75％。
20.根據(jù)權利要求19的方法，其中所述二甲基甲酰胺二烷基乙縮醛是二甲基甲酰胺二甲基乙縮醛。
21.根據(jù)權利要求19的方法，所述氧化劑是高碘酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明是關于3－氨基吡啶－2－醛縮氨基硫脲(3－AP)和3－氨基－4－甲基吡啶－2－醛縮氨基硫脲(3－AMP)的改進的和有效的化學合成方法。
文檔編號C07D213/80GK1256688SQ98805147
公開日2000年6月14日 申請日期1998年5月14日 優(yōu)先權日1997年5月15日
發(fā)明者牛傳勝, 李軍, 李秀燕, 特倫斯·W·多伊爾, 陳淑惠 申請人:維奧恩藥品公司