雷迪帕韦关键中间体的制备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷迪帕韦关键中间体（1R，3S，4S) -3- (5-卤代-1H-苯并咪 唑-2-基）-2-氮杂双环[2. 2. 1]庚烷-2-羧酸叔丁酯的制备新方法。
【背景技术】
[0002] 当前，全球药物市场正展现巨大商机，这一点由近期上市新药的市场表现可见一 斑。该领域的勃勃生机也激发了企业对新药研发、新药中间体的工艺优化的热情。雷迪帕 韦（Ledipasvir)，前身为GS-5885,是由吉利德科学公司开发的一种NS5A蛋白酶抑制剂。 雷迪替韦完成III期临床试验后，用于治疗基因型I丙型肝炎的雷迪帕韦/索非布韦的固 定剂量组合的片剂，于2014年2月10日被美国药典收录。2014年10月10日组合产品雷 迪替韦/索非布韦获得美国FDA批准，商品名Harvoni。雷迪帕韦通过对NS5A蛋白的抑制 作用，从而阻断了病毒RNA的复制。雷迪替韦拥有六个手性中心，处于桥杂环化合物1，3, 4 位与螺杂环6位上，这将是其合成工作中的重点。雷迪帕韦是获批可用于丙型肝炎全口服 治疗方案的药物，可消除对传统注射药物干扰素（IFN)的需求。雷迪帕韦是具有皮摩尔级 活性的NS5A抑制剂，它对HCV基因型la和lb复制的EC50值分别为50 pmol / L和9 pmol /L，并且具有非常高的治疗指数（CC 50 /EC 50 > 100000)，此外它对HCV具有很 好的选择性，它对其他RNA或DNA病毒的EC50值均大于10 #m〇l/ L。在临床试验中，慢 性HCV患者单剂量口服100 mg是安全和耐受的，其血浆消除半衰期为10~14 h。对于 HCV la型，主要的耐药突变点为Tyr93His，但即使是发生耐药突变，药物的血浆浓度仍高 于最低有效浓度。
[0003] 雷迪帕韦，中文名称为 N-[(2S)-1-[(6S)-6-[5-[9, 9-二 氟-7- [2- [ (IS, 2S，4R) -3- [ (2S) -2-(甲氧酰胺基）-3-甲基-1-氧代-丁 -1 基]-3-氮杂双 环[2. 2. 1]庚基-2-基]-3H-苯并咪唑-5-基]芴-2-基]-1H-咪唑-2-基]-5-氮杂螺 [2. 4]庚基-5-基]-3-甲基-1-氧代丁-2-基]氨基甲酸甲酯；英文化学名：Methyl N-[( 2S)-1- [ (6S)-6-[5-[9, 9-Difluoro-7-[2-[(IS, 2S, 4R)-3-[(2S)-2-(methoxycarbonylami no)-3-methylbutanoyl]-3-azabicyclo[2. 2. l]heptan-2-yl]-3H-benzimidazol-5-yl]f1 uoren-2-yl]-lH-imidazol-2-yl]-5-azaspiro[2. 4]heptan-5-yl]-3-methyl-1-〇xobutan -2-yl]carbamate, CAS 号码为：1256388-51-8,分子式为 C49H54F2Ns06，分子量为：889. 00， 其商品名为：Harvoni (与索非布韦组合）。化学结构如下所示：
[0004] 专利 US2013/324496， W02013/40492， US2013/273005 以及文献 J. Med. Chem. 2014，57，2033-2046都描述了雷迪帕韦合成研究。基于这些专利和文献，雷 迪帕韦的合成主要是通过3个关键中间体I、II、III的缩合进行制备，关键中间体I 为N-(甲氧羰基）-L-缬氨酸，关键中间体II为（6S)-叔丁基-6-(5-(7-溴-9, 9-二 氟-9H-芴-2-基）-1H-咪唑-2-基）-5-氮杂螺[2. 4]庚烷-5-羧酸酯，关键中间体III为 (1R，3S，4S)-3-(5-溴-1H-苯并咪唑-2-基）-2-氮杂双环[2. 2. 1]庚烷-2-羧酸叔丁酯。 基于化合物结构，关键中间体C由于含有多个手性中心，且具有独特的氮杂双环[2. 2. 1]庚 烷骨架，其合成受到了广泛的关注。关键中间体I、II、III的结构如下所示：
[0005] 专利 US2013/324496、W02013/40492、US2013/273005 以及文献了.]^(1· Chem. 2014，57，2033-2046给出了关键中间体III的合成方法。报道的方法是先通过 溴-1，2-苯二胺和（1R, 3S, 4S) -2-(叔丁氧羰基）-2-氮杂双环[2. 2. 1]庚烧-3-羧酸 (IV)在EDCHCl/HOBt或HATU条件下进行缩合，得到区域异构体V和VI的混合物，后者在 HOAc加热条件或EtOH加热条件（封管）下关咪唑环得到关键中间体III。相关反应式如 下所示：
[0006] 上述专利和文献报道的方法虽然可以顺利实现关键中间体III的制备，但是存 在几方面的缺陷。首先4-溴-1，2-苯二胺由于具有芳环二胺结构，该化合物非常不稳 定，容易在生产、包装、运输、投料过程中被空气中的氧气氧化，从而将大量的杂质带入后 续的反应中，这也是目前4-溴-1，2-苯二胺不易大量进行商业化采购的原因；其次，由于 4-溴-1，2-苯二胺含有两个裸露的氨基，因此在缩合反应过程中会产生二取代杂质（VII)， 且二取代杂质在后处理过程中不易除去，会直接参与下一步反应，从而影响到成品药的质 量。该二取代杂质的结构如下所示：
[0007] 本发明人经过研究实验，发明出一种新的制备（1R，3S，4S)-3-(5-卤代-1H-苯并 咪唑-2-基）-2-氮杂双环[2.2. 1]庚烷-2-羧酸叔丁酯的方法。该方法不仅原料便宜、可 以大量进行商业化采购，且可以完全避免二取代杂质的产生。
【发明内容】
[0008] 本发明具有如下的化学反应通式：
[0009] 制备（lR，3S，4S)-3-(5-卤代-1H-苯并咪唑-2-基）-2-氮杂双环[2·2· 1]庚 烷-2-羧酸叔丁酯（式XIV)以（lR，3S，4S)-2-(叔丁氧羰基）-2-氮杂双环[2.2. 1]庚 烷-3-羧酸（IV)和4-卤代-2-硝基苯胺（VIII)或5-卤代-2-硝基苯胺（IX)为原 料，二者通过缩合反应实现（1R, 3S, 4S)-3-((4-卤代-2-硝基苯）氨基甲酰）-2-氣杂 双环[2. 2. 1]庚烷-2-羧酸叔丁酯⑴或（1R，3S，4S) -3- ((5-卤代-2-硝基苯）氨 基甲酰）-2_氮杂双环[2.2.1]庚烷-2-羧酸叔丁酯（XI)的制备；X或XI通过硝基 还原实现（1R, 3S, 4S)-3-((4-卤代-2-氨基苯）氨基甲酰）-2-氮杂双环[2. 2. 1]庚 烧_2_羧酸叔丁酯（XII)或（1R, 3S, 4S)-3_((5-卤代-2-氨基苯）氨基甲酰）_2_氮杂 双环[2. 2. 1]庚烷-2-羧酸叔丁酯（XIII)的合成；最后XII或XIII通过关咪唑环完成 (1R，3S，4S) -3- (5-卤代-1H-苯并咪唑-2-基）-2-氮杂双环[2. 2. 1]庚烷-2-羧酸叔丁酯 (XIV)的合成。
[0010] 式 VIII、IX、X、XI、XII、XIII、XIV中的 X 代表 Cl、Br; 第一步缩合反应使用的缩合剂包括EDCI、EDCHCl、HOBt、HATU、PyBOP、DCC或者这些 缩合剂的混合物，反应的溶剂包括THF、CH2C12、DMF，反应过程中使用的碱包括TEA、DIPEA、 DMAP、吡啶、N-甲基吗啡啉等；第一步缩合反应也可以将IV在S0C12、氯甲酸甲酯或氯甲酸 乙酯作用下做成酰氯，然后在碱存在下和VIII或IX反应得以实现，反应过程中使用的碱包 括 TEA、DIPEA、DMAP、吡啶等； 第二步硝基还原反应使用NH2NH2. H20/FeCl3还原体系； 第三部关咪唑环反应使用HOAc加热条件进行。
【附图说明】
[0011] 图1是实施例9做出的化合物（XIV) (X = Br)的HPLC图谱； 图2是实施例11做出的化合物XIV(X = Br)的HPLC图谱； 图3是按照专利文献做出化合物III的HPLC图谱； 图4是按照专利文献做出化合物III的LC-Mass图谱。
[0012]
【具体实施方式】： 通过下面的实施例可以更具体的理解本发明，但其是举例说明而不是限制本发明的范 围。
[0013] 实施例1 : 化合物（X) (X = Br)的制备：于洁净的四口烧瓶中加入IV(10.0g，0.041mol， l.Oeq)和无水CH2C12 (50 mL),开磁力搅拌（氮气保护）。加入DMAP (20mg, 0.16mmol) 和4-溴-2-硝基苯胺（9.8g，0.045mol)，加入后搅拌均匀，加入羟基苯并三唑（Η0ΒΤ) (6. lg，0. 045mol)和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐（EDC'HCl) (8. 6g， 0· 045mol)。加入后搅拌均匀，反应体系冷却至5°C，然后缓慢加入三乙胺（TEA) (10. 4g， 0. lOmol)，滴加过程中保持反应温度不高于10°C。滴加完毕后反应液室温搅拌20h。反应 完成后，反应液加入H20(50mL)淬灭反应，分出有机相。水相用CH2Cl2(3X40mL)进行萃取； 合并有机相，有机相使用1M HCl(50mL)、饱和食盐水（50mL)洗涤，然后使用无水硫酸钠进 行干燥。过滤，滤液40°C下加压浓缩干，残余物加入醋酸异丙酯重结晶，产品过滤干燥后得 黄色固体 X (X = Br) (12.98g，72%)。
[0014] 实施例2 : 化合物⑴（X = C1)的制备：250mL三口烧瓶中加入无水CH2C12 (90mL)、氯甲酸甲酯 (7.5g，0.079mol)和IV(18.0g，0.075mol，l.Oeq)。加完后搅拌至溶清，体系缓慢降温至 〇°C后慢慢加入二异丙基乙基胺（DIPEA，10. 7g，0.083mol)，滴加过程中保持体系温度不 超过5°C。滴加完毕后慢慢加入4-氯-2-硝基苯胺（14.2g，0.083mol)的CH2C12 (90mL) 溶液，滴加过程中保持体系温度不超过l〇°C，耗时lh。滴加完毕后体系自然升至室温搅拌3 h。反应体系加入H20 (lOOmL)淬灭反应，静置分出有机相，水相用CH2C12 (3X90mL)萃取。 合并有机相后1M HCl(lOOmL)洗涤，然后用饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥。过 滤，滤液40°C下加压浓缩干，残余物使用硅胶柱层析纯化（石油醚/乙酸乙酯，2/1)得一油 状物（24. Og，81%)。
[0015] 实施例3: 化合物（XI) (X = Br)的制备：200mL洁净的三口瓶中依次加入DMF (60mL)、 5-溴-2-硝基苯胺（8. 4g, 0· 039mol)、IV(8. 5g, 0· 035mol, 1. Oeq)和 N-甲基吗 啡啉（7.8g, 0.078mol)。反应体系冰盐水冷却至0°C后加入2-(7-偶氮苯并三氮 唑）-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸酯（HATU, 14.6g, 0.038mol)。随后，反应自然升至室 温反应3h。反应体系减压浓缩后残余物加入H20 (50mL)和CH2Cl2(50mL)。分出有机相， 水相使用CH2C12 (3X50mL)萃取。合并有机相后1M HCl(30mL)洗涤，然后用饱和食盐水洗 涤，有机相用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液40°C下加压浓缩干，残余物使用硅胶柱层析纯化 (石油醚/乙酸乙酯，5/1，然后2/1)得一黄棕色固体（10. 3g，67%)。
[0016] 实施例4: 化合物（XI) (X = C1)的制备：500mL洁净的三口瓶中依次加入CH2C12 (150mL)、 5-氯-2-硝基苯胺（16.0g,