本发明涉及GSK961081及其中间体的合成方法，属于医药技术领域。
背景技术：
慢性阻塞性肺疾病(简称COPD)作为全球第五大死因，给公众的健康带来了严重威胁。支气管扩张剂是控制COPD症状的重要治疗药物，也是COPD的一线治疗药物。常规的支气管扩张剂主要含有两种成分：β2受体激动剂和M受体拮抗剂。
GSK961081是葛兰素史克与Theravance公司联合研发的长效β2受体激动剂与M受体拮抗剂复方药物，其化学结构式如下所示：
GSK961081最显著的特点是把β2受体激动剂和M受体拮抗剂整合在一个小分子中，相比将β2受体激动剂和M受体拮抗剂两种药物放入一个吸入器中的常规组合药剂，GSK961081对治疗慢性阻塞性肺疾病有着较好的疗效，具有极好的上市前景。
关于GSK961081的合成方法，相关文献报道非常少。一般来说，合成路线多以下述两个化合物式(X)和式(Y)为合成原料，通过Schiff碱反应、还原、脱保护制得GSK961081(例如专利文献WO2007090859，US20060035931所揭露的)。
关于式(X)化合物的合成，一直是本领域的难题。目前已报道的式(X)化合物的合成路线(参见Hughes,Adam D.等人，J.Med.Chem.2015,58(6),2609-2622)，一方面，其中采用了剧毒且昂贵的异氰酸酯类化合物为起始原料，该步骤后处理的复杂以及危险性不容忽视，不太适合工业化生产，另一方面，该合成路线的最后一步的反应收率较低，导致整个合成路线的反应收率较低。
因此，开发一种制备GSK961081的新方法迫在眉睫。
技术实现要素：
鉴于相关技术的上述问题和/或其他问题，本发明一方面提供了一种如下式(G)化合物的合成方法，
该合成方法至少包括以下步骤：
步骤1)：采用下述式(1-a)化合物和式(1-b)化合物在无机碱的存在下发生亲核取代反应生成下述式(1)化合物；
其中，式(1-b)化合物和式(1)化合物中的R基团为胺基保护基团；
步骤2)：式(1)化合物经过脱R基反应生成下述式(2)化合物；
步骤3)：式(2)化合物与下述式(3)化合物发生加成反应生成下述式(4)化合物；
最后经由所述式(4)化合物制得所述式(G)化合物。
本发明另一方面提供了一种药物中间体的合成方法，所述药物中间体为下述式(1)化合物，其为下述式(G)化合物的药物中间体；
所述式(1)化合物的合成方法包括以下步骤：
采用下述式(1-a)化合物和式(1-b)化合物在无机碱的存在下发生亲核取代反应生成所述式(1)化合物；
其中，式(1-b)化合物和式(1)化合物中的R基团为胺基的保护基团。
本发明再一方面提供了一种药物中间体的合成方法，所述药物中间体为下述式(4)化合物，其为下述式(G)化合物的药物中间体；
所述式(4)化合物的合成方法包括以下步骤：
采用下述式(2)化合物与下述式(3)化合物发生加成反应生成所述式(4)化合物；
本发明提供了制备药物GSK961081及其中间体的新方法，该方法与现有的合成方法相比，不仅避免了使用剧毒的异氰酸酯类试剂，并且合成路线简单，操作更方便，收率更高，更适合工业化生产。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于这些具体实施方式。
为合成药物GSK961081(即本文所述的式(G)化合物)，本发明的一个具体实施方案中采用如下步骤：
步骤1)：
采用下述式(1-a)化合物和式(1-b)化合物在无机碱的存在下发生亲核取代反应生成下述式(1)化合物；
其中，式(1-b)化合物和式(1)化合物中的R基团为胺基的保护基团。
在本发明的一个优选实施方案中，式(1-b)化合物和式(1)化合物中的R基团为Boc、Bn、甲基、乙酰基或取代或未取代的苯甲酰基；其中，关于“取代的苯甲酰基”是指苯环上至少一个氢原子取代；优选的，取代的苯甲酰基可以为1～4个碳的饱和或不饱和的烷基或烷氧基、硝基、卤素、芳烃等基团取代的苯甲酰基。
在本实施例中，R基团为Boc。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤1)中采用的无机碱可以为NaH、LDA、NaHMDS、NaOH、KOH、KHMDS、LiHMDS、CH3ONa或CH3CH2ONa。更优选的，在本实施例中，无机碱可以为NaHMDS。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤1)的亲核取代反应所采用的反应溶剂可以为四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲基亚砜、乙醚、2-甲基四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺。更优选的，在本实施例中，反应溶剂为四氢呋喃。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤1)的亲核取代反应，在惰性气体的保护下进行，反应温度为-50℃～5℃，反应时间为1h-10h。
其中，惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气和氙气等。更优选的，在本实施例中，惰性气体选用氩气。
关于步骤1)的亲核取代反应的反应温度，更优选的，-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、-5℃或0℃。在本实施例中，反应温度约为0℃。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤1)的亲核取代反应完全之后，向反应产物中加入氯化铵溶液淬灭反应，并调节pH至5～6，再经过萃取获得所述式(1)化合物。更优选的，在本实施例中，采用饱和氯化铵溶液淬灭反应。
在本发明的一个具体实施方案中，式(1-a)化合物和式(1-b)化合物的摩尔比为1:1～1:2。虽然就步骤1)的亲核取代反应来说，式(1-a)化合物和式(1-b)化合物的化学反应摩尔比为1:1，但为反应完全，式(1-b)化合物应当过量，例如，式(1-a)化合物和式(1-b)化合物的摩尔比为1:1.2、1:1.3、1:1.5或1:1.8。
在本实施例中，步骤1)的具体操作过程如下：将38g式(1-a)化合物溶于100ml四氢呋喃中于0℃下搅拌，后缓慢滴加225ml(2M)NaHMDS四氢呋喃溶液，再将80g式(1-b)化合物(R基团为Boc)分批加入至混合液中，待滴加完毕，继续反应3h，待反应完全后加饱和氯化铵溶液淬灭反应，调至PH至5-6，再用乙酸乙酯萃取，即得淡黄色固体，粗品收率达70％；
获得的淡黄色固体经氢核磁共振谱鉴定为式(1)化合物，鉴定数据如下：
1H NMR(dmso-d6,400MHz):δ8.68(s,1H),7.45-7.29(m,9H),4.67-4.61(m,1H),3.55-3.52(m,2H),3.13-3.01(m,2H),1.71-1.69(m,2H),1.40(s,9H),1.36-1.34(m,2H)；LCMS m/z:found,397.3[M+H]+。
在本发明的一个具体实施方案中，式(1)化合物是合成式(G)化合物(药物GSK961081)的一个重要的中间体。
步骤2)：
经步骤1)获得的式(1)化合物经过脱R基反应生成下述式(2)化合物；
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤2)中，式(2)化合物在三氟乙酸的存在下进行脱R反应；待反应完全之后，调节溶液pH至8～9，再经过萃取获得所述式(2)化合物。
在本实施例中，步骤2)的具体操作过程如下：
将62.5g步骤1)所获得的式(1)化合物溶于100ml二氯甲烷(反应溶剂)中于冰浴下搅拌，再缓慢加入36g三氟乙酸，待加入完毕转移至室温下反应3h，待反应完全后，脱溶后调节溶液PH至8-9，萃取，干燥即得黄白色固体，粗品收率达98％；
获得的黄白色固体经氢核磁共振谱鉴定为式(2)化合物，鉴定数据如下：
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ7.56(d,J＝7.6Hz,1H),7.47-7.21(m,8H),4.66(m,1H),3.00-2.90(m,2H),2.63(m,2H),1.87-1.77(m,2H),1.49(m,2H)；LCMS m/z:found,297.3[M+H]+。
步骤3)：
步骤2)获得的式(2)化合物与下述式(3)化合物发生加成反应生成下述式(4)化合物；
在本发明的一个优选实施方案中，步骤3)的加成反应的反应溶剂为四氢呋喃与甲醇的混合溶液，且其中四氢呋喃与甲醇的体积比为9:1～9:9；优选的，四氢呋喃与甲醇的体积比可以为9:2、9:3、9:4、9:5、9:6、9:7或9:8。更优选的，在本实施例中，四氢呋喃与甲醇的体积比为9:5。
在本发明的一个优选实施方案中，步骤3)的加成反应，反应温度为30℃～90℃，反应时间为10h～20h。关于加成反应的温度，更优选的，可以为40℃、50℃、60℃、70℃或80℃。在本实施例中，步骤3)的加成反应的反应温度为60℃。
在本发明的一个优选实施方案中，步骤3)中，待加成反应完全之后，脱溶，再用乙酸乙酯过柱得到式(4)化合物。
在本实施例中，步骤3)的具体操作过程如下：
将步骤2)所得的46g式(2)化合物与38g式(3)化合物溶于100ml四氢呋喃与甲醇的混合溶剂中(其中，四氢呋喃与甲醇的体积比为9:5)，于60℃下反应16h，待反应完全后，脱溶，再用乙酸乙酯过柱即得白色固体，反应收率为71％；
获得的白色固体经氢核磁共振谱鉴定为式(4)化合物，鉴定数据如下：
1H NMR(dmso-d6,400MHz):δ10.18(s,1H),8.69(s,1H),8.25(s,1H),7.72(s,1H),7.42-7.32(m,9H),5.13(s,2H),4.58-4.52(m,1H),3.41(s,1H)，3.89(s,3H),2.76(s,2H),2.65(s,4H),2.55(t,J＝8.8Hz,2H),1.81(d,J＝9.2Hz,2H),1.55(d,J＝9.2Hz,2H)；LCMS m/z:found,538.3[M+H]+。
在本发明的一个具体实施方案中，式(4)化合物也是合成式(G)化合物(药物GSK961081)的一个重要的中间体。
在本发明的一个具体实施方案中，从式(4)化合物合成式(G)化合物的过程包括以下步骤：
步骤4)：将步骤3)所得的式(4)化合物经过Swern氧化反应生成下述式(5)化合物；
在本发明的一个优选实施方案中，步骤4)中的Swern氧化反应，以三氧化硫吡啶为活化剂，二甲亚砜为氧化剂，DIPEA为碱。更优选的，Swern氧化反应的反应温度为-30℃～0℃，反应时间为2h-8h。更优选的，待反应完全后加水淬灭反应，再使用二氯甲烷萃取，脱溶，即得式(5)化合物。
在本实施例中，式(4)化合物、二甲亚砜、DIPEA和三氧化硫吡啶之间的摩尔比为1：10：5：5。
在本实施例中，步骤4)的具体操作过程如下：
将步骤3)所得的59g式(4)化合物，与70g DIPEA和86g二甲亚砜溶于300ml二氯甲烷中，于-20℃下搅拌10min，后分批加入88g三氧化硫吡啶，待加入完毕继续反应6h，待反应完全后加入200ml水淬灭反应，后二氯甲烷萃取，干燥，脱溶即得淡黄色固体，粗品收率达98％；
获得的淡黄色固体经氢核磁共振谱鉴定为式(5)化合物，鉴定数据如下：
1H NMR(dmso-d6,400MHz):δ10.71(s,1H),10.18(s,1H),8.68(s,1H),8.25(s,1H),7.71(s,1H),7.42-7.31(m,9H),4.57-4.52(m,1H),3.88(s,3H),2.78(s,2H),2.63(s,4H),2.52(t,J＝8.8Hz,2H),1.80(d,J＝9.2Hz,2H),1.54(d,J＝9.2Hz,2H)；LCMS m/z:found,536.2[M+H]+。
步骤5)：将步骤4)所得的式(5)化合物与下述式(6)化合物发生Schiff碱反应之后，再经过还原反应，生成下述式(7)化合物；
在本发明的一个优选实施方案中，步骤5)中的Schiff碱反应，反应溶剂采用二氯甲烷和甲醇的混合溶液，且其中二氯甲烷和甲醇的体积比为1:1～1:5。优选的，Schiff碱反应的反应温度为25℃～50℃，反应时间为2h～5h。
在本发明的另一个优选实施方案中，步骤5)中的还原反应，采用三乙酰氧基硼氢化钠作为还原剂。更优选的，还原反应的反应温度为0℃～25℃，反应时间为10h～24h。
在本发明的一个优选实施方案中，步骤5)中，式(5)化合物、式(6)化合物与三乙酰氧基硼氢化钠的摩尔比为1:(1.0～1.5)：(1～3)。
在本实施例中，步骤5)的具体操作过程如下：
将步骤4)获得的58.8g式(5)化合物与45g式(6)化合物溶于200ml二氯甲烷与甲醇的混合溶剂中(其中，二氯甲烷与甲醇的体积比为1:1)，于25℃下反应2h，后分批加入共计70g三乙酰氧基硼氢化钠，与25℃下继续反应24h，待反应完全后加水淬灭，后二氯甲烷萃取，干燥，脱溶即得黄白色固体(即式(7)化合物)，粗品收率为85％。
步骤6)：步骤5)所得的式(7)化合物经过脱保护获得式(G)化合物。
在本发明的一个优选实施方案中，式(7)化合物经过三乙胺氢氟酸盐脱保护获得式(G)化合物。更优选的，式(7)化合物与三乙胺氢氟酸盐的摩尔比为1:1～1:5。更优选的，反应温度为25℃-40℃，反应时间为24h～72h。
在本实施例中，步骤6)的具体操作过程如下：
将步骤5)获得的20g式(7)化合物溶于100ml二氯甲烷中，加入12ml三乙胺氢氟酸盐于25℃下反应48h，后加入5.6g 1,2-乙二磺酸水合物搅拌2h，待大量固体析出后过滤即得15g粗品式(G)化合物(药物GSK961081)，进一步用甲醇洗涤得纯品。
获得的产物经氢核磁共振谱鉴定为式(G)化合物，鉴定数据如下：
1H NMR(300MHz,CD3OD):δ8.07(d,J＝9.8Hz,1H),7.76(s,1H),7.60-7.15(m,11H),7.0(d,J＝8.5Hz,1H),6.56(d,J＝10.7Hz,1H),5.36(dd,J1＝8.5,J2＝3.5Hz,1H),4.79(m,1H),4.38-4.05(m,2H),3.80(s,3H),3.56(m,4H),3.22-2.89(m,6H),2.35-1.59(m,4H).LCMS m/z:found,740.1[M+H]+。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。