CN110028432A - 一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种(3‑氨基‑氮杂环丁烷‑1‑基)‑环丙基‑甲酮的制备方法,包括以下步骤:在碱性条件下,将氮杂环丁烷‑3‑酮盐酸盐溶于溶剂中,加入酰基化试剂反应,得到1‑环丙烷羰基‑氮杂环丁烷‑3‑酮;将1‑环丙烷羰基‑氮杂环丁烷‑3‑酮溶于溶剂中,加入苄胺,搅拌溶解后,加入还原剂,在‑5℃~5℃下反应得到(3‑苄氨基‑氮杂环丁烷‑1‑基)‑环丙基‑甲酮;将3‑硼氨基‑氮杂环丁烷‑1‑基)‑环丙基‑甲酮溶于溶剂中,在催化剂存在的条件下,与还原剂反应,得到(3‑氨基‑氮杂环丁烷‑1‑基)‑环丙基‑甲酮。本发明使用的原料价格低,来源广泛,由原有合成方法的六步反应减少为三步反应,不使用危险试剂,缩短了反应步骤,提高了反应效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,属于精细化工和医药中间体合成技术领域。
背景技术
(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮(I)是合成一类MAP4K4抑制剂,尤其是GNE-495的重要中间体。MAP4K4参与了包括细胞迁移,增殖和粘附在内的广泛的生理过程,因此,MAP4K4抑制剂的研究在全身炎症,代谢紊乱,心血管疾病和癌症等疾病的治疗中有着重要应用。GNE-495显示了优异的MAP4K4抑制作用,具有良好的通透性,微粒体稳定性和细胞效力。因此,作为关键中间体,(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的市场前景较为广阔。
专利WO2013113669A1报道了(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的合成方法,合成路线如下:
试剂和条件:a) HATU, DIPEA; b) TFA, CH2Cl2, 92%。
该路线中原料氮杂环丁烷-3-基-氨基甲酸叔丁酯(II)价格较高。Org. ProcessRes. Dev. 2012, 16, 788−797和专利WO2004112793A1 报道了一种从原料1-二苯甲基氮杂环丁烷-3-酮(IV)制备II的方法:化合物V与羟胺反应,得到1-苯甲酰基-氮杂环丁烷-3-酮肟(VI);VI用氢化铝锂(LiAlH4)还原得到1-二苯甲基-氮杂环丁烷-3-基胺(VII);VII上Boc保护得到(1-二苯甲基-氮杂环丁烷-3-基)- 氨基甲酸叔丁酯(VIII);VIII脱去二苯甲基保护基得到环丁烷-3-基-氨基甲酸叔丁酯(II)。
试剂和条件:a) NH2OH·HCl, 96% ; b) LiAlH4, 71%; c) Boc2O, Et3N; d) Pd/C, H2,50 psi。
该路线制备II共4步反应,第二步反应需要用到LiAlH4,大量使用时危险性较高,且脱去二苯甲基保护基需要在高压釜中进行。
从原料1-二苯甲基氮杂环丁烷-3-酮(V)出发,制备I共需要6步反应,其中涉及到氢化铝锂(LiAlH4)还原和高压釜还原的步骤。因此,该工艺路线不适于规模化生产I。开发一条操作简便,收率高,适宜规模化生产I的合成方法具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,解决了原工艺成本高,路线长,使用危险性试剂,不适合规模化生产的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,包括以下步骤:
(1)在碱性条件下,将氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐溶于溶剂中,加入酰基化试剂反应,得到1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮,反应过程为:
;
其中,R=或。
(2)将1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮溶于溶剂中,加入苄胺,搅拌溶解后,加入还原剂,在-5℃~5℃下反应得到(3-苄氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮,反应过程为:
;
(3)将3-硼氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮溶于溶剂中,在催化剂存在的条件下,与氢气反应还原,得到(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮,反应过程为:
。
通过采用上述技术方案,通过四步反应制备得到(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮,操作步骤简单,原料廉价易得,反应安全。
优选地,所述步骤(1)中的碱性条件中的碱为三乙胺或者乙基二异丙胺中的一种。
优选地,所述步骤(1)中的氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐和碱的摩尔比为1.0:1.0 ~1.0:3.0。
通过采用上述技术方案,采用一定摩尔比的氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐和碱,有利于反应的进行和后处理,并且产率高。
优选地,所述步骤(1)中的溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈或甲苯中的至少一种。
通过采用上述技术方案,采用廉价易得的反应溶剂,有利于控制反应成本,有利于大规模工业化生产。
优选地,所述步骤(1)中的反应温度为0℃~ 30℃。
通过采用上述技术方案,采用一定温度范围内的反应温度,有利于在提高反应速率的同时,保证化合物的产率。
优选地,所述步骤(2)中的还原剂为硼氢化钠,氰基硼氢化钠或三乙酰基硼氢化钠中的一种。
通过采用上述技术方案,采用上述还原剂,还原性好并且反应条件温和。
优选地,所述步骤(2)中的溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、四氢呋喃或甲苯中的一种。
优选地,所述步骤(3)中的催化剂为钯/炭或者氢氧化钯/炭中的一种。
通过采用上述技术方案,在氢气还原中采用钯/炭或者氢氧化钯/炭能脱去保护基,还原收率高,条件温和。
优选地,所述步骤(3)中的溶剂可以为甲醇、乙醇或乙酸乙酯中的一种。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,使用的原料氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐价格低,来源广泛,由原有合成方法的六步反应减少为三步反应,不使用危险试剂,缩短了反应步骤,提高了反应效率;
(2)本发明的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,反应操作简便,产物无需柱层析纯化,三步总收率可达38.90%,适于大规模制备(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮。
附图说明
图1是本发明的(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的1HNMR图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,包括以下步骤:
(1)在碱性条件下,将氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐溶于溶剂中,加入酰基化试剂反应,得到1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮,反应过程为:
;
其中,R=或。
(2)将1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮溶于溶剂中,加入苄胺,搅拌溶解后,加入还原剂,在-5℃~5℃下反应得到(3-苄氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮,反应过程为:
;
(3)将3-硼氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮溶于溶剂中,在催化剂存在的条件下,与氢气反应还原,得到(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮,反应过程为:
。
本发明得到的(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的1HNMR图如图1所示。
实施例1
(1)1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮的合成:
将氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐(32.30 g, 0.30 mol,1.0 equiv.)和三乙胺(75.89 g,0.75 mmol, 2.5 equiv.)加入300 ml二氯甲烷中,室温下搅拌30分钟,滴加环丙甲酰氯(34.49 g, 0.33 mol, 1.1 equiv.),加完室温下反应3小时,TLC显示反应完全。加入饱和Na2CO3溶液100 ml, 分出有机相,水相用二氯甲烷萃取2次,合并有机相。有机相依次用1 N的盐酸水溶液洗2次,饱和食盐水洗一次,无水Na2SO4干燥,过滤,减压浓缩得淡黄色固体35.90 g, 收率86%。
LC-MS (ESI+): m/z 140.16 (M+H)。
(2)(3-苄氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的合成:
将1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮(35.90 g, 0.26 mol, 1.0 equiv.)溶于300 ml的二氯甲烷中,加入苄胺(32.92 g, 0.31 mol, 1.2 equiv.),搅拌半个小时。冰水浴降温至0℃,分批加入醋酸硼氢化钠(65.14 g, 0.31 mol, 1.2 equiv.)。室温下反应10 h,TLC显示反应完全。加入饱和NaHCO3溶液200 ml,分出有机相,水相用二氯甲烷萃取2次。合并有机相,有机相用饱和食盐水洗涤,无水Na2SO4干燥,过滤,减压浓缩得淡黄色油状物62.60 g,直接用于下一步。
LC-MS (ESI+): m/z 231.20 (M+H)。
(3)(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的合成:
室温下将上述得到的(3-苄基氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮(62.60 g, 0.26mol, 1.0 equiv., 理论含量)溶于乙酸乙酯400 ml,加入10 Wt% Pd/C 60 g,于1 atm H2气氛下搅拌2天,TLC显示反应完全,布氏漏斗抽滤,用少量乙酸乙酯洗涤。滤液加入1 NHCl/EtOAc 200 ml, 有大量固体生成,抽滤,滤饼用乙酸乙酯洗涤。所得固体用氢氧化钠的乙醇溶液调节pH到10后,加入二氯甲烷充分打浆后抽滤,母液旋干,再用二氯甲烷打浆后抽滤,滤液旋干,得产物16.35 g,淡黄色油状物。
三步反应总收率为38.90%。
1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 4.48(m, 1H),4.25(m, 1H),3.91(m, 2H),3.64(m, 1H),1.81(s, 2H),1.40(m, 1H),0.95(m, 2H),0.74(m, 2H)。
实施例2
(1)1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮的合成:
室温下,将环丙甲酸(2.07 g, 24 mmol, 1.20 equiv.),氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐(2.15 g,20 mmol, 1.0 equiv.),1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(8.43 g, 44 mmol, 2.2 equiv.)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)(4.89 g, 40 mmol, 2.0equiv.)依次加入40 ml乙腈中,室温下搅拌过夜,TLC显示反应完全。加入水100 ml,乙酸乙酯萃取(100 ml*3)。合并有机相,有机相一次用1N 盐酸,饱和NaHCO3,饱和食盐水洗涤,无水Na2SO4干燥,过滤,减压浓缩得淡黄色固体2.09 g, 收率75%。
LC-MS (ESI+): m/z 140.16 (M+H)。
(2)(3-苄氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的合成:
室温下依次将1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮(1.39 g, 10 mol, 1.0 equiv.), 苄胺(1.61 g, 15 mol, 1.5 equiv.)和醋酸(1.20 g, 20 mmol, 2.0 equiv.)加入10 ml的甲醇中,搅拌半个小时。加入氰基硼氢化钠(0.94 g, 15 mol, 1.5 equiv.)。室温下反应过夜,TLC显示反应完全。加入饱和Na2CO3溶液30 ml,乙酸乙酯萃取(40 ml *3)。合并有机相,有机相用饱和食盐水洗涤,无水Na2SO4干燥,过滤,减压浓缩得淡黄色油状物2.40 g,直接用于下一步。
LC-MS (ESI+): m/z 231.20 (M+H)。
(3)(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的合成:
室温下将上述得到的(3-苄基氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮(2.40 g, 10mol, 1.0 equiv., 理论含量)溶于乙醇20 ml,加入5 Wt% Pd(OH)2/C 4.80 g,于1 atm H2气氛下搅拌2天,TLC显示反应完全,布氏漏斗抽滤,用少量乙酸乙酯洗涤。滤液旋干,柱层析得产物0.95 g,淡黄色油状物。
三步反应总收率 28.26%。
1H NMR(400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 4.48(m, 1H),4.25(m, 1H),3.91(m, 2H),3.64(m, 1H),1.81(s, 2H),1.40(m, 1H),0.95(m, 2H),0.74(m, 2H)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,包括以下步骤:
(1)在碱性条件下,将氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐溶于溶剂中,加入酰基化试剂反应,得到1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮,反应过程为:
;
其中,R=或。
(2)将1-环丙烷羰基-氮杂环丁烷-3-酮溶于溶剂中,加入苄胺,搅拌溶解后,加入还原剂,在-5℃~5℃下反应得到(3-苄氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮,反应过程为:
;
(3)将3-硼氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮溶于溶剂中,在催化剂存在的条件下,与氢气反应还原,得到(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮,反应过程为:
。
2.根据权利要求1所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(1)中的碱性条件中的碱为三乙胺或者乙基二异丙胺中的一种。
3. 根据权利要求1或2所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(1)中的氮杂环丁烷-3-酮盐酸盐和碱的摩尔比为1.0:1.0 ~ 1.0:3.0。
4.根据权利要求1所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(1)中的溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈或甲苯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(1)中的反应温度为0℃~ 30℃。
6.根据权利要求1所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(2)中的还原剂为硼氢化钠,氰基硼氢化钠或三乙酰基硼氢化钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(2)中的溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、四氢呋喃或甲苯中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(3)中的催化剂为钯/炭或者氢氧化钯/炭中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种(3-氨基-氮杂环丁烷-1-基)-环丙基-甲酮的制备方法,其特征是,所述步骤(3)中的溶剂可以为甲醇、乙醇或乙酸乙酯中的一种。
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