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132883-44-4/(3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷的制备

背景及概述

巴氟替尼化学名为N-[3-(4,5-联吡啶-2-氨基)-4-苯甲基]-4-[(3S-(二甲胺基)吡咯烷-1-甲基]-3-(三氟甲烷)苯甲酰胺,是一种有效的特异性双AbL-Lyn抑制剂,在治疗慢性粒细胞白血病中发现比伊马替尼更有效,其抑制作用延伸至几乎所有测试的Bcr-ABL点突变体,巴氟替尼分子主要由嘧啶环、苯环和末端的(R)-3-二甲氨基吡咯烷构成,末端二甲氨基的氮原子与ILe-360的羰基氧原子相互作用和HIS-361通过氢键结合,对抗增殖活性具有显着影响,在吡咯烷的合成中中间体(R)-3-二甲氨基吡咯烷(2)的手性建构、中间体(S)-1-苄基吡咯烷(6)的合成是合成的关键。(3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷中文别名:(3S)-N,N-二甲基-3-吡咯烷胺,英文名称:(3S)-(-)-3-(DimethyLamino)PyrroLidine,CAS号:132883-44-4,分子式:C6H14N2,分子量:114.189,为无色至淡黄色液体,密度:0.899 g/mL at 25 °C(Lit.),沸点:160 °C760 mm Hg(Lit.)。

制备

关于(3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷的合成目前主要以L-苹果酸为原料,经环化、还原、过磺酰化及脱保护等反应合成,总收率31.45%,其结构经甲胺基是利用3原有的羟基直接引入,避免了二甲胺基手性中心的构建,还对中间体6(S)-1-苄基吡咯烷的合成进行工艺优化,收率达90%,通过取代和还原以87%的收率合成(3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷,对该中间体的合成具有重要的借鉴意义[1]。其合成反应式如下图:

(3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷的制备

图1 (3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷合成反应式

4 的合成

在反应瓶中依次加入L-苹果酸和二甲苯,搅拌使其溶解,加入苄胺,于室温反应90分钟,氮气保护下,于150 ℃反应8小时,蒸馏除去二甲苯,少量残余二甲苯用乙酸乙酯带出,加入苯,回流 30分钟, 冷却至室温,抽滤除去杂质,滤液浓缩,用乙酸乙酯/ 石油醚(V/ V =1/1)重结晶得白色固体粉末。

(S)-1-苄基吡咯烷(6)的合成

冰盐浴冷却下,将四氢铝锂分批加至新蒸四氢呋喃中,搅拌下缓慢滴加化合物4的四氢呋喃溶液,滴毕(防止反应剧烈放热),反应 1 小时,回流反应 8 小时(薄层色谱检测原料消失), 冷却至室温,置于冰盐浴中,加甲醇淬灭过量四氢铝锂,并加入氢氧化钠水溶液,析出黄绿色固体,于室温静置1 小时, 过滤,用母液洗涤滤饼,合并滤液和洗液,蒸干,依次用乙酸乙酯和饱和食盐水洗涤,干燥得(S)-1-苄基吡咯烷,为黄色油状液体。

(S)-1-苄基吡咯烷-3-基-4-甲基苯磺酸酯(7)的合成

将化合物 6(S)-1-苄基吡咯烷溶于新蒸叔丁基甲基醚中,加入 1,4-二叠氮双环[2,2,2]辛烷,冰盐浴冷却,分4 批加入对甲基苯磺酰氯,加毕,反应1 小时,撤去冰浴,于室温反应 11 小时(薄层色谱检测原料消失), 减压抽滤,滤液蒸干,用二氯甲烷和水萃取,滤液浓缩得淡黄色油状液体,经硅胶柱层析(洗脱剂:乙酸乙酯/ 石油醚 = 1/5) 纯化得 化合物7,即(S)-1-苄基吡咯烷-3-基-4-甲基苯磺酸酯。

(R)-1-苄基-3-N,N-二甲氨基吡咯烷(8)的合成

将(S)-1-苄基吡咯烷-3-基-4-甲基苯磺酸酯溶于乙腈中,冰盐浴冷却,依次缓慢滴加二甲胺和三乙胺,滴毕,反应 1 小时,回流反应 6 小时(薄层色谱检测原料消失),减压蒸除溶剂,用二氯甲烷(3 × 30 mL)萃取,浓缩后经硅胶柱层析(洗脱剂:乙酸乙酯/ 石油醚 =1/8) 纯化得 化合物8,即(R)-1-苄基-3-N,N-二甲氨基吡咯烷。

(3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷的合成

在反应瓶中依次加入(R)-1-苄基-3-N,N-二甲氨基吡咯烷、无水乙醇, 20%钯碳和稀盐酸,通入氢气,搅拌下于室温反应 3 小时(薄层色谱检测原料消失), 加入稀盐酸,于室温反应 1 小时(薄层色谱检测原料消失), 过去除去催化剂,滤液蒸干,用乙醇重结晶得灰白色固体 (3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷。

结果与讨论

在(3S)-(-)-3-(二甲氨基)吡咯烷的合成中,化合物 6 ~ 8 的制备是关键,因此,本研究分别对化合物 6 的合成中催化剂种类、物料配比、反应时间,化合物 7 的合成中催化剂、碱、溶剂种类,化合物 8 的合成中反应温度进行考察,可以看出,两种还原体系硼氢化钠 /碘和四氢铝锂体系下的物料配比进行优化,在反应时间相同的条件下,四氢铝锂还原产率为80. 3%,硼氢化钠 /碘还原体系产率达到 75. 8%,且两者的物料配比为 5. 4/2. 4,但是由于氢化铝锂的成本较高,若放大到工业生产,选择成本较低的硼氢化钠体系为宜,

在 7 的合成中,以叔丁基甲醚为溶剂时,1,4-二叠氮双环[2,2,2]辛烷为催化剂、缚酸剂,收率较高,可达到 90%, 而碱和催化剂的选择对该反应影响不大。

在 8 的合成中,以二甲胺作为手性建构物质,二甲胺是一种对温度相对比较敏感的物质,因此反应温度影响较大,,以乙腈为溶剂,反应温度为 140 ℃时,产率最高(75. 5%),温度过高或过低均不利于反应进行,。

结论

以 L-苹果酸为起始原料,经过关环、还原、过磺酰化、脱保护等步骤合成巴氟替尼重要中间体。(R)-3-二甲氨基吡咯烷,并对关键中间体的合成条件进行了优化,总收率 31. 45%, 该合成路线具有操作简单、原料便宜易得、产物易于分离等优点,有利于该化合物的应用和生产。

参考文献

[1] 范宗兄,石玉,刘日,等.第二代Bcr-ABL酪氨酸激酶抑制剂巴氟替尼[J]现代药物与临床,2012,27(3).268-271.