本发明属于医药化工领域，涉及一种制备抗肿瘤药物硼替佐米和ixazomib中间体的新方法，具体涉及(r)-(1-氨基-3-甲基)丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯(式i)的合成方法。
背景技术：
硼替佐米(bortezomib，商品名：万珂)是由美国millennium制药公司研发的新型抗肿瘤药物。研究表明，硼替佐米作为第一个蛋白酶体抑制剂，可诱导多种肿瘤细胞株和癌变细胞凋亡，除治疗多发性骨髓瘤外，还可用于套细胞淋巴瘤的治疗。同时在其它类型浆细胞疾病、急性髓系白血病及某些实体瘤的治疗上，硼替佐米也有着较好的疗效。ixazomib作为硼替佐米的类似药，由日本武田制药公司开发并于2015年上市，显示着极好的应用前景。硼替佐米和ixazomib的结构式如下：
它们都有着相同的重要结构单元(r)-1-氨基-3-甲基丁烷-1-硼酸，目前，合成该手性α-氨基硼酸酯类化合物的方法有两种：
第一种是以matteson重排反应为核心的4步反应合成(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯。专利wo2005097809，cn20058001764.5，cn201310460019.x，wo2009004350及wo2009036281均进行了报道。该路线以异丁酰氯1为原料，经还原、溴代得化合物2(1-溴-2-甲基丙烷)，化合物2与镁粉反应成格氏试剂后与硼酸三甲酯发生取代反应，再经水解生成异丁基硼酸3；化合物3与手性配体(1s，2s，3r，5s).(+).2，3.蒎烷二醇(4)反应生成异丁基硼酸酯5，然后在lda作用及无水二氯化锌催化下，发生matteson重排反应，立体选择性生成手性氯代硼酸酯6，接着与氨基锂试剂发生亲核取代，最后在三氟乙酸条件下脱去tms，即可得(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯(中间体8)。但该方法存在严重不足：需要用到活泼金属锂试剂(lda、lhmds)，价格昂贵，活性高；有两步反应需在超低温度(-78℃)下进行；所得产品的手性ee值不高，只有80％左右，利用该产品按照现有技术直接进行硼替佐米的合成，并经过拆分、纯化，ee值也只有95％左右，难于达到药品标准的要求；总之，该方法条件苛刻，成本较高，且生产的产品不符合标准的要求，不利于工业化生产。
第二种是以金属催化的硼酯加成反应为核心的3步反应制备(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸频哪醇酯。专利cn201010145281.1，cn201210147057.5，cn201210161428.5及文献j.am.chem.soc.,2008,130,6910-6911均进行了报道。该路线以异戊醛为原料，先与手性氨基试剂(如r-α-甲基苄胺、r-叔丁基亚磺酰胺等)在干燥剂的条件下生成亚胺，再在活性铜催化剂下与联硼酸频哪醇酯发生硼酯加成反应，最后在酸性条件下脱去氨基保护基即可得(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸频哪醇酯。除了第二步加成反应需要用到活性铜催化剂，不易制备且需无水无氧外，该方法条件温和，反应步骤短，产率较高。
但是，该路线的文献并未报道该反应的立体选择性。一般来说，以空间位阻控制绝对构型的反应，不同结构的底物反应性能差别很大。该路线底物位阻较小，而且反应没有加入手性催化剂；因此该路线的立体选择性不太好。除了少数制药公司使用该化合物作为制备硼替佐米和ixazomib的中间体外，大部分国内外制药公司均以原研路线中使用的(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯为中间体，因此，找到一种条件温和、对生产设备无特殊要求、生产成本低的方法来制备(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯，十分必要。
技术实现要素：
本发明人针对现有制备(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的诸多苛刻条件，开发了一种简便制备(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的新方法。该方法以(r)-1-氨基-3-甲基丁烷-1-硼酸频那醇酯盐酸盐为起始原料，经氨基保护并与(1s，2s，3r，5s)-2，3-蒎烷二醇进行硼酯交换反应，再经脱保护后得(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯，其手性ee值可达到99％以上；同时，应用该合成方法得到的(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯合成硼替佐米，其手性ee值可达到99.8％以上，完全符合了药典要求。本发明方法所用原料易得，操作简单，生产成本低，利于工业化生产。
本发明的目的是提供一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法。
本发明的另一个目的是提供用于该合成方法的中间体化合物。
在本发明的实施方案中，本发明提供了一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，包括如下步骤：
(1)以(r)-1-氨基-3-甲基丁烷-1-硼酸频那醇酯盐酸盐(即式(ii)化合物)为起始原料，通过与氨基保护试剂反应，在碱的作用下，得式(iii)所示化合物；
(2)式(iii)所示化合物与(1s，2s，3r，5s)-2，3-蒎烷二醇进行硼酯交换反应，得式(iv)所示化合物；
(3)在催化剂作用下，式(iv)所示化合物脱去氨基保护基，得式(i)所示化合物，即(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯；
这里，式(iii)和式(iv)化合物中的取代基r为氨甲基保护基。
在本发明的实施方案中，本发明提供的一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，其中，步骤(1)中所述氨基保护试剂是有机卤、有机酰卤或有机酸酐，选自乙酸酐、乙酰氯、三氟乙酰氯、三氟乙酸酐、二碳酸二叔丁酯、4-[[(1-[联苯]-4-基-1-甲基乙氧基)羰基]氧基]苯甲酸甲酯、三苯甲基氯、苄氯、苄溴、氯甲酸苄酯、芴甲氧羰酰氯。相应地，式(iii)和式(iv)化合物中的取代基r为乙酰基、三氟乙酰基、叔丁氧碳酰基、4-(1-[联苯]-4-基-1-甲基乙氧基)羰酰基、三苯甲基、苄基、苄氧羰酰基、芴甲氧羰酰基，优选地，为叔丁氧碳酰基、苄氧羰酰基。
在本发明的实施方案中，本发明提供的一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，其中，步骤(1)中所述的碱为碳酸钠、碳酸钾、n,n-二异丙胺或三乙胺等；在碱存在下进行，以游离式i的盐酸盐及捕获反应期间释放出的酸。
在本发明的实施方案中，本发明提供的一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，其中，步骤(2)和(3)中的反应是在有机溶剂中进行的，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二氧六环、2-甲基四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、乙腈、正己烷、环己烷、正戊烷、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、或二甲苯中的一种或多种。
在本发明的实施方案中，本发明提供的一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，其中，步骤(2)中的反应的温度为-20℃～100℃，优选为0～60℃。反应的时间为0.5～6h，优选为1～2h。
在本发明的实施方案中，本发明提供的一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，其中，步骤(2)中所述式(iii)所示化合物与(1s，2s，3r，5s)-2，3-蒎烷二醇的摩尔比为1：1～3，优选为1：1.05～1.5。
在本发明的实施方案中，本发明提供的一种(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，其中，步骤(3)中脱去氨基保护基需用到的催化剂选自钯催化剂或者任何其他合适的催化剂如raney镍、铂、碳载铂、碳载钌或铑。钯催化剂可以是pd(oac)2、pdcl2、钯木炭、披钯金属氧化物、披钯沸石中的一种或多种，优选碳载钯(pd/c)。pd/c是可回收的催化剂，稳定并且便宜；而且易从反应混合物中容易的过滤分离，减小了痕量pd在终产物中的残留风险。pd/c中pd的质量百分数为5～10％。需用到的加氢原料为氢气，压力为0.1～1mpa。反应温度为0℃～100℃，溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或多种。或者，步骤(3)中所述的催化剂可以为盐酸、硫酸、磷酸、乙酸或三氟乙酸中的一种或几种，这里，所述的盐酸为盐酸水溶液、盐酸乙酸乙酯溶液、盐酸甲醇溶液、盐酸二氧六环溶液中的一种或多种。
另一方面，本发明还提供了一种用于(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成的中间体化合物，即如式(iv)所示的化合物：
这里，r为乙酰基、三氟乙酰基、叔丁氧碳酰基、、三苯甲基、苄基、苄氧羰酰基、芴甲氧羰酰基，优选地，为叔丁氧碳酰基、苄氧羰酰基。
第三方面，本发明提供了硼替佐米或ixazomib的合成方法，包括上述(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成。
根据多次试验结果表明，本发明的合成方法，对于起始物料式(ii)所示化合物的手性ee值要求可以较低，达到80％即可满足本方法的起始物料要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
一、起始原料(r)-1-氨基-3-甲基丁烷-1-硼酸频那醇酯盐酸盐易得，国内有较多厂家销售。通过氨基保护、硼酯交换、脱保护共三步反应得目标产物。反应过程中用的原料都简单易得，所得产品的手性ee值较高，利用该方法得到的中间体进行硼替佐米的合成，其产品的质量达到了药品的质量标准。
二、每步反应收率较高，均超过90％，合成路线明显缩短，提高了总收率。
三、反应条件温和，操作简单，利于工业化生产。
总之，本发明与现有制备(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的技术相比，具有原料简单易得，收率高，反应条件温和，生产成本低，适合工业化生产的优势。
附图说明
图1表示的是本发明实施例1式(i)所示化合物的nmr图谱。
图2表示的是本发明实施例1式(i)所示化合物的hplc空白图谱。
图3表示的是本发明实施例1式(i)所示化合物的hplc的r+s图谱。
图4表示的是本发明实施例1式(i)所示化合物的hplc图谱。
图5表示的是硼替佐米的hplc的空白图谱。
图6表示的是中国cn201310460019.x的实施例8制备的式(i)所示化合物制得的硼替佐米的hplc图谱。
图7表示的是中国专利cn201210147057.5的实施例11所得式(v)化合物制得的硼替佐米的hplc图谱。
图8表示的是本发明实施例1制备的式(i)所示化合物制得的硼替佐米的hplc图谱。
具体实施方式
本发明公开了一种制备硼替佐米和ixazomib中间体(r)-1-氨基-3-甲基丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯的合成方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别指出的是，所有类似的改动都被视为包括在本发明内。下面详细描述本发明的实施例，需说明的是它们均为示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。若无特殊说明，实施例中所用的试剂均为市场购得，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
(r)-苄基-(3-甲基-1-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(式iii)的合成
向三口瓶中加入(r)-1-氨基-3-甲基丁烷-1-硼酸频那醇酯盐酸盐(10mmol，2.5g，式ii)和二氯甲烷(30ml)，搅拌并用冰水浴冷却。向其中加入三乙胺(25mmol，3.5ml)，冰水浴下搅拌5～10min。将氯甲酸苄酯(11mmol，1.6ml)的二氯甲烷溶液(10ml)缓慢加入，同时保持反应混合物的温度低于15℃，加完后，升温至室温下继续反应1小时。然后在冰水浴下加入1n稀盐酸(10ml)淬灭反应，分出有机层，水层用二氯甲烷萃取(2×30ml)，合并有机层，水洗(30ml)，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干得到粗品为浅黄色油状物3.3g，收率为96％。粗品不经纯化，直接用于下一步。该化合物核磁数据如下：1hnmr(400mhz,d6-dmso)δ＝7.41–7.26(m,5h),7.13(d,1h),5.00(s,2h),2.79(m,1h),1.68–1.55(m,1h),1.46–1.38(m,1h),1.27–1.20(m,1h),1.18(s,12h),0.86–0.82(m,6h).
苄基-((r)-3-甲基-1-((3as,4s,6s,7ar)-3a,5,5-三甲基六氢-4,6-甲桥-[d][1,3,2]苯并二氧硼烷-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(式iv)的合成
向单口瓶中加入(r)-苄基-(3-甲基-1-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(9.5mmol，3.3g)、(1s，2s，3r，5s)-2，3-蒎烷二醇(11.4mmol，1.9g)和甲醇(30ml)，室温下搅拌反应6h。减压浓缩至干，快速柱层析分离得产品为浅黄色油状物3.6g，收率为95％。该化合物核磁数据如下：1hnmr(400mhz,d6-dmso)δ＝7.27–7.20(m,5h),5.00(s,2h),4.25–4.23(d,j＝7.5hz,1h),2.28–2.22(m,1h),2.12–2.08(m,1h),1.98–1.95(m,1h),1.86–1.82(m,1h),1.65–1.55(m,2h),1.45–1.38(m,2h),1.31(s,6h),1.19(s,3h),1.13–1.10(d,1h),0.85–0.82(m,6h),0.76(s,1h).
(r)-(1-氨基-3-甲基)丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯(式i)的合成
向单口瓶中加入苄基-((r)-3-甲基-1-((3as,4s,6s,7ar)-3a,5,5-三甲基六氢-4,6-甲桥-[d][1,3,2]苯并二氧硼烷-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(9.0mmol，3.6g)、pd/c(10％w/w，0.36g)、三氟乙酸(13.5mmol，1ml)和甲醇(30ml)，抽真空后插入刚充满的氢气球，40-50℃下搅拌反应4h。过滤，减压浓缩至干，加入异丙醚(30ml)搅拌均匀后，过滤，异丙醚洗涤，真空干燥得产品为白色固体3.2g，收率为94％。
1hnmr(400mhz,d6-dmso)δ＝7.77(s,3h),4.45(d,j＝8.7,1.8hz,1h),2.81(s,1h),2.39–2.30(m,1h),2.24–2.18(m,1h),2.02–2.00(m,1h),1.90–1.87(m,1h),1.81–1.66(m,2h),1.49–1.44(m,2h)(s,2h),1.37(s,3h),1.27(s,3h),1.10(d,j＝10.8hz,1h),0.87(d,j＝6.5,1.7hz,6h),0.83(s,3h).
将白色固体溶于水/乙酸乙酯(v/v＝1:1，60ml)中，缓慢加入氢氧化钠调节ph至碱性，分出有机层，水层再用乙酸乙酯萃取(2×30ml)，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干得浅黄色油状物2.2g，收率为97％，ee值hplc检测为99.5％。
hplc条件为：
实施例2
(r)-叔丁基-(3-甲基-1-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(式iii)的合成
向三口瓶中加入(r)-1-氨基-3-甲基丁烷-1-硼酸频那醇酯盐酸盐(10mmol，2.5g，式ii)和二氯甲烷(30ml)，搅拌并用冰水浴冷却。向其中加入三乙胺(25mmol，3.5ml)，冰水浴下搅拌5～10min。将二碳酸二叔丁酯(11mmol，2.4g)的二氯甲烷溶液(10ml)缓慢加入，同时保持反应混合物的温度低于15℃，加完后，升温至室温下继续反应1小时。然后在冰水浴下加入1n稀盐酸(10ml)淬灭反应，分出有机层，水层用二氯甲烷萃取(2×30ml)，合并有机层，水洗(30ml)，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干得到粗品为浅黄色油状物2.9g，收率为94％。粗品不经纯化，直接用于下一步。
叔丁基-((r)-3-甲基-1-((3as,4s,6s,7ar)-3a,5,5-三甲基六氢-4,6-甲桥-[d][1,3,2]苯并二氧硼烷-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(式iv)的合成
向单口瓶中加入(r)-叔丁基-(3-甲基-1-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(9.3mmol，2.9g)、(1s，2s，3r，5s)-2，3-蒎烷二醇(11.2mmol，1.9g)和甲醇(30ml)，室温下搅拌反应6h。减压浓缩至干，快速柱层析分离得产品为浅黄色油状物2.6g，收率为77％。该化合物核磁数据如下：1hnmr(400mhz,d6-dmso)δ＝8.10(s,1h),4.27–4.23(d,j＝7.5hz,1h),2.28–2.25(m,1h),2.14–2.08(m,1h),1.98–1.95(m,1h),1.86–1.82(m,1h),1.65–1.55(m,2h),1.45–1.40(m,2h),1.38(s,9h),1.31(s,6h),1.19(s,3h),1.13–1.10(d,1h),0.85–0.82(m,6h),0.76(s,1h).
(r)-(1-氨基-3-甲基)丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯(式i)的合成
向单口瓶中加入叔丁基-((r)-3-甲基-1-((3as,4s,6s,7ar)-3a,5,5-三甲基六氢-4,6-甲桥-[d][1,3,2]苯并二氧硼烷-2-基)丁烷)氨基甲酸酯(9.0mmol，3.6g)、pd/c(10％w/w，0.36g)、4n盐酸乙酸乙酯溶液(13.5mmol，3.4ml)和甲醇(30ml)，40-50℃下搅拌反应4h。过滤，减压浓缩至干，加入正己烷(30ml)搅拌均匀后，过滤，正己烷洗涤，真空干燥得产品为白色固体2.5g，收率为91％。
将白色固体溶于水/乙酸乙酯(v/v＝1:1，60ml)中，缓慢加入氢氧化钠调节ph至碱性，分出有机层，水层再用乙酸乙酯萃取(2×30ml)，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干得浅黄色油状物1.8g，收率为98％，ee值为99.4％
实施例3
(r)-n-(3-甲基-1-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)丁烷)乙酰胺(式iii)的合成
向三口瓶中加入(r)-1-氨基-3-甲基丁烷-1-硼酸频那醇酯盐酸盐(10mmol，2.5g，式ii)和二氯甲烷(30ml)，搅拌并用冰水浴冷却。向其中加入三乙胺(25mmol，3.5ml)，冰水浴下搅拌5～10min。将乙酸酐(11mmol，1.1g)的二氯甲烷溶液(10ml)缓慢加入，同时保持反应混合物的温度低于15℃，加完后，升温至室温下继续反应1小时。然后在冰水浴下加入1n稀盐酸(10ml)淬灭反应，分出有机层，水层用二氯甲烷萃取(2×30ml)，合并有机层，水洗(30ml)，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干得到粗品为浅黄色油状物2.4g，收率为93％。粗品不经纯化，直接用于下一步。
((r)-3-甲基-1-((3as,4s,6s,7ar)-3a,5,5-三甲基六氢-4,6-甲桥-[d][1,3,2]苯并二氧硼烷-2-基)丁烷)乙酰胺(式iv)的合成
向单口瓶中加入(r)-n-(3-甲基-1-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)丁烷)乙酰胺(9.3mmol，2.4g)、(1s，2s，3r，5s)-2，3-蒎烷二醇(11.2mmol，1.9g)和甲醇(30ml)，室温下搅拌反应过夜。减压浓缩至干，快速柱层析分离得产品为浅黄色油状物2.3g，收率为80％。该化合物核磁数据如下：1hnmr(400mhz,d6-dmso)δ＝8.05(s,1h),4.27–4.23(d,j＝7.5hz,1h),2.28–2.25(m,1h),2.14–2.08(m,1h),1.98–1.95(m,1h),1.86–1.82(m,1h),1.74(s,3h),1.65–1.55(m,2h),1.45–1.40(m,2h),1.31(s,6h),1.19(s,3h),1.13–1.10(d,1h),0.85–0.82(m,6h),0.76(s,1h).
(r)-(1-氨基-3-甲基)丁基-1-硼酸蒎烷二醇酯(式i)的合成
向单口瓶中加入((r)-3-甲基-1-((3as,4s,6s,7ar)-3a,5,5-三甲基六氢-4,6-甲桥-[d][1,3,2]苯并二氧硼烷-2-基)丁烷)乙酰胺(9.0mmol，2.8g)、10n盐酸溶液(90mmol，9ml)和甲醇(30ml)，40-50℃下搅拌反应4h。过滤，减压浓缩至干，加入正己烷(30ml)搅拌均匀后，过滤，正己烷洗涤，真空干燥得产品为白色固体2.5g，收率为91％。将白色固体溶于水/乙酸乙酯(v/v＝1:1，60ml)中，缓慢加入氢氧化钠调节ph至碱性，分出有机层，水层再用乙酸乙酯萃取(2×30ml)，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干得浅黄色油状物1.8g，收率为98％，ee值为99.6％。
硼替佐米的合成：
本发明人按照文献cn201310460019.x，cn201210147057.5记载的方法，利用本发明合成的中间体(式(i)所示化合物)、文献cn201310460019.x合成的式(i)所示化合物、cn201210147057.5合成的式(v)所示化合物进行了硼替佐米的合成，并进行了硼替佐米的质量对比，对比结构如下表：
hplc方法如下：
虽然上述发明为清楚和便于理解起见，已进行了较为详细的描述，但这些具体实施方案应认为是阐释性的而非限制性的。通过阅读本发明的内容本领域技术人员应当理解，在不背离本发明和所附权利要求实际范围的情况下，可以在形式和细节方面进行各种改变。