专利名称：化合物n-〔4-(丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-l-谷氨酸二甲酯及应用其制备培美曲塞的方法
技术领域：
本发明属于医药化工领域，涉及新中间体化合物N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕 -L-谷氨酸二甲酯及其在合成培美曲塞中的应用。
技术背景培美曲塞，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啼啶的合成，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CN1271338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CN1271338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CN1827604中将谷氨酸侧链在合成前期引入反应过程中，提高各步中间 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>路线4其中*表示的碳的构型为L构型。苏为科等在CN1821219A和CN1821220A中公开了如下两种结构的中间体用于合成 培美曲塞，<formula>formula see original document page 6</formula>此路线反应条件较温和，收率较高，但工艺路线中仍存在由N-(对溴苯甲酰基) -L-谷氨酸二乙酯与3-丁烯-l-醇的偶联反应不易进行，反应副产物多，以及溴代试剂 尤其是溴素挥发性强，毒性大的缺陷，影响了工业化生产中使用。因此上述路线中存在无水反应要求高、反应步骤长或工业化生产受限制的问题， 需要研究开发更适合工业化生产的培美曲塞制备方法。发明内容本发明的目的在于提供一种可用于合成培美曲塞的新中间体化合物以及应用该 中间体制备培美曲塞的方法。本发明人在对培美曲塞合成工艺进行进一歩的研究后，发现应用化合物N- (4-(丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(\1)作为关键中间体，经氯代后合成培 美曲塞的路线，条件更加温和，中间体更容易提纯，产品纯度更高，可满足药用产品 的质量要求。应用新中间体化合物(VIII)合成培美曲塞I的方法如路线5所示<formula>formula see original document page 7</formula>路线5其中*表示的碳的构型为L构型。上述合成路线5中，中间体化合物vi和vn均未见报道。本发明所述新中间体化合物N-〔4-(丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(Vffl) 的结构式如下所示、COOMeOHC—CH厂CH厂CH2~^ ^~CONH-CH*\CH /C,本发明所述新中间体化合物(W)可应用化合物N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(vn)为原料，与3-丁烯-i-醇在钯催化剂存在下进行反应制得。本发明所述新中间体化合物N-(4-(丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(Wl) 的核磁共振数据如下'HNMR (DMSO-d6， 400MHz) S 9.67 (s， 1H) , 8.56 (d， 1H) ， 7.84 (d， 2H)， 7.36 (dd， 2H) 4.45 (dd， 1H) ， 3.69 (s， 2H) ， 3.66 (s， 2H) ， 2.65(t， 2H)， 2.50 (t， 2H) ， 2.46 (t， 2H) ， 2.10 2.15 (m， 1H) ， 1.99 2.11 (m， 1H) ， 1.82 1.89 (m， 2H) ， 1.15 1.21 (m， 6H)。化合物N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(vn)的结构式如下所示<formula>formula see original document page 8</formula>化合物(vn)可用常规方法由对碘苯甲酸v与L-谷氨酸二甲酯盐酸盐方便地制得。优选的方法是将对碘苯甲酸V活化为对碘苯甲酰氯VI与L-谷氨酸二甲酯盐酸盐在有 机碱存在下进行酰化反应制备，对碘苯甲酰氯VI可由对碘苯甲酸V与氯化亚砜反应制得。化合物(VD)的核磁共振数据如下'HNMR (DMSO-d6， 600MHz) S 8.81 (d， 1H) ， 7,87 (d， 2H) ， 7.66 (d， 2H)， 4.42 (q， 1H) ， 3.69 (s， 2H) ， 3.65 (s， 2H) ， 2.44 (t， 2H) ， 2.07 2.11 (m， 1H) ， 1.96 2.02 (m， 1H) ， 1J5 1J9 (m, 6H)。应用本发明所述新中间体化合物(vi)和(vn)制备培美曲塞的方法，包含以下 步骤(a) 将中间体化合物N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯Vn与3-丁烯-l-醇在钯 催化剂存在下进行反应制得化合物VID;(b) 将化合物vm经氯代反应得到氯代醛化合物ix;(c) 将氯代醛化合物IX与2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶反应得到化合物X;(d) 将化合物X经水解反应得到培美曲塞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，歩骤(a)中将化合物VD与3-丁烯-l-醇在钯催化剂存在下进行反应 制得化合物VI，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 7(TC，反应时间1小时至20 小时，其中优选3 10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Vl!I。根据本发明，歩骤(b)将化合物V1D经氯代反应得到氯代醛化合物IX，溶剂可为 二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃等或其中的混合溶剂，其中优选二氯甲垸。氯化剂可以为 N-氯代丁二酰亚胺(NCS)、硫酰氯等，其中优选硫酰氯；反应温度0'C 50'C，其中 优选10 30°C，反应时间0.5小时至20小时，其中优选2 10小时。反应中氯化剂 与化合物VEI按摩尔比计为1 5: 1，其中优选1.1 1.5: 1。根据本发明，步骤(C)将氯代醛化合物IX与2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶反应得到化 合物X。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。反应温度10°C 80 °C，其中优选30 6(TC，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。根据本发明，步骤(d)将化合物X经水解反应得到培美曲塞I ，溶剂为水、甲 醇、乙醇、四氢呋喃等或其中两种溶剂的混合溶剂，其中优选水为溶剂。碱可选用氢 氧化钠、氢氧化钾等，其中优选氢氧化钠，碱水解温度0'C 5(TC，其中优选10 30 'C，反应时间0.5小时至10小时，其中优选1 3小时。反应中碱量与化合物X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3 4得到 培美曲塞I。本发明反应路线中谷氨酸二甲酯侧链的提前引入可以避免现有技术中由中间体 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；本发明选用了新化 合物N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(Vffl)为关键中间体，由于甲 酯所占体积空间小，合成反应更易于进行，反应副产物大为减少，条件更加温和；合 成过程中使用碘代和氯代方式，可以克服溴代试剂尤其是溴素挥发性强、毒性大的缺 陷。应用本发明所述方法制备培美曲塞酸总收率高，可达到33%以上，而现有技术中 培美曲塞酸总收率约为25%左右，且新方法的反应条件温和，中间体更易于提纯，粗 产品纯度就可以达到98.4%，易于实现工业化生产。
具体实施方式
以下实施例将进一步说明本发明，但不限制本发明。三口瓶中加入对碘苯甲酸100g (0.403mol)，加入500ml 二氯亚砜，回流。当不 溶固体消失后，减压蒸馏回收二氯亚砜，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91g (0.43mol)，降温至5。C以下，滴加三乙 胺120g (1.2mol)，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140.8g，收率86.3%。实施例1N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(VII)的制备:'HNMR (DMSO-d6， 600MHz) S 8.81 (d， 1H) ， 7.87 (d， 2H) ， 7.66 (d， 2H)， 4.42 (q， 1H) ， 3.69 (s， 2H) ， 3.65 (s， 2H) ， 2.44 (t， 2H) ， 2.07 2.11 (m， 1H) ， 1.96 2.02 (m， 1H) ， 1.15 1.19 (m， 6H)。在三口瓶中加入70.0g (0.173mol) N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(VH)， 800mlDMF，室温下搅拌溶解，加入114g四丁基溴化铵，78g碳酸氢钠，通入氮气10min 后，再加入3-丁烯-l-醇18.0g (0.25mol)、氯化钯2g。 6(TC加热反应8h。 TLC分析 原料消失(展开剂乙酸乙酯石油醚==2: 3) ， 800mlX2乙酸乙酯和1200ml水萃 取分液，合并有机相800mlX2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46.3g产品，浅黄色油状物，产率78.0%。'HNMR (DMSO-d6， 400MHz) S 9.67 (s， 1H) ， 8.56 (d， 1H) ， 7.84 (d, 2H)， 7.36 (dd， 2H) 4.45 (dd， 1H) ， 3.69 (s， 2H) ， 3.66 (s， 2H) ， 2.65(t， 2H)， 2.50 (t， 2H) ， 2.46 (t， 2H) ， 2.10 2.15 (m， 1H) ， 1.99 2.11 (m， 1H) ， 1.82 1.89 (m， 2H) ， 1.15 1.21 (m， 6H)。46.0g (0.132mol) N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(VI)，溶 于400ml二氯甲烷中，室温下搅拌溶解。加入磺酰氯20g (0.148mol)，室温下搅拌 5h，用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，饱和氯化钠水溶液洗涤至中性，无水硫酸钠干燥。 减压蒸馏除去溶剂得油状物，直接进行下一步反应。'HNMR (DMSO-d6， 400MHz) S 9.49(s， 1H)， 8.65(t， 1H)， 7.82(d， 2H)， 7.34(dd， 2H), 4.83 (q， 0.5H) ， 4.63(q， 0.5H)， 4.40 4.46(q， 1H)， 3.69(s， 2H)， 3.64(s， 2H)， 2.73 2.89(m， 2H)， 2.43 (t， 2H)， 1.99 2.11(m， 2H)， 1.88 1.98(m， 2H)， 1.10 N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕实施例2L-谷氨酸二甲酯(VI)的制备:实施例3N- 〔4- (2-氯-丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(IX)的制备:1.23(m， 6H).实施例4N- (4- (2- (2-氨基-4， 7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并(2， 3隱d〕嘧啶-5陽基)乙基〕苯 甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯(X)的制备将实施例3得到油状物中加入水300ml和乙酸乙酯300ml中，投入2， 4-二氨基 -6-羟基喷啶19g (0.15mol)，三水合乙酸钠37g (0.27mol) ， 50。C加热搅拌反应5h， 降温。用400ml二氯甲垸萃取分液，无水硫酸钠干燥。减蒸除去溶剂，得到的固体柱 层析分离。得到类白色固体37.4g，两步产率62.5%。'HNMR (DMSO-d6， 600MHz) S 10.54(s， 1H)， 10.09(s， 1H)， 8.55(d， IH)， 7.78(d， 2H)， 7.28(d， 2H)， 6.30 (s， 1H) ， 5.94(s， 2H)， 4.45(q， IH)， 3.69(s， 2H)， 3.64(s， 2H)， 2.99(t， 2H)， 2.87(t， 2H)， 2.24(t， 2H)， 2.08 2.12(m， 1H)， 1.98 2.05(m， IH)， 1.12 1.20(m， 6H).实施例4得到的固体37g (0.081mol)加入500ml 1N氢氧化钠水溶液中，室温搅 拌2h，用2N盐酸调节pH-3 4，有大量固体析出，抽滤，水洗。烘干得到淡绿色固 体28.9g，收率83.5%。'HNMR (DMSO-d6， 600M) S 12.30(s， 2H)， 10.54(s， 1H)， 10.09(s， 1H)， 8.44(d， 1H)， 7.79(d， 2H)， 7.28(d， 2H)， 6.30 (s， 1H) ， 5.95(s， 2H)， 4.43(q， 1H)， 2.99(t， 2H)， 2.87(t， 2H)， 2.35(t， 2H)， 2.07 2.12(m， 1H)， 1.93 1.98(m， 1H).实施例5培美曲塞酸(I)的制备:实施例6N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(VI)的制备 投料如实施例2，只是将氯化钯改换为乙酸钯，柱层析得到46.0g浅黄色油状物， 产率77.5%。实施例7N- (4- (2-氯-丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(IX)的制备46.0g (0.132mol) N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(Vffl)，溶 于400ml二氯甲垸中，室温下搅拌溶解。加入N-氯代丁二酰亚胺20.0g (0J5mo1)， 室温下搅拌7h，用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，饱和氯化钠水溶液洗涤至中性，无水硫 酸钠干燥。减压蒸馏除去溶剂得油状物，直接进行下一歩反应。实施例8N- 〔4- 〔2- (2-氨基-4， 7-二氢-4-氧代-3H-吡咯并(2， 3-d〕喷啶-5-基)乙基〕苯 甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯(X)的制备将实施例7得到油状物中加入水300ml和四氢呋喃300ml中，投入2， 4-二氨基 -6-羟基嘧啶19g (0.15mol)，三水合乙酸钠37g (0.27mol) ， 50°C加热搅拌反应5h， 降温。用400ml二氯甲垸萃取分液，无水硫酸钠干燥。减蒸除去溶剂，得到的固体采 用乙酸乙酯重结晶。得到类白色固体37.4g，两步产率62.5%。
权利要求
1.化合物N-〔4-(丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯VIII，其特征在于化学结构式如式VIII所示
2.如权利要求1所述化合物N- 〔4- (丁醒-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯VID， 其特征在于制备化合物N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯WI的原料为化 合物N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯VD，其化学结构式如式VD所示
3. 如权利要求1所述化合物N- 〔4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯WI的制备方法，其特征在于应用化合物N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯vn为原料，与.3-丁烯-l-醇在钯催化剂存在下进行反应制得。
4. 如权利要求2或3所述化合物N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲 酯VBi的制备方法，其特征在于所说的化合物N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯VH由对 碘苯甲酸V与L-谷氨酸二甲酯盐酸盐制得，具体歩骤是将对碘苯甲酸V活化为对碘苯甲 酰氯VI，再与L-谷氨酸二甲酯盐酸盐在有机碱存在下进行酰化反应制备。
5. 如权利要求4所述化合物N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯Vffi 的制备方法，其特征在于所说的.对碘苯甲酰氯VI是由对碘苯甲酸V与氯化亚砜反应制
6.应用权利要求1所述化合物N- (4- (丁醛-4-基)-苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯 Wl制备培美曲塞的方法，其特征在于由以下歩骤组成(a) 将化合物N-(对碘苯甲酰基)-L-谷氨酸二甲酯VH与3-丁烯-l-醇在钯催化剂 存在下进行反应制得化合物VI;(b) 将化合物WI经氯代反应得到氯代醛化合物IX;(c) 将氯代醛化合物IX与2， 4-二氨基-6-羟基嘧啶反应得到化合物X;(d) 将化合物X经水解反应得到培美曲塞I ; 以反应式表示如下<formula>formula see original document page 3</formula>培美曲塞I其中*表示的碳的构型为L构型。
7. 如权利要求6所述制备培美曲塞的方法，歩骤(a)中将化合物VII与3-丁烯-l-醇 在钯催化剂存在下进行反应，其特征为催化剂为乙酸钯、氯化钯，反应溶剂为DMF，反 应温度-l(TC 10(TC，其中优选20 70。C，反应吋间1小时至20小时，其中优选3小时 至10小时。
8. 如权利要求6所述制备培美曲塞的方法，其特征为步骤(b)中氯化剂为N-氯代 丁二酰亚胺(NCS)、硫酰氯，溶剂为二氯甲烷。
9. 如权利要求6所述制备培美曲塞的方法，其特征为步骤(b)中反应温度0'C 50 'C，其中优选10 30°C，反应时间0.5小时至20小时，其中优选2小时至10小时，反 应中氯化剂与化合物VDI按摩尔比计为1 5: 1，其中优选1.1 1.5: 1。
10. 如权利要求6所述制备培美曲塞的方法，其特征为步骤(c)中，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，其中优选乙酸乙 酯和水的混合溶剂，反应温度30 6(TC，反应时间2小时至6小时。
全文摘要
本发明涉及化合物N-〔4-(丁醛-4-基)-苯甲酰基〕-L-谷氨酸二甲酯及应用该化合物制备抗肿瘤药物培美曲塞的新方法。使用本发明方法制备培美曲塞，反应后处理简单，产物纯度高，有利于工业化生产。
文档编号C07C231/12GK101333173SQ20071016674
公开日2008年12月31日 申请日期2007年11月2日 优先权日2007年6月26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