一种作为二肽基肽酶-4抑制剂的化合物的制备方法
【专利说明】
[00011本申请为申请号为201410829322.7的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日 为2014年12月26日，公开号为CN104592234 A，公开日为2015年05月06日，发明名称为"一种 作为二肽基肽酶-4抑制剂的化合物的制备方法"。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种作为二肽基肽酶-4抑制剂的化合物的制备方法，所述化合物可用 于治疗可因抑制DPP-IV活性而受益的所有症状或病症，例如I型和II型糖尿病、糖尿病并发 症等。
【背景技术】
[0003] 二肽基肽酶-4(DPP_4)是一种高特异性丝氨酸蛋白酶，它的天然底物是胰高血糖 素样肽l(GLP-l)和葡萄糖促胰岛素多肽(GIPhGLP-Ι具有多种生理功能，在胰腺可增加葡 萄糖依赖的胰岛素分泌、抑制高血糖素的分泌，使胰岛D细胞增生;在胃肠道可延缓餐后胃 排空，从而延缓肠道葡萄糖吸收。GIP具有促胰岛素分泌功能。DPP-4能快速降解体内的GLP-1和GIP，使之失活。健康人体内的GLP-1主要由回肠和结肠的L细胞分泌，在人体内的基础浓 度大约为5~10pm 〇l/L，餐后浓度可升高2~3倍。其生物活性半衰期仅有大约2分钟。DPP-4 抑制剂通过竞争性结合DPP-4活化部位，降低酶的催化活性，从而抑制GLP-1和GIP的降解。
[0004] DPP-4广泛存在于血浆、胃肠道、肾脏、淋巴结和结缔组织等体内组织中，其中肾脏 最多。其家族成员包括DPP-1、DPP-2、DPP-3、DPP-4、DPP-8、DPP-9和成纤维细胞活化蛋白-α (FAP) ΑΡΡ-4的分子量为220kD，活性体为二聚体形式，每个亚单位包含两个结构域，控制底 物的出入口位于两个结构域之间的一个大小为30~45A的大型洞穴，其内的袋状结构便是 DPP-4的活性部位，凡是结构的N端第二位上是脯氨酸(Pro)或丙氨酸(Ala)的多肽都是DPP-4发挥活性的主要底物。
[0005] 由于体内DPP-4的迅速降解作用，GLP-1在体内半衰期很短（<2min)，研究发现当 DPP-4活性被抑制后GLP-1的作用时间便有效延长，从而发挥降低血糖水平作用。DPP-4抑制 剂作用机理便是基于其结构与天然底物相似，含有Xaa-Pro类似结构，能够竞争性结合DPP-4活性部位，而且亲和力远大于天然底物，因而改变了 DPP-4的构象，降低催化活性。实验证 明DPP-4抑制剂可在24h内可逆性地抑制大约90 %的DPP-4酶活性。因而DPP-4抑制剂能够通 过提高体内GLP-1浓度，延长其降糖作用时间，并且抑制胰高血糖素分泌，延长GLP-1对胰岛 素分泌的刺激持续时间。因为GLP-1对胰岛素分泌的调节作用呈现严格的血糖浓度依赖性， 只有在血糖升高时，GLP-1才会增加胰岛素分泌，所以DPP-4抑制剂不会引起低血糖发生风 险。DPP-4抑制剂独特作用机理和良好的安全性特点，成为了糖尿病新药研究的热点领域。 研究发现，一些DPP-4抑制剂和二甲双胍联合治疗糖尿病可显著改善血糖水平，并且低血 糖、体重增加和其他不良事件风险较低。但仍然缺乏低血糖、体重增加和其他不良事件风险 低的单一化合物。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种作为DPP-IV抑制剂的双胍衍生物的制备方法，所述的双胍衍生物 可用于预防或者治疗与在DPP-IV抑制作用中受益的相关疾病，具有低血糖、体重增加和其 他不良事件风险低发生率。具体地，本发明提供制备如下式（I)所示的化合物、其立体异构 体，或者其药学上可接受的盐的方法，所述方法包括使式（II)化合物与双氰胺接触以获得 式⑴：
[0008] 其中，
[0009] R1代表Ch烷基，所述Ch烷基可被R11或R12-⑶-取代，并且R 11代表C6-1Q芳基、喹啉 基、异喹啉基、喹唑啉基、噌啉基或吲哚基，R 12代表二(&-6烷基)氨基、吡咯烷-1-基、哌啶-1-基或C6- 1Q芳基；
[0010] R2代表d-8烷基或Ch?芳基；
[0011 ] R3代表苄基、C2-8烯基、C2-8炔基或C 3-8环烯基甲基，其中苄基中的苯环可被1个或多 个卤素或氰基取代；
[001 2] R4代表d-8烷基、C3-8环烷基、C3-8元杂环烷基、C6- 10芳基或C5-10元杂芳基；
[0013] R5代表氢或者氨基保护基。
[0014] 其中，所述的氨基保护基是本领域公知的，包括但不限于甲氧羰基、乙氧羰基、叔 丁氧基羰基、苄氧羰基、2-联苯基-2-丙氧羰基(BPoc)、对甲苯磺酰基(Tosy 1)、三氟乙酰基、 笏甲氧羰基(Fmoc)、烯丙氧羰基(Alloc)、三甲基硅乙氧羰基(Teoc)、邻苯二甲酰基(Pht)、 对甲苯磺酰基(Tos)、三氟乙酰基(Tfa)、邻或对硝基苯磺酰基(Ns)、特戊酰基、苯甲酰基、三 苯甲基(Trt)、2,4-二甲氧基苄基(Dmb)、对甲氧基苄基(PMB)、苄基等。
[0015] 当式(II)中R5代表氨基保护基时，在与双氰胺接触前需要事先将所述的氨基保护 基脱除。
[0016] 在一个优选实施方案中，R1代表二甲氨基羰基甲基、吡咯烷-1-基羰基甲基、苯基 羰基甲基、苄基、喹啉基甲基、异喹啉基甲基、喹唑啉基甲基或噌啉基甲基。
[0017] 在另一个优选实施方案中，R2代表甲基、异丙基或苯基。
[0018] 在另一个优选实施方案中，R3代表2-甲基-2-丙烯-1-基、2-丁烯-1-基、2，3_二甲 基 _2_丁稀-1-基、2_丁块-1-基、1_环戊稀-1-基甲基、1_环己稀-1-基甲基、苄基、2_氛基节 基、2，6_二氰基苄基。
[0019] 在另一个优选实施方案中，R4代表正丁基、环己基、苯基、哌啶基或吡啶基。
[0020] 在一个实施方案中，包括使式（III)化合物与式（IV)化合物接触的步骤，以获得R5 代表氨基保护基的式(II)化合物：
[0022]其中当需要时为了获得R5代表氢的式(II)化合物，可选地将氨基保护基Pr1脱除。 [0023]其中式（IV)化合物可由3-氨基哌啶(式(V)化合物)依次经不同的氨基保护基Pr1、 Pr2保护，然后引入R4基团，再选择性脱除Pr2保护基而制得：
[0025]其中Pr1和Pr2代表氨基保护基。本文所述的氨基保护基是本领域公知的那些，包括 但不限于甲氧羰基、乙氧羰基、叔丁氧基羰基、苄氧羰基、2-联苯基-2-丙氧羰基(BPoc )、对 甲苯磺酰基(Tosyl)、三氟乙酰基、笏甲氧羰基(Fmoc)、烯丙氧羰基(Alloc)、三甲基硅乙氧 羰基(Teoc)、邻苯二甲酰基(Pht)、对甲苯磺酰基(Tos)、三氟乙酰基(Tfa)、邻或对硝基苯磺 酰基(Ns)、特戊酰基、苯甲酰基、三苯甲基(Trt)、2,4-二甲氧基苄基(Dmb)、对甲氧基苄基 (PMB)、苄基等。
[0026]式（III)化合物可由8-卤代黄嘌呤衍生物依次被含R1基团的卤代物和R3基团的卤 代物取代而制得：
[0028] 式中各X相同或不同，且代表卤素原子。
[0029] 本发明化合物的盐包括所有的酸加成盐和所有与碱形成的盐。特别地，该盐包括 水不溶性盐以及水溶性盐。适于本发明的酸加成盐的无机酸包括但不限于盐酸、氢溴酸、磷 酸、硫酸等。适于本发明的酸加成盐的有机酸包括，例如且不限于，柠檬酸、马来酸、富马酸、 琥珀酸、乳酸、酒石酸、甲磺酸等。优选地，本发明的化合物的盐可以是用于式(II)化合物或 其立体异构体的游离化合物或它们的盐的分离或纯化的盐。因此，与无机酸或有机酸形成 的盐可包括但不限于盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、富马酸盐、琥 珀酸盐、乳酸盐、酒石酸盐、甲基磺酸盐、扁桃酸盐等。
[0030] 除非特别地指出具体的异构体形式，式(II)化合物的所有异构体形式均预期在本 发明内，包括所有区域异构体形式和立体异构体形式，例如所有手性形式、对映异构体形 式、非对映异构体形式、外消旋形式、互变异构体形式和所有几何异构体形式。很显然，优选 药学上最有效且最无副作用的异构体。
[0031] 应当理解本发明的化合物含有至少一个、两个或多个经不对称取代的碳原子，且 可作为纯非对映异构体或非对映异构体混合物以光学活性形式或外消旋形式被分离。
[0032] 本发明涵盖所有可能的立体异构体，尤其是本文提及的非对映异构体和对映异构 体，例如以基本上纯形式，以富集形式和/或以任何混合比例的形式，包括外消旋形式，以及 其盐。
[0033] 一般来说，基本上纯的立体异构体可根据本领域技术人员熟知的合成原理获得， 例如通过相应混合物的分离，通过使用立体化学上纯的起始物料和/或通过立体选择性合 成获得。本领域已知如何制备光学活性形式，如通过外消旋形式的拆分或通过例如从光学 活性起始物料合成和/或通过使用手性试剂来制备。
[0034] 本发明的对映异构体纯的化合物可通过不对称合成例如通过制备和分离适当的 非对映异构体的化合物/中间体，和/或通过使用手性反应组分（例如手性试剂、手性催化 剂、手性配体、手性合成子、手性砌块等）制备，其中所述非对映异构体的化合物/中间体可 通过已知的例如手性色谱分离或从适宜溶剂中分级结晶而分离得到。
[0035] 此外，本领域的技术人员知晓如何从相应的外消旋混合物制备对映异构体纯的化 合物，例如通过在手性分离柱上色谱分离相应的外消旋化合物;或通过使用适当的拆分试 剂拆分外消旋化合物；例如通过外消旋化合物与光学活性的酸或碱形成非对映异构体的 盐，随后拆分该盐并从该盐中释放所需的化合物;或通过使用手性助剂衍生该相应的外消 旋化合物，随后分离非对映异构体并除去该手性辅助基团；通过外消旋物的动力学拆分(例 如通过酶法拆分）；通过在适宜条件下从镜像晶体的聚集物对映选择性结晶；或通过在手性 助剂存在下从适宜溶剂中分级结晶制备。
[0036]所得到的式（II)的化合物可分离成其对映异构体和/或非对映异构体。例如，顺 式/反式混合物可分离成它们的顺式或反式异构体，且具有至少一个光学活性碳原子的化 合物可拆分成它们的对映异构体。
[0037]对映异构体优选通过以下方法分离:手性相上的柱分离，或从光学活性溶剂中重 结晶，或与光学活性物质尤其是酸和其活化的衍生物或醇反应形成盐或衍生物如酯或酰 胺，并分离由此得到的盐或衍生物的非对映异构体混合物，例如基于它们溶解性的差异；同 时通过适宜试剂的作用，游离对映体可从纯非对映异构体盐或衍生物中释放。常用的光学 活性酸为例如D和L型酒石酸或二苯甲酰酒石酸、二-邻甲苯基酒石酸、苹果酸、扁桃酸、樟脑 磺酸、谷氨酸、天冬氨酸或奎尼酸。光学活性醇可为，例如，（+ )或(_)薄荷醇和酰