专利名称：：通过选择性催化环氧化反应制备埃坡霉素衍生物的方法
技术领域：
：本发明涉及制备式I之埃坡霉素衍生物的新型选择性环氧化法。本发明的方法能够以高的化学纯度和非对映异构体纯度以及良好的产率得到式I的目标化合物，而且能够进行大规模的生产。例如在Angew.Chem.1996，108,1671-1673中，H6fle等人描述了天然产物埃坡霉素A(R=氢)以及埃坡霉素B(R=甲基)的细胞毒性作用。埃坡霉素是一类非常有前途的抗肿瘤药物的代表，人们已针对多种癌系测试其是有效的。例如，J.Mulzer在M謹威C7謂.2000，205-238中已描述了多种合成法的综述。这些药物表现出与紫杉醇或其他紫杉烷类药物相同的生物作用机制(对于紫杉醇，参见D.G.I.Kingston,Ozem,Com,mm.2001，867-880)。埃坡霉素与后者的不同之处在于对多种抗性细胞系也是有活性的(参见S丄Stachel等，Cw/r.i^arwaceW.2001,7,1277-1290;K,H.Altmann，C釘.一".C/zem.編.2001，5，424-431)。由于与紫杉醇相比，相对于乳腺细胞系和肠细胞系，对形成p-糖蛋白的多抗性肿瘤系具有体外选择性，并具有明显更高的活性，而且与紫
背景技术：
：埃坡霉素A(R=H)，埃坡霉素B(R=CH3)4杉醇相比它们具有经改善的物理性质，如在水中的溶解度高30倍，所以该新的结构类别对于研发用于治疗恶性肿瘤的药物而言是特别令人感兴趣的。人们已经制得整个系列的经合成改性的埃坡霉素衍生物，包括在1位具有芳香及杂芳香基团而不是甲基噻唑-甲基乙烯基侧链的衍生物。在1位具有稠合杂环的埃坡霉素衍生物在专利文献中已有公布，例如ScheringAG的WO00/66589以及Novartis的WO2000/037473。因为这些化合物是非常有效的抗肿瘤剂，所以能够经济且有效地合成该结构类别是非常令人感兴趣的。在Schering之申请WO00/66589中描述的化合物中，化合物(I)是特别引人注意的<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>由于在动物实验中突出的数据结果，人们选择该化合物用于进一步的研发。该化合物目前正经历临床试验。其合成描述在以下文献中AngewandteChemie,Int.Ed.(2006),45(47),7942。对于使12、13位处的三取代双键进行环氧化的选择性方法仍有很大的需要，这是因为首先观察到现有技术中描述的方法(如下所示)具有相对中等的选择性(平均7-10:1a/p环氧化物)，以及环氧化试剂对外侧双键的额外攻击。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>外侧双键的环氧化导致紧接下来的反应形成非所希望的如下所述的杂质(Ilia+IIIb)。这些杂质有可能来自于式I的产物(由于过度氧化)或者甚至来自于烯n:由于所述环氧化法具有中等的选择性，反应混合物除了目标化合物I之外还包含P异构体(Ia)，由该异构体按照类似的方式也产生相应的杂质。除去所有的这些副产物是耗时的，而且需要困难的、精细的且昂贵的色谱法。人们已公开了多种用于环氧化埃坡霉素的方法。文献中描述的用于环氧化埃坡霉素衍生物的环氧化剂基本上都是如下所示者<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>TetrahedronLett.2001，6785JACS,1999，7050AngewandteChemie，1998,2821JOC，1999，684100%80%98%78%2-三氟甲基-2-甲基二氧杂环Chem.Comun.1997，2343丙烷Chem.Eur.J.,1997,1971对该试剂的综述Acc.Chem.Rev.2004,37,497-JACS，2001,5249505Org.Lett.2001，3607JACS，1997，797420%/55%76%(8:1)60%(2:1)60%56%85%(5:1)MCPBA(间氯过苯甲酸)JACS,1997,7974Chem.Europ.J.1997,1971Org.Biomol.Chem.2004，127Org.Lett.2001,222166%(5:1)34%/38%55%65%Shi催化剂/过硫酸氢钾制剂综述synthesis,2000,No.14，1979-2000Acc.Chem.Res.2004,37,488-496Angew.Chem.2005，117，7636ApplicationtoZKEPOstartingfromdialkeneII65%(5:1)63%(5:1)7甲基三氧化铼(methyltrioxo铼)(MTO)Angew.Chem.2005，117，7636and9-10:1BioorganicMed.Chem.10(2000),2765所有这些试剂的缺陷是除了对环氧化物上的CX/P选择性差以外，还对外侧双键形成广泛攻击(有时>>5%)，这意味着区域选择性也是不令人满意的。其结果是在该合成的最后一步收率有非常大的损失。因为该二烯(II)本身是非常有价值的，经过许多步骤方被制得，所以在最后一步中每百分之一产物的损失都是不经济的。已转化为工厂中试级别的唯一可实用的方法是在低温下使用高稀释度的二甲基二氧杂环丙烷(在丙酮中的DMDO):+外侧双键攻击产生的杂质虽然在许多出版物中描述为相对较高的产率(见上)，但是该方法对于我们的底物而言仍是不能令人满意的。该方法所能达到的选择性为7-7.6:1(oc/(3)，而在实验室(小批量)中分离纯化合物之后的产率为理论值的71%(色谱及结晶之后)，但在可操作级别时仅为理论值的64%。使用MTO作为环氧催化剂，以及与各种吡啶衍生物组合使用，在本领域已早为人知Chem.Eur.J.2002，8，No.13,3053Chem.Commun.200,1165TetrahedronLetters40(1999),3991JACS1997,119，115368JACS1997,119,6189Angew.Chem.Int.Ed.Engl.30(1991)No,12,1638JOC2000,65,5001and8651J.OrganometallicChemistry555(1998)，293JACS1998，120，11335Monograph:"AziridinesandEpoxidesinOrganicSynthesis",AndreiK.Yudin，Wiey-VCHVerlagGmBH&Co.KGaA2006,pp.185-228,andtheliteraturecitedtherein.然而，该反应在大多数情况下是在室温下进行的。用该方法环氧化三取代的、双取代的以及单取代的双键都是有可能的。但是，都没有描述具有高选择性的非对映异构选择性环氧化反应(如在埃坡霉素类型的天然产物上)。Altmann的两个出版物(Angew.Chem.2005,117,7636禾BBioorg.Med.Chem.Lett.10(2000)，2765)描述了与吡啶和过氧化氢(作为氧源)组合使用催化量的甲基三氧化铼(MTO)。Altmami的这些出版物描述了MTO试剂在选择性制备埃坡霉素上的首次应用<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>这些出版物中描述的例子不包括式I化合物之类型的外侧双键，但对于埃坡霉素B，其却有与噻唑环结合的额外双键。然而已知的是，该双键不会受到其他环氧化试剂的攻击，这是因为其较低的电子密度(贫电子双键，因为与芳香环系连接)。所达到的选择性在中等范围9-10:1，产率为理论值的37-72%。这些反应是在室温下进行，而且反应时间的延长会导致产率的损失。在现有技术中没有描述在低于-10。C的低温下与H202水溶液的反应，因为本领域技术人员认为该试剂在这些条件下被冷冻并且不能再反应。然而我们现在惊奇地发现，虽然该试剂在溶液中处于冷冻状态，但反应甚至在低至-60。C的温度下仍然进行。因为在所有情况下选择性<10:1(cc/p),试图使用Altmann方法通过例如降低温度来制备式I化合物仍是不能令人满意的。另外，上述杂质(约2-4%)也能观察到。下表显示了所得的结果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>结果表明，现有技术的方法对于合成式I的埃坡霉素衍生物仍是不能令人满意。
发明内容因此，本发明的目的是提供一种能够以高的a/p选择性、高的区域选择性、高的粗产物纯度、以及高的试验规模产率制备式I之埃坡霉素衍生物的新方法，使得避免使用如上所述的用精细色谱来去除副产物。本发明实现了该目的并描述了一种制备式I之埃坡霉素衍生物的新方法，其由文献中已知的式n的二烯化合物起始，ooho(II).其是在非质子溶剂中于低温、特别是-60°0:至-20°€的温度下用甲基三氧化铼环氧化三取代的双键而高选择性地制得的。在组合使用甲基三氧化铼(MTO)和取代的吡啶化合物、特别是4-氰基吡啶时，该反应令人惊奇地进行得特别好。过氧化氢水溶液，特别是在非质子溶剂中于-60。C至-20。C的温度下，特别适合用作环氧化剂。式(I)的化合物是由式II的二烯化合物得到的，该反应如下进行-在非质子溶剂，特别是氯代烃，优选二氯甲烷，或其与低沸点垸烃、三氟甲苯或甲苯的混合物作为溶剂，-浓度为5倍("5倍"是指1g二烯在5ml溶剂中)至50倍(lg二烯在50ml溶剂中)，优选5-20倍，特别优选10倍，-使用6-36mo1。/。，优选10-25mol%，特别优选18mol。/。经取代的吡啶，优选贫电子的取代吡啶，特别优选4-CN-吡啶，-和l-7mo1。/。，优选1-5%，特别优选3mol。/。的甲基三氧化铼，及-2-5当量(eq.)，优选3-4eq.，特别优选3叫.的浓度为10-60%、优选30-35%的过氧化氢水溶液，-反应温度为-60。C至-20。C，优选为-55。C至-35。C，特别优选为-50°C，-反应时间为20-120小时，优选40-100小时，特别优选50-90小时。本发明的一个实施方案代表了所有上述条件组合在一起的方法-氯代烃或其与低沸点垸烃或甲苯或三氟甲苯的混合物作为溶剂，-二烯的浓度为1g/5ml-50ml，-6-36moP/。经取代的吡啶，-l-7mol%甲基三氧化铼，以及12-2-5当量的浓度为10-60°/。的过氧化氢水溶液。另一个实施方案涉及组合以下条件的方法-氯代烃或其与低沸点烷烃或甲苯或三氟甲苯的混合物作为溶剂，-二烯的浓度为1g/5ml-50ml,-6-36moP/。经取代的吡啶，-l-7mol%甲基三氧化铼，以及-2-5当量浓度为10-60%的过氧化氢水溶液，-反应温度为-60。Cto-20。C，以及-反应时间为20-120小时。本发明的另一个方面是将以下优选条件组合在一起的上述方法-二氯甲垸或其与低沸点垸烃或甲苯或三氟甲苯的混合物作为溶剂，-二烯的浓度为1g/5ml-20ml-10-25moiy。贫电子的取代吡啶，-1-5%甲基三氧化铼，-3-4当量浓度为30-35%的过氧化氢水溶液。本发明的另一个实施方案是将以下优选条件组合在一起的上述方法-二氯甲垸或其与低沸点烷烃或甲苯或三氟甲苯的混合物作为溶剂，-二烯的浓度为1g/5ml-20ml-10-25moin/。贫电子的取代吡啶，-1-5%甲基三氧化铼，-3-4当量浓度为30-35°/。的过氧化氢水溶液-反应温度为-55。C至-35。C，以及-反应时间为40-100小时。13本发明的再一个实施方案是如上所述的方法，其中所有特别优选的条件都组合在一起，如果没有特别优选的范围，则组合优选的范围-二氯甲烷或其与低沸点烷烃或甲苯或三氟甲苯的混合物作为溶剂，-二烯的浓度为1g/10ml-18mol。/。的4-CN-吡啶，-3mol%甲基三氧化铼，-3当量浓度为30-35%的过氧化氢水溶液，-反应温度为-50。C以及-反应时间为50-卯小时。本发明特别的实施方案是制备式(I)化合物的方法，其中使用18mol%4-CN-吡啶、禾卩3%甲基三氧化铼、以及3eq浓度为10-60%的过氧化氢水溶液，使式(II)的二烯在二氯甲垸溶剂中反应，该二烯在溶剂中的浓度为1g/10ml溶剂，反应温度为-60。至-20。C，以及反应时间为50-90小时。在特别优选的实施方案中，本发明的方法精确地按照施例1的条件来实施。本发明的一个实施方案是如上所述的方法之一，其中反应温度为-60。C至-20。C。在本发明的一个实施方案中，反应在-55至-35。C的温度下进行。再一个实施方案是如权利要求1所述的方法，其中反应时间为20-120小时。在本发明的一个实施方案中，反应时间为40-80小时。在本发明的一个实施方案中，甲基三氧化铼的量为l-5mol°/。，该量是基于所述二烯。再一个实施方案是上述方法之一，其中式II化合物的浓度为1g/5ml溶剂-lg/50ml溶剂。再一个实施方案是上述方法之一，其中所述二烯的浓度为1g/5ml溶剂-1g/20ml溶剂。替代二氯甲烷，还可使用其他的溶剂，如1，2-二氯乙烷、氯仿以及它们与戊烷、己烷、庚烷、环己烷或其他低沸点烷烃按照各种比例的混合物，以及芳香溶剂(芳基烷烃)，如甲苯、三氟甲苯。还可使用与上述垸烃和芳基垸烃混合的二氯甲垸。低沸点烷烃是指沸点约为35°C-100°C的直连或支链烷烃和环烷烃。在本发明的一个实施方案中，该溶剂选自以下组中二氯甲烷、1，2-二氯乙垸、氯仿、以及它们与戊垸、己烷、庚烷、环己烷、甲苯或三氟甲苯的混合物，或者甲苯或三氟甲苯本身。在本发明的一个实施方案中，所述溶剂选自以下组中二氯甲烷与戊烷、己烷、庚垸、环己烷、甲苯或三氟甲苯的混合物。在本发明的又一个实施方案中，所述溶剂选自以下组中二氯甲烷、以及二氯甲烷与戊烷、己烷、庚垸、环己烷、甲苯或三氟甲苯的混合物。除了4-氰基吡啶外，还可例如使用以下化合物作为可选择的吡啶催化剂15其中优选在进一步的实施方案中，可使用被以下基团2-或4-取代的贫电子吡啶衍生物CN、Br、Cl、F、CF3、S02(C，-C4)烷基、S02NH2、S02N[(C,-C4)垸基]2、COOH、COO(C广C4)烷基，特别是被CN、Cl、F、S02CH3、COOH、COO(d-C4)烷基取代的吡啶化合物。在优选的实施方案中，可使用被以下基团4-取代的贫电子吡啶衍生物CN、Br、Cl、F、CF3、S02(C,-C4)烷基、S02NH2、S。2N[(C'-C4)烷基]2、COOH、COO(CrC4)烷基，特别是被CN、Cl、F、S02CH3、COOH、COO(C,-C4)烷基取代的吡啶化合物。2_和4-CN-吡啶是特别优选的，而4-CN-吡啶是特别优选的。术语d-C4-烷基是指直连或支链的，例如甲基、乙基、丙基、异丙基。本发明的一个实施方案中，基于所述二烯，取代吡啶化合物的量为10-20mol%。16在本发明的一个实施方案中，使用浓度为30-35°/。的过氧化氢水溶液。在本发明的一个实施方案中，基于所述二烯，使用3-4当量的过氧化氢。在一些情况下，用脲-过氧化氢复合物(UHP)替代过氧化氢被证明是有利的(Lit.Angew.Chemie1991,03，1706andAngew.Chemie,1996,108,578)。因此，本发明的一个实施方案涉及权利要求1定义的方法，其中使用UHP作为环氧化剂。在后处理时，可使用本领域技术人员已知的还原剂，例如硫代硫酸钠、亚硫酸钠、维生素C等来破坏过量的过氧化氢，然后用水，以及例如KHS04、H2S04、HC1、磷酸、甲磺酸、TFA、拧檬酸在水中的酸性水溶液(用于萃取除去吡啶催化剂)洗涤。如果需要，可用饱和氯化钠水溶液进行最后的洗漆，然后在硫酸镁或硫酸钠上干燥，接着通过真空蒸馏除去溶剂。残留物通过色谱法进行纯制，最后通过结晶法纯制式(I)的化合物，然后分离。然而，也可通过短的薄层硅胶进行过滤(除去吡啶催化剂)，接着直接进行结晶。所达到的产率为80-卯％。令人惊奇的是可以省略色谱纯制并在最后结晶中直接使用粗产物。由此，本发明还涉及权利要求1中描述的方法，其中在后处理后直接进行结晶。按照上述方式得到的粗产物已具有非常高的纯度。所发生的反应显著地具有非常高的选择性。在反应温度为-50。C时，可以得到的选择性最高为57:1(oc/p)(见实施例1)。由于外侧攻击双键而导致形成的副产物实际上没有再观察到(该类型的杂质的总量<0.1%，在粗产物中)。以此方式制得的式I化合物中铼含量《7ppm(LOD*:7ppm)(*检测水平，方法ICP-OES)。低于7ppm的量的可检测性取决于可用于检测的埃坡霉素衍生物的量有多大。埃坡霉素衍生物的量越大，就意味着低于7ppm的铼含量越有可能可被检出。根据Rutherfordonline2006，地壳中铼的丰度为0.0004ppm。因为本发明方法的最终产物有可能仍含有铼，所以本发明的再一个方面是仍包含铼的本发明方法的产物。本发明的一个方面是包含0.0004ppm以上的铼的式I产物。在一个实施方案中，该最终产物包含>0.0004ppm-7ppm的铼。在另一个实施方案中，该最终产物包含>0,0004ppm-lppm的铼。本发明的一个方面是铼含量为0.01ppm-30ppm的式I产物。本发明的再一个方面是铼含量为0.1ppm-30ppm的式I产物。在本发明的一个实施方案中，反应产物包含1ppm-30ppm铼。在另一个实施方案中，最终产物包含S7ppm-30ppm铼。在另一个实施方案中，最终产物包含O.Olppm-7ppm铼。在另一个实施方案中，最终产物包含0.01ppm-lppm铼。在某些情况下，替代经色谱纯制的较纯的二烯II，在环氧化反应中使用该化合物II的粗产物也被证明是有利的，由此可以出人意料的方式增加两个步骤的总产率。该新的方法能够以高的非对映异构选择性和产率以及纯度制备式(I)化合物。该方法操作简单，并能够在规模上升级为多kg范围。与现有技术中描述的方法不同，本发明方法的最大优点在于，不会由于对外侧双键的攻击而造成有价值物质的损失。因此，该方法可以被归类为非常实用且经济上有价值的方法。以下实施例用于更为详细地说明本发明，而不是对其范围的限制。实施例1将1.000kg式II的二烯(根据WO00/66589制备)、14.17g(3mol%)甲基三氧化铼和35.5g(18mol.。/。)4-氰基吡啶溶解在10升的二氯甲烷中，然后冷却至-50。C。添加579ml浓度为30%的过氧化氢水溶液(3eq.)，接着在-50。C下搅拌该混合物约70小时。该反应用HPLC进行跟踪直至结束。一旦前体物质(式II的化合物)低于1%，则添加580ml浓度为20%的硫代硫酸钠水溶液，由此使反应停止。接着添加另外7000ml的硫代硫酸钠溶液，然后温热至+10。C。该混合物在+10。C下18搅拌1小时，分离有机相，而含水相用5000ml的二氯甲烷重新萃取。合并的有机相用5000ml的饱和氯化钠水溶液洗涤。有机相真空浓缩。残留物通过硅胶层进行过滤(流动相二氯甲烷/乙酸乙酯梯度)。产率877g(理论值的85%，oc/p=57:1)的式(I)化合物由己烷/甲苯中重结晶，得到824.3g(理论值的80%,基于II)无色晶体。HPLC纯度(100%方法)100%，没有>0.05°/。的杂质被检测到。卩异构体已被完全除去。铼含量《7ppm(LOD:7ppm)元素分析计算值C66.27°/。H7.60%N2.58%S5.90%实测值C66.19°/。H7.71%N2.54%S5.85%旋转[a〗D20:-73.2。(c=0,514,CHCI3).'HNMR(300MHz,CDC13)delta=0.98(3H),1.02(3H)，1.23(3H),1.25-1.78(7H)，1.31(3H)，2.15-2.31(3H)，2.44-2.68(4H),2.84(3H),2.91(1H),3.60(1H),3.70(1H),4.20(1H),4,40(IH)，5.01(1H),5.06(1H),5,73(IH)，6.19(1H),7.36(IH)，7.82(1H),7.94(1H)ppm.13C固R(300MHz,CDC13)delta=219.7(s，C-9),170.5(s，C-5),168.2(s,C-芳基)，153.5(s，C-芳基)，137.2(s，C-芳基)，135.8(d,=CH-烯丙基)，135.3(s，C-芳基)，122.7(d,C-芳基)，121.7(d，C-芳基)，119.7(d，C-芳基),117.1(t，=CH2-烯丙基)，77.0(d,C-ll),74.3(d,C-3),74.3(d，C-7),60.9(s，C-16),60.0(d，C-1),52.2(s,C-8),51.3(d,C-IO)，38.6(t，C-6)，34.8(d,C-12)34.3(t，C-2),34.1(t,CH2-烯丙基)，31.3(t,C-15),29.6(t,C-13),22.5(q,CH3C-8),22.1(t,C-14),22.1(q，CH3,C-16),20.2(q,CH3-芳基)，19.2(q,CH3，C-8)，17.9(q，CH3,C-12)ppm.19权利要求1、制备式(I)埃坡霉素衍生物的方法，其特征在于，用甲基三氧化铼，在非质子溶剂中在-60℃至-20℃下用环氧化剂使式(II)的二烯环氧化2、根据权利要求1的方法，其中所述环氧化剂是过氧化氢水溶液。3、根据权利要求l的方法，其中进一步添加取代吡啶衍生物。4、根据权利要求3的方法，其中使用6-36moP/。的取代吡啶、1-7mol。/。的甲基三氧化铼和2-5当量的浓度为10-60%的过氧化氢水溶液，使所述式(11)的二烯在-60至-20。C下于作为溶剂的氯代烃或者其与低沸点垸烃或甲苯或三氟甲苯的混合物中反应。5、根据权利要求l的方法，其中反应时间为20-120小时。6、根据权利要求1的方法，其中所述式(II)化合物的浓度范围为1g/5ml溶剂至1g/50ml溶剂。7、根据权利要求1的方法，其中所述溶剂选自以下组中二氯甲垸、1，2-二氯乙垸、氯仿、以及其与戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲苯或三氟甲苯的混合物，或者甲苯或三氟甲苯本身。8、根据权利要求3或4的方法，其中所述取代吡啶选自以下组中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>9、根据权利要求3或4的方法，其中所述取代吡啶是贫电子吡啶衍生物，其在4-位被以下基团取代CN、Br、Cl、F、CF3、S02(C广C4)垸基、S02NH2、S02N[(C广C4)垸基]2、COOH,COO(C广C4)烷基。10、根据权利要求1的方法制备的包含铼的式I埃坡霉素衍生物。11、根据权利要求10的埃坡霉素衍生物，其包含0.01-30ppm的铼。12、根据权利要求l的方法，其中所得的粗产物进行结晶。全文摘要本发明涉及使用取代吡啶化合物和甲基三氧化铼作为催化剂来制备埃坡霉素衍生物的新方法。文档编号C07D417/04GK101652362SQ200880010388公开日2010年2月17日申请日期2008年3月27日优先权日2007年3月30日发明者J·普拉策克,O·彼得罗夫,S·普吕斯申请人:拜耳先灵医药股份有限公司