本发明涉及一种磷酸西格列汀类似物I的制备方法。
背景技术：
磷酸西格列汀(sitagliptin phosphate)，化学名称是(R)-3-氨基-1-(3-(三氟甲基)5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1-丁酮，分子式C16H15F6N5O·H3PO4·H2O，商品名:捷诺维，为首个DPP‐IV抑制剂，临床上用于治疗Ⅱ型糖尿病。结构如下：
目前已有报道(WO2004085661、WO20053135、US2011213149、J Med Chem,2005,48(1):141-151)，在磷酸西格列汀的制备过程中，可能产生以下杂质：
以上杂质A、杂质B、杂质C、杂质D、杂质E和杂质F，其主要来源为磷酸西格列汀的降解产物、工艺中间体以及由起始物料引入的工艺杂质。
杂质的存在直接影响到产品的质量及安全性，因此对产品中主成分及杂 质的质量控制有着重要的意义。当前，在化学药物的研制过程中，为了更好地控制药物质量，研究人员一般会对他们怀疑的可能会产生的杂质进行检测，当所述杂质可能并未为人们所知或为新结构的化合物时，研究人员会合成该新结构的化合物，作为有关物质对照品对药物进行质量控制。
对于磷酸西格列汀这一药物而言，发明人在研究过程中发现，通过现有公开的方法制备磷酸西格列汀，除了文献报道的6个杂质外，可能还存在如式Ⅰ所示的类似物杂质。当该类似物杂质在磷酸西格列汀产品中存在时，由于没有该类似物杂质的对照品，在磷酸西格列汀产品的质量控制中，无法对其进行检测，从而使磷酸西格列汀产品存在着安全隐患。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种磷酸西格列汀类似物I的制备方法，它包括以下步骤：
a、将化合物II溶于有机溶剂A中，加入还原剂，于0-40℃温度下反应25-35分钟后，调节pH＝1-2，分离纯化得中间产物；
b、步骤a所得的中间产物溶于有机溶剂B中，0-5℃下加入脱水剂和碱，于0-40℃温度下反应20-25小时后，分离纯化得化合物I。
本发明制备方法的反应条件温和，容易实现。而且发明人在实验中发现，在步骤a中，本发明将pH值调节至强酸环境更利于酮羰基的还原，与中性或碱性环境相比，大幅度提高了最终产品的收率；同时，发明人还在对a、b步骤反应温度的筛选中意外地发现，温度对本发明的产率也有着显著的影响，当温度较高时，产率反而降低。此外，步骤b的反应时间控制在20-25小时， 有利于提高反应的选择性，提高产品纯度，用柱层析就可以纯化，操作简单。
进一步优选地，在步骤a中，所述化合物Ⅱ与有机溶剂A的质量体积比g/mL为1:(15-25)，所述化合物Ⅱ与还原剂的摩尔比为1:(1-3)；所述的有机溶剂A为现有技术的已知溶剂，所用溶剂优选为能够溶解起始物料II以及还原剂的极性溶剂，该溶剂更优选为甲醇、乙醇中的任一种或两种。
在步骤b中，脱水剂与中间产物的摩尔质量比mmol/g为(4.9-8.2):1，碱与中间产物的摩尔质量比mmol/g为(8.2-24.8):1；所述的有机溶剂B为现有技术的已知溶剂，所用溶剂优选为能够溶解中间产物的溶剂，更优选为四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷或三氯甲烷中的任一种或几种。本发明所选用的有机溶剂均容易获得。
进一步优选地，所述的还原剂为二甲硫醚硼烷络合物、硼烷-四氢呋喃络合物、硼氢化钠或氢化铝锂中的任一种。
进一步优选地，所述的脱水剂为甲磺酰氯、醋酸酐或氧化铝中的任一种。
进一步优选地，所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、三乙胺或二异丙基乙基胺中的任一种。
进一步优选地，在步骤a中，所述反应温度为20-25℃，室温条件即可实现反应，并且获得产率、纯度较高的产物。
进一步优选地，在步骤a中，所述调节pH＝1-2的方法为：缓慢滴加1mol/L的HCL溶液。
进一步优选地，在步骤a中，所述分离纯化方法为：乙酸乙酯萃取有机相，用饱和氯化钠水溶液洗涤，干燥，浓缩，过滤即可。
进一步优选地，在步骤b中，所述反应温度为20-25℃，此时反应收率较高，且反应条件温和，容易实现。
本发明提供磷酸西格列汀类似物I及其制备方法，其有益效果是：合成高纯度的磷酸西格列汀类似物I,可作为磷酸西格列汀成品检测分析中的杂质I对照品，从而提升磷酸西格列汀成品检测分析的准确性，利于杂质控制，提高成品质量。本发明的制备方法，操作简单，反应产物纯度、收率高，质量稳定，适合大批量生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细说明，但是并不是对本发明的限制，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
实施例1式I化合物的制备
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a] 吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(5.4mmol)溶于40mL甲醇中，加入硼氢化钠(10.8mmol)。25℃下搅拌反应30分钟后，向反应液中缓慢滴加1mol/L的HCl至pH＝1。水相用乙酸乙酯萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.199g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.199g溶于20mL二氯甲烷中，5℃下加入甲磺酰氯(10.8mmol)和三乙胺(54mmol)。25℃下搅拌反应20h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用二氯甲烷萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.4％，收率57.0％，产品为无色油状液体。1HNMR(CDCl3，400MHz)：3.46(d，J＝6.4Hz,2H)，4.04-4.27(m，4H)，5.00-5.07(m，2H)，6.33(dd，J1＝6.4Hz,J2＝16Hz,1H)，6.54(d，1H)，6.87(m，1H)，7.29(m，1H)。
ESI-MS：m/z 390.8[M+H]+。
实施例2式I化合物的制备
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(5.4mmol)溶于40mL乙醇中，加入氢化铝锂(10.8mmol)。30℃下搅拌反应25分钟后，向反应液中缓慢滴加1mol/L的HCl至pH＝1。水相用二氯甲烷萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.21g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.21g溶于20mL二氯甲烷中，5℃下加入氧化铝(18.0mmol)和三乙胺(27mmol)。室温下搅拌反应20h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用二氯甲烷萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.3％，收率62.5％，产品为无色油状液体。1HNMR(CDCl3，400MHz)：3.40(d，J＝6.4Hz,2H)，4.08-4.27(m，4H)，5.00-5.05(m，2H)，6.30(dd，J1＝6.4Hz,J2＝16Hz,1H)，6.56(d，1H)，6.89(m，1H)，7.26(m，1H)。
ESI-MS：m/z 390.4[M+H]+。
实施例3式I化合物的制备
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(2.20g) 溶于40mL甲醇中，加入二甲硫醚硼烷络合物(10.8mmol)。室温下搅拌反应25分钟后，向反应液中缓慢滴加1mol/L的HCl至pH＝2。水相用乙酸乙酯萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.17g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.17g溶于20mL四氢呋喃中，0℃下加入甲磺酰氯(12.5mmol)和三乙胺(20mmol)。40℃下搅拌反应20h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用二氯甲烷萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.5％，收率65.5％，产品为无色油状液体。1HNMR(CDCl3，400MHz)：3.46(d，J＝6.4Hz,2H)，4.04-4.27(m，4H)，5.02-5.07(m，2H)，6.30(dd，J1＝6.4Hz,J2＝16Hz,1H)，6.54(d，1H)，6.86(m，1H)，7.23(m，1H)。
ESI-MS：m/z 390.6[M+H]+。
实施例4式I化合物的制备
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(2.20g)溶于40mL甲醇中，加入硼氢化钠(10.8mmol)。0℃下搅拌反应30分钟后，向反应液中缓慢滴加1mol/L的HCl至pH＝1。水相用乙酸乙酯萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.18g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.18g溶于20mL二氯甲烷中，2℃下加入甲磺酰氯(10.8mmol)和三乙胺(54mmol)。20℃下搅拌反应22h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用乙醚萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.2％，收率58.5％，产品为无色油状液体。1HNMR(CDCl3，400MHz)：3.46(d，J＝6.4Hz,2H)，4.04-4.27(m，4H)，5.00-5.07(m，2H)，6.33(dd，J1＝6.4Hz,J2＝16Hz,1H)，6.54(d，1H)，6.87(m，1H)，7.29(m，1H)。
ESI-MS：m/z 390.6[M+H]+。
实施例5式I化合物的制备
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(2.20g) 溶于40mL乙醇中，加入硼氢化钠(10.8mmol)。室温下搅拌反应30分钟后，向反应液中缓慢滴加1mol/L的HCl至pH＝1。水相用氯仿萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.20g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.20g溶于20mL二氯甲烷中，5℃下加入甲磺酰氯(10.8mmol)和碳酸钠(5.414g，54mmol)。0℃下搅拌反应25h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用二氯甲烷萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.0％，收率63.5％，产品为无色油状液体。1HNMR(CDCl3，400MHz)：3.46(d，J＝6.4Hz,2H)，4.04-4.25(m，4H)，5.00-5.09(m，2H)，6.33(dd，J1＝6.4Hz,J2＝16Hz,1H)，6.50(d，1H)，6.87(m，1H)，7.29(m，1H)。ESI-MS：m/z 390.0[M+H]+。
对比例1
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(5.4mmol)溶于40mL甲醇中，加入硼氢化钠(10.8mmol)。0℃下搅拌反应30分钟后，水相用乙酸乙酯萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得中间产物2.21g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的中间产物2.21g溶于20mL二氯甲烷中，5℃下加入甲磺酰氯(10.8mmol)和三乙胺(54mmol)。20℃下搅拌反应20h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用二氯甲烷萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.4％，收率38.5％，产品为无色油状液体。
对比例2
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(2.20g)溶于40mL乙醇中，加入硼氢化钠(10.8mmol)。室温下搅拌反应30分钟后，水相用氯仿萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.18g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.18g溶于20mL二氯甲烷中，5℃下加入甲磺酰氯(10.8mmol)和碳酸钠(5.414g，54mmol)。0℃下搅 拌反应5小时。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用二氯甲烷萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.0％，收率35.0％，产品为无色油状液体。
对比例3
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(2.20g)溶于40mL甲醇中，加入硼氢化钠(10.8mmol)。50℃下搅拌反应30分钟后，向反应液中缓慢滴加1mol/L的HCl至pH＝2。水相用乙酸乙酯萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.02g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.02g溶于20mL二氯甲烷中，2℃下加入甲磺酰氯(10.8mmol)和三乙胺(54mmol)。40℃下搅拌反应22h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用乙醚萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.0％，收率33.5％，产品为无色油状液体。
对比例4
步骤(a)：将1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)-1，3-丁二酮(II)(2.20g)溶于40mL乙醇中，加入硼氢化钠(10.8mmol)。60℃下搅拌反应30分钟后，向反应液中缓慢滴加1mol/L的HCl至pH＝2。水相用氯仿萃取三次(20mL×3)，合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得无色油状液体2.00g。
步骤(b)：将步骤(a)所得的无色油状液体2.00g溶于20mL二氯甲烷中，5℃下加入甲磺酰氯(10.8mmol)和碳酸钠(5.414g，54mmol)。40℃下搅拌反应25h。反应结束后，加入30mL纯化水，分液。水相用二氯甲烷萃取两次(30mL×2)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得粗品。粗品用层析柱分离，得(E)-1-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)-4-(2，4，5-三氟苯基)丁-3-烯-1-酮(I)，HPLC纯度99.0％，收率38.5％，产品为无色油状液体。
综上所述，由实施例1-5与对比例1-2可知，pH值调节至强酸环境更利于酮羰基的还原，与中性或碱性环境相比，大幅度提高了最终产品的收率； 由实施例1-5与对比例3-4可知，本发明在a、b步骤较低的反应温度下，反而获得更高收率，反应条件温和，节省能源，更容易实现。
进一步的，本发明式I化合物的结构与磷酸西格列汀极其相似，极有可能在磷酸西格列汀的产品中存在。因此，在制备磷酸西格列汀的过程中，为了更好地控制磷酸西格列汀的质量，可以将式I所示化合物作为对照品用于磷酸西格列汀产品的质量控制，为磷酸西格列汀产品的安全性提供了进一步保障。同时，本发明的制备方法，操作简单，反应产物纯度、收率高，质量稳定，适合大批量生产。