221243-82-9 / 4-氨基-1-叔丁基-3-(1′-萘基)吡唑并[3,4-D]嘧啶的制备

背景及概述

吡唑并嘧啶是一类结构特殊的含氮杂环化合物，具有广泛的生物活性。因此，近年来吡唑并嘧啶类化合物的合成及活性研究越来越引起研究者的兴趣。其中，最具有代表性的就是吡唑并[3,4-d]嘧啶化合物。基于吡唑并[3,4-d]嘧啶结构的生物活性分子研究开发取得了重要进展，例如抗肿瘤活性、抗菌活性、抗病毒活性和抗炎活性。因此，研究吡唑并[3,4-d]嘧啶化合物结构母核合成具有重要的意义和价值，并为高效的抗肿瘤药物的研发提供前期基础。

4-氨基-1-叔丁基-3-(1'-萘基)吡唑并[3,4-D]嘧啶是一种合理设计的v-Src酪氨酸激酶高效抑制剂，(IC50=1.5nM)，也是特定的酪氨酸激酶抑制剂。中文名称4-氨基-1-叔丁基-3-(1’-萘)吡唑并[3,4-d]嘧啶，英文名称：1-NA-PP1，中文别名：4-氨基-1-叔丁基-3-(1`-萘)吡唑并[3,4-d]嘧啶， 英文别名：1-tert-butyl-3-naphthalen-1-ylpyrazolo[3,4-d]pyrimidin-4-amine，CAS号：221243-82-9，分子式：C19H19N5，分子量：317.388，本品为白色水晶般的固体，密度：1.27g/cm3，沸点：527.8ºCat 760mmHg，熔点：219-222ºC。

制备

4-氨基-1-叔丁基-3-(1'-萘基)吡唑并[3,4-D]嘧啶在合成抗肿瘤活性分子方面的应用，本文报道以3-氨基-4-氰基吡唑（2）为原料，与甲酰胺反应合成得到 1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺（3），再经过 NIS 碘代得到中间体 3-碘-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺（4），与叔丁基发生N-烷基化反应，最后经Suzuki反应得到目标化合物[1]。合成路线见图 1。

图1 4-氨基-1-叔丁基-3-(1'-萘基)吡唑并[3,4-D]嘧啶合成反应式图

实验操作：

1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺（3）的合成

在500mL 的三口瓶中加入甲酰胺（150mL） 和 10.8g（100.0mmol）3-氨基-4-氰基吡唑 2，加热到 180℃反应 10h，TLC 监测反应结束后，加水（200mL）稀释，反应体系变成白色浑浊。减压抽滤，得到白色滤饼，用冰水洗涤滤饼，真空干燥得到白色固体1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺 13.1g，收率 97.1%。

3-碘-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺（4）的合成

在 250mL 的三口瓶中加入 6.8g（50.0mmol）化合物 3、16.9g （75.0mmol）N-碘代丁二酰亚胺和60mL N,N-二甲基甲酰胺，反应体系加热到 100℃反应 8h。TLC 监测反应结束后过滤得到灰白色粗品，冰乙醇溶液洗涤得到化合物3-碘-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺 12.8g，收率 98.1%。

3-碘-1-叔丁基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺（1）的合成

在 100mL 封管中加入2.6g（10.0mmol ）化合物 4、3.2g（30.0mmol）K 2 CO 3 和 40mL N,N-二甲基甲酰胺，6.1g（50.0mmol）叔丁基锂。在 100℃下反应 5h，TLC 监测反应结束后过滤除去 K 2 CO 3 固体，反应体系加入饱和食盐水（100mL），乙酸乙酯（100mL×3）萃取，合并有机相，无水 Na 2 SO 4 干燥，减压旋蒸，粗品经硅胶柱层析分离纯化（V 甲醇 ∶V 二氯甲烷 =1∶20）得到灰白色粉末固体3-碘-1-叔丁基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺 2.5g，收率 83.6%。

4-氨基-1-叔丁基-3-(1'-萘基)吡唑并[3,4-D]嘧啶的合成

在 250mL 的三口瓶中加入3-碘-1-叔丁基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺，溶解于300ml 10％Na2C03中，加入150ml二氧六环，冷却到0℃，Fmoc硼酸酯溶解于225ml丙酮中，滴加到体系中。室温搅拌3h，倒入1000ml水中，乙醚萃取两次，冷却并用浓盐酸调节到pH2左右，用乙酸乙酯(3x100m1)萃取，MgS04干燥，蒸去溶剂，减压旋蒸，粗品经硅胶柱层析分离纯化（V 甲醇 ∶V 二氯甲烷 =1∶35）得到白色水晶般的固体4-氨基-1-叔丁基-3-(1'-萘基)吡唑并[3,4-D]嘧啶。

结果与讨论

物料比对 N-烷基化反应收率的影响

3-碘-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺（4）与叔丁基锂发生 N-烷基化反合成 3-碘-1-异丙基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺，反应中物料摩尔比即n 叔丁基锂 ∶n 化合物 4 对产物 1 的收率有重要影响，由于叔丁基锂沸点较低（59℃），在封管中反应，叔丁基锂的含量需要明显过量。当物料比 n 叔丁基锂 ∶n 化合物 4 为2∶1 时，收率仅为20.3 %，提高叔丁基锂的用量，产物 1 收率明显提升，当物料摩尔比增加至5∶1 时，产物 1 收率达到83.6%，而继续增加叔丁基锂的用量至摩尔比为6∶1 时，收率基本保持不变，所以确定适宜物料比为n 叔丁基锂 ∶n 化合物 4 = 5∶1。

溶剂对 N-烷基化反应收率的影响

在确定了物料摩尔比后，按照 1.2.3 反应条件，对 4 种反应溶剂（N,N-二甲基甲酰胺、二氧六环、甲苯、乙腈）进行筛选，当反应在甲苯和乙腈两种溶剂中进行，反应收率较低，收率分别为 21.0%和 43.1%。当反应在二氧六环中进行，收率升高到 64.2%，而当以 N,N-二甲基甲酰胺为反应溶剂，化合物 1 收率达到 83.6%。因此，确定适宜的反应溶剂为 N,N-二甲基甲酰胺。

反应温度和时间对 N-烷基化反应收率的影响

在确定了物料比和反应溶剂后，首先固定反应时间 5h，考察反应温度对产物 1收率的影响，考察 3 个反应温度（80、100、120℃）发现，产物1 在 100℃时收率最高，达到 83.6%，所以确定最佳反应温度为 100℃。由表 3 可知，反应时间从 5h 延长至 6h 和 7h，产物收率略有降低，当反应时间缩短至 4h 时，收率明显降低至 71.9%。所以确定适宜的反应时间为 5h。

结论

以 3-氨基-4-氰基吡唑为原料，首先与甲酰胺发生关环反应，得到中间体 3，再与 NIS 发生碘取代反应，得到中间体 4，最后 4 与叔丁基锂发生 N-烷基化反应得到3-碘-1-异丙基-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4-胺，最后经Suzuki反应得到目标化合物。重点考察 N-烷基化反应收率的影响因素，确定适宜条件为：物料比 n 叔丁基锂 ∶n 化合物 4 = 5∶1；反应溶剂为 N,N-二甲基甲酰胺；反应温度为 100℃；反应时间 5h。在该反应条件下，产物 1 的优化收率为83.6%。

参考文献

[1] 张美荣，刘举，张新威，等. 吡唑并嘧啶衍生物合成及其活性研究进展［J］.中国药学杂志, 2015, 50（3）:194-200