专利名称：使用α－碘代－1－氮杂环丁烷乙酸酯和三烷基亚磷酸盐制备头孢菌素中间体的方法
技术领域：
本发明涉及用于制备cefovecin的头孢菌素中间体的合成。
背景技术：
cefovecin是一种有效稳定的抗生素，以陪伴动物作为目标。cefovecin的特征在于C3位有一个手性四氢呋喃环取代基，其是形成独特的活性和稳定性特征的原因。
从青霉素G到cefovecin的全合成由15个转化构成，其中很多是嵌套步骤(telescoped steps)。中间体常常是非对映异构体的可变混合物。直到获得了头孢菌素中间体，才得到单一的结晶性非对映异构体。因此，在cefovecin的合成中，头孢菌素中间体作为关键的控制步骤被靶向，并且它们的合成对于建立生产cefovecin的商业方法是关键的。
J.H.Bateson等人，The Journal of Antibiotics，第47卷，第253-256页(1994)提供了一种制备头孢菌素中间体的方法，首先使用亚硫酰(二)氯将β-内酰胺转化成氯代化合物，再用三烷基膦与氯代化合物反应形成鏻盐。然而，这个方法涉及标准膦试剂的使用，如三乙基亚磷酸盐、三丁基膦和三苯基膦，其得到了低收率的头孢菌素中间体。
美国专利号6,077,952和6,001,997以及美国专利申请公开号2002/0099205记载了使用三甲基膦(TMP)提供了更高的收率而且在大规模生产上使用是成功的。在此方法中使用TMP有很多缺点，如高花费、高度可变的收率和相对不稳定的中间体。
英国专利申请号2,300,856提供了用于合成头孢菌素中间体的可选择的方法。然而，这些方法具有相对低的收率。因此，需要开发新的合成头孢菌素中间体的方法。
发明概述本发明涉及一种制备式(IVa)化合物的方法 其中R1是对硝基苄基或烯丙基，且R2是苄基或取代的苄基；包含以下步骤使式(V)的化合物 其中R1和R2如上定义；与碘化盐反应产生式(IVa)化合物。
合适的碘化盐(iodide salt)包括但不限于碘化钠、碘化钾、碘化锂、碘化钙和碘化铵。碘化盐优选地是碘化钠。
在本发明优选的实施方式中，R1是对硝基苄基，R2是被1-3个各自独立地选自C1-6烷基的取代基或卤素取代的苄基。
适于式(VI)化合物转化成式(V)化合物的氯化剂包括亚硫酰(二)氯和磷酰氯。氯化剂优选地是亚硫酰(二)氯。
本发明还涉及制备式(III)化合物的方法
其中R1是对硝基苄基或烯丙基；R2是苄基或取代的苄基；R3是C1-6烷基；包括使式(IVa)化合物 与P(OR3)3在溶剂中反应的步骤；其中R1、R2和R3如上定义。
在本发明一个优选的实施方式中，在制备式(III)化合物的方法中，R1是对硝基苄基。
在本发明另一个优选的实施方式中，在制备式(III)化合物的方法中，R2是苄基。
在本发明另一个优选的实施方式中，在制备式(III)化合物的方法中，R3是甲基，并且X是氯。
在本发明另一个优选的实施方式中，在制备式(III)化合物的方法中，R1是对硝基苄基，R2是苄基，R3是甲基且X是氯。
在本发明另一个优选的实施方式中，式(III)化合物在LiCl和有机可溶性碱存在下的溶剂中加热形成式(II)化合物 其中R1是对硝基苄基或烯丙基；R2是苄基或取代的苄基；式(II)化合物进一步与R4-OH和PX5反应生成(I)化合物
其中R1如上定义，并且R4是C1-6烷基，且X是卤素。
在另一个优选的实施方式中，在式(III)化合物向式(I)化合物的转化中，R1是对硝基苄基。
在另一个优选的实施方式中，在式(III)化合物向式(I)化合物转化中，R2是被1-3个各自独立地选自C1-6烷基的取代基或卤素取代的苄基。
在另一个优选的实施方式中，在式(III)化合物向式(I)化合物的转化中，R3是甲基。
在另一个优选的实施方式中，在式(III)化合物向式(I)化合物的转化中，R1是对硝基苄基，R2是苄基，R3是甲基，X是氯；并且R4是异丁基。
在另一个优选的实施方式中，在式(III)化合物向式(I)化合物的转化中，有机可溶性碱是二异丙基乙胺，并且溶剂是二氯甲烷。
本发明进一步涉及制备式(I)化合物的方法 其中R1是对硝基苄基或烯丙基；X是卤素；包括下列步骤(1)使式(V)化合物
其中R1是对硝基苄基或烯丙基，R2是苄基或取代的苄基；与碘化盐反应生成式(IVa)化合物 (2)使式(IVa)化合物与P(OR3)3在溶剂中反应得到式(III)化合物 其中R1和R2如上定义；且R3是C1-6烷基；(3)在LiCl和有机可溶性碱存在下，加热该溶剂中的由步骤(2)得到的式(III)化合物，形成式(II)化合物 其中R1是对硝基苄基或烯丙基；R2是苄基或取代的苄基；和(4)使式(II)化合物与R4-OH和PX5反应生成式(I)化合物；其中R4是C1-6烷基且X是卤素。
在一个优选的实施方式中，在式(V)化合物向式(I)化合物的转化中，R1是对硝基苄基。
在另一优选的实施方式中，在式(V)化合物向式(I)化合物的转化中，R2是被1-3个各自独立地选自C1-6烷基的取代基或卤素取代的苄基。
在另一优选的实施方式中，在式(V)化合物向式(I)化合物的转化中，R3是甲基。
在另一优选的实施方式中，在式(V)化合物向式(I)化合物的转化中，X是氯。
在另一优选的实施方式中，在式(V)化合物向式(I)化合物的转化中，R1是对硝基苄基，R2是苄基，R3是甲基，且X是氯。
适用于式(VI)化合物向式(III)化合物转化的溶剂包括但不限于甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷或乙腈。优选的溶剂是二氯甲烷。
适用于式(III)化合物向式(II)化合物转化的有机可溶性碱包括但不限于二异丙基乙胺(“DIPEA”)、二丁基乙胺、甲基吡咯烷、乙基吡咯烷、甲基哌啶、乙基哌啶、乙基吗啉和甲基吗啉、二-环己基甲胺、二-环己基乙胺和N，N′-二丁脲(“DBU”)。
在式(III)化合物向式(II)化合物转化的过程中，对于每摩尔的式(III)化合物，有机可溶性碱优选地以约1-约2当量的范围存在，优选以约1.2-约1.5当量的范围存在。
式(III)化合物向式(II)化合物的转化可以在约0℃-约60℃的温度下进行，优选是约5℃-约50℃，更优选是约5℃-约30℃。上述转化可以进行约1小时至约16小时的时间，优选为约4小时至约10小时。
如在此所用的术语“卤素”包括氯、溴、碘和氟。
取代的苄基的实例包括但不限于被1-3个各自独立地选自C1-6烷基的取代基或卤素取代的苄基。
本发明进一步涉及式(IV)的化合物
其中R1是对硝基苄基；R2是苄基；其中*表示代表(R)或(S)的绝对构型的手性中心；其中该化合物包含比例为0∶1-1∶0的(R)和(S)的异构体。
本发明进一步涉及式(IVa)或式(IVb)的化合物 其中R1是对硝基苄基；R2是苄基；引用的各种的专利和出版物遍及本申请。这里专利和出版物的内容以及这些专利和出版物引用文献的内容引入本文作为参考。
发明详述本发明的方法和本发明的化合物的制备在下面的反应流程图中进行说明。除了另外指出之外，在以下的反应流程图和随后的讨论中，取代基R1、R2、R3、R4和X如上定义。
式I化合物可以通过以下的流程合成 其中R1是对硝基苄基或烯丙基；R2是苄基或取代的苄基；R3是C1-6烷基；X是氯，且R4是异丁基。
式(VI)化合物的制备已在美国专利申请公开号2002/0099205中公开，其内容在此引入作为参考。
氯化物的制备式(VI)化合物向式(V)化合物的转化通常通过在有机溶剂中使用氯化剂如亚硫酰(二)氯氯化上述式(VI)化合物进行，所述有机溶剂如含有2-甲基吡啶的甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷和乙腈。这个转化给予式V的化合物几乎定量的收率。基于(VI)化合物的初始投料量计，发现氯化剂投料量的最佳条件是约1.1当量。较低投料量的氯化剂使式V化合物的转化不完全。
为了避免产生副产物，反应必须在低温下进行。然而，当从室温冷却至-20℃时，式(VI)化合物和含2-甲基吡啶的二氯甲烷溶液产生少许沉淀。在-20℃下向此混悬液中加入亚硫酰(二)氯，得到较高量的未反应的起始原料，加入过量的亚硫酰(二)氯也不能将其氯化。因此，在-15℃时，沉淀开始前加入总的亚硫酰(二)氯投料量的一部分(10％)。然后，将溶液冷却至-20℃，在这个温度下或在低于这个温度下缓慢加入剩余的亚硫酰(二)氯。采用这个操作，产物在二氯甲烷中显著地更多溶解，而且没有观察到沉淀。
式(VI)化合物和式(V)化合物分别是羟基差向异构体和氯差向异构体的非对映体混合物。氯化反应混合物的薄层液相色谱法(“TLC”)显示式(VI)化合物向式V化合物的彻底转化，剩下少量的未反应的式(VI)化合物和基线原料。没有非对映异构体被拆分。
使用反相HPLC拆分四种可能的非对映异构体。然而，RP-HPLC和TLC结果不一致。其表明，反应混合物包含大约50％的式(V)化合物，其主要是一种差向异构体，以及50％的式(VI)的化合物，其也主要是一种差向异构体。正相HPLC和TLC一致，显示了所用的反应条件获得了大于90％的转化率的式(V)化合物，剩下了3-10％的式(VI)化合物。这些观察建议，产物的一种差向异构体在RP-HPLC中快速水解，而另一种相对稳定。
幸运地是，尽管在膦酸盐形成前，反应在饱和盐水中终止，并通过硫酸镁干燥，但是建立的方法不引起式(V)化合物的任何显著的水解。
膦酸盐的制备式V化合物向式(III)化合物的转化通常使烷基氯化物与三烷基亚磷酸盐反应(Arbuzov反应)或与二烷基磷酸盐的碱金属衍生物的反应(Michaelis反应)进行。Arbuzov反应提供了更简单的反应条件(J.Boutagy & R.Thomas，Chem.Rev.第1版，第87-99页(1974))而且开发用于式(III)化合物的制备。
三甲基亚磷酸盐、三乙基亚磷酸盐和三丁基亚磷酸盐不与式(IVa)氯代化合物反应，通过和碘化盐如碘化钠反应将氯化物交换成碘化物(Finkelstein反应)。其最初的完成是通过含水处理并干燥后向含式(V)化合物的反应溶液中加入碘化钠。
因为碘化钠在二氯甲烷中溶解度低，这个方法得到了收率和纯度不一致的式(IVa)化合物。向反应混合物中加入痕量的水，增加碘化钠的溶解度。然而，当二氯甲烷含有足够的水使足够的碘化钠溶解时以使反应进行时，出现了显著地水解。
尝试可选择的溶剂用于Finkelstein反应。避免使用丙酮(和其它含酮的溶剂，例如甲乙酮)，由于在式(III)化合物环化的过程中其潜在地与内部酮竞争。在产物收率和品质方面，发现乙腈是用于卤化物交换的优良溶剂。如果含式(V)的化合物的反应溶液蒸干，发生少许降解，残留物用乙腈溶解。然而，卤化物交换反应可以通过干燥完成，处理和干燥后浓缩含式(V)化合物的反应溶液，再用乙腈稀释，接着加入碘化钠。
碘化盐的投料量对于式(IVa)化合物的收率是关键的。由于式(V)化合物的不完全反应，不充足的碘化盐导致收率降低。通过和这些化合物的反应，过量的碘化盐使式(IVa)化合物分解。基于式(VI)化合物的初始投料量计，约1.05摩尔当量的碘化盐用于式(V)化合物向式(VI)化合物的转化。
在加入碘化盐的数分钟内，式(V)化合物转化成式(IVa)化合物。我们在Wittig合成方面的经验提示，使用最少立体位阻的三烷基亚磷酸盐用于与式(IVa)化合物的Arbuzov反应是有利的。三甲基亚磷酸盐(“TMPT”)给出式(IVa)化合物向对应式(III)化合物的良好的转化。
向含式(IVa)化合物的溶液中加入TMPT制备式(III)化合物。TIMPT与式(IVa)化合物的反应是放热的，需要谨慎地控制温度，因为较高的温度增加了磷酸盐杂质的生成(参见
图1)。通过在缓慢加入含TMPT的二氯甲烷溶液之前冷却含有式IV的化合物的溶液至低于5℃，控制放热。
基于式(VI)化合物的初始投料量计，最佳的TMPT投料量是约1.45摩尔当量。较低投料量的TMPT使式(V)化合物向(IVa)化合物的转化不完全，而较多投料量导致合成中后期的问题(在PX5脱保护中)，因为方法的嵌套设计。
在室温下反应1个半小时后完全形成式(III)化合物。开发了用于式(III)化合物的HPLC溶液含量测定，其显示了来自式(VI)化合物的75％的收率。测定反应混合物中式(III)化合物的含量是重要的，以便随后的试剂投料量以该结果为基准。
膦酸盐的环化通过向含式(III)化合物的反应溶液中加入锂盐如氯化锂、氟化锂和溴化锂以及有机可溶性碱如DIPEA，完成头孢烯6-元环的环化。通过(稳定的)膦酸盐阴离子的形成进行反应，其在内部环化得到产物式(III)化合物，其含有完全成形的二环头孢菌素核。成功的环化至少需要2摩尔当量的锂盐。过量的锂盐无有害作用。
研究了大量的碱，发现二异丙基乙胺、DIPEA在环化反应中非常有效。也可以使用其它可溶性碱如二-丁基乙胺、甲基吡咯烷、乙基吡咯烷、甲基哌啶、乙基哌啶、乙基吗啉和甲基吗啉、二-环己基甲胺、二-环己基乙胺和DBU。然而，使用比DIPEA弱的碱是不成功的，可能因为是它们不能使膦酸盐去质子化。
不期望被任何特定的操作理论束缚，据认为亚磷酸盐和膦途径之间的主要差别是亚磷酸盐方法的环化步骤过程中Δ2-3双键异构化的电势。头孢菌素环中双键的异构化是由碱促进的。在Wittig合成中，用碳酸氢钠水溶液处理含鏻盐的二氯甲烷，形成内盐。分离有机相，使其在室温下环化，其需要16小时。因为DIPEA是比碳酸氢盐更强的碱，环化后从反应溶液中除去DIPEA很困难，DIPEA的投料量是关键的。异构化的量直接与DIPEA的投料量有关。基于膦酸盐的摩尔量计，DIPEA的最佳量是1.20-1.50当量的范围。
这确保了完全的反应和形成双键异构体的最小化。通过HPLC分析测定反应溶液中膦酸盐的量，DIPEA和氯化锂的投料量基于此结果。
加入DIPEA和氯化锂之后，在室温下搅拌溶液实现环化，其需要大于16小时完成。采用更高的温度和/或明显更长的反应时间导致副产物的增加和较低的收率。
据发现，环化反应混合物中的残留水导致杂质的形成和较低的收率。因此，在加入碘化钠、氯化锂和DIPEA之前，通过硫酸镁干燥膦酸盐的溶液。
式II的化合物的脱保护式(II)化合物向式(I)化合物的转化包括式(II)的化合物上的氨基的脱保护。脱保护使用头孢菌素化学中的标准条件，五卤化磷、甲基吡啶然后为异丁醇。式(VI)和(III)的化合物需要反应溶液中存在乙腈。然而，需要在进行式(II)化合物的最终脱保护之前除去乙腈，因为乙腈与五卤化磷起反应。其增加了式(I)化合物在反应混合物中的溶解度，并导致了较低的收率。
存在两个可能的时刻来除去乙腈，式(III)化合物形成后，或式(II)化合物形成后。有两种方法除去乙腈，蒸馏和相萃取。据发现，在式(VI)化合物形成后蒸馏除去乙腈影响了式(II)化合物的产物杂质性能和收率。同样，通过萃取含式(IVa)化合物的反应混合物除去乙腈导致乳浊液、低收率和低回收率，以及当进行随后的环化步骤时反应水含量的问题。因此，除去乙腈的唯一可行的步骤是式(II)化合物脱保护前即刻。用酸溶液萃取反应混合物除去DIPEA盐，接着除去盐水，而且此举除去部分乙腈。反应混合物再蒸馏两次，确保乙腈的完全除去。
此转化存在两个主要的问题。一是残留水的存在，另一个是反应温度/放热的控制。这些问题对于亚磷酸盐和膦反应途径而言是常见的。水含量需要降低，并其可通过除去乙腈的蒸馏方法来实现。此外，据发现在已分离和提纯的式(II)化合物上进行的脱保护反应一贯很好，当使用经过这个嵌套系列反应从式(VI)化合物生成的式(II)化合物时，脱保护反应是易变的。这提示反应溶液中的一些其它组分对脱保护反应具有有害的作用。
二甲基磷酸盐(“DMP”)是环化反应的副产品。DMP和过量的TMPT表现出消极地影响脱保护，不能从式(II)化合物的含水处理中除去。基于这个观察，从式(IVa)化合物制备式(III)化合物所用的过量的TMPT投料量保持最小化，其发现为1.45。有一些数据建议用10A分子筛从反应混合物中除去亚磷化合物。
以下实施例说明了本发明的制备方法。NMR数据以百万分之一(ppm)报告，并且参考来自样品溶剂的氘固定(lock)信号(氘氯仿，除非另有说明)。
进一步地，在下文说明书和段落中列举的任何范围的数定描述了和要求了本发明的不同方面，如代表一组特定的性质、测量单位、条件、物理状态和百分比将在此完全地清楚地引入作为参考，或者换句话讲，落入这个范围的任何数字，包括包含在例举范围内的数字或范围的任何子集合。术语“大约”当用作修饰词和连接词、变量时，意在表达在此公开的数字和范围是可变的，而且本领域技术人员使用超出该范围和不同于单一值的温度、浓度、数量、含量、碳原子数目和性质来实践本发明，将取得预期的结果。
实施例1.(3R，4R)-(4-硝基苄基(phenzyl))甲酯-α-碘化-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢-2-呋喃基)]-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸四元环化合物(3R，4R)-(4-硝基苄基)甲酯-α-羟基-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢化-2-呋喃基)]-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸是非对映醇的8∶2比例的混合物。所述非对映体对(pair)的绝对立体化学在醇碳位置是未知的。51.19g的该化合物(80％效能，73.4mmol)溶解于750mL的二氯甲烷中。加入2-甲基吡啶(11.8mL)(119.5mmol，1.63当量)，溶液冷却至-15℃。一次性加入亚硫酰(二)氯(7.6mL)(104.19mmol，1.42当量)(约在3分钟内)。反应在-20℃下搅拌1小时。用2×250mL的20％的盐水溶液洗，在室温下经过40g的硫酸镁干燥10分钟。滤掉干燥剂并用100mL的二氯甲烷冲洗。滤液用旋转式蒸发器在低于35℃下浓缩至150mL。加入乙腈(150mL)，溶液在低于35℃下进一步浓缩至200mL。
溶液冷却至5℃以下。将碘化钠(11.59g)(119.5mmol，相对于起始化合物计为1.05当量)投料进溶液中，形成(3R，4R)-(4-硝基苄基)甲酯-α-碘代-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢化-2-呋喃基)]-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸，其可以(S)-THF异构体或(R)-THF异构体或它们的混合物的形式存在。而且，(S)-THF异构体和(R)-THF异构体可以由(S)-碘代异构体和(R)-碘代异构体组成的碘代立体异构体的混合物的形式存在。(S)-THF异构体用于制备头孢菌素中间体和cefovecin。(R)-THF异构体作为杂质存在于制备cefovecin路线中的所有中间体和终产品中。然而，在初期的筛选试验中，cefovecin钠的(R)-THF异构体显示其本身(in its own right)为一种有效的抗微生物剂。
采集的关于碘代化合物的混合物的NMR数据，主要是带有痕量的R-型的S-型δ(400MHz，CDCl3)8.43(m，2H，PNB-H2，6)，7.54(m，2H，PNB-H3，5)，7.20-7.40(m，5H，Bnz-H)，6.5-6.7(m，1H，NH)，5.2-5.45(m，4H，PNB-CH2，CH-OH & CH-NH)，5.07(d，1H，J＝4.8Hz，CH-S1)，4.2-4.5(m，1H，THF-H2)，3.83(m，2H，THE-H5)，3.3-3.7(m，4H，S-CH2& Bnz-CH2)，2.1-2.2(m，1H，THF-H3)，1.7-1.95(m，3H，THF-H3 & H4)。
MS数据690.0382(M+Na)+HPLC数据42.2％的上述碘代化合物的两种差向异构体(Rt 12.6& 14.5分钟)，8.4％的碘代化合物的氯代类似物的两种差向异构体(Rt12.2 & 14.1分钟)，11.4％的(3R，4R)-(4-硝基苄基)甲酯-α-羟基-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢化-2-呋喃基)-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸的两种差向异构体(Rt 19.6 & 20.5分钟)。
实施例2.头孢菌素中间体的制备在实施例1中加入碘化钠以后，10分钟内滴加溶解有三甲基亚磷酸盐(TMPT)(12.6mL，106.8mmol，相对于起始化合物计为1.45当量)的二氯甲烷(10mL)。在滴加的过程中，保持温度在5℃或低于5℃。以这个比例，未观察到放热。使溶液在1.5小时内加热至室温。用HPLC测定法测定膦酸盐的含量(36.49g，56.2mmol)。这相当于两步76.5％的收率。加入二氯甲烷(500ml)(总体积约700mL)。加入活性炭(17g)和硫酸镁(20.1g)，搅拌混合物10分钟。通过硅藻土床的过滤使混合物澄清，硅藻土用二氯甲烷(150mL)洗。用HPLC测定法测定膦酸盐的含量(36.5g，56.1mmol)。加入氯化锂(5.11g)(120.5mmol，2.15当量的膦酸盐)和DIPEA(12.6mL)(72.3mmol，1.29当量的膦酸盐)。溶液在室温下搅拌16小时。反应溶液相继地用400mL的1％的盐酸水溶液和2×400mL的20％的盐水溶液洗。用动力的4A分子筛(22.3g)和硅藻土(20.3g)干燥有机相。通过二氧化硅G的塞子(43g)滗出干燥剂，并用200mL的二氯甲烷洗。溶液通过旋转式蒸发器在低于35℃下浓缩为粘稠的油状物，加入二氯甲烷(350mL)。此溶液再通过旋转式蒸发器在低于35℃下浓缩为粘稠的油状物，加入二氯甲烷(350mL)。测得的水含量是140ppm。用HPLC测定法测定环化产物的量为25.76g(49.2mmol，由3步得到的收率是67.0％，环化的收率是87.6％)。
溶液冷却至-55℃，投料五氯化磷(30.4g)(147.4mmol，3.0当量的环化产物)。5分钟后，加入2-甲基吡啶(29mL)(293.6mmol，6.0当量的环化产物)，同时保持温度低于-40℃。观察到放热。在-20℃以下，搅拌溶液1小时。在这个阶段，反应物是粘稠的浆体。其冷却至-50℃以下，投入异丙醇(205mL)(2.02mol)。其引起反应升温至-30℃。使溶液升温至室温，并在搅拌1小时后加入头孢菌素中间体的籽晶。溶液在封闭的装置中搅拌16小时，防止二氯甲烷的蒸发。过滤收集固体。该固体用2×100ml的二氯甲烷洗涤。固体在40℃的真空下干燥至恒重，得到头孢菌素中间体(18.4g)(41.64mmol，由(3R，4R)-(4-硝基苄基)甲酯-α-羟基-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢化-2-呋喃基)]-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸计，收率是56.7％，由环化产物得到的收率是84.6％)。
在50g的规模下，另外三批头孢菌素中间体以非常相似的收率(50-55％)制得。总的收率与采用膦方法可获得的最好收率具有可比性。
已发现，使用这种方法制得几批头孢菌素中间体与原有的膦(Wittig)方法生产的孢菌素中间体具有相似的杂质特征。它们已用于制备cefovecin，其符合所有的药品释放的通用的试验技术指标。
实施例3.膦酸盐制备和鉴定将51.8g的(3R，4R)-(4-硝基苄基)甲酯-α-羟基-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢化-2-呋喃基)]-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸(RD2424，80％，73.4mmol)溶解于750mL的二氯甲烷中。加入12mL的2-甲基吡啶(121.5mmol，相对于ALAT为1.63当量)，溶液冷却至-15℃。加入7.5mL的亚硫酰(二)氯(102.82mmol，相对于ALAT为1.38当量)。在低于-20℃下，反应搅拌1小时。用2×250mL的20％的盐水洗，在室温下通过40g的硫酸镁干燥10分钟。滤掉干燥剂，并用100mL的二氯甲烷洗涤。用旋转式蒸发器在低于35℃下将滤液浓缩至100mL。加入150mL的乙腈，溶液进-步用旋转式蒸发器在低于35℃下浓缩至200mL。溶液冷却至4℃以下。投料11.6g的(77.4mmol，相对于(3R，4R)-(4-硝基苄基)甲酯-α-羟基-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢化-2-呋喃基)]-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸为1.04当量)的碘化钠，接着在15分钟内滴加溶解有三甲基亚磷酸盐(110.22mmol，相对于(3R，4R)-(4-硝基苄基)甲酯-α-羟基-2-氧代-4-[[2-氧代-2-[(1S)-(四氢化-2-呋喃基)]-乙基]硫代]-3-[(苯乙酰)氨基]-1-氮杂环丁烷乙酸为1.48当量)的二氯甲烷(10mL)。在滴加的过程中，保持温度在4℃或低于4℃，没有观察到放热。溶液搅拌1.5小时。加入二氯甲烷(500ml)，总体积为～700mL。加入活性炭(17g)、13x分子筛(40.00g)和硫酸镁(20.1g)，搅拌溶液10分钟。通过硅藻土床过滤，并用二氯甲烷(100mL)洗涤。用旋转式蒸发器在低于35℃下将滤液浓缩为粘稠油状物。其用乙醚(2×500mL，倾析之前，第二次洗液在4℃时储藏16小时)研制，且半固体在真空下干燥得到黄色固体(51.89g，HPLC 60.9％，65.4％收率)。
IR(KBr盘)3300sh，3281s，2958s，1779s，1678s，1607m，1524s，1454m，1349s，1261s，1035s，850m，739m，697m cm-1。
NMR(1H 400MHz，CDCl3)1.88(m，3H)，2.12(m，1H)，3.37-3.54(2×dd，2H)，3.64，(s，2H)，3.75-3.80(m，6H)，3.87(m，2H)，3.90(m，1H)，4.95(dd，1H(J1HP＝24.8Hz))，5.15-5.30(dd，0.5H(J＝4.7，1Hz))，5.30(m，2.5H)，5.46(m(2×ddd)1H)，6.36 &6.46(2×d，1H)，7.27-7.28(m，5H)，7.55(d，2H)，8.21(m，2H)ppm。
实施例4膦酸盐的环化将由实施例3得到的11.31g的膦酸盐溶解于二氯甲烷(140ml)和乙腈(30ml)的混合物中。向其中加入1.33g的LiCl(31.38mmol)和3.30mL的DIPEA(18.95mmol)。溶液在室温下搅拌16小时。反应溶液相继用80mL的1％的HCl和80mL的20％的盐水洗涤。有机相通过动力的4A分子筛(4.20g)、13X分子筛(4.26g)和硅藻土(4.11g)干燥。通过二氧化硅的塞子(30g)滗出干燥剂，并用150mL的二氯甲烷洗。溶液通过旋转式蒸发器在低于35℃下浓缩为粘稠的油状物。这个油状物用乙醚(2×100ml)研制，半固体在真空下干燥得金黄色固体(2.78g，HPLC87.9％，44％收率)。
IR(KBr盘)3276s，3029m，2949s，2872m，1783s，1725s，1666s，1630s，1610s，1520m，1454m，1345s，1219s，1103s，1053s，926m，852s，768m，737s，700m cm。
NMR(1H 400MHz)1.55(m，1H)，1.9(m，2H)，2.35(m，1H)，3.25(d，1H SCH2)，3.65(d，1H SCH2)，3.6(d，2H PhCH2CO)，3.8-3.9(m，2H)，4.9(m，1H)，4.95(d，1H)，5.25(dd，2H NO2PhCH2O)，5.8(dd，1H)，6.1(d，1H，NH)，7.23-7.35(m，5H)，7.55(d，2H)，8.2(d，2H)。
实施例5.式(IVb)的化合物的制备一种式(Vb)化合物 加入碘化盐转化成式(IVb)化合物；其中R1是对硝基苄基；R2是苄基。
当参考本发明的某一特定的实施方式来说明和图解本发明时，本领域技术人员应当理解，在不背离本发明精神和范围的情况下可以进行操作和原始记录的各种修改、变化、修饰、取代、删除或增加。因此，预期本发明由以下的权利要求的范围确定，并且该权利要求尽可能合理地宽泛地被解释。
权利要求
1.制备式(IVa)化合物的方法 其中R1是对硝基苄基或烯丙基，且R2是苄基或取代的苄基；包含以下步骤使式(V)的化合物 其中R1和R2如上定义；与碘化盐反应生成式(IVa)化合物。
2.制备式(III)化合物的方法 其中R1是对硝基苄基或烯丙基，R2是苄基或取代的苄基；且R3是C1-6烷基；包括使如权利要求1所述的式(IVa)化合物与P(OR3)3在溶剂中反应的步骤。
3.权利要求2的方法，其中R3是甲基。
4.权利要求2的方法，进一步包括以下步骤(1)在LiCl和有机可溶性碱存在下，在溶剂中加热所述式(III)化合物形成式(II)化合物 其中R1是对硝基苄基或烯丙基，且R2是苄基或取代的苄基；和(2)使式(II)化合物与R4-OH和PX5反应，生成式(I)化合物； 其中R1如上定义，且R4是C1-6烷基，且X是卤素。
5.权利要求4的方法，其中R1是对硝基苄基，R2是苄基，R3是甲基，X是氯；且R4是异丁基。
6.权利要求4的方法，其中所述有机可溶性碱是二异丙基乙胺，并且所述溶剂是二氯甲烷。
7.制备式(I)化合物的方法 其中，R1是对硝基苄基或烯丙基；X是卤素；包括以下步骤(1)使式(V)化合物 其中R1是对硝基苄基或烯丙基，且R2是苄基或取代的苄基；与碘化盐反应生成如权利要求1所述的式(IVa)化合物；(2)使式(IVa)化合物与P(OR3)3在溶剂中反应，获得如权利要求2所述的式(III)的化合物，其中R3是C1-6烷基；(3)在LiCl和有机可溶性碱存在下，在所述溶剂中加热来自步骤(2)的式(III)化合物，形成如权利要求4所述的式(II)化合物；和(4)使式(III)化合物与R4-OH和PX5反应生成式I的化合物；其中R4是C1-6烷基；且X是卤素。
8.根据权利要求1、2或7任一项所述的方法，其中R1是对硝基苄基。
9.根据权利要求1、2或7任一项所述的方法，其中R2是被1-3个各自独立选自C1-6烷基的取代基或卤素取代的苄基。
10.权利要求7的方法，其中R3是甲基。
11.权利要求7或10方法，其中X是氯。
12.权利要求10或11的方法，其中R1是对硝基苄基。
13.式(IV)的化合物 其中R1是对硝基苄基；R2是苄基；其中*表示代表(R)或(S)的绝对构型的手性中心；其中所述化合物包含比例为0∶1-1∶0的(R)和(S)的异构体。
14.式(IVa)或(IVb)的化合物 其中R1是对硝基苄基；R2是苄基。
全文摘要
本发明涉及制备式(I)化合物及其异构体的方法，其中R
文档编号C07D501/18GK1930173SQ200580007559
公开日2007年3月14日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年3月9日
发明者森田广正, 永仓功, T·诺里斯 申请人:辉瑞产品公司