專利名稱：由N-保護的氨基酸酯制備N-保護的氨基酸α-鹵代甲基酮和醇的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可用于將氨基酸轉化成鹵代甲基酮然后又轉化成氨基酸環(huán)氧化物的新方法。這樣的環(huán)氧化物是合成腎素和HIV蛋白酶的抑制劑的重要的中間體。所述腎素和HIV蛋白酶的抑制劑尤其可用于治療和/或預防HIV感染(AIDS)。
氨基酸α-鹵代甲基酮除可用作某些含半胱氨酸和絲氨酸的蛋白酶的不可逆的活性部位的抑制劑(綜述Demuth，J.Enzyme Inhibition，1990，3，249)外，還可被轉化成N-保護的氨基酸環(huán)氧化物，它們是合成酶例如腎素的抑制劑(Evans等人，J.Org.Chem.1985，50，4615；Luly等人，J.Org.Chem.1987，52，1487)和HIV蛋白酶的抑制劑(Handa等人，EP346847；Gordon等人，公開的歐洲專利申請EP580402)的重要中間體。制備N-保護的氨基酸α-鹵代甲基酮和醇的標準工藝(例如參見Gordon等人，EP 580402)包括首先將N-保護的氨基酸I(反應圖解1)用氯甲酸烷基酯例如氯甲酸異丁酯和叔胺例如N-甲基嗎啉處理，隨后加入重氮甲烷/乙醚溶液，得到N-保護的氨基酸α-重氮酮II。
反應圖解1
然后用無機酸例如HCl或HBr處理II得到期望的α-鹵代酮III。中間體III可通過用氫化物還原劑例如NaBH4還原并將所得到的鹵代醇用堿例如氫氧化鉀處理而轉化成環(huán)氧化物IV。由于重氮甲烷是有害試劑，避免使用重氮甲烷的制備化合物III的方法將會是有益的。Kowalski等人(J.Org.Chem.1985，50，5140)已制得了α-溴代酮VII(反應圖解2)，他們是由酯(V)(其中R2＝芳基、雜芳基、低級鏈烯基、低級炔基和低級烷基(不包括氨基取代的烷基))通過將該酯用2當量衍生自二溴甲烷的陰離子處理隨后向中間體VI中加入1.5當量正丁基鋰并水解而實現(xiàn)的。
當將此方法用于將氨基酯(XI)轉化成鹵代甲基酮(XIII)(見本文第7頁)時，所得到的收率僅僅是一般的。
由于令人驚訝地并且是出乎意料地發(fā)現(xiàn)用過量的二鹵代甲烷陰離子尤其是氯碘甲烷替代正丁基鋰，可使收率大大增加，達到不低于80％。
反應圖解2
Barluenga等人(JCS Chem.Commun.1994，969)已由α-氨基酯VIII按下述制得了α-氯代酮X(反應圖解3)用2當量陰離子IX(由氯碘甲烷用甲基鋰在乙醚中進行金屬取代制得)處理，隨后進行水解。注意陰離子IX與本發(fā)明中所述的陰離子(XII)(反應圖解4)不同，所述陰離子(XII)由將氯碘甲烷用二烷基氨化物(dialkylamide)堿例如LDA(即二異丙基氨基化鋰)脫質子制得。此外，Barluenga法僅說明了N，N-二芐基保護的氨基酯(化合物VIII)。還不清楚該方法是否適用于如本文所用的N-氨甲酸酯保護的氨基酯(化合物(XI))?；衔?XI)更易于制備且易于去保護(若必要的話)，并允許在氮原子上存在活性氫。而且，與按照Barluenga的ICH2Cl的金屬轉移(transmetallation)形成陰離子LiCH2Cl(即化合物IX)相比，X1CH2X2脫質子形成陰離子X1CH(Li)X2(我們的化合物(XII))更容易大規(guī)模、高效率地進行。
反應圖解3
本發(fā)明涉及下式(XV)氨基環(huán)氧化物化合物的制備方法 式中R4和R5獨立地選自氫、低級烷基、芳基、芳烷基、取代的低級烷基，或者R4和R5和與之鍵合的碳原子一起形成取代的或未取代的碳環(huán)基團，所述方法包括(a)使式(XI)化合物與至少2摩爾當量式(XII)化合物反應形成式(XIII)化合物，所述式(XI)、(XII)和(XIII)如下 式中Z是具有式R7O2C-的氨甲酸酯基團，其中R7選自低級烷基或芳基烷基；和R6選自低級烷基或芐基，Li-CHX1X2(XII)式中X1和X2獨立地選自-Cl、-Br、-I或-F，但條件是X1和X2中至少一個是Br-或I-， 式中X選自X1或X2；和(b)將化合物(XIII)轉化成氨基環(huán)氧化物。
優(yōu)選的實施方案包括(c)將式(XIII)化合物(經或不經從步驟(b)的反應混合物中分離)還原形成式(XIV)鹵代醇化合物 和(d)使該鹵代醇化合物與堿金屬或胺堿反應生成式(XV)氨基環(huán)氧化物化合物。
式(XIV)鹵代醇能形成非對映體的混合物，本申請要求保護該混合物和各異構體的制備、純化和分離方法。 另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中使用2-5摩爾當量式(XII)化合物。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的步驟(a)在四氫呋喃的存在下進行。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的X1是Cl-和X2是I-。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的步驟(a)在-30℃--100℃范圍內的溫度進行。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的Z選自芐氧羰基或叔丁氧羰基。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的步驟(c)的還原包括用氫化物還原劑或硅烷還原劑在路易斯酸存在下處理式(XIII)化合物。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的所述的氫化物還原劑是硼氫化鈉。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的硅烷還原劑是(C2H5)3SiH和路易斯酸是BF3O(C2H5)2。
另一個優(yōu)選的實施方案是通過將混合物用溶劑諸如甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、水、乙腈及其混合物結晶分離XIVA和XIVB。
另一個優(yōu)選的實施方案是在該方法中的R6選自甲基、乙基或芐基。
本發(fā)明提供這樣一個方法使反應圖解4中的化合物XI(或者商購或者用本領域公知的方法由I制備)(其中R6是低級烷基或芳基烷基，優(yōu)選甲基和乙基)直接與過量(≥2當量)的試劑XII(衍生自二鹵代甲烷、最好是氯碘甲烷和二烷基氨化物堿、最好是二異丙基氨基化鋰)反應，水解后生成N-保護的氨基酸α-鹵代甲基酮XIII，其中Z是氨基甲酸酯基團，優(yōu)選芐氧羰基(Cbz)或叔丁氧羰基(Boc)，和R4和R5獨立地為氫、低級烷基、芳基、取代的低級烷基包括芳基烷基；R4和R5也可以和與之鍵合的碳原子聯(lián)在一起形成碳環(huán)基團。中間體XIII通過用氫化物還原劑如硼氫化鈉還原并用氫氧化鉀處理鹵代醇中間體XIV而被轉化成環(huán)氧化物XV。
或者，將制得的α-鹵代甲基酮XIII就地(即不經分離)用氫化物還原劑例如NaBH4還原成鹵代醇衍生物XIV。此方法的優(yōu)點在于不需要分離和純化鹵代酮XIII，并能避免人與有毒的產物/副產物例如二鹵代甲烷、三鹵代甲烷(副產物)和鹵代酮接觸。
或者，將制得的鹵代甲基酮XIII用硅烷還原劑例如(C2H5)3SiH在路易斯酸如BF3O(C2H5)2存在下立體選擇性地還原成鹵代醇衍生物XIV。此方法的優(yōu)點在于與其它還原條件例如用硼氫化鈉還原相比，生成的非對映體XIVA的量大于非對映體XIVB的量。
如反應圖解4所示。
反應圖解4
將N-保護的氨基酸XI和相對于XI為2-5摩爾當量、優(yōu)選4當量的二鹵代甲烷例如氯碘甲烷、溴碘甲烷、二溴甲烷或二碘甲烷、優(yōu)選氯碘甲烷在惰性氣氛例如氬或氮、優(yōu)選氬氣氛下于約-30℃--100℃、優(yōu)選-70℃--80℃范圍內的溫度溶于有機溶劑如THF、二氧六環(huán)或乙醚、優(yōu)選THF中的混合物用相對于XI為3-6摩爾當量、優(yōu)選5當量的二烷基氨基化鋰堿例如二異丙基氨基化鋰、四甲基哌啶化鋰(lithium tetramethylpiperidide)等、優(yōu)選二異丙基氨基化鋰在有機溶劑如THF、二氧六環(huán)或乙醚、優(yōu)選THF中處理。
將分離的α-鹵代酮XIII不經純化溶于有機溶劑中，所述有機溶劑有例如甲苯，THF，異丙醇，乙醇或甲醇，或這些溶劑的混合物，優(yōu)選含1∶2∶1-1∶1∶1、優(yōu)選1∶1∶1的甲苯∶THF∶乙醇的混合物；用氫化物還原劑例如硼氫化鈉、硼氫化鋰、硼氫化鉀、氫化二異丁基鋁等、優(yōu)選硼氫化鈉處理，得到鹵代醇XIV。
或者，還原劑是硅烷還原劑，在路易斯酸存在下。所述硅烷還原劑具有化學式(W)nSi(H)m，式中W是芳基或低級烷基，n和m是整數(shù)1-3，但條件是n和m之和為4，例如(CH3)3SiH，(C2H5)3SiH或(Ph)2SiH2。所述路易斯酸在文獻中為人們所熟知，可以是例如BF3O(C2H5)2，ZnCl2，ZnBr2，CF3COOH，MgBr2等。
然后將生成的鹵代醇(XIVA和XIVB的混合物或單一化合物)通過用適宜的溶劑例如乙醇、甲醇、異丙醇、甲苯、丙酮、乙腈、水及其混合物結晶純化分離。然后將得到的鹵代醇用本領域公知的方法轉化成環(huán)氧化物XV。
在第一步的最后，將制得的α-鹵代甲基酮經或不經分離純化還原。于是，接著用10當量乙酸中止氯代酮反應混合物的反應。加入甲苯，并溫熱至-15℃。然后將混合物依次用1％ HCl和0.5MNaHCO3洗滌。將溶液用乙醇稀釋，冷卻至0℃-78℃，并用4當量金屬氫化物在乙醇中按上述處理。
優(yōu)選的N-保護的氨基酯起始物XI是取代基如下定義的化合物Z是構成氨基甲酸酯基團的取代基，R7O2C-，其中R7是低級烷基或芳基烷基，最優(yōu)選叔丁基和芐基，例如具有化學式 的叔丁氧羰基(即Boc)或具有化學式 的芐氧羰基(即Cbz)；R6是低級烷基或芳基烷基，最好是甲基，乙基和芐基；及R4和R5獨立地為氫，低級烷基，芳基，取代的低級烷基包括芳基烷基；R4和R5還可以和與之鍵合的碳原子連接在一起形成碳環(huán)基團。
本文中所用的術語的定義如下術語“低級烷基”指具有1至16個碳原子的直鏈或支鏈烴基。低級烷基的實例包括甲基，乙基，正丙基，異丙基，正丁基，異丁基，仲丁基，叔丁基，正戊基，1-甲基丁基，2，2-二甲基丁基，正己基等。
術語“取代的低級烷基”指被1、2或3個下列基團取代的上述的低級烷基(1)羥基(2)烷氧基(3)鹵素(4)芳氧基(5)-N(R8)(R9)，其中(R8)和(R9)獨立地為氫，烷基，C(O)R7，C(O)OR7(6)芳基(7)巰基(8)烷硫基(9)芳硫基。
術語“低級鏈烯基”指具有至少一個雙鍵的2至6個碳原子的直鏈或支鏈烴基。低級鏈烯基的實例包括乙烯基，丙烯基，丁烯基，戊烯基，己烯基等。
術語“低級炔基”指具有至少一個叁鍵的2至6個碳原子的直鏈或支鏈烴基。低級炔基的實例包括乙炔基，甲基乙炔基等。
術語“芳基”指可選地被取代的碳環(huán)芳基，最好是在環(huán)部分含有6至12個碳原子的單環(huán)或雙環(huán)基團，例如苯基，萘基，四氫化萘基，2，3-二氫化茚基，聯(lián)苯基等。取代基的實例包括1、2或3個下列基團(1)烷氧基(2)鹵素(3)烷基(4)烷硫基(5)芳氧基(6)芳硫基(7)鏈烯基(8)炔基(9)苯基(10)-N(R8)(R9)
術語“環(huán)烷基”指3至8個碳原子的飽和環(huán)狀烴基，例如環(huán)丙基，環(huán)丁基，環(huán)戊基，環(huán)己基等。術語“碳環(huán)”指3至8個碳原子的環(huán)狀烴基，可以是飽和的或部分不飽和的，例如環(huán)戊烯基等。
術語“鹵素”指氟，氯，溴和碘。
術語“烷氧基”指通過氧橋(-O-)鍵合的烷基基團；“烷硫基”指通過硫橋(-S-)鍵合的烷基基團；“芳氧基”指通過氧橋(-O-)鍵合的芳基基團，“芳硫基”指通過硫橋(-S-)鍵合的芳基基團。
術語“雜芳基”表示在環(huán)部分含有1、2或3個選自氧、硫和氮的雜原子的芳基基團。
術語“取代的碳環(huán)”指被下列的基團之一取代的如上定義的碳環(huán)基團(1)羥基(2)芐氧基 (4)-Si(R)3，其中R是低級烷基。
術語“Ph”表示苯基；“Bn”表示芐基；“Et”代表乙基；“Tyr”代表酪氨酸。
為更充分地說明本發(fā)明，我們給出下列實施例，但不應認為是對本發(fā)明范圍的限制。
實施例1(A)氯代酮化合物1a的制備
將二異丙基氨基化鋰(通過將2.5M正丁基鋰的己烷液(8mL，20mmol)用10分鐘滴加至0℃的二異丙基胺(3.1mL，20mmol)的THF(34mL)溶液中并攪拌10分鐘制得)用30分鐘時間通過均壓加料漏斗(pressure equalizing addition funnel)滴加至-78℃的Boc-L-苯丙氨酸乙酯(1.17g，4mmol)和氯碘甲烷(1.16mL，4mmol)的THF(22mL)溶液中。在滴加過程中，將反應混合物的內部溫度保持在-70℃以下。加完后，將反應混合物在～-75℃攪拌10分鐘。然后用10分鐘時間滴加乙酸(6mL)的THF(14mL)溶液，同時將內溫保持在-65℃以下。在-75℃再攪拌10分鐘后，將反應混合物分配于乙酸乙酯(150mL)和鹽水(150mL)中。將有機層用飽和NaHCO3溶液(2×150mL)、5％ NaHSO3溶液(2×150mL)和鹽水(150mL)洗滌，用硫酸鎂干燥并濃縮，得到暗黃色固體氯代酮1a。
(B)氯代醇化合物1b的制備 向按上述制得的粗品1a于-15℃溶于12mL甲醇和12mL THF中的溶液中用30分鐘時間分批加入212mg(5.6mmol)硼氫化鈉。在-15℃攪拌30分鐘后，使反應混合物在70mL飽和KHSO4和200mL乙酸乙酯間分配。將有機層用150mL飽和KHSO4、飽和NaHCO3(2×150mL)和100mL鹽水洗滌，用硫酸鎂干燥并濃縮，得到黃色固體。將其用熱乙酸乙酯重結晶，得到612mg(51％)白色固體氯代醇1b。
實施例2(A)氯代酮化合物2a的制備 將二異丙基氨基化鋰(通過將2.5M正丁基鋰的己烷液(8mL，20mmol)用10分鐘滴加至0℃的二異丙基胺(3.1mL，20mmol)的THF(34mL)溶液中并攪拌10分鐘制得)用30分鐘時間通過均壓加料漏斗滴加至-78℃的Boc-L-O-芐基酪氨酸乙酯(1.60g，4mmol)和氯碘甲烷(1.16mL，4mmol)的THF(22mL)溶液中。在滴加過程中，將反應混合物的內部溫度保持在-70℃以下。加完后，將反應混合物在～-75℃攪拌10分鐘。然后用10分鐘時間滴加乙酸(6mL)的THF(14mL)溶液，同時將內溫保持在-65℃以下。在-75℃再攪拌10分鐘后，將反應混合物分配于乙酸乙酯(250mL)和鹽水(150mL)中。將有機層用飽和NaHCO3溶液(2×150mL)、5％ NaHSO3溶液(2×150mL)和鹽水(150mL)洗滌，用硫酸鎂干燥并濃縮，得到暗黃色固體氯代酮2a。
(B)氯代醇化合物2b的制備
向按上述制得的粗品2a于-15℃溶于12mL甲醇和12mL THF中的溶液中用30分鐘時間分批加入228mg(6.0mmol)硼氫化鈉。在-15℃攪拌20分鐘后，再加入85mg硼氫化鈉。在-15℃攪拌25分鐘后，再加入50mg硼氫化鈉。10分鐘后，使反應混合物在70mL飽和KHSO4和70mL乙酸乙酯間分配。將有機層用70mL飽和NaHCO3和70mL鹽水洗滌，用硫酸鎂干燥并濃縮，得到黃色固體。將其用3∶2乙酸乙酯∶己烷重結晶，得到1.03g(64％)白色固體氯代醇2b。
實施例3用“就地”法制備氯代醇(酪氨酸系)2b
在一個12L的三頸燒瓶中裝上懸式香焦形機械攪拌棒、軸和電動機。將燒瓶用隔膜密封，通過隔膜之一插入數(shù)字溫度計探針，將燒瓶加熱至80℃(內部空氣溫度)并用氮氣換氣15分鐘。向燒瓶中加入N-BOC-L-O-Bn-酪氨酸乙酯(185.5g，0.4643mol)。將一個500mL的加料漏斗(Ace，針閥栓(meedle ValVe stopcock))連到該燒瓶的一個頸上(注1)。將四氫呋喃(2.53L，Aldrich，無水，確實密封)直接傾倒入反應容器中，立即加入碘氯甲烷(328g，4當量)(注2)。將燒瓶浸入干冰-丙酮浴中(注3)。內溫為-77℃。然后向加料漏斗中加入LDA溶液(1.11L，2.10M，5當量，注4)。然后以保持內部反應溫度不高于-75℃的速度在攪拌下(注5)緩慢加入LDA溶液。此添加過程需要2.5小時(注6)。在添加過程中溶液的顏色由明亮清徹變?yōu)辄S色至深棕色(deep burgundy)。加完后將溶液于-77℃再攪拌2小時。以足能保持反應容器的內溫在-72℃以下的速度滴加乙酸溶液(325mL THF和325mL冰乙酸)。此加入過程需要1小時。加完后將混合物在干冰-丙酮浴中再攪拌15分鐘。此時，在25分鐘內(內溫＜-71℃)加入甲苯(2.0L，Mallinkrodt分析試劑級)。
當內溫達到-35℃時(注7)，加入冰冷的0.4％ HCl/NaCl水溶液(2.5L，注8)，并將混合物劇烈攪拌以使全部鹽溶解。這需要10-15分鐘。
在此期間，向一個干燥的2L Erlenmeyer燒瓶中加入無水乙醇(1.26L)，加入固體NaBH4(49g，Aldrich)，并將混合物在RT攪拌30分鐘。使用前將其在氮中冷卻至0℃。
當所有附著在12L反應容器的側壁上的鹽均溶解時停止攪拌，分層。10分鐘后，將下面的水層經真空抽吸去除(注9)。在RT再用HCl/NaCl(2.0L)洗滌一次。然后加入飽和NaHCO3(2.0L)并將混合物劇烈攪拌10分鐘，分層。將下面的水層按上述分離。用飽和NaHCO3(2.0L)再洗滌一次。加入無水乙醇(1.26L，注10)，開始攪拌，并將燒瓶浸入干冰-丙酮冷卻浴中。當溫度達到-75℃時，將預先制備的NaBH4的乙醇溶液在氮正壓下引入反應混合物中，反應容器的內溫不高于-68℃。此添加需要1小時。將反應容器于-78℃攪拌13小時(注11)。溫熱至0℃并攪拌2小時(注12)。在溫熱時，溶液的顏色變淺。在0℃ 2小時后，加入0.7L飽和KHSO4溶液中止反應。將混合物在0℃攪拌30分鐘，然后倒入20L一頸燒瓶中，用0.7L水稀釋，真空濃縮至原體積的一半左右。再加入水(0.7L)以溶解KHSO4沉淀，并繼續(xù)濃縮3小時(浴溫＜30℃)至體積約為2L。將所得到的混合物用懸式機械攪拌器攪拌30分鐘。通過將混合物倒在燒結玻璃漏斗上吸濾收集固體。借助300mL×3水將固體定量轉移并漂洗。然后將黃色固體用300mL×3己烷漂洗(注13)，并用吸濾干燥過夜。得到黃色固體205g，非對映體比率為3∶5∶1(注14)。
將固體溶于熱的95％ EtOH(3.0L，74℃)中，短暫冷卻，加入活性炭(10g，Norit，F(xiàn)isher，中性)。將混合物回蕩加熱5分鐘，最后用硅藻土過濾。將燒瓶再用熱乙醇(4×125mL)洗滌。然后用這些洗滌液沖洗該硅藻土墊。將燒瓶在74℃的水溶中加熱以將所有固體溶解。使該浴自然緩慢冷至室溫過夜。將燒瓶置于冷室(約5℃)中，20小時后加入水(0.4L)，并將混合物在RT攪拌3小時。然后過濾并用100mL×3己烷洗滌。收集得到細的帶黃色的固體95g(50％)。HPLC分析表明非對映體比率為96.8∶3.2(2b∶2c)。注1.加料漏斗的安置應使得加入的LDA溶液盡可能地靠近反應容器的中心。這可使濺在反應容器壁的可能性降至最小。加料漏斗上的針閥能為LDA溶液的添加速率提供最佳控制。2.ClCH2I裝在密封的瓶中，每瓶25g，總共使用了13.5瓶。3.在將LDA加至-78℃的BOC-OBnTyr-OEt和ClCH2I溶液的過程中，產生氯甲基化鋰陰離子(lithiochloromethide anion)，它非常不穩(wěn)定，必須保持盡可能低的溫度。若該溶液濺到燒瓶壁上，會出現(xiàn)兩種情況(a)固體本身沉積在燒瓶壁上，和(b)氯甲基化鋰升溫。根據經驗，這兩種現(xiàn)象看來都對收率和產物的純度不利。應將反應燒瓶盡可能多地浸入冷卻浴中以使飛濺物冷卻。4.LDA批號#3033得自FMC Lithium Division并按照Lipton，M.F等人J.Organomet.Chem.1980，186，155之法用二苯基丙酮甲苯磺酰腙滴定。5.若攪拌太慢，加完LDA同時將內溫保持在-75℃以下需要很長時間。6.加完第一份500mL LDA后，再向加料漏斗中加入LDA并使添加繼續(xù)，直至加入所有的LDA。7.為加快升溫過程，用丙酮-水浴代替丙酮-干冰浴。8.該溶液通過將1mL濃鹽酸溶解于50mL水和50mL鹽水中制得。9.當剩下的水溶液不多時，不容易在圓底燒瓶中見到相分離。最好是，當有機層達到底部時，將750mL溶液收集到分液漏斗中。在分液漏斗中會形成新的相分離，并可將頂部的有機相放回反應燒瓶中。洗掉所有的HOAc、Li鹽和二異丙基胺是重要的，由于其存在會降低還原的選擇性。若有必要，洗滌應在分相器中進行而不在反應燒瓶中進行。10.為節(jié)省時間，該乙醇被在氮中預冷卻至-78℃。11.該還原也可以較小的規(guī)模(1-10g)進行，不攪拌過夜，能獲得相似的結果。在這種情況下，更宜使該還原反應于-78℃反應過夜。12.這是為破壞碘相關雜質(若有的話)并確保完全還原。13.如此獲得的固體非常難溶于己烷。用己烷洗滌后重量損失不大。14.低比率的原因可能有兩個(a)在反應燒瓶中的水性洗滌不是非常有效的。(b)形成了相當數(shù)量的形為類似于氯代醇的次要異構體的合格的碘代醇，在這種情況下，碘代醇可被轉化成期望的環(huán)氧化物。
實施例4用“就地”法制備氯代醇(苯丙氨酸系)1b 將碘氯甲烷(180mL，4當量)加至N-BOC-L-苯丙氨酸乙酯(175.8g，0.6mol)的無水四氫呋喃(1500mL)溶液中。將燒瓶冷卻至-78℃，然后在非常溫和的攪拌下緩慢加入LDA溶液(1333mL，5當量，2.25M)。加完后，將溶液于-78℃再攪拌15分鐘。
以足以能使反應容器的內溫保持在-68℃以下的速度滴加乙酸溶液(330mL THF和330mL冰乙酸)。加完后將混合物在干冰-丙酮浴中再攪拌15分鐘。然后移去冷卻浴，燒瓶緩慢升溫。此時加入甲苯(1500mL)。
當內溫達到-20℃時，將混合物依次用冰冷的1％ HCl水溶液(1500mL)和冰冷的0.5M NaHCO3(1500mL)洗滌。加入無水乙醇(1500mL)。開始攪拌，并將燒瓶冷卻至-74℃，加入NaBH4(60g)的無水乙醇(2000mL)溶液。
將反應容器于-78℃攪拌12小時，溫熱至0℃，并攪拌2小時。在0℃ 2小時后，加入溶液〔750mL飽和KHSO4+750mL水〕中止反應。將混合物在0℃攪拌30分鐘，真空蒸發(fā)。向黃色固體殘余物中加入水(3000mL)，并將得到的混合物攪拌30分鐘。收集固體，并再用1000mL水漂洗。然后將該黃色固體用己烷漂洗3次(400mL，接著600mL，然后400mL)，吸濾干燥過夜。得到黃色固體136.1g(76％)，HPLC分析，為非對映體(1b∶1c)的9∶1混合物。
將該固體溶于熱乙酸乙酯(2700mL)中，短暫冷卻，加入活性炭(8.1g，Norit，F(xiàn)isher，中性)，并將混合物回蕩加熱5分鐘，最后用硅藻土過濾。將燒瓶再用熱乙酸乙酯(200mL，然后50mL)洗滌。然后用洗滌液沖洗硅藻土墊。然后將乙酸乙酯濾液真空濃縮至1700mL，將混合物短時加熱使氯代醇再溶解，并將燒瓶密封，置于預熱至40℃的水浴中。將水浴在40℃保持2小時，然后自然緩慢冷卻至室溫，然后使溫度達到～5℃。收集到棕色海綿狀晶體81.7g(45.5％)。HPLC分析表明非對映體比率氯代醇化合物1b∶不合格的氯代醇1c∶合格的碘代醇為95.6∶2.0∶1.0。
實施例5環(huán)氧化物(苯丙氨酸系)的制備 將氫氧化鉀的乙醇溶液(328mL，1M)加至N-BOC-L-苯丙氨酸氯代醇1b(81.7g，0.27mol)的無水乙醇(2800mL)溶液中。將懸浮液在環(huán)境溫度攪拌2小時。加入NaH2PO4·H2O(18.8g)的水(320mL)溶液，并將混合物置于旋轉蒸發(fā)器上。當將大部分乙醇蒸除時，將漿液分配于乙酸乙酯(1500mL)和水(500mL)之間。水層用乙酸乙酯(500mL)萃取。將合并的乙酸乙酯萃取液干燥(MgSO4)過濾并濃縮。將棕色固體溶于熱己烷(5.4L)中，并用玻璃棉塞過濾。將濾液再加熱以使環(huán)氧化物再溶解。將溶液放冷至室溫，然后置于冷室中，最后置于-5℃的冰箱中，收集到針狀的環(huán)氧化物62.1g，85％。
實施例6環(huán)氧化物(酪氨酸系)的制備 無水乙醇得自Quantum Chemical Company。氫氧化鉀(粒狀，87.8％)得自Mallinckrodt，使用時未進一步純化。
向一個干燥的Erlenmeyer燒瓶中加入N-BOC-L-O-芐基酪氨酸氯代醇2b(82g，202mmol，注1)，加入無水乙醇(1.6L)。在攪拌及氮氣下在10分鐘之內將氫氧化鉀的乙醇溶液(31.1mg/1mL，520mL，1.25當量)加至所得到的懸浮液中。將懸浮液在環(huán)境溫度攪拌3小時。當反應完畢時(注2)，加入KH2PO4水溶液(10.5mg/1mL，130mL，0.5當量，注3)中和過量的KOH。將混合物轉移至一個2L圓底燒瓶中，并濃縮至體積為1L(注4)。將此醇性溶液用鹽水(1L)稀釋，立即出現(xiàn)沉淀。將得到的混合物在RT攪拌30分鐘，然后過濾。將固體濾餅用水(500mL×3)洗滌。將洗滌時又生成的沉淀與原來的濾液合并。收集生成的固體，作為第二批，用水(100mL×3)洗滌，并與第一一批合并。將合并的固體用己烷(300mL×3)洗滌。吸濾干燥過夜(13小時)，得到77g黃色固體(注5)。可選的結晶純化如下將該固體與另一批(注6)合并，總計112g，將合并的固體在RT溶于甲苯(1L)中(注7)，加入活性炭(15g)。將混合物攪拌30分鐘，然后用硅藻土墊過濾。將燒瓶再用熱甲苯(50℃，100mL×2)洗滌，然后用此洗滌液沖洗硅藻土墊。將庚烷(2.5L)在攪拌下加至該甲苯溶液中。將晶種放入所得到的清徹溶液中并于RT放置過夜(13小時)。將晶體在溶劑中攪拌3小時，這期間加入庚烷(0.5L)。然后將混合物過濾，用己烷(150mL×2)洗滌，得到79g灰白色固體(略黃)，總收率為71％(注8)。注1.該氯代醇的非對映體比率為96.8∶3.2(2b∶2c)。2.反應應由HPLC.S.M.監(jiān)控，產物保留時間差1分鐘。若反應在3小時內未完全，再加入EtOH和/或KOH溶液(0.1-0.5當量)會促進反應完成。3.過量的KOH(或KOEt)將通過在濃縮過程中使環(huán)氧化物開環(huán)而產生雜質。4.將浴溫保持在30-35℃，在結束時，沉淀出一些固體。5.收率是定量的，非對映體比率為96.5∶3.5。6.此批物料的非對映體比率為97∶3，得自41g氯代醇(95.4∶4.6)，該氯代醇又通過合并的母液的3批氯代醇的第二批的重結晶獲得。7.尚有一些油狀殘余物未完全溶于甲苯。將其在活性炭處理后濾除。當在EtOAc和己烷中進行重結晶時未觀察到此現(xiàn)象。8.最終產物的HPLC分析的非對映體比率為98.5∶1.5。為增加收率，可減小甲苯的體積，在這種情況下，可能有必要將溶液加熱至較高溫度以使全部物質溶解。
實施例7(A)氯代酮化合物1a的制備 將LDA的THF溶液(100mL，2.04M，5當量)滴加至-78℃的N-BOC-Phe-OEt(11.72g，40mmol)和ClCH2I(12mL，4當量)的四氫呋喃(625mL)溶液中。加畢后將混合物攪拌20分鐘，并通過滴加HOAc(25mL)的THF(50mL)溶液中止反應。10分鐘后，使混合物緩慢升溫至RT，加入水(400mL)，真空除去有機物。使殘余物分配于本身和80∶20乙酸乙酯∶己烷之間。將有機層依次用5％ NaHCO3(300mL)和5％NaHSO3(200mL)洗滌，干燥(MgSO4)，過濾并濃縮。將殘余物用乙醚(250mL)研制。在2.4g活性炭存在下使乙醚溫和回流5分鐘，濾過0.75”×2.5”的硅藻土，并濃縮，得到黃色固體，用熱乙酸乙酯(16mL)和己烷(200mL)重結晶，冷卻至RT，然后冷卻至5℃，得到氯代醇1a，為淡黃色海綿狀針狀物6.82g，57.4％。
(B)氯代醇化合物1b的制備金屬氫化物還原通法 將固體KBH4(59.7mg)于-20℃加至氯代酮(297mg，1mmol)在甲醇(2mL)和THF(2mL)中的溶液中。5分鐘后加入THF(1mL)，并將懸浮液溫熱至0℃。1小時后，加入KHSO4飽和溶液(11.75mL)，隨后加入乙酸乙酯(15mL)。將混合物用水(5mL)和乙酸乙酯(10mL)轉移至分液漏斗中，振搖，分相。將有機層用5％NaHCO3和5％NaHSO3洗滌，干燥(MgSO4)，過濾并濃縮，得到284.3mg(95％)灰白色固體。將固體用熱50∶50乙酸乙脂∶己烷重結晶，得到159.2mg針狀氯代醇1b(53％)。用硼氫化鈉能得到相似的結果。
實施例8BOCN(H)-O-Bn-Tyr-氯代酮，化合物2a的制備 在一個1L的經烘箱干燥氬氣換氣的三頸燒瓶中加入N-BOC-L-O-Bn-酪氨酸乙酯(10.0g，25.03mmol)。給燒瓶裝配上懸式機械攪拌器。將一個100mL的加料漏斗連接在燒瓶的一個頸上。將燒瓶用隔膜密封。用注射器向反應容器中加入無水四氫呋喃(375mL，新蒸餾的)。立即在氬氣下加入碘氯甲烷(17.66g，4當量)。將燒瓶浸入干冰-丙酮浴中。內溫為-77℃。然后將LDA溶液(62.5mL，2.0M，5當量，用前滴定的)加至加料漏斗中。然后在攪拌下以保持內部反應溫度不高于-73℃的速度緩慢加入LDA溶液。此過程需要1小時。在該加入過程中，溶液的顏色由明亮清徹變?yōu)辄S色至深棕色。加完后，將溶液于-77℃再攪拌0.5小時。
以足能保持反應容器的內部溫度在-71℃以下的速度滴加乙酸溶液(89mL THF和19mL冰乙酸)。此過程需要0.5小時。加完后，將混合物在干冰-丙酮浴中再攪拌15分鐘。將其轉移至一個2L圓底燒瓶中，加入水(400mL)。將混合物蒸發(fā)成明顯的兩層體系。用EtOAc(500mL)稀釋，并將其轉移至2L分液漏斗中，用鹽水(400mL×2)洗滌。
將有機層濃縮成暗色固體，然后將其溶于乙腈(100mL)中，并用己烷(100mL×3)洗滌。將乙腈層用甲苯(400mL)稀釋，用Na2SO3(5％在鹽水中，400mL×2)洗滌。將水層用甲苯(200mL)萃取。將合并的有機層用鹽水(400mL×2)洗滌，用MgSO4干燥，并濃縮成暗色固體(13.5g)，將其溶于甲苯(40mL)中，加入己烷(70mL)，加熱。將晶種放入得到的澄清溶液中，并在室溫放置過夜。出現(xiàn)結晶。濾集生成的固體并用己烷(8mL×2)洗滌，得到黃色粉末(6.5g，收率為65％)。
實施例9BOCN(H)-O-Bn-Tyr-氯代醇，化合物2b的制備 在一個50mL圓底燒瓶中加入硼氫化鈉(235mg，6.31mmol)。在氬氣下加入無水乙醇。將得到的懸浮液在室溫攪拌15分鐘。然后冷卻至-78℃。用注射器在30分鐘內滴加N-BOC-L-O-Bn-酪氨酸氯代酮在THF(5mL)和EtOH(5mL)中的溶液。在此滴加過程中，內溫未升至-70℃以上。將反應混合物在-78℃攪拌2小時。滴加EtOAc(200mL)將其稀釋。使混合物升溫至0℃，并加入KHSO4(半飽和，100mL)，攪拌15分鐘后將混合物轉移至500mL分液漏斗中，并用KHSO4(半飽和，100mL×2)和鹽水(100mL×2)洗滌。將有機層用MgSO4(10g)干燥，過濾并濃縮成白色固體(1.2g，非對映體比率5∶1)。將其溶于熱EtOAc(16mL)中，將形成的澄清溶液于室溫放置16小時，然后于0℃放置16小時，出現(xiàn)結晶。濾集期望的產物，為白色固體(0.65g，非對映體比率95∶5)。
實施例10BOCN(H)-O-Bn-Tyr-氯代醇，化合物2b的制備
將N-BOC-L-O-Bn酪氨酸氯代酮(1.0g，2.48mmol)加至一個烴烘箱干燥、氬氣換氣的50mL圓底燒瓶中。加入CH2Cl2(15mL)。將得到的溶液在氬氣下冷卻至-78℃。加入Et3SiH，隨后在5分鐘內于-78℃滴加三氟化硼合乙醚。將反應混合物于-78℃攪拌2小時，緩慢溫熱至室溫，并在室溫再攪拌2小時。將其再冷卻至-78℃，用注射器在15分鐘內(T＜-60℃)滴加NaOAc(5g)的MeOH(10mL)溶液。然后將反應混合物在0℃攪拌1小時，然后轉移至一個250mL的圓底燒瓶中。依次加入NaHCO3(飽和，50mL)和(BOC)2O(0.54g，1當量)，將混合物于室溫攪拌2小時。將其用EtOAc(80mL)稀釋，轉移至250mL分液漏斗中，并用KHSO4(半飽和，30mL×2)、NaHCO3(飽和，30mL×2)和鹽水(30mL×2)洗滌，將有機層用MgSO4(5g)干燥，過濾并濃縮，得到1.5g濕固體，將其溶于熱EtOAc(15mL)中，并在室溫放置10小時，然后于4℃放置3天。出現(xiàn)結晶，濾集固體并用己烷洗滌。得到期望的產物，收率為60％，為第一批(HPLC分析顯示99+％的de)。
將母液濃縮，將殘余物溶于熱EtOAc(2mL)中。將晶種放入得到的澄清溶液中，將此溶液在室溫放置16小時，并于4℃放置2天。得到期望的產物，為第二批，收率為20％(HI95％，de99+％)。
權利要求
1.下式(XV)氨基環(huán)氧化物化合物的制備方法 式中R4和R5獨立地選自氫、低級烷基、芳基、芳烷基、取代的低級烷基，或者R4和R5和與之鍵合的碳原子一起形成取代的或未取代的碳環(huán)基團所述方法包括(a)使式(XI)化合物與至少2摩爾當量式(XII)化合物反應形成式(XIII)化合物，所述式(XI)、(XII)和(XIII)如下 式中Z是具有式R7O2C-的氨甲酸酯基團，其中R7選自低級烷基或芳基烷基；和R6選自低級烷基或芐基，Li-CHX1X2(XII)式中X1和X2獨立地選自-Cl、-Br、-I或-F，但條件是X1和X2中至少一個是Br-或I-， 式中X選自X1或X2；和(b)將化合物(XIII)轉化成氨基環(huán)氧化物。
2.權利要求1的方法，其中步驟(a)在四氫呋喃存在下進行。
3.權利要求2的方法，其中步驟(b)包括(c)將式(XIII)化合物還原形成式(XIV)鹵代醇化合物 和(d)使該鹵代醇化合物與堿金屬或胺堿反應生成式(XV)氨基環(huán)氧化物化合物。
4.權利要求3的方法，其中使用2-5摩爾當量的式(XII)化合物。
5.權利要求3的方法，其中X1是Cl-和X2是I-。
6.權利要求3的方法，其中步驟(a)在-30℃--100℃范圍內的溫度進行。
7.權利要求3的方法，其中Z選自芐氧羰基或叔丁氧羰基。
8.權利要求3的方法，其中步驟(c)還原包括用氫化物還原劑處理式(XIII)化合物。
9.權利要求8的方法，其中所述的氫化物還原劑是硼氫化鈉。
10.權利要求3的方法，其中R6選自甲基、乙基或芐基。
11.權利要求3的方法，其中步驟(c)就地進行。
12.權利要求3的方法，其中步驟(c)還包括回收鹵代醇異構體(XIVA) 和步驟(d)包括使化合物(XIVA)與堿金屬堿反應生成式(XV)氨基環(huán)氧化物化合物。
13.權利要求3的方法，其中步驟(c)包括將式(XIII)化合物選擇性還原生成式(XIVA)鹵代醇化合物
14.權利要求3的方法，其中步驟(c)的還原包括用硅烷還原劑在路易斯酸存在下處理式(XIII)化合物。
15.權利要求14的方法，其中硅烷還原劑具有下面的化學式(W)nSi(H)m式中W是芳基或低級烷基；及n和m是整數(shù)1至3，但條件是n和m之和為4。
16.權利要求15的方法，其中硅烷還原劑是(C2H5)3SiH和路易斯酸是BF3O(C2H5)2。
全文摘要
本發(fā)明涉及可用于將氨基酸轉化成鹵代甲基酮然后又轉化成氨基酸環(huán)氧化物的新方法。這樣的環(huán)氧化物是合成腎素和HIV蛋白酶的抑制劑的重要的中間體。所述腎素和HIV蛋白酶的抑制劑尤其可用于治療和/或預防HIV感染(AIDS)。
文檔編號C07D301/24GK1132203SQ9512131
公開日1996年10月2日 申請日期1995年12月12日 優(yōu)先權日1994年12月13日
發(fā)明者P·陳, P·T·W·鄭, S·H·斯佩戈爾, J·C·巴里施, J·K·托斯塔蒂爾, R·扎哈爾厄, R·P·波尼亞澤克, X·-B·王 申請人:布里斯托爾-邁爾斯斯奎布公司