專利名稱：Hiv蛋白酶抑制劑的制備方法
本申請是申請日為94年7月11日，申請?zhí)枮?4193304.0，發(fā)明名稱為“HIV蛋白酶抑制劑的制備方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。發(fā)明背景本申請是1993年7月16日提交的08/093225的部分繼續(xù)。
本發(fā)明涉及用于合成能夠抑制由人類免疫缺陷病毒(HIV)編碼的蛋白酶的化合物，特別是L-735,524，或其藥物上可接受的鹽的新的中間體和方法。這類化合物在預(yù)防HIV感染、治療HIV感染以及治療獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS)方面是具有價(jià)值的化合物。
更具體地講，本方法包括使衍生自酰胺，例如N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基-3-苯基丙酰胺的酰胺烯醇化物與活化的非外消旋的縮水甘油衍生物反應(yīng)，產(chǎn)生環(huán)氧化物中間體的過程，所述環(huán)氧化物中間體是可用于制備HIV蛋白酶抑制劑化合物，包括L-735,524的重要中間體。本發(fā)明還提供了一種用于合成HIV蛋白酶抑制劑的特定的二烷基胺的改進(jìn)的合成方法。
名為人類免疫缺陷病毒(HIV)的逆轉(zhuǎn)錄病毒是許多復(fù)雜疾病的發(fā)病病因，這些復(fù)雜疾病包括免疫系統(tǒng)進(jìn)行性破壞(獲得性免疫缺陷綜合癥；AIDS)以及中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)變性。這類病毒早先公知為LAV、HTLV-III或ARV。逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的共同特點(diǎn)在于，病毒編碼的蛋白酶進(jìn)行廣泛的前體多蛋白翻譯后加工，以生成病毒組裝和功能所需的成熟病毒蛋白，因此，抑制此加工過程，可以防止正常感染病毒的產(chǎn)生。例如，Kohl，N.E.等人在Proc.Nat′lAcad.Sci.85，4686(1988)中闡明，遺傳學(xué)滅活HIV編碼的蛋白酶可導(dǎo)致未成熟、非感染病毒顆粒的產(chǎn)生。這些結(jié)果表明，抑制HIV蛋白酶是治療愛滋病以及預(yù)防或治療HIV引起的感染的一種可行的方法。
HIV核苷酸序列顯示，在一開放可讀結(jié)構(gòu)中存在pol基因[Ratner，L等人，Nature，313，277(1985)]。氨基酸序列的同源性提供了pol序列編碼逆轉(zhuǎn)錄酶、內(nèi)核酸酶和HIV蛋白酶的證據(jù)[Toh，H.等人，EMBO J.4，1267(1985)；Power，M.D.等人，Science，231，1567(1986)；Pearl，L.H.等人，Nature 329，351(1987)]?？梢杂伤鲂碌闹虚g體以及本發(fā)明方法制備的所述最終產(chǎn)物化合物，包括如下列實(shí)施例4中所述的L-735,524是HIV蛋白酶抑制劑并且公開于EP0 541,168(
公開日為1993年5月12日)中。
以前，L-735,524及有關(guān)化合物的合成過程十分復(fù)雜，需要經(jīng)過12步反應(yīng)，此方法需要使用被烷基化的羥基保護(hù)的二氫化-5(S)-羥甲基-3(2H)-呋喃酮并且還涉及到帶有哌啶基團(tuán)的烷基化呋喃酮中醇離去基團(tuán)的置換反應(yīng)。然后將所述偶合產(chǎn)物進(jìn)行水解，使所述呋喃酮環(huán)開環(huán)，形成羥基酸基團(tuán)，并最終將所述的酸與2(R)-羥基-1(S)-氨基-2，3-二氫化茚進(jìn)行偶合。此方法公開于EP0541,168中。由于反應(yīng)過程(12步)過長，使得此方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，并且此方法需要使用許多昂貴的試劑和原料。因此，需要一種反應(yīng)步驟較少并且試劑易得且省時(shí)的方法。
EP0 541,168中還公開了一種制備L-735,524的改進(jìn)方法及相關(guān)化合物，此方法是基于將由N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚-N，O-亞異丙基)-3-苯基-丙酰胺衍生的所述烯醇化物進(jìn)行非對映體選擇性烷基化，其中以烯丙基的形式引入C3-C53碳單元并隨后進(jìn)行氧化。這種方法也存在著一些問題(a)引入所述含3碳的縮水甘油基基團(tuán)必須進(jìn)行四步反應(yīng)，(b)在此方法中需要使用高毒性的OsO4以及(c)在二羥基化步驟中非對映體選擇性較低。因此，需要一種方法能夠在最適宜的手性被氧化形式中直接引入所述的3碳單元。
另外，由2-吡嗪羧酸合成所述手性哌嗪中間體化合物需要進(jìn)行6步反應(yīng)并且需要使用昂貴的試劑例如BOC-ON和EDC。因此，需要一種反應(yīng)過程較短，而后無需使用昂貴試劑的方法，來制備哌嗪中間體。
將穩(wěn)定的負(fù)碳離子與縮水甘油和其衍生物(活化的或未活化的)進(jìn)行縮合的各種實(shí)例是本領(lǐng)域公知的，但是，以較高的產(chǎn)率直接制備新的環(huán)氧化物的方法是未知的。參見，例如Hanson，R.M.，Chem.Rev.，1991，91，437-475。在活化縮水甘油衍生物和碳親核試劑的情況下，這主要是因?yàn)橛H核試劑可以預(yù)見并且是不希望地“雙”加成到所述環(huán)氧化物產(chǎn)物中。另外，還未有以酰胺部分作為負(fù)碳離子穩(wěn)定基團(tuán)(酰胺烯醇化物)的例子，此外，也還沒有包括穩(wěn)定的負(fù)碳離子與手性非外消旋縮水甘油衍生物偶合(雙非對映體選擇)過程的例子，其中負(fù)碳離子具有手性特征。
穩(wěn)定化的負(fù)碳離子與活化的非-外消旋縮水甘油衍生物之間的縮合反應(yīng)已有過闡述丙二酸酯負(fù)離子可以偶合到非-外消旋表氯醇i和非-外消旋縮水甘油基三氟甲磺酸酯(triflate)ii上，生成環(huán)丙基-內(nèi)酯iii。例如，參見Pirrung，M.C.等人，Helvetica ChimicaActa 1989，72，1301-1310和Burgess，K.等人，J.Org.Chem.1992，57，5931-5936。因此，此時(shí)將所述環(huán)氧化物中間體進(jìn)一步反應(yīng)，可得到環(huán)丙基環(huán)系。在化合物i的情況下，最初與丙二酸酯負(fù)離子的反應(yīng)發(fā)生在所述環(huán)氧化物的末端(C3)，而在化合物ii的情況下，最初的反應(yīng)發(fā)生在三氟甲磺酸酯的C1末端。
一個(gè)相關(guān)實(shí)例是由化合物V衍生的砜-穩(wěn)定的負(fù)碳離子與縮水甘油基對甲苯磺酸酯iv反應(yīng)制備羥基-對甲苯磺酸酯vi，可參見，例如，Baldwin，J.E.等人，J.Chem.Soc.Chem.Commun.1992，1249-1251。此時(shí)，盡管所述負(fù)碳離子的雙加成反應(yīng)并不再是主要問題，但是仍然還需要多一步驟，以將所述羥基-對甲苯磺酸酯vi中間體轉(zhuǎn)變成所需環(huán)氧化物vii。
同樣，未見于文獻(xiàn)中并且不可預(yù)見的是，含氮親核試劑可以以較好的產(chǎn)率選擇性地加成到活化的縮水甘油衍生物上，而不存在雙加成的問題。
本領(lǐng)域還公知的是，將由N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基-N，O-異亞丙基)-3-苯基丙酰胺7衍生的酰胺烯醇化物與被保護(hù)的α-氨基環(huán)氧化物viii進(jìn)行縮合反應(yīng)，可以以較高的水平控制C2-(R)-立體異構(gòu)中心，生成所需的羥基1，2-亞乙基縮二氨酸異構(gòu)體中間體ix。例如，參見Askin，D.等人，J.Org，Chem.，1992，57，2771-2773和Askin，D.等人的美國專利5,169,952。水解后，得到脫保護(hù)的羥基1，2-亞乙基縮二氨酸異構(gòu)體抑制劑。
用(+)-CSA拆分2-哌嗪羧酸是公知的。例如，參見Felder，E.等人，Helvetica Chim.Acta，1960，43，888。但是，拆分哌嗪酰胺的實(shí)例還未見于文獻(xiàn)。
本發(fā)明提供了較早先公知的方法更優(yōu)越的制備HIV蛋白酶抑制劑的方法，從而可以以更短的反應(yīng)過程、更高的非對映異構(gòu)選擇性、更高的產(chǎn)率合成EP0 541,168中所公開的化合物，特別是L-735,524，而無需使用有毒試劑如四氧化鋨或昂貴試劑如(S)-(+)-二氫-5-(羥基-甲基)-2(3H)-呋喃酮。
本發(fā)明概述本發(fā)明涉及制備環(huán)氧化物中間體例如化合物3的新的合成方法，所述環(huán)氧化物中間體可用于合成HIV蛋白酶抑制劑。本發(fā)明包括酰胺烯醇化物(例如衍生自1的烯醇化物)與活化的非外消旋縮水甘油衍生物(例如2(S)-縮水甘油基對甲苯磺酸酯2)反應(yīng)，一步高產(chǎn)率生成環(huán)氧化物產(chǎn)物(例如3)的過程。此反應(yīng)的結(jié)果是不可預(yù)見的，因?yàn)轭A(yù)計(jì)環(huán)氧化物3會(huì)在所述偶合反應(yīng)條件下進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng)生產(chǎn)大量二聚物產(chǎn)物3-a，因而化合物3的產(chǎn)率會(huì)很低。
本發(fā)明還包括環(huán)氧化物中間體及環(huán)氧化物中間體與下述式V的胺偶合形成HIV蛋白酶中間體和最終產(chǎn)物的過程。
在本申請文件中可能出現(xiàn)的一些縮寫如下所示。
縮寫名稱保護(hù)基BOC(Boc)叔丁氧羰基CBZ(Cbz)芐氧羰基(芐酯基)TBS(TBDMS) 叔丁基-二甲基甲硅烷基名稱活性基團(tuán)Ts或tosyl或tosylate 對甲苯磺酰基Ns或nosyl或nosylate 3-硝基苯磺?；鵗f或triflyl或triflate 三氟甲磺?；鵐s或mesyl或mesylate 甲磺?；Q偶合劑BOP試劑 苯并三唑-1-基氧基三
(二甲氨基)鏻六氟磷酸鹽BOP-Cl 雙(2-氧代-3-噁唑烷基)次膦酸氯EDC1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽其它BOC-ON 2-(叔丁基羰氧基亞氨基)-2-苯基乙腈(BOC)2O(BOC2O或Boc2O) 二碳酸二叔丁酯n-Bu4N+F-氟化四丁基銨n-BuLi(n-Buli) 正丁基鋰(S)-CSA(1S)-(+)-10-樟腦磺酸DIEA或DIPEA二異丙基乙基胺DMAP 二甲氨基吡啶DME二甲氧基乙烷DMF二甲基甲酰胺Et3N 三乙胺EtOAc 乙酸乙酯h 小時(shí)IPA2-丙醇LDA二異丙基氨化鋰L-PGA (L)-焦谷氨酸TFA三氟乙酸THF四氫呋喃TLC薄層色譜法本發(fā)明詳細(xì)描述本發(fā)明提供了一種可用于制備HIV蛋白酶抑制劑并且特別是EP0541,168中所述化合物的式I和IV中間體的新的制備方法。式I中間體的制備方法包括下列步驟
(1)在低溫、強(qiáng)堿存在下，使a.式II的縮水甘油；或
或b.下述結(jié)構(gòu)的表氯醇
與式III的酰胺反應(yīng)，
生成下述加合物IV；
(2)使IV與式V的胺反應(yīng)，生成I，
其中立構(gòu)中心a為R構(gòu)型、S構(gòu)型或外消旋體形式；X為選自-H、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、對甲苯磺?；?、苯磺?；?-硝基苯磺?；幕鶊F(tuán)；r為0至5并包括5的整數(shù)；R1和R2在各種情況下獨(dú)立地選自下列基團(tuán)1)氫，2)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列基團(tuán)取代的-C1-4烷基a)羥基b)C1-3烷氧基，c)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)C1-4烷基、羥基或芳基取代的芳基，
d)-W-芳基或-W-芐基，其中W為-O-或-S-，e)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列基團(tuán)取代的5-7元環(huán)烷基，i)羥基，ii)C1-3烷氧基，或iii)芳基f)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列取代基取代的雜環(huán)，所述取代基為羥基、C1-4烷基、被羥基取代的C1-4烷基或Boc，g)-NH-COOC1-3烷基，h)-NH-CO-C1-3烷基，i)-NH-SO2C1-3烷基，j)-COOR，或k)-((CH2)mO)nR，或者3)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列取代基取代的芳基a)鹵素，b)羥基，c)-NO2或-N(R)2，d)C1-4烷基，e)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)-OH或C1-3烷氧基取代的C1-3烷氧基，f)-COOR，g)-CON(R)2，h)-CH2N(R)2，i)-CH2NHCOR，
j)-CN，k)-CF3，l)-NHCOR，m)芳基C1-3烷氧基，n)芳基，o)-NRSO2R，p)-OP(O)(ORx)2，或q)-R5，如下定義；或者R1和R2可以與R1所連接的氮原子和R2所連接的碳原子一起形成一個(gè)由R1所連接的氮原子和2-9個(gè)碳原子構(gòu)成的、并且是未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述取代基取代的3-10元飽和單或雙環(huán)系，例如
其中所述取代基為1)羥基，2)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述取代基取代的C1-4烷基，所述取代基為a)鹵素，b)羥基，c)C1-3烷氧基，d)芳基，e)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述取代基取代的5-7元環(huán)烷基，所述取代基為
i)羥基ii)C1-3烷氧基，或iii)芳基，或f)雜環(huán)，3)C1-3烷氧基，4)-NH-COOC1-3烷基，5)-NH-CO-C1-3烷基，6)-NH-SO2C1-3烷基，7)雜環(huán)，8)-W-芳基，或9)-W-CO-芳基，其中W如上定義；或者R1和R2可以與R1所連接的氮原子和R2所連接的碳原子一起形成一個(gè)由R1所連接的氮原子、1-8個(gè)碳原子以及一個(gè)或多個(gè)選自下列未被取代的或被取代的雜原子構(gòu)成的3-10元飽和單或雙環(huán)系，所述雜原子為
其中V不存在或者是-CO-Q-或-SO2-Q-，R1為如上所述當(dāng)R1獨(dú)立于并且不連接于R2時(shí)的定義，并且其中Q不存在或者是-O-、-N(R)-或可被-C1-4烷基任意取代的雜環(huán)，
未被取代的或被芳基取代的C1-4鏈烯基，
未被取代的或被芳基取代的SO2-C1-4鏈烯基，5)-S(O)p-，其中p為0、1或2，或者6)-O-，例如
或
R3選自1)氫，2)C1-4烷基，
3)可被羥基任意取代的C5-C10環(huán)烷基，4)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列取代基取代的C6-C10芳基；a)鹵素，b)羥基，c)-NO2或-N(R)2，d)C1-4烷基，e)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)-OH或C1-3烷氧基取代的C1-3烷氧基，f)-COOR，g)-CON(R)2，h)-CH2N(R)2，i)-CH2NHCOR，j)-CN，k)-CF3，1)-NHCOR，m)芳基C1-3烷氧基，n)芳基，o)-NRSO2R，p)-OP(O)(ORx)2，或q)-R5，如下述定義，或者5)含有1-3個(gè)選自N、O或S的雜原子的單環(huán)或雙環(huán)雜環(huán)，例如，2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基，并且所述單環(huán)或雙環(huán)雜環(huán)未被取代或被R5以及任意地被選自下列一個(gè)或多個(gè)基團(tuán)取代，a)鹵素，b)C1-4烷基，或
c)C1-3烷氧基；m為2、3、4或5；n為0、1、2或3；R為氫或C1-4烷基；Rx為H或芳基；R4為直鏈或支鏈C1-5烷基，和R5為1)-W-(CH2)m-NR6R7其中W和m如上述定義，和R6和R7在各種情況下獨(dú)立地選自下列基團(tuán)a)氫，b)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述基團(tuán)取代的C1-6烷基i)C1-3烷氧基；ii)-OH，或iii)-NR2，c)未被取代的或被下述一個(gè)或多個(gè)取代基取代的芳族雜環(huán)，所述取代基為i)C1-4烷基，或ii)-N(R)2，或者d)R6和R7與它們所連接的氮原子一起形成含有至多兩個(gè)其它的選自下列雜原子的5-7元雜環(huán)，例如嗎啉代，所述雜原子為-N(R)-、-O-、-S-、-S(O)-或-S(O)2-，所述雜環(huán)可被C1-4烷基任意取代，2)-(CH2)q-NR6R7，其中q為1-5的整數(shù)，并且R6
和R7如上述定義，但除了R6和R7不是H或未取代的C1-6烷基的情況，或3)未被取代的或被C1-4烷基取代的苯并呋喃基、吲哚基、氮雜環(huán)烷基、氮雜雙環(huán)C7-11環(huán)烷基或苯并哌啶基。
下列反應(yīng)路線1闡明了此方法。但是，本發(fā)明方法并不受在下列反應(yīng)路線中所用任何特定取代基的限制，這些取代基只用于說明目的。
反應(yīng)路線1
式IV的中間產(chǎn)物經(jīng)令縮水甘油或其衍生物II和酰胺III在強(qiáng)堿存在下反應(yīng)而合成得到。強(qiáng)堿必須是含金屬堿，并且可以在也可以不在惰性無水有機(jī)溶劑中，例如環(huán)狀或非環(huán)狀烴類，包括己烷、戊烷、環(huán)己烷等。適宜的強(qiáng)堿包括LiN[(CH3)3Si]2、KN[(CH3)3Si]2、NaN[(CH3)3Si]2、正丁基鋰(n-BuLi)、S-BuLi、t-BuLi、叔丁醇鉀、二異丙基氨化鋰(LDA)、異丙基環(huán)己基氨化鋰、吡咯烷基鋰(Lithium pyrrolidide)、四甲基哌啶鋰、苯基鋰、異丙基氯化鎂、異丁基氯化鎂和其他本領(lǐng)域已知的類似強(qiáng)堿。優(yōu)選的強(qiáng)堿為n-BuLi、S-BuLi、LiN[(CH3)3Si]2和LDA，最優(yōu)選n-BuLi和LiN[(CH3)3Si]2。優(yōu)選每1摩爾當(dāng)量III使用約1～2摩爾當(dāng)量強(qiáng)堿，最優(yōu)選約1.15∶1摩爾當(dāng)量比的堿∶III。II與III的反應(yīng)可先將II和III在釜中混合，然后加入強(qiáng)堿，或者也可按順序進(jìn)行，即首先用堿，然后再加入II對胺III進(jìn)行處理。強(qiáng)堿導(dǎo)致酰胺III在羰基的α-位發(fā)生金屬化作用，得到活性的金屬氨化物的烯醇化物，所述烯醇化物然后再使環(huán)氧化物II在端部位置發(fā)生開環(huán)，得到產(chǎn)物IV。在產(chǎn)物等排物IV的2-位產(chǎn)生一個(gè)新的不對稱中心。
所述反應(yīng)優(yōu)選是在較低溫度下，例如在約-82℃-0℃的范圍內(nèi)進(jìn)行。為了進(jìn)行對所述酰胺III的金屬化作用，較優(yōu)選的是將所述溫度范圍控制在約-82℃至-40℃之間，并且最優(yōu)選的是在約-50℃至-45℃之間。為了使金屬化的酰胺與II之間反應(yīng)生成化合物IV，所述溫度范圍較優(yōu)選的是控制在約-50℃至-10℃之間，并且最優(yōu)選的是在約-30℃至-20℃之間反應(yīng)進(jìn)行約4-5小時(shí)。
優(yōu)選II與III的反應(yīng)在醚溶劑中進(jìn)行。醚溶劑為所有適用于此步反應(yīng)的所有溶劑，包括例如四氫呋喃、1，2-二甲氧基乙烷、乙醚和甲基叔丁基醚或它們的混合物，優(yōu)選四氫呋喃。
式I化合物通過使式IV化合物與式V的胺反應(yīng)得到。對于每摩爾當(dāng)量環(huán)氧化物IV優(yōu)選使用約1至3摩爾當(dāng)量胺V，更優(yōu)選約1.05∶1摩爾當(dāng)量比的V∶IV。
反應(yīng)可在任何適宜的溶劑中進(jìn)行，例如選自下列物質(zhì)的溶劑烴類，例如甲苯，醚類，例如乙醚，醇類，例如甲醇、乙醇或異丙醇，腈類，例如丙腈，以及酯類，例如乙酸乙酯或它們的混合物，其中優(yōu)選醇類，最優(yōu)選異丙醇。反應(yīng)溫度可維持在室溫至所用溶劑的回流溫度范圍內(nèi)，但優(yōu)選在高溫下進(jìn)行，例如在80℃～90℃范圍，最優(yōu)選約83℃～85℃。
式II活化的縮水甘油可以用本預(yù)域公知的方法制備，例如J.Klunder等人在J.Org.Chem.，1989，54，1295-1304以及其中所引用的參考文獻(xiàn)中所述的方法。
式III的酰胺化合物可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，例如實(shí)施例1中所述的利用適宜的起始原料制備。
在實(shí)施本發(fā)明過程中，當(dāng)需要時(shí)可以使用保護(hù)基如氮保護(hù)基。例如2-叔丁基甲酰胺哌嗪的4-位氮原子可以用下述基團(tuán)保護(hù)，所述基團(tuán)例如BOC、CBZ、芐基、4-甲氧基-芐基、2，4-二甲氧基芐基、三氟乙酰胺、三烷基甲硅烷基或其它本領(lǐng)域公知的基團(tuán)。
最終產(chǎn)物HIV蛋白酶抑制劑可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的脫保護(hù)方法，通過脫除殘存的保護(hù)基由式I化合物制得。例如，通過在甲醇存在下用酸處理化合物I，或者用酸的水溶液或在THF中用1N HCl處理化合物I脫除所述縮酮保護(hù)基，以制得最終的HIV蛋白酶抑制劑產(chǎn)物。式I化合物也可以通過本領(lǐng)域公知的方法進(jìn)一步被取代。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，立構(gòu)中心a具有S構(gòu)型；X為對甲苯磺酰基；r為1；R1和R2連接在一起形成一個(gè)選自下列的環(huán)結(jié)構(gòu)
和
R3選自苯基、
和
和R4為叔丁基。
在此實(shí)施方案中，優(yōu)選的式II化合物的實(shí)例為下列式IV-體化合物
在此實(shí)施方案中，優(yōu)選的式I化合物的實(shí)例為下列式I-a和I-b中間體化合物
化合物I-b可以通過將2(S)-叔丁基羧酰胺-4N-(甲基-3-吡啶基)-哌嗪與IV-a直接偶合制得。優(yōu)選的是，所述最終產(chǎn)物L(fēng)-735,524，如實(shí)施例3-4中所列舉的，可以通過式I-a化合物的脫保護(hù)并進(jìn)行吡啶甲基化制備。
本發(fā)明所述方法和中間體可用于制備這樣的最終化合物，即可用于抑制HIV蛋白酶，預(yù)防或治療由人免疫缺陷病毒(HIV)引起的感染以及治療隨之產(chǎn)生的病理學(xué)疾病例如愛滋病的化合物。所述治療愛滋病或者預(yù)防或治療由HIV引起的感染定義為包括，但不僅限于，治療廣泛范圍的HIV感染性疾病AIDS、ARC(愛滋病有關(guān)征候群)、有癥狀和無癥狀的，以及當(dāng)時(shí)沾染了HIV或可能沾染了HIV。例如，在猜測過去通過例如輸血、器官移植、體液交換、叮咬、意外針刺或者在外科手術(shù)過程中接觸病人血液而沾染了HIV后，可用本發(fā)明方法和中間體制備的最終產(chǎn)物化合物治療由HIV引起的感染。
最終產(chǎn)物HIV蛋白酶抑制劑還可用于制備抗病毒化合物以及進(jìn)行抗病毒化合物的篩選試驗(yàn)。例如，最終產(chǎn)物化合物可用于分離酶突變體，它是一種更有效的抗病毒化合物的優(yōu)秀篩選手段。另外，此化合物還可用于例如通過競爭抑制作用確定測定其它抗病毒藥與HIV蛋白酶的結(jié)合部位。因此，用本發(fā)明方法和中間體制備的所述最終產(chǎn)物化合物是用于這些目的的具有商業(yè)價(jià)值的可出售產(chǎn)品。
可由本發(fā)明中間體和方法制備的HIV蛋白酶抑制劑化合物公開于EP0 541,164中。所述HIV蛋白酶抑制劑化合物可以以藥物組合物的形式給需要此種治療的患者施用，所述藥物組合物含有藥物載體和治療有效量的所述化合物或其藥物上可接受的鹽。EP0 541,164中公開了適宜的藥物制劑、用藥方式、鹽的形式以及所述化合物的劑量。
本發(fā)明化合物可能具有不對稱中心并且可以以外消旋物、外消旋混合物以及單一的非對映異構(gòu)體或?qū)τ丑w形式存在，而所有這些異構(gòu)體形式均包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。
當(dāng)在所有組分部分或者式I-V中任何變量(例如芳基、雜環(huán)、R、R1、R2、n、X等)出現(xiàn)多于一次時(shí)，每一種情況下的定義均獨(dú)立于其它每種情況的定義。只有當(dāng)取代基和/或各種變化的組合導(dǎo)致穩(wěn)定的化合物時(shí)，這種組合才是允許的。
除非另有說明，本文所用“烷基”是指包括具有特定碳原子數(shù)的直鏈-和支鏈飽和的脂族烴基(Me為甲基、Et為乙基、Pr為丙基、Bu為丁基、t-Bu為極丁基)；“烷氧基”表示通過氧橋連接的指明了碳原子數(shù)的烷基；“環(huán)烷基”是指包括飽和環(huán)狀基團(tuán)，例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基(Cyh)和環(huán)庚基?！版溝┗笔侵赴ň哂锌纱嬖谟阪湹娜魏畏€(wěn)定部位的一個(gè)或多個(gè)碳-碳雙鍵構(gòu)型的直鏈或支鏈烴基，例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基等。“鏈炔基”是指包括具有可存在于鏈的任何穩(wěn)定部位的一個(gè)或多個(gè)碳-碳三鍵構(gòu)型的直鏈或支鏈烴基，乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基等。本文中所用“鹵素”是指氟、氯、溴和碘。本文中所用“芳基”是指苯基(Ph)或萘基。
除非另有說明，所述術(shù)語雜環(huán)和雜環(huán)基表示穩(wěn)定的5-至7-元單-或雙環(huán)或者7-至10-元雙環(huán)雜環(huán)系，其中任何一個(gè)環(huán)均可是飽和或不飽和的，并且由碳原子和1-3個(gè)選自N、O和S的雜原子構(gòu)成，其中所述氮和硫雜原子可任意地被氧化，并且所述氮雜原子可任意地被季銨化，而且包括其中任何一個(gè)如上定義的雜環(huán)與苯環(huán)稠合的任何雙環(huán)基。所述雜環(huán)可連接在任何雜原子或碳原子上，只要能夠得到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，此類雜環(huán)基部分的實(shí)例包括哌啶基、哌嗪基、2-氧代哌嗪基、2-氧代哌啶基、2-氧代吡咯烷基、2-氧代吖庚因基、吖庚因基、吡咯基、4-哌啶酮基、吡咯烷基、吡唑基、吡唑烷基、咪唑基、咪唑啉基、咪唑烷基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、噁唑基、噁唑烷基、異噁唑基、異噁唑烷基、嗎啉基、噻唑基、噻唑烷基、異噻唑基、奎寧基、異噻唑烷基、吲哚基、喹啉基、異喹啉基、苯并咪唑基、噻二唑基、苯并吡喃基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、呋喃基、氫糠基、四氫吡喃基、噻吩基、苯并噻吩基、硫雜嗎啉基、硫雜嗎啉基亞砜、硫雜嗎啉基砜和噁二唑基。嗎啉代如同嗎啉基。
利用所述新方法的有代表性的實(shí)施例如下文所述。這些方法只是用來舉例說明，而對本發(fā)明的新方法不應(yīng)起任何限定作用。
實(shí)施例1酰胺1的制備
將在裝有熱電偶探測器、機(jī)械攪拌器、氮?dú)馊肟诮庸芎凸呐萜鞯?0升圓底澆瓶中的(-)-順式-1-氨基-2，3-二氫化茚-2-醇(884g，5.93mol)的17.8L無水THF(KF＝55mg/ml)(KF表示Karl Fisher法滴定水)和三乙胺(868mL，6.22mol)溶液冷卻至15℃，然后于75分鐘內(nèi)加入3-苯基丙酰氯(1000g，5.93mol)，同時(shí)用冰-水冷浴使內(nèi)溫保持在14-24℃。加完后，將所述混合物在18-20℃老化30分鐘并HPLC分析檢測(-)-順式-1-氨基-2，3-二氫化茚-2-醇是否消失。
所述反應(yīng)進(jìn)程用高效液相色譜(HPLC)分析進(jìn)行監(jiān)測25cmDupont C8-RX柱，60∶40乙腈/10mM(KH2PO4/K2HPO4)，1.0mL/min，注射量＝20mL，檢測值＝200nm，樣品制劑＝500×稀釋。保留時(shí)間約為保留時(shí)間(分鐘) 鑒定結(jié)果6.3 順式-氨基-2，3-二氫化茚醇將所述反應(yīng)用對甲苯磺酸吡啶鎓(241g，0.96mol，0.16當(dāng)量)處理并攪拌10分鐘(將1mL樣品用等體積的水稀釋后所述混合物的pH值在4.3-4.6之間)。然后加入2-甲氧基丙烯(1.27L，13.24mol，2.2當(dāng)量)并將反應(yīng)加熱至38-40℃2小時(shí)。將所述混合物冷卻至20℃并在乙酸乙酯(12L)和5％NaHCO3水溶液(10L)之間配分，將所述混合物攪拌并分層。將乙酸乙酯萃取液用5％NaHCO3水溶液(10L)和水(4L)洗滌，用常壓蒸餾干燥乙酸乙酯萃取液并且將溶劑轉(zhuǎn)變成環(huán)己烷(總體積約為30L)。蒸餾并濃縮(乙酸乙酯萃取液的20％體積比)完成時(shí)，令熱環(huán)己烷溶液緩慢地冷卻至25℃，以結(jié)晶出所述產(chǎn)品。將所得漿狀物進(jìn)一步冷卻至10℃并老化1小時(shí)，經(jīng)過濾分離出所述產(chǎn)品并將濕濾餅用冷(10℃)環(huán)己烷(2×800mL)洗滌。將經(jīng)洗滌的濾餅于40℃真空(26″Hg)下干燥，得到1.65kg酮化物1(86.4％，HPLC測定面積比為98％)，1H NMR(300.13MHz，CDCl3，主要旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體)δ7.36-7.14(m，9H)，5.03(d，J＝4.4，1H)，4.66(m，1H)，3.15(m，2H)，3.06(brs，2H)，2.97(m，2H)，1.62(s，3H)，1.37(s，3H)；13C NMR(75.5 MHz，CDCl3，主要旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體)δc168.8，140.9，140.8，140.6，128.6，128.5，128.4，17.1，126.3，125.8，124.1，96.5，78.6，65.9，38.4，36.2，31.9，26.5，24.1。分析結(jié)果C21H23NO2C，78.47；H，7.21；N，4.36。實(shí)測C，78.65；H，7.24；N，4.40。
實(shí)施例2環(huán)氧化物3的制備a.對甲苯磺酸酯法
對在備有熱電偶、機(jī)械攪拌器、加料漏斗和氮?dú)馊肟诠艿?0L 4口圓底燒瓶中的酮化物1(1000g，3.11mol)和2(S)-縮水甘油基對甲苯磺酸酯2(853g，3.74mol，1.2當(dāng)量)的15.6L THF(KF＝22mg/ml)溶液用真空-氮?dú)獯祾叻摎獠⒗鋮s至-56℃。然后在2小時(shí)內(nèi)加入LiN[(CH3)3Si]2(2.6L，1.38M，1.15當(dāng)量)，同時(shí)保持內(nèi)溫為-50℃～-45℃。在-45～-40℃攪拌反應(yīng)混合物1小時(shí)，然后在1小時(shí)內(nèi)溫?zé)嶂?25℃。在-25～-22℃間攪拌混合物4小時(shí)(或直至起始酮化物面積比為3.0％)。
用HPLC分析監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程25cm×4.6nm Zorbax Silica柱，20％乙酸乙酯-己烷，2.0ml/分鐘。進(jìn)樣體積＝20ml，檢測＝254nm，樣品制備＝稀釋100倍，停留時(shí)間約為停留時(shí)間(分鐘) 鑒定結(jié)果5.5 酰胺1
6.5 縮水甘油基對甲苯磺酸酯213.5 環(huán)氧化物3在-15℃用DI水(6.7L)驟冷反應(yīng)物，用乙酸乙酯(10L)分配。攪拌混合物并分層。用1％NaHCO3水溶液(5L)和飽和NaCl(0.5L)混合物洗滌乙酸乙酯萃取液。乙酸乙酯萃取液(28.3L)經(jīng)真空蒸餾(28″Hg)濃縮，再加乙酸乙酯以完成溶劑轉(zhuǎn)換為乙酸乙酯(最終體積＝11.7L)。乙酸乙酯濃縮液再次溶劑轉(zhuǎn)換為MeOH，以結(jié)晶產(chǎn)物，并濃縮至最終體積為3.2L。殘留的乙酸乙酯溶劑經(jīng)加入10L甲醇并收集10L餾出物而除去。所得漿狀物在22℃攪拌1小時(shí)，然后冷卻至5℃，并老化0.5小時(shí)。過濾分離產(chǎn)物，用冷甲醇(2×250ml)洗滌濕濾餅。濕濾餅在25℃真空(26″Hg)干燥，得到727g環(huán)氧化物3(61.2％，HPLC表明主要環(huán)氧化物面積比98.7％)13C NMR(300MHz，CDCl3)δ171.1，140.6，140.5，139.6，129.6，128.8，128.2，127.2，126.8，125.6，124.1，96.8，79.2，65.8，50.0，48.0，44.8，39.2，37.4，36.2，26.6，24.1 。b.表氯醇法環(huán)氧化物3的制法(表氯醇法)
用氮?dú)鈱ν?(3.00g，9.33mmol)的47ml分子篩干燥的THF溶液脫氣，將所得溶液冷至-78℃并用8.0ml LiN[(CH3)3Si]2(1.38M THF溶液)處理。所得溶液在-78℃老化15分鐘，然后滴加2(S)-表氯醇(1.2ml，15.3mmol)，所得混合物在1小時(shí)內(nèi)溫?zé)嶂?25℃并老化1小時(shí)。反應(yīng)混合物再次冷卻至-78℃，并用3.0mlLiN[(CH3)3Si]2溶液處理，然后用1.0mL(S)-表氯醇處理。反應(yīng)混合物溫?zé)嶂?25℃并老化2小時(shí)。反應(yīng)混合物用20ml飽和碳酸氫鈉水溶液驟冷，用120ml EtOAc萃取，用60ml EtOAc反萃取。合并有機(jī)相，用鹽水洗滌，干燥(MgSO4)，過濾，減壓濃縮，得到3.97g油狀物，用硅膠色譜(80g SiO2，用4∶1己烷/乙酸乙酯淋洗)純化，得到2.9g所需產(chǎn)物環(huán)氧化物3和中間產(chǎn)物氯乙醇產(chǎn)物的混合物。將一部分混合物(1.29g)于25℃溶于分子篩干燥的THF(20ml)中，并用1.73g 25wt％叔戊基鉀溶液處理，混合物在25℃老化1小時(shí)。反應(yīng)混合物在乙酸乙酯和飽和碳酸氫鈉之間分配并分層。有機(jī)相用鹽水洗滌，干燥(MgSO4)并減壓濃縮為油狀物。油狀物用硅膠色譜(80g SiO2，用4∶1己烷/乙酸乙酯淋洗)純化得到1.1g環(huán)氧化物3(總產(chǎn)率70％)。
實(shí)施例3Penultimate 6的制備
在備有4個(gè)入口、機(jī)械攪拌器、回流冷凝器、蒸汽浴、聚四氟乙烯涂層熱電偶和氮?dú)馊肟诘?2L圓底燒瓶中，對2(S)叔丁基甲酰胺-4-N-Boc哌嗪4(1950g，6.83mol，＞99.5％ee)(ee＝對映體余量)和環(huán)氧化物3(2456g，97.5∶2.5 4S/R環(huán)氧化物混合物，6.51mol)的異丙醇(2-丙醇，18.6L)漿液加熱至回流(內(nèi)溫為84-85℃)。40分鐘后，得到均相溶液?；旌衔锛訜峄亓?8小時(shí)。
回流期間內(nèi)溫為84-85℃。用HPLC監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程25cm DupontC8-RX柱，60∶40乙腈/10mM(KH2PO4/K2HPO4)，1.0ml/分鐘，檢測＝220nm，樣品＝2μl，反應(yīng)混合物稀釋至1ml乙腈。停留時(shí)間約為
28小時(shí)后，殘留的環(huán)氧化物3和偶合產(chǎn)物5(用HPLC分析)的面積比分為1.5％和91-93％、將混合物冷卻至0～5℃，并加入20.9升6NHCl，同時(shí)保持溫度低于15℃。加料完畢后，將混合物溫?zé)嶂?2℃。此時(shí)注意到氣體析出(異丁烯)?；旌衔镌?0～22℃老化6小時(shí)。
反應(yīng)進(jìn)程用HPLC分析監(jiān)測，條件同上。停留時(shí)間約為
將混合物冷卻至0℃，緩緩加入7.5L 50％NaOH，調(diào)節(jié)pH至11.6，同時(shí)保持溫度低于25℃?；旌衔镉靡宜嵋阴?40L)和水(3L)分配。攪拌混合物并分層。有機(jī)相(60L)減壓濃縮(29″Hg)，并將溶液轉(zhuǎn)換為DMF，濃縮至最終體積為10.5L(KF＝1.8mg/ml)。HPLC分析表明乙酸乙酯中的6產(chǎn)率為86.5％。DMF中的Penultimate化合物6不需純化而直接用于下一步中。對于分離613C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ175.2，170.5，140.8，140.5，139.9，129.1，128.5，127.9，126.8，126.5，125.2，124.2，73.0，66.0，64.8，62.2，57.5，49.5，47.9，46.4，45.3，39.6，39.3，38.2，28.9。
實(shí)施例4L-735,524-一水合物的制備
向由上述步驟獲得的化合物6的DMF(10.5L，KF＝10mg/mL)溶液中加入8L分子篩干燥的DMF(KF＜30mg/L)并在30″Hg真空下，用蒸汽浴加熱所述混合物，以蒸除大部分水和/或任何殘存的異丙醇或乙酸乙酯溶劑，最終濃縮至體積為13.5L(KF＝1.8mg/mL)，然后向25℃溶液中加入三乙胺(2.86L，20.51mol)，隨后加入3-吡啶甲基氯化物鹽酸鹽(96％，1287g，7.84mol)。將所得漿狀物加熱至68℃。
反應(yīng)進(jìn)程用HPLC分析跟蹤，使用與上步所述相同的條件，保留時(shí)間約為保留時(shí)間(分鐘) 鑒定結(jié)果2.7 DMF4.2 3-吡啶甲基氯化物4.8 L-735,5249.1 penultimate 6將所述混合物于68℃進(jìn)行老化，直至HPLC分析表明殘余的penultimate化合物6百分面積比低于0.3％。
將所述混合物于68℃下攪拌4小時(shí)，然后冷卻至25℃并用乙酸乙酯(80L)和24L飽和NaHCO3水溶液與蒸餾水(14L)的混合液進(jìn)行配分。將混合物于55℃下攪拌并分層。于55℃下將乙酸乙酯層用水(20L)洗滌三次，常壓下將洗滌的乙酸乙酯層濃縮，最終體積為30L。在常壓濃縮完成時(shí)，向所述熱溶液中加入水(560mL)并將混合物冷卻至55℃，加入L-735，524一水合物晶種。將所述混合物冷卻至4℃并過濾收集所述產(chǎn)品。將所述產(chǎn)品用冷乙酸乙酯(2×3L)洗滌，并于25℃常壓下干燥，得到2905g(70.7％)白色固體狀L-735,524一水合物。
實(shí)施例5吡嗪-2-叔丁基甲酰胺9
2-吡嗪甲酸(8) 3.35kg(27mol)草酰氯 3.46kg(27.2mol)叔丁基銨(KF＝460μg/ml)9.36L(89mol)EtOAc(KF＝56μg/ml)27LDMF120ml1-丙醇 30L在氮?dú)夥蘸蜋C(jī)械攪拌下，在72L三口燒瓶中，將所述羧酸8懸浮于27L EtOAc和120mL DMF中并將懸浮液冷卻至2℃。加入所述草酰氯，將溫度保持在5-8℃。
所述加料過程在5小時(shí)內(nèi)完成。在放熱加料過程中，放出CO和CO2，溶液中殘存有大量形成的HCl。所生成的沉淀物可能是所述吡嗪酰氯的鹽酸鹽。通過驟冷與叔丁基胺反應(yīng)的無水樣品對酰氯的形成進(jìn)行分析，反應(yīng)完成時(shí)，殘存的酸8小于0.7％。
分析酰氯形成的完成是十分重要的，這是因?yàn)槿舴磻?yīng)不完全，則會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)二-叔丁基草酰胺的形成。
所述反應(yīng)可以用HPLC進(jìn)行監(jiān)測25cm Dupont Zorbax RXC8柱，流量為1mL/min(分鐘)并且在250nm進(jìn)行檢測；30分鐘時(shí)，線性梯度為98％的0.1％ H3PO4水溶液和2％CH3CN轉(zhuǎn)換至50％H3PO4水溶液和50％CH3CN。保留時(shí)間酸8＝10.7min，酰胺9＝28.1min。
所述反應(yīng)混合物于5℃下老化1小時(shí)。將所得漿狀物冷卻至0℃并且在保持內(nèi)溫低于20℃的速度下加入所述叔丁基胺。
所述加料過程需要6小時(shí)，此時(shí)反應(yīng)大量放熱。由反應(yīng)物中刮出少量松散的白色固體狀所生成的叔丁基銨鹽酸鹽。
在18℃下，將所述混合物再老化30分鐘。過濾除去沉淀出的銨鹽，濾餅用12L EtOAc洗滌。合并有機(jī)相，用6L 3％NaHCO3和2×2L飽和NaCl水溶液洗滌。有機(jī)相用200g Darco G60碳黑處理并且經(jīng)Solka Flok過濾，濾餅用4L EtOAc洗滌。用碳黑充分處理可脫去所述產(chǎn)物中的部分紅紫色。
在10mbar下，將化合物9的EtOAc溶液濃縮至起始體積的25％。加入30L 1-丙醇，并且繼續(xù)地進(jìn)行蒸餾，直至最終體積達(dá)到20L。
此時(shí)，EtOAc低于1HNMR檢測限(＜1％)。此溶劑的內(nèi)溫變化低于30℃，在常壓下，化合物3的1-丙醇/EtOAc溶液對于回流可穩(wěn)定數(shù)天。
將一份等分試樣蒸發(fā)，得到棕色固體，m.p.87-88℃；13C NMR(75MHz，CDCl3，ppm)161.8，146.8，145.0，143.8，142.1，51.0，28.5。
實(shí)施例6外消旋-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪10
原料吡嗪-2-叔丁基甲酰胺9(2.4kg，13.4mol)的1-丙醇溶液12L、20％Pd(OH)2/C(含重量比16％的水)144g 。
將吡嗪-2-叔丁基甲酰胺9/1-丙醇溶液置于5加侖壓熱器中。加入所述催化劑并將混合物于40psi(3atm)H265℃下進(jìn)行氫化。
24小時(shí)后，反應(yīng)溶解了理論量的氫并且GC分析表明化合物9低于1％。將所述混合物冷卻，用N2清洗并且經(jīng)Solka Floc過濾除去催化劑，所述催化劑用2L溫?zé)岬?-丙醇洗滌。
使用溫?zé)岬?-丙醇洗滌濾餅可以改善過濾過程并且降低產(chǎn)物在濾餅中的損失。
所述反應(yīng)用GC(氣相色譜法)進(jìn)行監(jiān)測30m Megabore柱，以10℃/min的速度由100℃升至160℃，保持5分鐘，然后以10℃/min的速度升至250℃，保留時(shí)間化合物9＝7.0分鐘，化合物10＝9.4分鐘。所述反應(yīng)也可以用TLC(薄層色譜法)進(jìn)行監(jiān)測，用EtOAc/MeOH(50∶50)作溶劑并且用茚三酮作展開劑。
將等分試樣進(jìn)行蒸發(fā)表明，酰胺化和氫化反應(yīng)的總產(chǎn)率為88％并且化合物10的濃度為133g/L。
將等分試樣進(jìn)行蒸發(fā)，得到白色固體狀化合物10，m.p.150-151℃；13C NMR(75MHz，D2O，ppm)173.5，59.8，52.0，48.7，45.0，44.8，28.7。
實(shí)施例7(S)-2-叔丁基甲酰胺-哌嗪雙(S)-樟腦磺酸鹽(S)-11
原料外消旋-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪10 4.10kg(22.12mol)的1-丙醇溶液 25.5kg溶劑(S)-(+)-10-樟腦磺酸10.0kg(43.2mol)1-丙醇 12L乙腈 39L水 2.4L將胺10的1-丙醇溶液加入到與間歇式濃縮器相連的100L燒瓶中，在10mbar和溫度低于25℃下，將所述溶液濃縮至體積約為12L。
此時(shí)，產(chǎn)物由所述溶液中沉淀出，但是當(dāng)將混合物加熱至50℃時(shí)，產(chǎn)物又重新溶入溶液中。
對均相等分試樣進(jìn)行分析表明，化合物10的濃度為341g/L。所述濃縮過程用HPLC進(jìn)行檢測25cm Dupont Zorbax RXC8柱，流量為1.5mL/min并且在210nm進(jìn)行檢測，沖洗劑(98/2)CH3CN/0.1％H3PO4水溶液?；衔?0的保留時(shí)間2.5分鐘。
加入乙腈(39L)和水(2.4L)，得到澄清的淺褐色溶液。
用KF滴定測定水的含量并且用1H NMR積分法測定CH3CN/1-丙醇比，結(jié)果表明，CH3CN/1-丙醇/H2O的比為26/8/1.6。溶液濃度為72.2g/L。
在20℃下，30分鐘內(nèi)分四份加入(S)-10-樟腦磺酸，加入CSA后，溫度升至40℃。幾分鐘后，生成粘稠的白色沉淀，將所述白色漿狀物加熱至76℃，使固體全部溶解，然后令淺棕色溶液在8小時(shí)內(nèi)冷卻至21℃。
所述產(chǎn)物在62℃下沉淀出。將所述產(chǎn)物過濾，而無需在21℃下進(jìn)行老化，濾餅用5L CH3CN/1-丙醇/H2O 26/8/1.6溶劑混合物進(jìn)行洗滌，在真空烘箱中于35℃通入N2的情況下將其干燥，得到5.6kg(39％)白色結(jié)晶固體狀化合物11，m.p.288-290℃(分解)。[α]D25＝18.9°(c＝0.37，H2O)。13C NMR(75MHz，D2O，ppm)222.0，164.0，59.3，54.9，53.3，49.0，48.1，43.6，43.5，43.1，40.6，40.4，28.5，27.2，25.4，19.9，19.8 。
根據(jù)如下所述手性HPLC分析，所述產(chǎn)物的對映體余量(ee)為95％將化合物11的等分試樣(33mg)懸浮于4mL EtOH和1mL Et3N中，加入Boc2O(11mg)并且令反應(yīng)混合物老化1小時(shí)。真空下，完全除去溶劑，并將所述殘余物溶于約1mL EtOAc中，用EtOAc作洗脫劑，經(jīng)裝填有SiO2的Pasteur管過濾。將經(jīng)蒸發(fā)的含有產(chǎn)物的級份以約1mg/mL溶于己烷中，用流速為1mL/min的己烷/IPA(97∶3)溶劑系統(tǒng)并且在228nm進(jìn)行檢測，在Daicel ChiracellAS柱上分離所述對映體，保留時(shí)間S對映體＝7.4分鐘，R對映體＝9.7分鐘。
實(shí)施例8由鹽11制備(S)-2-叔丁基甲酰胺-4-叔丁氧羰基-哌嗪4
原料(S)-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪雙(S)-(+)-CSA鹽11、對映體5.54kg(8.53mol)余量為95％二碳酸二叔丁基酯 1.86kg(8.53mol)Et3N5.95L(42.6mol)EtOH Punctilious 200 proof 55LEtOAc2LN2氣氛下，向裝有加液漏斗的100L三口燒瓶中的(S)-CSA鹽11中加入EtOH，隨后在25℃下加入三乙胺，當(dāng)加入Et3N后，所述固體易于溶解。將Boc2O溶于EtOAc中并加入到加液漏斗中。以保持溫度低于25℃的速度下加入Boc2O的EtOAc溶液，加料過程持續(xù)3小時(shí)。在加完Boc2O溶液后，將反應(yīng)混合物老化1小時(shí)。
所述反應(yīng)可以用HPLC進(jìn)行監(jiān)測25cm Dupont Zorbax RXC8柱，流速為1mL/min并且在228nm進(jìn)行檢測，沖洗劑(50/50)CH3CN/0.1M KH2PO4(用NaOH調(diào)至pH＝6.8)?；衔?的保留時(shí)間＝7.2分鐘。用上步中所述相同的系統(tǒng)進(jìn)行手性分析。所述反應(yīng)也可以用TLC進(jìn)行監(jiān)測，用100％EtOAc作溶劑(Rf＝0.7)。
然后，于間歇式濃縮器中，在10mbar真空、內(nèi)溫低于20℃下，將所述溶液濃縮至約10L。通過緩慢注入到20L EtOAc中完成溶劑的更換并且再濃縮至約10L。用60L EtOAc將所述反應(yīng)混合物洗到萃取器中，有機(jī)相用16L 5％Na2CO3水溶液、2×10L Di水和2×6L飽和氯化鈉水溶液洗滌。合并的水洗液用20L EtOAc反萃取并將有機(jī)相用2×3L水和2×4L飽和氯化鈉水溶液洗滌。于10mbar真空、內(nèi)溫低于20℃下，在100L間歇式濃縮器中將合并的EtOAc萃取液濃縮至約8L。通過緩慢注入到約20L環(huán)己烷中，將溶劑轉(zhuǎn)換成環(huán)己烷，并且再濃縮至約8L。向漿狀物中加入5L環(huán)己烷和280mL EtOAc并將混合物加熱回流，直至全部溶解。將溶液冷卻并在58℃下加入晶種(10g)，將所述漿狀物在4小時(shí)內(nèi)冷卻至22℃并在22℃下老化1小時(shí)后過濾分離出所述產(chǎn)物。濾餅用1.8L環(huán)己烷洗滌并在通入N2下于35℃真空烘箱中干燥，得到1.87kg淺褐色粉末狀化合物4(77％，經(jīng)HPLC測定面積比大于99.9％，R-異構(gòu)體低于檢測水平)。[α]D25＝22.0°(c＝0.20，MeOH)，m.p.107℃；13C NMR(75 MHz，CDCl3，ppm)170.1，154.5，79.8，58.7，50.6，46.6，43.6，43.4，28.6，28.3。
實(shí)施例9(S)-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪雙(L)焦谷氨酸12
原料外消旋-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪10 (0.11mol)的1-丙醇溶液 155ml，檢定結(jié)果＝22.1gL-焦谷氨酸 28g(0.21mol)水 5ml將外消旋-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪10的1-丙醇溶液加入到裝有回流冷凝管、機(jī)械攪拌器和氮?dú)馊肟诘?00ml圓底燒瓶中，一起加入水和L-焦谷氨酸并將所得漿狀物加熱回流。將均相黃色溶液冷卻至50℃并加入晶種R胺的雙-(L)-PGA鹽(50mg)，立刻有固體開始生成。將所述溶液進(jìn)一步冷卻至25℃并老化16小時(shí)，于22℃下將固體濾出并將濾餅用35ml冷1-丙醇/1％水洗滌。在通入N2下于35℃真空烘箱中將濾餅進(jìn)行干燥，得到23.74g(48％)(R)-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪雙(L)-焦谷氨酸。根據(jù)上述手性HPLC分析，所述產(chǎn)物的對映體余量為98％。黃色母液含有22.6g(46％)(S)-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪雙(L)-焦谷氨酸鹽12并且手性HPLC分析表明，其對映體余量為95％。將母液蒸發(fā)并直接用于保護(hù)步驟。
實(shí)施例10由(S)-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪雙(L)-焦谷氨酸鹽12制備(S)-2-叔丁基甲酰胺-4-叔丁氧羰基-哌嗪4
原料(S)-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪雙(L)-焦谷氨酸鹽，對映體余 22.6g(50.1mmol)量為95％二碳酸二叔丁基酯 11.1g(50.1mmol)Et3N35.5mL(0.254mol)1-丙醇 226mlEtOAc24ml
于N2氣氛下向裝有加液漏斗的500ml三口燒瓶中的(S)-2-叔丁基-甲酰胺-哌嗪雙(L)-焦谷氨酸鹽中加入1-丙醇，加入Et3N后樹膠狀黃色固體順利溶解。于22℃下2小時(shí)內(nèi)加入Boc2O的EtOAc溶液。加料完成后，將反應(yīng)混合物老化1小時(shí)。
所述反應(yīng)可以用化合物11轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔?時(shí)所述相同的方法經(jīng)HPLC(高效液相色譜法)和TLC進(jìn)行檢測。
然后將所述溶液濃縮并將溶劑轉(zhuǎn)換為乙酸乙酯(200ml)。將反應(yīng)混合物用50ml 7％Na2CO3水溶液、2×30ml水洗滌并干燥(Na2SO4)、過濾。將EtOAc溶液濃縮并將溶劑轉(zhuǎn)換為環(huán)己烷(60ml)。加入EtOAc(1mL)并將混合物加熱回流，直至固體全部溶解。將所述混合物冷卻并在52℃下加入晶種(50mg)。在2小時(shí)內(nèi)將漿狀物冷卻至22℃并在22℃下老化1小時(shí)后過濾分離出所述產(chǎn)品。濾餅用8ml環(huán)己烷洗滌并在通入N2下于35℃真空烘箱中進(jìn)行干燥，得到10.8g灰白色粉末狀化合物4(74％)。(HPLC分析表明面積比大于99.9％，R-異構(gòu)體低于監(jiān)測水平)。
實(shí)施例11(S/R)-2-叔丁基甲酰胺-4-叔丁氧羰基-哌嗪13動(dòng)態(tài)拆分成化合物4
原料(S/R)-2-叔丁基甲酰胺-4-叔丁氧羰基-哌嗪13 1.40g粗品(S)-2-叔丁基甲酰胺-4-叔丁氧羰基-哌嗪44×0.14g(對映體余量＞99.5％)含有2％(v/v)EtOAc的甲基環(huán)己烷14ml通過加熱至90℃將所述樹膠狀化合物13粗品溶于14mL所述混合溶劑中。令溶液冷卻，并以10℃為間隔用0.14g化合物4(對映體余量＞99.5％)將所述溶液接種析晶。55℃時(shí)，第4批0.14g晶種不再溶解，進(jìn)一步緩慢冷卻至室溫，同時(shí)形成白色結(jié)晶物。將反應(yīng)混合物過濾，用3mL甲基環(huán)己烷/EtOAc混合溶劑洗滌并在通入N2的條件下于真空烘箱中干燥，得到0.95g白色固體。用Chiracell AS柱測定對映體純度表明，對映體余量為93％。
實(shí)施例12反式-3-(4-吡啶基)丙烯酸的制備
向4-吡啶甲醛(36.7mL，0.384mol)和丙二酸(40g，0.384mol)，的31mL吡啶溶液中加入哌啶(0.12mL)并將混合物溫?zé)嶂?00℃。注意有大量CO2放出。0.5小時(shí)后，將反應(yīng)冷卻至室溫(RT)并令溶液固化。將其用240mL水研制并過濾，用2×50mL水洗滌。于42℃真空(10mmHg)下將固體干燥過夜，得到37.1g白色固體；mp295-297℃。
實(shí)施例13N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(4-吡啶基)丙烯酰胺的制備
向反式-3-(4-吡啶基)丙烯酸(10.0g，0.067mol)的500mLTHF懸浮液中加入三乙胺(10.29mL，0.0738mol)并將溶液冷卻至0℃。加入三甲基乙酰氯(8.68mL，0.0704mol)并將反應(yīng)攪拌0.5小時(shí)。經(jīng)導(dǎo)管加入溶于260mL THF中的2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚(10.0g，0.067mol)，2小時(shí)后，反應(yīng)溫?zé)嶂潦覝夭⒃贁嚢?5小時(shí)，真空除去溶劑，所得固體用冷乙酸乙酯(150mL)研制并過濾。將其于真空(0.5mmHg)下干燥過夜，得到18.5g白色固體；mp205-207℃。
實(shí)施例14N-(1，2-N，O-異亞丙基-2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(4-吡啶基)丙烯酰胺的制備
向N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(4-吡啶基)丙烯酰胺(18.5g，0.066mol)的700mL二氯甲烷懸浮液中加入二甲氧基丙烷(49.0mL，0.402mol)，隨后加入(+/-)樟腦磺酸(46.8g，0.201mol)。20分鐘后，反應(yīng)變成均相。將反應(yīng)混合物攪拌3小時(shí)并用飽和NaHCO3(2×150mL)洗滌，水層用二氯甲烷(3×200mL)萃取并將合并的有機(jī)萃取液用MgSO4干燥，過濾并濃縮，得一油狀物。經(jīng)閃式色譜法(100×150mm硅膠柱；用1∶30∶69，2∶30∶68，3∶30∶67，5∶30∶65 MeOH∶NH3飽和的CHCl3∶CH2Cl2梯度洗脫)純化，得到16.0g白色泡沫狀物。(Rf0.46，展開劑為5∶30∶65 MeOH∶NH3飽和的CHCl3∶CH2Cl2)。
實(shí)施例15N-(1，2-N，O-異亞丙基-2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-3-(4-吡啶基)丙酰胺的制備
向溶于乙醇(200mL)和THF(200mL)中的N-(1，2-N，O-異亞丙基-2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(4-吡啶基)丙烯酰胺(16.0g，0.0499mol)中加入14.0g Pd(OH)2/C(重量比為20％)。然后向燒瓶中通入H2并攪拌9小時(shí)。將溶液通入氬氣，經(jīng)硅藻土過濾并用乙醇(100mL)洗滌。真空除去溶劑并將產(chǎn)物經(jīng)閃式柱色譜純化(100×150mm硅膠柱；用1∶30∶69，2∶30∶68，3∶30∶67，5∶30∶65 MeOH∶NH3飽和的CHCl3∶CH2.Cl2梯度洗脫)，得到13.8g白色泡沫狀物(Rf0.5，展開劑為5∶30∶65 MeOH∶NH3飽和的CHCl3∶CH2Cl2)。
實(shí)施例16N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(3-吡啶基)丙烯酰胺的制備
用制備N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(4-吡啶基)丙烯酰胺基本相同的方法，只是使用適宜的原料，制得所述標(biāo)題化合物。物理常數(shù)為mp119-120℃，元素分析C17H16N2O2·0.65H2O計(jì)算值C，69.92；H，5.97；N，9.59。實(shí)測值C，69.94；H，5.74；N，9.84。
實(shí)施例17N-(1，2-N，O-異亞丙基-2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(3-吡啶基)丙烯酰胺的制備
用制備N-(1，2-N，O-異亞丙基-2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(4-吡啶基)丙烯酰胺基本相同的方法，只是使用適宜的原料，制得所述標(biāo)題化合物。物理常數(shù)為mp134-136℃，元素分析C20H20N2O2·0.25H2O計(jì)算值C，73.94；H，6.36；N，8.62。實(shí)測值C，73.95；H，6.18；N，8.70。
實(shí)施例18N-(1，2-N，O-異亞丙基-2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(3-吡啶基)丙酰胺的制備
用制備N-(1，2-N，O-異亞丙基-2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基)-反式-3-(4-吡啶基)丙酰胺基本相同的方法，只是使用適宜的原料，制得所述標(biāo)題化合物。
上述說明只教導(dǎo)了本發(fā)明的原則，而實(shí)施例只用于說明目的，可以理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方式包括了所有常規(guī)變化、改編和修改，并且包括在下列權(quán)利要求和其等同方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備下列式I化合物的方法
所述方法包括將下列式IV化合物與下列式V的胺反應(yīng)
其中立構(gòu)中心a為R構(gòu)型、S構(gòu)型或外消旋體形式；r為0至5并包括5的整數(shù)；R1和R2在各種情況下獨(dú)立地選自下列基團(tuán)1)氫，2)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列基團(tuán)取代的-C1-4烷基a)羥基b)C1-3烷氧基，c)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)C1-4烷基、羥基或芳基取代的芳基，d)-W-芳基或-W-芐基，其中W為-O-或-S-，e)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列基團(tuán)取代的5-7元環(huán)烷基，i)羥基，ii)C1-3烷氧基，或iii)芳基f)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列取代基取代的雜環(huán)，所述取代基為羥基、C1-4烷基、被羥基取代的C1-4烷基或Boc，g)-NH-COOC1-3烷基，h)-NH-CO-C1-3烷基，i)-NH-SO2C1-3烷基，j)-COOR，或k)-((CH2)mO)nR，或者3)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下列取代基取代的芳基a)鹵素，b)羥基，c)-NO2或-N(R)2，d)C1-4烷基，e)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)-OH或C1-3烷氧基取代的C1-3烷氧基，f)-COOR，g)-CON(R)2，h)-CH2N(R)2，i)-CH2NHCOR，j)-CN，k)-CF3，l)-NHCOR，m)芳基C1-3烷氧基，n)芳基，o)-NRSO2R，p)-OP(O)(ORx)2，或q)-R5，如下定義；或者R1和R2可以與R1所連接的氮原子和R2所連接的碳原子一起形成一個(gè)由R1所連接的氮原子和2-9個(gè)碳原子構(gòu)成的、并且是未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述取代基取代的3-10元飽和單或雙環(huán)系，所述取代基為1)羥基，2)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述取代基取代的C1-4烷基，所述取代基為a)鹵素，b)羥基，c)C1-3烷氧基，d)芳基，e)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述取代基取代的5-7元環(huán)烷基，所述取代基為i)羥基ii)C1-3烷氧基，或iii)芳基，或f)雜環(huán)，3)C1-3烷氧基，4)-NH-COOC1-3烷基，5)-NH-CO-C1-3烷基，6)-NH-SO2C1-3烷基，7)雜環(huán)，8)-W-芳基，或9)-W-CO-芳基，其中W如上定義；或者R1和R2可以與R1所連接的氮原子和R2所連接的碳原子一起形成一個(gè)由R1所連接的氮原子、1-8個(gè)碳原子以及一個(gè)或多個(gè)選自下列未被取代的或被取代的雜原子構(gòu)成的3-10元飽和單或雙環(huán)系，所述雜原子為
其中V不存在或者是-CO-Q-或-SO2-Q-，R1為如上所述當(dāng)R1獨(dú)立于并且不連接于R2時(shí)的定義，并且其中Q不存在或者是-O-、-N(R)-或可被-C1-4同樣，未見于文獻(xiàn)中并且不可預(yù)見的是，含氮親核試劑可以以較好的產(chǎn)率選擇性地加成到活化的縮水甘油衍生物上，而不存在雙加成的問題。本領(lǐng)域還公知的是，將由N-(2(R)-羥基-1(S)-2，3-二氫化茚基-N，O-異亞丙基)-3-苯基丙酰胺7衍生的酰胺烯醇化物與被保護(hù)的α-氨基環(huán)氧化物viii進(jìn)行縮合反應(yīng)，可以以較高的水平控制C2-(R)-立體異構(gòu)中心，生成所需的羥基1，2-亞乙基縮二氨酸異構(gòu)體中間體ix。例如，參見Askin，D.等人，J.Org，Chem.，1992，57，2771-2773和Askin，D.等人的美國專利5,169,952。水解后，得到脫保護(hù)的羥基1，2-亞乙基縮二氨酸異構(gòu)體抑制劑。
用(+)-CSA拆分2-哌嗪羧酸是公知的。例如，參見Felder，E.等人，Helvetica Chim.Acta，1960，43，888。但是，拆分哌g)-CON(R)2，h)-CH2N(R)2，i)-CH2NHCOR，j)-CN，k)-CF3，l)-NHCOR，m)芳基C1-3烷氧基，n)芳基，o)-NRSO2R，p)-OP(O)(ORx)2，或q)-R5，如下述定義，或者5)含有1-3個(gè)選自N、O和S的雜原子的單環(huán)或雙環(huán)雜環(huán)，并且所述單環(huán)或雙環(huán)雜環(huán)未被取代或被R5以及任意地被選自下列一個(gè)或多個(gè)基團(tuán)取代，a)鹵素，b)C1-4烷基，或c)C1-3烷氧基；m為2、3、4或5；n為0、1、2或3；R為氫或C1-4烷基；Rx為H或芳基；R4為直鏈或支鏈C1-5烷基，和R5為1)-W-(CH2)m-NR6R7其中W和m如上述定義，和R6和R7在各種情況下獨(dú)立地選自下列基團(tuán)a)氫，b)未被取代的或被一個(gè)或多個(gè)下述基團(tuán)取代的C1-6烷基i)C1-3烷氧基；ii)-OH，或iii)-N(R)2，c)未被取代的或被下述一個(gè)或多個(gè)取代基取代的芳族雜環(huán)，所述取代基為i)C1-4烷基，或ii)-N(R)2，d)或者R6和R7與它們所連接的氮原子一起形成含有至多兩個(gè)其它的選自下列雜原子的5-7元雜環(huán)，所述雜原子為-N(R)-、-O-、-S-、-S(O)-或-S(O)2-，所述雜環(huán)可被C1-4烷基任意取代，2)-(CH2)q-NR6R7，其中q為1-5的整數(shù)，并且R6和R7如上述定義，但除了R6或R7不是H或未取代的C1-6烷基的情況，或3)未被取代的或被C1-4烷基取代的苯并呋喃基、吲哚基、氮雜環(huán)烷基、氮雜雙環(huán)C7-11環(huán)烷基或苯并哌啶基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)在選自C1-C3醇的溶劑中進(jìn)行，溫度為約80-90℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中溶劑為異丙醇，溫度為約83-85℃。
4.按權(quán)利要求1的方法，還包括用下列方式制備式IV化合物的步驟在低溫強(qiáng)堿存在下，a)使式II化合物，或
b)下列結(jié)構(gòu)的表氯醇與式III的酰胺反應(yīng)，
其中X選自-H、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、對甲苯磺酰基、苯磺?；?-硝基苯磺酰基。
5.按權(quán)利要求4的方法，其中X為對甲苯磺?；?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中立構(gòu)中心a為S構(gòu)型；r為1；R1和R2連接在一起形成一個(gè)選自下列的環(huán)結(jié)構(gòu)
和
R3選自苯基、
和
和R4為叔丁基。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中R3為苯基，R1和R2一起代表
全文摘要
結(jié)構(gòu)式(Ⅳ)的中間體可經(jīng)使縮水甘油或其活化的衍生物與酰胺反應(yīng)而制得。所述方法和中間體可用于合成HⅣ蛋白酶抑制劑化合物。
文檔編號C07D413/06GK1252402SQ99111790
公開日2000年5月10日 申請日期1999年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月16日
發(fā)明者D·阿斯金, R·P·沃蘭蒂, K·K·恩 申請人:麥克公司