CP-690550及其衍生物是新型蛋白酪氨酸激酶JAK抑制剂,其中CP-690550是辉瑞制药有限公司研发的一种口服JAK抑制剂,其对JAK3的抑制强度是对JAK1和JAK2的5～100倍,是有效的免疫抑制剂。由于CP-690550分子结构中含有两个手性中心,其合成难度大,传统方法存在原料成本高、收率低以及产物需拆分等问题,是影响药物制造成本的关键因素。研究出低成本、高收率和高选择性的合成方法,具有重要的研究意义和应用价值。从CP-690550的分子结构知,4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶、2,4.二氯-7H-吡咯并[2,3.d]嘧啶和(3R,4R).1.取代.3.甲胺基4.甲基哌啶是合成所需的重要中间体,本文分别对其合成方法进行了研究。吡咯并嘧啶环结构的化合物通常具有良好生物活性和药理活性,中间体4.氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶与2,4-二氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶的合成工艺备受关注。文献报道的合成方法存在成本高、收率低等缺点。因此,本文设计了一条以廉价易得的丙二酸二乙酯为起始原料,经过α-烷基化、环合、氯化、烯键氧化和SNAr/环化等五步反应高收率的制备4-氯-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶和2,4.二氯.7H-吡咯并[2,3.d]嘧啶的合成路线,总收率分别达到45.8%和44.8%。1.叔丁氧羰基-4.甲基.3.哌啶酮是合成(3R,4R).1.叔丁羰基.3.甲胺基.4.甲基哌啶的中间体和药物合成原料,有关1.叔丁氧羰基.4.甲基-3.哌啶酮的合成方法文献报道较少,且收率低、实验操作要求高、副产为刺激难闻的二甲硫醚。为此,本文以廉价易得的3-羟基.4.甲基吡啶和氯苄为原料,经过SN2取代、硼氢化还原生成1.苄基.3.羟基.4.甲基哌啶。确定了最佳溶剂为3.0mol·L-1NaOH水溶液,后经Jones氧化、Pd/C催化脱苄及酰基化反应,得到目标产物1-叔丁氧羰基.4.甲基.3.哌啶酮,总收率达80.2%。该工艺原料易得、操作简单,收率高。N-苄基.3-氧代哌啶-4-羧酸乙酯与(3R,4R).1.取代.3.甲胺基-4.甲基哌啶的化学结构相似,因此,本文设计了一条以N.苄基.3.氧代哌啶-4-羧酸乙酯为起始原料,经过亲核取代、缩合、不对称氢化、还原胺化、铝锂氢还原、Mitsunobu反应和催化氢化等反应制备(3R,4R).1.叔丁氧羰基.3.甲胺基.4.甲基哌啶的合成方法。实验着重研究了不同催化体系对不对称氢化反应的影响,发现CoCl2和手性配体(S)-TolBINAP组成的催化体系对该反应具有较好的催化效果,ee值达70%左右,并对该反应的机理进行了探索。中间体(3R,4R)-1-叔丁氧羰基-3.((R)-1-苯乙胺)-4.羧酸乙酯基哌啶通过还原胺化和铝锂氢还原得到产物(3R,4R)-1-叔丁氧羰基-3-((甲基((R)-1-苯乙基)胺)-4-羟甲基哌啶；(3R,4R)-1-叔丁氧羰基-3-((甲基((R)-1-苯乙基)胺)-4-羟甲基哌啶利用Barton-McCombie去氧反应和先将羟基转变成卤代物再还原等方法无法得到目标产物(3R,4R)-1-叔丁氧羰基-3-(甲基((R)-1-苯乙基)胺)-4-甲基哌啶,而是发生分子内成环反应,生成具有四元环结构的季胺盐；实验最终通过Mitsunobu反应和Raney-Ni催化氢化两步反应制备出目标产物(3R,4R)-1.叔丁氧羰基.3-(甲基((R)-1-苯乙基)胺).4-甲基哌啶。(3R,4R)-1-叔丁氧羰基-3.(甲基((R)-1-苯乙基)胺)-4-甲基哌啶再经Pd/C催化氢化脱苄得到目标产物(3R,4R)-1-叔丁氧羰基-3-甲胺基-4.甲基哌啶。该合成路线未见文献报道,整个实验操作简单、后处理方便,总收率可达50.92%,为工业化生产开拓了新的途径。本文同时提出了一种以L-苹果酸为“手性源”,经酯化、α-烷基化、选择性还原、DIBAL-H还原、Henry反应、Staudinger反应以及CAN脱苄等反应合成(3R,4R)-1-苄氧羰基-3.甲胺基-4-甲基哌啶的方法。L-苹果酸为天然产物,来源广泛,价格低廉,以此为原料通过酯化和α-烷基化两步反应构建出两个手性中心,ee值高达98%以上；并通过Henry反应延长一个碳链,完成整个分子框架的构建。实验过程中考察了不同保护基对羟基保护反应的影响,不同试剂对脱除对甲氧基苄基反应的影响；分析了Henry反应、Staudinger反应以及CAN氧化脱苄等反应的机理,对反应条件进行了优化。总之,该方法具有反应易于控制、后处理简单、成本低以及无需使用拆分试剂等优点,总收率可达26.08%。对(3R,4R)-1-苄氧羰基.3-甲胺基-4-甲基哌啶的合成路线进行了优化,并在此基础上制备出目标产物N-[(3R,4R)-1-苄基-4.甲基哌啶].2.氯-7H-吡咯[2,3-d]嘧啶-4-胺；以(3R,4R)-1.叔丁氧羰基-3-甲胺基-4.甲基哌啶为原料合成了CP-690550衍生物。反应过程的相关中间体和产物结构经过LC-MS,1HNMR,13CNMR和HRMS等检测,证明结果正确,并对相应的手性化合物进行了旋光度测试。
