一种伏格列波糖的制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201810808333.5	申请日：	20180722
公开号：	CN108821987A	公开日：	20181116
当前法律状态：		有效性：	审查中
法律详情：
IPC分类号：	C07C213/00,C07C215/44	主分类号：	C07C213/00,C07C215/44
申请人：	华东理工大学
发明人：	施小新,李风雷,孙勉勉
地址：	200237 上海市徐汇区梅陇路130号
优先权：	CN201810808333A
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内容摘要

本发明公开一种治疗糖尿病的药物伏格列波糖（AO128）Ⅰ的制备方法，该法以莽草酸衍生的中间体Ⅱ为原料，经七步得到目标产物，收率至少为15%。该方法包括：以开环产物Ⅱ为起始原料，与叠氮钠发生亲核取代得到构型翻转的中间体Ⅲ；该中间体与苯甲酰氯反应得到产物Ⅳ；然后双键经钌催化氧化高选择性地得到二醇产物Ⅴ；酯基经硼氢化钠还原后得到含三个羟基的化合物Ⅵ；再对化合物Ⅵ的伯羟基和仲羟基进行保护得到中间体Ⅶ；该中间体与二苯甲酰氧基丙酮连接后进一步还原得到化合物Ⅷ；一步脱除化合物Ⅷ的所有保护基，得到目标产物Ⅰ，即伏格列波糖（AO128）。本发明原料及所用试剂廉价易得，立体选择性高，产率高，具有工业化生产的可能。

权利要求书

1.一种治疗糖尿病的药物伏格列波糖（Voglibose:AO128）的制备方法，根据我们课题组以前报道的论文，莽草酸可经过五步反应得到开环产物5–甲磺酰氧基–3,4–二羟基–1–环己烯–1–羧酸乙酯，简称化合物（Ⅱ），以化合物Ⅱ为起始原料，经七步反应制备伏格列波糖，其特征在于：a）化合物Ⅱ在极性溶剂中与叠氮钠发生亲核取代反应得到构型翻转的叠氮基中间体5–叠氮基–3,4–二羟基–1–环己烯–1–羧酸乙酯，简称化合物（Ⅲ）；b）二氯甲烷或乙酸乙酯中，化合物Ⅲ在胺作用下与苯甲酰氯反应，制得5–叠氮基–3,4–二苯甲酰氧基–1–环己烯–1–羧酸乙酯，简称化合物（Ⅳ）；c）化合物Ⅳ在乙酸乙酯、乙腈和水的混合溶剂中，经钌试剂催化氧化高选择性地得到二醇产物1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基环己基–5–羧酸乙酯，简称化合物（Ⅴ）；d）在极性溶剂中，化合物Ⅴ经硼氢化钠还原，高收率地制备1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基–5–羟甲基环己烷，简称化合物（Ⅵ）；e）在二氯甲烷或乙酸乙酯中，化合物Ⅵ上的羟基在胺作用下进行酰化反应制得1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–羟基–5–乙酰氧甲基环己烷，简称化合物（Ⅶ）；f）化合物Ⅶ溶于二氯甲烷或甲苯中，在–30~–10℃下加入1.1~1.5倍当量的三丁基膦，然后加入1倍当量的二苯甲酰氧基丙酮，得到的产物经还原剂还原，生成关键中间体1–((1,3–二苯甲酰基丙烷–2–基)氨基)–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–羟基–5–乙酰氧甲基环己烷，简称化合物（Ⅷ）；g）将化合物Ⅷ溶于甲醇中，在碱性条件下脱除保护基，得到目标产物Ⅰ，即伏格列波糖（AO128）。 2.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤a）中反应时间1~4h，优选3h；反应温度80~110℃，优选85℃；极性溶剂为DMF、DMSO和水中的一种，或由它们组成的混合溶剂；以三乙胺盐酸盐或乙酸为缓冲试剂，优选乙；化合物Ⅱ与乙酸的摩尔比为2:1~1:3，优选1:1。 3.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤b）和e）中所说的胺为三甲胺、三乙胺、二异丙基乙胺、对二甲氨基吡啶、吡啶中的一种。 4.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤c）中以三氯化钌为催化剂，化合物Ⅳ与三氯化钌的摩尔比为500:1~20:1，优选200:1；高碘酸钠为氧化剂，化合物Ⅳ与高碘酸钠的摩尔比为1:1~1:2，优选1:1.5；反应温度为-30℃~0℃，优选0℃；反应时间为10min~2h，优选1h。 5.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤c）中反应溶剂为乙腈，乙酸乙酯和水混合溶剂，且它们的体积比依次为3:3:1。 6.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤d）中反应温度为0~25℃，优选0℃；反应时间为1~3h，优选1.5h；反应溶剂为四氢呋喃或乙酸乙酯和水的混合溶剂，优选乙酸乙酯和水的混合溶剂；乙酸乙酯和水的体积比为10:1~2:1，优选10:1。 7.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤d）中还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾，优选硼氢化钠；化合物Ⅴ与硼氢化钠的摩尔比为1:2~1:5，优选1:4。 8.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤e）中反应溶剂为乙酸乙酯或二氯甲烷；反应温度为0℃；反应时间为10min~1h，优选0.5h；保护剂为乙酸酐、乙酰氯、苯甲酰氯，优选乙酸酐。 9.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤f）中还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或氰基钠硼氢，优选氰基钠硼氢；化合物Ⅶ与氰基钠硼氢的摩尔比为1:2~1:6，优选1:4。 10.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤g）中碱性试剂为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氨水中的一种。

说明书

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，涉及一种用于治疗糖尿病药物伏格列波糖（AO128）的制备方法。

背景技术

伏格列波糖（Voglibose：AO128）全名1–((1,3–二羟基丙烷–2–基)氨基)–5–羟甲基–2,3,4,5–环己四醇，它是一类α–葡萄糖苷酶抑制剂口服降血糖药，1981年由日本武田药业有限公司首次合成，1994年该品首次以商品名Basen在日本上市，1998年在韩国上市，1999年在中国上市。伏格列波糖是继阿卡波糖之后用于预防和治疗糖尿病药物的又一重要药物。主要作用机制是：该药物能与α–葡萄糖苷酶相互竞争从而抑制糖苷酶的活性，延迟糖类的分解和吸收，让患者胰岛素分泌和糖类吸收同步进行，进而平稳降低餐后高血糖。该药物与阿卡波糖的主要区别是，它对小肠上皮绒毛膜刷状缘上的双糖水解酶有很强的抑制效果，而对α–淀粉酶几乎无抑制作用，故胃肠道副作用相对减少。

目前关于伏格列波糖的制备方法主要有五种：

方法一：从井冈霉素的发酵液中直接分离提取井冈霉醇胺（Valiolamine），然后再由化学合成得到目标产物。Horri等在1986和1989年报道了由井冈霉素提取得到的Valiolamine与酮反应制备伏格列波糖的方法（Journal of Medicinal Chemistry 1986, 29, 1038–1046; US 4803303/1989）。井冈霉烯胺可经酰化反应保护烯丙位上的氨基，然后双键经卤代反应同时分子内发生环化生成1和5位的环酰胺，至此双键被打开，再脱掉卤素原子，环酰胺发生水解得到井冈霉醇胺。伯胺与酮形成Schiff’s碱，然后还原得到伏格列波糖及一系列N–取代的衍生物。

方法二：Heinz等于1999和2000年报道了Valiolamine可经苯醌氧化氨基为亚胺，然后酸解得到Valiolone，最后在酸性条件下（如乙酸、盐酸）与丝氨酸发生胺化还原反应得到伏格列波糖（WO 9950217/1999; US6150568/2000）。

方法三：由发酵液中得到的井冈霉素A，经生物转化得到井冈霉烯胺（Valienamine），再由化学方法制备目标产物。2013年，Li等采用乙酰化保护的Valienamine，经环氧化、溴化开环和还原脱溴等制备Valiolamine，再与丝氨酸反应制备伏格列波糖（Tetrahedron2013, 69, 7031–7037）。

方法四：通过化学全合成制备伏格列波糖。Fukase等在1992年报道了从四苄基葡萄糖内酯出发先合成含羰基的关键中间体，然后与丝氨酸进行还原胺化反应，脱去苄基最终得到伏格列波糖（Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 3642–3650; Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 3651–3658）。

方法五：另一种化学全合成法制备伏格列波糖。2003年，Takeshi等从1–甲氧基–5–甲烯基–2,3,4–三苄氧基–吡喃葡萄糖苷出发，经Ferrier重排，仲羟基再氧化成酮，得到的酮化合物与丝氨酸发生还原胺化反应，脱去保护基得到伏格列波糖（WO 03080561/2003）。

方法一至方法三是利用生物方法得到相关中间体，受生物资源的限制，原料来源不丰富而且价格昂贵，大批量生产受限；同时在后续的合成步骤中，实际操作比较繁琐，副产物多。方法四和方法五的化学全合成方法的合成路线中化合物多存在异构体（Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 3642–3650; Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 3651–3658），实际操作复杂（WO 03080561/2003），收率并不高。虽然有关伏格列波糖的合成路线一直不断，但是绝大多数合成路线都是先合成关键中间体井冈霉醇胺，然后醇胺与丝氨酸还原胺化得到目标产物（参见以下文献）。

US 4824943/1989; CN1683320/2005; Journal of the American Chemical Society 1998, 120, 1732-1740; Journal of Organic Chemistry 1999, 64,1941-1946; Journal of Antibiotics 2000,53, 430-435; Tetrahedron2000, 56, 7109-7122; Journal of Organic Chemistry 2005, 70, 3299–3302; Journal of Organic Chemistry 2005, 70, 3299-3302; Organic Letters 2009, 11, 4278-4281; Tetrahedron: Asymmetry 2011,22, 399-405; Tetrahedron 2013,69, 10384-10390; European Journal of Organic Chemistry2013, 6389–6396; Journal of Organic Chemistry 2013, 78, 7690-7700。

发明内容

本发明提供一种制备伏格列波糖（AO128）的方法，该方法以价格较低的莽草酸为起始原料，经我们已报道的方法（European Journal of Organic Chemistry2013, 6389–6396）得到相关中间体Ⅱ。如附图所示，本路线以化合物Ⅱ为起始原料，首先它与叠氮钠发生亲核取代反应得到构型翻转的叠氮基中间体Ⅲ；化合物Ⅲ与苯甲酰氯反应得到苯甲酰化的产物Ⅳ；然后1位上的双键经钌催化氧化高选择性地得到二醇产物Ⅴ；化合物Ⅴ上的酯基经硼氢化钠还原后得到含三个羟基的化合物Ⅵ；化合物Ⅵ再发生乙酰化或苯甲酰化制得化合物Ⅶ，该化合物与另一原料二苯甲酰氧基丙酮一步反应，得到伏格列波糖的手性中间体，脱除中间体上的保护基便可得到目标产物。该路线整体收率高，使用的试剂较为便宜；此外，已经报道的文献多采用井冈霉醇胺中间体与二羟基丙酮反应制备伏格列波糖，该反应不易跟踪观察，同时后处理麻烦，而我们使用化合物Ⅶ与二苯甲酰氧基丙酮一步反应，便于跟踪反应和后处理反应。

为了实现本发明的目的，采用如下技术手段。

一种制备伏格列波糖（AO128）的方法，包括：经我们课题组报道的方法制备开环化合物5–甲磺酰氧基–3,4–二羟基–1–环己烯–1–羧酸乙酯；用叠氮钠对5位上的甲磺酰氧基进行取代得到5–叠氮基–3,4–二羟基–1–环己烯–1–羧酸乙酯；对该化合物的3位和4位羟基进行保护制得5–叠氮基–3,4–二苯酰氧基–1–环己烯–1–羧酸乙酯；然后1位上的双键经三氯化钌催化氧化得到1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基环己基–5–羧酸乙酯，通过以上四步反应得到的化合物，可实现硼氢化钠对5位酯基的还原。在常温下硼氢化钠还原1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基环己基–5–羧酸乙酯可制备1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–5–羟甲基–4,5–二羟基环己烷，然后伯羟基和仲羟基经乙酰化得到1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–乙酰氧甲基–5–羟基环己烷，该中间体与另一原料二苯甲酰氧基丙酮一步反应，得到伏格列波糖的手性中间体1–((1,3–二苯甲酰基丙烷–2–基)氨基)–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–乙酰氧甲基–5–羟基环己烷，脱除中间体上的保护基便可得到目标产物AO128。

本发明的制备方法，具体操作步骤如下：

（1）化合物Ⅱ发生亲核取代生成构型翻转的取代产物5–叠氮基–3,4–二羟基–1–环己烯–1–羧酸乙酯，即化合物Ⅲ。

将化合物Ⅱ溶于二甲基亚砜和水体积比为5:1的混合溶剂中，调配成质量分数为15%~20%的均一溶液，先分批加入叠氮钠固体，再加入缓冲剂乙酸，然后升温至85℃，继续反应2.5h，得到化合物Ⅲ。叠氮钠的加入量是Ⅱ摩尔量的3倍，乙酸的量是Ⅱ摩尔量的1倍。

反应结束后，加入水，再用乙酸乙酯萃取（按相比V/V=1:1），得到含有化合物Ⅲ的有机相（加入水的目的是除去反应体系的多余的叠氮钠和溶剂DMSO），继而用无水硫酸镁干燥，滤去硫酸镁，得到干燥的有机相，再蒸除溶剂乙酸乙酯，得到一种黄色液体，经柱层析精制得到淡黄色固体Ⅲ，收率为85%~90%。

实验过程中我们发现会有目标产物的异构体以及少量芳构化产物出现。当调节缓冲溶剂的摩尔比时，目标产物的收率会发生变化：当乙酸的摩尔量是0.2倍时，目标产物收率在50%，而当乙酸的摩尔量增至1倍时，产物收率在85%~90%。但是即便将乙酸的摩尔量增至3倍，异构体仍然存在，甚至出现其他副产物。

（3）化合物Ⅲ苯甲酰化制得5–叠氮基–3,4–二苯酰氧基–1–环己烯–1–羧酸乙酯，即化合物Ⅳ。

首先将化合物Ⅲ溶解于乙酸乙酯或二氯甲烷中，配制成质量分数为8~12%的溶液，然后在冰浴下依次加入对二甲氨基吡啶（简称DMAP）、三乙胺和苯甲酰氯。催化剂DMAP的加入量为化合物Ⅲ的摩尔量的10%；三乙胺的加入量为化合物Ⅲ的摩尔量的3倍；苯甲酰氯的加入量为化合物Ⅲ的摩尔量的2.5倍，加完后在室温下继续反应3–4小时，得到化合物Ⅳ。反应结束后，（若采用二氯甲烷作溶剂，则反应结束后，先减压蒸除溶剂，然后用乙酸乙酯重新配制成溶液），生成的反应物系先用浓度为5% wt K2CO3水溶液搅拌除去多余的苯甲酰氯和生成的苯甲酸酐，再用浓度为1N HCl水溶液洗成酸性，再5% wt K2CO3水溶液洗至碱性，分离得到含有化合物Ⅳ的有机层，再加入无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁，减压蒸除乙酸乙酯，得到化合物Ⅳ，快速柱层析后收率为93%~97%。

实验发现粗产品可直接用于下一步反应，也可经快速柱层析得到无色透明液体后（静置一段时间为白色固体）再进行下一步反应。

（4）化合物Ⅳ经催化氧化高选择性地得到1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基环己基–5–羧酸乙酯，即化合物Ⅴ。

将高碘酸钠溶于水中，然后滴加三氯化钌的水溶液，搅拌3–5min至反应液呈亮黄色。高碘酸钠的量是化合物Ⅳ的1.5倍；三氯化钌的量是化合物Ⅳ的0.5%。然后在冰水浴下加入乙酸乙酯，最后将化合物Ⅳ溶于乙腈中，缓慢滴加到上述反应液中。在整个反应体系中乙腈，乙酸乙酯和水体积比为(V/V/V) = 3:3:1。反应结束后，先加入乙酸乙酯和硫代硫酸钠饱和水溶液，搅拌15min（加入硫代硫酸钠主要是为了除去多余的高碘酸钠），分离得到含有化合物Ⅴ的的有机层，用无水硫酸镁干燥，过滤再减压蒸除乙酸乙酯，得到化合物Ⅴ，粗产品为黄色透明液体，经快速柱层析可得到白色固体，收率为90%~95%。

上述反应中加入的三氯化钌是先将三氯化钌配成一定浓度的水溶液，然后取体积量加入到反应体系中。

在整个反应体系中，高碘酸钠加入量不可过多，否则容易将生成的双羟化产物氧化成酮。另外，三氯化钌的加入量也直接影响最终收率，当三氯化钌的量太少，反应时间过长（>5h），容易生成目标产物的异构体和过度氧化产物；而三氯化钌量过多，反应速度快，但是成本高。所以，最终三氯化钌的加入量为化合物Ⅳ的0.5%。

（5）硼氢化钠还原二醇产物Ⅴ的酯基，得到1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基–5–羟甲基环己烷，即化合物Ⅵ。

首先，将化合物溶于乙酸乙酯或者四氢呋喃中，配成质量分数为10~15%的均一溶液，再将硼氢化钠溶于水中滴加到上述反应液中，乙酸乙酯和水的体积比（V/V）为10:1（如果溶剂为四氢呋喃，则直接将硼氢化钠加入即可），室温下，继续反应1.5h。硼氢化钠的加入量为化合物Ⅴ的摩尔量的4倍。反应结束后，加入水和乙酸乙酯萃取（如果溶剂为四氢呋喃，则先将四氢呋喃蒸干，再加入水和乙酸乙酯进行萃取），分离有机层，用无水硫酸镁干燥后抽滤，然后再减压蒸干，得到白色固体，经石油醚：乙酸乙酯(V/V) = 3:1~1:1的混合溶剂漂洗精制，抽滤烘干，得到化合物Ⅵ，收率为85%~90%。

这步反应溶剂的选择至关重要，通过实验操作，我们发现反应溶剂为THF或者乙酸乙酯和水的混合溶剂(V/V=15:1~2:1)均有反应，但是以乙酸乙酯和水（V/V=10:1）最佳。

（6）化合物Ⅵ伯羟基和仲羟基发生乙酰化反应制得1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–羟基–5–乙酰氧甲基环己烷，即化合物Ⅶ。

首先将化合物Ⅵ溶于乙酸乙酯或二氯甲烷溶剂中，配制成化合物Ⅵ的质量分数为10~13%均一溶液；然后在冰浴温度下先加入化合物Ⅵ的3倍摩尔量的三乙胺，再缓慢滴加化合物Ⅵ的2倍摩尔量的乙酸酐，滴加完毕后继续反应15分钟。反应结束后，先用5% wt 碳酸钾水溶液对上述的反应物系进行洗涤至碱性（目的是洗去多余的乙酸酐和产生的醋酸），再用乙酸乙酯萃取，分离得到含有化合物Ⅶ的有机相。所得有机相先用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸镁后，再减压蒸除乙酸乙酯，得到白色固体，粗产品经石油醚：乙酸乙酯(V/V) = 6:1~3:1的混合溶剂漂洗精制得到化合物Ⅶ，收率为93%~98%。

（7）化合物Ⅶ与二苯甲酰氧基丙酮发生还原胺化，得到目标产物伏格列波糖关键中间体1–((1,3–二苯甲酰基丙烷–2–基)氨基)–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–羟基–5–乙酰氧甲基环己烷，即化合物Ⅷ。

首先将化合物Ⅶ溶于溶剂二氯甲烷或者甲苯中，配成质量分数为9~12%的均一溶液；然后将反应体系温度降至–30℃~ –10℃，加入三丁基膦，待原料完全消失后，加入二苯甲酰氧基丙酮。其中三丁基膦的摩尔量是化合物Ⅶ的1.5倍，二苯甲酰氧基丙酮的摩尔量是化合物Ⅶ的1倍，氰基钠硼氢的摩尔量是化合物Ⅶ的3倍。加入完毕后，自然升温到室温，继续反应2~3h。二苯甲酰氧基丙酮消失后，蒸干溶剂，然后冰水浴下加入乙酸乙酯和氰基钠硼氢的水溶液，待反应结束后，加入水和乙酸乙酯萃取，分离有机层，用无水硫酸镁干燥后抽滤，然后再减压蒸干，得到淡黄色油状液体，再经柱层析精制得到白色固体Ⅷ，收率为54%~60%。

这步反应考虑到化合物Ⅶ的制备成本，所以选择加入过量的三丁基膦。

（8）化合物Ⅷ脱去保护基，得到目标产物伏格列波糖(AO128)。

将化合物Ⅷ溶于极性溶剂与水的混合溶剂中，配成质量分数为8~15%的均一溶液，其中极性溶剂：水(V/V) = 2:1~5:1，优选4:1。升温至回流，在此温度下反应24h。反应完全结束后，减压蒸馏除去极性溶剂和过量的氨水，可以得到油状液体。将油状液体溶于水中，然后加入石油醚洗涤水层（10mL×3），然后减压蒸干水层，得到白色固体，收率为81%~85%。

综上所述，本发明提供的制备伏格列波糖的路线，克服了直接由井冈霉醇胺和二羟基丙酮制备伏格列波糖的缺点，同时巧妙地利用莽草酸的立体构型特点，以较高的收率合成了目标产物，为伏格列波糖的合成提供了新思路。

下面结合附图进一步阐明本发明的内容。

附图说明

图1 为本发明所说的“一种伏格列波糖的制备方法”主要化合物的结构式及核心工艺流程示意图。

其中：

Ⅰ，AO128——伏格列波糖；

Ⅱ——为5–甲磺酰氧基–1–环己烯–1–羧酸乙酯的结构式，简称化合物Ⅱ，它由文献报道的方法制备得到；

Ⅲ——为5–叠氮基–1–环己烯–1–羧酸乙酯，简称化合物Ⅲ，用叠氮钠对化合物Ⅱ的5位上的甲磺酰基进行取代得到；

Ⅳ——为5–叠氮基–3,4–二苯甲酰氧基–1–环己烯–1–羧酸乙酯，简称化合物Ⅳ，由该化合物Ⅲ的3位和4位羟基苯甲酰化制得；

Ⅴ——为1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基环己基–5–羧酸乙酯，简称化合物Ⅴ，是由化合物Ⅳ1位上的双键经三氯化钌催化氧化得到；

Ⅵ——为1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4,5–二羟基–5–羟甲基环己烷，简称化合物Ⅵ，常温下硼氢化钠还原化合物Ⅴ的酯基制备；

Ⅶ——为1–叠氮基–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–羟基–5–乙酰氧甲基环己烷，简称化合物Ⅶ，是对化合物的伯碳和仲碳上的羟基进行乙酰化得到；

Ⅷ——为1–((1,3–二苯甲酰基丙烷–2–基)氨基)–2,3–二苯甲酰氧基–4–乙酰氧基–5–羟基–5–乙酰氧甲基环己烷，简称化合物Ⅷ，由化合物Ⅶ与另一原料二苯甲酰氧基丙酮一步反应制备。

资源描述

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810808333.5 (22)申请日 2018.07.22 (71)申请人华东理工大学地址 200237 上海市徐汇区梅陇路130号 (72)发明人施小新李风雷孙勉勉 (51)Int.Cl. C07C 213/00(2006.01) C07C 215/44(2006.01) (54)发明名称一种伏格列波糖的制备方法 (57)摘要本发明公开一种治疗糖尿病的药物伏格列波糖（AO128）的制备方法，该法以莽草酸衍生的中间体为原料，经七步得到目标产物，收率。

2、至少为15%。该方法包括：以开环产物为起始原料，与叠氮钠发生亲核取代得到构型翻转的中间体；该中间体与苯甲酰氯反应得到产物；然后双键经钌催化氧化高选择性地得到二醇产物；酯基经硼氢化钠还原后得到含三个羟基的化合物；再对化合物的伯羟基和仲羟基进行保护得到中间体；该中间体与二苯甲酰氧基丙酮连接后进一步还原得到化合物；一步脱除化合物的所有保护基，得到目标产物，即伏格列波糖（AO128）。本发明原料及所用试剂廉价易得，立体选择性高，产率高，具有工业化生产的可能。权利要求书2页说明书5页附图1页 CN 108821987 A 2018.11.1。

3、6 CN 108821987 A 1.一种治疗糖尿病的药物伏格列波糖（Voglibose: AO128）的制备方法，根据我们课题组以前报道的论文，莽草酸可经过五步反应得到开环产物5甲磺酰氧基3,4二羟基1环己烯1羧酸乙酯，简称化合物（），以化合物为起始原料，经七步反应制备伏格列波糖，其特征在于： a）化合物在极性溶剂中与叠氮钠发生亲核取代反应得到构型翻转的叠氮基中间体 5叠氮基3,4二羟基1环己烯1羧酸乙酯，简称化合物（）； b）二氯甲烷或乙酸乙酯中，化合物在胺作用下与苯甲酰氯反应，制得5叠氮基3,4 二苯甲酰氧基1环己烯1羧酸乙酯，简称化合物（）；。

4、 c）化合物在乙酸乙酯、乙腈和水的混合溶剂中，经钌试剂催化氧化高选择性地得到二醇产物1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基环己基5羧酸乙酯，简称化合物（）； d）在极性溶剂中，化合物经硼氢化钠还原，高收率地制备1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基5羟甲基环己烷，简称化合物（）； e）在二氯甲烷或乙酸乙酯中，化合物上的羟基在胺作用下进行酰化反应制得1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4乙酰氧基5羟基5乙酰氧甲基环己烷，简称化合物（）； f）化合物溶于二氯甲烷或甲苯中，在30 10下加入1.11.5倍当量的三丁基膦，然后加入1倍当量的二苯甲酰氧基丙酮，得到。

5、的产物经还原剂还原，生成关键中间体1 (1,3二苯甲酰基丙烷2基)氨基)2,3二苯甲酰氧基4乙酰氧基5羟基5乙酰氧甲基环己烷，简称化合物（）； g）将化合物溶于甲醇中，在碱性条件下脱除保护基，得到目标产物，即伏格列波糖（AO128）。 2.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤a）中反应时间14h，优选3h；反应温度80110，优选85；极性溶剂为DMF、 DMSO和水中的一种，或由它们组成的混合溶剂；以三乙胺盐酸盐或乙酸为缓冲试剂，优选乙；化合物与乙酸的摩尔比为2:11:3，优选1:1。 3.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，。

6、步骤b）和e）中所说的胺为三甲胺、三乙胺、二异丙基乙胺、对二甲氨基吡啶、吡啶中的一种。 4.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤c）中以三氯化钌为催化剂，化合物与三氯化钌的摩尔比为500:120:1，优选200:1；高碘酸钠为氧化剂，化合物与高碘酸钠的摩尔比为1:11:2，优选1:1.5；反应温度为-300，优选0；反应时间为10min2h，优选1h。 5.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤c）中反应溶剂为乙腈，乙酸乙酯和水混合溶剂，且它们的体积比依次为3:3:1。 6.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤d。

7、）中反应温度为025，优选0；反应时间为13h，优选1.5h；反应溶剂为四氢呋喃或乙酸乙酯和水的混合溶剂，优选乙酸乙酯和水的混合溶剂；乙酸乙酯和水的体积比为10:12:1，优选10:1。 7.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤d）中还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾，优选硼氢化钠；化合物与硼氢化钠的摩尔比为1:21:5，优选1:4。 8.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤e）中反应溶剂为乙酸乙酯或二氯甲烷；反应温度为0；反应时间为10min1h，优选0.5h；保护剂为乙酸酐、乙酰氯、苯甲酰氯，优选乙酸酐。权利要求书 1/2 页。

8、 2 CN 108821987 A 2 9.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤f）中还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或氰基钠硼氢，优选氰基钠硼氢；化合物与氰基钠硼氢的摩尔比为1:21:6，优选1:4。 10.根据权利要求1所描述的方法，其特征在于，步骤g）中碱性试剂为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氨水中的一种。权利要求书 2/2 页 3 CN 108821987 A 3 一种伏格列波糖的制备方法技术领域 0001 本发明属于有机化学合成领域，涉及一种用于治疗糖尿病药物伏格列波糖（AO128）的制备方法。背景技术 0002 伏格列波糖（Vog。

9、libose： AO128）全名1(1,3二羟基丙烷2基)氨基)5羟甲基2,3,4,5环己四醇，它是一类葡萄糖苷酶抑制剂口服降血糖药， 1981年由日本武田药业有限公司首次合成， 1994年该品首次以商品名Basen在日本上市， 1998年在韩国上市， 1999年在中国上市。伏格列波糖是继阿卡波糖之后用于预防和治疗糖尿病药物的又一重要药物。主要作用机制是：该药物能与葡萄糖苷酶相互竞争从而抑制糖苷酶的活性，延迟糖类的分解和吸收，让患者胰岛素分泌和糖类吸收同步进行，进而平稳降低餐后高血糖。该药物与阿卡波糖的主要区别是，它对小肠上皮绒毛膜刷状缘上的双糖水解酶有很强的。

10、抑制效果，而对淀粉酶几乎无抑制作用，故胃肠道副作用相对减少。 0003 目前关于伏格列波糖的制备方法主要有五种：方法一：从井冈霉素的发酵液中直接分离提取井冈霉醇胺（Valiolamine），然后再由化学合成得到目标产物。 Horri等在1986和1989年报道了由井冈霉素提取得到的Valiolamine 与酮反应制备伏格列波糖的方法（Journal of Medicinal Chemistry 1986, 29, 1038 1046; US 4803303/1989）。井冈霉烯胺可经酰化反应保护烯丙位上的氨基，然后双键经卤代反应同时分子内发生环化生成1和5位的环酰。

11、胺，至此双键被打开，再脱掉卤素原子，环酰胺发生水解得到井冈霉醇胺。伯胺与酮形成Schiff s碱，然后还原得到伏格列波糖及一系列N取代的衍生物。 0004 方法二： Heinz等于1999和2000年报道了Valiolamine可经苯醌氧化氨基为亚胺，然后酸解得到Valiolone，最后在酸性条件下（如乙酸、盐酸）与丝氨酸发生胺化还原反应得到伏格列波糖（WO 9950217/1999; US6150568/2000）。 0005 方法三：由发酵液中得到的井冈霉素 A ，经生物转化得到井冈霉烯胺（Valienamin。

12、e），再由化学方法制备目标产物。 2013年， Li等采用乙酰化保护的 Valienamine，经环氧化、溴化开环和还原脱溴等制备Valiolamine，再与丝氨酸反应制备伏格列波糖（Tetrahedron2013, 69, 70317037）。 0006 方法四：通过化学全合成制备伏格列波糖。 Fukase等在1992年报道了从四苄基葡萄糖内酯出发先合成含羰基的关键中间体，然后与丝氨酸进行还原胺化反应，脱去苄基最终得到伏格列波糖（Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 36423650; Journal of Organic C。

13、hemistry 1992, 57, 36513658）。 0007 方法五：另一种化学全合成法制备伏格列波糖。 2003年， Takeshi等从1甲氧基5 甲烯基2,3,4三苄氧基吡喃葡萄糖苷出发，经Ferrier重排，仲羟基再氧化成酮，得到的酮化合物与丝氨酸发生还原胺化反应，脱去保护基得到伏格列波糖（WO 03080561/2003）。 0008 方法一至方法三是利用生物方法得到相关中间体，受生物资源的限制，原料来源说明书 1/5 页 4 CN 108821987 A 4 不丰富而且价格昂贵，大批量生产受限；同时在后续的合成步骤中，实际操作比较繁琐，副产物。

14、多。方法四和方法五的化学全合成方法的合成路线中化合物多存在异构体（Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 36423650; Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 36513658），实际操作复杂（WO 03080561/2003），收率并不高。虽然有关伏格列波糖的合成路线一直不断，但是绝大多数合成路线都是先合成关键中间体井冈霉醇胺，然后醇胺与丝氨酸还原胺化得到目标产物（参见以下文献）。 0009 US 4824943/1989; CN1683320/2005; Journal of th。

15、e American Chemical Society 1998, 120, 1732-1740; Journal of Organic Chemistry 1999, 64,1941- 1946; Journal of Antibiotics 2000,53, 430-435; Tetrahedron2000, 56, 7109- 7122; Journal of Organic Chemistry 2005, 70, 32993302; Journal of Organic Chemistry2005 , 70, 3299-3302;Organic Letters2009 , 11, 42。

16、78-4281; Tetrahedron: Asymmetry 2011,22, 399-405; Tetrahedron 2013,69, 10384-10390; European Journal of Organic Chemistry2013, 63896396; Journal of Organic Chemistry 2013, 78, 7690-7700。发明内容 0010 本发明提供一种制备伏格列波糖（AO128）的方法，该方法以价格较低的莽草酸为起始原料，经我们已报道的方法（European Journal of Organic Chemistry2013, 6。

17、389 6396）得到相关中间体。如附图所示，本路线以化合物为起始原料，首先它与叠氮钠发生亲核取代反应得到构型翻转的叠氮基中间体；化合物与苯甲酰氯反应得到苯甲酰化的产物；然后1位上的双键经钌催化氧化高选择性地得到二醇产物；化合物上的酯基经硼氢化钠还原后得到含三个羟基的化合物；化合物再发生乙酰化或苯甲酰化制得化合物，该化合物与另一原料二苯甲酰氧基丙酮一步反应，得到伏格列波糖的手性中间体，脱除中间体上的保护基便可得到目标产物。该路线整体收率高，使用的试剂较为便宜；此外，已经报道的文献多采用井冈霉醇胺中间体与二羟基丙酮反应制备伏格列波糖，该反应不易跟踪观察。

18、，同时后处理麻烦，而我们使用化合物与二苯甲酰氧基丙酮一步反应，便于跟踪反应和后处理反应。 0011 为了实现本发明的目的，采用如下技术手段。 0012 一种制备伏格列波糖（AO128）的方法，包括：经我们课题组报道的方法制备开环化合物5甲磺酰氧基3,4二羟基1环己烯1羧酸乙酯；用叠氮钠对5位上的甲磺酰氧基进行取代得到5叠氮基3,4二羟基1环己烯1羧酸乙酯；对该化合物的3位和4位羟基进行保护制得5叠氮基3,4二苯酰氧基1环己烯1羧酸乙酯；然后1位上的双键经三氯化钌催化氧化得到1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基环己基5羧酸乙酯，通过以上四步反应得到的化合物，。

19、可实现硼氢化钠对5位酯基的还原。在常温下硼氢化钠还原1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基环己基5羧酸乙酯可制备1叠氮基2,3二苯甲酰氧基5羟甲基4,5二羟基环己烷，然后伯羟基和仲羟基经乙酰化得到1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4乙酰氧基5乙酰氧甲基5羟基环己烷，该中间体与另一原料二苯甲酰氧基丙酮一步反应，得到伏格列波糖的手性中间体1(1,3二苯甲酰基丙烷2基)氨基)2,3 二苯甲酰氧基4乙酰氧基5乙酰氧甲基5羟基环己烷，脱除中间体上的保护基便可得说明书 2/5 页 5 CN 108821987 A 5 到目标产物AO128。 0013 本发明的制备方法，具体操作步骤如下：。

20、（1）化合物发生亲核取代生成构型翻转的取代产物5叠氮基3,4二羟基1环己烯1羧酸乙酯，即化合物。 0014 将化合物溶于二甲基亚砜和水体积比为5:1的混合溶剂中，调配成质量分数为 15%20%的均一溶液，先分批加入叠氮钠固体，再加入缓冲剂乙酸，然后升温至85，继续反应2.5h，得到化合物。叠氮钠的加入量是摩尔量的3倍，乙酸的量是摩尔量的1倍。 0015 反应结束后，加入水，再用乙酸乙酯萃取（按相比V/V=1:1），得到含有化合物的有机相（加入水的目的是除去反应体系的多余的叠氮钠和溶剂DMSO），继而用无水硫酸镁干燥，滤去硫酸镁，得到干燥的有机相，。

21、再蒸除溶剂乙酸乙酯，得到一种黄色液体，经柱层析精制得到淡黄色固体，收率为85%90%。 0016 实验过程中我们发现会有目标产物的异构体以及少量芳构化产物出现。当调节缓冲溶剂的摩尔比时，目标产物的收率会发生变化：当乙酸的摩尔量是0.2倍时，目标产物收率在50%，而当乙酸的摩尔量增至1倍时，产物收率在85%90%。但是即便将乙酸的摩尔量增至3倍，异构体仍然存在，甚至出现其他副产物。 0017 （3）化合物苯甲酰化制得5叠氮基3,4二苯酰氧基1环己烯1羧酸乙酯，即化合物。 0018 首先将化合物溶解于乙酸乙酯或二氯甲烷中，配制成质量分数为812%的溶液，。

22、然后在冰浴下依次加入对二甲氨基吡啶（简称DMAP）、三乙胺和苯甲酰氯。催化剂DMAP的加入量为化合物的摩尔量的10%；三乙胺的加入量为化合物的摩尔量的3倍；苯甲酰氯的加入量为化合物的摩尔量的2.5倍，加完后在室温下继续反应34小时，得到化合物。反应结束后，（若采用二氯甲烷作溶剂，则反应结束后，先减压蒸除溶剂，然后用乙酸乙酯重新配制成溶液），生成的反应物系先用浓度为5% wt K2CO3水溶液搅拌除去多余的苯甲酰氯和生成的苯甲酸酐，再用浓度为1N HCl水溶液洗成酸性，再5% wt K2CO3水溶液洗至碱性，分离得到含有化合物的有机层，再加入无水硫。

23、酸镁干燥，过滤除去硫酸镁，减压蒸除乙酸乙酯，得到化合物，快速柱层析后收率为93%97%。 0019 实验发现粗产品可直接用于下一步反应，也可经快速柱层析得到无色透明液体后（静置一段时间为白色固体）再进行下一步反应。 0020 （4）化合物经催化氧化高选择性地得到1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基环己基5羧酸乙酯，即化合物。 0021 将高碘酸钠溶于水中，然后滴加三氯化钌的水溶液，搅拌35min至反应液呈亮黄色。高碘酸钠的量是化合物的1.5倍；三氯化钌的量是化合物的0.5%。然后在冰水浴下加入乙酸乙酯，最后将化合物溶于乙腈中，缓慢滴加到上述反应液中。。

24、在整个反应体系中乙腈，乙酸乙酯和水体积比为(V/V/V) = 3:3:1。反应结束后，先加入乙酸乙酯和硫代硫酸钠饱和水溶液，搅拌15min （加入硫代硫酸钠主要是为了除去多余的高碘酸钠），分离得到含有化合物的的有机层，用无水硫酸镁干燥，过滤再减压蒸除乙酸乙酯，得到化合物，粗产品为黄色透明液体，经快速柱层析可得到白色固体，收率为90%95%。 0022 上述反应中加入的三氯化钌是先将三氯化钌配成一定浓度的水溶液，然后取体积量加入到反应体系中。说明书 3/5 页 6 CN 108821987 A 6 0023 在整个反应体系中，高碘酸钠加入量不可过多，否则。

25、容易将生成的双羟化产物氧化成酮。另外，三氯化钌的加入量也直接影响最终收率，当三氯化钌的量太少，反应时间过长（5h），容易生成目标产物的异构体和过度氧化产物；而三氯化钌量过多，反应速度快，但是成本高。所以，最终三氯化钌的加入量为化合物的0.5%。 0024 （5）硼氢化钠还原二醇产物的酯基，得到1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基5羟甲基环己烷，即化合物。 0025 首先，将化合物溶于乙酸乙酯或者四氢呋喃中，配成质量分数为1015%的均一溶液，再将硼氢化钠溶于水中滴加到上述反应液中，乙酸乙酯和水的体积比（V/V）为10:1 （如果溶剂为四氢。

26、呋喃，则直接将硼氢化钠加入即可），室温下，继续反应1.5h。硼氢化钠的加入量为化合物的摩尔量的4倍。反应结束后，加入水和乙酸乙酯萃取（如果溶剂为四氢呋喃，则先将四氢呋喃蒸干，再加入水和乙酸乙酯进行萃取），分离有机层，用无水硫酸镁干燥后抽滤，然后再减压蒸干，得到白色固体，经石油醚：乙酸乙酯(V/V) = 3:11:1的混合溶剂漂洗精制，抽滤烘干，得到化合物，收率为85%90%。 0026 这步反应溶剂的选择至关重要，通过实验操作，我们发现反应溶剂为THF或者乙酸乙酯和水的混合溶剂(V/V=15:12:1)均有反应，但是以乙酸乙酯和水（V/V。

27、=10:1）最佳。 0027 （6）化合物伯羟基和仲羟基发生乙酰化反应制得1叠氮基2,3二苯甲酰氧基 4乙酰氧基5羟基5乙酰氧甲基环己烷，即化合物。 0028 首先将化合物溶于乙酸乙酯或二氯甲烷溶剂中，配制成化合物的质量分数为 1013%均一溶液；然后在冰浴温度下先加入化合物的3倍摩尔量的三乙胺，再缓慢滴加化合物的2倍摩尔量的乙酸酐，滴加完毕后继续反应15分钟。反应结束后，先用5% wt 碳酸钾水溶液对上述的反应物系进行洗涤至碱性（目的是洗去多余的乙酸酐和产生的醋酸），再用乙酸乙酯萃取，分离得到含有化合物的有机相。所得有机相先用无水硫酸镁干燥，过滤除去硫酸。

28、镁后，再减压蒸除乙酸乙酯，得到白色固体，粗产品经石油醚：乙酸乙酯(V/V)= 6:13:1的混合溶剂漂洗精制得到化合物，收率为93%98%。 0029 （7）化合物与二苯甲酰氧基丙酮发生还原胺化，得到目标产物伏格列波糖关键中间体1(1,3二苯甲酰基丙烷2基)氨基)2,3二苯甲酰氧基4乙酰氧基5羟基5 乙酰氧甲基环己烷，即化合物。 0030 首先将化合物溶于溶剂二氯甲烷或者甲苯中，配成质量分数为912%的均一溶液；然后将反应体系温度降至30 10，加入三丁基膦，待原料完全消失后，加入二苯甲酰氧基丙酮。其中三丁基膦的摩尔量是化合物的1.5倍，二苯甲酰氧基丙酮的摩。

29、尔量是化合物的1倍，氰基钠硼氢的摩尔量是化合物的3倍。加入完毕后，自然升温到室温，继续反应23h。二苯甲酰氧基丙酮消失后，蒸干溶剂，然后冰水浴下加入乙酸乙酯和氰基钠硼氢的水溶液，待反应结束后，加入水和乙酸乙酯萃取，分离有机层，用无水硫酸镁干燥后抽滤，然后再减压蒸干，得到淡黄色油状液体，再经柱层析精制得到白色固体，收率为54% 60%。 0031 这步反应考虑到化合物的制备成本，所以选择加入过量的三丁基膦。 0032 （8）化合物脱去保护基，得到目标产物伏格列波糖(AO128)。 0033 将化合物溶于极性溶剂与水的混合溶剂中，配成质量分数为815%。

30、的均一溶液，其中极性溶剂：水(V/V)= 2:15:1，优选4:1。升温至回流，在此温度下反应24h。反应完全说明书 4/5 页 7 CN 108821987 A 7 结束后，减压蒸馏除去极性溶剂和过量的氨水，可以得到油状液体。将油状液体溶于水中，然后加入石油醚洗涤水层（10mL3），然后减压蒸干水层，得到白色固体，收率为81%85%。 0034 综上所述，本发明提供的制备伏格列波糖的路线，克服了直接由井冈霉醇胺和二羟基丙酮制备伏格列波糖的缺点，同时巧妙地利用莽草酸的立体构型特点，以较高的收率合成了目标产物，为伏格列波糖的合成提供了新思路。 003。

31、5 下面结合附图进一步阐明本发明的内容。附图说明 0036 图1 为本发明所说的 “一种伏格列波糖的制备方法” 主要化合物的结构式及核心工艺流程示意图。 0037 其中：， AO128伏格列波糖；为5甲磺酰氧基1环己烯1羧酸乙酯的结构式，简称化合物，它由文献报道的方法制备得到；为5叠氮基1环己烯1羧酸乙酯，简称化合物，用叠氮钠对化合物的5位上的甲磺酰基进行取代得到；为5叠氮基3,4二苯甲酰氧基1环己烯1羧酸乙酯，简称化合物，由该化合物的3位和4位羟基苯甲酰化制得；为1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基环己基5羧酸乙酯，简称化合物，是由化合物1位上的双键经三氯化钌催化氧化得到；为1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4,5二羟基5羟甲基环己烷，简称化合物，常温下硼氢化钠还原化合物的酯基制备；为1叠氮基2,3二苯甲酰氧基4乙酰氧基5羟基5乙酰氧甲基环己烷，简称化合物，是对化合物的伯碳和仲碳上的羟基进行乙酰化得到；为1(1,3二苯甲酰基丙烷2基)氨基)2,3二苯甲酰氧基4乙酰氧基5 羟基5乙酰氧甲基环己烷，简称化合物，由化合物与另一原料二苯甲酰氧基丙酮一步反应制备。说明书 5/5 页 8 CN 108821987 A 8 图1 说明书附图 1/1 页 9 CN 108821987 A 9 。

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