专利名称：培美曲塞中间体及制备方法
技术领域：
本发明属于有机化学领域，具体涉及一种合成培美曲塞的关键中间体及培美曲塞的合成方法。
背景技术：
培美曲塞化学名称为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(结构如式I) 培美曲塞是一种结构上含有核心为吡咯嘧啶基团的抗叶酸制剂，通过破坏细胞内叶酸依赖性的正常代谢过程，抑制癌细胞复制，从而抑制肿瘤的生长。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和合成，进而抑制DNA合成。临床研究证明其单药或复合用药对多种肿瘤有效，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、乳腺癌以及宫颈癌。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减轻。目前它的二钠盐治疗非小细胞肺癌和恶性胸膜间皮瘤这两种适应症已经得到了美国FDA的批准。
Taylor等首先报道的合成路线可参考美国专利US5344932(1994)；以及J.Med.Chem.1992，35，4450-4454中所描述的。该方法存在的缺陷是合成方法复杂，步骤多，收率低。
其后，Taylor等在US6066732(2000)以及巴列特等在CN1038415C和CN1271338中对其合成进行了改进(见路线2)
因为化合物3是通过Heck反应制备，故成本高。由化合物3到化合物II需要二步反应，总收率为51％，损失近50％的收率，大大增加了培美曲塞的生产成本。
后来，美国礼莱公司又发表了另外的合成方法US6262262(2001)(见路线3) 生成化合物7的Heck反应的收率较低，成本高。到化合物II的总收率只有26.5％，比Taylor等合成路线2的收率33％低很多，故又增加了成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中路线复杂、操作周期长、收率低、成本高的缺陷，选定并运用于培美曲塞制备的一个全新的关键中间体培美曲塞二苄酯。
本发明的另一目的是提供一种利用上述关键中间体制备培美曲塞的合成方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到一种培美曲塞中间体，即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-谷氨酸二苄酯，该中间体为具有下列结构IV的化合物
其中，Ar为含有或不含有取代基的苄基，取代基为卤素、羟基、腈基、氨基、硝基、苯基、C1-6的烷基或C1-6的烷氧基；优选为苄基或硝基苄基；最优选为苄基、2-硝基苄基或4-硝基苄基。
*表示此碳的构型为L构型。
一种培美曲塞的制备方法，以对甲基苯甲酸V为原料，按如下反应路线进行反应 上述反应路线反应式中，X为Cl、Br、I、OTs或OMs(其中Ms是甲磺酰基，Ts是对甲苯磺酰基)；优选为Cl、Br、I。
R为C1-6的烷基；优选为Me、Et、Pr、i-Pr、n-Bu或i-Bu。
Ar为含有或不含有取代基的苄基，其中取代基为卤素、羟基、腈基、氨基、硝基、苯基、C1-6的烷基或C1-6的烷氧基，即苄基上可不含、含有一个或含有多个取代基；Ar优选为苄基或硝基苄基，最优选为苄基、2-硝基苄基或4-硝基苄基。
*表示此碳的构型为L构型。
在本发明制备化合物VII的反应中溶剂选自二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃(THF)、乙醚或1，4-二氧六环中的一种或几种；反应用碱为NaH、NaNH2、LDA、n-BuLi、KOtBu、LiN(TMS)2、NaN(TMS)2或KN(TMS)2(其中TMS为三甲基硅基)；反应温度为-78～80℃；反应时间为2～48h。
在本发明制备化合物8的反应中催化剂为HCl、H2SO4或TsOH(对甲苯磺酸)；反应温度为0～85℃；反应时间为0.5～18h。
在本发明制备化合物9的反应中催化剂为HBr；溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环；反应温度为0～70℃；反应时间为0.5～8h。
在本发明制备化合物10的反应中催化剂为NaOAc(醋酸钠)；溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、水、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环；反应温度为0～80℃；反应时间为0.5～10h。
在本发明制备化合物II的反应中催化剂为LiOH、KOH或NaOH；溶剂为乙腈、水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环；反应温度为0～80℃；反应时间0.5～24h。
在本发明制备化合物IV的反应中所用的活性酯为二甲氧基均三嗪酯、苯并噻唑硫酯和邻苯二甲酰亚胺酯；溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环，优选为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)；反应温度为0～70℃；反应时间为0.5～24h。
在本发明制备化合物I的反应中催化剂Pd-C的规格含量是2～15％的Pd-C；氢气的压力为1～100个大气压；溶剂选自甲醇、乙醇、乙酸乙酯或二氯甲烷中的一种或几种；反应温度为0～60℃。
在本发明所述的化合物及反应式中，“C1-6的烷基”这个词汇在这里如果没有另外说明是指碳原子数为1-6的饱和烷基，它可以是直链的、成环的(包括单环或多环)或者是有侧链的烷基，包括但不局限于甲基(Me)、乙基(Et)、丙基(Pr)、异丙基(i-Pr)、正丁基(n-Bu，)、异丁基(i-Bu)、叔丁基、戊基等。
“C1-6的烷氧基”这个词汇在这里如果没有另外说明是指碳原子数为1-6的饱和烷氧基，它可以是直链的、成环的(包括单环或多环)或者是有侧链的烷基，包括但不局限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基等。
“卤素”这个词汇在这里如果没有另外说明是指F、Cl、Br、I。
在本发明制备化合物(IV)的反应中，化合物(II)经过酯化得到的活性酯溶液，然后加入化合物(III)的溶液进行反应。其中活性酯可以是二甲氧基均三嗪酯，苯并噻唑硫酯或邻苯二甲酰亚胺酯。
在本发明中，化合物VII也是一个重要的中间体， 式中X是Cl、Br、I、OTs或OMs；R优选是Me、Et、Pr、i-Pr、n-Bu或i-Bu。
在背景技术中提到的合成路线3中用Heck反应生成化合物7的产率较低，成本高；而本发明用对甲基苯甲酸的烷基化法解决了这些技术问题，从而提高了产率，降低了成本。
现有的培美曲塞的合成路线中均用培美曲塞二甲(或乙)酯作为中间体，其生成的产率较低，并且提纯非常困难。本发明用全新的培美曲塞二苄酯解决了这些技术问题，从而后处理简单，产物纯度高，降低了成本，有利于工业化生产。
具体实施例方式
实施例1化合物(VII)的制备 在N2保护下，加入二异丙胺和450mL无水THF。在0-5℃下滴加正丁基锂的正己烷溶液，滴完后再反应15分钟。0-5℃下滴加对甲基苯甲酸(V)42.5g(0.31mol)的180mLTHF溶液，保持0-5℃反应过夜。再在0-5℃下滴加滴加3-氯丙醛缩二乙醇(VI)50g(0.3mol)的350mLTHF溶液，反应过夜。旋掉溶剂，用乙醚和水萃取，弃掉乙醚层。水层用1M盐酸酸化至PH值为3。加入乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，过滤，旋干母液得57.3克中间体(VII)粗品，收率72％。MH+267。
实施例2化合物(8)的制备 将57.3g中间体(VII，实施例1所得)、300mL无水甲醇和40mL氯化氢乙醚溶液混和加入到烧瓶中，加热回流1.5小时，旋掉溶剂。用乙酸乙酯和水萃取，分层，去掉水层。有机层用无水硫酸镁干燥，过滤后减压蒸掉溶剂，得中间体(8)的粗品。精溜提纯，产率87％。MH+253.
实施例3化合物(9)的制备 将80mL溴/MeCN与52mL氢溴酸混合，再加30mLDCM，滴加6.0g(23.8mmol)中间体(8)的22mLDCM溶液，再反应1.5小时。加入100mLDCM萃取，再用20mLDCM将水相萃取两次，合并有机相。用150mL饱和NaHSO3溶液将有机相洗两次，再用50mL蒸馏水洗一次，减压去掉溶剂，得中间体(9)的粗产品，直接进行下一步反应。MH+285，287.
实施例4化合物(10)的制备 将以上所得中间体(9)用22mL乙腈溶解，再加入22mL蒸馏水，搅拌下加入2，4-二氨基-6-羟基嘧啶和醋酸钠。在40℃下反应3小时，冷却析出固体。过滤，用1∶1的乙腈和水的混合液冲洗，硅胶层析(甲醇，二氯甲烷)得中间体(10)5.0g，两步产率67.5％。MH+313.
实施例5化合物(II)的制备 将5.0g中间体(10)溶解于30mL THF与30mL(2M)氢氧化锂溶液中，室温反应16小时(过夜)。用1M盐酸溶液酸化至PH值为4，出现大量固体。过滤，干燥，得4.4g中间体(II)，产率92％。MH+299.
实施例6化合物(IV)的制备 在N2保护下，将中间体(II)3.84g(12.9mmol)中加入22mL DMF使其溶解，再加入2-氯-4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪3.08g和2.69g N-甲基吗啡啉，在25℃下反应1.5小时。再加入L-谷胺酸二苄酯盐酸盐5.8g(16.0mmol)和1.35gN-甲基吗啡啉，在25℃下反应12小时。加入70mL DCM和70mL蒸馏水萃取，分层，弃掉水层。旋掉有机层中的DCM，硅胶层析(甲醇，二氯甲烷)得中间体(IV)5.6g，产率72％。
MH+608.1H NMR谱(DMSO-d6)10.63(s，1H)，10.09(s，1H)，8.65(d，1H)，7.71(d，2H)，7.02-7.29(m，12H)，6.45(s，1H)，6.05(s，2H)，5.11(s，2H)，5.04(s，2H)，4.51(m，1H)，2.98(m，2H)，2.83(m，2H)，2.03(m，2H).
实施例7培美曲塞(I)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-谷氨酸的制备 将中间体(IV)35.6g(58.5mmol)中加入200mL无水甲醇使其溶解，再加入10％Pd-C1.8g，在1-2个大气压的H2和25℃下反应，TLC显示启始物完全消失。用1M的盐酸溶液酸化溶液PH值至3。过滤除去Pd-C，用50mL甲醇洗3次。旋掉有机溶剂得到培美曲塞(I)类白色固体23.0g，产率92％。MH+428.
权利要求
1.一种培美曲塞中间体，该中间体为具有下列结构IV的化合物 其中，Ar为含有或不含有取代基的苄基，取代基为卤素、羟基、腈基、氨基、硝基、苯基、C1-6的烷基或C1-6的烷氧基；*表示此碳的构型为L构型。
2.根据权利要求1所述的中间体，其中，Ar为苄基或硝基苄基。
3.一种培美曲塞的制备方法，以对甲基苯甲酸V为原料，按如下反应路线进行反应 式中，X为Cl、Br、I、OTs或OMs；R为C1-6的烷基；Ar为含有或不含有取代基的苄基，取代基为卤素、羟基、腈基、氨基、硝基、苯基、C1-6的烷基或C1-6的烷氧基；*表示此碳的构型为L构型。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中化合物VII的合成反应中，溶剂选自二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醚或1，4-二氧六环中的一种或几种；反应用碱为NaH、NaNH2、LDA、n-BuLi、KOtBu、LiN(TMS)2、NaN(TMS)2或KN(TMS)2；反应温度为-78～80℃；反应时间为2～48h。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中化合物8的合成反应中，催化剂为HCl、H2SO4或TsOH；反应温度为0～85℃；反应时间为0.5～18h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其中化合物9的合成反应中，催化剂为HBr；溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环；反应温度为0～70℃；反应时间为0.5～8h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其中化合物10的合成反应中，催化剂为NaOAc；溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、水、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环；反应温度为0～80℃；反应时间为0.5～10h。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其中化合物II的合成反应中，催化剂为LiOH、KOH或NaOH；溶剂为乙腈、水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环；反应温度为0～80℃；反应时间0.5～24h。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其中化合物IV的合成反应中，所用的活性酯为二甲氧基均三嗪酯、苯并噻唑硫酯和邻苯二甲酰亚胺酯；溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷或1，4-二氧六环；反应温度为0～70℃；反应时间为0.5～24h。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其中化合物I的合成反应中，催化剂为Pd-C；氢气的压力为1～100个大气压；溶剂选自甲醇、乙醇、乙酸乙酯或二氯甲烷中的一种或几种；反应温度为0～60℃。
全文摘要
本发明公开了一种制备培美曲塞的关键中间体，该中间体为具有下列结构IV的化合物，其中，Ar为含有或不含有取代基的苄基，取代基为卤素、羟基、腈基、氨基、硝基、苯基、C1－6的烷基或C1－6的烷氧基；*表示此碳的构型为L构型。本发明还公开了一种以对甲基苯甲酸为原料制备培美曲塞的方法。现有的培美曲塞的合成路线中均用培美曲塞二甲(或乙)酯作为中间体，其生成的产率较低，并且提纯非常困难。本发明用全新的培美曲塞二苄酯解决了这些技术问题，从而后处理简单，产物纯度高，降低了成本，有利于工业化生产。
文档编号C07D487/04GK101085775SQ200710024889
公开日2007年12月12日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年7月6日
发明者吴洪流 申请人:吴洪流