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拉科酰胺的合成工艺改进*

2010-11-26陈一芬禹艳坤冀亚飞

合成化学 2010年4期
关键词:二甲酯丝氨酸甲氧基

陈一芬, 王 超, 禹艳坤, 冀亚飞

(华东理工大学 药学院,上海 200237)

拉科酰胺[(2R)-2-乙酰胺基-3-甲氧基-N-苄基丙酰胺,1]于2008年9月获欧盟批准上市,是德国Schwarz BioSciences公司研发的治疗癫痫和神经性疼痛的药物。1是一种新型NMDA受体甘氨酸位点结合拮抗剂,属于新一类功能性氨基酸,为具有全新双重作用机制的抗惊厥药物。它可选择性促进钠离子通道慢失活和调节CRMP-2。而CRMP-2可能减慢甚至阻止癫痫发展以及减轻糖尿病神经性疼痛[1]。临床研究表明,1可减少惊厥14.4%,与其它抗惊厥药相比耐受性更好[2]。

目前1的合成路线主要有两条[3~6]:(1)以丝氨酸为起始原料,先与苄胺进行酰胺化,后进行羟基的甲基化,再进行胺基的乙酰化[3,4]。这是一条药物化学合成路线,不仅使用昂贵的化学试剂,而且副产物多,产物难以纯化,不具有规模化应用价值。(2)以N-Cbz-D-丝氨酸或N-Boc-D-丝氨酸(2)为原料,先进行O-甲基化作用,再与苄胺形成酰胺,再经脱保护、N-乙酰化合成1[5,6]。文献[5]方法中O-甲基化试剂碘甲烷/氧化银会引起部分产物的外消旋化作用,且消旋体不易除去。

Scheme1

鉴于此,文献[6]提出两组甲基化试剂:硫酸二甲酯/丁基锂和硫酸二甲酯/氢氧化钠,这两组都得到很好的收率,但显然硫酸二甲酯/氢氧化钠甲基化体系[7]廉价、条件温和,更适合规模化应用。

本文以文献[6]的合成路线(Scheme 1)为基础,对其关键中间体(R)-N-苄基-2-N-Boc-氨基-3-甲氧基丙酰胺(4)的合成工艺进行改进,以三乙胺代替N-甲基吗啉作为缚酸剂,以氯甲酸异丙酯代替DCC为缩合剂,有效降低了合成成本。该方法总收率达76.0%,高于文献[6]收率(69.8%),简化了操作,降低生产成本,适应规模化生产。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

XT4A型显微熔点仪(温度计未校正);德国Bruker AVANCE 500型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);英国LC/TOP MS型质谱仪。

所用试剂均为市售化学纯或分析纯。

1.2 合成

(1) (R)-N-Boc-氨基-3-甲氧基丙酸(3)的合成

在反应瓶中加入2 8.2 g(40 mmol ),相转移催化剂四丁基溴化铵0.52 g(1.6 mmol)和甲苯42 mL,搅拌下于10 ℃~15 ℃缓慢滴加20%NaOH溶液6.6 mL(约10 min),于15 ℃反应30 min。加入硫酸二甲酯15.2 mL(160 mmol),于15 ℃滴加50%NaOH溶液9.4 mL(约30 min),反应2 h。加水15 mL,分液,水相用50%柠檬酸调至pH 3,用二氯甲烷(3×20 mL)萃取,合并有机相,用无水硫酸钠干燥过夜;浓缩至体积约30 mL得溶液A,直接用于下步反应。

(2)4的合成

在反应瓶中加入溶液A,冷却至-5 ℃后加入氯甲酸异丙酯5.2 mL(40 mmol),搅拌下于-5 ℃缓慢滴加三乙胺5.6 mL(40 mmol ),滴毕(约30 min),于-5 反应30 min后滴加苄胺4.4 mL(40 mmol )的二氯甲烷(10 mL)溶液,滴毕(约10 min),自然升温至15 ℃反应3 h。反应液依次用水30 mL, 1 mol·L-1盐酸30 mL, 8%碳酸氢钠溶液30 mL及水30 mL洗涤,浓缩至体积约为30 mL得溶液B,直接用于下步反应。

4的纯化:将反应液蒸干得油状物,用混合溶剂[V(甲苯)/V(石油醚)=1/1]重结晶得白色固体4, m.p.138 ℃~139 ℃(138.1 ℃~139.4 ℃[8]); EI-MSm/z(%): 309[M+1, 1.2], 252(74), 235(24), 91(100)。

(3) (R)-2-氨基-N-苄基-3-甲氧基丙酰胺(5)的合成

搅拌下低于35 ℃向溶液B中滴加36%~38%的浓盐酸16.8 mL(约202 mmol)(45 min内),于室温反应1 h。分出水相,有机层用水10 mL萃取,合并水相,用10%NaOH调至pH 11后用二氯甲烷(3×20 mL)萃取,合并有机相,用无水硫酸钠干燥过夜;浓缩至体积约为30 mL得溶液C,直接用于下步反应。

(4) 1的合成

2 结果与讨论

文献[6]方法以2代替文献[5]方法中的N-Cbz-D-丝氨酸作为起始原料,可简便地加酸脱除Boc保护基团,无须使用加氢脱除手段。

在4的合成中,本文用便宜的三乙胺代替N-甲基吗啡啉[6]作为缚酸剂,有助于降低成本,同时不影响4的手性,不会对终产物1的比旋光度产生不良影响。同时发现,降低反应温度至10 ℃[6],可以避免杂质的产生,单步收率可提高至87.1%(78.0%[5])。再以廉价的氯甲酸异丙酯代替文献[8]中昂贵的DCC作为活化缩合剂,后处理简便,有利于收率提高,亦可大大降低原料成本。

在1的合成中,将乙酰化反应温度降到10 ℃,亦可降低二次乙酰化反应的可能性,减少杂质产生,从而提高反应收率。

[1] Beyreuther B K, Freitag J, Heers C,etal. Lacosamide:A review of preclinical properties[J].CNS Drug Rev,2007,13(1):21-42.

[2] 范丽珠. Lacosamide可减少惊厥14.4%[J].国外药讯,2007,(7):18-19.

[3] Choi D, Stables J P, Kohn H. Synthesis and anticonvulsant activities ofN-benzyl-2-acetamidopropionamide derivatives[J].J Med Chem,1996,39(9):1907-1916.

[4] Morieux P, Stables J P, Kohn H. Synthesis and anticonvulsant activities ofN-benzyl-(2R)-2-acetamido-3-oxysubstituted propionamide derivatives[J].Bioorg Med Chem,2008,16(19):8968-8975.

[5] Kohn H, Andurkar S V. Anticonvulsant enantiomeric amino acid derivatives[P].US 6 048 899,2000.

[6] Riedner J. Improved synthesis scheme for lacosamide[P].EP 1 642 889,2006.

[7] Merz A. Phase-transfer-catalyzed alkylation of alcohols by aimethyl sulfate in an aqueous systerm[J].Angew Chem Int Ed,1973,12(10):846-847.

[8] 马银玲,赵峰,张恺,等. 拉科酰胺的合成[J].中国医药工业杂志,2009,40(9):641-643.

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