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CN1953962A - 制备2,2－二取代吡咯的方法 - Google Patents

制备2,2－二取代吡咯的方法 Download PDF

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CN1953962A
CN1953962A CNA2005800117029A CN200580011702A CN1953962A CN 1953962 A CN1953962 A CN 1953962A CN A2005800117029 A CNA2005800117029 A CN A2005800117029A CN 200580011702 A CN200580011702 A CN 200580011702A CN 1953962 A CN1953962 A CN 1953962A
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S·卡拉迪
K·梅达
R·A·米勒
R·H·苏米加拉
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Abstract

本发明涉及从容易获得的手性起始原料立体选择性制备2，2－二取代的－4－碳酸酯基吡咯。这种吡咯可作为中间体，用于制备2，2，4－三取代的－2，5－二氢吡咯，该化合物是为有丝分裂驱动蛋白的抑制剂并且可用于治疗细胞增殖疾病、用于治疗与KSP驱动蛋白活性有关的病症和用于抑制KSP驱动蛋白。本发明的方法的产物可由式I说明。

Description

制备2，2-二取代吡咯的方法
发明背景
本发明涉及2，2-二取代-4-碳酸酯基吡咯的立体选择性制备，其可在合成用于治疗细胞增殖疾病如癌症的有丝分裂驱动蛋白抑制剂中用作中间体。
在用于治疗癌症的治疗药物中有紫杉烷类和长春花生物碱类。紫杉烷类和长春花生物碱类作用于在多种细胞结构中存在的微管。微管是有丝分裂纺锤体的主要构成部分。有丝分裂纺锤体负责将基因组的复制拷贝分配到由细胞分裂产生的两个子代细胞的每一个。据推测，有丝分裂纺锤体被这些药物破坏引起癌细胞分裂的抑制，并且诱导癌细胞死亡。然而，微管形成其它类型的细胞结构，包括用于在神经进程中胞内转运的通道。因为这些药物不是特异性地靶向有丝分裂纺锤体，它们具有限制其用途的副作用。
用于治疗癌症的药物的特异性的改善是相当有利的，因为如果可以减少与给用这些药物有关的副作用，则可以实现治疗学益处。传统上，癌症治疗的显著改善涉及鉴定通过新的机制起作用的治疗药物。这些药物的例子不仅包括紫杉烷类，而且包括拓扑异构酶I抑制剂的喜树碱类。从这两个方面看，有丝分裂驱动蛋白是新型抗癌药的有吸引力的靶标。
有丝分裂驱动蛋白对于有丝分裂纺锤体的装配和功能来说是不可缺少的酶，但是通常不是其它微管结构的一部分，例如在神经进程中。有丝分裂驱动蛋白在有丝分裂的所有阶段都起到重要的作用。这些酶是将由ATP水解释放的能量转化为驱动细胞物质(cellular cargoes)沿着微管定向运动的机械力的“分子驱动器”。用于这种任务的足够催化域是含约340个氨基酸的致密结构。在有丝分裂过程中，驱动蛋白将微管组织为作为有丝分裂纺锤体的双极结构。驱动蛋白调解染色体沿着纺锤体微管的移动，以及与有丝分裂的特定阶段有关的有丝分裂纺锤体中的结构变化。有丝分裂驱动蛋白功能的实验性扰动引起有丝分裂纺锤体变形或功能紊乱，经常引起细胞周期停滞和细胞死亡。
在有丝分裂驱动蛋白中，已经鉴定的有丝分裂驱动蛋白包括KSP。KSP属于装配为由反向平行同型二聚体组成的双极同型四聚体的正端导向微管驱动器(plus end-directed microtubule motors)的进化保守驱动蛋白亚家族。在有丝分裂过程中KSP与有丝分裂纺锤体的微管结合。将针对KSP的抗体微量注射到人细胞中阻止在前中期期间纺锤极分离、产生单极纺锤和引起有丝分裂阻滞和诱导细胞程序死亡。其它非人类生物体中的KSP和相关的驱动蛋白将反向平行微管集束并且使它们相对于彼此滑动，从而强迫两个纺锤极分开。KSP也可在细胞分裂后期调解B纺锤伸长和微管在纺锤极的集中。已经描述了人KSP(也称为HsEg5)。
二取代的和三取代的二氢吡咯最近被描述为是KSP的抑制剂(PCT公开WO 03/105855，2003年12月24日)。
有丝分裂驱动蛋白是用于发现和开发新的有丝分裂化学疗法的有吸引力的靶标。根据某些2，2-二取代的-2，5-二氢吡咯是KSP的强力抑制剂的发现，本发明的目的是提供用于合成这些二氢吡咯化合物的中间体化合物的高收率的立体选择性合成。
发明内容
本发明涉及从容易获得的手性起始原料立体选择性制备2，2-二取代的-4-碳酸酯基吡咯。这种吡咯可作为中间体，用于制备2，2，4-三取代的2，5-二氢吡咯，它们是有丝分裂驱动蛋白的抑制剂并且可用于治疗细胞增殖疾病、用于治疗与KSP驱动蛋白活性有关的病症和用于抑制KSP驱动蛋白。本发明的方法的产物可由式I说明：
附图说明
图1：(3R，4S)-3-氟-N，1-二甲基哌啶-4-胺二盐酸盐(3-5)形式1的热分析，失重曲线表示为实线。虚线表示由重量损失产生的挥发物的质谱分析。
图2：(3R，4S)-3-氟-N，1-二甲基哌啶-4-胺二盐酸盐(3-5)形式1的X-射线粉末衍射图案。
发明的详细说明
本发明的第一方面涉及制备式I的化合物或其盐的方法：
Figure A20058001170200131
其中：
a为0或1；
b为0或1；
m为0、1或2；
n为1或2；
r为0或1；
s为0或1；
R1和R2独立地选自：(C1-C6)烷基、芳基、杂环基和(C3-C6)环烷基，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
R3选自：
1)氢；
2)(C＝O)aObC1-C10烷基，
3)(C＝O)aOb芳基，
4)CO2H，
5)卤代，
6)CN，
7)OH，
8)ObC1-C6全氟烷基，
9)Oa(C＝O)bNR5R6，
10)S(O)mRa，
11)S(O)2NR5R6，
12)-OPO(OH)2；
所述烷基和芳基任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
R4选自：
1)(C＝O)rOs(C1-C10)烷基，
2)Or(C1-C3)全氟烷基，
3)氧代，
4)OH，
5)卤代，
6)CN，
7)(C2-C10)烯基，
8)(C2-C10)炔基，
9)(C＝O)rOs(C3-C6)环烷基，
10)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-芳基，
11)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-杂环基，
12)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-N(Rb)2，
13)C(O)Ra，
14)(C0-C6)亚烷基-CO2Ra，
15)C(O)H，
16)(C0-C6)亚烷基-CO2H，和
17)(C＝O)rN(Rb)2，
18)S(O)mRa，
19)S(O)2N(Rb)2，和
20)-OPO(OH)2；
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、亚烷基和杂环基任选被最多三个选自Rb、OH、(C1-C6)烷氧基、卤素、CO2H、CN、O(C＝O)C1-C6烷基、氧代、NO2和N(Rb)2的取代基取代；
R5和R6独立地选自：
1)H，
2)(C＝O)ObC1-C10烷基，
3)(C＝O)ObC3-C8环烷基，
4)(C＝O)Ob芳基，
5)(C＝O)Ob杂环基，
6)C1-C10烷基，
7)芳基，
8)C2-C10烯基，
9)C2-C10炔基，
10)杂环基，
11)C3-C8环烷基，
12)SO2Ra，和
13)(C＝O)NRb 2，
所述烷基、环烷基、芳基、杂环基、烯基和炔基任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代，或
R5和R6可与它们连接的氮一起形成单环或双环杂环，各个环为3-7元环，并且所述单环或双环杂环除所述氮之外还任选包含一个或两个选自N、O和S的另外的杂原子，所述单环或双环杂环任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
Ra独立地选自：(C1-C6)烷基、(C3-C6)环烷基、芳基或杂环基，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
Rb独立地选自：H、(C1-C6)烷基、芳基、杂环基、(C3-C6)环烷基、(C＝O)OC1-C6烷基、(C＝O)C1-C6烷基、(C＝O)芳基、(C＝O)杂环基、(C＝O)NReRe’或S(O)2Ra，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
该方法包括使式II的化合物：
Figure A20058001170200151
与卤化试剂在含水溶剂中反应以生成式I的化合物的步骤。
在本发明的方法的一个实施方案中，R1和R2独立地选自：(C1-C6)烷基。
在本发明的方法的另一个实施方案中，R1和R2独立地选自：甲基和乙基。
在本发明第一方面的方法的一个实施方案中，含水溶剂选自乙腈/水混合物、四氢呋喃/水混合物和乙酸异丙酯/水混合物。在另外的实施方案中，含水溶剂为乙腈/水混合物。
在本发明的第一方面的方法的一个实施方案中，卤化试剂为碘(I2)。
在本发明的方法的第二方面中，上述的用于制备式I的化合物或其盐的方法另外包括以下步骤：
a)使式III的化合物：
与苯甲醛源在酸的存在下反应，以生成式IV的化合物：
和b)将式IV的化合物转化为式II的化合物；
其中R3如上所述。
在本发明的第二方面的方法的一个实施方案中，酸选自：苯磺酸。
在本发明的第二方面的方法的一个实施方案中，苯甲醛源为苯甲醛缩二甲醇。
在本发明的第二方面的方法的一个实施方案中，式IV的化合物到式II的化合物的转化包括将碱加入到式IV的化合物和烯丙基化试剂的混合物的溶液中的步骤。在另一个实施方案中，烯丙基化试剂为烯丙基溴。在另一个实施方案中，这个步骤中的碱为双(三甲基甲硅烷基)氨基钠。
在本发明的第三方面中，上述的用于制备式I的化合物或其盐的方法另外包括以下步骤：
a)使式III的化合物：
Figure A20058001170200171
与苯甲醛源在酸的存在下反应以生成式IV的化合物：
Figure A20058001170200172
b)将式IV的化合物从结晶溶剂结晶；和
c)将式IV的化合物转化为式II的化合物；
其中R3如上所述。
在本发明的方法的第三方面的一个实施方案中，苯甲醛源为苯甲醛缩二甲醇。
在本发明的方法的第三方面的一个实施方案中，结晶溶剂选自甲苯、甲苯/己烷混合物、甲苯/庚烷混合物和甲苯/辛烷混合物。在本发明的方法的第三方面的另外的实施方案中，结晶溶剂为甲苯/己烷混合物。
本发明的第四方面涉及式V的化合物或其盐的制备：
Figure A20058001170200181
其中R3如上所述
该方法包括以下步骤：
a)将如上所述的式I的化合物转化为式VI的化合物：
b)使式VI的化合物与一氧化碳双基源反应以生成式VII的化合物：
和
c)使式VII的化合物与氧化剂反应以生成式V的化合物。
在本发明的第四方面的方法的一个实施方案中，式I的化合物到式VI的化合物的转化通过用还原剂处理式I的化合物实现。在另外的实施方案中，还原剂选自LiBH4、LiAlH4、LiH(Ot-Bu)3、Red-Al等。在另一个实施方案中，还原剂为Red-Al。
在本发明的第四方面的方法的一个实施方案中，一氧化碳双基源为1，1′-羰基二咪唑。
在本发明的第四方面的方法的一个实施方案中，氧化剂为次氯酸钠与催化量的过钌酸四丙基铵。本发明的具体化合物为：
(2R，4R)-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯；
(2S，4S)-4-烯丙基-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯；
Figure A20058001170200193
(7aS)-6-羟基-7a-苯基四氢-1H-吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3-酮；和
Figure A20058001170200201
(7aS)-7a-苯基二氢-1H-吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3，6(5H)-二酮。
本发明的化合物可具有不对称中心、手性轴和手性面(如E.L.Eliel和S.H.Wilen，Stereochemistry of Carbon Compounds，John Wiley &Sons，New YorK，1994，1119-1190页中所述的)，并且作为外消旋物、外消旋混合物存在，和作为单独的非对映体存在，其所有可能的异构体及其混合物，包括光学异构体，所有这种立体异构体都被包括在本发明中。另外，本文中公开的化合物可作为互变异构体存在，并且两种互变异构形式都被包括在本发明的范围内，即使只描述一种互变异构结构。
当任何变量(如R4、R7、R10等)在任何组成部分中出现超过一次时，其在每种情况中的定义独立于其它情况中的定义。此外，取代基和变量的组合只有在这种组合产生稳定化合物时才是允许的。从取代基画到环体系内的线表示所示键可连接于任何可取代的环原子。如果环体系为多环的，其意在所示键只连接于相邻环上的任何适当的碳原子。
应该理解，可由本领域技术人员选择本发明的化合物上的取代基和取代形式，以提供化学上稳定的和可容易地通过本领域的已知技术以及以下提出的那些方法从容易获得的起始原料合成的化合物。如果取代基本身被超过一个的基团取代，应该理解，只要产生稳定的结构，则这些多个基团可能在相同的碳或不同的碳上。短语“任选被一个或多个取代基取代”应该理解为等价于短语“任选被至少一个取代基取代”，并且在此情况下，优选实施方案具有零到三个取代基。
如本文中使用的，“烷基”意在包括具有所示数目碳原子的支链和直链的饱和脂族烃基。例如，“C1-C10烷基”中的C1-C10定义为包括具有以直链或支链布置的1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳的基团。例如，“C1-C10烷基”具体地包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。术语“环烷基”是指具有所示数目碳原子的单环饱和脂族烃基。例如，“环烷基”包括环丙基、甲基环丙基、2，2-二甲基环丁基、2-乙基环戊基、环己基等。在本发明的一个实施方案中，术语“环烷基”包括上面刚刚描述的基团，并且另外包括单环不饱和脂族烃基。例如，在这个实施方案中定义的“环烷基”包括环丙基、甲基环丙基、2，2-二甲基环丁基、2-乙基环戊基、环己基、环戊烯基、环丁烯基等。
术语“亚烷基”是指具有所示数目碳原子的烃双基。例如，“亚烷基”包括-CH2-、-CH2CH2-等。
当用在短语“C1-C6芳烷基”和“C1-C6杂芳烷基”时，术语“C1-C6”是指所述部分的烷基部分的原子数而不是描述所述部分中的芳基和杂芳基部分中的原子数。
“烷氧基”表示通过氧桥连接的具有所示数目碳原子的环状或非环状烷基。因此，“烷氧基”包含上述烷基和环烷基的定义。
如果没有指定碳原子数，则术语“烯基”是指包含2到10个碳原子和至少一个碳碳双键的直链、支链或环状的非芳香烃基。优选地，存在有一个碳碳双键，并且可存在有最多四个非芳香碳碳双键。因此，“C2-C6烯基”是指具有2到6个碳原子的烯基。烯基包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、2-甲基丁烯基和环己烯基。烯基的直链、支链或环状部分可以包含双键并且在提及取代烯基时可被取代。
术语“炔基”是指包含2到10个碳原子和至少一个碳碳三键的直链、支链或环状的烃基。可以存在最多三个碳碳三键。因此，“C2-C6炔基”是指具有2到6个碳原子的炔基。炔基包括乙炔基、丙炔基、丁炔基、3-甲基丁炔基等。炔基的直链、支链或环状部分可以包含三键并且在提及取代炔基时可被取代。
在某些情况中，取代基可用碳数的范围被定义，包括零，例如(C0-C6)亚烷基-芳基。如果芳基理解为苯基，则该定义包括苯基本身以及-CH2Ph、-CH2CH2Ph、CH(CH3)CH2CH(CH3)Ph等。
如本文中使用的，“芳基”是指在各个环中具有最多7个原子的任何稳定的单环或双环的碳环，其中至少一个环为芳香环。这种芳基的例子包括但不限于苯基、萘基、四氢化萘基、2，3-二氢化茚基和联苯基。在其中芳基取代基为双环的并且一个环是非芳香环的情况中，应该理解，连接是通过芳香环进行的。
如本文中使用的，术语杂芳基表示在各个环中具有最多7个原子的稳定的单环或双环，其中至少一个环为芳香环并且包含1到4个选自O、N和S的杂原子。这个定义范围内的杂芳基包括但不限于：吖啶基、咔唑基、1，2-二氮杂萘基、喹喔啉基、吡唑基、吲哚基、苯并三唑基、呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、喹啉基、异喹啉基、唑基、异唑基、吲哚基、吡嗪基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、四氢喹啉。如以下的杂环的定义，“杂芳基”还应该理解为包括任何含氮杂芳基的N-氧化物衍生物。在其中杂芳基取代基为双环并且一个环为非芳香环并且不含杂原子的情况中，应该理解连接分别是通过芳香环或通过含杂原子的环进行的。
本文中使用的，术语“杂环”或“杂环基”是指包含1到4个选自O、N和S的杂原子的5-到10-元芳香族或非芳香族杂环，并且包括双环基团。因此，“杂环基”包括上述的杂芳基，及其二氢和四氢类似物。“杂环基”的另外的例子包括但不限于以下：苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并呋咱基、苯并吡唑基、苯并三唑基、苯并噻吩基、苯并唑基、咔唑基、咔啉基、1，2-二氮杂萘基、呋喃基、咪唑基、二氢吲哚基、吲哚基、indolazinyl、吲唑基、异苯并呋喃基、异氮茚基、异喹啉基、异噻唑基、异唑基、萘啶基(naphthpyridinyl)、二唑基、唑基、唑啉、异唑啉、氧杂环丁基、吡喃基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、吡啶并吡啶基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、喹唑啉基、喹啉基、喹喔啉基、四氢吡喃基、四氢噻喃基、四氢异喹啉基、四唑基、四唑并吡啶基、噻二唑基、噻唑基、噻吩基、三唑基、氮杂环丁基、1，4-二氧杂环己基、六氢氮杂基、哌嗪基、哌啶基、吡啶-2-酮基、吡咯烷基、吗啉基、硫代吗啉基、二氢苯并咪唑基、二氢苯并呋喃基、二氢苯并噻吩基、二氢苯并唑基、二氢呋喃基、二氢咪唑基、二氢吲哚基、二氢异唑基、二氢异噻唑基、二氢二唑基、二氢唑基、二氢吡嗪基、二氢吡唑基、二氢吡啶基、二氢嘧啶基、二氢吡咯基、二氢喹啉基、二氢四唑基、二氢噻二唑基、二氢噻唑基、二氢噻吩基、二氢三唑基、二氢氮杂环丁基、亚甲二氧基甲基苯甲酰基、四氢呋喃基和四氢噻吩基、及其N-氧化物。杂环基取代基的连接可以通过碳原子或通过杂原子进行。
优选地，杂环选自2-氮杂酮、苯并咪唑基、2-二氮杂酮、咪唑基、2-咪唑烷酮(2-imidazolidinone)、吲哚基、异喹啉基、吗啉基、哌啶基、哌嗪基、吡啶基、吡咯烷基、2-哌啶酮、2-嘧啶酮、2-吡咯烷酮、喹啉基、四氢呋喃基、四氢异喹啉基和噻吩基。
如本领域技术人员理解的，本文中使用的“卤代”或“卤素”意在包括氯代、氟代、溴代和碘代。
除非另外说明，烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、杂芳基和杂环基取代基可为取代的或未取代的。例如，(C1-C6)烷基可被一个、两个或三个选自OH、氧代、卤素、烷氧基、二烷基氨基或杂环基如吗啉基、哌啶基等的取代基取代。在这种情况中，如果一个取代基是氧代和另一个取代基是OH，则该定义包括以下：-C＝O)CH2CH(OH)CH3、-(C＝O)OH、-CH2(OH)CH2CH(O)等。
在某些情况中，R5和R6定义为使得它们可与它们连接的氮一起形成单环或双环的杂环，每个环为5-7元环，并且所述单环或双环杂环除所述氮之外还任选包含一个或两个选自N、O和S的另外的杂原子，所述杂环任选被一个或多个选自R4的取代基取代。可如此形成的杂环的例子包括但不限于以下，切记杂环任选被一个或多个(在一实施方案中为一个、两个或三个)选自R4的取代基取代；
在一个实施方案中，R1选自C1-C6烷基。在进一步的实施方案中，R1为乙基。
在一个实施方案中，R2选自C1-C6烷基。在进一步的实施方案中，R2为甲基。
在一个实施方案中，R3选自H、-OH、卤素和C1-C6烷基。
可用于本发明第一方面的方法中的含水溶剂包括但不限于：乙腈/水混合物、四氢呋喃/水混合物和乙酸异丙酯/水混合物。
可用于本发明的第一方面的方法的卤化试剂包括但不限于碘(I2)、溴(Br2)、二溴代二甲基乙内酰脲、N-溴代琥珀酰胺、N-碘代琥珀酰胺、一氯化碘等。
可用于本发明的第二和第三方面的方法中的酸可表示为HL，其中L-选自：
(1)卤根，
(2)氰根，
(3)BF4 -，
(4)(C6F5)4B-，
(5)MF6 -，其中M为P、As或Sb，
(6)ClO4 -，
(7)苯并三唑阴离子，
(8)芳基-SO3 -，其中芳基任选被一个或多个取代基取代，每个取代基独立地为卤代、C1-C10烷基或C1-C10卤代烷基，
(9)C1-C6烷基-SO3 -，其中烷基任选被一个或多个卤素取代，和
(10)三卤代乙酸根阴离子。
在本发明的第二和第三方面的方法的另一个实施方案中，酸HL的L-选自氟根、氯根、氰根、BF4 -、(C6F5)4B-、PF6 -、ClO4 -、苯并三唑阴离子、OTf-、CF3CF2SO3 -、C6F5SO3 -、OTs-和CF3CO2 -。
在本发明的第二和第三方面的方法的又一个实施方案中，酸HL的L-为弱亲核性或非亲核性的阴离子。换句话说，这个实施方案中的L-为非常弱的碱，并且当L结合于碳时，L可以容易地被多种亲核试剂置换为L-。在这个实施方案的一个方面中，酸HL的L-选自氟根、氯根、BF4 -、(C6F5)4B-、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、ClO4 -、苯并三唑阴离子、OTf-、CF3CF2SO3 -、C6F5SO3 -、OTs-和CF3CO2 -。
可用于本发明的第二和第三方面的方法中的苯甲醛源包括但不限于苯甲醛缩二甲醇、苯甲醛、二乙氧基或异丙氧基苯甲醛、二乙酰氧基苯甲醛等。
可用于本发明的方法的第三方面的结晶溶剂包括但不限于甲苯、己烷、庚烷、辛烷、甲苯/己烷混合物、甲苯/庚烷混合物、甲苯/辛烷混合物、苯、甲基·叔丁基醚等。应该理解，也可将所列溶剂的另外的混合物或组合用于所述的结晶。
用于本发明的第四方面的方法中的一氧化碳双基源包括但不限于1，1′-羰基二咪唑、光气、三光气等。
可用于本发明的第二方面的方法中的烯丙基化试剂包括但不限于烯丙基氯、烯丙基溴等。可用于本发明的第二方面的方法中的碱包括但不限于双(三甲基甲硅烷基)氨基钠等。
可用于本发明的第四方面的方法中的氧化剂包括但不限于硝酰基、MCPBA、氯化试剂(例如三氯异氰尿酸、N-氯代琥珀酰亚胺、氯气、次氯酸钙、次氯酸钠等)、臭氧、亚溴酸钠、金属盐(例如重铬酸钾、重铬酸钠、高锰酸钾、高锰酸钠等)、[双(乙酰氧基)碘代]苯、电解氧化和化学计量的氧代铵(oxoamminium)盐。这种氧化剂可单独使用和与氧化催化剂组合使用，所述氧化催化剂包括但不限于2，2，6，6-三甲基-1-哌啶氧基、自由基、过钌酸四丙基铵(TPAP)、三氯化钌、氧化钌等。当氧化剂和氧化催化剂组合使用时，组合本身被称为氧化剂。另外的氧化剂在R.C.Larock Comprehensive organic transformations 2ndEdition(1999)，1235-1249页中详尽地列举。
本发明包括描述了其合成的化合物的游离形式，及其盐。术语“游离形式”是指非盐形式的胺化合物。包括的盐不仅包括对本文中所述具体化合物示例性的盐，而且包括那些化合物的所有的典型的盐。所述具体的盐化合物的游离形式可使用本领域已知的技术分离。例如，游离形式可通过将盐用适当的稀碱水溶液如稀的NaOH、碳酸钾、氨和碳酸氢钠的水溶液处理而再生。游离形式可以在某些物理性能如在极性溶剂中的溶解度方面略微不同于其各自的盐形式。
通过本发明的方法制备的化合物的盐为那些包含碱性或酸性部分的本发明的化合物的盐。通常，碱性化合物的盐通过离子交换色谱法制备，或通过使游离碱与化学计量或过量的合宜成盐无机或有机酸在适当的溶剂或溶剂的各种组合中反应。类似地，酸性化合物的盐通过与适当的无机或有机碱反应形成。
因此，通过本发明的方法制备的碱性化合物的盐包括常规的无毒盐，例如得自无机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸、硝酸等的那些盐，以及从有机酸例如乙酸、丙酸、琥珀酸、羟基乙酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、双羟萘酸、马来酸、羟基马来酸、苯基乙酸、谷氨酸、苯甲酸、水杨酸、对氨基苯磺酸、2-乙酰氧基苯甲酸、富马酸、甲苯磺酸、甲磺酸、乙二磺酸、草酸、羟乙磺酸、三氟乙酸等制备的盐。
当通过本发明的方法制备的化合物为酸性的时，其盐是指从无毒的可药用碱(包括无机碱和有机碱)制备的盐。得自无机碱的盐包括铝、铵、钙、铜、铁、亚铁、锂、镁、锰、亚锰、钾、钠、锌等的盐。特别优选铵、钙、镁、钾和钠的盐。得自无毒的可药用有机碱的盐包括伯胺、仲胺、叔胺、取代胺(包括天然存在的取代胺)、环胺和碱离子交换树脂，如精氨酸、甜菜碱、咖啡固、胆碱、N，N1-二苄基乙二胺、二乙胺、2-二乙氨基乙醇、2-二甲氨基乙醇、乙醇胺、乙二胺、N-乙基吗啉、N-乙基哌啶、葡糖胺、氨基葡糖、组氨酸、哈胺、异丙胺、赖氨酸、甲基葡糖胺、吗啉、哌嗪、哌啶、聚胺树脂、普鲁卡因、嘌呤类、可可碱、三乙胺、三甲胺、三丙胺和氨基丁三醇等的盐。
需要指出的是，本发明的化合物可能为内盐或两性离子，因为在生理条件下，化合物中去除质子化的酸性部分如羧基可为阴离子，并且该电荷可被质子化的或烷基化的碱性部分如季氮原子的阳离子电荷内部平衡掉。
用于图解和实施例的以下缩写定义如下：
 CDI 1，1’-羰基二咪唑
 CSP HPLC 手性固定相高效液相色谱法
 DAST (二乙氨基)三氟化硫
 DCE 1，2-二氯乙烷
 DCM 二氯甲烷
 DMF 二甲基甲酰胺
 DMSO 二甲基亚砜
 EtOAc 乙酸乙酯
 IPAC 乙酸异丙酯
 LAH 氢化锂铝
 LiHMDS 六甲基二硅氮烷锂
 MsCl 甲磺酰氯
 NaHMDS 六甲基二硅氮烷钠
 NOE 核极化效应
 PTC 相转移催化剂
 TBSCl 叔丁基二甲基氯硅烷
 TEA 三乙胺
 TFA 三氟乙酸
 THF 四氢呋喃
 TPAP 过钌酸四丙基铵
除了在文献中已知的或在实验过程中示例性的其它标准操作之外，本发明的方法可通过采用以下图解中所述的反应制备。因此，以下的说明性图解不受所列举的化学试剂或用于说明性目的而使用的任何特定取代基的限制。图解中所示的取代基编号不必须与用于权利要求中的那些相关，通常为了简便，在上述式I的定义下被允许的多个取代基的情况由与该化合物连接的单一取代基表示。
图解
如图解A中所示，关键的吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3，6(5H)-二酮中间体A-9可得自容易获得的适当取代的(S)α-苯基甘氨酸。进行胺的碳酸酯保护，随后与苯甲醛源(如示例性的缩醛)进行还原性环化，立体选择性地提供唑啉酮(oxazolinone)A-3。环烯丙基化提供中间体A-4，其然后经历皂化，提供α，α-二取代的甘氨酸酯A-5。A-5的由卤素介导的环化通过碳酸酯部分到羟基部分的意外迁移而实现，得到吡咯A-6。进行碳酸酯基团的还原裂解并与一氧化碳双基(如所示的CDI)环化，得到A-9。
图解B举例说明A-9到2，2，4-三取代的二氢吡咯B-2的转化。二氢吡咯可如PCT公开WO 03/105855中所述直接使用，以提供有效的有丝分裂驱动蛋白KSP的抑制剂。或者，可将B-2用三光气处理，以提供中间体B-3，如图解C和D所示，其可以与多种适当取代的胺反应，以提供这种有丝分裂驱动蛋白抑制剂。
图解A
Figure A20058001170200281
图解B
图解C
Figure A20058001170200292
图解D
实施例
本文提供的实施例意在帮助进一步理解本发明。使用的具体材料、物质和条件意在用于说明本发明，而不限制本发明的合理范围。
图解1
Figure A20058001170200311
步骤1：(2R)-[(乙氧基羰基)氨基](苯基)乙酸(1-2)
在1小时内向0℃的(R)-(-)-2-苯基甘氨酸(1-1，4kg)在THF和5NNaOH(10.6L)中的混合物加入氯甲酸乙酯，保持内部温度低于10℃。在加入完成后，将反应在0-10℃进行15分钟并检查是否完成。将反应用37％HCl淬灭(直到pH＝1，2.3L)，保持内部温度＜25℃。加入甲苯(20L)并在搅动/沉降之后，将水层分掉。检查有机层的收率并将溶剂转换为甲苯。1-2的淤浆直接用于随后的反应。(2R)-[(乙氧基羰基)氨基]-(苯基)乙酸：
mp 154-156℃；1H NMR(CDCl3，400MHz)显示为旋转异构体的～1.1∶1混合物δ＝12.12(bs，2H)，7.99(d，J＝5.3Hz，1H)，7.45-7.32(m，10H)，5.78(d，J＝6.2Hz，1H)，5.41(d，J＝7.1Hz，1H)，5.25(d，J＝5.7Hz，1H)，4.12(m，2H)，4.05(m，2H)，1.24(t，J＝6.9Hz，3H)，1.06(t，J＝7.0Hz，3H)；13C NMR(CDCl3，100MHz)：δ＝175.1，173.6，157.3，155.8，137.4，136.1，129.0，128.7，128.6，128.2，127.2，127.1，62.1，61.5，58.3，57.7，14.4，14.1；MS m/z 224([M+H]+，C11H14NO4，计算值224.09).
步骤2：(2S，4R)-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯(1-3)
在1-2小时内在减压(350托)下向85℃的1-2和PhSO3H(42.7gm)在甲苯中的溶液中加入苯甲醛缩二甲醇(3L)的甲苯溶液(5mL/g)。在反应过程中馏出甲苯/甲醇。在反应完成后，将溶液冷却到室温并用THF(36L)稀释，直到均一。有机溶液用10％NaHSO3(7.5L)洗，随后用饱和的NaHCO3(9L)洗。然后将溶剂转换为甲苯并在结束后用甲苯稀释到7.5mL/g总体积(根据分析收率而定)。将淤浆加热到75℃并继续进行直到变均一。在缓慢冷却时，1-3结晶。当淤浆达到40℃时，加入庚烷(2.5mL/g)。将淤浆冷却到室温并过滤收集固体。将固体用1∶1的甲苯/庚烷(5mL/g)洗涤并在氮气流下干燥到恒重，(2S，4R)-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯：
mp197-199℃；1HNMR(CDCl3，400Hz)δ＝7.46-7.37(m，10H)，6.77(bs，1H)，5.45(bs，1H)，3.96(m，2H)，3.86(m，2H)，0.84(t，J＝7.1Hz，3H)；13C NMR(CDCl3，100MHz)：δ＝130.2，129.1，129.0，218.8，126.7，90.3，61.9，60.3，13.8；MS m/z 312([M+H]+，C18H18NO4，计算值312.12).
步骤3：(2S，4S)-4-烯丙基-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯(1-4)
在1小时内向-10℃的1-3和烯丙基-Br(1.67L)在THF(40L)中的溶液中加入2M的双(三甲基甲硅烷基)氨基钠的THF(7L)溶液，保持温度＜5℃。在5分钟后，检查反应完成。将反应用1N HCl(22.5L)淬灭并用庚烷(20L)稀释。将水层分掉，有机层用饱和的盐水(12L)洗涤。将溶剂转换为MeOH并将水共沸除去，直到实现KF＜900ppm。1-4的溶液直接用于随后的反应，(2S，4S)-4-烯丙基-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯：
1H NMR(CDCl3，400Hz)δ＝7.60-7.52(m，2H)，7.39-7.33(m，8H)，6.55(m，1H)，5.84(m，1H)，5.38(m，2H)，4.16(m，2H)，3.72-3.12(m，2H)，1.17(t，J＝7.0Hz，3H)；13C NMR(CDCl3，100MHz)：δ＝172.5，164.0，137.5，131.0，130.5，129.7，128.3，128.1，127.4，126.2，122.0，89.5，62.0，42.2，40.4，14.2；MS m/z 352([M+H]+，C21H22NO4，计算值352.15).
步骤4：(2S)-2-[(乙氧基羰基)氨基]-2-苯基戊-4-烯酸甲酯(1-5)
在0.25小时内向23℃的1-4的MeOH(20L)溶液中加入含30％NaOMe的MeOH(535mL)，保持温度＜30℃。在4小时后，检查反应完成。将反应在5％NaHSO3(40L)中淬灭并用IPAc(20L)稀释。将水层分掉，有机层用10％KH2PO4(12L)洗涤。将溶剂转换为MeCN并直接用于随后的反应，(2S)-2-[(乙氧基羰基)氨基]-2-苯基戊-4-烯酸甲酯：
1HNMR(CDCl3，400Hz)δ＝7.46-7.43(m，2H)，7.39-7.27(m，3H)，6.23(bs，1H)，5.76-5.66(m，1H)，5.20-5.14(m，2H)，4.10-4.00(m，2H)，3.68(s，3H)，3.53(bs，1H)，3.20(dd，J＝13.7，7.6Hz，1H)1.27-1.15(m，3H)；13C NMR(CDCl3，100MHz)：δ＝172.6，154.3，139.8，132.3，128.4，127.8，125.9，119.4，65.0，60.6，53.1，37.8，14.4；MS m/z 300([M+Na]+，C15H19NNaO4，计算值300.12).
步骤5：4-[(乙氧基羰基)氧基]-2-苯基-D-脯氨酸甲酯(1-6)
向23℃的1-5的MeCN(42L)溶液中加入水(12L)，随后加入I2(8kg)。在6小时后，检查反应完成。将反应用10％Na2SO3(35L)淬灭，用50重量％的NaOH(4L)碱化并用IPAc(35L)提取。将水层分掉并抛弃，有机层用6N HCl(35L)提取。将有机层抛弃。将水层冷却到-10℃，加入IPAc(35L)，并缓慢地用22L的10N NaOH中和。将水层分掉并抛弃，1-6的溶液储存备用，4-[(乙氧基羰基)氧基]-2-苯基-D-脯氨酸甲酯：
1H NMR(CDCl3，400Hz)显示为非对映异构体的2∶1混合物：δ＝7.55-7.47(m，5H)，7.34-7.22(m，5H)，5.18-5.11(m，2H)，4.22-4.11(m，4H)，3.68(s，6H)，3.33-3.24(m，4H)，3.10(d，J＝14.1Hz，2H)，3.05(b，2H)，2.34(dd J＝14.3，5.5Hz，1H)，2.22(dd J＝14.3，4.1Hz，1H)，1.31-1.23(m，6H)；13C NMR(CDCl3，100MHz)：δ＝175.2，175.1，154.7，154.4，142.0，141.5，128.3，128.2，127.5，127.4，126.0，125.7，78.5，77.6，71.7，71.0，63.8，52.9，52.8，52.7，52.0，51.8，43.2，42.9，14.1，14.0；MS m/z 294([M+H]+，C15H20NO5，计算值294.13).
步骤6：(5S)-5-(羟基甲基)-5-苯基吡咯烷-3-醇(1-7)
在-50℃下向碳酸酯1-6(5.0g，17.0mmol)的THF(50mL)溶液加入Red-Al的3.5M甲苯溶液(17.0mL，59.7mmol，3.5摩尔当量)。使反应混合物回温到室温并继续2小时。将反应在0℃下用2.0M Rochelle盐溶液(45mL，相对于Red-Al为约1.5摩尔当量)淬灭并在室温下剧烈进行5小时。在将水相分离之后，通过在减压(约20托，60℃)从共沸蒸馏将混合的有机溶液转换为n-BuOAc。在加入200ml的n-BuOAc之后，GC检测THF、甲苯和甲氧基乙醇少于0.1％，KF显示0.11％。
MS m/z 194([M+H]+，C11H15NO2，计算值193.11).
步骤7：(7aS)-6-羟基-7a-苯基四氢-1H-吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3-酮(1-8)
向步骤6中所述的n-BuOAc溶液中少量多次加入CDI(3.46g，21.3mmol，1.25摩尔当量)并在室温反应1小时。向反应混合物加入30mL的2N HCl溶液并反应1小时。分离水相并在加入6.0g NaCl之后用30ml的n-BuOAc提取。向合并的有机层中加入150mg的活性碳(Darco KB)并将混合物反应过夜。将活性炭通过Solka-Floc垫过滤。数据：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.47-7.28(m，7H)，4.65(d，J＝8.3Hz，1H)，4.64-4.59(m，0.4H)，4.57-4.51(m，1H)，4.51(d，J＝8.8Hz，0.4H)，4.33(d，J＝8.3Hz，1H)，4.28(dd，J＝13.1，6.7Hz，1.4H)，4.15(d，J＝8.8Hz，0.4H)，3.92(d，J＝12.7Hz，1H)，3.28(dd，J＝12.7，3.9Hz，1H)，3.18(dd，J＝13.1，2.7Hz，0.4H)，2.63(d，J＝13.6Hz，0.4H)，2.50(dd，J＝13.7，5.1Hz，1H)，2.40(brd，J＝13.7Hz，1H)，2.25(dd，J＝13.6，6.8Hz，0.4H).
步骤8：(7aS)-7a-苯基二氢-1H-吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3，6(5H)-二酮(1-9)
将在n-BuOAc中的1-8(粗品，上述溶液的一部分，1.40g试验，6.38mmol)在减压下浓缩并将14mL的MeCN加入到粗晶体中。在GC中，溶剂比例为n-BuOAc∶MeCN＝8∶92。在室温下在30分钟内向该溶液中滴加入AcOH(1.10mL，19.2mmol，3.0摩尔当量)、TPAP(33.6mg，0.095mmol，1.5mol％)和2.0M NaOCl溶液(9.5mL，19.2mmol，3.0摩尔当量)(在HPLC中观察到约5％的氯化产物)。在30分钟后，将反应混合物用12mL AcOEt稀释并将水相分离。有机相用饱和的Na2S2O3水溶液和盐水洗涤。将有机溶剂转换为MTBE，将得到的沉淀物过滤并用MTBE洗涤。得到酮1-9；78％(1.08g，4.97mmol，99.4面积％，97.0w/w％，0.5面积％的氯化产物)。
图解2
Figure A20058001170200351
步骤1：6-(2，5-二氟苯基)-7a(R)-苯基-5，7a-二氢-1H-吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3-酮(2-1)
向-78℃的含2.2g(10mmol)的1-9的150mL THF中滴加12.2mL(12.2mmol)的含1M NaHMDS的THF溶液。在搅拌30分钟之后，使溶液回温到0℃并保持在该温度下1小时。然后将溶液冷却回到-78℃并加入4.35g(12.2mmol)的N-苯基双(三氟甲磺酰亚胺)在10mL THF中的溶液。除去冷却浴，使混合物回温到室温并搅拌过夜。混合物用饱和NH4Cl溶液淬灭，用EtOAc提取两次，用盐水洗涤两次，用Na2SO4干燥并浓缩。将残余物溶解于75mL DME和18mL水中。向混合物中加入1.29g(30mmol)的LiCl、3.2g(30mmol)的Na2CO3和4.8g(30mmol)的2，5-二氟苯基硼酸。然后将溶液用N2脱气1分钟，随后加入630mg(0.5mmol)的四(三苯膦)钯(0)。将反应在90℃加热3小时，冷却到室温，用饱和NaHCO3稀释并用EtOAc提取两次。合并的有机层用盐水洗涤，Na2SO4干燥，浓缩，残余物通过使用CH2Cl2/己烷的硅胶色谱法纯化，得到2-1。
步骤2：2-({[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基}甲基)-4-(2，5-二氟苯基)-2-苯基-2，5-二氢-1H-吡咯(2-2)
将1.75g(5.6mmol)的2-1在15mL的EtOH和10mL的3 M NaOH中的悬浮液在60℃加热3小时，然后冷却到室温。将反应混合物与EtOAc和盐水的混合物合并。分离各层，并将水相用EtOAc提取。合并的有机相用盐水洗涤两次，Na2SO4干燥并浓缩，得到白色固体。向烧瓶中加入30mL的CH2Cl2、1.5g(22.3mmol)的咪唑和1.76g(11.7mmol)的TBSCl，并将得到的悬浮液搅拌过夜。反应用CH2Cl2稀释，用水洗涤两次，Na2SO4干燥，浓缩，残余物通过使用EtOAc/己烷的硅胶色谱法纯化，得到2-2。
步骤3：(2S)-2-({[叔丁基(二甲基)甲硅烷基]氧基}甲基)-4-(2，5-二氟苯基)-2-苯基-2，5-二氢-1H-吡咯-1-羰基氯2-3
在装备有高架搅拌器、热电偶和氮气/真空入口的烧瓶中加入S-TBS吡咯啉固体2-2(180gms)并加入IPAC(1.26L)。继续搅拌直到溶液变均一，历时约30分钟。
在装备有高架搅拌器、热电偶和氮气/真空入口的单独的烧瓶中加入IPAC(1.26L)并将溶液冷却到-5℃。加入三光气(67gms)，然后缓慢加入二甲基吡啶(173ml)。然后向溶液中缓慢加入S-TBS吡咯啉溶液。反应通过HPLC监控，并且在通过HPLC在200nm下测定的胺到产物的转化＞99A％时认为反应完成。通过向反应混合物中加入1.8L的10重量％柠檬酸水溶液淬灭反应。分离各层并将有机层用水(240mL)洗涤两次。然后将有机层浓缩到900ml(含水量为105μg/ml)并且直接用于偶联反应中。HPLC分析显示向氨基甲酰氯的99.96％转化。
图解3
Figure A20058001170200371
步骤1：3-氟-4-氧代哌啶-1-甲酸苄酯(3-2)
向10.0g(43mmol)的4-氧代-1-哌啶甲酸苄酯在25mL的DMF中的溶液中加入14.3mL(103mmol)的三乙胺，然后加入6.53mL(52mmol)的TMSCl。将反应在80℃加热过夜，冷却到室温，然后倾倒在位于分液漏斗中的己烷中。混合物用饱和NaHCO3水溶液分配，分离，用盐水洗涤，用MgSO4干燥并通过旋转蒸发浓缩。将残余物溶解于500mL的CH3CN中并用16.7g(47mmol)的Selectfluor处理。在90分钟之后，将反应浓缩到初始体积的约一半，在EtOAc和盐水之间分配，分离，用MgSO4干燥，过滤并通过旋转蒸发浓缩。将残余物加载在硅胶柱上并用EtOAc/己烷洗脱，得到3-2，为无色的油状物。
步骤2：3-氟-4-(甲基氨基)哌啶-1-甲酸苄酯(3-2a)
向9.4g(37.5mmol)的3-2在150mL的1，2-二氯乙烷中的溶液中加入37.5mL(74.9mmol)的甲胺的2M THF溶液和11.9g(56.2mmol)的Na(OAc)3BH。在搅拌2小时后，将反应用饱和K2CO3水溶液淬灭，用EtOAc分配，分离，并将水相用EtOAc提取3次。将合并的有机提取物用盐水洗涤，用MgSO4干燥，过滤并通过旋转蒸发浓缩。将残余物加载在硅胶柱上并用80∶10∶10的CHCl3/EtOAc/MeOH洗脱，得到3-2a的顺式和反式异构体，为无色的油状物。3-2a的反式异构体的数据，首先被洗脱(通过NOE分析证实)：
1HNMR(600MHz，CD3Cl2)δ7.4-7.3(m，5H)，5.1(m，2H)，4.4-4.1(m，2H)，3.9(m，1H)，3.15-3.05(m，2H)，2.75(m，1H)，2.4(s，3H)，2.0(m，1H)，1.25(m，1H)ppm，2-2a的顺式异构体的数据，第二个被洗脱(通过NOE分析证实)：
1HNMR(600MHz，CD2Cl2)δ7.4-7.2(m，5H)，5.1(m，2H)，4.9-4.7(m 1H)，4.4(m，1H)，4.15(m，1H)，3.1-2.9(m，2H)，2.6(m，1H)，2.4(s，3H)，1.8(m，1H)，1.6(m，1H)ppm.HRMS(ES)C14H19F1N2O2 M+H 计算值：267.1504。实测值：267.1500.
步骤3：(3S，4S)-4-[(叔丁氧羰基)(甲基)氨基]-3-氟哌啶-1-甲酸苄酯(3-3)
向7.67g(28.8mmol)的顺式-3-2a在150mL的CH2Cl2中的溶液加入12.1mL(86.5mmol)的三乙胺和9.44g(43.3mmol)的二碳酸二叔丁酯(di-tert-butyl dicarbonate)。在搅拌1小时之后，将反应体系在CH2Cl2和水之间分配，有机相用盐水洗涤，用MgSO4干燥，过滤并通过旋转蒸发浓缩。将残余物加载在硅胶柱上并用EtOAc/己烷洗脱，得到外消旋的顺式-3-3，为白色固体。对映体进行色谱拆分，使用Chiralpak AD10×50cm柱，含20％异丙醇的己烷(含0.1％二乙胺)，150mL/min。洗脱液在4×250mm Chiralpak AD柱上的分析性HPLC分析(使用含20％异丙醇的己烷(含0.1％二乙胺)，1mL/min)显示首先洗脱的对映体(3-3的对映体)的Rt＝5.90分钟，第二个对映体(3-3)的Rt＝6.74分钟。3-3的数据：HRMS(ES)C19H27F1N2O4，M+Na计算值：389.1847。实测值389.1852。
步骤4：[(3R，4S)-3-氟-1-甲基哌啶-4-基]甲基氨基甲酸叔丁基酯(3-4)
向4.6g(12.6mmol)的第二个洗脱的对映体3-3在150mL EtOH中的溶液中加入29.7mL(314mmol)的1，4-环己二烯和催化量的10％Pd-C。在搅拌过夜之后，将反应通过硅藻土过滤并通过旋转蒸发浓缩。将残余物溶解于75mL的MeOH中，加入2mL的AcOH和3.1mL(38mmol)的37％甲醛水溶液，并将混合物搅拌1小时。在这时，加入在10mL MeOH中的1.58g(25.1mmol)的NaCNBH3并将反应再进行2小时，然后倾倒在饱和NaHCO3水溶液中。在用CH2Cl2提取3次后，有机相用水洗涤，用MgSO4干燥，过滤并通过旋转蒸发浓缩，得到3-4，为无色的油状物。3-4的数据：HRMS(ES)C12H23FN2O2，M+H计算值：247.1817。实测值：247.1810。
步骤5：(3R，4S)-3-氟-N，1-二甲基哌啶-4-胺(3-5)
向3.0g(12.2mmol)的3-4在100mL EtOAc中的溶液中鼓泡HCl气体，直到溶液升温到可触摸程度。然后将烧瓶盖上盖子并搅拌4小时。通过旋转蒸发除去挥发物，并将残余物与Et2O研磨并置于高真空下，得到白色固体。将该物质与25mL的15％Na2CO3水溶液混合，并用5×50mL的2∶1的CHCl3/EtOH提取。通过旋转蒸发在非常温和的加热条件下将有机物浓缩，将残余物溶解于200mL的CHCl3中，用Na2SO4干燥并浓缩，得到3-5，为无色的油状物。3-5的数据：1HNMR(500MHz，CDCl3)δ4.8(m，1H)，3.15(m，1H)，2.85(m，1H)，2.5(s，3H)，2.45(m，1H)，2.3(s，3H)，2.2-2.0(m，2H)，1.9-1.7(m，2H)ppm。HRMS(ES)C7H15FN2，M+H计算值：147.1292。实测值：147.1300。
图解3A
步骤1：3-氟-4-氧代哌啶-1-甲酸苄酯(3-2)
向具有机械搅拌器的22L圆底烧瓶中加入Cbz-酮3-1(2.5kg，10.7mol)、5.0L的二甲基乙酰胺、三乙胺(3.0L，21.5mol)。加入三甲基氯硅烷(2.0L，15.7mol)。将混合物加热到60℃并进行4小时。在冷却到10℃之后，将混合物在10L的5％碳酸氢钠和10L的正庚烷中淬灭，保持内部温度低于20℃。有机层用10L的2.5％碳酸氢钠洗涤两次。最终的有机层用硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩并将溶剂转换为10LMeCN。
向50L的夹套式容器加入7.5L的MeCN和Selectfluor(4.1kg 11.5mol)。将淤浆冷却到10℃并加入碳酸钾(0.37kg，2.68mol)。少量多次转移甲硅烷基醚的MeCN溶液，保持内部温度为10-15℃。将最终的淤浆在10-15℃反应2小时。将反应在包含20L的2N盐酸和30L乙酸乙酯的100L提取器中淬灭。有机层用20L的2N盐酸、10L的20重量％氯化钠洗涤，用硫酸钠干燥并过滤。将滤液浓缩并在减压下用无水EtOAc清洗至KF＝16000μg/mL，然后在减压下将溶剂转换为～10LTHF。
步骤2：3-氟-4-(甲基氨基)哌啶-1-甲酸苄酯(3-2a)
在圆底烧瓶中，将Cbz-氟代酮(10.3mol)溶解于四氢呋喃(30L)。加入甲胺的2M四氢呋喃溶液(2.00当量，20.6摩尔，10.3L)并将混合物在室温下搅拌30分钟。将混合物冷却到0℃，加入乙酸(20.6摩尔，1.17L，1.236kg)，随后在0℃搅拌另外的30分钟。在15分钟内向溶液中少量多次加入三乙酰氧基硼氢化钠(12.36摩尔，2.62kg)并将反应混合物在0℃进行反应，直到通过HPLC分析判断反应完成。
将反应混合物缓慢地转移到包含12M盐酸水溶液(30.9摩尔，2.575L)、水(30L)和甲苯(140mol，15L)的100L的圆柱提取器中。在剧烈搅拌15分钟之后，分离各层并将甲苯层进一步用水(10L)洗涤。将合并的水层转移回到提取器中。加入10M的氢氧化钠水溶液(82.4摩尔，8.24L)并将混合物用IPAC(30L)提取一次。
有机层用硫酸钠(3kg)干燥并浓缩。将残余物溶解于8∶2(体积比)的乙醇∶水(23kg乙醇与7.2kg水混合)，向溶液中加入85％磷酸(9.83mol，952g，667mL)并加入晶种。将混合物在室温下搅拌过夜。沉淀出结晶固体，通过过滤收集结晶固体。固体用8∶2的乙醇∶水洗涤并在真空干燥炉中干燥，得到2.1kg固体。
将固体悬浮在36L EtOH和4L水的混合物中并将混合物加热到70℃-80℃，直到所有的固体溶解。除去热源并将透明溶液用顺式异构体混合物3-2a进行种晶。在室温下搅拌过夜之后，沉淀出结晶固体，通过过滤收集结晶固体。固体产物在真空干燥炉中干燥，得到白色固体。
步骤3：(3R，4S)-4-[(叔丁氧羰基)(甲基)氨基]-3-氟哌啶-1-甲酸苄酯3-3
在50L提取器中加入20L水和1.06kg的Na2CO3，将混合物搅拌直到所有的固体溶解。加入IPAC(20L)和CBZ胺磷酸盐(1.85kg，5.3mol)。在混合后分离各层。将水层用另一个5L IPAC提取。将合并的有机层用硫酸钠干燥。在滤掉干燥剂之后，将批料加入到72L圆底烧瓶中，并加入Boc2O溶液(1.0M，4.8L)。45分钟之后的HPLC分析显示98％的转化。加入另外的Boc2O溶液(50ml)。将批料反应另外的15小时之后，将其在真空下浓缩到最小体积，用MeOH(10L-15L)清洗。批料用甲醇稀释到约14.3kg的总重量。HPLC分析显示约1.9kg的所需产物。
通过在20微米Chiralpak AD(Diacel Chemical Industries，Ltd.)手性固定相柱(30ID×25cm)上的色谱分离拆分所述氟代哌啶。用甲醇洗脱出每次注射54g量的外消旋物。收集最小保留时间的对映体得到45g(85％回收率)所需的(3R，4S)对映体，98％ee。重复这个分离过程并将得自不同注射的所需级分合并并浓缩。
步骤4：[(3R，4S)-3-氟-1-甲基哌啶-4-基]甲基氨基甲酸叔丁酯(3-4)
得自手性分离步骤的浓缩溶液(4L)显示包含489.5g(1.3mol)的Cbz-Boc-二胺3-3。向这个溶液中加入甲醛(37％的水溶液，430mL，5.3mol)并将混合物在5％Pd/C(183g)上加压4小时进行氢化。将反应混合物过滤以除去催化剂，并在8L的EtOAc和8L的0.5M碳酸氢钠之间分配。有机层用8L的0.5M碳酸氢钠洗涤。合并的水层用8L的EtOAc反萃取。将合并的有机层用硫酸钠干燥并过滤。滤液直接用于下一步。
步骤6：(3R，4S)-3-氟-N，1-二甲基哌啶-4-胺(3-5)
将包含Boc保护的二胺3-4(通过HPLC分析，为327g)的乙酸乙酯溶液加入到12L烧瓶中，同时在28℃浓缩。在批料的总量为1.5L时，通过加入8L的乙醇同时在恒定体积蒸馏而将溶剂转换为乙醇。
向不同的12L圆底烧瓶加入1.5L的乙醇(200标准酒精度，小心操作)。然后将436mL的乙酰氯加入到所述乙醇中，借助于水浴保持温度低于35℃。将溶液搅拌1小时。然后将包含302g Boc保护的二胺2-4的乙醇溶液加入到乙醇/HCl(AcCl+EtOH)溶液中，保持温度＜30℃。在加入完成3/4时，开始有固体从溶液结晶。反应通过GC监控并将淤浆搅拌过夜。通过过滤分离固体并将滤饼用2L的85％乙醇、15％乙酸乙酯洗涤。然后在真空下将滤饼用N2流干燥过夜，得到243g的所需产物3-5，为二盐酸盐(形式1)。GC分析显示批料为99.3％ee。
热分析
3-5(形式1)的二胺二盐酸盐样品的TG-MS产生图1中所示的失重曲线(实线)。MS数据显示7.5％的重量损失与放出约一摩尔水有关(虚线)。一水合物的理论重量损失为7.6％。用于收集这些数据的仪器为连接于Pfeiffer四极质谱分析仪的TA仪器TGA Q500。使用10℃/分钟的扫描速率。
XRPD
3-5(二盐酸盐，形式1)的二胺二盐酸盐样品的X射线粉末衍射(CuKα-辐射)产生图2中所示的粉末衍射图案。特征峰和关键的d间距在以下表1中列出。图案在从4°到40°(2θ)的Philips分析X射线上得到，使用约8分钟内的自旋阶段(spinning stage)。
关键的d间距
表1
2θ值和观察到的相对强度
 2θ     d间距    I观察
 10.912.416.018.921.923.625.526.029.029.631.0     8.27.25.54.74.03.83.53.43.13.02.9    3073059363251000495746427349376516
将约200mg的3-5(氟哌啶二盐酸盐)加入到小瓶中并悬浮在甲醇(＜500μL)中。用加热枪将样品加热到溶解。在2小时之后，注意到有大的立体晶体。通过除去剩余的溶剂分离3-5的晶体(氟哌啶二盐酸盐，形式2)。
选择3-5(氟哌啶二盐酸盐，形式2)的单晶用于在Bruker SmartApex体系上进行单晶X射线数据收集。结晶为无色小片，尺寸为0.24mm×0.22mm×0.14mm。以5秒的扫描速率收集晶胞，并且自动分度(auto indexing)显示晶系为单斜晶的。在使用5秒的扫描速率的象限数据收集之后将该结构在单斜晶的P21空间群中解析。确定3-5结构为具有上面图解中所示绝对立体化学的结构。
3-5(形式2)的单晶X射线衍射数据和结构细节。
实验式                             C8H21C12FN2O
分子量                             251.17
温度                               298(2)K
波长                               0.71073 A
晶系，空间群                       单斜晶的，P2(1)
晶胞大小：                         a＝7.286(2)α＝90°
                                   b＝7.637(2)β＝105.295(5)°
                                   c＝12.378(4)γ＝90°
体积                               664.3(4)3
Z，计算的密度                      2，1.256Mg/m3
吸收系数                           0.477mm-1
F(000)                             268
晶体尺寸                           0.24×0.22×0.14mm
用于数据收集的θ范围               1.71到26.35°
限制指数                           -9＜＝h＜＝9，-9＜＝k＜＝9，-15＜＝1＜＝15
收集的/独特的反射                  5309/2674[R(int)＝0.0227]
(reflections collect/unique)
到θ＝26.35的完整性                99.7％
(Completeness to theta＝26.35)
吸收修正                           无
精修方法                           对F2的完整矩阵的最小二次方
数据/约束/参数                     2674/1/135
对F2的拟合优度                     1.055
最终的R指数[I＞2σ(I)]             R1＝0.0383，wR2＝0.0939
R指数(所有数据)                    R1＝0.0409，wR2＝0.0959
绝对结构参数                       0.02(6)
最大的衍射峰和空穴                 0.310和-0.135 e.-3
图解4
Figure A20058001170200441
(2S)-4-(2，5-二氟苯基)-N-[(3R，4S)-3-氟-1-甲基哌啶-4-基]-2-(羟基甲基)-N-甲基-2-苯基-2，5-二氢-1H-吡咯-1-甲酰胺(4-1)
在装备有高架搅拌器、热电偶和氮气/真空入口的烧瓶中加入含氨基甲酰氯2-3的IPAC(0.9L)。向该溶液中加入0.9L的DMF、111gm的氟二胺3-5和540ml的二异丙基乙胺。将溶液升温到60℃，维持15小时并分析氨基甲酰氯向产物的转化。在通过HPLC在200nm下测定的氨基甲酰氯到产物的转化率＞98A％时认为反应完成。将反应冷却到5℃并加入450ml的6NHCl。使溶液进行反应直到脱甲硅烷基化完成(＞99A％，200nm)，约2小时。
向反应混合物加入乙酸异丙基酯(3L)，然后加入8重量％的碳酸氢钠水溶液(2L)，使其回温到15-20℃。分离各层并将水层用3L IPAC提取一次。合并的有机层用1L水洗涤两次。将洗涤的有机溶液浓缩到5升，并在35-40℃下通过1μm聚丙烯过滤器转移到另一个烧瓶中。继续蒸馏至1L的量，然后在两个小时内将反应冷却到室温。在2小时内缓慢加入庚烷(1L)。将得到的淤浆在烧结玻璃漏斗上过滤并将结晶性产物用500ml的2∶1的庚烷∶乙酸异丙酯洗涤3次，作为置换洗涤。将固体4-1用氮气吹扫干燥过夜。
选择得自上述制备的单晶用于在Bruker Smart Apex体系上的单晶X射线数据收集。晶体为无色的多面体，尺寸为0.14mm×0.13mm×0.13mm。以30秒的扫描速率收集晶胞，并且自动分度(auto indexing)显示晶系为正交的。在使用30秒的扫描速率的象限数据收集之后将该结构在正交的P 21 21 21空间群中解析。基于化合物4-1和3-5的X射线结构测定的4-1的相对和绝对立体化学如以上图解中所示。

Claims (18)

1.制备式I的化合物或其盐的方法：
Figure A2005800117020002C1
其中：
a为0或1；
b为0或1；
m为0、1或2；
n为1或2；
r为0或1；
s为0或1；
R1和R2独立地选自：(C1-C6)烷基、芳基、杂环基和(C3-C6)环烷基，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
R3选自：
1)氢；
2)(C＝O)aObC1-C10烷基，
3)(C＝O)aOb芳基，
4)CO2H，
5)卤代，
6)CN，
7)OH，
8)ObC1-C6全氟烷基，
9)Oa(C＝O)bNR5R6，
10)S(O)mRa，
11)S(O)2NR5R6，
12)-OPO(OH)2；
所述烷基和芳基任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
R4选自：
1)(C＝O)rOs(C1-C10)烷基，
2)Or(C1-C3)全氟烷基，
3)氧代，
4)OH，
5)卤代，
6)CN，
7)(C2-C10)烯基，
8)(C2-C10)炔基，
9)(C＝O)rOs(C3-C6)环烷基，
10)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-芳基，
11)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-杂环基，
12)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-N(Rb)2，
13)C(O)Ra，
14)(C0-C6)亚烷基-CO2Ra，
15)C(O)H，
16)(C0-C6)亚烷基-CO2H，和
17)(C＝O)rN(Rb)2，
18)S(O)mRa，
19)S(O)2N(Rb)2，和
20)-OPO(OH)2；
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、亚烷基和杂环基任选被最多三个选自Rb、OH、(C1-C6)烷氧基、卤素、CO2H、CN、O(C＝O)C1-C6烷基、氧代、NO2和N(Rb)2的取代基取代；
R5和R6独立地选自：
1)H，
2)(C＝O)ObC1-C10烷基，
3)(C＝O)ObC3-C8环烷基，
4)(C＝O)Ob芳基，
5)(C＝O)Ob杂环基，
6)C1-C10烷基，
7)芳基，
8)C2-C10烯基，
9)C2-C10炔基，
10)杂环基，
11)C3-C8环烷基，
12)SO2Ra，和
13)(C＝O)NRb 2，
所述烷基、环烷基、芳基、杂环基、烯基和炔基任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代，或
R5和R6可与它们连接的氮一起形成单环或双环杂环，各个环为3-7元环，并且所述单环或双环杂环除所述氮之外还任选包含一个或两个选自N、O和S的另外的杂原子，所述单环或双环杂环任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
Ra独立地选自：(C1-C6)烷基、(C3-C6)环烷基、芳基或杂环基，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
Rb独立地选自：H、(C1-C6)烷基、芳基、杂环基、(C3-C6)环烷基、(C＝O)OC1-C6烷基、(C＝O)C1-C6烷基、(C＝O)芳基、(C＝O)杂环基、(C＝O)NReRe’或S(O)2Ra，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
该方法包括使式II的化合物：
Figure A2005800117020004C1
与卤化试剂在含水溶剂中反应以生成式I的化合物的步骤。
2.权利要求1的方法，其中卤化试剂为碘(I2)。
3.权利要求1的方法，其中R1为乙基，R2为甲基和R3为氢。
4.权利要求1的用于制备式I的化合物的方法，其进一步包括以下步骤：
a)使式III的化合物：
Figure A2005800117020005C1
与苯甲醛源在酸的存在下反应，生成式IV的化合物：
Figure A2005800117020005C2
和b)将式IV的化合物转化为式II的化合物；
其中R3如权利要求1中所述。
5.权利要求4的方法，其中苯甲醛源为苯甲醛缩二甲醇。
6.权利要求4的方法，其进一步包括在将式IV的化合物转化为式II的化合物之前将式IV化合物从结晶溶剂结晶的另外的步骤。
7.权利要求4的方法，其中式IV的化合物到式II的化合物的转化包括将碱加入到式IV的化合物和烯丙基化试剂的混合物的溶液中的步骤。
8.制备式V的化合物或其盐的方法：
该方法包括以下步骤：
a)将式I的化合物或其盐：
Figure A2005800117020006C1
其中：
a为0或1；
b为0或1；
m为0、1或2；
n为1或2；
r为0或1；
s为0或1；
R1和R2独立地选自：(C1-C6)烷基，芳基，杂环基和(C3-C6)环烷基，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
R3选自：
1)氢；
2)(C＝O)aObC1-C10烷基，
3)(C＝O)aOb芳基，
4)CO2H，
5)卤代，
6)CN，
7)OH，
8)ObC1-C6全氟烷基，
9)Oa(C＝O)bNR5R6，
10)S(O)mRa，
11)S(O)2NR5R6，
12)-OPO(OH)2；
所述烷基和芳基任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
R4选自：
1)(C＝O)rOs(C1-C10)烷基，
2)Or(C1-C3)全氟烷基，
3)氧代，
4)OH，
5)卤代，
6)CN，
7)(C2-C10)烯基，
8)(C2-C10)炔基，
9)(C＝O)rOs(C3-C6)环烷基，
10)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-芳基，
11)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-杂环基，
12)(C＝O)rOs(C0-C6)亚烷基-N(Rb)2，
13)C(O)Ra，
14)(C0-C6)亚烷基-CO2Ra，
15)C(O)H，
16)(C0-C6)亚烷基-CO2H，和
17)(C＝O)rN(Rb)2，
18)S(O)mRa，
19)S(O)2N(Rb)2，和
20)-OPO(OH)2；
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、亚烷基和杂环基任选被最多三个选自Rb、OH、(C1-C6)烷氧基、卤素、CO2H、CN、O(C＝O)C1-C6烷基、氧代、NO2和N(Rb)2的取代基取代；
R5和R6独立地选自：
1)H，
2)(C＝O)ObC1-C10烷基，
3)(C＝O)ObC3-C8环烷基，
4)(C＝O)Ob芳基，
5)(C＝O)Ob杂环基，
6)C1-C10烷基，
7)芳基，
8)C2-C10烯基，
9)C2-C10炔基，
10)杂环基，
11)C3-C8环烷基，
12)SO2Ra，和
13)(C＝O)NRb 2，
所述烷基、环烷基、芳基、杂环基、烯基和炔基任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代，或
R5和R6可与它们连接的氮一起形成单环或双环杂环，各个环为3-7元环，并且所述单环或双环杂环除所述氮之外还任选包含一个或两个选自N、O和S的另外的杂原子，所述单环或双环杂环任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
Ra独立地选自：(C1-C6)烷基、(C3-C6)环烷基、芳基或杂环基，其任选被一个、两个或三个选自R4的取代基取代；
Rb独立地选自：H、(C1-C6)烷基、芳基、杂环基、(C3-C6)环烷基、(C＝O)OC1-C6烷基、(C＝O)C1-C6烷基、(C＝O)芳基、(C＝O)杂环基、(C＝O)NReRe’或S(O)2Ra，其任选被一个、两个或三个选自R7的取代基取代；
转化为式VI的化合物：
Figure A2005800117020008C1
b)使式VI的化合物与一氧化碳双基源反应，生成式VII的化合物：
Figure A2005800117020008C2
和
c)使式VII的化合物与氧化剂反应生成式V的化合物。
9.权利要求8的方法，其中R3为氢。
10.权利要求8的方法，其中一氧化碳双基源为1，1′-羰基二咪唑。
11.权利要求8的方法，其中氧化剂为次氯酸钠与催化量的过钌酸四丙基铵。
12.以下的化合物：
Figure A2005800117020009C1
(2S，4R)-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯。
13.以下的化合物：
Figure A2005800117020009C2
(2S，4S)-4-烯丙基-5-氧代-2，4-二苯基-1，3-唑烷-3-甲酸乙酯。
14.以下的化合物：
Figure A2005800117020009C3
(7aS)-6-羟基-7a-苯基四氢-1H-吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3-酮。
15.以下的化合物：
Figure A2005800117020010C1
(7aS)-7a-苯基二氢-1H-吡咯并[1，2-c][1，3]唑-3，6(5H)-二酮。
16.(3R，4S)-3-氟-N，1-二甲基哌啶-4-胺二盐酸盐形式1，其通过基本上与图2中所示图案相似的X射线粉末衍射图案表征。
17.(3R，4S)-3-氟-N，1-二甲基哌啶-4-胺二盐酸盐形式1，其通过包括在约10.9、12.4、16.0、18.9、21.9、23.6、25.4、26.0、29.0、29.6和31.0度的2θ处特征峰的X射线(Cu K α-辐射)粉末衍射图案表征。
18.(3R，4S)-3-氟-N，1-二甲基哌啶-4-胺二盐酸盐形式2，其通过以下单晶X射线衍射晶胞参数表征：a＝7.286(2)，b＝7.637(2)，c＝12.378(4)，α＝90°，β＝105.295(5)°和γ＝90°。
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