本發(fā)明涉及芳香2-丁醇類化合物,其光學(xué)異構(gòu)體及其藥學(xué)可接受的鹽。本發(fā)明還涉及制備式I化合物的方法、含有上述化合物的藥用組合物以及所述化合物用于抗結(jié)核桿菌的用途。
背景技術(shù):
繼艾滋病之后,結(jié)核病又是一危害世界的重大感染性疾病,每年造成2-3百萬的患者死亡。世界上已有1100萬人綜合感染了愛滋病毒和結(jié)核桿菌,艾滋病患者發(fā)病同時(shí),由于免疫力低下,此前一度休眠的結(jié)核桿菌便大肆泛濫,而且隨著感染艾滋病毒的人數(shù)的與日俱增,結(jié)核的感染率又了抬頭的趨勢(shì)。由于種種原因,近40年來沒有任何上市的藥物。雖然現(xiàn)有的一線抗結(jié)核用藥能很大程度上遏制著結(jié)核桿菌的蔓延,但是隨著耐藥性菌株的增多以及交叉耐藥出現(xiàn),前景不容樂觀。此外,現(xiàn)用于臨床的抗結(jié)核藥物的治療周期都在6個(gè)月以上,如此長(zhǎng)的治療時(shí)間不但患者很難堅(jiān)持下來,而且使得耐藥菌株的數(shù)量不斷增多,因此必須要有快速治療的抗結(jié)核藥物。鑒于此,本技術(shù)領(lǐng)域需要發(fā)展全新結(jié)構(gòu)和作用于新靶點(diǎn)的抗結(jié)核藥物。
結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌引起的傳染性疾病。全球約有1/3的人口感染有結(jié)核桿菌,大多數(shù)的受感染者沒有病癥,稱為潛伏結(jié)核感染,但其中10%左右的潛伏感染后期會(huì)發(fā)展成為活動(dòng)性結(jié)核。隨著近年來出現(xiàn)越來越多的多重耐藥結(jié)核(MDR-TB)和廣泛耐藥結(jié)核(XDR-TB),市面上現(xiàn)有的抗結(jié)核藥物已經(jīng)顯得無能為力,這導(dǎo)致結(jié)核病的發(fā)病率與致死率在逐漸上升,開始嚴(yán)重威脅人類的健康。 因此,研發(fā)一種具有全新作用靶點(diǎn)的抗結(jié)核藥物,從而對(duì)耐藥結(jié)核菌有效的藥物,是有必要而且急迫的。
ATP合成酶作為一個(gè)全新的抗結(jié)核靶點(diǎn),有著很好的應(yīng)用前景。新型芳香2-丁醇類化合物就是針對(duì)此靶點(diǎn)設(shè)計(jì)的抗結(jié)核桿菌化合物。Bedaquiline,是由強(qiáng)生公司研發(fā),并與2012年得到美國(guó)FDA授權(quán)用于治療MDR-TB的藥物,它作用于結(jié)核桿菌的ATP合成酶的c亞基,通過擾亂結(jié)核桿菌的能量代謝過程而達(dá)到殺死結(jié)核菌的目的。通過科學(xué)家們對(duì)Bedaquiline的構(gòu)效關(guān)系研究,并沒有數(shù)據(jù)表明喹啉環(huán)是其抗結(jié)核生物活性所必須的結(jié)構(gòu),因此我們嘗試將喹啉環(huán)改變?yōu)檩镰h(huán),以試圖探究喹啉環(huán)是否為必需基團(tuán)。早期結(jié)果(專利CN102249935B)表明我們所設(shè)計(jì)的芳香2-丁醇類化合物具有良好的抗結(jié)核生物活性,即喹啉環(huán)并不是抗結(jié)核生物活性所必需的基團(tuán),因此我們想進(jìn)一步研究芳香2-丁醇類化合物的不同光學(xué)異構(gòu)體對(duì)抗結(jié)核生物活性的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是開發(fā)出具有高光學(xué)純度的如通式I所示的芳香2-丁醇類小分子化合物,用于治療結(jié)核病,尤其是耐藥結(jié)核病。本發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),本發(fā)明提供的不對(duì)稱合成方法能夠得到高光學(xué)純度的所述化合物,而且生物活性數(shù)據(jù)顯示,所述化合物具有良好的抗結(jié)核桿菌的作用。本發(fā)明基于上述發(fā)現(xiàn)而得以完成。
本發(fā)明的第一方面涉及通式I所示的芳香2-丁醇類小分子化合物,及其藥學(xué)可接受的鹽、溶劑合物:
其中:
R1表示氫或者選自下列的基團(tuán):鹵素(例如氟、氯、溴、碘)、羥基、烷氧基、甲氧基、硝基、氨基、烷基;
R2表示氫或者表示1至5個(gè)(例如1-4個(gè)、1-3個(gè)、1-2個(gè))各自獨(dú)立地選自下列的基團(tuán):鹵素(例如氟、氯、溴、碘)、羥基、烷氧基、甲氧基、硝基、氨基、烷基;
R3表示苯基、萘基和雜環(huán)基,所述苯基、萘基和雜環(huán)基未被取代或被1-5個(gè)(例如5個(gè)、4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)或1個(gè))各自獨(dú)自地選自下列的取代基取代:鹵素(例如氟、氯、溴、碘)、羥基、烷氧基、甲氧基、硝基、氨基、烷基;
在本發(fā)明中,術(shù)語“烷基”在單獨(dú)提及時(shí),可以是指具有任何碳原子數(shù)的直鏈或支鏈烷基,特別是指包含1-20個(gè)碳原子(例如1-15個(gè)、1-10個(gè)、1-3個(gè))的直鏈或支鏈烷基。在一個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明所述術(shù)語“烷基”在單獨(dú)提及時(shí),是指包含1-8個(gè)碳原子(例如1-6個(gè),1-3個(gè))的直鏈或支鏈烷基。
在本發(fā)明第一方面的一個(gè)實(shí)施方案中,通式I化合物,及其可藥用鹽和溶劑化物,優(yōu)選如下的化合物:
R1表示溴,R2表示氫,R3表示1-萘基,即1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇。其4個(gè)光學(xué)異構(gòu)體分別記為:(1R,2S)異構(gòu)體為TM-05-a,(1R,2R)異構(gòu)體為TM-05-b,(1S,2R)異構(gòu)體為TM-05-c,(1S,2S)異構(gòu)體為TM-05-d。
在本發(fā)明第一方面的一個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明化合物鹽類為藥學(xué)上可接受的鹽,優(yōu)選鹽酸鹽、氫溴酸鹽、氫碘酸鹽和硫酸鹽。
其中:
R1表示氫或者選自下列的基團(tuán):鹵素(例如氟、氯、溴、碘)、羥基、烷氧基、甲氧基、硝基、氨基、烷基;
R2表示氫或者表示1至5個(gè)(例如1-4個(gè)、1-3個(gè)、1-2個(gè))各自獨(dú)立地選自下列的基團(tuán):鹵素(例如氟、氯、溴、碘)、羥基、烷氧基、甲氧基、硝基、氨基、烷基;
R3表示苯基、萘基和雜環(huán)基,所述苯基、萘基和雜環(huán)基未被取代或被1-5個(gè)(例如5個(gè)、4個(gè)、3個(gè)、2個(gè)或1個(gè))各自獨(dú)自地選自下列的取代基取代:鹵素(例如氟、氯、溴、碘)、羥基、烷氧基、甲氧基、硝基、氨基、烷基;
在本發(fā)明中,術(shù)語“烷基”在單獨(dú)提及時(shí),可以是指具有任何碳原子數(shù)的直鏈或支鏈烷基,特別是指包含1-20個(gè)碳原子(例如1-15個(gè)、1-10個(gè)、1-3個(gè))的直鏈或支鏈烷基。在一個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明所述術(shù)語“烷基”在單獨(dú)提及時(shí),是指包含1-8個(gè)碳原子(例如1-6個(gè),1-3個(gè))的直鏈或支鏈烷基。
在本發(fā)明第一方面的一個(gè)實(shí)施方案中,通式I化合物,及其可藥用鹽和溶劑化物,優(yōu)選如下的化合物:
(1R,2S)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇與(1R,2R)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇
(1S,2R)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N- 二甲氨基)-2-丁醇與(1S,2S)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇
光學(xué)1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇
光學(xué)1-(4-氯苯基)-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇
光學(xué)1-(4-氯苯基)-2-(1-萘基)-1-[2-(3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇
光學(xué)1-(4-氯苯基)-2-(3-溴苯基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇
光學(xué)1-苯基-2-(1-萘)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘]-4-(N,N-二甲氨基)-2-
丁醇
光學(xué)1-(4-氯苯基)-2-(1-萘)-1-[2-(3-甲氧基)萘]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇鹽酸鹽
本發(fā)明第二方面,提供了制備通式I化合物的高純度光學(xué)異構(gòu)體的方法:
以化合物1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇為例。本發(fā)明以3-羥基-2-萘酸為原料,經(jīng)過溴雙取代,選擇性脫溴還原,甲基化,四氫鋰鋁還原酯基為醇再氧化為醛,通過Horner-Wadsworth-Emmons反應(yīng)成烯后脫酯生成Sharpless不對(duì)稱環(huán)氧化的標(biāo)準(zhǔn)底物。Sharpless不對(duì)稱環(huán)氧化的手性選擇性非常高,生成的高光學(xué)純度的產(chǎn)物,經(jīng)過區(qū)域選擇性開環(huán),鄰二醇羥基斷裂,用格氏試劑引入第三個(gè)芳香基團(tuán),再引入烯丙基的側(cè)鏈,最后通過多步反應(yīng)將烯丙基側(cè)鏈替換為N,N-二甲胺基乙基側(cè)鏈,再通過硅膠柱色譜分離得到高光學(xué)純度的目標(biāo)化合物,即TM-05-a,TM-05-b,TM-05-c和TM-05-d。Sharpless不對(duì)稱環(huán)氧化一步時(shí),采用L-(+)-DIPT為配體,得到的終產(chǎn)物是TM-05-a和TM-05-b;采用D-(-)-DIPT為配體,得到的終產(chǎn)物是TM-05-c和TM-05-d。這四個(gè)光學(xué)異構(gòu)體的絕對(duì)構(gòu)型,可以通過比較量子計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的電子圓二色譜圖而確定,并且通過圓二色譜、核磁和X單晶 衍射技術(shù)的綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得以證實(shí)。
在本發(fā)明第二方面的一個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明化合物鹽類的合成是在上述合成基礎(chǔ)上,進(jìn)一步如下反應(yīng):
其中HX代表鹽酸,氫溴酸,氫碘酸鹽和硫酸鹽。
本發(fā)明第三方面涉及藥物組合物,其包含通式I所示的化合物,或其異構(gòu)體、可藥用鹽及溶劑化物,以及藥學(xué)上可接受的載體、賦形劑或稀釋劑。
本發(fā)明第四方面涉及第一方面所述通式I所示的化合物或其異構(gòu)體、可藥用鹽及溶劑化物,和第三方面的藥物組合物在制備用于治療和/或預(yù)防與結(jié)核桿菌感染有關(guān)的疾病或病癥的藥物中的用途。在一個(gè)實(shí)施方案中,所述與結(jié)核桿菌感染有關(guān)的疾病是結(jié)核病。
發(fā)明詳述:
下面對(duì)本發(fā)明的各個(gè)方面和特點(diǎn)作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明使用的各種術(shù)語和短語具有本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的一般含義,即便如此,本發(fā)明仍然希望在此對(duì)這些術(shù)語和短語作更詳盡的說明和解釋,提及的術(shù)語和短語如有與公知含義不一致的,以本發(fā)明所表述的含義為準(zhǔn)。下面是本發(fā)明所用多種術(shù)語的定義,這些定義適用于本申請(qǐng)整個(gè)說明書中所用的術(shù)語,除非在具體情況下另作說明。
在本發(fā)明上下文中,例如在通式化合物或具體化合物中所描繪的,某個(gè)原子團(tuán)可以鏈接若干個(gè)氫原子,使該原子團(tuán)可以滿足化學(xué)價(jià)的要求,盡管相應(yīng)原子團(tuán)上的氫原子可以在結(jié)構(gòu)式中不給予繪出。
術(shù)語“烷氧基”是指烷基-O-,其中的烷基如本發(fā)明所述。
如本文所述的,術(shù)語“鹵”、“鹵素”、“鹵素原子”、“鹵代”等表示氟、氯、溴或碘,特別是表示氟、氯或溴。
如本文所述的,術(shù)語“烷基”是指具有指定數(shù)目碳原子數(shù)的烷基,其為直鏈或支鏈的烷基,并且其可包括其子基團(tuán),例如提及“C1-6烷基”時(shí),其還可以包括C1-5烷基、C1-4烷基、C2-6烷基、C2-4烷基等表示的子范圍的基團(tuán),以及具體基團(tuán)例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基。
在本文的通式I化合物中,當(dāng)一個(gè)取代基通過一個(gè)鍵連接到一個(gè)環(huán)的內(nèi)部時(shí),其表示該取代基可以在該環(huán)的任一個(gè)可以取代的位置進(jìn)行取代,例如對(duì)于R2取代基及其所在的環(huán)其中一個(gè)或多個(gè)R2取代基可以位于該環(huán)的2-、3-、4-、5-或6-位。
如本文所述的,術(shù)語“藥物組合物”,其還可以是指“組合物”,其可用于在受試者特別是哺乳動(dòng)物中實(shí)現(xiàn)治療或預(yù)防本發(fā)明所述疾病或病癥。
如本文所述的,術(shù)語“受試者”可以指患有或者其它接受本發(fā)明式I化合物或其藥物組合物以治療或預(yù)防本發(fā)明所述疾病或病癥的動(dòng)物,特別是哺乳動(dòng)物,例如人、狗、猴、牛、馬等。
如本文所述的,如為特別指明,“%”是指重量/重量的百分比,特別是在描述固體物質(zhì)的情況下。當(dāng)然,在描述液體物質(zhì)的時(shí)候,該“%”可以指重量/體積的百分比(對(duì)于固體溶于溶液的情形),或者可以指體積/體積百分比(對(duì)于液體溶于液體的情形)。
如本文所述的,術(shù)語“藥學(xué)可接受的”或者與其可互換使用的“可藥用的”, 例如在描述“藥學(xué)可接受的鹽”時(shí),表示該鹽其不但是受試者生理學(xué)上可接受,而且還可指在藥學(xué)上有使用價(jià)值的合成物質(zhì),例如在為進(jìn)行手性拆分時(shí)所形成的作為中間體的鹽,雖然這種中間體的鹽并不能直接給予受試者,但該鹽可在為獲得本發(fā)明終產(chǎn)物中起作用。
本發(fā)明化合物的藥物組合物,可以以以下上面的任意方式施與:口服、噴霧吸入、直腸給藥、鼻腔給藥、陰道給藥、局部給藥、非腸道給藥如皮下、靜脈、肌內(nèi)、腹膜內(nèi)、鞘內(nèi)、心室內(nèi)、胸骨內(nèi)或顱內(nèi)注射或輸入,或借助一種外植的儲(chǔ)器用藥,其中優(yōu)選口服、肌注、腹膜內(nèi)或靜脈內(nèi)用藥方式。
本發(fā)明化合物或含有它的藥物組合物可以單位劑量形式給藥。給藥劑型可以是液體劑型、固體劑型。液體劑型可以是真溶液類、膠體類、微粒劑型、乳劑劑型、混旋劑型。其他劑型例如片劑、膠囊、滴丸、氣霧劑、丸劑、粉劑、溶液劑、混懸劑、乳劑、顆粒劑、栓劑、凍干粉針劑、包合物、填埋劑、貼劑、擦劑等。
本發(fā)明的藥物組合物中還可以含有常用的載體,這里所述可藥用載體包括但不局限于:離子交換劑,氧化鋁,硬脂酸鋁,卵磷脂,血清蛋白如人血清蛋白,緩沖物質(zhì)如磷酸鹽,甘油,山梨酯,山梨酸鉀,飽和植物脂肪酸的部分甘油酯混合物,水,鹽或電解質(zhì),如硫酸魚精蛋白,磷酸氫二鈉,磷酸氫鉀,氯化鈉,鋅鹽,膠態(tài)氧化硅,三硅酸鎂,聚乙烯吡咯烷酮,纖維素物質(zhì),聚乙二醇,羧甲基纖維素鈉,聚丙烯酸酯,蜂蠟,羊毛酯等。載體在藥物組合物中的含量可以是1重量%-98重量%,通常大約占到80重量%。為方便起見,局部麻醉劑,防腐劑,緩沖劑等可直接溶于載體中。
口服片劑和膠囊可以含有賦形劑如粘合劑,如糖漿,阿拉伯膠,山梨醇,黃 芪膠,或聚乙烯吡咯烷酮,填充劑,如乳糖,蔗糖,玉米淀粉,磷酸鈣,山梨醇,氨基乙酸,潤(rùn)滑劑,如硬脂酸鎂,滑石,聚乙二醇,硅土,崩解劑,如馬鈴薯淀粉,或可接受的增潤(rùn)劑,如月桂醇鈉硫酸鹽。片劑可以用制藥學(xué)上公知的方法包衣。
口服液可以制成水和油的懸浮液,溶液,乳濁液,糖漿,也可以制成干品,用前補(bǔ)充水或其它合適的媒質(zhì)。這種液體制劑可以包含常規(guī)的添加劑,如懸浮劑,山梨醇,纖維素甲醚,葡萄糖糖漿,凝膠,羥乙基纖維素,羧甲基纖維素,硬脂酸鋁凝膠,氫化的食用油脂,乳化劑,如卵磷脂,山梨聚糖單油酸鹽,阿拉伯樹膠;或非水載體(可能包含可食用油),如杏仁油,油脂如甘油,乙二醇,或乙醇;防腐劑,如對(duì)羥基苯甲酸甲酯或丙酯,山梨酸。如需要可添加調(diào)味劑或著色劑。
栓劑可包含常規(guī)的栓劑基質(zhì),如可可黃油或其它甘油酯。
對(duì)于胃腸外投藥,液態(tài)劑型通常由化合物和一種消毒的載體制成。載體首選水。依照所選載體和藥物濃度的不同,化合物既可溶于載體中也可制成懸浮溶液,在制成注射用溶液時(shí)先將化合物溶于水中,過濾消毒后裝入封口瓶或安瓿中。
必須認(rèn)識(shí)到,通式I化合物的最佳給藥劑量和間隔是由化合物性質(zhì)和諸如給藥的形式、路徑和不為以及所治療的特定哺乳動(dòng)物等外部條件決定的,而這一最佳給藥劑量可用常規(guī)的技術(shù)確定。同時(shí)也必須認(rèn)識(shí)到,最佳的療程,即同時(shí)I化合物在額定的時(shí)間內(nèi)每日的劑量,可用本領(lǐng)域內(nèi)公知的方法確定。
附圖說明
圖1是中間體10a在水/丙酮體系中進(jìn)行單晶培養(yǎng),得到了兩種構(gòu)型的外消旋體晶體,這是其中的(2R,3R)構(gòu)型的ORTEP圖。
圖2是中間體10a在水/丙酮體系中進(jìn)行單晶培養(yǎng),得到了兩種構(gòu)型的外消旋體晶體,這是其中的(2S,3S)構(gòu)型的ORTEP圖。
圖3是計(jì)算所得的化合物TM-05中(1R,2S)、(1S,2R)構(gòu)型的ECD譜圖與實(shí)測(cè)的化合物TM-05-a與TM-05-c的ECD譜圖,其中(1R,2S)構(gòu)型與TM-05-a、(1S,2R)與TM-05-c表現(xiàn)出了很好的一致性。
圖4是計(jì)算所得的化合物TM-05中(1R,2R)、(1S,2S)構(gòu)型的ECD譜圖與實(shí)測(cè)的化合物TM-05-b與TM-05-d的ECD譜圖,其中(1R,2R)構(gòu)型與TM-05-b、(1S,2S)與TM-05-d表現(xiàn)出了很好的一致性。
圖5是TM-05-c和TM-05-d的原子編號(hào)及其在CDCl3中的一維核磁氫譜數(shù)據(jù)峰歸屬。
圖6是對(duì)化合物TM-05-c不同化學(xué)位移處質(zhì)子氫照射后的1D NOESY譜圖。
圖7是對(duì)化合物TM-05-d不同化學(xué)位移處質(zhì)子氫照射后的1D NOESY譜圖。
圖8是化合物TM-05-c的2D NOESY譜圖。
圖9是化合物TM-05-d的2D ROESY譜圖。
圖10是測(cè)定TM-05-a光學(xué)純度的高效液相色譜圖,分析條件為I 2000 RSP(250mm×4.6mm,5μ),甲醇∶(50μM CH3COONH4aqueous solution)=80%∶20%,flow=0.8mL,T=20℃,λ=225nm.
圖11是測(cè)定TM-05-c光學(xué)純度的高效液相色譜圖,分析條件為I 2000 RSP(250×4.6mm,5μ),甲醇∶(50μM CH3COONH4aqueous solution)=80%∶20%,flow=0.8mL,T=20℃,λ=225nm.
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解,下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明,而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者,按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
質(zhì)譜由Micromass ZabSpec高分辨質(zhì)譜儀(分辨率1000)測(cè)定。1H NMR由JNM-ECA-400超導(dǎo)NMR儀測(cè)定,工作頻率1H NMR 400MHz,13C NMR 100MHz。
實(shí)施例1:(1R,2S)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇與(1R,2R)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇的制備
第1步:
1L的三頸瓶中,加入3-羥基-2-萘酸(50g,0.27mol)以及600mL冰醋酸,攪拌溶解。將溴素(34mL,0.67mol)用100mL冰醋酸稀釋,慢慢滴加進(jìn)反應(yīng)液,保持溫度20-30℃。滴加完畢,升溫至120℃,回流3h。停止加熱,自然冷卻至室溫,將反應(yīng)液倒入到3000mL冰水中,析出大量黃色固體,過濾,濾餅用水洗,烘箱干燥,得中間體2固體84g,收率91%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=3.63(br.s),7.84(dd,J=9.2,2.0Hz,1H),7.98(d,J=9.0Hz,1H),8.41(d,J=2.0Hz,1H),8.63(s,1H)ppm.HRMS(ESI):[M-H]-,實(shí)測(cè)值344.859 C11H5Br2O3-計(jì)算值344.8585。
第2步:
2L的三頸瓶中,加入中間體2(70g,202mmol)以及800mL冰醋酸,攪拌均勻,再依次加入錫粉(23.9g,202mmol)、250mL濃鹽酸,升溫至120℃,加熱回流3h。停止加熱,自然冷卻至室溫,將反應(yīng)液倒入到1000mL冰水中,析出大量黃色固體,過濾,濾餅用水洗,烘箱干燥,得中間體3固體50g,收率93%。 1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=3.37(br.s),7.37(s,1H),7.64(dd,J=9.0,2.0Hz,1H),7.76(d,J=9.0Hz,1H),8.28(d,J=2.0Hz,1H),8.54(s,1H)ppm.HRMS(ESI):[M-H]-,實(shí)測(cè)值264.9502.C11H6BrO3-計(jì)算值264.9500。
第3步:
將中間體3(200g,750mmol)溶于2000ml丙酮,然后依次加入無水K2CO3(754g,5468mmol)與硫酸二甲酯(236g,1872mmol),機(jī)械攪拌,加熱回流10h。停止加熱,自然冷卻至室溫,過濾除去K2CO3,用乙酸乙酯洗滌。母液先減壓旋出丙酮,然后加入乙酸乙酯與水萃取3次,合并有機(jī)層,用飽和食鹽水洗一次,用無水硫酸鈉干燥,過濾減壓旋蒸得中間體4白色粗品(190g,86%)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=3.95(s,3H),3.99(s,3H),7.17(s,1H),7.57(dd,J=8.7,2.0Hz,1H),7.61(d,J=8.7Hz,1H),7.96(d,J=2.0Hz,1H),8.18(s,1H)ppm.HRMS(ESI):[M+Na]+,實(shí)測(cè)值316.9785.C13H11BrO3Na+計(jì)算值316.9789。
第4步:
N2保護(hù),溶劑無需重蒸除水。將LiAlH4(8.36g,220mmol)混懸于100ml THF中,攪拌20min,將中間體4(59g,200mmol)溶于500ml THF后逐滴加入,加完繼續(xù)攪拌8h,反應(yīng)完全后逐滴加入20ml水劇烈攪拌1小時(shí),過濾后,母液加入無水硫酸鈉干燥,過濾加壓旋蒸得中間體5白色粗品(46g,78%)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=3.97(s,3H),4.82(s,2H),7.09(s,1H),7.50(dd,J=8.8,2.0Hz,1H),7.60(d,J=8.8Hz,1H),7.65(d,J=2.0Hz,1H),7.9(s,1H)ppm.GC-MS m/z:266(M+)。
第5步:
將中間體5(10g,37.4mmol)溶于150mL二氯甲烷中,緩慢加入戴斯馬丁氧化劑(24g,56.2mmol),室溫?cái)嚢?小時(shí),反應(yīng)完全后,加入50mL飽和Na2S2O3溶液與50mL飽和NaHCO3溶液淬滅,攪拌1小時(shí)后,溶液變澄清,水層用二氯甲烷萃取三遍,合并有機(jī)層用飽和食鹽水洗一遍后,無水硫酸鎂干燥,過濾加壓旋蒸后柱色譜(PE∶EA=10∶1)得中間體6黃色固體(9.4g,95%)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=4.01(s,3H),7.58(s,1H),7.72(dd,J=8.8,2.0Hz,1H),7.86(d,J=8.8Hz,1H),8.35(m,2H),10.46(s,1H)ppm.GC-MS m/z:264(M+)。
第6步:
N2保護(hù),溶劑無需重蒸除水。將磷酰基乙酸三乙酯(6.78g,30.3mmol)溶于10mL THF中,攪拌,0℃下緩慢加入NaHMDS,加完室溫?cái)嚢?0min,然后滴加中間體6(5g,19mmol)的10mL THF溶液。室溫?cái)嚢?小時(shí),反應(yīng)完全后,加約20mL水淬滅,水層用乙酸乙酯萃取三遍,合并有機(jī)層用飽和食鹽水洗一遍,無水硫酸鎂干燥,過濾加壓旋蒸后得中間體7淡黃色粗品(5.5g,87%)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=1.28(t,J=7.2Hz,3H),3.98(s,3H),4.22(q,J=7.0Hz,2H),6.78(d,J=16.2Hz,1H),7.47(s,1H),7.62(dd,J=8.7,2.0Hz,1H),7.81(d,J=8.7Hz,1H),7.94(d,J=16.2Hz,1H),8.10(d,J=2.0Hz,2H),8.33(s,1H)ppm.HRMS(ESI):[M+Na]+,實(shí)測(cè)值357.0096.C16H15BrO3Na+計(jì)算值357.0102。
第7步:
N2保護(hù),溶劑無需重蒸除水。將中間體7(60g,180mmol)溶于400mL二氯甲烷中,在0℃下逐滴加入DIBAL-H(360ml,360mmol,1M于甲苯中),室溫下反應(yīng)2小時(shí),然后降溫至0℃,緩慢滴加300mL飽和酒石酸鉀鈉水溶液,劇烈攪拌4小時(shí)。反應(yīng)液過濾,用乙酸乙酯萃取水層3次,合并有機(jī)層用飽和食鹽水洗滌一次,無水硫酸鎂干燥,過濾加壓旋蒸后柱色譜(PE∶EA=5∶1)得中間體8淡黃色固體(40g,76%)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=3.92(s,3H),4.18(m,2H),4.96(t,J=5.6Hz,1H),6.53(dt,J=5.0,16.0Hz,1H),6.91(d,J=16.0 Hz,1H),7.36(s,1H),7.51(dd,J=2.0,8.7Hz,1H),7.75(d,J=8.7Hz,1H),7.99(s,1H),8.08(d,J=2.0Hz,1H)ppm。
第8步:
N2保護(hù),溶劑重蒸除水,保證中間體8在反應(yīng)液中的濃度為0.1M。在500mL三口瓶中加入30ml無水CH2Cl2,降溫至-20℃,趁熱加入5g現(xiàn)烘的粉末狀分子篩,攪拌10min后,加入Ti(OiPr)4(2.43g,8.5mmol)。攪拌5min后加入(+)-DIPT(2.4g,10.2mmol,先溶于10mL無水二氯甲烷中),攪拌30min后,緩慢加入中間體8(5g,17mmol,先溶于120mL無水二氯甲烷中),攪拌40min后,加入無水叔丁醇過氧化氫(5.5M in nonane,12.4ml,68.3mmol)后,繼續(xù)攪拌2h反應(yīng)完全。過濾除去分子篩,在-20℃冷卻下,加入1M NaOH溶液34mL,攪拌1h后,乙酸乙酯萃取水層3次,用飽和食鹽水洗滌有機(jī)層至中性。有機(jī)層減壓旋蒸用中性氧化鋁拌樣過硅膠柱色譜(PE∶EA=5∶1)得中間體9白色固體(87%e.e.,3.1g,60%)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=3.10(m,1H),3.58(m,1H),3.80(ddd,J=2.8,5.6,12.6Hz,1H),3.95(s,3H),4.16(d,J=1.7Hz,1H),5.05(t,J=5.9Hz,1H),7.40(s,1H),7.56(dd,J=2.0,8.8Hz,1H),7.63(s,1H),7.79(d,J=8.8Hz,1H),8.11(d,J=2.0Hz,1H)ppm.HRMS(ESI):[2M+Na]+,實(shí)測(cè)值640.9968.C28H26Br2O6Na+計(jì)算值640.9973。測(cè)定e.e.值的分析條件:HPLC[Chiralpak IC(250×4.6mm,5μ),IPA/hexane=30%∶70%,flow=1.0mL,T=20℃,λ=225nm]。
第9步:
N2保護(hù),無水操作,保證PhMgBr在反應(yīng)液中的濃度為1M。-20℃,于250ml四口瓶中加入現(xiàn)純化的CuI(6g,32mmol)與34mL THF,攪拌5min后,用注射器加入PhMgBr(22mL,3M于Et2O中),機(jī)械攪拌1h后,加入中間體9a(2g,6.5mmol)的10mL的THF溶液,機(jī)械攪拌反應(yīng)3h。反應(yīng)完全后,用50mL飽和氯化銨溶液淬滅,同時(shí)自然升至室溫,攪拌30min后過濾,母液分層,水層用乙酸乙酯萃取3次,合并有機(jī)層用飽和食鹽水洗滌一次后,無水硫酸鎂干燥,過濾減壓旋蒸柱色譜(PE∶EA=5∶1)得中間體10a白色固體(1.5g,60%)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ=3.20(m,1H),3.32(m,1H),3.83(s,3H),4.38(m,1H),4.53(d,J=9.5Hz,1H),7.10-7.33(m,6H),7.50(dd,J=2.0,8.7Hz,1H),7.71(d,J=9.0Hz,1H),8.08(d,J=2.0Hz,1H),8.12(s,1H)ppm.HRMS(ESI):[M+Na]+,實(shí)測(cè)值409.0425.C20H19BrO3Na+計(jì)算值409.0415。
中間體10a在水/丙酮體系中進(jìn)行單晶培養(yǎng),得到了丙酮與鄰二醇基團(tuán)縮合物的單晶(CCDC-1417940和CCDC-1417941),雖然得到的單晶均為中間體10a中(2R,3R)(圖1)和(2S,3S)(圖2)這兩種構(gòu)型的外消旋體,但是確認(rèn)了我們化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
由于中間體10a含有鄰二醇羥基結(jié)構(gòu),因此我們測(cè)定了Mo2(OAc)4試劑誘導(dǎo)下的圓二色譜,帶IV(310nm附近)呈明顯的負(fù)cotton效應(yīng),帶II不明顯,而判斷主要依據(jù)帶IV,總體判斷誘導(dǎo)cotton效應(yīng)為負(fù)。負(fù)cotton效應(yīng)就表明(OH)-C-C-(OH)的二面扭角為負(fù),再考慮到立體位阻因素,結(jié)構(gòu)中二芳基大基團(tuán) 與Mo2(OAc)4試劑基團(tuán)離得越遠(yuǎn)越有利,因此得到了2位碳原子為2R的構(gòu)型。又由于PhMgBr在對(duì)環(huán)氧結(jié)構(gòu)開環(huán)的時(shí)候,會(huì)導(dǎo)致生成的羥基與苯環(huán)位于相離的兩側(cè),因此可以知道3位碳為3R構(gòu)型,從而中間體10a為(2R,3R)。
第10步:
將中間體10a(4g,10.3mmol)溶于100mL二氯甲烷中,加入NaIO4(33g,20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)分散于硅膠中),室溫?cái)嚢?h,反應(yīng)完全后,過濾除去硅膠,母液無水硫酸鎂干燥后,過濾旋干直接投下一步。
第11步:
N2保護(hù),溶劑重蒸除水。0℃,將上步中生成的中間體11a溶于22mL無水THF中,滴加新制的萘基溴化鎂(22mL,2M于THF),攪拌2h。反應(yīng)完全后,加入飽和氯化銨溶液50mL淬滅反應(yīng)。過濾,分層,乙酸乙酯萃取水層三次,合并有機(jī)層用飽和食鹽水洗滌一次后,無水硫酸鎂干燥,過濾減壓旋蒸柱色譜(PE∶EA=10∶1)得中間體12a白色固體(3.1g,兩步收率62%)。
第12步:
將中間體12a(6.65g,13.8mmol)溶于100mL二氯甲烷中,緩慢加入DMP(9g,21mmol),室溫?cái)嚢?h,反應(yīng)完全后,加入30mL飽和Na2S2O3溶液與30mL飽和NaHCO3溶液淬滅,攪拌1小時(shí)后,溶液變澄清,水層用二氯甲烷萃取三遍,合并有機(jī)層用飽和食鹽水洗一遍后,無水硫酸鎂干燥,過濾加壓旋蒸后得中間體13a白色粗品(6.3g,95%)。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=3.80(s,3H),6.33(s,1H),7.10(s,1H),7.19(s,1H),7.33-7.60(m,10H),7.78(d,J=1.7Hz,1H),7.84(d,J=8.1Hz,1H),7.94(d,J=8.1Hz,1H),8.05(d,J=7.3Hz,1H),8.58(d,J=8.4Hz,1H).HRMS(ESI):[M+Na]+,實(shí)測(cè)值505.0616.C29H21BrO2Na+計(jì)算值505.0602。
第13步:
將中間體13a(2g,4.15mmol)溶于盡可能少的無水THF(不多于5ml)中,然后將其倒入到現(xiàn)制的烯丙基鋅溴(83mmol)中,塞緊塞子,搖晃5min后,反應(yīng)完全。加入10ml飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng),過濾,母液分層,乙酸乙酯萃取水層3次,合并有機(jī)層,飽和食鹽水洗一次后,無水硫酸鎂干燥,過濾減壓旋蒸柱色譜(PE∶EA=20∶1)得中間體14a白色固體(1.3g,60%)。
第14步:
將中間體14a(3.5g,6.7mmol),溶于THF∶H2O∶丙酮=1∶1∶1(共60mL)的混合溶劑中,再加入NMO(3.9g,33.5mmol),在冰浴下加入4%的OsO4水溶液(0.68mL,0.1mmol),室溫下攪拌8h,反應(yīng)完全。加入10mL飽和Na2S2O3溶液淬滅反應(yīng),分層,乙酸乙酯萃取水層3次,合并有機(jī)層,飽和食鹽水洗一次后,無水硫酸鎂干燥,過濾減壓旋蒸后直接投入下一步。
第15步:
將上一步得到的中間體15a溶于50mL二氯甲烷中,加入NaIO4(25g,20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)分散于硅膠中),室溫?cái)嚢?h,反應(yīng)完全后,過濾除去硅膠,母液無水硫酸鎂干燥后,過濾旋干直接投下一步。
第16步:
將上一步的中間體16a溶于30mL甲醇中,冰浴下緩慢加入NaBH4(0.3g,8mmol),室溫下攪拌3h。反應(yīng)完全后,直接過濾,無水硫酸鎂干燥,過濾減壓 旋蒸后柱色譜(PE∶EA=10∶1)得中間體17a白色固體(1.8g,三步產(chǎn)率50%)。ESI-MS m/z:526(M+)。
第17步:
將中間體17a(2g,3.8mmol)溶于76mL吡啶中,加入DMAP(0.93g,7.6mmol),在冰浴下緩慢加入TsCl(6.5g,38mmol),室溫?cái)嚢?6h。反應(yīng)完全后,加入10mL水淬滅反應(yīng),旋蒸除去大部分吡啶后,用乙酸乙酯與水萃取,水層萃取3次,合并有機(jī)層,飽和食鹽水洗一次后,無水硫酸鎂干燥,過濾減壓旋蒸后柱色譜(PE∶EA=10∶1)得中間體18a白色固體(1.5g,58%)。ESI-MS m/z:698(M+NH4+)。
第18步:
將中間體18a(1g,1.5mmol)溶于120mL二甲胺的THF溶液中,與高壓反應(yīng)釜內(nèi),45℃攪拌10h。反應(yīng)完全后,直接減壓旋蒸后柱色譜(純CH2Cl2為洗脫劑),分別得到白色固體(1R,2S)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇(TM-05-a,Rf=0.3,CH2Cl2/MeOH=50∶1,87%e.e.)與(1R,2R)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇(TM-05-b,Rf=0.25,CH2Cl2/MeOH=50∶1,87%e.e.)。
實(shí)施例2:(1S,2R)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇與(1S,2S)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇的制備
采用與實(shí)施例1相同的操作步驟,只是在第8步中,將所采用的手性配體由(+)-DIPT改為(-)-DIPT,經(jīng)過相同的操作后,第8步的產(chǎn)物為中間體9b白色固體,97%e.e.,測(cè)定ee值的分析條件:HPLC[Chiralpak IC(250×4.6mm,5μ),IPA/hexane=30%∶70%,flow=1.0mL,T=20℃,λ=225nm]。
之后,經(jīng)過相同的操作步驟,在第18步反應(yīng)完成后,通過柱色譜分離(展開劑為純CH2Cl2),分別得到白色固體(1S,2R)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇(TM-05-c,Rf=0.3,CH2Cl2/MeOH=50∶1,97%e.e.)與(1S,2S)-1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇(TM-05-d,Rf=0.25,CH2Cl2/MeOH=50∶1,97%e.e.)。TM-05-a與TM-05-c為對(duì)映異構(gòu)體,其手性柱分析條件為:I 2000 RSP(250×4.6mm,5μ),MeOH∶(50μM CH3COONH4aqueous solution)=80%∶20%,flow=0.8mL,T=20℃,λ=225nm,tR=6.3min(TM-05-a),8.3min(TM-05-c)。
我們通過比較理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)得的電子圓二色譜(ECD)的方法,確定了TM-05-a至TM-05-d四種異構(gòu)體各自的絕對(duì)構(gòu)型。在MMFF94力場(chǎng)中對(duì)終產(chǎn)物的(1R,2S)和(1R,2R)構(gòu)型進(jìn)行構(gòu)象搜索。在5-kJ/mol的范圍內(nèi),對(duì)于(1R,2S)構(gòu)型,得到了8種優(yōu)勢(shì)構(gòu)象,對(duì)于(1R,2R)構(gòu)型,得到了6種優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。采用在甲醇中B3LYP/6-31g(d)基組水平的構(gòu)象,計(jì)算在B3LYP/6-31g(d)基組水平的 60個(gè)激發(fā)態(tài),峰展寬為0.45eV,得到各個(gè)構(gòu)象的ECD圖譜。經(jīng)Boltzmann分布權(quán)重加合主要構(gòu)象的圖譜,得到(1R,2S)與(1R,2R)的ECD圖譜。而(1S,2R)與(1S,2S)的ECD圖譜會(huì)與他們的對(duì)映體對(duì)稱,因此可以通過圖形的對(duì)稱操作得到。
我們也測(cè)定了TM-05-a至TM-05-d四種異構(gòu)體在甲醇溶液中的200-400nm范圍的實(shí)際圓二色譜圖、1H NMR(圖5)、1D NOESY(圖6、圖7)、2D(NOESY/ROESY)(圖8、圖9)和HLPC(圖10、圖11)。通過比較理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)得的電子圓二色譜(圖3、圖4)及其他譜圖數(shù)據(jù),我們可以很容易的看出TM-05-a為(1R,2S),TM-05-b為(1R,2R),TM-05-c為(1S,2R),TM-05-d為(1S,2S)。光學(xué)異構(gòu)體的ee值數(shù)據(jù)見圖10、圖11。
實(shí)施例3:光學(xué)異構(gòu)體1-苯基-2-(1-萘基)-1-[2-(3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇的制備
采用與實(shí)施例1相同的操作步驟,得到白色固體1和2。
實(shí)施例4:光學(xué)異構(gòu)體1-(4-氯苯基)-2-(1-萘基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇的制備
采用與實(shí)施例1相同的操作步驟,得到白色固體3和4。
實(shí)施例5:光學(xué)異構(gòu)體1-(4-氯苯基)-2-(1-萘基)-1-[2-(3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇5、6的制備。
采用與實(shí)施例1相同的操作步驟,得到白色固體5和6。
實(shí)施例6光學(xué)異構(gòu)體1-(4-氯苯基)-2-(3-溴苯基)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘基]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇7、8的制備
采用與實(shí)施例1相同的操作步驟,得到白色固體7和8。
實(shí)施例7:光學(xué)異構(gòu)體1-苯基-2-(1-萘)-1-[2-(7-溴-3-甲氧基)萘]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇9、10的制備
采用與實(shí)施例1相同的操作步驟,得到白色固體9和10。
實(shí)施例8:光學(xué)異構(gòu)體1-(4-氯苯基)-2-(1-萘)-1-[2-(3-甲氧基)萘]-4-(N,N-二甲氨基)-2-丁醇鹽酸鹽11的制備
采用與實(shí)施例1相同的操作步驟,得到白色固體11。
實(shí)施例9:應(yīng)用Microplate Alamar Blue Assay(MABA)法測(cè)定化合物對(duì)結(jié)核分枝桿菌標(biāo)準(zhǔn)株H37Rv的最低抑菌濃度(MIC)。
方法:無菌96孔板(Falcon3072;Becton Dickinson,Lincoln Park,N.J.),實(shí)驗(yàn)化合物以二甲基亞砜溶解,制成濃度為5mg/ml的初溶液,最高濃度孔加入199μl 7H9培養(yǎng)基,1μl化合物初溶液,混合均勻后,向其余各孔依次2 倍稀釋,化合物終濃度為:12.5、6.25、3.125、1.56、0.78、0.39、0.2、0.1、0.05、0.025、、0.0125μg/ml。選取結(jié)核分枝桿菌H37RV培養(yǎng)2~3周的培養(yǎng)物制成菌懸液,接種到含0.05%吐溫80、10%ADC的7H9培養(yǎng)基中,37℃靜止培養(yǎng)1~2周,生長(zhǎng)至濁度為McFarland 1(相當(dāng)于107CFU/ml)時(shí),1∶20稀釋后,加入各孔100μl,菌液的終濃度為106CFU/ml。每板上均設(shè)2個(gè)不含抗菌藥的生長(zhǎng)對(duì)照孔,96孔板于37℃孵育。7天后加入生長(zhǎng)對(duì)照孔20μl 10×Alamar Blue(Setotec公司產(chǎn)品)和5%Tween8050μl的混合液,37孵育24小時(shí),如果顏色從藍(lán)色變?yōu)榉凵?,則在各實(shí)驗(yàn)藥物的孔內(nèi)加入上述量的Alamar Blue和Tween80混合液,37℃孵育24小時(shí)記錄各孔的顏色,MIC定義為阻止顏色變化(從藍(lán)色變?yōu)榉奂t色)的最低藥物濃度。