本发明涉及药物合成领域，具体而言，涉及一种沙库比曲及其中间体的制备方法。
背景技术：
LCZ696是诺华研究的一种双效血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂，于2015年7月7获FDA批准，开发用于射血分数降低的心力衰竭(HErEF)患者的治疗。LCZ696是由沙库比曲(Sacubitril，AHU-377)和缬沙坦(Diovan)组成的复合物，其具有独特的作用模式，被认为能够减少衰竭心脏的应变。其中沙库比曲可阻断负责降低血压的两中多肽的作用机制，缬沙坦则可改善血管舒张，刺激身体排泄钠和水。
沙库比曲是一种前体药物，其化学名称为：4-(((2S,4R)-1-([1,1'-联苯]-4-基)-5-乙氧基-4-甲基-5-氧代戊烷-2-基)氨基)-4-氧代丁酸，其结构式如式一所示。
沙库比曲具有两个手性中心，包括氨基α位的第一手性中心和羰基α位的第二手性中心。在通常的合成路线中，沙库比曲的合成需要经过如式二所示的沙库比曲中间体，而在构建该沙库比曲中间体的时候需要完成沙库比曲分子中两个手性中心的构建。
在现有技术中，通常以具有第一手性中心的底物为起始原料，先合成五元环的内酰胺，再在五元环内利用甲基化试剂引入甲基，利用环结构和第一手性中心共同诱导甲基化试剂的进攻方向，从而实现不对称甲基化，构建第二手性中心，最后通过开环、氨基保护得到沙库比曲中间体。但该方法的非对映选择性差，得到的沙库比曲中间体与其非对映异构体之间分离困难，造成收率和纯度的较低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种沙库比曲中间体的制备方法，其通过简单的步骤既能得到目标沙库比曲中间体，原料易得，操作简单，具有较高的产率和非对映选择性。
本发明的另一目的在于提供一种沙库比曲的制备方法，其包括上述一种沙库比曲中间体的制备方法，能高效率高非对映选择性地得到沙库比曲中间体，并由该高手性纯度的沙库比曲中间体出发制备完成沙库比曲的制备，省去了分离非对映异构体的繁琐步骤，操作方便，原料易得，适合大规模的工业化生产。
本发明的实施例是这样实现的：
一种沙库比曲中间体的制备方法，其包括：
将化合物I与手性辅基试剂发生酰化反应得到化合物II；
将化合物II与甲基化试剂和碱发生不对称甲基化反应得到化合物III；
将化合物III水解得到沙库比曲中间体；
化合物I的结构式为化合物II的结构式为化合物III的结构式为沙库比曲中间体的结构式为其中，R*为手性辅基，PG为保护基团。
一种沙库比曲的制备方法，其包括上述一种沙库比曲中间体的制备方法。
本发明实施例的有益效果是：本发明所提供的一种沙库比曲及其中间体的制备方法，采用具有第一手性中心的化合物I作为起始原料，通过添加手性辅基，并在手性辅基与第一手性中心的协同控制下，实现羰基的α位的不对称甲基化，构建第二手性中心。该制备方法原料易得、操作简单，具有较高的收率和非对映选择性，便于放大剂量实现工业化生产。得到的沙库比曲中间体手性纯度高，在进一步制备沙库比曲的过程中，省去了分离非对映异构体的繁琐步骤，提升了沙库比曲的生产效率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种沙库比曲及其中间体的制备方法进行具体说明。
一种具有化合物IV所示结构的沙库比曲中间体的制备方法，其反应式如式三所示，
具体来说，包括以下步骤：将化合物I与手性辅基试剂发生酰化反应得到化合物II。
进一步地，手性辅基试剂为手性恶唑啉酮辅基试剂，该手性恶唑啉酮辅基试剂具的结构式为其中，R为苯基、苄基和异丙基中的任一种。
该手性恶唑啉酮辅基试剂具有一个R构型的手性碳，在后续不对称甲基化的过程中，该R构型的手性碳能对甲基的进攻方向产生导向作用，使不对称甲基化反应得到较高的非对映选择性。
该手性恶唑啉酮辅基试剂具有氨基，可以与化合物I中的羧基发生酰化反应，该酰化反应在80～120℃下进行，优选为100℃，并加入三乙胺和特戊酰氯作为活化剂。进一步地，将化合物I、手性恶唑啉酮辅基和三乙胺溶于有机溶剂中，再缓慢滴加特戊酰氯，滴加速度不宜过快，以防止温度过高造成冲料以及副反应增加。其中，有机溶剂为非质子性溶剂，优选为甲苯。在三乙胺的催化下，特戊酰氯能够对化合物I的羧基进行活化生成混合酸酐，混合酸酐与手性恶唑啉酮辅基的氨基进行反应，得到化合物II。
优选地，在上述酰化反应中，化合物I、手性辅基试剂和特戊酰氯的摩尔比为1：1～1.5：1～1.2。更优选地，化合物I、手性辅基试剂和特戊酰氯的摩尔比为1:1.1:1.1。该比例是发明人经过创造性劳动并结合自身经验得到的优选值，在该优选值范围内进行酰化反应，反应速率快、产率高、副反应少。
进一步地，保护基团为叔丁氧羰基(Boc)、苄氧羰基(Cbz)和笏甲氧羰基(Fmoc)中的任一种，优选为叔丁氧羰基。这类保护基团均为常用的氨基保护基团，具有成熟的保护和去保护方法，脱除极其方便。这类保护基团在整个合成过程中表现出很好的耐受性，能够保留在得到的沙库比曲中间体中以在后续制备沙库比曲的过程中继续发挥作用，避免了对氨基反复保护/去保护带来的繁琐操作。
上述一种沙库比曲中间体的制备方法还包括：将化合物II与甲基化试剂和碱发生不对称甲基化反应得到化合物III。
进一步地，甲基化试剂为碘甲烷、硫酸二甲酯和碳酸二甲酯中的任一种，优选为碘甲烷。碱为有机金属试剂一类的常规拔氢试剂，例如烷基锂试剂、氨基锂试剂、氨基钾试剂等，优选为二异丙基氨基锂(LDA)或六甲基二硅基氨基锂(LiHMDS)，最优选为二异丙基氨基锂。这些试剂均为化学反应中的常用试剂，可直接从市面上直接购得，搭配使用可以得到高产率的甲基化产物。
进一步地，不对称甲基化反应在-80～-50℃下进行，优选为-78℃。该温度范围是发明人经过创造性劳动并结合自身经验得到的优选值，当反应温度过高时，容易发生副反应，导致收率降低。
进一步地，上述不对称甲基化反应在氮气保护下进行，以防止空气中氧和水气对反应产生影响，造成收率降低。优选地，在氮气保护下，向化合物II的四氢呋喃溶液中滴加碱，滴加过程不宜过快，以防止温度升高发生副反应，滴加完成后反应2～4h，再加入甲基化试剂。优选地，在加入甲基化试剂后，继续在低温下反应2～4h，而后移至室温反应，以加速反应进程，得到更高的转化率。
进一步地，在上述不对称甲基化反应中，化合物II、碱和甲基化试剂的摩尔比为1：1～3：1～2，优选为1:1.5:2。该比例是发明人经过创造性劳动并结合自身经验得到的优选值，在该优选值范围内进行不对称甲基化反应，反应速率快、副反应少，能够得到较高的收率。
上述一种沙库比曲中间体的制备方法还包括：将化合物III水解得到沙库比曲中间体。
进一步地，化合物III在双氧水和氢氧化锂的存在下，于15～30℃进行水解得到沙库比曲中间体。优选地，在0℃下，向化合物III的四氢呋喃溶液中，加入双氧水，搅拌0.5～1h。随后，加入氢氧化锂，氢氧化锂采用少量多次的添加方式，防止反应过于剧烈造成冲料。优选地，双氧水采用30wt％的双氧水溶液。
一种沙库比曲的制备方法，其包括上述沙库比曲中间体的制备方法。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种化合物II的制备方法，其采用Boc作为保护基团，以化合物I和手性辅基反应，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入320mL甲苯，开启搅拌，加入化合物I(16g，1eq)，三乙胺(13.1g，3eq)和化合物IV-a(8.37g，1.1eq)，PH＝7～8。向反应体系中缓慢加入特戊酰氯(5.67g，1.1eq)，升温至100℃回流反应16h。反应结束后，加入乙酸乙酯稀释，并依次进行水洗和饱和碳酸氢钠洗涤，收集有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗产品经过柱层析纯化得到化合物II-a(21.0g，收率91％)。
实施例2
本实施例提供一种化合物II的制备方法，其采用Boc作为保护基团，以化合物I和手性辅基反应，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入320mL甲苯，开启搅拌，加入化合物I(16g，1eq)，三乙胺(13.1g，3eq)和化合物IV-b(7.27g，1.1eq)，PH＝7～8。向反应体系中缓慢加入特戊酰氯(5.67g，1.1eq)，升温至90℃回流反应16h。反应结束后，加入乙酸乙酯稀释，并依次进行水洗和饱和碳酸氢钠洗涤，收集有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗产品经过柱层析纯化得到化合物II-b(17.7g，收率86％)。
实施例3
本实施例提供一种化合物II的制备方法，其采用Boc作为保护基团，以化合物I和手性辅基反应，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入320mL甲苯，开启搅拌，加入化合物I(16g，1eq)，三乙胺(13.1g，3eq)和化合物IV-c(7.07g，1eq)，PH＝7～8。向反应体系中缓慢加入特戊酰氯(5.67g，1.1eq)，升温至100℃回流反应16h。反应结束后，加入乙酸乙酯稀释，并依次进行水洗和饱和碳酸氢钠洗涤，收集有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗产品经过柱层析纯化得到化合物II-c(19.61g，收率86％)。
实施例4
本实施例提供一种化合物II的制备方法，其采用Boc作为保护基团，以化合物I和手性辅基反应，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入320mL甲苯，开启搅拌，加入化合物I(16g，1eq)，三乙胺(13.1g，3eq)和化合物IV-a(11.41g，1.5eq)，PH＝7～8。向反应体系中缓慢加入特戊酰氯(5.67g，1.1eq)，升温至120℃回流反应16h。反应结束后，加入乙酸乙酯稀释，并依次进行水洗和饱和碳酸氢钠洗涤，收集有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗产品经过柱层析纯化得到化合物II-a(20.53g，收率88％)。
实施例5
本实施例提供一种化合物III的制备方法，其以化合物II-a为反应底物，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入200mL四氢呋喃和化合物II-a(18g，1eq)，开启搅拌，氮气置换并降温至-78℃。向反应体系中缓慢滴加2M的LDA(18.74mL，1.1eq)，在-78℃下反2h后加入碘甲烷(5.3g，1.1eq)，继续反应2h后移至室温下反应过夜。反应结束后，加入饱和氯化铵溶液淬灭，加入乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠洗涤，有机相经无水硫酸钠干燥并过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗品经过柱层析纯化得到目标化合物III-a(17.55g，收率95％)。无非对映异构体检出，手性纯度为100％。
实施例6
本实施例提供一种化合物III的制备方法，其以化合物II-a为反应底物，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入200mL四氢呋喃和化合物II-a(18g，1eq)，开启搅拌，氮气置换并降温至-65℃。向反应体系中缓慢滴加2M的LDA(18.74mL，1.1eq)，在-65℃下反2h后加入碘甲烷(7.22g，1.5eq)，继续反应2h后移至室温下反应过夜。反应结束后，加入饱和氯化铵溶液淬灭，加入乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠洗涤，有机相经无水硫酸钠干燥并过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗品经过柱层析纯化得到目标化合物III-a(16.62g，收率90％)。无非对映异构体检出，手性纯度为100％。
实施例7
本实施例提供一种化合物III的制备方法，其以化合物II-b为反应底物，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入200mL四氢呋喃和化合物II-b(18g，1eq)，开启搅拌，氮气置换并降温至-70℃。向反应体系中缓慢滴加2M的LDA(20.61mL，1.1eq)，在-75℃下反2h后加入硫酸二甲酯(7.09g，1.5eq)，继续反应2h后移至室温下反应过夜。反应结束后，加入饱和氯化铵溶液淬灭，加入乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠洗涤，有机相经无水硫酸钠干燥并过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗品经过柱层析纯化得到目标化合物III-b(16.11g，收率87％)。无非对映异构体检出，手性纯度为100％。
实施例8
本实施例提供一种化合物III的制备方法，其以化合物II-c为反应底物，得到化合物其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入200mL四氢呋喃和化合物II-c(18g，1eq)，开启搅拌，氮气置换并降温至-75℃。向反应体系中缓慢滴加2M的LDA(19.25mL，1.1eq)，在-75℃下反2h后加入硫酸二甲酯(6.14g，1.3eq)，继续反应2h后移至室温下反应过夜。反应结束后，加入饱和氯化铵溶液淬灭，加入乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠洗涤，有机相经无水硫酸钠干燥并过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗品经过柱层析纯化得到目标化合物III-c(15.74g，收率85％)。无非对映异构体检出，手性纯度为100％。
实施例9
本实施例提供一种沙库比曲中间体的制备方法，其以化合物III-a为反应底物，得到沙库比曲中间体其具体制备步骤如下：
于三口瓶中加入III-a(10g，1eq)和100mL四氢呋喃，冷却至0℃，在搅拌下加入30wt％的双氧水(8.3g，4eq)，添加完毕后在0℃下继续搅拌反应0.5h。少量多次地加入氢氧化锂(1.53g，2eq)，添加完毕后移至25～30℃搅拌反应3h。反应结束后，加入饱和亚硫酸氢钠溶液除去多余过氧化物，分液除去水相，并经减压蒸馏除去有机溶剂，加入2M盐酸调节PH至3～4，用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到粗产品。粗品在醋酸异丙酯和正庚烷混合溶剂中进行重结晶：加热至100℃回流，溶清后，降温至70℃，有晶体析出，进一步降温至室温，过滤得到沙库比曲中间体(19.95g，白色固体，收率＝95％，ee＝99.8％)。
该沙库比曲中间体的表征结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO)δ7.61(d,J＝7.7Hz,1H)，7.54(d,J＝8.0Hz,1H)，7.42(t,J＝7.6Hz,1H)，7.31(t,J＝7.3Hz,1H)，7.23(t,J＝7.4Hz,1H)，6.71(d,J＝8.7Hz,1H)，6.28(d,J＝9.3Hz,1H)，2.66(d,J＝6.8Hz,1H)，1.03(d,J＝7.1Hz,1H)。MS(ESI，m/e)＝789.5[2M+Na]+。
综上所述，本发明所提供的一种沙库比曲及其中间体的制备方法，其采用具有第一手性中心的化合物I作为起始原料，通过添加手性辅基，并在手性辅基与第一手性中心的协同控制下，实现羰基的α位的不对称甲基化，构建第二手性中心。该沙库比曲中间体的制备方法原料易得、操作简单、便于分离纯化，具有较高的收率和非对映选择性，便于放大剂量实现工业化生产。得到的沙库比曲中间体手性纯度高，在进一步制备沙库比曲的过程中，省去了分离非对映异构体的繁琐步骤，提高生产效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。