CN101085770A - 一种制备(3r,5s)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的方法 - Google Patents

一种制备(3r,5s)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的方法 Download PDF

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Abstract

一种制备(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的方法,属于医药中间体制备技术领域。由氯乙酸乙酯出发,经苄氧化,再用RuCl2[(R)-BINAP]催化氢化,制得(3S)-3-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯。用甲氧基苄基保护羟基,克莱森酯缩和反应增长碳链,继续用RuCl2[(R)-BINAP]催化氢化3号碳上的羰基制得(3R,5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羟基-己酸叔丁酯。用硝酸铈铵(CAN)将对甲氧基苄基脱去,再用丙酮叉保护,脱去苄基,得到(3R,5S)-6-羟基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯。本发明八步总产率39.5%,d,e值99%。成本低,易工业化。

Description

一种制备(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的方法
技术领域
本发明涉及一种(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的制备方法,属于医药中间体制备技术领域。
背景技术
他汀类药物是整个心血管药物中发展最快的品种,在血脂调节药市场占主导地位。(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯含有两个手性中心,其结构特征如下:
Figure A20061002734700031
R1为氢或苄基,R2为乙基或叔丁基,R为氢或醇的保护基,或为1,3-二醇保护基,它是制备他汀类降血脂药物的重要中间体。
美国专利US5399722提供了一种制备(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的方法。该方法没有采用保护基团,先以氯乙酰乙酸乙酯作为起始原料,苄氧化,再用RuCl2[(R)-BINAP]催化氢化,经克莱森酯缩和增长碳链,用不对称还原试剂三乙基硼还原3号碳上的羟基,丙酮叉保护3,5位的羟基,再用钯碳将苄基脱去,得到丙酮叉保护的(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯。三乙基硼试剂不对称还原的反应在超低温下(-60℃)进行。反应温度影响不对称还原的选择性。在工业化生产时,由于反应液温度不均匀,造成了产物d,e值不高。除了d,e值不高造成质量差外,该方法对超低温(-60℃)要求造成生产成本高昂的缺点。
美国专利US5286883提出了一种更简单有效的制备方法。该方法以氯乙酰乙酸乙酯为起始原料,经苄氧化,用Ru2X4[(R)-R3-BINAP]2N(CH2CH3)3催化氢化,并将新生成的羟基用四氢吡喃(THP)保护基进行保护。继续使用Ru2X4[(R)-R3-BINAP]2N(CH2CH3)3做催化剂制备第二个手性碳。在脱去保护基四氢吡喃的同时,用丙酮叉将3,5位的羟基保护起来,再将苄基脱去得到丙酮叉保护的(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯。该专利发现只有将5号碳上的羟基保护起来之后,第二次不对称催化氢化的选择性才高。其间选择了几种保护基团,最后发现当保护基团为四氢吡喃时,反应效果最好,其反应主要条件和结果如下表所示:该方法的缺点是产率和d,e值不高,尤其是产率不高。从下表可以看出,在d,e值为98%时,产率只有59%。而当产率有70%时,d,e值只有82%。
Figure A20061002734700041
*在温度,H2压力,反应时间、底物与催化剂比例相同的条件下
发明内容
本发明的目的在于公开一种(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的制备方法。用该方法制得的(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的总产率可达39.5%,并且d,e值高达99%。
根据美国专利US5286883,只有将5号碳上的羟基保护后,用钌试剂不对称催化氢化的d,e值才会高。本发明找到了一种新的保护基团。这种保护基团是对甲氧基苄基。用对甲氧基苄基保护5号碳上羟基时,再用催化剂RuCl2[(R)-BINAP]的催化氢化3号碳上的羰基制得(3R,5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羟基-己酸叔丁酯,其单步产率可达90%以上,d,e值99%。
具体工艺如下:包括第一步,先以氯乙酸乙酯为起始原料,经苄氧化后,制得苄氧基乙酰乙酸乙酯。
第二步,用RuCl2[(R)-BINAP]催化氢化,制得(3S)-3-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯。其特点是:
第三步,将第二步制得的(3S)-3-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯用对甲氧基苄基(PMB)作为保护基团保护起来,采用常规保护工艺,对其5号碳上的羟基进行保护制得(3S)-3-对甲氧基苄氧基-4-苄氧基丁酸乙酯。
第四步,经过克莱森酯缩和反应,增长碳链,制得(5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羰基-己酸叔丁酯。
第五步,用RuCl2[(R)-BINAP]做催化剂,催化氢化3号碳上的羰基制得(3R,5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羟基-己酸叔丁酯。
第六步,用硝酸铈铵(CAN)将对甲氧基苄基脱去,制得(3R,5S)-6-苄氧基-3,5-二羟基-己酸叔丁酯。
第七步,用丙酮叉对第六步产品的3、5位的羟基进行保护,制得(3R,5S)-6-苄氧基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯。
第八步,用钯碳将苄基脱去,最后得到(3R,5S)-6-羟基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯。
合成路线图如下:
本发明的优点如下:
1.由于本发明选择了对甲氧基苄基作为保护基团,与美国专利US5399722不使用保护基团相比,本发明避免使用三乙基硼,而是继续用RuCl2[(R)-BINAP]催化3号位上的羰基,并且第五步产率可达90%以上,d,e值高达99%。
2.由于本发明选择了对甲氧基苄基作为保护基团,结合RuCl2[(R)-BINAP]催化剂的使用,因此与美国专利US5286883使用的保护基团是四氢吡喃(THP)催化剂是Ru2X4[(R)-R3-BINAP]2N(CH2CH3)3相比,除d,e值高达99%以外,产率提高了30%左右,因此降低了生产成本。
3.由于本发明不对称还原的反应温度为100℃,与不使用保护基团的美国专利US5399722的-60℃相比,更有利于工业化进程。
具体实施方式
第一步苄氧基乙酰乙酸乙酯(II)的制备
7.35g(55%-60%)氢化纳(168-184mmol)悬浮于100ml甲苯中,冰浴冷却,在30分钟内将16.2g苄醇(15.5ml,150mmol)缓慢滴入其中。室温搅拌2小时,形成白色浆状物。冰浴冷却,然后将12.5g氯乙酰乙酸乙酯(76mmol)滴入其中,滴毕室温过夜反应19小时。加入75.5ml2N柠檬酸,分液,水相甲苯萃取两次,合并有机相,干燥,旋转蒸发,用(2×10ml)庚烷洗涤残余物。残余物减压蒸馏,得到15g苄氧基乙酰乙酸乙酯(II),产率84%。
第二步(3S)-3-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯(III)的制备
催化剂的制备:将36mg(R)-(+)-BINAP、14mg二聚苯基氯化钌加入到经重新蒸馏和氩气脱气的1mlN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,搅拌15分钟,然后于100℃油浴中继续反应10分钟即可得催化剂RuCl2[(R)-BINAP]的DMF溶液,整个过程需氩气保护。
于100ml反应釜中加入20g(84.6mmol)苄氧基乙酰乙酸乙酯(II),20ml乙醇,氩气脱气。然后在氩气保护下将上述制备的催化剂加入反应釜中,调节氢气压力至4个大气压,于100℃搅拌反应过夜。冷却至室温,将反应液转移至烧杯中,乙醇洗涤反应釜。在抽滤漏斗中铺层硅胶,抽滤反应液。将滤液中乙醇蒸去,所得油状物放置冰箱结晶,得19.4g(3S)-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯(III),产率96%,e,e值98.4%。
第三步(3S)-3-对甲氧基苄氧基-4-苄氧基丁酸乙酯(IV)的制备
将11.9g(50mmol)(3S)-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯(III)加入到二氯甲烷(50ml)和正己烷(100ml)的混合溶剂中,加入1.2g(5mmol)樟脑磺酸,然后滴加溶于20ml正己烷中的市售20.7g(10mmol)亚氨逐乙酸对甲氧基苄酯的溶液。常温反应36h,加饱和氯化铵,再加入二氯甲烷100ml,分液,有机相用饱和食盐水洗涤,再用无水硫酸钠干燥,旋蒸浓缩。加入正己烷100ml,析出固体,过滤。旋干,得13.49(3S)-3-对甲氧基苄氧基-4-苄氧基丁酸乙酯(IV),产率75%。
第四步(5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羰基-己酸叔丁酯(V)的制备
克莱森酯缩和反应,增长碳链的步骤是:在氮气保护,0℃下,将60ml(61mmol)正丁基锂滴入到8.1ml异丙胺和12ml四氢呋喃组成的溶液中,搅拌30分钟,冷却至-40℃,再滴加7.7ml(57.4mmol)醋酸叔丁酯。反应1小时后,将10.75g(30mmol)(3S)-3-对甲氧基苄氧基-4-苄氧基丁酸乙酯(IV)和8ml的四氢呋喃溶液滴入到上述混合体系中,滴毕继续在-40℃下反应1小时,反应完全。将20ml水加入到反应混合液中,温度升至-15℃。分液,水相用甲苯萃取(2×15ml),合并有机相,用无水硫酸钠干燥,溶剂旋蒸,得粗产品,柱层析得10.9g(5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羰基-己酸叔丁酯(V),产率85%。
第五步(3R,5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羟基-己酸叔丁酯(VI)的制备
催化剂的制备:将18mg(R)-(+)-BINAP、7mg二聚苯基氯化钌加入到重蒸经氩气脱气的1mlDMF中,搅拌15分钟,然后于100℃(提前预热)油浴中继续反应10分钟即可得催化剂RuCl2[(R)-BINAP]的DMF溶液,整个过程需氩气保护。
于100ml反应釜中加入17.14g(40mmol)(5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羰基-己酸叔丁酯(V)、20ml乙醇,氩气脱气。然后在氩气保护下上述制备的催化剂加入到反应釜中后,调节氢气压力4.04×105Pa(4个大气压),在100℃下搅拌反应过夜。冷却至室温,将反应液转移至烧杯中,乙醇洗涤反应釜。在抽滤漏斗中铺层硅胶,抽滤反应液。将滤液中乙醇蒸去,所得油状物放置冰箱结晶,得16.25g(3R,5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羟基-己酸叔丁酯(VI),产率94%,d,e值99.2%。
第六步(3R,5S)-6-苄氧基-3,5-二羟基-己酸叔丁酯(VI I)的制备
将16.25g(37.7mmol)(3R,5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羟基-己酸叔丁酯(VI)溶解在150ml乙腈中,加入15ml水,加入41.4g(75.5mmol)硝酸铈铵(CAN),反应15分钟后,加入***500ml,用水(250ml)洗涤醚层,分液,有机相用无水硫酸钠干燥。旋干,得粗品经柱层析纯化,得纯品11.5g,产率98%。
第七步(3R,5S)-6-苄氧基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯(VIII)的制备
分别将7.35g(8.68ml,69.2mmol)2,2-二甲氧基丙烷、0.68g对甲苯磺酸、11.1g(35.8mmol)、(3R,5S)-二羟基-6-苄氧基己酸叔丁酯(VII)加入到100ml丙酮中,室温搅拌反应4小时,溶液颜色逐渐变黄。旋蒸反应液,残余物中加入50ml乙酸乙酯中,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤三次,然后饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥有机层,抽滤旋蒸去溶剂。得淡黄色油状物,粗品11.8g,产率96%。无需再进一步处理,可直接投下步骤反应。
第八步(3R,5S)-6-羟基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯(IX)的制备
将6.5g(18.5mmol)(3R,5S)-6-苄氧基-3,5-异丙叉己酸叔丁酯(VIII)溶于30ml甲醇,在加入0.64g(10%)钯碳Pd/C,常温常压通入H2,搅拌反应5小时,TLC检测(乙酸乙酯/石油醚=1∶1)跟踪反应完成。硅藻土过滤除去钯碳,旋蒸滤液,所得油状物柱层析,得4.2g(3R,5S)-6-羟基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯(IX),产率87%。

Claims (1)

1.一种制备(3R,5S)-3,5,6-三羟基-己酸叔丁酯的方法,包括:
第一步,以氯乙酸乙酯为起始原料,经苄氧化后,制得苄氧基乙酰乙酸乙酯;
第二步,用RuCl2[(R)-BINAP]催化氢化,制得(3S)-3-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯;
其特征在于:
第三步,对第二步的(3S)-3-羟基-4-苄氧基丁酸乙酯的羟基用保护基团甲氧基苄基进行保护,采用常规保护工艺,制得(3S)-3-对甲氧基苄氧基-4-苄氧基丁酸乙酯;
第四步,经过克莱森酯缩和反应,增长碳链,制得(5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羰基-己酸叔丁酯;
第五步,用RuCl2[(R)-BINAP]做催化剂,催化氢化3号碳上的羰基制得(3R,5S)-5-对甲氧基苄氧基-6-苄氧基-3-羟基-己酸叔丁酯;
第六步,用硝酸铈铵将对甲氧基苄基脱去,制得(3R,5S)-6-苄氧基-3,5-二羟基-己酸叔丁酯;
第七步,用丙酮叉对第六步产品的3、5位的羟基进行保护,制得(3R,5S)-6-苄氧基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯;
第八步,用钯碳将苄基脱去,最后得到(3R,5S)-6-羟基-3,5-O-异丙叉-3,5-二羟基己酸叔丁酯。
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