丁硫基-异喹啉的制备方法及其中间体 本发明涉及生产式II的苯硫基丁基-异喹啉的新方法。
USP5,484,926中描述了式II化合物及其以L-丝氨酸为原料制备的方法，该文献在此引作参考。该化合物是生产适合治疗病毒感染，尤其是治疗由HIV和其他逆转录病毒引起的疾病的药物活性化合物，例如，在上述美国专利中第16和17栏所述化合物，如下面式I表示，其中Ph代表苯基，及其可药用盐的非常有价值的中间体。
本发明方法的特征在于用较少的反应步骤和更简便的反应条件，以较高的总产率获得所需的式II化合物的立体异构体。
本发明方法包括(a)将式VIII所示的双保护的L-丝氨酸其中R代表低级烷基，R1代表低级烷基或苄基，与甲磺酰氯或甲苯磺酰氯以及苯硫酚盐(thiophenolate)反应；(b)将所得式VII的苯硫基化合物与卤化甲基锂(halogenated methyllithium)反应；(c)将所得式VI的卤代酮其中X代表卤素，还原成相应的式V卤代醇；(d)用碱处理式V的卤代醇，形成式IV的[(R)-1-[(S)-环氧乙烷-2-基]-2-苯硫基-乙基]-氨基甲酸酯；(e)将式IV氨基甲酸酯与式X的N-叔丁基-十氢-(4aS，8aS)-异喹啉-3(S)-甲酰胺反应；及(f)用碱处理所得式III化合物，得到上述式II化合物。
在整个说明书和权利要求书中所用的术语“低级烷基”是指具有1-6个，优选1-4个碳原子的直链或支链饱和烃基，如甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，仲丁基，叔丁基，戊基或己基；其中尤其对于R1，优选甲基和乙基。本发明特别优选的是R1为甲基的化合物。卤素指氯，溴和碘，优选氯。
起始原料式VIII地双保护L-丝氨酸是已知的，并且可以从L-丝氨酸通过相应的L-丝氨酸低级烷基酯与相应的氯甲酸酯反应很容易地制得。
式VII的苯硫基化合物可以用现有技术中的已知方法[例如，Sasaki等，《四面体通讯》，28，6069(1987)]制备。氨基和羧基保护的L-丝氨酸在胺如吡啶或三乙胺的存在下，在非质子溶剂如二氯甲烷或乙酸的酯中被转化成其甲苯磺酸盐或甲磺酸盐，然后与苯硫酚盐(如果需要，可用苯硫酚和强碱现场制备)在低温，优选-10℃至0℃下反应。
所得式VII的苯硫基化合物的卤甲基化作用优选用现场制成的卤化甲基锂进行。后者通常用二卤代甲烷(如二氯甲烷、二溴甲烷或二碘甲烷，优选溴氯甲烷)和低级烷基锂(优选丁基锂或己基锂)在醚(优选四氢呋喃)及温度-20至-120℃，优选-80℃下制成。
式VII苯硫基化合物至式VI卤代酮的卤甲基化过程通常采取以下步骤来进行：(a)将式VII化合物与低级烷基锂和式ClSi(R2，R3，R4)的有机氯硅烷反应，其中R2，、R3和R4是低级烷基或苯基，及(b)在二卤代甲烷存在下用低级烷基锂处理中间体通式VII-A和/或VII-B所示的甲硅烷基保护的化合物。
令人惊喜的是，化合物VII中存在的氨基甲酸酯基团通过甲硅烷基进行上述保护，从而产生中间体化合物VII-A和/或VII-B，可导致产率明显提高。优选用丁基锂或己基锂作为低级烷基锂，以及优选用三甲基氯硅烷作为ClSi(R2，R3，R4)的有机氯硅烷。而且，用相当少量的低级烷基锂和二卤代甲烷即可使卤甲基化反应几乎完全。
卤代酮VI至相应的醇V的还原反应通常用氢化物在如下条件下进行：在溶剂如甲苯，四氢呋喃或醇(优选甲醇，乙醇或异丙醇冲，在-30至80℃，优选在-15℃至50℃之间，任选在减压下，用双(2-甲氧基-乙氧基)氢化铝钠，氢化铝锂，三叔丁氧基氢化铝锂，硼氢化钠，硼氢化四甲基铵，或优选用三烷氧基铝或三烷氧基氢化铝锂进行。术语“醇盐”指带有上面定义的低级烷基的低级烷氧基，包括，例如甲氧基，乙氧基，正丙氧基，异丙氧基，正丁氧基，异丁氧基，叔丁氧基，以及戊氧基或己氧基。这些铝化合物可以有相同或不同的烷氧基。三-异丙醇铝和三-仲丁醇铝是特别优选的化合物。试剂三-叔丁氧基氢化铝锂，三-异丙醇铝和三-仲丁醇铝获得了意想不到高的立体选择性，(1S，2S)与(1S，2R)异构的卤代醇的摩尔比至少为9∶1并且结晶可得到＞99％的光学纯度和高产率。
将式V的卤代醇闭环形成相应的式IV环氧化物的反应通常在溶剂如乙醇或优选甲苯/水混合物中，在碱如碱金属或碱土金属氢氧化物，优选氢氧化钠或氢氧化钾存在下，在温度为0-80℃，优选40-50℃进行。所形成的环氧化物无需纯化。
式IV环氧化物与异喹啉X反应形成化合物III的反应通常在溶剂，例如烃，如甲苯或低级醇，优选乙醇中进行，优选在20-100℃，最优选80℃下加热回流。
从式III化合物去除N-保护基的裂解通常用已知的方法，在溶剂如水，乙醇或它们的混合物中，用碱如氢氧化钠或氢氧化钾进行，同时加热至回流温度，优选20-100℃，特别优选80℃。
其中R1是低级烷基的式VII，VI，V，IV和III的中间体化合物，即式VII-1，VI-1，V-1，IV-1和III-1化合物都是新化合物，它们是本发明的另一个方面以及它们在制备上述式II化合物或具有药物活性的化合物，如式I化合物及其盐中的用途。这些新化合物的优选实例是R1为C1-3烷基，尤其是R1为甲基或乙基的化合物。
特别优选的式VII，VI，V，IV和III化合物是R和R1均为甲基，而X是氯的化合物，即
(1R，2R)-[1-苯硫基甲基-3-[(3S，4aS，8aS)-3-叔丁氧基氨基甲酰基-十氢异喹啉-2-基]-2-羟基丙基]氨基甲酸甲酯；
[(R)-1-[(S)-环氧乙烷-2-基]-2-苯硫基-乙基]氨基甲酸甲酯；
(1R，2S)-[3-氯-2-羟基-1-(苯硫基甲基)-丙基]氨基甲酸甲酯；
[3-氯-2-氧代-(R)-1-(苯硫基甲基)-丙基]氨基甲酸甲酯；及
(3-苯硫基-(R)-2-甲氧羰基氨基)-丙酸甲酯。
最后，式II，III，IV，V，VI和VII化合物，如果是采用上述方法或在下列实施例中得到的，属于本发明另一方面。
例如，式I化合物可以根据USP5,484,926的实施例23中所述方法，用70mg式II化合物，24.6mg 3-羟基-2-甲基苯甲酸，33mg DDC和22mg HOBT·H2O在4ml THF中制成。
可药用盐的制备可以用已知的方法进行。例如，甲磺酸盐可以根据USP5,484,926的实施例75中所述方法，将3.34g式I化合物溶解于30ml MeOH和30ml二氯甲烷中，再滴加596mg甲磺酸在10ml二氯甲烷中的溶液，并处理反应混合物，得到纯的所需化合物。
反应流程I总结了制备其中R和R1是甲基而X是氯的化合物VIII至I的优选反应步骤，这些在说明书中都已经详细说明。
下列实施例将更详细地说明本发明，但不限制本发明。
反应流程I
实施例1
在0℃，将49.5g氯甲酸甲酯加到72.03g L-丝氨酸甲基酯盐酸盐于400ml水的溶液中。通过加入40％氢氧化钠水溶液保持pH值为6-7。在0℃反应2.5小时后用6份的乙酸乙酯萃取该混合物。干燥并蒸发合并的萃取液，得到75.39g(92％)纯的3-羟基-(S)-2-甲氧羰基氨基-丙酸甲酯。IR(纯)：3380m(NH，OH)，1720s，宽峰(C＝O)，1535s(酰胺II)。MS(EI)：178/20(M+H+)。
实施例2
在-10℃，将5.06g三乙胺加到8.86g 3-羟基-(S)-2-甲氧羰基氨基-丙酸甲酯和5.73g甲磺酰氯于80ml乙酸乙酯的溶液中。在-10℃反应1小时后用稀盐酸水溶液(1N)和水洗涤该混合物，然后蒸发掉乙酸乙酯，剩余物溶解于15ml二甲基甲酰胺。在-20℃，用7.41g苯硫酚钠在30ml二甲基甲酰胺中的溶液处理所得溶液，并在-20℃继续搅拌5小时。用水稀释该混合物，再用甲苯萃取。蒸发除去甲苯，得到13.22g(98％)纯的(3-苯硫基-(R)-2-甲氧羰基氨基)-丙酸甲酯。IR(纯)：3350w(NH)，1745s和1702s(C＝O)，1513s(酰胺II)。MS(EI)：269/20(M+)。
实施例3
在-80℃，将18ml 1.67M丁基锂的己烷溶液加到8.08g(3-苯硫基-(R)-2-甲氧羰基氨基)-丙酸甲酯于75ml四氢呋喃的溶液中，接着加入3.58g三甲基氯硅烷。在-80℃，用4.66g溴氯甲烷处理所得悬浮液，然后加入27ml 1.67M丁基锂的己烷溶液。用50ml的6％盐酸水溶液终止反应，然后温度升至22℃。分离两相，用盐水洗涤有机相，干燥并蒸发，得到8.70g纯度约70％的[3-氯-2-氧代-(R)-1-(苯硫基甲基)-丙基]-氨基甲酸甲酯。取样品用四氢呋喃/己烷结晶，m.p.91-92.5℃。IR(KBr)：3321s(NH)，1740s和1681s(C＝O)，1539s(酰胺II)。MS(EI)：287/15(M+)。
实施例4
向2.15g异丙醇铝在35ml异丙醇的悬浮液中加入2.88g[3-氯-2-氧代-(R)-1-(苯硫基甲基)-丙基]-氨基甲酸甲酯，并将该悬浮液在70℃/400毫巴下搅拌4小时。将所得混合物冷却到0℃，加入盐酸将pH调至1，并蒸发掉异丙醇。过滤该悬浮液，剩余物用甲苯重结晶，得到2.18g(75％)异构体纯的(1R，2S)-[3-氯-2-羟基-1-(苯硫基甲基)-丙基]-氨基甲酸甲酯，m.p.113-114℃。IR(KBr)：3389m和3327m(NH，OH)，1695s(C＝O)，1537s(酰胺II)。MS(EI)：289/35(M+)。
实施例5
将2.90g(1R，2S)-[3-氯-2-羟基-1-(苯硫基甲基)-丙基]-氨基甲酸甲酯，0.8g氢氧化钠，20ml甲苯和10ml水的混合物在40℃搅拌2小时。用水洗涤有机相并蒸发溶剂。将含有[(R)-1-[(S)-环氧乙烷-2-基]-2-苯硫基-乙基]-氨基甲酸甲酯的剩余物与12ml乙醇和2.38g十氢-(4aS，8aS)-异喹啉-3(S)-N-叔丁基-氨基甲酰胺混合，在回流温度下加热5-10小时。蒸发溶剂，所得剩余物在水和二氯甲烷之间分配，蒸发有机相，得到4.4g(90％)(1R，2R)-[1-苯硫基甲基-3-[(3S，4aS，8aS)-3-叔丁氧基氨基甲酰基-十氢-异喹啉-2-基]-2-羟基丙基]-氨基甲酸甲酯。IR(KBr)：3410m和3320m(NH，OH)，1715s和1660s(C＝O)，1550s(酰胺II)。
实施例6
将4.92g(1R，2R)-[1-苯硫基甲基-3-[(3S，4aS，8aS)-3-叔丁氧基氨基甲酰基-十氢-异喹啉-2-基]-2-羟基丙基]-氨基甲酸甲酯和2.69g氢氧化钠在10ml乙醇和10m1水中的悬浮液加热回流3-5小时。蒸发掉溶剂，剩余物在水和二氯甲烷之间分配，用水洗涤有机相，干燥并蒸发，得到3.9g(90％)2-[3(R)-氨基-2(R)-羟基-4-苯硫基-丁基]-十氢-(4aS，8aS)-异喹啉-3(S)-N-叔丁基甲酰胺。
实施例7
在0℃，向24.01g L-丝氨酸-甲酯盐酸盐于130ml水的溶液中加入29.8g氯甲酸苄酯。通过加入40％氢氧化钠水溶液将pH保持在6-7。在0℃反应3小时后，用乙酸乙酯萃取混合物5次，干燥并蒸发合并的萃取液，得到37.12g(95％)纯的3-羟基-(S)-2-苄氧羰基氨基-丙酸甲酯。IR(纯)：3380m(NH，OH)，1720s，宽峰，(C＝O)，1540s(酰胺II)。
实施例8
在-10℃将3.54g三乙胺加到8.86g 3-羟基-(S)-2-苄氧羰基氨基-丙酸甲酯和4.00g甲磺酰氯于60ml乙酸乙酯的溶液中。在-10℃反应1小时后用稀盐酸水溶液(1N)和水洗涤所得混合物，然后蒸发掉乙酸乙酯，剩余物用己烷研制。将所得甲磺酸酯粗产物溶解于11ml二甲基甲酰胺中，并在-20℃用5.19g苯硫酚钠在22ml二甲基甲酰胺中的溶液处理。在-20℃反应5小时后用水稀释该混合物，再用甲苯萃取。蒸发除去甲苯，剩余物用甲苯/己烷(1∶9，v/v)结晶，得到9.5g(79％)纯的(3-苯硫基-(R)-2-苄氧羰基氨基)-丙酸甲酯。IR(KBr)：3339m(NH)，1742s和1681s(C＝O)，1533s(酰胺II)。
实施例9
在-80℃，将18ml 1.67M丁基锂的己烷溶液加到10.36g(3-苯硫基-(R)-2-苄氧羰基氨基)-丙酸甲酯于80ml四氢呋喃的溶液中，接着加入3.58g三甲基氯硅烷。在-80℃用4.66g溴氯甲烷处理所得悬浮液，然后加入27ml 1.67M丁基锂的己烷溶液。用55ml的6％盐酸水溶液终止反应，然后温度升至22℃。分离两相，用盐水洗涤有机相，干燥并蒸发，得到10.5g纯度约75％的[3-氯-2-氧代-(R)-1-(苯硫基甲基)-丙基]-氨基甲酸苄酯。IR(KBr)：3350s(NH)，1730s和1685s(C＝O)，1520s(酰胺II)。
实施例10
向2.15g异丙醇铝于35ml异丙醇的悬浮液中加入3.64g[3-氯-2-氧代-(R)-1-(苯硫基甲基)-丙基]-氨基甲酸苄酯，并将所得混合物在50℃/400毫巴下搅拌4小时。将混合物冷却到0℃，加入盐酸将pH调节至1，并蒸发掉异丙醇。所得剩余物在水和二氯甲烷之间分配，然后蒸发掉有机溶剂。剩余物在硅胶上进行色谱分离，得到2.9g(80％)纯的(1R，2S)-[3-氯-2-羟基-1-(苯硫基甲基)-丙基]-氨基甲酸苄酯。IR(KBr)：3360宽峰(NH，OH)，1690s(C＝O)，1540s(酰胺II)。