专利名称：制备取代的2－(2,6－二氧代哌啶－3－基)－1－氧代异吲哚啉的方法
1.发明领域本发明涉及制备用于降低哺乳动物中肿瘤坏死因子α水平或活性的化合物的方法。更具体而言，本发明涉及合成取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法。特别地，本发明涉及用于制备3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的方法。
2.发明背景肿瘤坏死因子α或TNFα的过量或上调产生与多种疾病有关。这些疾病包括内毒素血症和/或中毒性休克综合征(Tracey等人，Nature 330，662-664(1987)和Hinshaw等人，Circ.Shock 30，279-292(1990))、恶病质(Dezube等人，Lancet 335(8690)，662(1990))和成人呼吸窘迫综合征(Millar等人，Lancet 2(8665)，712-714(1989))。某些取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉已显示出可降低TNFα水平(国际公开号WO 98/03502，其全部内容引入本文作为参考)。
已证实具有具体治疗前景的氧代异吲哚啉是3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮(REVLIMIDTM)。这种化合物已显示出可用于治疗和预防多种疾病和病症，包括但不限于炎性疾病、自身免疫病和癌症，包括实体和同源癌症。REVLIMID已接受了食品和药物管理局的快速跟踪计划，用于治疗多发性骨髓瘤和骨髓增生异常综合征。此外，REVLIMID在进行治疗血液性和实体肿瘤癌症和免疫性和炎性疾病的晚期临床试验。
合成取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的现有方法记载在国际公开号WO 98/03502(参见页7，行22～页10，行33，和实施例1～18)和Muller等人，Bioorgan.Med.Chem.Lett.9，1625-1630(1999)中。在一种现有方法中，N-保护的谷氨酰胺被环化，然后脱保护，产生α-氨基戊二酰亚胺盐酸盐。α-氨基戊二酰亚胺盐酸盐与取代的2-溴甲基苯甲酸甲酯偶联，形成2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉。然后，在需要时苯并的取代基转化成另一种取代基。
尽管这些方法可行并用于制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉，但是有可能进行变化，从而使合成更有效率。
在本申请第2部分中所引述的任何参考文献不应被解释为承认这些参考文献构成本申请的现有技术。
3.发明概述本发明提供商业上制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的有成本效益和易于用商业试剂实现规模扩大的方法。在一个实施方案中，本发明提供一种制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，包括如下步骤(1)酯化N-保护的或-未保护的谷氨酰胺；(2)如果被保护，那么使酯化谷氨酰胺的α-氨基脱保护；(3)使N-脱保护的酯化谷氨酰胺与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(4)环化偶联的产物；和(5)任选在一个或多个步骤中使环化产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基。
在另一个实施方案中，本发明提供一种制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，包括如下步骤(1)酯化N-保护的或-未保护的谷氨酰胺；(2)如果被保护，那么使酯化谷氨酰胺的α-氨基脱保护；(3)使N-脱保护的酯化谷氨酰胺与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(4)在一个或多个步骤中使偶联的产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基；和(5)环化转化产物。
在另一个实施方案中，本发明提供按方案1所述制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，其中R1-R9、X和ProtG1按下述定义。R1’-R4’指R1-R4取代基中的一个或多个可以任选在一个或多个步骤中分别转化成相应的R1’-R4’取代基。这些实施方案中的一个包括步骤1、2、3、4和5。另一个实施方案包括步骤1、2、3、6和7。
在其它实施方案中，本发明提供按方案2所述制备单-苯并的-取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，其中R1-R9、X和ProtG1按下述定义。在需要时，苯并的取代基R1可以转化成R2。这些实施方案中的一个包括步骤1、2、3、4和5。另一个实施方案包括步骤1、2、3、6和7。
在另一个实施方案中，本发明提供按方案3所述合成3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的方法。这些实施方案中的一个包括步骤1、2、3、4和5。另一个实施方案包括步骤1、2、3、6和7。
在另一个实施方案中，本发明的方法用于制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型。在另一个实施方案中，本发明的方法用于制备用于预防或治疗与TNFα异常高水平或活性相关的疾病或病症的化合物。在另一个实施方案中，本发明的方法用于制备用于治疗或预防肿瘤病症的化合物。
4.发明详述4.1术语除非另有说明，本文中，术语″卤代″、″卤素″等指-F、-Cl、-Br或-I。
除非另有说明，本文中，术语″较低分子量卤素″指-F或-Cl。
除非另有说明，本文中，术语″较高分子量卤素″指-Br或-I。
除非另有说明，本文中，术语″烷基″指饱和、一价、非支链或支链烃链。烷基的实例包括但不限于(C1-C6)烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、2-甲基-1-丙基、2-甲基-2-丙基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-3-丁基、2，2-二甲基-1-丙基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2，2-二甲基-1-丁基、3，3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基和己基。较长的烷基包括庚基、辛基、壬基和癸基。烷基可以是未取代的或用一种或多种适合的取代基所取代。
除非另有说明，本文中，术语″烷氧基″指通过氧原子与另一种基团连接的烷基(即，-O-烷基)。烷氧基可以是未取代的或用一种或多种适合的取代基所取代。烷氧基的实例包括但不限于(C1-C6)烷氧基，如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基、-O-异丙基、-O-2-甲基-1-丙基、-O-2-甲基-2-丙基、-O-2-甲基-1-丁基、-O-3-甲基-1-丁基、-O-2-甲基-3-丁基、-O-2，2-二甲基-1-丙基、-O-2-甲基-1-戊基、3-O-甲基-1-戊基、-O-4-甲基-1-戊基、-O-2-甲基-2-戊基、-O-3-甲基-2-戊基、-O-4-甲基-2-戊基、-O-2，2-二甲基-1-丁基、-O-3，3-二甲基-1-丁基、-O-2-乙基-1-丁基、-O-丁基、-O-异丁基、-O-叔丁基、-O-戊基、-O-异戊基、-O-新戊基和-O-己基。
除非另有说明，本文中，术语″低级烷基″指具有1～4个碳原子的烷基。其例子包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基和叔丁基(tBu或t-丁基)。
除非另有说明，本文中，术语″低级烷氧基″指通过氧原子与另一种基团连接的低级烷基(即，-O-低级烷基)。其例子包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、异丁氧基、和叔丁氧基(tOBu或t-丁氧基)。
除非另有说明，本文中，术语″醇″指用-OH基取代的任何化合物。
除非另有说明，本发明的化合物，包括用于制备本发明的化合物的中间体，均含有反应性官能团(例如但不限于羧基、羟基和氨基部分)，也包括其保护的衍生物。″保护的衍生物″是其中反应性部位被一种或多种保护基(也称作封闭基团)所封闭的那些化合物。羧基部分用的适合保护基包括苄基、叔丁基等。氨基和酰氨基用的适合保护基包括乙酰基、叔丁氧基羰基、苄氧基羰基等。羟基用的适合保护基包括苄基等。其它适合保护基对于本领域所属技术人员是公知的。保护基的选择和使用以及安装和除去保护基的反应条件记载在T.W.Green，″Protective Groups in OrganicSynthesis″，第3版，Wiley，New York，1999中，该文献全部内容引入本文作为参考。
除非另有说明，本文中，用于描述化合物或化学部分的术语″取代的″指该化合物或化学部分的至少一个氢原子被第二个化学部分置换。第二化学部分可以是任何不会对化合物的所要求的活性产生不利影响的取代基。取代基的实例为此处所公开的示例性化合物和实施方案中的那些取代基以及卤素；C1-8烷基；C2-8烯基；C2-8炔基；羟基；C1-6烷氧基；氨基；硝基；巯基；硫醚；亚胺；氰基；酰氨基；膦酸根合；膦；羧基；硫代羰基；磺酰基；磺酰胺；酮；醛；酯；氧(＝O)；卤代烷基(例如，三氟甲基)；碳环环烷基，可为单环或稠合或非稠合多环(例如，环丙基、环丁基、环戊基或环己基)，或杂环烷基，可为单环或稠合或非稠合多环(例如，吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基或噻嗪基)；碳环或杂环，单环或稠合或非稠合多环芳基(例如、苯基、萘基、吡咯基、吲哚基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、三唑基、四唑基、吡唑基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基、吖啶基、吡嗪基、哒嗪基、嘧啶基、苯并咪唑基、苯并噻吩基或苯并呋喃基)；氨基(伯、仲或叔)；o-低级烷基；o-芳基、芳基；芳基-低级烷基；CO2CH3；CONH2；OCH2CONH2；NH2；SO2NH2；OCHF2；CF3；OCF3；-NH((C1-C8)烷基)；-N((C1-C8)烷基)2；-NH((C6)芳基)；-N((C6)芳基)2；-CHO；-CO((C1-C8)烷基)；-CO((C6)芳基)；-CO2((C1-C8)烷基)；和-CO2((C6)芳基)；并且，这样的部分也可任选地被稠环结构或桥例如-OCH2O-取代。这些取代基可任选进一步用选自这类基团的取代基取代。
除非另有说明，本文中，″基本上没有″某化合物的组合物指组合物含有小于约20％重量、更优选小于约10％重量、再更优选小于约5％重量，和最优选小于约3％重量的该化合物。
除非另有说明，本文中，术语″立体异构纯″指包含化合物的一种立体异构体并基本上没有该化合物的其它立体异构体的组合物。
除非另有说明，本文中，术语″对映体纯″指具有一个手性中心的化合物的立体异构纯的组合物。
除非另有说明，本文中，术语″外消旋的″或″外消旋体″指在分子中相对于所有手性中心具有约50％的一种对映异构体和约50％的对应的对映异构体。本发明包括本发明的化合物的所有对映体纯的、对映体富集的、非对映异构体纯的、非对映异构体富集的和外消旋混合物。
除非另有说明，本文中，术语″本发明的方法″指所述用于制备本发明的化合物的方法。本发明还包括对所述方法的改进(例如原料、试剂、保护基、溶剂、温度、反应时间、纯化)。
除非另有说明，本文中，术语″加入″等指使一种反应物、试剂、溶剂、催化剂等与另一种反应物、试剂、溶剂、催化剂等接触。反应物、试剂、溶剂、催化剂等可以各自、同时或单独加入，并可以任何顺序加入。可以在加热或没有加热下加入，并可以任选地在惰性气氛中加入。
除非另有说明，本文中，术语″偶联″等指通过化学反应共价连接两种或多种反应物。连接可以通过酸、碱、活化剂、催化剂等促进。连接可以在有或没有加热、光、声(声波处理)、微波照射等存在下进行，并可以任选地在惰性气氛中进行。
除非另有说明，本文中，″基本完成″的反应或反应被促使″基本完成″指反应达到大于约80％重量产率，更优选大于约90％重量产率，再更优选大于约95％重量产率，和最优选大于约97％重量产率的所需产物。
除非另有说明，本文中，术语″药学上可接受的盐″指从药学上可接受的无毒无机酸或有机酸制备的盐。适合的无毒酸包括但不限于乙酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、柠檬酸、乙烯磺酸、富马酸、葡萄糖酸、谷氨酸、氢溴酸、盐酸、羟乙基磺酸、乳酸、马来酸、苹果酸、扁桃酸、甲磺酸、粘酸、硝酸、双羟萘酸、泛酸、磷酸、琥珀酸、硫酸、酒石酸和对甲苯二甲酸。例如、具体的药学上可接受的盐是盐酸、马来酸和酒石酸的盐。
除非另有说明，本文中，术语″水合物″指本发明的化合物或其盐进一步包含化学计量或非化学计量的通过非共价分子间力结合的水。
除非另有说明，本文中，术语″溶剂化物″指一种或多种溶剂分子与本发明化合物缔合而形成的溶剂化物。术语″溶剂化物″包括水合物(例如、一水合物、二水合物、三水合物、四水合物等)。
除非另有说明，本文中，术语″多晶型″指本发明化合物或其复合物的固体结晶形式。同一化合物的不同多晶型可能表现出不同的物理、化学和/或光谱性能。
除非另有说明，本文中，短语″与异常高水平或活性的TNFα相关的疾病或病症″指如果TNFα水平或活性较低则不会出现、承受或引起症状的疾病或病症，或通过降低TNFα水平或活性可以预防或治疗的疾病或病症。
除非另有说明，本文中，术语“治疗”指给予一种或多种治疗方法(例如一种或多种治疗剂如本发明的化合物)来减轻或改善疾病或病症的进展、严重程度和/或持续时间，或改善疾病或病症的一种或多种症状(优选地，一种或多种可辨别症状)。
除非另有说明，本文中，术语“预防”是指降低获得或发展成给定疾病或病症的可能性，或降低或抑制给定疾病或病症的一种或多种症状的复发、发作或发展。
基团或试剂的首字母缩略词或符号定义如下ProtG＝保护基；Cbz＝苄氧基羰基；Boc＝叔丁氧基羰基；Fmoc＝9-芴基甲氧基羰基；p-TsOH＝对甲苯磺酸；TFA＝三氟乙酸；TMSCl＝三甲基氯硅烷；DMAP＝N，N-二甲氨基吡啶；DBU＝1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯；CDI＝1，1′-羰基二咪唑；NBS＝N-溴琥珀酰亚胺；VAZO＝1，1′-偶氮双(环己烷腈)；DMF＝N，N-二甲基甲酰胺；THF＝四氢呋喃；DCM＝二氯甲烷；MTBE＝甲基叔丁基醚。
如果在所述结构与所给出的该结构的名称之间有差异，则所述的结构应该具有更高的权重。此外，如果没有用例如粗线或虚线指出结构或结构的一部分的立体化学，则应当理解为该结构或结构的一部分包括其所有立体异构体。
结合以下详细说明和示例性实施例可以更全面地理解本发明，以下仅用于解释本发明的非限制性实施方案。
4.2本发明的方法本发明提供商业上制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的有成本效益和有效的方法。在一个实施方案中，本发明提供一种制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，包括如下步骤(1)保护谷氨酰胺的α-氨基；(2)酯化N-保护的谷氨酰胺；(3)使酯化谷氨酰胺的α-氨基脱保护；(4)使N-脱保护的谷氨酰胺酯与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(5)环化偶联的产物；和(6)任选在一个或多个步骤中使环化产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基。在一个实施方案中，N-脱保护的谷氨酰胺酯是游离胺。在另一个实施方案中，N-脱保护的谷氨酰胺酯是酸加成盐。在一个具体实施方案中，N-脱保护的谷氨酰胺酯是盐酸盐。
在另一个实施方案中，本发明提供一种制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，包括如下步骤(1)酯化谷氨酰胺；(2)使酯化谷氨酰胺与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(3)环化偶联的产物；和(4)任选在一个或多个步骤中使环化产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基。在一个实施方案中，酯化谷氨酰胺是游离胺。在另一个实施方案中，酯化谷氨酰胺是酸加成盐。在一个具体实施方案中，酯化谷氨酰胺是盐酸盐。
在另一个实施方案中，本发明提供一种制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，包括如下步骤(1)保护谷氨酰胺的α-氨基；(2)酯化N-保护的谷氨酰胺；(3)使酯化谷氨酰胺的α-氨基脱保护；(4)使N-脱保护的谷氨酰胺酯与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(5)在一个或多个步骤中使偶联的产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基；和(6)环化转化产物。在一个实施方案中，N-脱保护的谷氨酰胺酯是游离胺。在另一个实施方案中，N-脱保护的谷氨酰胺酯是酸加成盐。在一个具体实施方案中，N-脱保护的谷氨酰胺酯是盐酸盐。
在另一个实施方案中，本发明提供一种制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法，包括如下步骤(1)酯化谷氨酰胺；(2)使酯化谷氨酰胺与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(3)在一个或多个步骤中使偶联的产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基；和(4)环化转化产物。在一个实施方案中，酯化谷氨酰胺是游离胺。在另一个实施方案中，酯化谷氨酰胺是酸加成盐。在一个具体实施方案中，酯化谷氨酰胺是盐酸盐。
在一个实施方案中，本发明涉及一种制备具有式I化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型的方法
其中每个R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基或苄基；和ProtG2为适合的N-保护基，所述方法包括以下可选顺序的步骤(1)(a)使谷氨酰胺酯或其盐与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(b)环化偶联的产物；和(c)任选在一个或多个步骤中使环化产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基，或(2)(a)使谷氨酰胺酯或其盐与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(b)在一个或多个步骤中使偶联的产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基；和(c)环化转化产物。
对于上述各实施方案，谷氨酰胺的α-氨基可以作为例如酰胺(例如，三氟乙酰胺)或氨基甲酸酯(例如，Cbz、Boc或Fmoc氨基甲酸酯)被保护。N-保护基可以各种方具有式除去，包括但不限于在酸性条件下(例如，对于Boc氨基甲酸酯)或在碱性条件下(例如，对于Fmoc氨基甲酸酯或三氟乙酰胺)催化氢解(例如，对于Cbz氨基甲酸酯)。N-保护的或N-未保护的谷氨酰胺的羧基可以被酯化成例如烷基酯或苄基酯。各种酯化方法在本领域中是公知的。例如，可以在酸性条件下在相应的醇中进行酯化。相应的醇可以在活化剂例如碳二亚胺存在下进行酯化。也可以在碱性条件下使用相应的烷基卤或苄基卤进行酯化。
谷氨酰胺酯或其盐可以在碱性条件下与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联。可以通过例如在自由基条件下使用适当卤化剂卤化相应的任选取代的2-烷基苯甲酸酯来生成任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯。环化形成2，6-哌啶二酮部分可以在酸性或碱性条件下使用酯基团作为接受基团来进行。环化也可以在活化剂(例如，亚硫酰氯、草酰氯、CDI等)存在下使用羧基作为接受基团来进行。在苯并的取代基的各种可能转化中，苯并的-NO2基团可以还原成-NH2基团，保护的苯并的-NHProtG2基团可以被解除阻挡，生成-NH2基团。
在另一个实施方案中，本发明提供按方案1所述制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的方法。在这些实施方案中(a)每个R1、R2、R3、R4、R1’、RU、R3’和R4’独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；(b)每个R5和R6独立地为氢或烷基；(c)R7为氢、卤素、烷基或苄基；(d)R8为氢、烷基或苄基；(e)R9为烷基；(f)X为卤素；和(g)每个ProtG1和ProtG2独立地为适合的N-保护基。
R1’、R2’、R3’和R4’指R1、R2、R3和/或R4取代基中的一个或多个分别在一个或多个步骤中任选转化成相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基。
方案1在方案1的一个实施方案中(a)每个R1、R2、R3、R4、R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、低分子量卤素、低级烷基、低级烷氧基、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；(b)每个R5和R6独立地为氢或低级烷基；(c)R7为氢或低级烷基；(d)R8为氢、低级烷基或苄基；(e)R9为低级烷基；
(f)X为高分子量卤素；和(g)每个ProtG1和ProtG2独立地为适合的酰基N-保护基。
在方案1的另一个实施方案中(a)每个R1、R2、R3和R4独立地为氢、-NO2或-NHProtG2；(b)每个R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、-NHProtG2或-NH2；(c)R7为氢或甲基；(d)R8为氢或甲基；(e)R9为甲基；(f)X为溴；(g)ProtG1为Cbz或Boc；和(h)ProtG2为Cbz、Boc、甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基或新戊酰基。
在一个实施方案中，本发明涉及一种制备具有式I化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型的方法 其中每个R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基或苄基；和ProtG2为适合的N-保护基，所述方法包括以下可选顺序的步骤
(1)(a)环化具有式5的化合物 和(b)在一个或多个步骤中任选使具有式6的环化产物上的R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个分别转化成具有式1的化合物的相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基 或(2)(a)在一个或多个步骤中使具有式5的化合物上的R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个分别转化成具有式7的化合物的相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基
和(b)环化具有式7的转化产物，其中，除非另有说明，对于两个顺序的步骤每个R1、R2、R3、R4、R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基或苄基；R8对于顺序(1)为烷基或苄基，对于顺序(2)为氢、烷基或苄基；和ProtG2为适合的N-保护基。
在方案1的一个实施方案中，N-保护的谷氨酰胺1在步骤1中被酯化。N-保护的谷氨酰胺可以是市售的，或按本领域中已知的保护谷氨酰胺的α-氨基来制备(参见例如T.W.Green，″Protective Groups in OrganicSynthesis″，第3版，Wiley，New York，1999)。在一个实施方案中，ProtG1为适合的N-保护基，R8为低级烷基或苄基。在一个具体实施方案中，ProtG1为Cbz，R8为甲基。对于酯化所选择的R8和条件尤其取决于N-封闭基团的性质。在一个实施方案中，ProtG1为Fmoc，R8为叔丁基，使用2-甲基-丙-1-烯和催化量的酸进行酯化。在另一个实施方案中，ProtG1为Boc，R8为甲基，并使用MeI和DBU进行酯化。
在另一个实施方案中，ProtG1为Cbz，R8为低级烷基，在相应的低级醇中在酸性条件下进行酯化。在另一个实施方案中，在低级醇中在催化量的活化剂存在下进行酯化。在一个具体实施方案中，活化剂为TMSCl。在另一个具体实施方案中，活化剂为乙酰氯。在另一个特定实施方案中，活化剂为TMSCl和乙酰氯。在一个实施方案中，低级醇中的酯化在提高的温度下进行。在一个具体实施方案中，低级醇中的酯化在低级醇回流的温度下进行。低级醇中的酯化通常进行到反应基本完成。在一个实施方案中，低级醇中的酯化进行至少约4小时。在一个特定实施方案中，ProtG1为Cbz，R8为甲基，在甲醇中进行酯化。
在方案1的步骤2中，酯2的N-保护基被裂解掉。在一个实施方案中，N-脱保护的酯3为游离胺。在另一个实施方案中，N-脱保护的酯3为酸加成盐。在一个具体实施方案中，N-脱保护的酯3为盐酸盐。对于N-封闭基裂解所选择的ProtG1和条件尤其取决于酯基团R8的性质。在一个实施方案中，R8为低级烷基或苄基，ProtG1为Boc，N-Boc基团在酸性条件下裂解。在一个具体实施方案中，使用TFA使N-Boc基团裂解。在另一个具体实施方案中，使用HCl使N-Boc基团裂解。在另一个实施方案中，R8为叔丁基，ProtG1为Fmoc，N-Fmoc基团在碱性条件下裂解。在一个实施方案中，使用哌啶使N-Fmoc基团裂解。
在另一个实施方案中，R8为低级烷基，ProtG1为Cbz，通过在氢中催化氢解使N-Cbz基团裂解。在一个实施方案中，使用金属催化剂使N-Cbz基团裂解。在另一个实施方案中，金属催化剂为Pd催化剂。在一个具体实施方案中，催化剂为5％Pd/C。在另一个具体实施方案中，催化剂为10％Pd/C。通常在驱使反应基本完成的氢压力下进行氢解。在一个实施方案中，在氢压力约40～50psi下进行氢解。在一个实施方案中，在质子溶剂中进行氢解。在另一个实施方案中，质子溶剂为低级醇。在一个具体实施方案中，溶剂为甲醇。在另一个特定实施方案中，溶剂为乙醇。在另一个实施方案中，在非质子溶剂中进行氢解。在一个具体实施方案中，非质子溶剂为乙酸乙酯。在另一个实施方案中，在质子溶剂和非质子溶剂的混合物中进行氢解。在一个实施方案中，质子溶剂和非质子溶剂的混合物包括低级醇和乙酸乙酯。在一个具体实施方案中，质子溶剂和非质子溶剂的混合物包括甲醇和乙酸乙酯。在另一个具体实施方案中，质子溶剂和非质子溶剂的混合物包括乙醇和乙酸乙酯。在一个实施方案中，在加入酸下进行氢解。在另一个实施方案中，在没有加入酸下进行氢解。在一个具体实施方案中，加入的酸为HCl。氢解通常进行到反应基本完成。在一个实施方案中，氢解进行至少约3小时。
在方案1的另一个实施方案中，酯3可以从氨基和羧基未保护的谷氨酰胺直接形成。在一个实施方案中，酯3为游离胺。在另一个实施方案中，酯3为酸加成盐。在一个具体实施方案中，酯3为盐酸盐。在一个实施方案中，R8为低级烷基，在相应的低级醇中在酸性条件下进行酯化，在一个具体实施方案中，在低级醇中在催化量的活化剂存在下进行酯化。在一个具体实施方案中，活化剂为TMSCl。在另一个具体实施方案中，活化剂为乙酰氯。在另一个具体实施方案中，活化剂为TMSCl和乙酰氯。在一个实施方案中，低级醇中的酯化在提高的温度下进行。在一个具体实施方案中，低级醇中的酯化在低级醇回流的温度下进行。低级醇中的酯化通常进行到反应基本完成。在一个实施方案中，低级醇中的酯化进行至少约4小时。在一个具体实施方案中，R8为甲基，在甲醇中进行酯化。此外，酯3的酸加成盐可以是市售的，如谷氨酰胺甲基酯盐酸盐。
在方案1的步骤3中，在一个实施方案中，苄基卤4与游离胺3偶联，或在另一个实施方案中与酸加成盐3偶联。在一个实施方案中，在碱存在下进行偶联。在一个实施方案中，碱为烷基胺。在一个具体实施方案中，碱为NEt3。在另一个实施方案中，碱为iPrEt2N。在另一个实施方案中，碱为碳酸盐或碳酸氢盐。在一个具体实施方案中，碱为NaHCO3。在另一个实施方案中，碱为吡啶。在一个具体实施方案中，碱为4-DMAP。在一个实施方案中，在极性溶剂中进行偶联，在一个具体实施方案中，极性溶剂为非质子的。在一个具体实施方案中，溶剂为DMF。在另一个具体实施方案中，溶剂为乙腈。在另一个具体实施方案中，溶剂为THF。在一个实施方案中，在环境温度下进行偶联。在另一个实施方案中，在提高的温度下进行偶联。在一个具体实施方案中，在溶剂回流温度下进行偶联。偶联通常进行到反应基本完成。在一个实施方案中，偶联进行至少约1小时。
可以通过卤化相应的任选取代的2-烷基苯甲酸酯生成苄基卤4。在一个实施方案中，X为卤素。在另一个实施方案中，X为较高分子量卤素。在一个具体实施方案中，X为溴，通过在自由基引发剂存在下用溴化剂溴化相应的任选取代的2-烷基苯甲酸酯制备苄基溴4。在一个具体实施方案中，溴化剂为NBS。在一个具体实施方案中，自由基引发剂为光，在另一个具体实施方案中自由基引发剂为VAZO(即，1，1′-偶氮双(环己烷腈))。在一个实施方案中，R9为低级烷基。在一个具体实施方案中，R9为甲基。
从方案1的共同中间体5，可按不同顺序环化形成2，6-哌啶二酮环和在一个或多个步骤中使一个或多个苯并的取代基R1、R2、R3和/或R4任选转化。在一个实施方案中，任选在步骤5中使一个或多个苯并的取代基转化(可以包括一个或多个步骤)之前在步骤4中进行环化。化合物6和I都是取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉。
在一个实施方案中，使用酯基团作为接受基团进行方案1步骤4中的环化。在一个实施方案中，R8为低级烷基。在一个具体实施方案中，R8为甲基。在一个实施方案中，在酸存在下进行环化。在另一个实施方案中，使用催化量的酸。在一个具体实施方案中，酸为对-TsOH。在一个实施方案中，在酸性条件下在非质子溶剂中进行环化。在另一个实施方案中，非质子溶剂为非极性的。在一个具体实施方案中，溶剂为甲苯。在一个实施方案中，在环境温度下进行环化。在另一个实施方案中，在提高的温度下进行环化。在一个具体实施方案中，在溶剂回流温度下进行环化。
在另一个实施方案中，在碱存在下使用酯基团作为接受基团进行环化。在一个实施方案中，碱为醇盐。在一个具体实施方案中，碱为立体体积大的醇盐。在一个具体实施方案中，碱为KOtBu。在另一个实施方案中，碱为碳酸盐。在一个具体实施方案中，碱为K2CO3。在一个实施方案中，在碱性条件下在非质子溶剂中进行环化。在另一个实施方案中，非质子溶剂为极性的。在一个具体实施方案中，溶剂为THF。在另一个具体实施方案中，溶剂为乙腈。通常在驱使反应基本完成的温度下进行环化。在一个实施方案中，在环境温度下进行环化。在另一个实施方案中，在低于环境温度的温度下进行环化。在一个具体实施方案中，在约0～5℃下进行环化。在另一个实施方案中，在提高的温度下进行环化，在一个具体实施方案中，在溶剂回流温度下进行环化。环化通常进行到反应基本完成。在一个实施方案中，进行环化至少约0.5小时。
在另一个实施方案中，使用羧基作为接受基团(即，R8为氢)进行环化。在一个实施方案中，使用活化羧基的活化剂进行环化。在一个具体实施方案中，活化剂为亚硫酰氯。在另一个具体实施方案中，活化剂为CDI。在另一个实施方案中，在第二活化剂存在下进行环化。在一个具体实施方案中，第二活化剂为4-DMAP。在一个实施方案中，在碱存在下进行环化。在一个实施方案中，碱为烷基胺。在一个具体实施方案中，碱为NEt3。在一个具体实施方案中，碱为iPrEt2N。在另一个实施方案中，碱属于胺的吡啶家族。在一个具体实施方案中，碱为吡啶。在另一个实施方案中，在碱的混合物存在下进行环化。在一个实施方案中，碱的混合物包括烷基胺和属于胺的吡啶家族的胺。在一个具体实施方案中，碱的混合物为NEt3和吡啶。在一个实施方案中，在非质子溶剂中进行环化。在另一个实施方案中，非质子溶剂为极性的。在一个具体实施方案中，溶剂为DCM。在另一个具体实施方案中，溶剂为THF。通常在驱使反应基本完成的温度下进行环化。在一个实施方案中，在低于和包括环境温度的温度范围下进行环化。在一个具体实施方案中，在约-30℃到环境温度下进行环化。在另一个实施方案中，在提高的温度下进行环化。在一个具体实施方案中，在溶剂回流温度下进行环化。环化通常进行到反应基本完成。在一个实施方案中，进行环化至少约3小时。
如果需要使用羧基作为接受基团的环化，那么在使胺或酸加成盐3与苄基卤4偶联后，可以用各种方法从酯基团生成羧基，这尤其取决于中间体5中酯基团的性质和其它官能团的性质。在一个实施方案中，R8为苄基，通过用催化剂氢解苄基酯转化为羧基。在一个实施方案中，催化剂为金属催化剂。在另一个实施方案中，催化剂为Pd催化剂，在一个具体实施方案中，为Pd/C催化剂。在另一个实施方案中，R8为叔丁基，叔丁基酯在酸存在下转化为羧基。在一个具体实施方案中，酸为TFA，在另一个具体实施方案中，为HCl。在另一个实施方案中，R8为低级烷基。在一个具体实施方案中，R8为甲基。在一个实施方案中，低级烷基酯在酸和水存在下转化为羧基。在另一个实施方案中，低级烷基酯在碱存在下转化为羧基(适当酸化处理后)。在一个实施方案中，碱为氢氧化物。在一个具体实施方案中，碱为LiOH，在另一个具体实施方案中，为NaOH，在另一个具体实施方案中，为KOH。
如果需要外消旋的取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉，那么在碱性条件下使用酯基团作为接受基团进行环化具有优点。碱可以使R7所连接的任何手性立构中心外消旋化，其中R7为氢。相反，如果需要对映体纯的取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉，那么在酸性条件下使用酯基团作为接受基团或在活化剂存在下使用羧基作为接受基团进行环化具有优点。在后两种情况下，反应条件可以保持R7所连接的任何手性立构中心的立体化学。
在环化形成戊二酰亚胺环之后，一个或多个苯并的R1、R2、R3和/或R4取代基可以任选在一个或多个步骤中(在方案1中总称为步骤5)分别转化成相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基。在一个实施方案中，R1、R2、R3或R4之一是-NO2，其分别被还原成相应的R1’、R2’、R3’或R4’的-NH2。在一个具体实施方案中，R4为-NO2，其被还原成R4’的-NH2。在一个实施方案中，在氢中使用金属催化剂，将-NO2还原成-NH2，在一个具体实施方案中，催化剂为Pd催化剂。在一个具体实施方案中，催化剂为10％Pd/C。在另一个具体实施方案中，催化剂为5％Pd/C。在一个实施方案中，在质子溶剂中进行还原。在另一个实施方案中，质子溶剂为醇，在一个实施方案中，质子溶剂为低级醇。在一个具体实施方案中，溶剂为乙醇，在另一个具体实施方案中，为甲醇。在另一个实施方案中，溶剂为丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或叔丁醇。在另一个实施方案中，在非极性、非质子溶剂中进行还原。在一个具体实施方案中，溶剂为1，4-二氧六环。在另一个实施方案中，在极性、非质子溶剂中进行还原。在一个具体实施方案中，溶剂为丙酮，在另一个实施方案中，溶剂为DMSO、DMF或THF。通常在驱使反应基本完成的氢压力下进行还原。在一个具体实施方案中，在约40～50psi的氢压力下进行还原。在一个实施方案中，在环境温度下进行还原。还原通常进行到反应基本完成。在一个实施方案中，进行还原至少约2小时.
在另一个实施方案中，R1、R2、R3或R4之一是-NHProtG2，其分别经脱保护得到相应的R1’、R2’、R3’或R4’的-NH2。在一个具体实施方案中，R4为-NHProtG2，其经脱保护得到R4’的-NH2。在一个实施方案中，苯并的-NHProtG2取代基的保护基ProtG2是在温和条件下选择性除去的酰基。在一个具体实施方案中，ProtG2为甲酰基，在另一个具体实施方案中，ProtG2为乙酰基。在另一个实施方案中，ProtG2为在羰基α位分支出来的的低级烷酰基。在一个具体实施方案中，ProtG2为新戊酰基，在另一个具体实施方案中，ProtG2为三氟乙酰基。在一个具体实施方案中，在碱性条件下使苯并的-NHC(O)CF3基团去封闭。在另一个实施方案中，-NHProtG2为氨基甲酸酯。在一个具体实施方案中，ProtG2为Boc，在另一个具体实施方案中，ProtG2为Cbz。在具体的实施方案中，苯并的-NHBoc基团在酸性条件下脱保护，通过使用催化剂氢解使苯并的-NHCbz基团去封闭。
ProtG2的选择尤其取决于保护基在不需要脱离的反应条件下的稳定性和取决于其它官能团在除去保护基所需条件下的稳定性。ProtG2的各种选择和除去它的条件在本领域中是公知的，例如记载在T.W.Green，″Protective Groups in Organic Synthesis″，第3版，Wiley，New York，1999中。具有完整的苯并的-NHProtG2取代基的取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉也可表现出生物性能，因此可以不需要除去ProtG2。
从方案1的共同中间体5，一个或多个苯并的R1、R2、R3和/或R4取代基可以任选在一个或多个步骤中(总称为步骤6)分别转化成相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基，然后在步骤7中环化氧代异吲哚啉7生成取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉I。对于步骤4中的环化和步骤5中的苯并取代基的转化的上述说明以及对于步骤4和5所述的其它实施方案通常适用于步骤6中的苯并取代基的转化和步骤7中的环化。此外，如果在步骤7中使用羧基作为接受基团进行环化，可以从R8为烷基或苄基的相应的化合物7生成R8为氢的化合物7。
在苯并的取代基转化之前进行环化或在环化之前使苯并的取代基转化取决于各种因素。例如，如果苯并的取代基转化会生成与环化所需条件不相容的另一种取代基，那么在步骤5中苯并的取代基转化之前在步骤4中进行环化。
方案2说明合成单-苯并的-取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉的具体实施方案。在这些实施方案中(a)每个R1和R2独立地为卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6，并可以占据苯环上的任何位置；(b)每个R5和R6独立地为氢或烷基；(c)R7为氢、卤素、烷基或苄基；(d)R8为氢、烷基或苄基；(e)R9为烷基；(f)X为卤素；和(g)每个ProtG1或ProtG2独立地为适合的N-保护基。
R2指R1可以任选转化成R2。
方案2在方案2的一个实施方案中(a)每个R1和R2独立地为低分子量卤素、低级烷基、低级烷氧基、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6，并可以占据苯环上的任何位置；(b)每个R5和R6独立地为氢或低级烷基；(c)R7为氢或低级烷基；(d)R8为氢、低级烷基或苄基；(e)R9为低级烷基；(f)X为高分子量卤素；和(g)每个ProtG1和ProtG2独立地为适合的酰基N-保护基。
在方案2的另一个实施方案中
(a)R1为-NO2或-NHProtG2，并可以占据苯并环上的任何位置；(b)R2为-NH2，并在苯并环上占据与R1相同的位置；(c)R7为氢或甲基；(d)R8为氢或甲基；(e)R9为甲基；(f)X为溴；(g)ProtG1为Cbz或Boc；和(h)ProtG2为Cbz、Boc、甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基或新戊酰基。
在一个实施方案中，本发明涉及一种制备具有式II的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型的方法 其中R2为卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基或苄基；和ProtG2为适合的N-保护基，所述方法包括以下可选顺序的步骤(1)(a)环化具有式9的化合物
和(b)任选使具有式10的环化产物的R1取代基转化成具有式II的化合物的R2取代基 或(2)(a)使具有式9化合物的R1取代基转化成具有式11的化合物的R2取代基 和(b)环化具有式11的转化产物，其中，除非另有说明，对于两个顺序的步骤每个R1和R2独立地为卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基或苄基；R8对于顺序(1)为烷基或苄基，对于顺序(2)为氢、烷基或苄基；和
ProtG2为适合的N-保护基。
方案1的说明和对于方案1所述的其它实施方案通常适用于方案2。具体而言，方案1中步骤1、2、3、4、5、6和7的说明和对于方案1所述的其它实施方案通常分别适用于方案2中的相应步骤1、2、3、4、5、6和7。
环化形成2，6-哌啶二酮环和任选使苯并的取代基R1转化成R2可以从方案2的共同中间体9以不同顺序进行。在一个实施方案中，在步骤5中苯并的取代基转化之前在步骤4中进行环化。化合物10和II都是单-苯并的-取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉。在另一个实施方案中，在步骤7中环化生成II之前苯并的取代基在步骤6中转化。
在方案2的步骤4或步骤7中，谷氨酰胺侧链的环化可以多种方式进行。在一个实施方案中，在酸性条件下使用酯基团{例如，R8为低级烷基)作为接受基团进行环化。在另一个实施方案中，在碱性条件下使用酯基团(例如，R8为低级烷基)作为接受基团进行环化。在一个具体实施方案中，在酸性或碱性条件下，R8为甲基。在另一个实施方案中，在活化剂存在下用羧基(即，R8为氢)作为接受基团进行环化。
环化条件的选择尤其取决于环化产物所需的立体化学。使用酯基团作为接受基团在碱性条件下进行环化可以使R7所连接的任何手性立构中心外消旋化，其中R7为氢。相反，在酸性条件下使用酯基团作为接受基团或在活化剂存在下使用羧基作为接受基团进行环化可以保持R7所连接的任何手性立构中心的立体化学。
在需要时，多种苯并的取代基R1可以转化成R2。在一个实施方案中，R1为-NO2，并且其被还原成-NH2。在一个具体实施方案中，R1是4-NO2，其被还原成4-NH2。在一个实施方案中，通过金属催化剂促进苯并的硝基的还原。在一个具体实施方案中，催化剂为Pd催化剂，在一个具体实施方案中，催化剂为Pd/C催化剂。在另一个实施方案中，R1为-NHProtG2，裂解保护基ProtG2得到-NH2。在一个具体实施方案中，R1为4-NHProtG2，去除ProtG2得到4-NH2。在另一个实施方案中，ProtG2为Cbz，通过使用金属催化剂氢解去除。在一个具体实施方案中，催化剂为Pd催化剂，在一个具体实施方案中，催化剂为Pd/C催化剂。如果苯并的-NO2基团用金属催化剂还原成-NH2，或如果用金属催化剂使苯并的-NHCbz基团去除封闭，那么在方案2的步骤7环化之前在步骤6中进行转化的一种可能优点在于，与在步骤5中转化之前在步骤4中进行环化相比，更少的残余金属会与最终产物II结合。
在方案3中，通过合成治疗活性的3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮说明本发明的具体实施方案。方案1的说明和对于方案1所述的其它实施方案通常适用于方案3。具体而言，方案1中步骤1、2、3、4、5、6和7的说明和对于方案1所述的其它实施方案通常分别适用于方案3中的相应步骤1、2、3、4、5、6和7。在合成3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的具体实施方案中，更改的变量包括但不限于反应溶剂、反应时间、反应温度、试剂、原料和官能团，这对于本领域所属技术人员是显然的。
方案3在一个实施方案中，本发明涉及一种制备3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型的方法 所述方法包括以下可选顺序的步骤(1)(a)环化具有式16的化合物
和(b)使具有式17的环化产物的-NO2基团还原成-NH2基团 或(2)(a)使具有式16的化合物的-NO2基团还原成-NH2基团 和(b)环化具有式18的还原产物 在方案3所示的合成3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的具体实施方案中，N-Cbz-谷氨酰胺12(对映异构体和外消旋体均是市售的)在回流的甲醇中使用催化量的乙酰氯和TMSCl转化成甲基酯13。在步骤2中，通过用5％Pd/C在甲醇中氢解除去N-Cbz封闭基团，提供游离胺14。谷氨酰胺甲基酯14的对映异构体和外消旋体的HCl盐均是市售的，或可以在HCl源存在下在甲醇中从谷氨酰胺的相应的对映异构体或外消旋体直接制备，这在本领域中是公知的。然后，谷氨酰胺甲基酯14的游离胺或HCl盐在三乙胺/回流乙腈或NaHCO3/回流乙腈中与苄基溴15偶联，得到氧代异吲哚啉16。苄基溴15的合成记载在国际公开号WO 98/03502(参见实施例11，页19)中。
从方案3的共同中间体16，可以两种不同方式生成3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮。在步骤5中用10％Pd/C在甲醇中使硝基还原成最终产物，在这之前，在步骤4中在酸性条件(例如，催化的对-TsOH/回流甲苯)或碱性条件(例如，KOtBu/THF或K2CO3/乙腈)下环化形成戊二酰亚胺环。可选择地，在步骤6中用5％Pd/C在甲醇中使氧代异吲哚啉16的硝基还原成苯胺18，然后在酸性条件(例如，催化的对-TsOH/回流甲苯)或碱性条件(例如，KOtBu/THF或K2CO3/回流乙腈)下进行环化，得到步骤7中的最终产物。
环化条件的选择取决于3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮所需的立体化学。如果需要对映体纯的3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮，那么在酸性条件(例如，催化的对-TsOH/回流甲苯)下，那么在方案3的步骤4或步骤7中进行环化，在使用L-或D-谷氨酰胺甲基酯14的合成中分别得到(S)或(R)最终产物。另一方面，如果需要外消旋的3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮，那么在碱性条件(例如，KOtBu/THF或K2CO3/乙腈)下进行步骤4或步骤7中的环化，在使用更便宜的L-谷氨酰胺甲基酯盐酸盐14的合成中得到外消旋最终产物。
在一个实施方案中，本发明的方法用于制备取代的2-(2，6-二氧代哌啶-3-基)-1-氧代异吲哚啉或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型。在另一个实施方案中，本发明的方法用于制备用于预防或治疗与异常高水平或活性的TNFα相关的疾病或病症的化合物，包括但不限于癌症、炎性疾病和自身免疫病。
3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的多晶型可以根据2003年9月4日提交的美国临时专利申请60/499,723中记载的方法制备，该专利全部内容引入本文作为参考。在一个实施方案中，3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的晶形A是未溶剂化的结晶固体，其在约270℃下熔融，吸湿性较差或没有吸温性。可以通过从各种非水性溶剂中结晶得到，溶剂包括但不限于1-丁醇、乙酸丁酯、乙醇、乙酸乙酯、甲醇、甲基乙基酮，和THF。在另一个实施方案中，3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的晶形B是半水合的结晶固体，其在约267℃下熔融。可以通过从各种溶剂中结晶得到，溶剂包括但不限于己烷、甲苯和水。在另一个实施方案中，3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的晶形C是半溶剂化的结晶固体，在约269℃下熔融。其可通过蒸发、形成浆料、在溶剂体系中缓慢冷却得到，溶剂体系包括但不限于丙酮溶剂体系。也可得到3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的其它多晶型，如上面引述的专利申请中所述。
5.实施例合成手性和外消旋3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮制备L-N-苄氧基羰基-谷氨酰胺甲基酯(13)将L-N-Cbz-谷氨酰胺、乙酰氯(0.1当量)和起催化作用的TMSCl的甲醇溶液回流4-6小时，生成目标化合物(70-80％产率)。
制备L-谷氨酰胺甲基酯(14)
将L-N-Cbz-谷氨酰胺甲基酯和5％Pd/C的甲醇混合物在氢(40psi)中搅拌。过滤催化剂，真空除去溶剂。粗产物用于后面的偶联反应中。
制备甲基N-(1-氧代-4-硝基异吲哚啉-2-基)-1-谷氨酰胺(16)向L-谷氨酰胺甲基酯(0.010mmol)和2-溴甲基-3-硝基苯甲酸甲基酯(0.010mmol)的乙腈(30mL)混合物中加入三乙胺(0.021mmol)。混合物回流1小时后，加入水(2mL)，真空除去乙腈。将水(50mL)加到得到的残余物中，得到固体，过滤，用水洗涤，并干燥(2.5g，56％产率)。
从(S)-或外消旋甲基N-(1-氧代-4-硝基异吲哚啉-2-基)-1-谷氨酰胺制备(S)-或外消旋3-(4-硝基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮(17)(A)在N2下向甲基N-(1-氧代-4-硝基异吲哚啉-2-基)-L-谷氨酰胺(0.2g，1.78mmol)的THF溶液中加入10mL 0-5℃ KOtBu。溶液搅拌30分钟，1小时升到室温，用水猝灭。真空除去THF。得到的残余物用CH2Cl2/H2O研磨，得到灰白色固体，过滤，用水洗涤，减压干燥(0.45g，85％产率)。
(B)可选择地，将甲基N-(1-氧代-4-硝基异吲哚啉-2-基)-L-谷氨酰胺(0.2g，1.78mmol)和作为催化剂的对-TsOH的甲苯混合物回流16小时，冷却至室温。过滤分离出灰白色固体，用水、10％NaHCO3和甲醇洗涤，真空干燥(0.40g，91％产率)。
分别从(S)-或外消旋3-(4-硝基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮制备(S)-或外消旋3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮将(S)-或外消旋3-(4-硝基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮(1.0g，3.5mmol)和10％Pd/C(0.3g)的甲醇(600mL)混合物在Parr-摇动装置中在50psi氢压下氢化5小时。混合物通过硅藻土过滤，滤液真空浓缩。固体在热乙酸乙酯中形成浆料30分钟，过滤，干燥，分别得到0.46g(51％)(S)或外消旋3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮的白色固体。
制备甲基N-(1-氧代-4-氨基异吲哚啉-2-基)-L-谷氨酰胺(18)将甲基N-(1-氧代-4-硝基异吲哚啉-2-基)-L-谷氨酰胺(6.4g，0.02mmol)和5％Pd/C(0.6g)的甲醇(100mL)混合物在氢(40psi)中在环境温度下搅拌2小时。通过硅藻土滤板过滤掉Pd催化剂。浓缩滤液，得到的油状残余物用MTBE(30mL)研磨，在环境温度下静置1小时后得到固体。过滤灰白色固体，用MTBE(30mL)洗涤，干燥，得到目标化合物(5.4g，93％产率)。
从甲基N-(1-氧代-4-氨基异吲哚啉-2-基)-L-谷氨酰胺制备外消旋3-(4-氨基-1-氧代异吲哚啉-2-基)-哌啶-2，6-二酮(A)在0℃下向甲基N-(1-氧代-4-氨基异吲哚啉-2-基)-1-谷氨酰胺的THF溶液中分批加入KOtBu。得到的混合物在0-5℃下搅拌30分钟，升到环境温度，用水(2mL)猝灭。真空除去THF，得到的残余物用H2O研磨。过滤得到的灰白色固体，用水洗涤，干燥。通过手性HPLC产物含有4％ee，含有68ppm的残余Pd。
(B)可选择地，将甲基N-(1-氧代-4-氨基异吲哚啉-2-基)-1-谷氨酰胺(0.0295mmol)和K2CO3(0.0295mmol)的乙腈(85mL)溶液回流1小时。反应用水(20mL)猝灭，真空除去乙腈，得到灰白色固体。过滤固体，用水洗涤，在环境温度下干燥18小时，得到所需化合物(65％产率)。固体在乙腈(30mL)中形成浆料15分钟，过滤，空气中干燥6小时，得到所需的化合物，含有小于1ppm的残余Pd。通过感应耦合等离子体(ICP)谱检测Pd含量。
权利要求
1.一种制备具有式1的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型的方法 其中每个R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2、或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基、或苄基；和ProtG2为适合的N-保护基，所述方法包括以下可选顺序的步骤(1)(a)使谷氨酰胺酯或其盐与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(b)环化偶联的产物；和(c)任选在一个或多个步骤中使环化产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基，或(2)(a)使谷氨酰胺酯或其盐与任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯偶联；(b)在一个或多个步骤中使偶联的产物上的一个或多个苯并的取代基转化成其它取代基；和(c)环化转化产物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述具有式1的化合物是外消旋的。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述具有式1的化合物是(+)-或(-)-对映异构体。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述谷氨酰胺酯或其盐通过酯化谷氨酰胺制备。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述谷氨酰胺酯或其盐的制备如下保护谷氨酰胺的α-氨基；酯化N-保护的谷氨酰胺；和使酯化谷氨酰胺的α-氨基脱保护。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述任选取代的2-卤代烷基苯甲酸酯通过卤化任选取代的2-烷基苯甲酸酯制备。
7.如权利要求1所述的方法，其中在碱性条件下进行所述偶联。
8.如权利要求1所述的方法，其中在碱性条件下进行所述环化。
9.如权利要求1所述的方法，其中在酸性条件下进行所述环化。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述转化包括使苯并的-NO2基团还原成苯并的-NH2基团。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述转化包括使苯并的-NHProtG2基团脱保护生成苯并的-NH2基团。
12.一种制备具有式1的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型的方法 其中每个R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2、或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基或苄基；和ProtG2为适合的N-保护基，所述方法包括以下可选顺序的步骤(1)(a)环化具有式2的化合物 和(b)任选在一个或多个步骤中使具有式3的环化产物上的R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个分别转化成具有式1的化合物的相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基 或(2)(a)任选在一个或多个步骤中使具有式2的化合物上的R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个分别转化成具有式4的化合物的相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基 和(b)环化具有式4的转化产物，其中，除非另有说明，对于两个顺序的步骤每个R1、R2、R3、R4、R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R7为氢、卤素、烷基或苄基；R8对于顺序(1)为烷基或苄基，对于顺序(2)为氢、烷基或苄基；和ProtG2为适合的N-保护基。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述具有式1的化合物是外消旋的。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述具有式1的化合物是(+)-或(-)-对映异构体。
15.如权利要求12所述的方法，其中，除非另有说明，对于两个顺序的步骤每个R1、R2、R3和R4独立地为氢、低分子量卤素、低级烷基、低级烷氧基、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、低分子量卤素、低级烷基、低级烷氧基、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或低级烷基；R7为氢或低级烷基；R8对于顺序(1)为低级烷基，对于顺序(2)为氢或低级烷基；和ProtG2为适合的酰基N-保护基。
16.如权利要求15所述的方法，其中，除非另有说明，对于两个顺序的步骤每个R1、R2、R3和R4独立地为氢、-NO2、或-NHProtG2；每个R1’、R2’、R3’和R4’独立地为氢、-NHProtG2或-NH2；R7为氢或甲基；R8对于顺序(1)为甲基，对于顺序(2)为氢或甲基；和ProtG2为Cbz、Boc、甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基或新戊酰基。
17.如权利要求12所述的方法，其中，如果R8为烷基，那么在酸性条件下进行所述环化。
18.如权利要求17所述的方法，其中在对甲苯磺酸存在下进行所述环化。
19.如权利要求12所述的方法，其中，如果R8为烷基，那么在碱性条件下进行所述环化。
20.如权利要求19所述的方法，其中在KOtBu存在下进行所述环化。
21.如权利要求19所述的方法，其中在K2CO3存在下进行所述环化。
22.如权利要求12所述的方法，其中，如果R8对于顺序(2)为氢，那么在活化剂存在下进行所述环化。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述活化剂为亚硫酰氯。
24.如权利要求12所述的方法，其中使所述具有式2或3的化合物的R1、R2、R3和/或R4取代基中的一个或多个分别转化成所述具有式4或1的化合物的相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基，包括使一个或多个苯并的-NO2基团还原成一个或多个苯并的-NH2基团。
25.如权利要求24所述的方法，其中通过催化剂促进所述还原。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述金属催化剂为Pd催化剂。
27.如权利要求12所述的方法，其中所述在一个或多个步骤中使所述具有式2或3的化合物的R1、R2、R3和/或R4取代基中的一个或多个分别转化成所述具有式4或1的化合物的相应的R1’、R2’、R3’和/或R4’取代基，所述方法包括在一个或多个步骤中使一个或多个苯并的-NHProtG基团脱保护，得到一个或多个苯并的-NH2基团。
28.如权利要求27所述的方法，其中通过用催化剂氢解的所述脱保护裂解一个或多个苯并的-NHCbz基团，得到一个或多个苯并的-NH2基团。
29.如权利要求27所述的方法，其中在酸性条件下所述脱保护裂解一个或多个苯并的-NHBoc基团，得到一个或多个苯并的-NH2基团。
30.如权利要求12所述的方法，对于顺序(2)，还包括从其中R8为烷基或苄基的具有式2或具有式4的化合物分别生成其中R8为氢的具有式2或具有式4的化合物。
31.如权利要求30所述的方法，其中在酸性条件下从其中R8为烷基的具有式2或4的化合物分别生成其中R8为氢的所述具有式2或4的化合物。
32.如权利要求30所述的方法，其中在碱性条件下从其中R8为烷基的具有式2或4的化合物分别生成其中R8为氢的所述具有式2或4的化合物。
33.如权利要求30所述的方法，其中通过使用催化剂氢解从其中R8为苄基的具有式2或4的化合物分别生成其中R8为氢的所述具有式2或4的化合物。
34.如权利要求12所述的方法，其中通过使具有式5的化合物或其盐与具有式6的化合物偶联来制备所述具有式2的化合物 其中R7为氢、卤素、烷基或苄基，和R8为烷基或苄基， 其中每个R1、R2、R3和R4独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R9为烷基；X为卤素；和ProtG2为适合的N-保护基。
35.如权利要求34所述的方法，其中每个R1、R2、R3和R4独立地为氢、低分子量卤素、低级烷基、低级烷氧基、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或低级烷基；R7为氢或低级烷基；R8为低级烷基或苄基；R9为低级烷基；X为高分子量卤素；和ProtG2为适合的酰基N-保护基。
36.如权利要求35所述的方法，其中每个R1、R2、R3和R4独立地为氢、-NO2、或-NHProtG2；R7为氢或甲基；R8为甲基；R9为甲基；X为溴；和ProtG2为Cbz、Boc、甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基或新戊酰基。
37.如权利要求34所述的方法，其中在碱性条件下进行所述偶联。
38.如权利要求37所述的方法，其中在NEt3存在下进行所述偶联。
39.如权利要求37所述的方法，其中在iPrEt2N存在下进行所述偶联。
40.如权利要求37所述的方法，其中在NaHCO3存在下进行所述偶联。
41.如权利要求34所述的方法，其中通过酯化具有式7的化合物或其盐来制备所述具有式5的化合物或其盐 其中R7为氢、卤素、烷基或苄基。
42.如权利要求41所述的方法，其中在酸性条件下在具有式R8OH的醇中进行所述酯化。
43.如权利要求34所述的方法，其中所述具有式5的化合物或其盐制备如下保护具有式7的化合物或其盐的α-氨基 酯化具有式8的N-保护的化合物 和使具有式9的酯化化合物的α-氨基脱保护 其中R7为氢、卤素、烷基或苄基；R8为烷基或苄基；和ProtG1为适合的N-保护基。
44.如权利要求43所述的方法，其中在酸性条件下在具有式R8OH的醇中进行所述酯化。
45.如权利要求43所述的方法，其中所述脱保护包括通过使用催化剂氢解除去Cbz基团。
46.如权利要求34所述的方法，其中通过卤化具有式10的化合物制备所述具有式6的化合物 其中每个R1、R2、R3和R4独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、-CF3、-CN、-NO2、-NHProtG2或-NR5R6；每个R5和R6独立地为氢或烷基；R9为烷基；和ProtG2为适合的N-保护基。
47.如权利要求46所述的方法，其中所述卤化包括在自由基条件下使用溴化剂溴化。
48.一种制备具有式11的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型的方法 所述方法包括以下可选顺序的步骤(1)(a)环化具有式12的化合物 和(b)使式13的环化产物的-NO2基团还原成-NH2基团 或(2)(a)使具有式12的化合物的-NO2基团还原成-NH2基团 和(b)环化式14的还原产物
49.如权利要求48所述的方法，其中所述具有式11的化合物是外消旋的。
50.如权利要求48所述的方法，其中所述具有式11的化合物是(+)-或(-)-对映异构体。
51.如权利要求48所述的方法，其中在酸性条件下进行所述环化。
52.如权利要求51所述的方法，其中在对甲苯磺酸存在下进行所述环化。
53.如权利要求48所述的方法，其中在碱性条件下进行所述环化。
54.如权利要求53所述的方法，其中其中在KOtBu存在下进行所述环化。
55.如权利要求53所述的方法，其中在K2CO3存在下进行所述环化。
56.如权利要求48所述的方法，其中通过催化剂促进所述还原。
57.如权利要求56所述的方法，其中所述催化剂为Pd催化剂。
58.如权利要求48所述的方法，其中通过使具有式15的化合物或其盐与具有式16的化合物偶联来制备所述具有式12的化合物
59.如权利要求58所述的方法，其中在碱性条件下进行所述偶联。
60.如权利要求59所述的方法，其中在NEt3存在下进行所述偶联。
61.如权利要求59所述的方法，其中在NaHCO3存在下进行所述偶联。
62.如权利要求58所述的方法，其中通过将具有式17的化合物或其盐酯化成甲基酯来制备所述具有式15的化合物或其盐
63.如权利要求62所述的方法，其中在酸性条件下在甲醇中进行所述酯化。
64.如权利要求58所述的方法，其中所述具有式15的化合物或其盐制备如下将具有式17的化合物或其盐的α-氨基保护成苄氧基羰基氨基甲酸酯； 将式18的N-保护的化合物酯化成甲基酯； 和使式19的酯化化合物的α-氨基脱保护
65.如权利要求64所述的方法，其中在酸性条件下在甲醇中进行所述酯化。
66.如权利要求64所述的方法，其中所述脱保护包括通过使用催化剂氢解除去苄氧基羰基。
67.如权利要求66所述的方法，其中所述催化剂为Pd催化剂。
68.如权利要求58所述的方法，其中通过溴化具有式20的化合物制备所述具有式16的化合物
69.如权利要求68所述的方法，其中在自由基引发剂存在下通过溴化剂进行所述溴化。
70.如权利要求69所述的方法，其中所述溴化剂为N-溴琥珀酰亚胺。
71.如权利要求69所述的方法，其中所述自由基引发剂为光。
72.如权利要求69所述的方法，其中所述自由基引发剂为1，1′-偶氮双(环己烷腈)。
全文摘要
本发明是关于制备用于预防或治疗与TNFα异常高水平或活性相关的疾病或病症的取代的2－(2，6－二氧代哌啶－3－基)－1－氧代异吲哚啉的新方法。本发明提供商业上制备取代的2－(2，6－二氧代哌啶－3－基)－1－氧代异吲哚啉的方法，包括但不限于治疗活性的3－(4－氨基－1－氧代异吲哚啉－2－基)哌啶－2，6－二酮。
文档编号C07D209/46GK101080400SQ200580037220
公开日2007年11月28日 申请日期2005年8月31日 优先权日2004年9月3日
发明者乔治·W·穆勒, 罗杰·陈, 马诺哈尔·图克拉姆·塞恩丹, 川胜·葛 申请人:细胞基因公司