(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法,属于化学合成领域。
【背景技术】
[0002] (s)-3-羟基金刚烷甘氨酸是一种重要的医药中间体,是合成治疗糖尿病手 性药物沙格列汀(商品名为Onglyza)的重要原料,沙格列汀的化学式为(1S,3S, 5S) -2- [ (2S) -2-氨基-2- (3-羟基三环[3. 3. I. 1]癸-1-基)乙酰基]-2-氮二环[3. L 0] 己烷-3-腈基单盐酸盐。该产品由百时美施贵宝公司上市。该药物的重要优势是使用方便, 不良反应少,低血糖风险低和不引起体重增加,具有很好的市场前景。
[0003] 目前已报道的的合成路线主要采用TOH(苯丙氨酸脱氢酶)/FDH(甲酸脱氢酶)酶 催化还原胺化2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸来制备(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸,合 成路线如下式所示:
[0004]
[0005] 虽然roH/FDH酶的选择性比较高,然而用生物酶催化的方法需要成本较高的生物 催化酶,不适宜国内生产,寻找经济实用的手性催化剂是合成该物质的关键。
[0006] 另外,化学合成方法有以下几种:⑴以金刚烷甲酸为起始原料,经过羟酸的 氧化,取代,脱羧3步反应制得金刚烷甲基酮,然后氧化得到2-(3-羟基-1-金刚烷 基)-2-1-羰基乙酸,与盐酸羟氨反应得到2-(3-羟基-1-金刚烷基)-2-乙醛酸肟,并还 原得到3-羟基-1-金刚烧甘氨酸;(2)将2_(3_羟基-1-金刚烷基)_2_氧代乙酸叔丁醋 在手性方酰胺基醇催化剂作用下与苄胺发生不对称还原氨基化反应,水解酯后得到3-羟 基-1-金刚烷基-D-甘氨酸;但上述合成方法要么合成步骤较多,要么反应产率较低,对映 体选择性不高,还需要发展制备工艺简单、产品得率高和纯度高的工艺路线。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种制备工艺简便、反应条件温和、成本低、产 品得率高、纯度高和对映体选择性高的(S)-3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法,以克服现有 技术中存在的上述缺陷。
[0008] 根据本发明,(s)-3_羟基金刚烷甘氨酸的制备方法是以2-(3-羟基-1-金刚 烷)-2_氧代乙酸为原料,制备过程如下:
[0009] 在5 %氢氧化钠水溶液中,在手性催化剂和对羟基苄胺作用下,2-(3-羟基-1-金 刚烷)-2-氧代乙酸进行羰基的胺化制备(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸,其中手性催化剂的用 量为2-(3-羟基-1-金刚烧)-2-氧代乙酸的用量的0. 2~10%,按重量计;5%氢氧化钠水 溶液用量为2- (3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸用量的2~30倍,按重量计;对羟基苄胺 的用量为对2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸用量的1~10倍,按物质的量计算。该 反应式如下:
[0010]
[0011] 其中,手性催化剂为喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐衍生物,结构如下:[0012]
[0013] 在结构式中,R为CV8HM阮番,TTWSK 73干番、匕番、IAJ番不Wit Γ基,C 6_1(|芳基,优选 为取代或未取代的苯基。
[0014] 下面更具体地描述本发明的(s) -3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法。
[0015] 对羟基苄胺与2-(3-羟基-1-金刚烷)-2_氧代乙酸的摩尔比为I : 1~10 : 1, 优选为1.5 : 1~3 : 1,最优选为2 : 1。5%氢氧化钠水溶液用量为2-(3-羟基-1-金 刚烷)-2-氧代乙酸用量的2~30倍,最优选为4倍,按重量计;手性催化剂为喹啉型生物 碱辛可宁磺酸盐衍生物,其中R为Cl~C8的烷基,优选为甲基、乙基、丙基和正丁基;或R 为芳基,优选为取代的苯环基。手性催化剂用量为对2- (3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸 用量的0. 2~10%,最优选为4%,按重量计。反应温度为25~90°C,优选为30~60°C, 最优选为40~50°C。反应时间为2~48h,最优选为12h。采用高效液相色谱(HPLC)检 测反应进程,具体检测条件如下:色谱柱YMC ODS-AM C18 (4. 6mmX 150mm,5 μ m);流动相为 0. 1%磷酸水溶液-乙腈(30 : 70);检测波长210nm;柱温25°C;流速1.0mL/min。在反应 完毕后,用浓盐酸酸化至pH值为6左右,浓缩至原有的-半体积再冷冻至-5°C左右析出纯 白色产品(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸。
[0016] 有益效果
[0017] 本发明具有如下优点:
[0018] (1)在本发明以2-(3-羟基-1-金刚烷)-2_氧代乙酸为原料,喹啉型生物碱辛可 宁磺酸盐衍生物为手性诱导催化剂,对羟基苄胺为氨源,5%的氢氧化钠水溶液为溶剂制备 (s) -3-羟基金刚烷甘氨酸,具有反应条件温和、产品得率高、纯度高和对映体选择性高的特 点。
[0019] (2)本发明制备方法具有路线短、操作简便、无污染和易于工业化生产的特点,是 一种非常经济、简便的制备(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸的方法。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过实施例对本发明作进一步更详细的描述,但本发明并不局限于这些实施 例。
[0021] 喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐衍生物的制备:
[0022] 在250ml两口烧瓶中加入R为甲基的辛可宁(3. Ig)和溶剂三氯甲烷(50ml),搅 拌溶解并用冰水冷却到l〇°C以下,然后缓慢加入氯磺酸(1.2g)的三氯甲烷溶液,反应控制 在室温以下,搅拌反应,TLC监控反应完全,加入碳酸氢钠(3g)水溶液,搅拌3小时,减压蒸 除部分溶剂,然后再加入碳酸氢钠溶液进行分液,收集水相,减压蒸除部分水,冷却结晶,得 I. 3g 产品。MS(EI) :411. 14。
[0023] 1H NMR :1· 13-1. 50 (2H),1. 69-1. 78 (3H),2. 16 (IH),2. 60 (IH),2. 62 (IH), 3. 05 (IH),3. 11 (IH),3. 51 (IH),3. 60 (3H),3. 92 (IH),4. 90 (IH),4. 95 (IH),5. 49 (IH), 5. 72 (IH),7. 44 (IH),7. 46 (IH),7. 56 (IH),7. 92 (IH),8. 45 (IH)。
[0024] R为其他取代基的化合物按照类似方法制备得到。
[0025] 实施例1
[0026] 在250ml两口烧瓶中依次加入2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸
(20.0g, 89mmol)、R为甲基的喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐(0. 6g)、5%氢氧化钠水溶液60g和对羟基 苄胺(15. 4g,0. 125mol)混合物升温至40°C,反应12h后进行浓缩,用浓盐酸反应调节反应 液pH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行冷冻干燥得产品19. 69g,ee值 为 97. 1%,收率 98. 2%。
[0027] 实施例2
[0028] 在250ml两口烧瓶中依次加入2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸(20.0g, 89mmol)、R为正丁基的喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐(0. 8g)、5%氢氧化钠水溶液80g和对羟 基苄胺(15. 4g,0. 125mol),混合物升温至40°C,反应12h后进行浓缩,用浓盐酸反应调节反 应液pH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行冷冻干燥得产品19. 4g,ee值 为 98. 5%,收率 96. 8%。
[0029] 实施例3
[0030] 在250ml两口烧瓶中依次加入2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸(20.0g, 89mmol)、R为乙基的喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐(0. 6g)、5%氢氧化钠水溶液80g和对羟基 苄胺(15. 4g,0. 125mol),混合物升温至40°C,反应12h后进行浓缩,用浓盐酸反应调节反应 液pH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行冷冻干燥得产品19. 57g,ee值 为 96. 2%,收率 97. 6%。
[0031] 实施例4
[0032] 在250ml两口烧瓶中依次加入2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸(20.0g, 89mmol)、R为苄基的喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐(0. 8g)、5%氢氧化钠水溶液80g和对羟基 苄胺(21. 9g,0. 178mol),混合物升温至50°C,反应20h后进行浓缩,用浓盐酸反应调节反应 液pH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行冷冻干燥得产品19. 0g,ee值为 96. 0%,收率 95. 0%。
[0033] 实施例5
[0034] 在250ml两口烧瓶中依次加入2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸(20.0g, 89mmol)、R为邻氯苄基的喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐(0. 8g)、5%氢氧化钠水溶液80g和对 羟基苄胺(21. 9g,0. 178mol),混合物升温至50°C,反应20h后进行浓缩,用浓盐酸反应调节 反应液pH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行冷冻干燥得产品18. 4g,ee 值为95%,收率92. 3%。
[0035] 实施例6
[0036] 在250ml两口烧瓶中依次加入2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸(20.0g, 89mmol)、R为对氯苄基的喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐(0. 6g)、5%氢氧化钠水溶液70g和对 羟基苄胺(21. 9g,0. 178mol),混合物升温至50°C,反应20h后进行浓缩,用浓盐酸反应调节 反应液pH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行冷冻干燥得产品18. 9g,ee 值为93. 8%,收率94. 3%。
【主权项】
1. 一种(S)-3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法,其特征在于:以2-(3-羟基-1-金刚 烷)-2_氧代乙酸为原料,在氢氧化钠水溶液中,在手性催化剂和对羟基苄胺作用下,生成 (s) -3-羟基金刚烷甘氨酸,其中手性催化剂为喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐衍生物,结构如 下:在结构式中,R为Cp8的烷基,优选R为甲基、乙基、丙基和正丁基,C 6_1(|芳基,优选为取 代或未取代的苯基。2. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于氢氧化钠水溶液为5%氢氧化钠水溶 液。3. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于对羟基苄胺与2-(3-羟基-1-金刚 烷)-2-氧代乙酸的摩尔比为I : 1~10 : 1,优选为1.5 : 1~3 : 1,最优选为2 : 1。4. 根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于5%氢氧化钠水溶液用量为2-(3-羟 基-1-金刚烷)-2_氧代乙酸用量的2~30倍,最优选为4倍,按重量计。5. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐衍生物R 为Cl~C8的烷基,优选为甲基、乙基、丙基和正丁基。6. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应温度为25~90°C,优选为30~ 60°C,最优选为40~50°C。7. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应时间为2~48h,最优选为12h。8. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐衍生物R 为甲基。9. 一种(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法,其特征在于:在250ml两口烧瓶中依次 加入20.0 g 2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸、0.6g R为甲基的喹啉型生物碱辛可宁磺 酸盐、15.485%氢氧化钠水溶液608和对羟基苄胺混合物升温至40°〇,反应121!后进行浓 缩,用浓盐酸反应调节反应液pH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行冷冻 干燥得产品19.698,66值为97.1%,收率98.2%〇10. -种(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法,其特征在于:在250ml两口烧瓶中依 次加入20.0 g 2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸、0. Sg R为正丁基的喹啉型生物碱辛可 宁磺酸盐、15. 4g 5%氢氧化钠水溶液80g和对羟基苄胺,混合物升温至40°C,反应12h后进 行浓缩,用浓盐酸反应调节反应液PH值至6左右再冷冻至-5°C左右析出产品,抽滤后进行 冷冻干燥得产品19. 4g,ee值为98. 5%,收率96. 8% 〇
【专利摘要】本发明涉及一种(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸的制备方法,以2-(3-羟基-1-金刚烷)-2-氧代乙酸为原料,在氢氧化钠水溶液中,在手性催化剂和对羟基苄胺作用下,生成(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸,其中手性催化剂为喹啉型生物碱辛可宁磺酸盐衍生物,该制备方法,具有反应条件温和、产品得率高、纯度高和对映体选择性高的特点,其路线短、操作简便、无污染和易于工业化生产,是一种经济、简便的制备(s)-3-羟基金刚烷甘氨酸的方法。
【IPC分类】C07C227/32, C07C229/28, C07C227/08
【公开号】CN104892443
【申请号】CN201510161253
【发明人】宗乾收, 汪剑波, 宋熙熙, 邱观音生, 包琳, 缪程平, 张洋
【申请人】嘉兴学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月7日