用于合成cxcr4拮抗剂的方法

专利名称：用于合成cxcr4拮抗剂的方法
技术领域：
本发明涉及与CXCR4趋化因子受体结合的杂环药物化合物的合成方法。
背景技术：
本领域技术人员希望开发有效且可靠的合成纯且稳定型的药物化合物的途径。作为例子，WO0056729中揭示的新颖的杂环化合物显示出使靶细胞免受人类免疫缺陷病毒(HIV)感染的保护作用。
趋化细胞因子或趋化因子是一族蛋白质，其蛋白大小约为8-10kDa，其至少部分通过调节复合体并对响应刺激剂的淋巴样细胞运动、白细胞外渗(extravasation)和组织浸润重要的一系列生物活动重叠而起作用(见，例如P.Ponath，Exp.Opin.Invest.Drugs，71-18，1998)。这些蛋白质的细胞受体根据趋化因子天然配体进行分类。β-趋化因子的受体的命名具有前缀“CCR”，而α-趋化因子的受体的命名具有前缀“CXCR”。
CXCR4受体的天然的趋化因子配体是基质细胞衍生因子-1(SDF-1)。在一个模型中显示通过特异性小分子抑制剂来抑制SDF-1与CXCR4的结合来减轻胶原II诱导的关节炎的发病严重性(Matthys等，J.Immunol.1074686-4692，2001)。该模型，用作研究人类风湿性关节炎的发病机理的研究模型，显示出SDF-1在鼠类胶原诱导的关节炎发病中起着重要的作用。类似地，已经显示出在鼠类模型中使用小分子CXCR4抑制剂来减少在变应素诱导的炎症中的大量的与哮喘型炎症相关的病理参数(Lukacs等，Am.J.Pathology，160(4)1353-1360，2002)。
两种特异性的趋化因子受体，CXCR4和CCR5，涉及人类免疫缺陷病毒(HIV)感染的病因。为了感染，所述HIV的亲T细胞系的(亲T细胞的)病毒表型需要与CXCR4受体结合，所述CXCR4受体表达在某些免疫系统细胞的表面(Carroll等，Science，276274-276，1997)。具体地，需要HIV和CXCR-4受体之间的相互作用来进行膜融合，这是宿主免疫细胞感染中的必要步骤。
美国专利5,583,131、美国专利5,698,546和美国专利5,817,807中揭示的新颖的杂环化合物选择性地与CXCR4受体结合，抑制天然的SDF-1配体的结合。这样的结合显示出抗炎作用。该结合还竞争性地阻止亲T-细胞的HIV与受体的结合，从而对HIV感染具有预防作用。
化合物AMD3100，为特异性的CXCR4拮抗剂，已经显示出能在人体中降低HIV病毒载量和X4(亲T细胞的)病毒含量(D.Schols等，发表于关于逆转录病毒和机会感染的第九届会议(9th Conference on Retroviruses and OpportunisticInfections)，2002年2月24-28日，Washington State Convention and Trade Center，西雅图，华盛顿)。
本发明描述有效合成和分离纯形式的这些化合物的的方法。

发明内容
本发明提供与CXCR4趋化因子受体结合的杂环药物化合物的合成方法。在一个具体的实施方式中，本发明提供具有通式I′的任选取代的(R)、(S)或(RS)(N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-烷基胺)的合成方法。
通常，所述方法包括a)使5，6，7，8-四氢喹啉胺与具有邻苯二甲酰亚氨基或二-叔丁氧羰基(二-BOC)保护基团的烷基醛反应形成亚胺；b)还原亚胺形成仲胺；c)使仲胺与卤代烷基取代的化合物反应；和d)除去氨基保护基团。任选的步骤包括脱色和/或纯化处理和结晶化合物的过程。
在通式I′中，R、R1、R2和R3是非干扰性的取代基；k是0-3；m是0-4且n是1-6。在一种实施方式中，R、R1、R2和R3各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、保护的羧酸、烷基、烯基、环烷基、保护的羟基、保护的巯基、保护的氨基、酰基、羧酸酯基、羧酰胺、磺酰胺、芳香基和杂环基。此外，R、R1、R2和R3可以不存在。″受保护的″指的是通过用其它的后来可以选择性地去除的非活性化学部分保护的使其为非活性的基团。
更具体地，当非干扰性取代基是烷基、烯基、或环烷基时，它可以是烷基(C1-10)、烯基(C2-10)、炔基(C2-10)、芳基(C5-12)、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基，各基团任选含有一个或多个选自O、S和N的杂原子，各自还可进一步被取代，或是酰基、芳基酰基、烷基-、烯基-、炔基-、或芳基磺酰基的任选取代的形式及其在烷基、烯基、炔基或芳基部分中含有杂原子的形式。其它非干扰性取代基包括OR、SR、NR2、COOR、CONR2，其中R是H或上述的烷基、烯基、炔基或芳基。当被取代的原子是C时，除了上述的取代基外，取代基可包括卤素、OOCR、NROCR，其中R是H或上面列出的取代基，或可以是＝O。
一般而言，“非干扰性取代基”是它的存在不会破坏式I’化合物作为趋化因子拮抗剂的能力的取代基。具体而言，该取代基的存在不会破坏化合物的效力。因为本发明的化合物已经显示出抑制HIV复制，并已显示出通过与CXCR4受体特异性地相互作用而具有消炎作用，本发明的化合物可有效地治疗需要调节CXCR4介导的活性的病症。
一方面，本发明提供合成具有通式I′的化合物的方法，包括a)在有或没有脱水剂的情况下，使任选取代的(R1)5，6，7，8-四氢喹啉胺((R)、(S)或(RS))与具有邻苯二甲酰亚胺保护基团或二-叔丁氧羰基(二-BOC)保护基团的烷基醛在有机溶剂中反应生成亚胺；b)在有机酸或金属盐的存在下，在有机溶剂中用金属氢化物还原剂还原亚胺，形成仲胺；c)在有机溶剂中，使仲胺与任选地具有苯并咪唑胺保护基团或其它胺取代基的任选取代的2-卤代甲基苯并咪唑反应，形成邻苯二甲酰亚氨基保护的或二-叔丁氧羰基保护的叔胺；和d)水解受保护的叔胺，得到具有通式IA′的化合物。
在反应式1所示的实施例中，步骤a)包括使任选取代的(R1)5，6，7，8-四氢喹啉胺((R)、(S)或(RS))与通式III′的具有邻苯二甲酰亚氨基保护基团的烷基醛(或1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-烷基醛)反应，通过缩合形成通式IV′的亚胺(反应式1a)。或者，所述通式为IIIa′的烷基醛可具有二-BOC保护基团，以通过缩合形成通式IVa′的亚胺(反应式1b)。所述烷基醛优选是乙醛、丙醛、丁醛或戊醛。
反应式1
在反应式2所示的另一个实施例中，步骤b)包括在有机溶剂中用金属氢化物还原剂和/或有机酸或金属盐还原通式IV′的亚胺，形成通式V′的N-[(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-烷基]-四氢喹啉胺(反应式2a)。或者，可还原通式IVa′的亚胺形成通式Va′的仲胺盐酸盐(反应式2b)。
反应式2
在反应式3所示的另一个实施例中，步骤c)包括使通式V′的仲胺(N-[(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-烷基]-四氢喹啉胺)与任选取代的(R3)2-卤代甲基苯并咪唑(通式VI′)反应。在一个实施例中，步骤c)包括使仲胺与2-卤代甲基苯并咪唑在有机溶剂中于升高的温度和碱性条件下反应形成通式VII′的N-{[(苯并咪唑-2-基)甲基-(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-烷基]-四氢喹啉基}胺(反应式3a)。或者，用2-卤代甲基苯并咪唑如前所述烷基化通式Va′的仲胺盐酸盐产生通式VIIa′的受保护的叔胺(反应式3b)。
在反应式3的通式VI′中，X可以是任何卤素离去基团，例如氯、溴和碘。
(R3)2-卤代甲基苯并咪唑(通式VI′)可被苯并咪唑胺保护基团或其它胺取代基(R2)进一步取代。
反应式3
在如反应式4所示的另一个实施例中，步骤d)包括依次或同时水解所述的苯并咪唑胺-保护基团(通式VII′或通式VIIa′)，如果存在的话，以及邻苯二甲酰亚胺或二-BOC保护基团，得到通式I′的化合物(反应式4)。
反应式4
本发明的方法还包括以下步骤(a)用脱色碳和硅胶处理通式I′的化合物，以除去杂质；和(b)在旋光性的通式I′的化合物的情况下，通过选择性结晶方法分离N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-烷基胺(I′)，为结晶物质(为(R)或(S)对映异构体)。
在示例性的实施方式中，所述方法用于合成未取代的(S)(N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-丁二胺)(通式I)。对本领域技术人员来说，不管最终化合物是取代的或未取代的，和/或所述方法得到的产物是由单一的对映异构体组成还是由对映异构体的混合物组成，很显然所述方法本质上是相同的。
在如反应式5-8所示的一方面中，合成通式I的化合物的方法包括(a)在金属碳酸盐的存在下，使未取代的(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)-胺(S)与1-(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-丁-4-醛在有机溶剂中通过缩合反应产生亚胺；(b)在有机溶剂中用金属氢化物还原剂和或有机酸或金属盐还原亚胺，形成N-[1-(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-丁-4-基]-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)}-胺；(c)使N-[1-(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-丁-4-基]-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)}-胺与具有丁氧羰基部分作为苯并咪唑胺保护基团的2-氯甲基苯并咪唑在有机溶剂中于升高的温度和碱性条件下反应形成N-([1-(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)丁-4-基]-[(苯并咪唑-2-基)-甲基]-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)}-胺；和(d)依次或同时水解苯并咪唑胺-保护基团和邻苯二甲酰亚氨基保护基团以得到通式I的化合物。
发明详述通过多步化学合成来制备很多药物化合物。在方法中的各化学步骤应该有效地生产纯的化合物。为了实现这一目的，各步骤必须进行实验优化以提高产率和产物纯度。在合成结束时，通常需要对生物活性药物化合物进行最后的纯化以确保它不含有潜在毒性的副产物或其它杂质。
本发明所述的新颖的杂环化合物的合成组分之一，任选取代的5，6，7，8-四氢喹啉(Skupinska等，J.Org.Chem.67(22)7890-7893，2002)是旋光性化合物。未取代的化合物(通式II)的合成和分离的描述在WO 2003022785中。“旋光性”表示化合物使平面偏振光的平面旋转的能力。在各种旋光性的纯化合物的情况中，有两种或仅有两种异构体，称为“对映异构体”，其具有相同的物理性质，但是等量地以相反方向旋转偏振光的平面。一种对映异构体的旋转会是顺时针的，称为右旋，简写为“D”或(+)，另一种对映异构体的旋转会是逆时针的，称为左旋，简写为“L”或(-)。此外，前缀R和S，基于手性中心周围的取代基的空间排列，用于表示绝对立体化学。在绝对立体化学的术语和平面偏振光的旋转方向之间没有关联。(见例如March，J.Advanced Organic ChemistryReactions，Mechanisms and Structures，第四版，第四章，John Wiley & Sons，美国，1992)。
术语″对映异构体过量″或″ee″与术语″光学纯度″有关，因为二者是对同一现象的量度。ee值是光学纯度的百分测量值，100是纯的单一的对映异构体。因此，光学纯度为95％的化合物是95％ee。对于给定样品的百分光学纯度定义如下 如上所示，[α]观察值是观察到的平面偏振光的旋转角度，[α]最大值是可能的最大旋转(观察单一的对映异构体的旋转)。对映异构体过量与绝对构型也有关，并如下测定为一种对映异构体比另一种对映异构体过量的百分比
ee=[R]-[S][R]+[S]×100=%R-%S]]>手性药物的对映异构体在药理和毒性作用方面差别相当大，因为它们与生物大分子相互作用，大部分的生物大分子是立体选择性的(Drayer，Clin.Pharmacol.Ther.40125(1986))。因此，通常本领域技术人员希望将药物分离为单一对映异构体纯的形式。在8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉的情况中，酶动力学拆分以高的对映体纯度(97％ee)提供(S)-对映异构体。还能以高对映体纯度分离得到(R)-对映异构体(见，WO 2003022785)。
通过直接结晶可以进一步提高化合物的光学纯度(Li等，J.Pharm.Sci.86(10)1073(1997))。给定化合物的分子手性表现在其整个结晶中，因此有时可以通过结晶过程自发实现对映异构体拆分。晶体固体的特征是高度的内在有序性(internal order)，由基本结构型式(structural pattern)的三维平移重复构成(Brittain，H.G.Pharmaceutical Research，7(7)，683-690，1990)。因此，还可能在结晶过程中除去其它的副产物杂质。本发明中揭示的是结晶过程的详述，所述结晶过程用于提高对映体纯度和通式I′化合物的总纯度。
本发明涉及通式I′的化合物，该化合物通过抑制HIV与趋化因子受体的结合来对HIV感染显示出保护作用。如鼠模型所示，通式I′的化合物还通过抑制天然趋化因子SDF-1与趋化因子受体CXCR4的结合显示出抗炎作用。本发明具体地描述了用于合成和分离下述纯型化合物的各种方法。实验步骤使用(S)对映异构体作为例子，但是该步骤对于(R)对映异构体或(RS)外消旋物也是有效的。
反应式5-8示出了通式I的化合物的合成。当制备通式I化合物(即具有通式I’的化合物)的取代的衍生物时，可使用相同的步骤。因此，当下面示例通式“X”的化合物时，描述也可以用于使用通式“X”的化合物。此外，应理解下面的反应式5-8中示出的反应条件仅仅是示例性的，可按照公知的化学规则和方案以及本文的讲述通过使用替换的试剂和/或条件进行进一步的优化。
亚胺的形成本发明提供通式II的氨基-取代的5，6，7，8-四氢喹啉与通式III的烷基醛的有效形成亚胺的方法，如反应式5所示。
反应式5
作为初始步骤，用碱水溶液，例如10％的氢氧化钠处理氨基-取代的5，6，7，8-四氢喹啉盐酸盐并用有机溶剂，例如二氯甲烷萃取来分离胺游离碱。在优选的方法中，使用旋光性胺作为试剂，(如通式II所示)，优选的异构体是(S)-异构体。
然后，化学计量相等的8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉胺游离碱(通式II)与醛(通式III)的混合物在无水无机盐的存在下于有机溶剂中反应。参见例如Hamilton等，Tetrahedron Lett.，342847-2850(1993)和Balenovic等，J.Org.Chem.171459-1560(1952)。示例性的有机溶剂包括但不限于二乙醚、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙腈、乙二醇二甲醚、甲苯和苯，优选的溶剂是四氢呋喃。
无机盐的例子包括但不限于无水的硫酸镁、碳酸钾、碳酸镁、硫酸钠和碳酸氢钠，优选的无机盐是反应式5所示的无水碳酸钾。盐的加入量为0.5-2.0化学计量当量，优选1.0化学计量当量。也可以使用其它的脱水剂，例如分子筛。在甲苯或苯溶剂的情况中，可以在反应中使用Dean-Stark分水器(Dean-Starktrap)(装有分子筛)来除去水。
反应物的浓度通常为0.05M-2.0M，优选的试剂II和III的浓度在0.5M的范围内。反应过程可以容易地用1H核磁共振(NMR)谱来跟踪。反应的温度为-20℃到回流，优选的温度是接近室温或23℃。
通常通过使用烧结的玻璃漏斗(glass frit)、滤纸或其它形式的过滤器过滤反应混合物(除去无机盐)来分离亚胺，通常，反应的转化率为95-100％(如1H NMR所测定)。
亚胺还原本发明提供用于将亚胺(通式IV)化学还原到还原形式(通式V)的方法，如反应式6所示。
反应式6
如上所示，金属氢化物还原剂与金属盐或有机酸在有机溶剂中反应产生还原剂。然后向还原剂中加入亚胺溶液，从而还原亚胺。
金属氢化物的例子包括但不限于硼氢化钠、氢化锂铝、三乙酰氧基硼氢化钠、氰基硼氢化钠和硼氢化锂，硼氢化钠是优选的试剂。
金属盐的例子是氯化锌、氢氧化钾、氢氧化钠和乙酸钠，氯化锌是优选的试剂。
有机酸的例子是甲酸、草酸、柠檬酸、乙酸和丙酸，乙酸是优选的试剂。
硼氢化物与金属盐或有机酸的反应是在有机溶剂中进行，所述有机溶剂的例子包括但不限于二乙醚、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氯甲烷、苯和甲苯。优选的溶剂是四氢呋喃。反应通常在降低的温度下进行，通常为-40到0℃，优选的温度是-25℃到-5℃的范围。反应产率为65-90％，对于氯化锌/硼氢化钠方法的通常的产率是约80％。
烷基化方法本发明提供用胺保护的2-氯甲基苯并咪唑(通式VI)使仲胺(通式V)烷基化来合成通式VII的叔胺的方法。更具体地，反应式7图示了在胺碱和催化量的碘化物的存在下，仲胺(通式V)与胺保护的2-氯甲基苯并咪唑(通式VI)在有机溶剂中于升高的温度下的反应(也参见，Cook等，Tetrahedron，543999-4012(1998))。
反应式7
如上所示，通式VI化合物具有丁氧羰基胺保护基团。很明显，其它的胺保护基团也可用于实施本发明，可容易地代替丁氧羰基，然后使用已知的方法除去。其它保护基团的例子包括但不不限于甲氧基羰基、苄基、苄氧基羰基、烯丙基、甲苯磺酰基、甲磺酰基和乙酰基。
反应通常用化学计量过量的通式VI化合物进行。具体地，反应通常用1.0-2.0当量的通式VI的化合物(相对于通式V的化合物)进行，优选的范围为1.05-1.15当量。
在反应中使用了多种胺碱，包括但不限于三乙胺、二异丙基乙胺，优选的试剂是二异丙基乙胺。其它可使用的胺包括四甲基胍、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷。相对于胺V，通常使用1.1-1.5当量的胺碱。
用于反应的溶剂包括二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、苯、甲苯和乙腈，乙腈是优选的溶剂。反应温度为室温到回流，理想的范围是50-60℃。
通常加入催化量(0.01-0.2当量)的碘化物源，例如碘化钾、碘化铯、碘化钠或碘化四丁基铵来加快反应速率。反应中的通式VII化合物的通常产率是80-95％。
胺保护基的去除此外，本发明提供用于从通式VII的化合物上除去丁氧羰基保护基(如果存在的话)和邻苯二甲酰亚胺胺保护基的步骤。反应式8示出了脱保护的步骤。
方案8 在优选的实施方式中，苯并咪唑胺叔丁氧羰基保护基在酸性水溶液条件下水解产生通式VIII的化合物。接着，通式VIII化合物的伯胺邻苯二甲酰亚胺保护基团在有机溶剂中用肼或其它基于胺的试剂水解。然后，分离脱保护的通式I的化合物，其不含有肼和其它副产物，包括酰肼IX。
可以在标准条件下使用酸性介质的水溶液从通式VII的化合物上除去丁氧羰基保护基。很多种酸都可以使用，例如盐酸、硫酸、乙酸、三氟乙酸、4-甲苯磺酸、甲磺酸和丙酸。优选的条件是盐酸溶液(pH2-3)。向通式VIII的化合物的转化是很有效的，通常为95％产率或更高。当反应完成时，这通常需要12-16小时并通过HPLC监测，通过加入碱，例如10％的氢氧化钠水溶液使溶液的pH约升高到10-12，将混合物萃取到诸如二氯甲烷的有机溶剂中。
从通式VIII的化合物上除去邻苯二甲酰亚胺保护基可以在标准条件下使用很多不同的试剂实现，所述试剂包括但不限于氨、甲胺、丁胺、乙二胺、水合肼和硼氢化钠，接着使用乙酸。优选的试剂是水合肼。通常，使用约8-10当量的水合肼。用于反应的溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺和四氢呋喃。反应在室温下或升高的温度(回流)下、50-100℃(取决于溶剂)下进行。一般而言，反应时间在室温约为12-24小时。可以通过过滤除去酰肼副产物(即通式IX的化合物)。通过向反应混合物中加入诸如二氯甲烷的有机溶剂有助于通式IX化合物从溶液中完全沉淀，使得酰肼副产物的过滤更有效。
尽管示例了依次除去胺保护基团，对于本领域技术人员显而易见的是可以选择同时除去苯并咪唑胺保护基团与邻苯二甲酰亚胺胺保护基团。
任选的脱色和纯化步骤本发明还提供如下任选的其它步骤，用于纯化和/或脱色通式I的化合物。在一个实施例中，用脱色炭处理通式I的化合物的水溶液，以除去有色杂质。在另一个实施例中，使用有机溶剂萃取通式I的化合物并使用硅胶快速色谱纯化。
可以用碱水溶液，例如0.5N的氢氧化钠来洗涤二氯甲烷和另一种溶剂的混合物中的游离碱形式的通式I化合物，以除去痕量的肼。然后将通式I的化合物萃取到稀酸的水溶液，例如1N的盐酸中。通式I的化合物易溶于pH为6.0或低于6.0的水性介质中。如果水溶液的pH低于5，则将其调节至5-7，用于除去杂质的优选的pH为6.0。非极性有机杂质将留在有机层。如果需要的话，可使用多种溶剂用于进一步萃取非极性有机杂质，包括乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二氯甲烷和氯仿。
如果需要脱色步骤，可将活性炭加入到水溶液中。通常，使用10-30重量％的碳(相对于化合物I的量)，搅拌混合物3-16小时。通常的步骤在pH6的水溶液中使用20重量％的活性炭8小时。然后过滤混合物除去活性炭。可以使用多种活性炭的替换形式，包括但不限于DarcoG-60，DarcoKB或Norit(NoritAmericas有限公司(马歇尔，德克萨斯州)的注册商标)。
或者，可以在用碱水溶液洗涤之后，萃取到酸水溶液之前将脱色碳处理应用到包含化合物I的过滤的反应混合物中。或者可以将通式I化合物溶解在其它有机溶剂，例如甲醇、乙醇或异丙醇中，接着进行脱色碳处理。
为了将通式I的化合物萃取到有机介质中，可通过加入碱水溶液，例如10％的氢氧化钠将水溶液的pH升高至约11-12。然后将通式I化合物游离碱萃取到诸如二氯甲烷、氯仿或甲苯的有机溶剂中，优选的有机溶剂是二氯甲烷。
如果需要的话，可将溶液通过柱，所述柱用有机溶剂混合物预处理过。柱由硅酸镁载体、硅胶或氧化铝构成，硅胶为优选的固体相。通常在纯化中使用0.5-10重量当量的硅胶(相对于化合物I)，优选0.5-2.0重量当量。通常，使用240-400目的60柱色谱级硅胶。化合物的洗脱可以通过使用醇和氯化的有机溶剂的混合物，例如甲醇和二氯甲烷的混合物，分级分来完成。在一个实施例中，所述洗脱液是79％二氯甲烷、20％甲醇和1％的浓氢氧化铵水溶液(以体积计)。
洗脱之后，使用本领域技术人员熟悉的步骤对洗脱的级分进行取样，用薄层色谱进行分析。
硅胶柱纯化之后，通常用稀的无机碱，例如1N氢氧化钠洗涤一次在有机介质中含有化合物I的合并的级分，以确保物质完全是游离碱。洗涤之后，用无水干燥剂，例如无水硫酸镁或无水硫酸钠来干燥有机级分。
任选的结晶对于用旋光性的通式II化合物开始的合成路线，提供旋光性的通式I化合物，本发明提供从有机溶剂混合物中结晶通式I化合物的方法。在一个实施例中，本发明提供制备通式I的旋光性化合物的方法，所述方法包括a)浓缩在有机溶剂混合物(溶剂A)中含有通式I化合物的溶液，形成具有预定浓度的溶液；b)向a)的溶液中加入适合的结晶溶剂或溶剂混合物(溶剂B)，任选地通过共蒸馏方法除去残留的溶剂A至指定温度下的预定的体积或浓度；c)在适当的温度下用少量的(适当的对映异构体形式的)纯的通式I化合物晶体来向b)中的溶液加入晶种，并在搅拌下于控制的条件下冷却所述混合物使得通式I的晶体自然形成；和d)过滤并干燥晶体物质。
通式I化合物溶液的浓缩通常在真空下进行，此时能容易且迅速地除去主要溶剂A至预定的体积，通常为约500mg/mL。如果需要的话，可将溶液浓缩至干。
在一个实施例中，溶剂A包括二氯甲烷。如果在约25mmHg的真空下将混合物浓缩至干，典型的二氯甲烷残留量为约30摩尔％，以通式I的化合物计。
然后加入结晶溶剂(溶剂B)，结晶溶剂包括但不限于以下溶剂或以下溶剂的混合物四氢呋喃、乙酸乙酯、异丙基苯、乙酸异丙酯、乙酸正丙酯、二氯甲烷、乙醇、异丙醇、甲醇、异丙醚、二乙醚和叔丁基甲基醚。优选的溶剂是乙酸异丙酯。通常加入足够体积的溶剂B以在升高的温度下使化合物I完全溶剂化。所述升高的温度取决于溶剂的性质，回流条件是可能的最高温度。作为例子，在乙酸异丙酯的情况下，在60-65℃可以达到完全溶解，化合物I的浓度为约125mg/mL。
如果需要的话，这时可将溶液置于真空下，并浓缩。在浓缩过程中，用1HNMR测定来监测溶液中溶剂A的含量，所述浓缩过程可在室温下进行或在升高的温度下进行。因此在共蒸馏过程中可以控制溶剂A的浓度。在二氯甲烷(溶剂A)在乙酸异丙酯(溶剂B)中的情况中，优选溶剂A的含量少于2摩尔％。
然后通常进行浓缩以达到预定的最终浓度，此时通式I化合物是饱和或过饱和的。在乙酸异丙酯的情况中，使用100-200mg/mL的浓度，优选125mg/mL。
此时，在搅拌下使混合物冷却。一般而言，向溶液中加入少量的通式I化合物晶体，以在结晶过程“加入晶种”。当冷却后晶体就会自然开始形成。可以通过过滤来分离晶体物质。
结晶物质的产率取决于所用的溶剂混合物。对于浓度为125mg/mL的通式I化合物在乙酸异丙酯中的溶液，结晶物质的产率通常为75％，且分离为细的白色至浅黄色粉末。为了减小晶体物质上或晶体物质中的溶剂残留量，通常在40℃的真空烘箱(2-5mmHg真空)中干燥通式I化合物晶体24小时或更长。
以下的实施例用于说明但不限制本发明。
实施例1从邻苯二甲酰亚胺-取代的烷基醛合成(N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-丁二胺从胺盐制备(S)-8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉游离碱(II) 将(S)-8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉盐酸盐(23.4kg，106mol)溶解在去离子水中(60L)并用50％的氢氧化钠溶液(～11.5kg)中和至pH 7。用二氯甲烷(126kg)萃取混合物。用50％NaOH将水层的pH再次调节至7，再次用二氯甲烷(126kg)萃取。然后丢弃二氯甲烷部分。用50％的NaOH将水层的pH提高至13。然后用二氯甲烷(2×126kg)萃取水层。干燥(硫酸钠)合并的有机层并在真空下浓缩得到(S)-8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉(12.7kg，81％产率，纯度96％，用HPLC测)，其为暗棕色油。1H NMR(CDCl3)δ1.64-1.84(m，2H)，1.94-2.01(m，1H)，2.14-2.23(m，1H)，2.69-2.87(m，2H)，3.99(dd，1H，J＝7.7，5.3Hz)，7.06(dd，1H，J＝7.7，4.4Hz)，7.36(d，1H，J＝7.5Hz)，8.41(d，1H，J＝4.4Hz)。
用气相色谱测定的手性纯度为97.5％ee(用手性GC分离，J&W CycloSil B柱，在130℃等温运行40分钟，(S)-(+)-对映异构体rt＝26.3分钟，(R)-(-)-对映异构体rt＝28.7分钟)。
用K2CO3在THF中形成胺(IV) 向8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉(12.7kg，85.8mmol，1.0当量)的THF(50L)溶液中加入4-(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)丁-1-醛(15.8kg，72.8mmol，0.8当量)和325目的碳酸钾(11.8kg，85.8mol，1.0当量)。然后搅拌混合物2小时。来自样品的等分试样(aliquot)的质子NMR用于测定化学计量。根据计算结果，再加入0.18当量的醛(15.4mol，3.35kg)。搅拌2小时后，第二质子NMR等分试样显示完全和干净的亚胺IV形成(＞97％转化率)。1H NMR(CDCl3)δ1.76-2.19(连续多重峰(series of m)，6H)，2.35(m，2H)，2.78(m，2H)，3.73(m，2H)，4.31(t，1H，J＝5.1Hz)，7.05(dd，1H，J＝7.8，4.8Hz)，7.38(d，1H，J＝7.8Hz)，7.69(m，2H)，7.80(m，2H)，7.82(t，1H，J＝4.1Hz)，8.38(d，1H，J＝4.8Hz)。然后过滤混合物。
一般而言，在亚胺形成中使用化学计量(sometrically)等量的胺II和醛III，使用等摩尔量的脱水剂(如果使用的话)。或者，可以使用THF、二氯甲烷或甲醇形成亚胺，无需脱水剂。还可使用二甲氧基乙烷或二乙醚作为溶剂和K2CO3作为脱水剂来形成亚胺。或者可以使用二氯甲烷作为溶剂和MgSO4作为脱水剂来形成亚胺。这些可供选择的用于形成亚胺的条件得到转化为亚胺的＞80％的转化率，如NMR所测定。
使用乙酸/硼氢化钠还原亚胺 试剂形成在15分钟内，向在5L烧瓶内的机械搅拌的-20℃的(内部温度)的粉末状硼氢化钠(15.3g，400mmol，1.2当量)的THF(1700mL)悬浮液中逐滴加入冰醋酸(36.2mL，633mmol，1.9当量)。在滴加时出现起泡，滴加完成约5-10分钟后起泡减少。然后搅拌混合物直到其变为均匀且半透明(60分钟)，然后冷却到-20℃。
然后将过滤的亚胺IV(338mmol，在1.7L THF中)冷却至-20℃(内部温度)，并在15分钟内通过套管(cannula)加入到-20℃的硼氢化物混合物中。加入之后，在-15到-20℃搅拌反应物。从搅拌时间为30分钟时开始，在每15分钟间隔取反应混合物等分试样。在搅拌75分钟时，经质子NMR测定，反应完全。
后处理步骤包括猝灭反应，除去杂质和回收产物。在-20℃用饱和碳酸氢钠水溶液(700mL)猝灭反应，并温热15分钟。然后加入二氯甲烷(3L)，并分离水层和有机层。有机层用二氯甲烷(1.5L/份)萃取两次以上。如果在加入反应混合物后，碳酸氢钠沉淀(温热后)，加入足量的蒸馏水以确保水层均匀性。在本实施例中，加入300mL水。
为了除去杂质，浓缩合并的二氯甲烷部分，将残留物溶解在5％的乙酸水溶液(1.2L)中。水层用己烷(1.5L)洗涤一次。己烷层用少量的水洗涤。然后将合并的水相部分用甲基叔丁基醚(2×600mL/份)洗涤两次。在MTBE萃取过程中，水层和有机层的分离需要10-15分钟。一般而言，分离越完全，除去杂质的方法越有效。
为了回收产物，向良好搅拌的水层加入固体碳酸氢钠使pH为7(用pH试纸测定)。如果还有残留量的MTBE，在该阶段将其从水层分离。用二氯甲烷(3×1L/份)萃取水层三次。然后用饱和的碳酸氢钠水溶液(300mL-到除去残留的乙酸)洗涤合并的二氯甲烷部分，分离，用无水硫酸镁干燥，过滤并浓缩得到所需的产物，其分离为浅色泡沫，产量为92.3g(74％)。1H NMR(CDCl3)δ1.59-2.17(连续多重峰，8H)，2.74(m，4H)，3.72(t，2H，J＝7.2Hz)，3.72(m，1H)，7.04(dd，1H，J＝7.8，4.8Hz)，7.35(dd，1H，J＝7.8，0.6Hz)，7.70(m，2H)，7.82(m，2H)，8.36(dd，1H，J＝4.8，0.6Hz).ES-MS m/z 350(M+H)；用HPLC测定的纯度90.9％。手性纯度97％ee(用手性HPLC测定)。
使用氯化锌/硼氢化钠还原亚胺
首先，形成还原剂，接着还原亚胺和后处理。向含有THF(80L)的反应器中加入氯化锌(II)(12.8kg，94.3mol)。在溶解时发生温和的放热。然后缓慢加入硼氢化钠(3.24kg，85.8mol)。然后搅拌混合物1小时，在此期间，形成均相溶液。然后将溶液冷却至-15℃。
将亚胺IV(85.8mmol)的THF(50L)溶液冷却至-20℃，并缓慢加入到冷却的氯化锌和硼氢化钠溶液中，保持反应烧瓶的内部温度为-7和-15℃之间。然后在-15℃搅拌反应物3小时。此时，在运行的(in-process)HPLC测定反应完成。
对于后处理，缓慢加入6N的HCl水溶液(35L)，保持温度低于-5℃，直到水层的pH经测定为2-3。使反应升温至室温，然后加入13％的碳酸钠水溶液(12L)直到pH达到4。将反应器置于真空下，蒸馏除去THF溶剂。然后加入水(120L)和二氯甲烷(160L)。然后搅拌混合物，然后分离水层和有机层。然后用浓的氢氧化铵水溶液(100L)和水(60L)洗涤有机层。然后使二氯甲烷溶液通过20kg的硅胶垫。然后在真空下浓缩二氯甲烷溶液，然后加入二异丙醚(50L)。然后在真空下浓缩溶液，然后在搅拌下缓慢冷却至-10℃，在此期间，形成沉淀。过滤所述沉淀(所需的胺V)并用二异丙醚洗涤。真空干燥后，以20.4kg的产量(65％，校正过溶剂和纯度)得到所需的产物V，为浅棕色晶体。用HPLC测定的纯度为95％。
在后处理中用氨基甲酸酯断裂进行烷基化 向反应器中加入胺V(9.9kg，28.6mol)、苯并咪唑VI(8.0kg，30.0mol)和碘化钾(144g，0.86mol)。然后加入二异丙基乙胺(6.0L，34.3mol)的无水乙腈(60L)溶液。搅拌混合物，并将烧瓶升温至50℃的内部温度。所述温度保持200分钟，此时，NMR等分试样测定表明反应完全。然后冷却反应混合物，在真空(25mmHg)下除去溶剂。然后将残留物悬浮在水(50L)中，缓慢加入4NHCl水溶液(～15L)，直到达到pH为2。然后用40L/份的甲基叔丁基醚萃取水层两次(甲基叔丁基醚然后弃之)。然后将水层在室温下搅拌16小时。然后加入甲苯(60L)，并加入3N的NaOH水溶液直到水层的pH达到11。然后分离各层。然后用无水硫酸钠干燥有机层。然后过滤溶液并在3℃或以下以贮存溶液贮存。浓缩溶液的等分试样，产物VIII的纯度经HPLC测定为91％。将代表性等分试样浓缩至干，测定产率，为83％(11.3kg的VIII，在贮存溶液中)。1H NMR(CDCl3)δ1.20-1.50(m，2H)，1.60-1.80(m，1H)，1.85-2.10(m，2H)，2.45-2.65(m，3H)，2.65-2.95(m，3H)，4.00(d，1H，J＝16.8Hz)，4.07(m，1H)，4.12(d，1H，J＝16.8Hz)，7.10-7.30(m，4H)，7.42(d，1H，J＝7.5Hz)，7.55(br s，1H)，8.59(d，1H，J＝4.4Hz).ES-MS m/z 480(M+H)。
用脱色处理来脱保护邻苯二甲酰亚胺和I的选择性萃取 作为甲苯贮存溶液 无定形减压下浓缩VIII的甲苯贮存溶液(94kg，含有11.3kg的VIII，23.9mol，校正过纯度)以除去大部分的甲苯。将油状残留物溶解在甲醇(25L)中，然后加入水合肼(14kg，～230mol(N2H4·1.5H2O))。在室温下机械搅拌所述溶液17小时。过滤除去邻苯二甲酰肼(phthalylhydrazide)，在减压下浓缩滤液。加入二氯甲烷(20L)并用0.5N的NaOH溶液(2×30L)洗涤溶液。分离有机相和水相，然后加入水(20L)，然后加入3N的HCI将pH调至5-6。分离水相和有机相，用活性炭(Norit G-60，3kg)处理水相16小时。过滤混合物，用3N的NaOH将滤液的pH调节至12。得到的溶液用二氯甲烷(50L)萃取。用3N的NaOH将水相的pH再次调节至12并用第二份的二氯甲烷(50L)萃取。
将合并的有机部分加在硅胶柱(12kg)上并使用79∶20∶1二氯甲烷/甲醇/氢氧化铵溶液洗脱产物。在本实施例中，在加化合物之前，用洗脱液预调节硅胶。收集一系列的50L级分并用TLC分析。收集纯的级分(3个级分)并将总体积浓缩至20L。将残留物溶解在二氯甲烷(60L)中并用1.25N的NaOH(30L)洗涤。然后用无水Na2SO4干燥有机相并过滤得到化合物I(N’-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)-丁烷-1，4-二胺)的二氯甲烷溶液(4.5kg，56％，通过HPLC测定纯度为98％，98％e.e.)。1H NMR(CDCl3)δ1.23-1.49(m，4H)，1.62-1.77(m，1H)，1.85-1.97(m，1H)，2.00-2.10(m，1H)，2.16-2.26(m，1H)，2.51(t，2H，J＝6.8Hz)，2.54-2.62(m，1H)，2.67-2.78(m，1H)，2.81-2.92(m，1H)，7.15(d，1H，J＝7.6Hz)，7.18-7.23(m，2H)，7.59(br s，1H)，8.60(d，1H，J＝4.4Hz)。ES-MS m/z350(M+H)。
化合物I的结晶可使用乙酸异丙酯溶剂将化合物I结晶为游离碱，用共蒸馏除去二氯甲烷。在室温下将I(4.5kg，12.9mol)的CH2Cl2溶液与无水Na2SO4一起搅拌8小时。过滤混合物并转移至反应器中，将溶液置于氮气氛下。将混合物温热至25℃，并置于真空下(约30mmHg)以除去CH2Cl2，保持在浓缩过程中溶液的温度为20-30℃。然后加入异丙醇(32L)。
质子NMR等分试样显示二氯甲烷相对于乙酸异丙酯的含量为约9摩尔％。将混合物再次置于真空下，并浓缩至体积为约15L，保持内部温度不超过40℃。加入第二份乙酸异丙酯(17L)并将溶液浓缩至约15L，保持内部温度为30-40℃。通过1H NMR，溶液的等分试样显示残留的二氯甲烷(相对于乙酸异丙酯)的含量不超过1摩尔％。
然后除去真空，将混合物置于氮气氛下，并加热到65℃。此时，物质是可溶的，并使其冷却至50℃，此时，加入100g的晶体I。在搅拌下使溶液缓慢冷却至室温(在8小时内)。在该期间，化合物I的晶体形成为细小的、米色粉末。通过烧结的玻璃漏斗(具有真空)过滤化合物并用冷(约5℃)的乙酸异丙酯(100mL)洗涤固体。在真空(2mmHg，40℃)下干燥晶体24小时得到细小的米色粉末(3.0kg，67％)。非手性纯度99％(HPLC)。手性纯度＞99％ee。残留的溶剂(GC)乙酸异丙酯，3700ppm；二氯甲烷，31ppm。
在另一结晶步骤中，将化合物I(1.1kg)转移到20L的烧瓶中，向其中加入乙酸异丙酯(10L)，将烧瓶缓慢加热至内部温度为67℃，此时，所有固体溶解且得到的溶液是透明的。然后在搅拌下将溶液缓慢冷却至50℃，并用10g晶体化合物I加入晶种。然后在搅拌下将混合物冷却至室温，此过程中化合物I沉淀为细小的晶体。将烧瓶冷却至0℃，过滤浆液，用0℃的乙酸异丙酯(1L)洗涤。然后在40℃的真空烘箱(27mm Hg)中干燥晶体化合物I24小时，得到820g(75％)产量的晶体物质。
可以从很多不同的溶剂体系中分离结晶化合物I。化合物I在55℃的四氢呋喃中可溶，大于600mg/mL，并可通过冷却溶液来回收为结晶物质。类似地，化合物I可从异丙基苯的热溶液中分离为结晶物质。化合物I在二氯甲烷中溶解性很好(＞700mg/mL)，但是通过加入二乙醚可从溶液中沉淀为结晶物质。乙酸乙酯是用于结晶的有效溶剂，在60℃时化合物I的溶解度可达到约150mg/mL。
实施例2从叔丁氧羰基(BOC)取代的烷基醛合成(N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-丁二胺制备N，N-二-叔丁氧羰基氨基丁醛(通式IIIa) 将氨基缩醛A(133.19g，1.0mol)溶解在二氯甲烷中(300mL)并在冰水浴中冷却。当内部温度降至2℃以下时，通过压力平衡滴液漏斗加入Boc2O(218.25g，1当量)的二氯甲烷(200mL)溶液。以这样的速度加料以使得内部温度保持在10℃以下。加料完成后，移去冷浴，在室温下搅拌混合物30分钟。通过注射器取出等分试样并在高真空下对其干燥。残留物的NMR表明反应完全且干净。通过旋转蒸发仪除去所有的挥发性物质，残留物在搅拌下于50℃的高真空下再干燥1小时，以定量产率得到叔丁氧羰基丁醛缩二甲醇B。1H NMR(δ，CDCl3)4.61(s，br，1H)，4.37(t，J＝5.4Hz，1H)，3.32(s，6H)，3.19-3.07(m，2H)，1.68-1.50(m，4H)，1.44(s，9H)ppm。
将上述反应的化合物B溶解在无水THF中(700mL)并在冰水浴中冷却。当内部温度降至4℃以下时，通过压力平衡滴液漏斗加入i-PrMgCI(2.0M，在THF中，550mL，1.1当量)。加料速度使得温度保持在5±2℃。用约50mLTHF冲洗滴液漏斗。在格利雅试剂加入(Grignard addition)后，将混合物在冷水浴中搅拌20分钟，然后缓慢加入Boc2O(218.25g，1当量)的THF(200mL)溶液，保持温度在5±2℃。30分钟后，TLC和NMR证实反应干净且完全。用逐滴加入的HCl水溶液(6M，150mL)冷猝灭反应。加入硅藻土(66g)和无水MgSO4(67g)。混合物搅拌5分钟，然后通过硅藻土垫(1厘米硅藻土，在600mL的烧结玻璃漏斗上)过滤。浓缩滤液至干，以定量产率得到二叔丁氧羰基丁醛缩二甲醇C。1HNMR(δ，CDCl3)4.37(t，J＝5.2Hz，1H)，3.58(t，J＝7.01Hz，2H)，3.31(s，6H)，1.65-1.59(m，4H)，1.50(s，18H)ppm。
将上面的的粗产物C(～1mol)溶解在THF(400mL)中，并将溶液加入到HOAc(冰状的，1.5L)和水(0.9L)的混合物中。在室温搅拌混合物24小时。在高真空(浴45℃)下用旋转蒸发仪除去所有的挥发性物质，残留物于室温下在水(600mL)和己烷(400mL)间分配。用4M的NaOH将水层的pH调节至≥10，同时在冷水浴中冷却(总共加入370mL)。用己烷(500mL×2)萃取水层，合并的有机层用饱和NaHCO3(600mL)洗涤一次，并用无水MgSO4(100g)干燥。通过二氧化硅垫(2厘米二氧化硅在600mL的烧结的玻璃漏斗上)过滤混合物，用200mL的41的己烷-乙醚冲洗滤饼。通过旋转蒸发仪浓缩滤液，并进一步在搅拌下于高真空下干燥1小时，得到二-叔丁氧羰基丁醛(IIIa)，为浅黄色油(222.44g，3步产率为77.5％，93％LC纯度，0.064％含水量).1H NMR(δ，CDCl3)9.78(t，J＝1.4，1H)，3.62(t，J＝7.1Hz，2H)，2.47(td，J1＝7.4Hz，J2＝1.2Hz，2H)，1.91(quent.，J＝7.29Hz，2H)，1.51(s，18H)ppm；MS(M/z)310，210。
还原氨化 在2L的三颈圆底烧瓶上装上机械搅拌器、温度计和压力平衡滴液漏斗。在N2下，将(S)-8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉(II)(120.61g，0.81mol)溶解在THF(400mL)中。加入无水K2CO3(110g，0.80mol)，并将混合物在冰水浴中冷却。将二-叔丁氧羰基丁醛(IIIa)(247.74g，0.80mol)溶解在THF(200mL)中并通过滴液漏斗加入到反应混合物中，加入速率要保持内部温度低于5℃。用THF(100mL，分2批)冲洗滴液漏斗。移去冷浴并在室温下搅拌混合物直到等分试样的NMR表明完全形成亚胺。为了避免假的(反应)完全的结果，用CDCl3稀释一滴反应混合物直接进行NMR。此外，将δ8.39的峰的积分校准为1，这样醛的峰(δ9.77，s)应该≤0.05且亚胺(δ7.88，t)应该≥0.95。在N2保护(N2blanket)下，通过硅藻土垫(5mm硅藻土，在300mL的烧结的玻璃漏斗上)过滤亚胺溶液并保持在N2下。1HNMR(δ，CDCl3)8.40(m，1H)，7.90(t，J＝4.7Hz，1H)，7.40(d，J＝7.7Hz，1H)，7.07(dd，J1＝7.7Hz，J2＝4.7Hz，1H)，4.32(t，J＝5.4Hz，1H)，3.62(td，J1＝7.4Hz，J2＝3.0Hz，2H)，2.95-2.70(m，2H)，2.36-2.28(m，1H)，2.06-1.98(m，3H)，1.86-1.66(m，2H，与THF的信号重叠)，1.49(s，18H)ppm。
在第二个反应器中，分批向THF(800mL)中加入无水ZnCl2(166g，1.5当量)，同时在干冰/丙酮/水浴(≤-20℃)中冷却。控制滴加速率以使得内部温度在0～8℃。当所有的ZnCl2都溶解后，逐份加入固体NaBH4(31g，1当量)，得到有些混浊的溶液。将得到的混合物冷却至-40℃，缓慢加入亚胺溶液，同时保持内部温度低于-20℃。亚胺加入完毕后，在-20℃搅拌反应混合物30分钟，等分试样样品的NMR表明还原完成。为了得到用于NMR的等分试样样品，从反应容器中取出等分试样并用饱和NH4Cl溶液猝灭。用二氯甲烷萃取混合物，在高真空下干燥有机层，得到的残留物用NMR检测。
在-20℃逐滴加入饱和NH4Cl水溶液(总体积的1/10)。滴加后，将反应混合物升温至室温，同时加入HCl水溶液(3M)使水相的pH约为5。在室温下搅拌混合物2小时，然后在水(6L)和二氯甲烷(2L)之间分配。加入饱和NH4Cl溶液(500mL)和浓NH3·H2O(500mL)，剧烈搅拌混合物20分钟。排掉有机层的水，用二氯甲烷(2L)再次萃取水层。合并有机层，丢弃水层。
有机萃取物用饱和NH4Cl(500mL)、浓NH3·H2O(500mL)和水(2L)的混合物洗涤一次，用水(3L)洗涤一次。然后搅拌有机层与水(2L)，用稀HCl(1M)将平衡的水相的pH调节到2。分离二氯甲烷层，并用无水MgSO4(300g)对其干燥。通过硅藻土垫(1厘米硅藻土，在2L的烧结的玻璃漏斗上)过滤混合物，滤饼用二氯甲烷(200mL×2)冲洗。将滤液浓缩到约为其原始体积的1/10，然后在搅拌下缓慢加入甲基叔丁基醚(2L)以引起结晶。在室温下轻轻地搅拌混合物过夜。过滤沉淀，用甲基叔丁基醚(500mL×2)洗涤，并在高真空下干燥，得到2°-胺盐酸盐7，其为几乎白色的低密度粉末，306.45g(83％，98％LC)。1H NMR(δ，CDCl3)9.77(s，br，2H)，8.40(d，J＝4.0Hz，1H)，7.50(d，J＝7.5Hz，1H)，7.23(dd，J1＝7.6Hz，J2＝4.6Hz，1H)，4.37(dd，J1＝10.1Hz，J2＝5.4Hz，1H)，3.60(t，J＝7.2Hz，2H)，3.22-3.01(m，2H)，3.00-2.76(m，2H)，2.62-2.50(m，1H)，2.42-2.16(m，2H)，2.02-1.62(m，5H)，1.50(s，18H)ppm；13C NMR(δ，CDCl3)152.5，149.4，146.9，137.8，133.2，123.7，82.3，57.2，45.0，44.3，27.9，27.3，25.8，24.5，23.5，20.0ppm；MS(m/z)420，320，220。
烷基化 将固体2°-胺盐酸盐(Va’)(301.77g，0.663mol)置于装有机械搅拌器、温度探头和氮气进口的2L的三颈圆底烧瓶中。加入CH3CN(660mL)，并开始搅拌。向该悬浮液中加入i-Pr2EtN(473mL，4当量)、DMAP(0.02当量)和N-叔丁氧羰基-氯甲基苯并咪唑(VI)(185.75g，1.05当量)。在N2下于60℃搅拌混合物，直到等分试样NMR表明反应完成。
用旋转蒸发仪除去所有挥发性物质。残留物在水(3L)和EtOAc(2L)之间分配。用HCl水溶液(6M)将水层的pH调节到2-3。分层，用EtOAc(2L×2)再次萃取水层。合并有机萃取物，浓缩至干得到产物，其为暗棕色稠的糊状物，约420g(仍有一些溶剂)。该物质直接用于后面的反应，无需再纯化。1H NMR(δ，CDCl3)8.34(d，br，J＝4.1Hz，1H)，7.80(dd，J1＝7.4Hz，J2＝4.1Hz，1H)，7.68(dd，J1＝5.8Hz，J2＝3.3Hz，1H)，7.30-7.20(与CHCl3的信号重叠，3H)，6.94(dd，J1＝7.4Hz，J2＝4.6Hz，1H)，4.62(1/2AB四重峰，J＝15.6Hz，1H)，4.45(1/2AB四重峰，J＝15.6Hz，1H)，4.22(dd，J1＝9.6Hz，J2＝5.9Hz，1H)，3.40(t，J＝7.0，2H)，2.90-2.58(m，4H)，2.20-2.04(m，1H)，2.03-1.78(m，3H)，1.68(s，9H)，1.75-1.60(m，2H，与δ1.68的信号重叠)，1.42(s，18H)，1.54-1.24(m，2H，与δ1.42的信号重叠)ppm；MS(M/z)550，450，350。
脱保护
在剧烈搅拌下，将粗的三-Boc(VIla′)(320g，～0.49mo1)的THF(300mL)溶液加入到HCl水溶液中(1M，4.4L)。在20℃搅拌混合物20小时。通过在饱和Na2CO3和二氯甲烷之间分配、萃取有机层并在高真空下干燥得到残留物来获得等分试样样品。将残留物溶解在CDCl3中并用于NMR，表明反应完成。
将反应混合物冷却至0℃，并用NaOH(10M，总共加入520mL)将pH调节至6。用DCM(1.5L×3)萃取混合物。按照需要加入额外的碱以保持pH为6。将水相再进行脱色和萃取。
通过在室温于N2下剧烈搅拌0.5小时，用活性炭(15.4g，～20％重量/重量的预期产物的量)处理2L(预期77g产物)的水相。通过硅藻土垫(5毫米硅藻土，在350mL烧结的玻璃漏斗上)过滤混合物，用水洗涤滤饼(100mL)。用NaOH(4M)将滤液调节至pH为9-10并用DCM(600mL×2)萃取。在萃取过程中加入额外的碱以保持pH。合并的萃取液用NaOH(1M，100mL)洗涤一次并在N2下与无水Na2SO4(140g)搅拌1小时。过滤混合物，滤饼用DCM(200mL)洗涤一次。用旋转蒸发仪(45℃浴)浓缩滤液。加入少量的乙酸异丙酯(～50mL)，再次蒸发混合物直到蒸馏几乎停止。使用预加热的乙酸异丙酯(400mL，50℃)来溶解残留物。加入少量的晶种，在剧烈搅拌下使混合物冷却至室温过夜。过滤收集沉淀，用乙酸异丙酯(50mL)洗涤一次。在N2流下将滤饼吸干，并在高真空下进一步干燥得到通式I的化合物，游离碱。总共60.37g(78％)，白色结晶粉末，(用LC-MS测定99.2％，99.98％e.e.)。
实施例3大规模合成(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-丁二胺合成N，N-二-叔丁氧羰基-4-氨基丁醛(IIIa)
将4-氨基丁醛缩二甲醇(670g，5.0mol，1.0重量当量)加入到容器中。加入THF(1.68L，2.5体积)，并将溶液冷却至10-15℃。在0-20℃下，将二碳酸二-叔丁酯(1.10kg，5.0mol，1.0当量，1.64重量)溶解在THF(1.00L，1.5重量)中，然后将溶液加入到缩醛溶液中，并保持内部温度为10-15℃。然后进行THF(335mL，0.5体积)的管路冲洗(line rinse)。然后将溶液升温至15-25℃，并在该温度保持30-60分钟，直到通过GC或1H NMR(CDCl3)认为反应完成。然后在真空下于15-25℃将反应混合物浓缩至2体积(1.35L)。然后加入THF(3.35L，5体积)，重复浓缩。
重复加入THF并蒸馏直到经测定溶液中的叔丁醇含量小于5.0摩尔％，以产物计。
然后加入THF(670mL，1.0体积)，将溶液冷却至-10℃。于-12℃到-8℃在2-3小时内向单保护的胺中加入氯化异丙基镁(2.0M的THF溶液，2.76L，5.5mol，1.1当量，4.13体积)。然后进行THF(330mL)的管路冲洗，所得的溶液在-10℃搅拌30-40分钟。然后加入二碳酸二叔丁酯(1.31kg，6.0mol，1.2当量，1.97重量)的THF(1.00L，1.5重量)溶液，保持温度低于-8℃(在2-3小时内)。然后在-10℃搅拌反应物直到1H NMR表明反应完全(＜5摩尔％的单保护的胺)。然后将反应升温至0-20℃，并用酒石酸钾钠溶液(40％重量/重量，5.3L，8体积)猝灭。搅拌30-60分钟后，分层，用水(2.0L，3.0体积)洗涤有机层。然后在真空下于25℃以下将有机层浓缩至4体积(2.7L)。
然后在25-30℃将乙酸(3.35L，5.0体积)加入到二-保护的胺溶液中。然后加入氯化钠(67g，0.1重量)的水(1.68L，2.5体积)溶液，然后在25-30℃搅拌反应混合物直到1H NMR表明反应完全(＜8％的缩醛)。然后在30℃以下向溶液中加入50％重量/重量的氢氧化钠水溶液直到pH为8-9。然后加入庚烷(2.0L，3.0体积)，并分层。第二次用庚烷(2.0L)洗涤，合并的有机层用无水硫酸钠干燥，过滤并在＜25℃下浓缩至3体积(2.0L)。在0-5℃贮存醛溶液直到需要时。产量1.01Kg(NMR分析)(70％或用GC测定为78％纯度的溶液)。
还原氨化 向(S)-8-氨基-5，6，7，8-四氢喹啉(2.5mol，1.0当量)的THF(7.5L，3体积)溶液中加入碳酸钠(240g，2.5mol，1.0当量)。将溶液冷却至0-5℃，加入醛IIIa的庚烷(1.0当量，约3体积)溶液。然后将反应升温至20-25℃，并搅拌1小时。用1H NMR分析来测定化学计量和实现完全转化所需的醛的量。按照需要加入额外的醛溶液直到1H NMR表明反应完成(＜5％摩尔的醛，＞95％摩尔的亚胺)。然后过滤混合物，用THF(2×2.5L)冲洗过滤装置。将亚胺Iva溶液于氮气下保持在0-5℃。
向容器中加入THF(13.75L，5.5体积)，接着分批加入氯化锌(510g，3.75mol)，保持温度低于20℃。然后将溶液搅拌1-2小时，向溶液中加入硼氢化钠(95g，2.5mol)。然后将混合物搅拌2-3小时，然后冷却至-20到-30℃。然后加入上面的亚胺溶液，保持温度低于-20℃。然后在-20到-30℃搅拌反应混合物1-2小时，然后每小时用1H NMR检查(预期＜5％的亚胺)。一旦反应完成，将溶液加入到25％重量/重量的氯化铵水溶液(7.5L)中。加入二氯甲烷作为管路冲洗。加入6M的HCl溶液直到pH为4.5-5.5。然后分离水层和有机层，有机层用25％重量/重量的NH4Cl水溶液(7.5L)和浓氨水(7.5L)的混合物洗涤。然后分层，重复洗涤有机层，再次分层。然后向有机层中加入水(7.5L)。在搅拌下缓慢加入6N HCl，直到水层的pH为2.0-2.5。然后分层，用二氯甲烷(7.5L)洗涤水层。然后合并有机层，用无水硫酸钠(1.0kg)干燥。搅拌混合物约1小时，然后过滤。在真空下(30-35℃)将滤液浓缩至体积约为2L。在至少2小时内，于30-35℃下以恒定的速率加入TBME(7L)，以引起产物Va的沉淀。然后将浆液冷却至约-10℃并陈化1-2小时，然后过滤。然后用TBME(2×1.5L)洗涤滤饼，然后在50℃以下真空干燥直到残留的TBME＜0.1％重量/重量。Va的产量为957g(2.09mol，从11的产率为83％)。
烷基化和脱保护 向容器中加入Va(740g，1.63mol)和碘化四丁基铵(TBAI，118g，0.032mol，0.02当量)，接着加入乙腈(740mL)。然后加入二异丙基胺(1.15L，6.52mol，4.0当量)，将混合物加热到60-65℃。在第二容器中，将VI(420g，1.60mol，0.98当量)溶解在乙腈(800mL)中。然后将VI的溶液加入到Va的溶液中，保持温度在60-65℃。搅拌反应物1-2小时，然后用1H NMR测定残留的Va和VI的比率。如果需要的话，加入额外的VI以使残留的起始物质之间化学计量相等。然后搅拌反应混合物直到1H NMR测定表明残留的VI＜0.35％摩尔。
然后将反应混合物冷却至20-25℃。然后加入工业的浓的氢氧化铵(225mL)，在20-25℃搅拌反应混合物1小时。然后向反应混合物中加入水(750mL)，然后将两相混合物加入到含有HCl(35％重量/重量，1.5L)的单独的容器中。然后使用乙腈(750mL)进行管路冲洗。然后在35-40℃搅拌反应混合物直到1H NMR表明反应完成。然后加入水(2.25L)，在减压下于30-40℃将混合物蒸馏至约3L。用NMR测定乙腈的含量(如果＞3％重量/重量，加入更多的水，重复蒸馏)。
然后将混合物冷却至15-25℃，并加入二氯甲烷(1.5L)。通过加入25％重量/重量的氢氧化钠水溶液将水层的pH调节至＞12.5。然后在15-25℃对溶液用空气鼓泡(air sparge)2-2.5小时。用6N的HCl将水层的pH调节至5.0-5.5，分层。如1HNMR分析测定，反应的产率为82％。然后可用活性炭处理水层并按实施例2接着进行游离碱的结晶。
要理解仅为了说明起见本文描述了实施例和实施方式，根据这些描述的各种修改或变化都提示给本领域的技术人员，这些修改或变化在本申请的精神和范围以及权利要求书的范围内。本文引用的所有的出版物、专利和专利申请都纳入本文作为参考。
上述文件的引用并不意指认可任何前述的内容都是适当的现有技术，也不构成对这些文件的内容的任何认可。
权利要求
1.合成通式I′的化合物的方法， 式中，R、R1、R2和R3是非干扰性的取代基；k是0-3；m是0-4且n是1-6，所述方法包括a)使被R1任选取代的5，6，7，8-四氢喹啉胺与具有邻苯二甲酰亚胺保护基团或二-叔丁氧羰基保护基团的烷基醛反应形成亚胺；b)在有机溶剂中用金属氢化物还原剂和或者有机酸或者金属盐还原亚胺，形成仲胺；c)使仲胺与被R3任选取代且任选地具有苯并咪唑胺保护基团或其它胺取代基(R2)的2-卤代甲基苯并咪唑反应，形成邻苯二甲酰亚氨基保护的或二-叔丁氧羰基保护的叔胺；和d)水解受保护的叔胺，得到具有通式I′的化合物。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括用脱色碳或硅胶处理通式I的化合物以除去杂质。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述5，6，7，8-四氢喹啉胺是外消旋混合物。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通式I′的化合物是外消旋混合物。
5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括通过在结晶溶剂中选择性结晶来分离(R)或(S)对映异构体。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述5，6，7，8-四氢喹啉胺是旋光性(S)对映异构体。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通式I′的化合物是旋光性(S)对映异构体。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述5，6，7，8-四氢喹啉胺是旋光性(R)对映异构体。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通式I′的化合物是旋光性(R)对映异构体。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R、R1、R2和R3各自不存在或独立选自氢、卤素、硝基、氰基、羧酸、烷基、烯基、环烷基、羟基、巯基、氨基、酰基、羧酸酯基、羧酰胺、磺酰胺、芳香基和杂环基。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，R、R1、R2和R3各自不存在或独立选自烷基(C1-10)、烯基(C2-10)、炔基(C2-10)、芳基(C5-12)、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，R、R1、R2和R3中至少一个含有一个或多个选自O、S和N的杂原子。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基醛是乙醛、丙醛、丁醛或戊醛。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中的脱水剂是碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠或硫酸镁。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中的还原剂是硼氢化钠，所述有机酸选自乙酸、丙酸和氯化锌。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)在-25℃到-5℃的降低的温度下进行。
17.如权利要求1所述的方法，步骤(c)中的有机溶剂还包括胺碱和催化量的碘化物。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述胺碱是二异丙基乙胺。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)中所述的升高的温度是40-60℃。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R2是叔丁氧羰基胺保护基团。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，步骤(d)中胺保护基团的去除是在pH为3的水性条件下进行的。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(d)中邻苯二甲酰亚胺保护基团的去除是用肼、乙二胺、正丁胺或甲胺进行。
23.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括纯化步骤，用于纯化通式I′的化合物。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，将通式I′的化合物萃取到弱酸性水溶液中，接着用活性炭处理。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，用活性炭处理通式I′的化合物的有机溶液，接着过滤并萃取到弱酸性水溶液中。
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述纯化步骤包括用二氯甲烷萃取通式I′的化合物的碱性水溶液，接着用硅胶快速色谱纯化。
27.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述纯化步骤包括通过用氢氧化钠水溶液萃取通式I′的化合物的二氯甲烷溶液来将肼的含量降低到药学上可接受的水平。
28.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结晶溶剂是乙酸异丙酯。
29.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结晶溶剂是乙酸乙酯、四氢呋喃或二氯甲烷。
30.如权利要求23所述的方法，所述方法还包括共蒸馏步骤以控制残留的二氯甲烷的含量。
31.如权利要求5所述的方法，所述方法还包括在结晶步骤之前，将通式I′的化合物浓缩至干的步骤。
32.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结晶溶剂是乙酸异丙酯或乙酸乙酯，所述结晶步骤是在50-65℃的温度下进行的，以达到与结晶溶剂的溶剂化。
33.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结晶步骤还包括用通式I′的化合物的晶体向通式I′的化合物的溶液加入晶种，以引发结晶。
34.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结晶步骤进行的同时搅拌通式I′的化合物的溶液以控制通式I′的化合物的晶体的粒度。
35.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在真空烘箱中干燥通式I′的化合物以降低残留的溶剂含量。
36.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通式I′的化合物选自(S)-N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-丁二胺；(R)-N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-丁二胺；和(R，S)-N′-(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-N′-5，6，7，8-四氢喹啉-8-基-1，4-丁二胺。
37.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仲胺是N-[(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-基)-烷基)]-四氢喹啉胺、(S)-2-[4-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基氨基)-丁基]-异吲哚-1，3-二酮；(R)-2-[4-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基氨基)-丁基]-异吲哚-1，3-二酮；(R，S)-2-[4-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基氨基)-丁基]-异吲哚-1，3-二酮；或具有以下通式的亚胺
38.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述邻苯二甲酰亚氨基保护的叔胺化合物是N-{[(苯并咪唑-2-基)甲基-(1，3-二氧代-1，3-二氢异吲哚-2-61)-烷基]-四氢喹啉基}胺；(S)-2-{4-[(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)-氨基]-丁基}-异吲哚-1，3-二酮；(R)-2-{4-[H-苯并咪唑-2-基甲基)-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)-氨基]-丁基}-异吲哚-1，3-二酮；或(R，S)-2-{4-[(1H-苯并咪唑-2-基甲基)-(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)-氨基]-丁基}-异吲哚-1，3-二酮。
39.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二叔丁氧羰基-保护的叔胺具有以下通式
全文摘要
本发明涉及与CXCR4趋化因子受体结合的杂环药物化合物的合成方法。在一种实施方式中，所述方法包括a)使5，6，7，8－四氢喹啉胺与具有邻苯二甲酰亚氨基保护基团或二－叔丁氧羰基(二－BOC)保护基团的烷基醛反应形成亚胺；b)还原亚胺，形成仲胺；c)使仲胺与卤代烷基取代的杂环化合物反应，形成邻苯二甲酰亚氨基保护的或二－叔丁氧羰基保护的叔胺；和d)水解受保护的胺，得到具有通式(I′)的化合物。
文档编号C07D401/14GK1930127SQ200580006976
公开日2007年3月14日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月15日
发明者J·B·克劳福德, G·陈, D·戈捷, R·斯科尔, I·R·贝尔德, T·R·威尔逊 申请人:阿诺麦德股份有限公司