本申请要求于2016年8月5日提交的美国临时专利申请62/371,686的权益和于2017年7月25日提交的美国临时专利申请62/536,862的权益，这两个说明书均特此通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种制备中间体(S)-2-氨基-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)戊-1-酮的改进的、有效的、可扩展的方法，该中间体可用于合成卡非佐米。
背景技术：
卡非佐米，也称为是一种选择性且不可逆地与组成型蛋白体和免疫蛋白体结合的四肽环氧酮蛋白体抑制剂。更具体地，亲电子环氧酮弹头(warhead)与蛋白体蛋白的β5亚基的催化性苏氨酸残基结合。卡非佐米被批准用于人类使用，以治疗多发性骨髓瘤。卡非佐米和制备卡非佐米的各种方法描述于美国专利公开US20050245435、US 20140105921以及PCT公开的专利申请WO2006017842、WO2009045497、WO 2014169897、WO2013169282、WO 2014011695、WO 2006063154、WO 2014015016、和WO2010048298中，这些申请各自特此通过引用以其整体并入本文。
可以用于合成卡非佐米的一种中间体是具有下式的化合物5或其药学上可接受的盐，其中存在X-：
化合物5的化学名称为(S)-2-氨基-4-甲基-1-((R)-(2-甲基环氧乙烷-2-基)戊-1-酮(如由ChemBioDraw Ultra软件12.0版命名)。耶鲁的Sin和同事在环氧酶素(epoxomicin)的合成中使用了该中间体(N.Sin等人，Bioorg.Med Chem.Letters[生物有机与药物化学快报]，9 2283-2288，1999)。他们从Boc-亮氨酸-韦伯(weinreb)酰胺9开始合成该中间体，并进行多步骤合成从而产生相应的α，β-不饱和酮10，并且最后使用过氧化氢作为氧化剂使双键环氧化，以得到11a和11b的比率为1.7∶1的混合物，如以下示意性所示(还参见Sin，第2285页，方案1)。
化合物11a和11b可以通过柱色谱法分离，并且化合物11a的Boc保护基团用酸(如三氟乙酸(TFA))除去，以提供为TFA盐的所希望的环氧化物中间体(S)-2-氨基-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)戊-1-酮。
专利公开WO 2009045497描述了在共溶剂(如吡啶、乙腈、DMF、DMSO、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、DMA、THF和硝基甲烷)存在下，使用含水次氯酸钙或含水次氯酸钠(漂白剂)作为氧化剂将化合物10(上述)转化为产物11a和11b的1∶1混合物来合成Boc或其他氨基保护的环氧酮中间体11a(Boc保护的胺如上文所示)。
美国专利公开US 20050256324描述了氨基酸环氧酮的合成，并且特别是中间体5的合成。该公开教导了中间体5可以从羧基苄基(cbz)保护的氨基-α，β-不饱和酮20(参见以下方案)到相应的羧基苄基保护的氨基环氧酮23a来制备，如图所示：
化合物23a和23b可以使用柱色谱法从混合物中分离(假设21a∶21b的9∶1混合物在没有分离的情况下进行)，并且化合物23a的胺保护羧基苄基基团使用已知的常规方法(如用适合的金属催化剂(如碳载钯)氢化)除去，以提供为游离碱的所希望的环氧化物中间体(S)-2-氨基-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)戊-1-酮(23a)。
美国专利公开US 20050256324还披露了一种方法，其中中间体23a可以分别使用于二氯甲烷(DCM)中的间氯过苯甲酸(mCPBA)、或于二甲亚砜(DMSO)中的戴斯马丁氧化剂或于DCM中的四丙基过钌酸铵(TPAP)与4-甲基吗啉-N-氧化物(NMO)分别作为氧化剂可替代地制备。描述了mCPBA方法，以用这些作为试剂代替先前教导的VO(acac)2氧化剂(如上所示)。
最近的出版物(Wang，B等人，Chemistry European Journal[欧洲化学杂志]，18，6750-6753，2012)披露了使用锰催化剂将烯烃对映选择性地转化为环氧化物。它进一步提到该技术在制备环氧酶素和卡非佐米的环氧化物中间体中的应用。更具体地，从Boc-L-Leu-OH开始，该参考文献教导了可以使用过氧化氢作为氧化剂，以有利于不希望的(S，S)环氧化物中间体非对映异构体的7∶1非对映异构体比率制备相应的环氧酮中间体(参见Wang方案2)。
虽然制备中间体化合物5的这些程序是提供中间体5(如上所示)的方法，但它们不是非常实用，从时间、工作量和成本的角度来看不是非常有效率的，并且不是非常有效的。因此，这些方法对于制造用于全球制造和销售商业药物产品卡非佐米的中间体5不是最佳的。例如，Sin中教导的方法利用高度自燃试剂(t-BuLi)和低温反应条件(-78℃)，并导致中间体11a的总产率低于最佳。最终的环氧化步骤提供了总产率为76％的产物，该产物含有非对映异构体(1.7∶1)混合物，因此需要耗时且昂贵的柱色谱分离以分离所希望的产物。在大规模制造方面，这种柱色谱法将产生大量的溶剂废物，这对环境不友好。因此，来自Sin中教导方法的具有错误的、不希望的立体化学的不希望且不可用的35％-40％反应产物增加了总成本并产生化学废物，这增加了处理费用和对环境的潜在危害。
US 20050256324中教导的方法包括比Sin中教导的步骤更多的步骤并且利用昂贵的试剂。该方法经历了使用对环境不友好且昂贵的硼烷和铈催化剂还原酮以提供相应醇的额外步骤。尽管所希望的非对映异构体22a与不希望的非对映异构体22b的比率为9∶1，但然后必须进行另一反应以将非对映异构体混合物的羟基基团氧化为相应的酮。该方法有效地还原酮然后再氧化该同一酮。因此，尽管相对于Sin可以改善非对映选择性，但该过程在合成上是低效的，从而增加了相关的成本、时间、废物产生和生产劳动。
WO2009045497中教导的方法利用漂白剂来完成环氧化反应，从而避免相邻酮的低效还原/氧化循环。然而，该环氧化反应在环氧化物碳上产生约1∶1比率的(R)和(S)立体异构体。此外，用漂白剂进行的氧化反应是放热反应，其程度是潜在的安全隐患，特别是当以较大的制造规模进行时。为此，该方法需要昂贵且耗时的色谱分离和重结晶以分离所希望的立体异构产物，这产生大量废物。
Wang中教导的方法提供了有利于不希望的环氧化物立体化学的非对映选择性环氧化反应。所希望的环氧化物非对映异构体仅占粗反应混合物的12％。因此，该方法的使用总体上是低产率的，并且将需要费力的柱色谱法步骤，从而导致增加的时间和费用，以及必须处理额外化学废物的可能性。为此，该文献教导了对于大规模生产商业药物产品卡非佐米来说根本不是非常有效和/或次佳的环氧化方法。因此，需要确定具有提高效率和有效性的替代合成方法，以制备用于制造卡非佐米的关键中间体5。
技术实现要素：
本发明提供了一种新方法，该方法用于合成酮-环氧化物中间体化合物5
或其药学上可接受的盐，其中存在X-，该方法包括根据方案1的步骤1-5
其中
PG是选自叔丁氧基羰基(Boc)和羧基苄基(cbz)的保护基团；
R1是CH3并且R2是-OCH3，或者R1和R2与它们所附接的氮原子一起形成吗啉环；
X-不存在或者X-是选自TFA、Cl、Br、I和甲磺酸根的加成盐阴离子；
酰胺步骤1包括使用酸活化剂和选自(CH3)NH(OCH3)和吗啉的碱性胺；
格氏(Grignard)步骤2包括使用异丙基氯化镁、Mg和2-溴丙烯或异丙烯基溴化镁；
环氧化步骤3包括使用氧化剂和锰催化剂；
差向异构化步骤4包括使用碱；以及
脱保护步骤5包括使用催化剂或酸。
本发明进一步提供了可以用于制备化合物5的各种反应条件和试剂，如本文进一步讨论的。从键合构造的角度来看，本发明的方法是有效的。例如，它涉及胺保护的α，β-不饱和酮化合物2，并以强烈偏好所希望的2R环氧化物异构体将双键直接转化为相应的环氧化物基团，如化合物3(上文)中所示。该方法在其环氧化步骤3中有利地是非对映选择性的。该方法导致化合物5的高总产率，并使该方法能够按比例放大到大的制造等级规模。本发明提供了较少的合成步骤，不需要柱色谱法分离非对映异构体混合物并且/或者产生比本领域教导的各种不同方法更少的化学和环境有害废料。为此，当与本领域所述的用于制备酮-环氧化物中间体化合物5的那些方法相比时，本发明产生了令人惊讶和出乎意料的优点，包括但不限于减少时间、降低费用、和减少废物。
具体实施方式
本发明提供了制备用于合成卡非佐米的酮-环氧化物中间体化合物5的新颖方法，该化合物为游离碱或其药学上可接受的盐。
术语“方面”和“实施例”在本文中可交换使用。
在本发明的方面1中，本发明提供了一种方法，该方法制备化合物5
或其药学上可接受的盐，其中存在X-，该方法包括根据方案1的步骤1-5
其中
PG是选自叔丁氧基羰基和羧基苄基的保护基团：
R1是CH3并且R2是-OCH3，或者R1和R2与它们所附接的氮原子一起形成吗啉环；
X-不存在或者X-是选自TFA、Cl、Br、I和甲磺酸根的加成盐阴离子；
酰胺步骤1包括使用酸活化剂和选自(CH3)NH(OCH3)和吗啉的碱性胺；
格氏步骤2包括使用异丙基氯化镁、Mg和2-溴丙烯或异丙烯基溴化镁；
环氧化步骤3包括使用氧化剂和锰催化剂；
差向异构化步骤4包括使用碱；以及
脱保护步骤5包括使用催化剂或酸。
在本发明的方面2中，本发明提供了方面1的方法，其中PG是Boc。
在本发明的方面3中，本发明提供了方面1的方法，其中PG是羧基苄基。
在方面4中，本发明提供了酰胺步骤1的产物化合物1，其中R1是CH3并且R2是-OCH3。
在方面4a中，本发明提供了酰胺步骤1的产物化合物1，其中R1和R2与它们所附接的氮原子一起形成吗啉环。
在本发明的方面5中，本发明提供了方面1、2、3、4和4a中任一个的方法，其中酰胺步骤1包括使用酸活化剂。
在本发明的方面5a中，本发明提供了方面1、2、3、4和4a中任一个的方法，其中酰胺步骤1中使用的酸活化剂是酰氯、酸酐、碳二亚胺、CDI、鏻盐或胍盐或铀盐。
在本发明的方面5b中，本发明提供了方面5a和4b的方法，其中酸活化剂是选自DCC、DIC和EDC的碳二亚胺。
在本发明的方面5c中，本发明提供了方面5a和4b的方法，其中酸活化剂是选自BOP和PyBOP的鏻盐。
在本发明的方面5d中，本发明提供了方面5a和4b的方法，其中酸活化剂是(a)使用选自亚硫酰氯、草酰氯和三氯氧化磷的试剂制备的酰氯；或(b)使用选自氯甲酸乙酯(ECF)、氯甲酸异丁酯(IBCF)、boc酸酐、EEDQ、乙酸酐和新戊酰氯的试剂的酸酐。
在本发明的方面5e中，本发明提供了方面1、2、3、4和4a中任一个的方法，其中酰胺步骤1中使用的酸活化剂是CDI。
在本发明的方面5f中，本发明提供了方面1、2、3、4、4a和5中任一个的方法，其中酰胺步骤1中使用的酸活化剂是CDI，并且酰胺步骤1反应在等于或低于20℃的温度下进行。
在本发明的方面5f-1中，本发明提供了方面1、2、3、4、4a和5中任一个的方法，其中酰胺步骤1中使用的酸活化剂是CDI，并且酰胺步骤1反应在等于或低于10℃的温度下进行。
在本发明的方面5g中，本发明提供了方面1、2、3、4、4a、5e和5f中任一个的方法，其中酰胺步骤1中使用的酸活化剂是CDI，并且其中CDI在5℃或更低的温度下加入且吗啉在10℃或更低的温度下加入。
在本发明的方面6中，本发明提供了方面1-4、4a、5和5a-5g中任一个的方法，其中格氏步骤2包括使用异丙基氯化镁、Mg和2-溴丙烯。
在本发明的方面6a中，本发明提供了方面1-4、4a、5和5a-5g中任一个的方法，其中格氏步骤2包括使用异丙烯基溴化镁。
在本发明的方面7中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g和6中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的氧化剂是过氧化氢、过乙酸、t-BuOOH和PhIO。
在本发明的方面7a中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g和6中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的氧化剂是过氧化氢。
在本发明的方面7b中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g和6中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的氧化剂是t-BuOOH和PhIO。
在本发明的方面8中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7和7a-7b中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是C1-6烷基。
在方面8a中，本发明提供了方面8的方法，其中R3各自独立地是甲基或乙基。
在本发明的方面8b中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7和7a-7b中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是甲基或乙基。
在本发明的方面8c中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7和7a-7b中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的锰催化剂具有以下结构
在本发明的方面9中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b和8中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的锰催化剂具有以下结构
在本发明的方面10中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c和9中任一个的方法，其中差向异构化步骤4中使用的碱选自DBU、三氮杂双环癸烯(TBD)、吡咯烷、碳酸钾和氢氧化钠。
在本发明的方面11中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9和10中任一个的方法，其中差向异构化步骤中使用的碱是DBU。
在本发明的方面11a中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9和10中任一个的方法，其中差向异构化步骤中使用的碱是TBD。
在本发明的方面11b中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9和10中任一个的方法，其中差向异构化步骤中使用的碱是TBD，其量的范围为从约0.01至约0.1当量。
在本发明的方面12中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10和11中任一个的方法，该方法进一步包括溶剂交换，包括转换成醇溶剂或碱性溶剂。
在本发明的方面13中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10和11中任一个的方法，该方法进一步包括溶剂交换，包括转换成甲醇、异丙醇或N-甲基吡咯烷酮。
在本发明的方面13a中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10和11中任一个的方法，该方法进一步包括溶剂交换，包括转换成甲醇。
在方面14a中，本发明提供了一种制备化合物4a的方法
该方法包括根据方案1-a的步骤1-4
其中R1是CH3并且R2是-OCH3，或者R1和R2与它们所附接的氮原子一起形成吗啉环，并且锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是甲基或乙基。
在方面14a中，本发明提供了一种制备化合物4a的方法
该方法包括根据方案1-a的步骤1-4
其中锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是甲基或乙基。
在方面14b中，本发明提供了一种制备化合物4a的方法
该方法包括根据方案1-a的步骤1-4
其中
CDI以范围从约1.0当量至约2.5当量的量使用；
吗啉以范围从约1.2当量至约2.0当量的量使用；
2-溴丙烯以范围从约1.5当量至约3.5当量的量使用；
过氧化氢以范围从约1.5当量至约3.0当量的量使用；
锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是甲基或乙基，并且以范围从约0.0002当量至约0.001当量的量使用；并且
DBU以范围从约0.1至约0.5当量的量使用。
在方面14c中，本发明提供了一种制备化合物4a的方法
该方法包括根据方案1-a的步骤1-4
其中
CDI以约2.0当量的量使用；
吗啉以约1.5当量的量使用；
2-溴丙烯以约3.0当量的量使用；
过氧化氢以约2.0当量的量使用；
锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是乙基，并且以约0.001当量的量使用；并且
TBD以约0.1当量的量使用。
在本发明的方面15中，本发明提供了方面14和14a中任一个的方法，其中锰催化剂具有以下结构
在本发明的方面15a中，本发明提供了方面14、14a和15中任一个的方法，其中环氧化步骤3中使用的锰催化剂具有以下结构
在本发明的方面16中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10、11、12、13、14、14a、15和15a中任一个的方法，其中锰催化剂以相对于起始材料化合物2a的摩尔数范围从约0.0001至约0.002摩尔当量的量使用。
在本发明的方面16a中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10、11、12、13、14、14a、15和15a中任一个的方法，其中锰催化剂以相对于起始材料化合物2a的摩尔数范围从约0.0002至约0.0006摩尔当量的量使用。
在本发明的方面17中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10、11、12、13、14、14a、15、15a、16和16a中任一个的方法，其中锰催化剂以相对于起始材料2或2a的摩尔数约0.0004摩尔当量的量使用。
在本发明的方面17a中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10、11、12、13、14、14a、15、15a、16和16a中任一个的方法，其中锰催化剂以相对于起始材料2或2a的摩尔数约0.001摩尔当量的量使用。
在本发明的方面18中，本发明提供了方面12-13和17中任一个的方法，其中溶剂交换包括在格氏步骤与环氧化步骤之间从ACN到异丙醇的转换。
在本发明的方面19中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10、11、14、14a-14c、15、15a和16-18中任一个的方法，该方法进一步包括溶剂交换，包括转换成甲醇、异丙醇或N-甲基吡咯烷酮。
在本发明的方面19a中，本发明提供了方面1-4、4a、5、5a-5g、6、6a、7、7a-7b、8、8a-8c、9、10、11、14、14a-14c、15、15a和16-18中任一个的方法，该方法进一步包括溶剂交换，包括转换成甲醇。
在方面20中，本发明提供了具有以下结构的化合物5
或其药学上可接受的盐，其中存在X-，所述化合物通过根据方案1的方法制备
其中
PG是选自叔丁氧基羰基和羧基苄基的保护基团；
R1是CH3并且R2是-OCH3，或者R1和R2与它们所附接的氮原子一起形成吗啉环；
X-不存在或者X-是选自TFA、Cl、Br、I和甲磺酸根的加成盐阴离子；
酰胺步骤1包括使用选自CDI、DCC、TBTU、HATU、PvBOP、TCTU、EDCI、新戊酰氯、氯甲酸异丁酯、丙基膦酸酐和N，N-二异丙基碳二亚胺(DIC)的酸活化剂以及选自(CH3)NH(OCH3)和吗啉的碱性胺；
格氏步骤2包括使用异丙基氯化镁、Mg和2-溴丙烯或异丙烯基溴化镁；
环氧化步骤3包括使用氧化剂和锰催化剂，其中锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是甲基或乙基；
差向异构化步骤4包括使用碱；以及
脱保护步骤5包括使用催化剂或酸。
在本发明的方面20a中，本发明提供了方面20的方法，其中锰催化剂具有以下结构
在方面21中，本发明提供了化合物4a
其通过根据方案1-a的方法制备
其中锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是甲基或乙基。
在本发明的方面21a中，本发明提供了方面21的方法，其中锰催化剂具有以下结构
在方面21b中，本发明提供了化合物4a
其通过根据方案1-a的方法制备
其中
CDI以范围从约1.0当量至约2.5当量的量使用；
吗啉以范围从约1.2当量至约2.0当量的量使用；
2-溴丙烯以范围从约1.5当量至约3.5当量的量使用；
过氧化氢以范围从约1.5当量至约3.0当量的量使用；
锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是甲基或乙基，并且以范围从约0.0002当量至约0.001当量的量使用；并且
TBD以范围从约0.01至约0.1当量的量使用。
在方面21c中，本发明提供了化合物4a
其通过根据方案1-a的方法制备
其中
CDI以约2.0当量的量使用；
吗啉以约1.5当量的量使用；
2-溴丙烯以约3.0当量的量使用；
过氧化氢以约2.0当量的量使用；
锰催化剂具有以下结构
其中R3各自独立地是乙基，并且以约0.001摩尔当量的量使用；并且
TBD以约0.1当量的量使用。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与本披露所属领域普通技术人员所通常理解的相同含义。本文描述了用于本披露的方法和材料；还可以使用本领域已知的其他适合的方法和材料。这些材料、方法、和实施例仅具有说明性而不旨在具有限制性。本发明的发明内容以及本文后面部分中提及的所有出版物、专利申请、专利、序列、数据库条目、和其他参考文献均通过引用以其整体并入本文。若存在冲突，则本说明书(包括定义在内)将优先。本披露的其他特征和优点将根据以下另外的描述、实例和下文阐述的权利要求变得显而易见。
定义
以下定义应进一步有助于理解本文所用的术语和本文所述的本发明的范围。
术语“Cx-y烷基”是指取代或未取代的饱和烃基，包括链中含有从x至y个碳的直链烷基和支链烷基基团。术语“卤代烷基”是指其中至少一个氢原子被卤素(例如氟、氯、溴、碘)替换的烷基基团，例如CH2F、CHF2、三氟甲基和2，2，2-三氟乙基。
术语“包含”意指开放式的，包括所指示的一个或多个组分但不排除其他元素。
术语“当量”旨在意指摩尔当量，如本领域普通技术人员通常所理解。
术语“药学上可接受的盐”是指本发明的化合物5的相对无毒的无机酸和有机酸加成盐。盐的性质并不关键，前提是它是药学上可接受的。这些盐可以在最终分离和纯化该一种或多种化合物期间原位制备或通过单独使呈游离碱形式的纯化化合物与适合的有机酸或无机酸反应并分离因此形成的盐来制备。该化合物的适合的药学上可接受的酸加成盐可以由无机酸或由有机酸制备。此类无机酸的实例包括但不限于盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、碳酸、硫酸和磷酸。有机酸的实例包括但不限于脂族、脂环族、芳族、芳脂族、杂环、羧酸和磺酸类有机酸，其实例为甲酸、乙酸、己二酸、丁酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、葡糖酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、葡糖醛酸、马来酸、富马酸、丙酮酸、天冬氨酸、谷氨酸、苯甲酸、邻氨基苯甲酸、甲磺酸、4-羟基苯甲酸、苯乙酸、扁桃酸、扑酸(双羟萘酸)、甲磺酸，乙磺酸、乙二磺酸、苯磺酸、泛酸、2-羟基乙磺酸、甲苯磺酸、对氨基苯磺酸、环己基氨基磺酸、樟脑酸、樟脑磺酸、二葡糖酸、环戊基丙酸、十二烷基苯磺酸、葡庚酸、甘油膦酸、庚酸、己酸、2-羟基乙磺酸、烟酸、2-萘磺酸、草酸、棕榈酸、果胶酸、过硫酸、2-苯基丙酸、苦味酸、新戊酸、丙酸、琥珀酸、酒石酸、硫氰酸、甲磺酸、十一烷酸、硬脂酸、藻酸、β-羟基丁酸、水杨酸、半乳糖二酸和半乳糖醛酸(参见例如，Berge等人(1977)“Pharmaceutical Salts[药用盐]”，J.Pharm.Sci.[药物科学杂志]66：1-19.)。
术语“取代的”是指具有取代基的部分，这些取代基替换分子的一个或多个非氢原子上的氢。应理解“取代”或“被...取代”包括隐含条件，即这种取代符合被取代原子和取代基的允许化合价，并且取代产生稳定化合物，例如不会自发地如通过重排、环化、消除等进行转化的化合物。如本文所用，术语“取代的”预期包括有机化合物的所有可允许的取代基。在广义方面，容许的取代基包括有机化合物的无环和环状的、支链或非支链的、碳环和杂环的、芳族和非芳族的取代基。对于适当的有机化合物，容许的取代基可以是一个或多个以及相同或不同的。出于本披露的目的，杂原子(如氮)可以具有氢取代基和/或满足杂原子的化合价的本文所述有机化合物的任何容许的取代基。取代基可以包括，例如，卤素、羟基、羰基(如羧基、烷氧基羰基、甲酰基、或酰基)、硫代羰基(如硫代酯、硫代乙酸酯、或硫代甲酸酯)、烷氧基、磷酰基、磷酸酯、膦酸酯、次膦酸酯、氨基、酰胺基、脒、亚胺、氰基、硝基、叠氮基、巯基、烷硫基、硫酸根、磺酸根、氨磺酰基、磺酰氨基、磺酰基、杂环基、芳烷基、或芳族或杂芳族部分。本领域技术人员将理解，在烃链上取代的部分本身可以被取代(如果适当并且如果化合价允许的话)。
本发明的一般合成和代表性实例
整个说明书(包括一般方案和实例)中使用的以下缩写意指以下内容：
ACN 乙腈
Boc 叔丁氧基羰基
cbz 羧基苄基
CDI 羰基二咪唑(酸活化剂)
DBU 1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯
DCM 二氯甲烷；二氯甲烷(methylene dichloride)
DMF 二甲基甲酰胺
DMSO 二甲亚砜
eq、equiv 当量(摩尔)
EtOAc 乙酸乙酯
g.gm 克
HOAc 乙酸
IPAc 乙酸异丙酯
MeOH 甲醇
mL，ml 毫升
Mg 镁
Mn 锰
mpk，mg/kg 毫克/千克
RT，rt 室温
NaCl 氯化钠
NaOH 氢氧化钠
tBuOH 叔丁醇；叔丁醇(t-butyl alcohol)
THF 四氢呋喃
本发明的代表性实例
以下卡非佐米前药化合物是本发明的代表性实例，并且不旨在解释为限制本发明的范围。
实例1：方案2
(S)-(2，6-二甲基-3-氧代庚-1-烯-4-基)氨基甲酸叔丁酯(中间体1)的合成
步骤1：(S)-(4-甲基-1-吗啉代-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯
将起始材料(S)-2-(叔丁氧基羰基)氨基)-4-甲基戊酸一水合物(Boc-Leu-OH.H2O；1.0当量)装入反应容器中。向容器中加入乙酸异丙酯(8ml/gm Boc-Leu-OH.H2O)，并将混合物在15℃至25℃下搅拌以溶解Boc-Leu-OH.H2O。然后将溶液冷却至-10℃至-5℃。在5-30分钟内向该溶液中加入新戊酸(1.0当量)，同时保持溶液温度在-10℃与0℃之间。将混合物搅拌20-40分钟。将混合物冷却至-10℃至-5℃并在10-30分钟内加入吗啉(1.1当量)，同时保持反应温度在-10℃与0℃之间。将混合物在-5℃至0℃下搅拌30-60分钟，然后温热至15℃-25℃。然后在5-30分钟内加入1摩尔H2SO4溶液(0.8ml/gmboc-Leu-OH，H2O；0.2当量)，同时保持温度在15℃-30℃之间。将混合物搅拌15-30分钟，然后除去水层。在5-30分钟内加入1摩尔NaOH溶液(4.4ml/gm boc-Leu-OH.H2O；1.1当量)，同时保持温度在15℃-30℃之间。将混合物搅拌15-30分钟，然后除去水层。在5-30分钟内加入水(5ml/gm boc-Leu-OH.H2O)，同时保持温度在15℃-30℃之间。将混合物搅拌15-30分钟，然后除去水层。将乙酸异丙酯溶液在真空下浓缩到3至4体积，然后在5-15分钟内加入庚烷(4mL/gm)。将混合物在真空下浓缩到3至4体积，然后在5-15分钟内加入庚烷(4mL/gm)。将混合物再次在真空下浓缩到3至4体积，然后在5-15分钟内加入庚烷(4mL/gm)。重复该共沸步骤直至＜1％乙酸异丙酯残留(通过GC分析)。然后将内容物蒸馏至约1体积的庚烷，然后装入THF(3mL/gm)并在15℃-25℃下储存或在步骤2中使用。
产率：90％(基于HPLC测定)
步骤2：(S)-(2，6-二甲基-3-氧代庚-1-烯-4-基)氨基甲酸叔丁酯(中间体1)
向用氮气冲洗的反应容器中装入溶解在THF(3mL/gm)和庚烷(1mL/gm)中的(S)-(4-甲基-1-吗啉代-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(1.0当量)。加入THF(3mL/gm)和庚烷(1mL/gm)使溶液总量为8mL/gm吗啉代起始材料。加入镁粉(2.2当量；西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich)或阿法埃莎公司(Alfa Aesar))，并将溶液冷却至-10℃至-5℃。向反应中加入i-PrMgCl(2.0M于THF中的溶液；1.0当量)，同时保持温度在-10℃与0℃之间。然后将溶液温热至35℃并加入2-溴丙烯(0.15当量)。监测温度以观察格氏反应的引发，该反应导致约5℃-10℃的放热。一旦温度降至＜40℃，则以保持温度低于42℃的速率加入剩余的2-溴丙烯(1.56当量，总共1.8当量)。在完全加入溴化物后，将溶液在30℃-35℃下搅拌3小时，或直至通过HPLC观察到＞99％的转化率。将溶液冷却至环境温度，然后加入到冷却至-10℃至-5℃的含有柠檬酸(8mL/gm吗啉代起始材料，30％w/w于H2O中)和庚烷(2mL/gm)的反应容器中，同时保持温度在-10℃与-5℃之间。在淬灭期间，重要的是保持未淬灭的反应溶液搅拌，因为停滞的溶液可能凝固并导致泵的堵塞。将淬灭的溶液温热至环境温度并搅拌15-30分钟并除去水层。在5-30分钟内加入水(5mL/gm)，同时保持温度在15℃-30℃下。将混合物搅拌15-30分钟并除去水层。向溶液中加入SiO2(2gm/gm，60um 70-230目)并将浆液搅拌15-30分钟。然后将浆液通过SiO2湿垫(2gm SiO2/gm吗啉代起始材料)过滤，用2％于庚烷中的IPAc(10mL/gm)洗涤。浓缩溶液以得到中间体1，将其储存以备后用或立即用于下一步骤。产率：83％(基于HPLC测定)。这种产生上述吗啉代中间体的方法是有效的，因为它将先前方法的体积从50V减少到25V，并且用硅胶塞过滤代替用于纯化的繁琐且耗时的柱色谱法。通过两个步骤从Boc-L-Leu一水合物分离实例1的产物，测定产率为75％。
实例2：方案3
((S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(本文中也称为化合物A)的合成
步骤1：(R)-(4-甲基-1-吗啉代-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯的合成
在真空下浓缩(R)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-4-甲基戊酸一水合物(1.0当量)于THF(2.5mL/gm)中的溶液以除去残留的水。加入甲基叔丁基醚(5mL/gm)并将溶液冷却至0℃。以保持反应温度≤5℃的速率将1，1’-羰基二咪唑(1.2当量)于甲基叔丁基醚(3mL/gm)中的浆液加入到反应中，并将反应混合物在0℃下搅拌1h。以保持反应温度≤10℃的速率向冷却的反应混合物中加入吗啉(1.5当量)，并将反应混合物在0℃下搅拌1h。加入1M氯化氢水性溶液(3.5mL/gm)，并将双相混合物温热至20℃并搅拌15min。使各层分离并除去底部水层。依次用1M氯化氢水性溶液(1.5mL/gm)、8wt％碳酸氢钠水性溶液(1mL/gm)、和饱和氯化钠水性溶液(3mL/gm)洗涤有机层。将含有(R)-(4-甲基-1-吗啉代-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯的有机溶液在真空下浓缩以除去残留的水，用甲基叔丁基醚(5mL/gm)重构，以提供化合物1a并用于以下步骤而无需额外纯化。产率：99％(基于HPLC测定)
1H NMR(400MHz CDCl3)：5.26(d，J＝8.9Hz，1H)，4.62(m，1H)，3.45-3.72(m，8H)，1.71(m，1H)，1.42(m，11H)，0.96(d，J＝6.7Hz，3H)，0.92(d，J＝6.5Hz，3H)
HRMS(ESI-TOF)m/z计算值C15H29N2O4(M+H)+301.2127，实测值301.2126。
步骤2：(R)-(2，6-二甲基-3-氧代庚-1-烯-4-基)氨基甲酸叔丁酯(2a)的合成
向用氮气冲洗的反应器中装入Mg屑(2.1当量)、来自步骤1的含有(R)-(4-甲基-1-吗啉代-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯的溶液、和THF(3mL/gm)。将浆液冷却至0℃，并以保持反应温度≤10℃的速率加入异丙烯基氯化镁(1.9M于THF中的溶液，0.9当量)。然后将反应混合物温热至40℃并加入2-溴丙烯(0.2当量)以引发格氏形成。一旦初始放热(约5℃-10℃)消退，则分批(0.3当量份)加入2-溴丙烯(1.8当量)以保持反应温度≤50℃。将反应混合物在40℃下搅拌＞2h，冷却至20℃，并且然后以保持反应温度≤5℃的速率加入到含有25wt％柠檬酸水性溶液(9mL/gm)和甲基叔丁基醚(5mL/gm)的单独预冷却(0℃)容器中。将双相混合物温热至20℃，使各层分离，并除去下层水层。依次用水(5mL/gm)、8wt％碳酸氢钠水性溶液(5mL/gm)、和饱和氯化钠水性溶液(5mL/gm)洗涤有机层。将含有(R)-(2，6-二甲基-3-氧代庚-1-烯-4-基)氨基甲酸叔丁酯的有机溶液在真空下浓缩，用乙腈(10mL/gm)重构，以提供化合物2a，将该化合物用于下一步骤而无需额外纯化。产率：85％(基于HPLC测定)
1H NMR(400MHz CDCl3)：1H NMR(400MHz，CDCl3)6.09(s，1H)，5.89(s，1H)，5.10(m，2H)，1.91(s，3H)，1.74(m，1H)，1.49(m，1H)，1.44(s，9H)，1.34(m，1H)，1.01(d，J＝6.5Hz，3H)，0.92(d，J＝6.6Hz，3H)HRMS(ESI-TOF)m/z计算值C14H25NNaO3(M+Na)+278.1732，实测值278.1731。
步骤3：((R)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(3a)的合成
向含有来自步骤2的(R)-(2，6-二甲基-3-氧代庚-1-烯-4-基)氨基甲酸叔丁酯(1.0当量)于ACN(10mL/gm)中的溶液的反应器中加入锰催化剂(0.0004当量)和HOAc(5.0当量)。将反应混合物冷却至-20℃，并以保持反应温度≤-10℃的速率加入50wt％过氧化氢水性溶液(2.0当量)。将反应混合物在-20℃下搅拌2h，温热至5℃，并用25wt％亚硫酸氢钠水性溶液(3.7当量)淬灭。将双相混合物温热至20℃，使各层分离，并除去下层水层。将有机溶液在真空下浓缩，并用异丙醇(4mL/gm)重构。在2h内加入水(6mL/gm)，并且将所得白色浆液冷却至5℃并过滤，以提供为白色结晶固体的((R)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(化合物3a)(77％产率)。
1H NMR(400MHz CDCl3)：4.88(m，1H)，4.58(m，1H)，3.04(d，J＝5.1Hz，1H)，2.86(d，J＝5.1Hz，1H)，1.71(m，1H)，1.56(s，3H)，1.44(s，9H)，1.36(m，2H)，0.98(d，J＝6.4Hz，3H)，0.93(d，J＝6.6Hz，3H)
HRMS(ESI-TOF)m/z计算值C14H25NNaO4(M+Na)+294.1681，实测值294.1680。
步骤4：((S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(4a)的合成
向((R)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(1.0当量)于甲基叔丁基醚(10mL/gm)中的20℃溶液中装入1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(0.20当量)。使反应混合物在20℃下搅拌12h，并且然后用5wt％硫酸氢钠水性溶液(0.50当量)洗涤。使各层分离并除去底部水层。将有机层用水(5mL/gm)洗涤，在真空下浓缩，并用N-甲基吡咯烷酮(5mL/gm)重构。向((S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(0.05当量)于N-甲基吡咯烷酮/水(1∶1v/v，5mL/gm)中的预冷却(5℃)浆液中同时加入有机溶液和水(5mL/gm)产生了浆液，过滤该浆液以提供化合物4a，((S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯，该化合物为白色结晶固体(84％产率)。1H NMR(400MHz CDCl3)：4.86(d，J＝8.5Hz，1H)，4.31(m，1H)，3.29(d，J＝4.9Hz，1H)，2.88(d，J＝5.0Hz，1H)，1.72(m，1H)，1.51(s，3H)，1.48(m，1H)，1.41(s，9H)，1.17(m，1H)，0.96(d，J＝6.5Hz，3H)，0.93(d，J＝6.6Hz，3H)
HRMS(ESI-TOF)m/z计算值C14H25NNaO4(M+Na)+294.1681，实测值294.1681。
可以使用各种酸偶联试剂完成吗啉酰胺步骤1，各酸偶联剂在本文中称为“酸活化剂”。术语“酸活化剂”旨在是指能够将羧酸官能团的羟基基团转化为在亲核攻击时易于置换的不稳定部分的试剂。例如，可以将Boc-D-亮氨酸-OH的羧酸部分的羟基基团转化为易于被亲核吗啉氮置换的基团，从而得到步骤1吗啉酰胺产物的酸活化基团。类似地，“活化的”羧酸官能团可以被CH3NHOCH3置换以形成相应的韦伯酰胺(参见本文的化合物9)。酸活化试剂的种类和类型的实例包括但不限于：(a)通过使用亚硫酰氯、草酰氯、三氯氧化磷、或vilsmeier试剂形成酰氯；(b)通过使用羧酸/碳酸酐、磺酸盐混合酸酐(如甲磺酰氯(MsCl)或对甲苯磺酰氯(TsCl))；磷基混合酸酐(如正丙烷膦酸酐(T3P)或乙基甲基膦酸酐)形成酸酐；(c)通过使用碳二亚胺(如二环己基碳二亚胺(DCC)、N，N-二异丙基碳二亚胺(DIC)或1-乙基-3-(3’-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(ECD))、或HOBt(1-羟基苯并三唑)、HOAt(1-羟基-7-氮杂苯并三唑)形成活化的酯部分；(d)如用N，N，N’，N’-四甲基-O-(1H-苯并三唑-1-基)脲鎓六氟磷酸盐(HBTU)、N-[(二甲基氨基)-1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶-1-基-亚甲基]-N-甲基甲铵六氟磷酸盐(HATU)、N-[(1H-苯并三唑-1-基)(二甲基氨基)亚甲基]-N-甲基甲铵四氟硼酸盐-N-氧化物(TBTU)、2-(2-氧代-1(2H)-吡啶基-11，3，3-四甲基脲鎓四氟硼酸盐(TPTU)和O-[(氰基(乙氧基羰基)-亚甲基氨基]-N，N，N’，N’-四甲基脲鎓四氟硼酸盐(TOTU)形成胍盐或脲盐；(e)使用1，1’-羰基二咪唑(CDI)形成酸酐；或(f)使用如苯并三唑-1-基氧基)三-(二甲基氨基)鏻六氟磷酸盐(Castro试剂或BOP)或(苯并三唑-1-基氧基)三(吡咯烷)-鏻六氟磷酸盐(PyBOP)的试剂形成鏻盐。这些和其他酸活化剂更详细地描述于Org Process Res.Dev.[有机工艺研究与开发]，20，140-177，2016中。
实例2的方法是新颖的，因为它以胺保护的D.亮氨酸作为起始材料开始。实例2还呈现将格氏步骤的体积从50V减小到25V的优点。这显著提高了可扩展性和生产量，并通过减少产生的溶剂废物来保护环境。实例2还完全消除了步骤2和3两者中的繁琐且耗时的柱色谱法操作。现在可以通过步骤3和步骤4产物的结晶除去曾通过色谱法除去的杂质。最后，实例2利用温和的反应条件，从而减轻差向异构化的风险。
注意，可以通过在THF(2×2.5体积)中进行共沸蒸馏从Boc-D-Leu-OH一水合物中除去过量的水。然而，在CDI摩尔当量更高的情况下，可能不需要水的共沸蒸馏。对于酸活化步骤实现了＜1000ppm的最终水位。使用了各种用于Boc-D-Leu-OH的酸活化剂(Piv-Cl、CDI、T3P、DIC/氧化物、氰尿酰氯和二苯基膦酰氯)。使用T3P导致水性后处理中的乳液有助于额外的分离时间。使用二苯基膦酰氯导致高产率反应，但含有难以除去的副产物。在柱色谱法后，使用DIC导致步骤1的产率为88％，还发现其含有需要分离的副产物。在约0℃下使用Piv-氯化物也导致高产率(约95％)并含有需要额外纯化的piv-酰胺杂质。选择CDI作为选择的活化剂，因为它在最短的反应时间内以高产率提供了清洁的反应特征。发现当使用CDI时反应的温度是重要的并且有意义地影响产物产率。例如，发现当反应在等于或低于20℃的温度下进行时获得了最好的结果。在本发明的一个方面中，本发明提供了有待在等于或低于20℃的温度下进行的吗啉酰胺步骤1。在本发明的另一方面中，本发明提供了有待在等于或低于10℃的温度下进行的吗啉酰胺步骤1。在另一方面中，本发明提供了本文所述的方法，其中吗啉酰胺步骤1包括在等于或低于5℃的温度下用CDI形成活化酸，以及有待在等于或低于10℃下进行的反应的吗啉酰胺形成部分。形成吗啉-酰胺的反应步骤1在各种溶剂(包括THF、Me-THF、甲苯和MTBE)中进行。在本发明的一个方面中，选择溶剂MTBE(10V)用于该步骤。在本发明的另一方面中，使用溶剂MeTHF。在使用dynochem建模软件评估直接溶剂交换的溶剂中，甲基叔丁基醚(MTBE)被确定为与ACN交换的选择溶剂，因为所需的蒸馏操作最少。因此，使用MTBE或MTBE和THF的组合进行两步序列的优化以提高溶解度。另外，虽然在环氧化步骤3中可以使用除ACN之外的溶剂，但发现ACN是针对给定条件选择的溶剂并且提供最佳产率。
尽管CDI可以以范围从约1.0当量至约2.5当量的量使用，但发现在步骤1中用于活化的最佳CDI量为约2.0当量。如果使用较少的CDI当量，如仅约1.2当量的CDI，则可能需要从反应中共沸除去水。发现最佳活化时间为约3.0小时。该时间可能根据所使用的设备设置而变化。某些设备设置，如连续制造设置可能花费较少的时间，如少至2分钟。这些条件导致产物产率为约98％(表2，条目1)。在略微过量的CDI下，发现1.5当量的吗啉对于该偶联反应是最佳的。分离出为结晶固体的吗啉-酰胺加合物并且可以将其用作MTBE溶液，因为后处理后的产率和纯度两者都是优异的(99.0％测定产率，＞99.5LCAP)，同时在标准条件未观察到任何外消旋化。因此，将产物缩短为MTBE溶液，并进行共沸蒸馏以除去残留的水(目标＜500ppm)。
当使用MTBE(5V)中的吗啉-酰胺溶液进行时，发现格氏反应步骤2是最佳的。从产品品质和安全两个角度来看，该步骤中的一个重要挑战是确认活化过程以原位形成格氏试剂并控制该放热过程。潜在的安全问题是2-溴丙烯的积累和Mg(0)屑的引发/活化的延迟。由于延迟活化而产生的潜在放热可能导致不受控制的温度偏移，这在大规模制造环境中可能是难以处理的。
发现THF(3V)在该步骤中是适合的共溶剂，因为发现它在反应过程中减轻了固体的产生，这些固体会导致反应混合物的搅拌不良。在加入2-溴丙烯之前，使用异丙基氯化镁溶液(2M于THF中，0.9当量)作为牺牲碱以使酰胺去质子化并用于活化Mg屑(2.1当量)。异丙基氯化镁的化学计量对于减少或消除加入到吗啉酰胺中的异丙基氯化镁的潜在杂质是重要的。同样，根据所使用的设备，可能根本不需要使用异丙基氯化镁。这是使用了连续制造设置的情况。通过UPLC和反应-IR，发现格氏(异丙烯基溴化镁)的形成及其与吗啉-酰胺的反应均是快速和有效的。溴化物在每次装入2-溴丙烯后约20-30分钟内消耗，并通过UPLC观察相应的产物形成。反应-IR结果表明，在整个剂量控制的添加过程中没有2-溴丙烯的积累，并且反应保持安全。基于在使用-测试和放大运行期间收集的数据，该过程实现了范围从＞97％至约99.7％的转化率或实际上完全转化，其中仅使用约1.2-2.0当量的2-溴丙烯。发现约1.4-1.5当量的2-溴丙烯是最佳的，导致步骤2的转化率为约99％。步骤2格氏的杂质分布部分取决于2-溴丙烯的质量。这些杂质对于监测以确保可以避免柱色谱法是重要的。估计2-溴丙烯中的潜在杂质本质上是聚合的并且导致下游环氧化过程的失速。使用再蒸馏的2-溴丙烯(通过qNMR为93.3wt％)，发现步骤2的所得格氏产物在以下环氧化步骤3中表现良好。
格氏过程的适当淬灭对于确保产物品质和消除外消旋化是重要的。在将反应混合物反向加入到MTBE(5V)和25％柠檬酸水性溶液(10V)的混合物期间，通过LCMS在约2LCAP下检测由格氏试剂的双加成产生的格氏加合物杂质。当将反应混合物淬灭到柠檬酸溶液(不存在MTBE)中时，观察到双加成副产物水平的增加(高达11LCAP)，其中产物产率的相关降低≥35％。过量的格氏可以与步骤2的产物反应，该产物在后处理后水解，从而导致杂质的形成。值得注意的是，由于其相对较低的响应因子，HPLC不能检测双加成吗啉-加合物和二聚体的杂质，但可以通过LCMS和TLC(EtOAc/庚烷1∶4，Nihydrin)检测。因此，重要的是小心控制所使用格氏试剂的量并在完成时小心地淬灭反应。在格氏过程的优化过程中或在反向淬火步骤期间未观察到步骤2产物的外消旋化。用BHT的浓缩产物在环境温度下稳定一个月；该样品中的BHT来自格氏过程中使用的溶剂(在稳定的THF中为250ppm)。含有于2-10V ACN或MTBE中的步骤2的产物的溶液在室温或5℃下稳定至少4天或在35℃下稳定18小时，这是优化溶剂转换成ACN以用于步骤3环氧化所需的。
从约1.93kg boc-D-亮氨酸水合物开始，证明了本文所述的步骤1和2的改进过程，并且发现其成功可扩展且稳健，具有良好的溶液测定产率(83％)和可接受的产物品质(96.7％LCAP和100％手性纯度)以用于随后的环氧化步骤。步骤2的格氏反应可以通过2-溴丙烯的添加速率和总反应体积维持在25V以下来控制，同时消除了对柱色谱法纯化的需要并减轻了所得产物的外消旋化风险。
实例3：(S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-铵2，2，2-三氟乙酸盐的合成
向((S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-基)氨基甲酸叔丁酯(1.0当量)于DCM(3ml/g)中的冷却(0℃)溶液中加入TFA(5.0当量)。使反应混合物温热至20℃并老化4h。向该溶液中加入甲基叔丁基醚(6.6ml/g)并且然后加入正庚烷(13.3ml/g)。将所得浆液冷却至0℃，并且然后过滤，以得到为白色结晶固体的(S)-4-甲基-1-((R)-2-甲基环氧乙烷-2-基)-1-氧代戊-2-铵2，2，2-三氟乙酸盐(88％产率)
1H NMR(400MHz，CDCl3)8.20(bs，3H)，4.05(dd，J＝9.7，3.2Hz，1H)，3.13(d，J＝4.4Hz，1H)，2.95(4.5Hz，1H)，1.85(m，1H)，1.71(m，1H)，1.57(m，4H)，1.00(dd，J＝6.5，2.4Hz，6H)
HRMS(ESI-TOF)m/z计算值C9H18NO2(M+H)+172.1338，实测值172.1333。
本发明提供了制造重要中间体化合物5的方法，该化合物可用于制造卡非佐米。例如，本发明提供了用于通过本发明方法合成为TFA盐的化合物5的商品成本(COG)为约5，975美元/kg化合物5的TFA盐，总产率为约50％且E因子为304。相比之下，PCT公开WO2009045497中教导的方法导致COG为约53，124美元/kg化合物5的TFA盐，总产率为约14％且E因子为2639。此外，WO 2009045497的方法需要费力且昂贵的柱色谱法，从而导致差的生产效率且表现出高COG。
实例4：用于本发明的锰催化剂的合成
方案4
步骤1：(2R，2’R)-1，1’-双((1-乙基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)甲基)-2，2’-二吡咯烷(催化剂配体)的合成
向(2R，2’R)-2，2’-二吡咯烷L-酒石酸盐三水合物(1.0当量，可商购)于ACN(15ml/g)中的溶液(20℃)中加入2-(氯甲基)-1-乙基-1H-苯并[d]咪唑(2.0当量)、四丁基溴化铵(0.10当量)和碳酸钠(8.0当量)并且然后将反应混合物加热至55℃。在55℃下老化20h后，将反应混合物冷却至20℃，通过硅藻土垫过滤并在真空下浓缩。将所得油状物用DCM(20ml/g)重构，并用1M NaOH水性溶液(20ml/g)洗涤。用DCM(2×10ml/g)萃取水层并将合并的有机层用饱和碳酸氢钠水性溶液(10ml/g)和饱和NaCl水性溶液(10mL/g)洗涤。将有机层用硫酸钠干燥，并在真空下浓缩，以提供为油状物的(2R，2’R)-1，1’-双((1-乙基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)甲基)-2，2’-二吡咯烷，质量回收率＞95％。将粗油状物用于以下步骤而无需额外纯化。
1H NMR(400MHz，(CD3)2SO))7.54(m，4H)，7.18(m，4H)，4.32(m，6H)，3.53(m，2H)，2.86(m，2H)，2.63(m，2H)，2.21(m，2H)，1.86-1.45(m，8H)，1.33(t，J＝7.1Hz，6H)
HRMS(ESI-TOF)m/z计算值C28H37N6(M+H)+457.3080，实测值457.3086。
步骤2：C2锰催化剂的合成
向(2R，2’R)-1，1’-双((1-乙基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)甲基)-2，2’-二吡咯烷(1.0当量)于ACN(5ml/g)中的溶液(20℃)中加入双(三氟甲磺酸)锰(1.0当量)于ACN(5ml/g)中的预制备溶液。使所得浆液在20℃下老化20h，冷却至0℃，并且然后过滤。用ACN(2×2ml/g)洗涤滤饼，以产生为白色结晶固体的Mn-络合物(35％产率)。
HRMS(ESI-TOF)m/z计算值C29H36F3MnN6O3S(M-OTf)+660.1902，实测值660.1913。
在内部制备多克量的配体；与Mn(OTf)2的络合提供了结晶的、空气稳定的Mn-催化剂络合物，该络合物可以从ACN分离。制备该催化剂的方法以制造级规模工作，并成功地提供了44g Mn-催化剂，其量足以使用本发明方法制备约20kg化合物4a。
用于不对称环氧化的Mn-催化剂的发现(实例2的步骤3)
用于制备实例2的化合物2a的公开文献环氧化方法使用了与化合物2a的烯酮取代模式不相容的方案。首先，2a中烯烃的缺电子性质需要亲核环氧化方法。这排除了更常选择的不对称环氧化方法，如雅各布森(Jacobsen)环氧化、沙尔普列斯环氧化(Sharpless)和史氏(Shi)环氧化。此外，围绕化合物2a的酮的空间体积对亚胺离子催化提出了挑战，已证明这对于烯醇的不对称环氧化是有前途的方法(参见例如Bonzic，B.P等人，Org Lett.[有机快报]2010，12，5434-5437)。路易斯酸催化(参见Hinch，M.等人J.Mol.Catal.[分子催化杂志]2006，251，123-128；Nemoto，T.等人J.Am.Chem.Soc.[美国化学会志]2001，123，2725-2732)和基于硫脲的活化方法也因此被证明具有挑战性。相转移催化方案(参见例如：Lifchits，O.等人J.Am.Chem.Soc.[美国化学会志]2013，135，6677-6693)遭受不良转化或不稳定氨基酸侧链的差向异构化。
锰催化的不对称环氧化描述于文献中(参见Wang，B.等人Chem.Eur.J.[欧洲化学杂志]2012(18)，6750-6753)。Wang中的方法在H2O2和AcOH存在下利用非商业Mn-催化剂(C1)。当将Wang方法应用于中间体化合物1(参见实例1，也在以下方案5中示出)以制备化合物4a(实例2)时，其导致以良好的产率提供环氧化物，具有有利于不希望产物的良好非对映选择性。
方案5
在D-对映体(实例2的化合物2a)上使用Wang锰催化剂(C1)导致产率降低和选择性降低仍有利于不希望的环氧化物非对映体4b。该数据表明，Wang锰催化剂Cl和衍生自Boc-L-亮氨酸的烯酮不能用于以高产率形成所希望的环氧化物产物4a。相反，可扩展的方法需要改进的锰催化剂和衍生自非天然Boc-D-亮氨酸的烯酮。为此，本申请人的发明在此进一步提供了一种能够支持化合物2a的有效、改进的环氧化产率并且能够达到更大的制造水平规模的锰催化剂。
对配体、金属、酸、添加剂、氧化剂、温度、和溶剂的广泛优化在确定适合于逆转环氧化反应的非对映选择性的反应条件方面未成功。对照实验证明了反应体系中每种试剂的不可预测性质，即每种试剂对于所希望的转化率和立体选择性都是重要的。在发现和测试的各种锰催化剂中，发现C2(参见方案4)在催化剂负载(0.04mol％)、反应转化率(＞99.5％)、和非对映选择性(提供有利于所希望产物3a的约10∶1的立体异构体比率)方面是化合物2a转化为化合物3a(方案3中)的最有效催化剂。更具体地，本发明的Mn催化剂能够以有利于所希望产物(3a)的约90％-95％的非对映选择性将化合物2a转化为化合物3a。发现锰催化剂结构，并且特别是精确的配体结构对环氧化步骤的非对映选择性具有显著影响。
尽管优选该Mn催化的环氧化方法产生不希望的环氧化物非对映异构体，但对氨基酸侧链差向异构化的努力令人惊讶地显示出对化合物4a的所希望立体化学的热力学偏好(实例2)。因此，出乎意料地发现，用Mn催化的环氧化从化合物2a的D-对映体立体选择性合成化合物3a，随后是热力学有利的差向异构化步骤，为所希望产物4a提供了有利的途径。为此，本发明解决了与化合物4a的商业制造相关的一些主要挑战，包括但不限于安全性、生产效率、总产率、和商品成本。
重要的是，化合物3a的中间体合成允许开发能够清除上游杂质并消除步骤1或2中对于柱色谱法的要求的结晶过程。化合物4a的结晶作为纯化化合物4a的方法由于其低熔点(41℃)和在几乎所有有机溶剂中的高溶解度而提出了挑战。例如，发现化合物4a在-20℃下在正己烷中的溶解度为约34mg/mL。相反，化合物3a在78℃下熔化并且已证明具有改善的溶解度曲线，从而允许在开发分离条件时具有更大的灵活性。发现庚烷和IPA/水是用于分离化合物3a的两种潜在溶剂体系。可替代地，三(3)种溶剂的三元体系，如乙腈/水/乙酸也将用于分离化合物3a。此外，使用本发明的Mn-y76t催化剂随后用IPA/水结晶的方案3中的环氧化步骤3很好地用于不仅清除非对映异构体杂质而且还清除上游过程杂质。最后，方案3中步骤3的环氧化化学出乎意料地证明了在各种品质和纯度的化合物2a中具有优异的一致性，并且因此证明了是稳健的方法。
前述内容仅仅说明本发明且不旨在将本发明局限于所披露的用途。本领域技术人员例行的变化和改变在随附权利要求书所界定的本发明范围和性质内。所有提及的参考文献、专利、申请和出版物均特此通过引用以其整体并入，如同在此写出。