专利名称：培美曲塞的新中间体及制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化合物的制备工艺，更具体地，本发明涉及培美曲塞即 N- (4國(2- (2-氨基-4， 7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2， 3-d)嘧啶-5-基)乙基) 苯甲酰基〕-L-谷氨酸的新的中间体及其在培美曲塞制备中的应用，属于医药 化工领域。
背景技术：
培美曲塞，结构如式I，化学名称为N- (4- (2- (2-氨基-4， 7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并〔2， 3-d)嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸，<formula>formula see original document page 4</formula>其中*表示的碳的构型为L构型。培美曲塞是多靶点作用于叶酸依赖途径的抗肿瘤药物，属细胞周期特异 性抗代谢类药物，其主要的作用靶点是胸苷酸合成酶(TS)、 二氢叶酸还原酶 (DHFR)、甘氨酰胺核苷酸转甲酰酶(GARFT)，通过对这些关键酶的抑制影响 嘌呤和嘧啶的合成，进而抑制DNA合成。临床研究证明其单药对多种肿瘤 有效,包括非小细胞肺癌、恶性胸膜间皮瘤、头颈部肿瘤、胃癌、膀胱癌、宫 颈癌以及胰腺癌。培美曲塞抗瘤谱广，对许多实体瘤疗效确切，且其副作用 可预防或治疗。Taylor等在US6066732中公开了一种路线1所示合成培美曲塞有用中间 体II的方法<formula>formula see original document page 4</formula>D.P 谢尔在CN1213998C中给出了关键中间体II的合成方法-<formula>formula see original document page 5</formula>路线2Taylor等在US6066732以及D.P '谢尔等在CN1038415C和CN1213998C中给出培美曲塞(式I )的制备方法均是使用式11化合物4- (2- (2-氨基-4， 7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并(2， 3-d〕嘧啶-5-基)乙基〕苯甲酸经过活化得到 式III活性酯，式III活性酯再与谷氨酸酯在非水溶剂中进行反应，得到式IV化 合物N- 〔4- 〔2- (2-氨基-4， 7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并(2， 3-d〕嘧啶-5-基) 乙基〕苯甲酰基〕-L-谷氨酸二乙酯，化合物IV经柱层析纯化、浓縮、水解得 到式I培美曲塞酸，具体如路线3所示<formula>formula see original document page 5</formula>路线3其中*表示的碳的构型为L构型。在这些方法中，式IV化合物的制备需在无水条件下进行，产物需经柱层 析纯化并使用二氯甲烷等有毒溶剂，得到式IV化合物后还需经碱水解反应才 能得到产物式I培美曲塞，因此均存在操作周期长、工艺复杂、不适合工业 化生产的缺陷。.林栋等在CN1827604A中将谷氨酸侧链在合成前期引入反应过程中，提 高各歩中间体的溶解性能，有利于产品反应和提纯，部分解决了上述方法的 缺陷，但反应过程仍较长，反应过程如下
<formula>formula see original document page 6</formula>、、 H2N' 、N, 、NH2
02N—CH2- H-CH厂CH2"^ 广CONI^CH丰 -^ o^-CHrCH-CP^-CH:""^ \>~CONH"CH*
COOEt 丄 fOOH
函H--， ，^"~pH2-CHT^J^C画—，
、CH2 H
I
路线4
其中*表示的碳的构型为L构型。
上述路线存在无水反应要求高、反应步骤长，反应处理过程烦琐的问题， 需要更适合工业化生产的培美曲塞制备方法。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，对培美曲塞合成工艺进行了进一步的研 究，发明了一种利用取代谷氨酸XI为关键中间体合成培美曲塞的路线，反应 处理过程更简捷，中间体更容易提纯，制备周期更短，产品纯度更高，可满 足药用产品的质量要求。
利用此关键中间体XI合成培美曲塞如路线5所示HCL H2N_CH.
CH2—
-C02H
-CH2~CH2—
-CONH—C,H *
有机碱
CH2—
vn
:——CH2—CH厂CH厂
COOR, -CONH—CH
—CH2'
CONH"CH
OHC—CH2—CH2-CH2-
-CONH—C,H
CH2—
IX
-CH2
-CH2
COOH
OHC—CH-CH2-CH2—
CH2-CH2-
XI
路线
其中*表示的碳的构型为L构型，式XI中X代表溴、氯、碘；式VII、 VIII、 IX及L一谷氨酸二酯盐酸盐中Rl为C1 C5垸基、C1 C5取代烷基、 苄基、取代苄基等，R2为C1 C5垸基、C1 C5取代烷基、苄基、取代苄 基等，或两个R2合在一起形成五员杂环或六员杂环。
本发明的反应路线涉及到的通式中，常用的化学术语具有通常的含义， 例如，"烷基"是指饱和的直链或支链、具有所指数目碳原子的单价烃基部 分，包括但不限于，甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基和叔丁基， 也包括更高的同系物和其异构体。
本发明一方面公开了用于培美曲塞合成的关键中间体及中间体的制备 方法， 一方面公开了通过该关键中间体制备培美曲塞的方法。
本发明的反应路线中式仅、X、 XI化合物均未见报道。
本发明中谷氨酸酯的提前引入可以避免由中间体II形成活性酯进行酰 化反应难以处理的缺陷，酰化收率大大提高。
本发明公开了中间体化合物XI，它是一种合成培美曲塞的关键中间体，
其化学名称为N- (4- (2-卤代-丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸
结构式如式XI所示
COOH
OHC—CH-CH2—CH^
,OOH
、CH,
XI其中^表示的碳的构型为L构型，X代表溴、氯、碘。 本发明公开了一种化合物X，它是用于制备化合物XI的原料中间体， 其化学名称为N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸
结构式如式X所示
其中*表示的碳的构型为L构型；
本发明公开了一种化合物IX，它是用于制备化合物x的原料中间体，
其化学名称为N- 〔4- (丁醛二烷基缩醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷
其中*表示的碳的构型为L构型，R1为C1 C5垸基、C1 C5取代烷基、 苄基、取代苄基，R2为C1 C5烷基、C1 C5取代垸基、苄基、取代苄基， 或两个R2合在一起形成五员杂环或六员杂环。
本发明另外公开了化合物IX、 X、 XI在培美曲塞制备中的应用。 在反应路线5中，N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二酯VH可用常规方法由 对碘苯甲酸V与L-谷氨酸二酯盐酸盐方便地制得，优选将对碘苯甲酸V活化 为对碘苯甲酰氯VI与L-谷氨酸二酯盐酸盐在有机碱存在下进行酰化反应制 备，对碘苯甲酰氯VI优选由对碘苯甲酸V与氯化亚砜反应制得。
化合物viii可由化合物vn与3-丁烯-l-醇可以在钯催化剂存在下进行反应，
适当的催化剂有乙酸钯、氯化钯，适当的反应溶剂为DMF，反应须在碱存在 下进行，适当的碱有碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸锂、碳酸氢锂、乙酸锂等，其 中优选碳酸氢钠、乙酸锂；反应在季铵盐存在下可取得较好的偶合效果，适 当的季铵盐有四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三乙 基氯化铵，其中优选四丁基溴化铵；反应温度-l(TC 10(TC，其中优选20 70°C，反应时间1小时至20小时，其中优选3 8小时。反应产物经过柱层 析提纯可以得到纯度较高的化合物VBI。
按照本发明，制备培美曲塞的方法包含以下步骤 (a)化合物W与原甲酸三烷基酯得到縮醛化合物IX;
氨酸二烷基酯
结构式如式IX所示:(b)将縮醛化合物IX水解得到化合物X;
(C)将化合物X经卤代反应得到卤代醛化合物XI;
(d)将卤代醛化合物XI与2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶反应得到培美曲塞I 。
任选地，式I培美曲塞可与碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物成盐得 到相应的培美曲塞盐。
根据本发明，步骤(a)中化合物VI与原甲酸三垸基酯得到縮醛化合物IX， 反应在酸催化剂中可以顺利进行，酸催化剂可以是无机酸如硫酸，也可以是 有机酸如甲磺酸，其中优选甲磺酸；反应最好在非质子溶剂中进行，常用溶 剂包括乙腈、1， 4-二氧六环、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、1, 2-二氯 乙垸等，其中优选二氯甲垸。反应温度-10。C 5(TC，其中优选10 30°C， 反应时间10分钟至10小时，其中优选30分钟至2小时。反应中原甲酸三 烷基酯与化合物VIII比例按摩尔比计为1 3: 1，优选1.1 1.5: 1，催化剂甲 磺酸与化合物V1比例按摩尔比计为0.001 0.5: 1，优选0.01 0.05: 1。
根据本发明，步骤(b)将缩醛化合物IX水解得到化合物X，其中包括 碱水解和酸水解，溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙腈、甲醇、乙醇、四氢 呋喃、水等或其中两种溶剂的混合溶剂，其中优选四氢呋喃与水的混合溶剂。 碱水解可选用氢氧化钠、氢氧化钾等，其中优选氢氧化钠，碱水解温度0°C 50°C，其中优选10 3(TC，反应时间0.5小时至IO小时，其中优选1 3小 时。反应中碱量与縮醛化合物IX的比例按摩尔比计为1 10: 1，优选3 5: 1。碱水解完毕加稀盐酸调节PH至1以下进行縮醛水解，反应温度0。C 50 °C，其中优选10 3(TC，反应时间0.5小时至5小时，其中优选1 2小时。
根据本发明，步骤(c)将化合物X经卤代反应得到卤代醛化合物XI，溶 剂可为二氯甲烷、氯仿、冰乙酸、乙酸乙酯、四氢呋喃等或其中的混合溶剂， 其中优选四氢呋喃和二氯甲烷。卤化剂可以为溴素、N-溴代丁二酰亚胺 (NBS)、氯气、N-氯代丁二酰亚胺(NCS)、硫酰氯、碘、N-碘代丁二酰亚 胺(NIS)等，其中优选溴素、硫酰氯；反应温度-l(TC 5(TC，其中优选-5 30°C，反应时间0.5小时至20小时，其中优选2 6小时。反应中卤化剂与 化合物X按摩尔比计为0.8 3: 1，其中优选0.9 1.2: 1。
根据本发明，步骤(d)将卤代醛化合物XI与2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶反 应得到培美曲塞I。溶剂可为水、二氯甲烷、氯仿、乙腈、冰乙酸、乙酸乙 酯、四氢呋喃、甲醇、乙醇等或其中的混合溶剂，其中优选乙酸乙酯和水的 混合溶剂，或四氢呋喃和水的混合溶剂。反应温度10°C 80°C，其中优选 30 60°C，反应时间0.5小时 10小时，其中优选2 6小时。反应中2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶与化合物XI按摩尔比计为1 3: 1，其中优选1.1 1.5: 1。
按照本发明的方法制备培美曲塞，中间体易于提纯，收率高，反应条件 温和，产品纯度高，易于工业化生产。
具体实施例方式
以下实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。
三口瓶中加入对碘苯甲酸100g，加入500ml的二氯亚砜，回流。当不溶 固体消失后，减压蒸熘回收二氯亚砜，得到类白色固体。该固体使用1000ml 二氯甲垸溶解，加入L-谷氨酸二甲酯盐酸盐100g，降温至5。C以下，滴加三 乙胺100g，室温下反应2h。加入500ml二氯甲垸，水洗，无水硫酸钠干燥。 蒸馏除去溶剂得白色固体151.2g。
三口瓶中加入对碘苯甲酸100g，加入500ml 二氯甲焼，100ml 二氯亚 砜，加入2ml二甲基甲酰胺，回流6小时。减压蒸馏回收溶剂，得到类白色 固体。固体使用800ml 二氯甲垸溶解，加入L-谷氨酸二乙酯盐酸盐105g， 降温至5。C以下，滴加三乙胺100g，室温下反应2h。加入500ml二氯甲烷， 水洗，无水硫酸钠干燥。蒸馏除去溶剂得白色固体160.3g，收率92.1%。
N- 〔4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(VI)的制备:
实施例1
N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(W)的制备:
实施例2
N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二乙酯(W)的制备:
实施例3<formula>formula see original document page 11</formula>
在2500ml三口瓶中加入150g (0.37mol) N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨 酸二甲酯(VH)， 1500mlDMF，室温下搅拌溶解，加入234g四丁基溴化铵，160g 碳酸氢钠，通氮气10min后，加入3-丁烯-l-醇40.0g、氯化钯4g。 6(TC加热 反应8h。加入2500m l水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，水洗涤。无水 硫酸钠干燥有机相。减压蒸馏除去乙酸乙酯。柱层析分离得到101.6g产品， 浅黄色油状物，收率79%。
N- 〔4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸二乙酯(V1D)的制备:
在2500ml三口瓶中加入156g (0.36mol) N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨 酸二乙酯(Vn)， 1200mlDMF，室温下搅拌溶解，加入250g苄基三乙基溴化铵， 160g碳酸氢钠，通氮气10min后，加入3-丁烯-l-醇39.2g (0.446mol)、乙 酸钯4g。 6(TC加热反应8h。乙酸乙酯加入2500m 1水，乙酸乙酯萃取，合 并有机相，水洗涤。无水硫酸钠干燥有机相。减压蒸馏除去乙酸乙酯。柱层 析分离得浅黄色油状物98.8g ，收率78%。
实施例5
N- (4- (丁醛二乙基縮醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二乙酯(DO的 制备
室温下78§!^- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸二乙酯(VIII)溶 于600ml二氯甲烷。加入原甲酸三乙酯35g和0.5ml甲磺酸，室温下搅拌2 小时。饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除去溶剂，得 到产品93g，产品不需提纯可以直接进行下一步反应。(dd， 2H) ， 4.46 (t， 1H) ， 4.40 4.43 (qt， 1H) ， 4.08 4.12 (qd， 2H)， 4.02 4.06 (q， 2H) ， 3.50 3.55 (m， 2H) ， 3.34 3.42 (m， 2H) ， 2.64
(t, 2H) ， 2.44 (t， 2H) ， 2.07 2.13 (m， 1H) ， 1.97 2.03 (m， 1H)， 1.57 1.62 (m， 2H) ， 1.49 1.52 (m， 2H) ， 1.15 1.21 (m， 6H) ， 1.09
(t， 6H)。
实施例6
N- 〔4- (丁醛二甲基縮醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(IX)的 制备
室温下75gN. (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(VIII)溶 于600ml四氢呋喃。加入原甲酸三甲酯35g和0.5ml甲磺酸，室温下搅拌2 小时。饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除去溶剂，得 到产品84g，产品不需提纯可以直接进行下一步反应。
室温下将实施例5中得到的93gN- (4- (丁醛二乙基縮醛-4-基)-苯甲酰 基〕-L-谷氨酸二乙酯(IX)溶于400ml四氢呋喃中，滴加1N氢氧化钠水溶 液1200ml，室温下搅拌lh。使用2N盐酸调节pH4，室温下搅拌lh，减压 蒸除四氢呋喃，乙酸乙酯萃取水层，合并有机相，水洗，无水硫酸钠干燥， 减压蒸馏除去溶剂，得油状物62.4g，两步反应收率94.3%,直接下一步反 应。
^NMR (DMSO-d6， 600MHz) S 12.38 (s， 2H) , 9.66 (s， 1H) ， 8.56 (d， 1H) ， 7.82 (d， 2H) ， 7.30 7.38 (dd， 2H) ， 4.42 (d， 1H) ， 2.64 (t， 2H) ， 2.45 (t， 2H) ， 2.36 (t， 2H) ， 2.07 2.13 (m， 1H) ， 1.94 1.96 (m， 1H) ， 1.82 1.87 (m， 2H)。
实施例7
N- 〔4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕
L-谷氨酸(X)的制备:实施例8
N- 〔4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸(X)的制备 室温下将实施例6中得到的84gN- 〔4- (丁醛二甲基縮醛-4-基)-苯甲酰 基〕-L-谷氨酸二甲酯(IX)溶于400ml四氢呋喃中，滴加1N氢氧化钠水溶 液1200ml，室温下搅拌lh。使用2N盐酸调节pH-l，室温下搅拌lh，减压 蒸除四氢呋喃，乙酸乙酯萃取水层，合并有机相，水洗，无水硫酸钠干燥， 减压蒸馏除去溶剂，得油状物61.8g，两步反应收率89.5%，直接下一步反 应。
实施例9
N- U- (2-溴-丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸(XI)的制备
XI
将实施例7中得到的62.4g (0.194mol) N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕 -L-谷氨酸(X )溶解于600ml的THF中，室温下搅拌溶解，将31.3g(0.194mo1) 溴溶解于100mlTHF中，先滴加几滴溴的溶液至反应体系中，待颜色消失或 者接近于消失时，降温至O"C左右，保持该温度滴加剩余的溴溶液。滴加完 毕后，室温下搅拌3h，反应液直接进行下一步反应。
实施例10
N- 〔4- (2-氯-丁酸-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸(XI)的制备
OHC-CH-CH2-CH2~^ Cl
XI
将实施例8中得到的61.8g (0.192mol) N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基) -L-谷氨酸(X)溶解于600ml的二氯甲烷中，室温下搅拌溶解，滴加 30.0g(0.222mol)磺酰氯，滴加完毕后，室温下搅拌5h，减压蒸除溶剂，油状 物直接进行下一步反应。实施例11
培美曲塞酸的制备-<formula>formula see original document page 14</formula>
向实施例9中得到的含N- (4- (2-氯-丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸 (XI)反应液中加入400ml水，使用2N氢氧化钠调节pH=6 7，加入2， 4隱二 氨基-6-羟基嘧啶26.9g (0.213mol)，三水合乙酸钠52.8g (0.388mol) ， 50 'C加热反应5h，冷却。减压整除四氢呋喃。剩余液体用2N氢氧化钠调节 pH=7 8，加入1.0g活性炭脱色，抽滤除去活性炭，使用少量的水洗涤滤饼。 滤液使用盐酸调节pH二3，抽滤得到培美曲塞酸39.3g，两步收率47.4%。
实施例12
培美曲塞酸的制备
向实施例10中得到的N- (4-(2-氯-丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸(XI) 油状物中加入400ml水，使用2N氢氧化钠调节pH=6 7，加入乙酸乙酯 600ml， 2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶26.9g (0.213mol)，三水合乙酸钠52.8g (0.388mol) ， 50'C加热反应5h，冷却。减压整除乙酸乙酯。剩余液体用2N 氢氧化钠调节pH-7 8，加入1.0g活性炭脱色，抽滤除去活性炭，使用少量 的水洗涤滤饼。滤液使用盐酸调节p1^3，抽滤得到培美曲塞酸38.2g，两步 收率46.6%。
权利要求
1.一种合成培美曲塞的中间体化合物，结构式如式XI所示其中*表示的碳的构型为L构型，X代表溴、氯、碘。
2.如权利要求1所述的合成培美曲塞的中间体化合物，其特征在于制备 中间体化合物XI的原料为化合物X ，结构式如式X所示-其中*表示的碳的构型为L构型.
3.如权利要求1和2所述的合成培美曲塞的中间体化合物，其特征在于 制备所说的化合物X的原料为化合物IX，结构式如式IX所示其中*表示的碳的构型为L构型，R1为C1 C5烷基、C1 C5取代烷基、 苄基、取代苄基，R2为C1 C5垸基、C1 C5取代烷基、苄基、取代苄基， 或两个R2合在一起形成五员杂环或六员杂环。
4. 如权利要求1所述的合成培美曲塞的中间体化合物XI的制备方法，其 特征在于中间体化合物XI由化合物X与卤化剂反应制得；所用卤化剂为溴素、 硫酰氯；反应溶剂为四氢呋喃、二氯甲垸。
5. 如权利要求2所述的化合物X的制备方法，其特征在于化合物X由化 合物IX经碱水解和酸水解制得；所使用的碱为氢氧化钠，酸为稀盐酸。
6. 如权利要求3所述的化合物IX的制备方法，其特征在于化合物IX由化 合物W与原甲酸三烷基酯反应制得；催化剂为甲磺酸、硫酸，反应溶剂为二 氯甲烷、四氢呋喃。
7. 应用权利要求1所述的中间体化合物XI制备培美曲塞的方法，其特征 在于由化合物XI与2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶反应合成培美曲塞。
8. 如权利要求7所述的制备培美曲塞的方法，其特征在于反应溶剂为水、 乙腈、冰乙酸、乙酸乙酯、四氢呋喃、甲醇、乙醇或其中的混合溶剂；反应 温度1(TC 8(TC;反应时间0.5小时 10小时。
9. 权利要求8所述的化合物XI在制备培美曲塞I中的应用，其特征在于 反应溶剂为乙酸乙酯和水的混合溶剂或四氢呋喃和水的混合溶剂；反应温度 30 60°C，反应时间2 6小时。
全文摘要
本发明公开了化合物XI，它是一种合成培美曲塞的关键中间体，其化学名称为N-〔4-(2-卤代-丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸，结构式如式XI所示，其中*表示的碳的构型为L构型，式中X代表溴、氯、碘。本发明同时公开了该中间体的制备方法以及应用该关键中间体制备培美曲塞的方法。应用该化合物XI制备培美曲塞，反应处理过程简捷，中间体容易提纯，制备周期短，产品纯度高，有利于工业化生产。
文档编号C07D487/00GK101293854SQ200710015438
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者冷传新, 张明会, 朱屹东, 栋 林, 王丽娟, 王晶翼, 范传文 申请人:齐鲁制药有限公司