專利名稱：4－羥基異亮氨酸的非對映異構(gòu)體和對映異構(gòu)體及其衍生物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是4-羥基異亮氨酸的非對映異構(gòu)體和對映異構(gòu)體及其衍生物的制備方法，這個術(shù)語覆蓋了采用本發(fā)明方法可以得到的類似物。本發(fā)明特別涉及(2S，3R，4S)-4-羥基異亮氨酸(縮寫為4-OH-iLeu)的制備方法。
4-OH-iLeu是一種從胡蘆巴籽中分離出來的天然產(chǎn)品，它符合下式A 這種產(chǎn)品尤其對II型糖尿病是活性的，但采用提取方法可以獲得的量不能滿足患有這類糖尿病的病人的需要。完全合成這種產(chǎn)品，補充這種不足因此是非常有意義的。
迄今已提出許多方法，但均被證明這些方法還不能在工業(yè)規(guī)模上開發(fā)利用。
本發(fā)明人成功解決了這個問題，并研制出一種方法，該方法由于選擇特定的反應(yīng)產(chǎn)物和特定的操作條件而包含減少的反應(yīng)步驟數(shù)。
這種方法能夠高收率獲得4-羥基異亮氨酸的非對映異構(gòu)體和對映異構(gòu)體及其衍生物。特別地，4-OH-iLeu達到的收率可以超過40％。有利地，這種方法還能夠合成4-羥基異亮氨酸的衍生物。
因此，本發(fā)明的目的是提供通式I的α-氨基酸的經(jīng)濟合成方法
式中R1和R2代表·氫原子或·R1或R2中的一個代表氫原子，另一個取代基是Ra基，酰基-CORa，特別是乙酰基，或官能團-COORa，-SO2Ra或-N(Ra，Rb)，其中Ra和Rb相同或不同，是任選被取代的直鏈或支鏈C1-C12烷基，任選被取代的芳基，該芳基含一個或多個芳環(huán)，包括5-8個C，或者芳烷基，該烷基取代基和芳基如上所定義，或·R1和R2二者均表示如前面定義的取代基，其特征在于該方法包括在直接得到式I衍生物或得到至少一種結(jié)構(gòu)III內(nèi)酯的條件下還原式II的異噁唑衍生物，其中該內(nèi)酯呈一種或多種外消旋形式或富含對映異構(gòu)體的混合物的形式 式中·Ra是如前面所定義的，和·R3代表氫原子或Ra，和·R4具有Ra的意義，氫原子除外， 接著在堿性條件下，在質(zhì)子溶劑或非質(zhì)子溶劑中，使所希望的該一種或多種內(nèi)酯開環(huán)，并且如果需要的話，分離所希望的形式。
一種選擇內(nèi)酯環(huán)開環(huán)的方法包括使用在THF中的LiOH。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，通過還原所述式II異噁唑衍生物得到所述結(jié)構(gòu)III內(nèi)酯，因此得到含有4種內(nèi)酯L-1、L-2、L-3和L-4的混合物應(yīng)指出，在式II異噁唑中R3代表氫原子的情況下，隨后在得到的中間產(chǎn)物中引入基團Ra。
根據(jù)一種實施方案，分離呈外消旋或?qū)τ钞悩?gòu)體純形式的該所希望的一種或多種內(nèi)酯。
根據(jù)所使用的催化劑和條件，可促進其中的一種內(nèi)酯和/或其中的一種對映異構(gòu)體的形成。在實驗部分給出說明性的實施例。
根據(jù)本發(fā)明，其中R1和/或R2代表氫原子的各種不同內(nèi)酯可被取代，尤其是烷基化、氨基甲?；?、磺酰化、?；绕涫且阴；?。為此特別使用了適當?shù)耐榛被柞；?、磺酰化或?；瘎?，有利的是用于合成乙酰基衍生物的乙酸酐?br> 根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)I的α-氨基酸衍生物制備方法的一個變化形式，式II的異噁唑被還原，其中ORa代表可氫解基團，例如芐基基團。當Ra不是芐基基團時，這個還原步驟在堿性介質(zhì)中進行。
如果希望的話，可分離在式II異噁唑衍生物的還原步驟中生成的中間產(chǎn)物。正如前面涉及內(nèi)酯時所指出的，其中R1和/或R2代表氫原子的產(chǎn)物可以被取代，特別是烷基化、氨基甲?；?、磺?；蝓；?，尤其是乙?；?。為此特別使用了適當?shù)耐榛?、氨基甲?；?、磺?；蝓；瘎?，有利的是用于合成乙酰基衍生物的乙酸酐。重要的是?yīng)指出，由于使用不同的催化劑，有可能富集給定非對映異構(gòu)體和/或?qū)τ钞悩?gòu)體形式的產(chǎn)物。
根據(jù)所采用的操作條件(在下文中表示為C-SH、C-SC、C-SE或C-SH，之后是C-HC或C-HE)的不同，這些產(chǎn)物是不同的(參見

圖1)。
因而，根據(jù)C-SH條件，操作例如是在乙醇/水介質(zhì)中進行的，向該介質(zhì)中添加NiR乙醇溶液和式II異噁唑衍生物，并用氫氣吹掃該混合物。
然后在室溫下在約1個大氣壓的氫氣壓力下攪拌該反應(yīng)介質(zhì)，得到衍生物IV和V，該衍生物例如可采用硅膠色譜法分離，其收率約80％ 本發(fā)明的一個變化形式是，有利地在酸性催化劑和脫水劑存在下，通過與式NH(R1，R2)的胺反應(yīng)，可直接由結(jié)構(gòu)VI化合物獲得式IV和V的化合物 回收4種內(nèi)酯L-1、L-2、L-3和L-4的混合物，如果需要的話，分離所希望的內(nèi)酯。
本發(fā)明的一個典型實施方案在于，通過在NiR/DABCO混合物的乙醇溶液中進行還原，來促進內(nèi)酯L-1的形成，而如果該反應(yīng)是在諸如乙醇中的Pd/C/DABCO或乙醇中的Pd/C/三乙胺這樣的系統(tǒng)中進行，則直接獲得C1-C2產(chǎn)物。
作為一種變化形式，根據(jù)C-HC條件，在C-SH步驟結(jié)束時，在一種溶劑中，在氫源(如乙醇中的Pd/C)存在下，在氫存在下，通過使V經(jīng)受還原催化劑的作用可得到化合物C-1和C-2 得到約70/30的C-1/C-2混合物，收率約為55％。
所需的內(nèi)酯混合物因而可通過C-CL法獲得。
為了主要得到內(nèi)酯L-2，有利地讓C-1在乙醇中受到NaBH4的作用。于是可以得到這種內(nèi)酯，其收率約75％，其余的是內(nèi)酯L-4。
通過使用向其中添加了催化劑溶液的乙醇和水的混合物進行操作，可以占優(yōu)勢地生成內(nèi)酯L-4，其中催化劑溶液例如是NiR在乙醇和C-1中的溶液。根據(jù)有利的處理條件，使該反應(yīng)混合物的溫度達到0℃，用氫氣吹掃，然后在氫氣壓力下進行攪拌。定量地得到4種內(nèi)酯L-1、L-2、L-3和L-4的混合物。例如可以采用HPLC分離內(nèi)酯L-4，其收率約為75％，余下的基本上由內(nèi)酯L-2構(gòu)成。
如前面所指出的那樣操作，但使用C-2，可以主要得到內(nèi)酯L-3。例如這時可以通過HPLC分離內(nèi)酯L-3，其收率約為75％，余下的基本上由內(nèi)酯L-1構(gòu)成。
作為一種變化形式，根據(jù)C-HE條件可以得到E-1和E-2化合物。
因而，使用IV或V可以合成E-2，其收率是至少90％。為此，有利地使用的反應(yīng)介質(zhì)含有均相還原催化劑，例如[Ru(p-cym)2Cl2]，手性配體或非手性配體，特別是甲苯磺酰化配體，如TsDPEN(單甲苯磺酰基二苯基乙二胺)，有機溶劑，三乙胺和氫源，如異丙醇或甲酸。
這時得到衍生物E-2，其收率約90％。
還可在NaBH4和CeCl3.7H2O存在下，通過在乙醇/水混合物中進行還原反應(yīng)而分別由V和IV來合成E-1或E-2。所需產(chǎn)物的收率約為95％。
通過還原作用，使用E-2和E-1可以分別主要得到內(nèi)酯L-1和L-4。優(yōu)選地，在大氣壓的氫氣下，把E-2與NiR放入乙醇中。得到L-1，其收率約75％，余下的由其它內(nèi)酯L-2、L-3和L-4構(gòu)成。為了主要得到L-4，操作同前，但使用E-1，收率是85％。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，讓羥基胺與下式VI的4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸衍生物反應(yīng)可以得到式II的異噁唑衍生物 更特別地使用呈鹽形式的羥基胺，并且該反應(yīng)在室溫下進行。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸衍生物是由下述酮VII和草酸酯衍生物VIII經(jīng)縮合作用得到的
在這些式中，R5代表烷基，例如乙基或甲基，烷芳基，乙烯基或取代的乙烯基；R4和Ra如前面所定義，Rc代表Ra所給出的意義，并且可以與Ra相同或不同。
在縮合步驟的一個實施方案中，所用的酮是2-丁酮。這時特別地與己-2-烯酸衍生物混合，可得到4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸衍生物，由其可得到4-羥基異亮氨酸，這些化合物在后面的步驟中分離。
在縮合步驟的另一個優(yōu)選實施方案中，使用的酮是丙酮(R4＝R5＝CH3)，這樣得到式VI的4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸衍生物，式中R3是氫原子，R4代表CH3。然后在堿和烷基化劑存在下，具體地通過烷基化反應(yīng)使這種化合物官能化。
在另一個優(yōu)選實施方案中，按照Baylis-Hillmann反應(yīng)操作，讓甲基乙烯基酮與乙醛酸酯IX進行反應(yīng)，接著或者進行異構(gòu)化步驟，或者進行雙鍵還原步驟，再氧化官能團OH，這樣可得到式VI的4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸(R3＝R4＝CH3)。
在過渡金屬催化劑的存在下，將生成的縮合產(chǎn)物異構(gòu)化成化合物X。

下述這些中間產(chǎn)物是新產(chǎn)物，因此，屬于本發(fā)明的范圍它們是式IV和V產(chǎn)物，式中R1和R2中的一個代表H，另一個不是H，它們相應(yīng)于如前面定義的C-1和C-2，而無論R1和R2怎樣，以及化合物E-1和E-2，其中的取代基如前面化合物IV和V所定義的，其中R代表R1和R2，以及產(chǎn)物E-1′和E-2′，式中R代表R1或R2，但不是H。
本發(fā)明非常具體地涉及根據(jù)一種方法的式A的4-OH-iLeu的制備，該方法包括下述步驟a)或者通過2-丁酮與草酸乙酯的反應(yīng)，或者通過甲基乙烯基酮與乙醛酸乙酯的縮合，接著無需純化即進行異構(gòu)化反應(yīng)或還原/氧化順序的反應(yīng)，從而合成式X的戊-2-烯酸酯 b)得到的戊-2-烯酸酯與羥基胺進行反應(yīng)，生成式XI的異噁唑衍生物 c)還原所得到的異噁唑衍生物，生成內(nèi)酯I-1至I-4，d)分離呈外消旋形式的內(nèi)酯I-1至I-4，接著，e)分離對映異構(gòu)體，通過使所述內(nèi)酯開環(huán)得到化合物A，和
f)內(nèi)酯環(huán)開環(huán)。
參照分別表示這些反應(yīng)流程圖的附圖1和2，通過下述實施例可得出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，這些反應(yīng)流程圖說明了使用式III的異噁唑衍生物得到下述內(nèi)酯的操作變化-內(nèi)酯L-1至L-4，-內(nèi)酯I-1至I-4。
實施例1式X的戊-2-烯酸衍生物的合成丁酮衍生陰離子與草酸二乙酯的縮合產(chǎn)物的官能化在室溫下，在無水乙醇(360mL)中讓金屬鈉(6.05g，260.00mmol，1.2當量)進行反應(yīng)直到金屬鈉全部消耗，由此制備乙醇化鈉溶液。然后在室溫下滴加丁酮(20.00mL，220.00mmol，1.0當量)。在室溫下反應(yīng)1小時后，在室溫下快速滴加草酸二乙酯(60.00mL，440.00mmol，2.0當量)。在反應(yīng)5分鐘后，將這種反應(yīng)介質(zhì)真空濃縮并干燥。反應(yīng)粗產(chǎn)物用飽和NaCl水溶液(800mL)稀釋，然后含水相用醋酸乙酯(3×900mL)提取。然后，這種含水相稀釋在醋酸乙酯(900mL)中。這種含水相在劇烈磁攪拌下用1N的HCl溶液酸化到pH6。分離出有機相，含水相用醋酸乙酯(3×900mL)提取。合并這些有機相，用MgSO4干燥，然后真空濃縮。反應(yīng)粗產(chǎn)物進行真空干燥，以分離收率30％得到2-羥基-3-甲基-4-氧-戊-2-烯酸乙酯和2-羥基-4-氧-己-2-烯酸乙酯的混合物，其比為90∶10，以及未測定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，其反應(yīng)性與產(chǎn)物X相同(m＝11.4g)。
*通過用NaCl(飽和)洗滌，然后用醋酸乙酯提取，從而將生成的己酸衍生物與化合物X分離。
產(chǎn)物X是通過將含水相酸化到pH6，再用醋酸乙酯提取后回收的。
*洗滌操作后化合物X的收率為30％。
丙酮衍生陰離子與草酸二乙酯的縮合產(chǎn)物的官能化在堿性介質(zhì)中丙酮與草酸二乙酯進行縮合。之后引入氮基團和甲基。
用羥基胺鹽酸鹽使式中Ra＝CH2CH3，R3＝H和R4＝CH3的式VI化合物官能化，得到化合物IV，式中Ra＝CH2CH3，R1＝H，R2＝OH，R3＝H和R4＝CH3，它然后進行甲基化反應(yīng)，得到同樣的化合物，但R3＝CH3。
2-羥基-4-氧-戊-2-烯酸乙酯在安裝滴液漏斗和槳式攪拌器的2升三頸圓底燒瓶中，在室溫下，在無水乙醇(800mL)中讓金屬鈉(7.74g，340.00mmol，1.2當量)進行反應(yīng)，直到消耗全部的金屬鈉，由此制備出乙醇鈉溶液。然后，在室溫下滴加草酸二乙酯(37.20mL，280.00mmol，1.0當量)在丙酮(10.30mL，280.00mmol，1.0當量)中的溶液。這種反應(yīng)介質(zhì)保持劇烈攪拌2小時。該反應(yīng)介質(zhì)然后進行真空濃縮。反應(yīng)粗產(chǎn)物稀釋在水(200mL)中。往其中添加冰(100g)，再分小份添加濃硫酸(28mL)直到得到橙色透明溶液。如此得到的含水相用醋酸乙酯(3×300mL)提取。合并有機相，用MgSO4干燥，然后真空濃縮。其反應(yīng)粗產(chǎn)物真空干燥，定量得到期望的產(chǎn)物(m-44.71g)。
甲基乙烯基酮與乙醛酸乙酯的Baylis-Hillmann反應(yīng)讓這種縮合化合物進行雙鍵還原步驟，接著無需純化即進行羥基官能團的氧化反應(yīng)。
縮合反應(yīng)往甲基乙烯基酮(5mL，50mmol，1當量)的無水二噁烷(30mL)的溶液中添加50％乙醛酸乙酯的甲苯(14.2mL，60mmol，1.2當量)溶液，然后添加DABCO(600mg，0.09當量)。這種反應(yīng)混合物在室溫下攪拌24小時。然后加入10％HCl溶液(20mL)進行中和，用醋酸乙酯(2×30mL)提取。合并有機相，用MgSO4干燥，然后真空濃縮?；厥辗磻?yīng)產(chǎn)物，其收率高于90％。
還原在250ml單頸燒瓶中，置于氬氣下，將α，β-不飽和酮(8g，4.65×10-2mol)溶于200ml乙醇中，然后，把Pd/CaCO3(1.6g，0.2當量)加到這種混合物中。這個系統(tǒng)用氫氣吹掃，再在室溫下，在氫氣壓力下持續(xù)攪拌3小時30分鐘。
這種反應(yīng)介質(zhì)用Célite_過濾，濾液在減壓下進行濃縮。
如此得到的反應(yīng)介質(zhì)無需純化直接參與氧化步驟。
氧化在已進行火焰處理并置于氬氣下的250ml單頸燒瓶中，將DMSO(2.6mol，3.7×10-2mol)的CH2Cl2(120ml)溶液冷卻到-60℃，然后添加三氟乙酸酐(6.42ml，3.3×10-2mol)。在-60℃攪拌10分鐘后，滴加稀釋在最少量CH2Cl2(12ml)中的醇溶液(2g，1.15×10-2mol)。
這種反應(yīng)介質(zhì)在-60℃下攪拌2小時，然后滴加三乙胺(7.85ml，7.5×10-2mol)。
這個系統(tǒng)在-60℃下再攪拌2小時，然后再回升到室溫。
添加0.2M KCl+NaOH，pH＝12緩沖液(25ml)。
該緩沖液的制備方法25ml 0.2M KCl(373mg+25mlH2O)+6ml 0.2M NaOH(2ml 1M NaOH+8ml H2O)。
用CH2Cl2(2×20ml)提取含水相，然后將有機相用MgSO4干燥，在減壓下再濃縮，并采用硅膠柱色譜分離(系統(tǒng)7/3己烷/醋酸乙酯)。
分離出產(chǎn)物X(1.5g)，其收率75％。
分析化合物X2-羥基-3-甲基-4-氧-戊-2-烯酸乙酯C8H12O4TLCRf＝0.4(20∶80 AcOEt/己烷).
1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.36(s，6H)，1.97(s，3H)，2.23(s，3H)，4.23(m，4H).
13C NMR(CDCl3，50MHz)δ(ppm)11.2；13.7；25.4；61.7；106.8；162.9；168.4；200.5IR(νin cm-1)3452(OH)，3054，2987，1731(C＝O)，1264，742，703.
MS(CI)m/z[M+H]+＝173.
Tb＝98℃；0.5毫巴無色油2-羥基-4-氧-己-2-烯酸乙酯C8H12O4TLCRf＝0.4(20∶80 AcOEt/己烷)1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.11(t，3J＝7.6Hz，3H)，1.31(t，3J＝7.1Hz，3H)，2.47(q，3J＝7.6Hz，3H)，4.28(q，3J＝7.1Hz，3H)，6.31(s，1H).
13C NMR(CDCl3，75MHz)δ(ppm)8.37；23.8；34.1；62.3；101.2；162.0；165.7；200.5.
IR(νin cm-1)3452(OH)，3054，2987，1739(C＝O)，1264，742，706.
MS(CI)m/z[M+H]+＝173.
無色油2-羥基-4-氧-戊-2-烯酸乙酯C7H10O4TLCRf＝0.5(50∶50 AcOEt/己烷).
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.35(t，3J＝7.2Hz，2H)，2.24(s，3H)；4.32(q，t，3J＝7.2Hz，2H)，6.36(s，1H).
13C MNR(CDCl3，50MHz)δ(ppm)13.7；27.2；62.2；101.8；161.7；166.7；199.8.
IR(νin cm-1)3561(OH)，2987，1739(C＝O)，1643(C＝C)，1602，1465，1419，1370，1269，1212，1119，1018，910，776，732.
MS(CI)m/z[M+NH4]+＝176.
無色液體實施例2異噁唑XI體系的形成操作方式在250mL雙頸圓底燒瓶中，制備20mmol化合物X在1/1無水乙醇/無水四氫呋喃混合物(總體積＝54mL)中的溶液。該混合物在氬氣下進行劇烈攪拌。在三小時內(nèi)分份(十來份)添加1.6g羥基胺鹽酸鹽。這種混合物在室溫下放置27小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物稀釋在180mL二氯甲烷和110mL飽和氯化鈉溶液中，然后，用二氯甲烷(2×110mL)提取含水相。合并有機相，用硫酸鎂干燥，然后真空濃縮，得到化合物XI，其分離收率80％。
分析化合物XI1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.36(t，3H)，2.07(s，3H)，2.33(s，3H)，4.37(q，2H)13C NMR(CDCl3，50MHz)δ(ppm)7.3，10.6，14.1，61.6，111.2，154.7，160.9，167.4MS(CI)m/z[M+H]+＝17OGC/MS tR＝8.17分鐘實施例3異噁唑體系的中間產(chǎn)物的合成和還原(參見圖2流程圖)制備Raney鎳在乙醇中的溶液(溶液A)將市售的Raney鎳在水中的溶液以4200轉(zhuǎn)/分的速度離心處理5分鐘。
除去上清液，固體用蒸餾水洗滌，然后再進行離心處理。
這個洗滌循環(huán)重復5次，然后用乙醇替換水，在5個洗滌和除去上清液的循環(huán)后得到Raney鎳體積5mL(約10g)。
這時，將這個體積的Raney鎳分散在50mL乙醇中，得到Raney鎳在乙醇中的溶液A。
乙?；僮鞣绞绞褂肏-1，H-2合成H-1′，H-2′在單頸圓底燒瓶中，H置于70℃的醋酸酐(濃度0.45M)中五小時。真空蒸發(fā)醋酸酐，反應(yīng)粗產(chǎn)物在硅膠上利用己烷/醋酸乙酯(8/2)洗脫劑進行過濾。
得到的產(chǎn)物H′在醚/己烷混合物中進行冷結(jié)晶，其收率是90％。
使用I-1、I-2合成I-1′、I-2′以及使用c-1、c-2合成c-1′、c-2′在單頸圓底燒瓶中，在室溫下，將I或c置于醋酸酐(濃度0.45M)中一小時。真空蒸發(fā)醋酸酐，反應(yīng)粗產(chǎn)物在硅膠上利用己烷/醋酸乙酯(8/2)洗脫劑進行過濾。分離出純產(chǎn)物I′或c′，收率是98％。
反應(yīng)條件C-SL
通過還原XI合成內(nèi)酯I-1至I-4，主要得到I-2在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇和水的等體積混合物(1mL)、Raney鎳在乙醇(100μL)中的溶液A和XI(30mg，1當量，1.76×10-4mol)。整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。
這種介質(zhì)在室溫與氫氣壓力(1atm)下攪拌12小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，定量得到四種內(nèi)酯的混合物。
采用在硅膠柱上的HPLC分離出內(nèi)酯I-2(4-羥基異亮氨酸的內(nèi)酯)，收率40％。
通過還原XI合成內(nèi)酯I-1至I-4，主要得到I-1在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇(1mL)、DABCO(10mg)、Raney鎳在乙醇(100μL)中的溶液A和XI(30mg，1當量，1.76×10-4mol)。整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。
這種介質(zhì)在室溫與氫氣壓力(1atm)下攪拌48小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，定量得到四種內(nèi)酯的混合物。
采用在硅膠柱上的HPLC分離出內(nèi)酯I-1，收率60％。
通過還原XI合成內(nèi)酯I-1至I-4，主要得到I-4在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇和水的等體積混合物(1mL)、Raney鎳在乙醇(100μL)中的溶液A和XI(30mg，1當量，1.76×10-4mol)。整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。
這種介質(zhì)在55℃與氫氣壓力(1atm)下攪拌12小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite_過濾，定量得到四種內(nèi)酯的混合物。
采用在硅膠柱上的HPLC分離出內(nèi)酯I-4，收率40％。
通過上面得到的不同粗產(chǎn)物的乙?；饔煤铣沙鰞?nèi)酯I-1′、I-2′、I-3′和I-4′(參見第14頁乙酰化操作方式)。
反應(yīng)條件C-SH通過還原化合物XI合成H-2在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇(1mL)、水(50μL)、Raney鎳在乙醇(100μL)中的溶液A和化合物XI(30mg，1當量，1.76×10-4mol)。整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。
這種介質(zhì)在室溫與氫氣壓力(1atm)下攪拌24小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用硅膠柱色譜純化，并且H-2被分離，其收率80％。
反應(yīng)條件C-SC通過還原化合物XI合成c-1和c-2
在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇(1mL)、三乙胺(50μL)、披鈀炭(6mg)和化合物XI(30mg，1當量，1.76×10-4mol)。
整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。這種介質(zhì)在室溫與氫氣壓力(1atm)下攪拌48小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，得到70/30的兩種非對映異構(gòu)體的混合物。
得到兩種非對映異構(gòu)體c-1和c-2，其收率70％。
通過上面得到的不同粗產(chǎn)物的乙?；饔煤铣苫衔颿-1′和c-2′(參見第14頁乙?；饔貌僮鞣绞?。
反應(yīng)條件，C-HL通過還原化合物H-2′合成I-1′、I-2′、I-3′和I-4′在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇和水的等體積混合物(300μL)、Raney鎳在乙醇(50μL)中的溶液A和H-2′(10mg，1當量，0.6×10-4mol)。整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。
這種介質(zhì)在室溫與氫氣壓力(1atm)下攪拌12小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite_過濾，定量得到四種內(nèi)酯的混合物。
采用在硅膠柱上的HPLC分離出內(nèi)酯I-1′、I-2′、I-3′和I-4′，其比例如下
反應(yīng)條件C-He
使用H-1′或H-2′合成e-2′在預(yù)先已進行火焰處理的管中，在氬氣下，含有3mg[Ru(p-cym)2Cl2](5％mol)、甲苯磺酰化的配體TsDPEN(1.05當量/Ru)，溶劑iPrOH(136μL)和三乙胺(6.2μL)的反應(yīng)介質(zhì)在80℃加熱二小時。然后，該介質(zhì)在氬氣下進行蒸發(fā)，任其回到室溫。
將這種起始基料(40mg)溶于HCOOH/Et3N(5/2)(92μL)中，整個裝入有催化劑的管中，在室溫下17小時00分鐘。反應(yīng)粗產(chǎn)物在真空下蒸發(fā)，再在硅膠上利用醋酸乙酯進行過濾，分離產(chǎn)物e-2′，其收率90％。
使用H-1′合成e-1′或者使用H-2′合成e-2′在氬氣與-15℃下，在雙頸圓底燒瓶中，將該起始基料放入乙醇/水(1/1.5)混合物中。添加1.5當量NaBH4和1當量CeCl3.7H2O，并將這種介質(zhì)攪拌15分鐘。加幾滴丙酮以中和過量的NaBH4。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物稀釋在醚和飽和氯化鈉溶液中，然后用醚提取含水相三次。合并有機相，用硫酸鎂干燥，然后真空濃縮得到分離收率95％。
反應(yīng)條件C-Hc使用H-2合成c-1和c-2在Pd/C(10質(zhì)量％)和乙醇(0.1M)存在下，在室溫下將H-2置于40巴氫氣下27小時。其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，并進行真空蒸發(fā)。得到的收率為55％，c-1/c-2之比為70/30。
使用H-2′合成c-1′和c-2′H-2′置于具有10質(zhì)量％Pd/C的乙醇(0.1M)中，在大氣壓力的氫氣下24小時00分鐘。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，并進行真空蒸發(fā)。得到1/1的c-1′和c-2′混合物，其收率98％。根據(jù)前面描述的方法采用HPLC分離c-1′和c-2′。
反應(yīng)條件C-eL使用e-2′合成I-1′在大氣壓力的氫氣下，e-2′置于具有市售Raney鎳的乙醇(0.1M)中。其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，并進行真空蒸發(fā)。得到I-1′，其收率75％。余下的25％是I-2′、I-3′和I-4′的混合物。
使用e-1′合成I-4′在大氣壓力的氫氣下，把e-1′放到具有市售Raney鎳的乙醇(0.1M)中15小時00分鐘。其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，并進行真空蒸發(fā)。分離出I-4′，其收率85％，余下15％是乙?；膬?nèi)酯I-2′。
反應(yīng)條件C-cL使用c-1′合成I-2′在NaBH4(2當量)存在下，把c-1′放到乙醇(0.1M)中于0℃下一小時。其反應(yīng)粗產(chǎn)物稀釋在醋酸乙酯和水中。含水相用醋酸乙酯提取三次。合并有機相，用硫酸鎂干燥，然后真空濃縮，得到乙?；膬?nèi)酯I-2′，其收率75％。余下25％是內(nèi)酯I-4′。
使用c-1′合成I-4′在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇和水的等體積混合物(300μL)、Raney鎳在乙醇(50μL)中的溶液A和c-1′(10mg，1當量，0.6×10-4mol)。整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。
這種介質(zhì)在室溫與氫氣壓力(1atm)下攪拌12小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite_過濾，定量得到四種內(nèi)酯的混合物。
采用在硅膠柱上的HPLC分離出內(nèi)酯I-4′，收率75％。余下25％是內(nèi)酯I-2′。
使用c-2′合成I-3′在5ml單頸圓底燒瓶中，加入乙醇和水的等體積混合物(300μL)、Raney鎳在乙醇(50μL)中的溶液A和c-2′(10mg，1當量，0.6×10-4mol)。整個冷卻到0℃，然后用氫氣吹掃。
這種介質(zhì)在室溫與氫氣壓力(1atm)下攪拌12小時。
其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite_過濾，定量得到四種內(nèi)酯的混合物。采用在硅膠柱上的HPLC分離出內(nèi)酯I-3′，收率75％。余下25％是內(nèi)酯I-1′。
反應(yīng)條件I-HH使用H-2′合成H-1′在預(yù)先進行火焰處理的管中，在氬氣下，含有3mg[Ru(p-cym)2Cl2](5％mol)、甲苯磺?；呐潴wTsDPEN(1.05當量/Ru)，溶劑iPrOH(136μL)和三乙胺(6.2μL)的反應(yīng)介質(zhì)在80℃加熱二小時。然后該介質(zhì)在氬氣下進行蒸發(fā)，任其回到室溫。把H-2′加到生成催化劑的乙醇(1.1M)中，該介質(zhì)置于室溫下27小時00分鐘。反應(yīng)粗產(chǎn)物在真空下蒸發(fā)，再在硅膠上利用醋酸乙酯進行過濾，得到H-1′，其收率60％。
反應(yīng)條件I-cc使用c-2′合成c-1′把c-2′放入具有15當量三乙胺的乙醇(0.1M)中，在80℃下24小時00分鐘。其反應(yīng)粗產(chǎn)物在真空下蒸發(fā)，分離出c-1′，其收率55％。
HPLC條件分離四種內(nèi)酯I-1′、I-2′、I-3′和I-4′采用HPLC分離四種內(nèi)酯I-1′、I-2′、I-3′和I-4′。
HPLC(Gynko tek Gina 50)和ZORBAX SIL 4.6 MM IDx25cm柱，使用95/05己烷/乙醇混合物作為洗脫劑，流量8mL/分。
分離內(nèi)酯I-2′的兩種對映異構(gòu)體采用手性HPLC分離兩種對映異構(gòu)體。
HPLC(Shimadzu)和CHIRALPAK AS柱，使用95/05己烷/乙醇混合物作為洗脫劑。
分析GC/MS分析均在同類型的設(shè)備上進行。
GC/MS(Shimadzu GCMS-QP5050A)柱SGE CAPILLARY Silica 25m×0.2mm PBXS 5 0.25載氣氦，流量29ml/分鐘；壓力118kPa。
程序界面260℃
柱80℃檢測器320℃在80℃下2分鐘，然后以10℃/分升溫。
HPLC分析均在相同類型的設(shè)備上進行。
HPLC(Gynkotek Gina 50)和柱ZORBAX SIL 4.6 MM ID×25cm洗脫劑95/05己烷/乙醇。流量8mL/分。
H-1′1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.25(t，3H)，1.88(s，3H)，2.09(s，3H)，2.32(s，3H)，4.18(q，2H)，7.52(s，1H)MS(CI)m/z[M+H]+＝214GC/MS tR＝12.15分鐘H-2′1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.33(t，3H)，1.91(s，3H)，2.10(s，3H)，2.26(s，3H)，4.37(q，2H)，11.85(s，1H)13C NMR(CDCl3，75MHz)δ(ppm)13.8，14.7，23.5，29.7，62，110.1，139.1，164.2，168.2，203.8MS(CI)m/z[M+H]+＝214GC/MS tR＝12.15分鐘H-21H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.36(t，3H)，2.07(s，3H)，2.24(s，3H)，4.32(q，2H)，7.51(s，1H)13C NMR(CDCl3，75MHz)δ(ppm)14，14.9，29.3，62，103.4，145.3，165，202MS(CI)m/z[M+H]+＝172GC/MS tR＝9.38分鐘c-11H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.16(d，3H)，1.24(t，3H)，2.17(s，3H)，2.92(m，1H)，3.53(d，1H)，4.16(q，2H)13C NMR(CDCl3，50MHz)δ(ppm)13.3，14.1，28.8，50.3，56.8，61，174.4，210.2MS(CI)m/z[M+H]+=174GC/MS tR＝7.50分鐘c-21H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.11(d，3H)，1.25(t，3H)，2.20(s，3H)，2.92(m，1H)，3.86(d，1H)，4.16(q，2H)13C NMR(CDCl3，50MHz)δ(ppm)10.8，14.1，28.2，49.6，55.3，61.2，174.2，209.8MS(CI)m/z[M+H]+＝174GC/MS tR＝7.60分鐘c-1′1H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.20(d，3H)，1.23(t，3H)，2.05(s，3H)，2.20(s，3H)，3.36(m，1H)，4.15(q，2H)，4.84(m，1H)，6.47(d，1H)MS(CI)m/z[M+H]+＝216GC/MS tR＝11.02分鐘c-2′1H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.16(d，3H)，1.26(t，3H)，1.99(s，3H)，2.23(s，3H)，3.07(m，1H)，4.19(q，2H)，4.84(m，1H)，6.31(d，1H)MS(CI)m/z[M+H]+＝216GC/MS tR＝11.50分鐘e-1′1H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.47(d，3H)，2.10(s，3H)，2.15(s，3H)，4.92(q，1H)，7.31(s，1H)MS(CI)m/z[M+H]+＝170e-2′1H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.23(d，3H)，1.29(t，3H)，2.03(s，3H)，2.08(s，3H)，3.64(s，1H)，4.22(q，2H)，4.58(m，1H)，7.61(s，1H)13C NMR(CDCl3，75MHz)δ(ppm)13.6，14.1，19.5，23，61.2，67.5，121.6，146.1，165.2，170.2MS(CI)m/z[M+H]+＝216e-11H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.4(d，3H)，1.84(s，3H)，3.39(s，3H)，4.79(q，1H)
MS(CI)m/z[M+H]+＝128GC/MS tR＝7.59分鐘l-1′1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.22(d，3H)，1.44(d，3H)，2.02(m，1H)，2.08(s，3H)，4.16(m，1H)，4.53(m，1H)MS(CI)m/z[M+H]+＝172HPLCtR＝27分鐘l-2′1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)0.96(d，3H)，1.46(d，3H)，2.08(s，3H)，2.67(m，1H)，4.41(m，1H)，4.76(m，1H)MS(CI)m/z[M+H]+＝172HPLCtR＝23.5分鐘l-3′1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)1.16(d，3H)，1.32(d，3H)，2.07(s，3H)，2.55(m，1H)，3.07(m，1H)，4.19(q，2H)，4.84(m，1H)，6.31(d，1H)MS(CI)m/z[M+H]+＝172l-4′1H NMR(CDCl3，200MHz)δ(ppm)0.80(d，3H)，1.38(d，3H)，2.09(s，3H)，2.94(m，1H)，4.56(m，1H)，4.70(m，2H)MS(CI)m/z[M+H]+＝172
HPLCtR＝19分鐘l-1MS(CI)m/z[M+H]+＝130GC/MStR＝5.7分鐘l-2MS(CI)m/z[M+H]+＝130GC/MStR＝6.22分鐘l-3MS(CI)m/z[M+H]+＝130GC/MStR＝6.40分鐘l-4MS(CI)m/z[M+H]+＝130GC/MStR＝6.69分鐘由化合物X制備化合物IV(R1＝H，R2＝芐基，R3＝甲基和R4＝甲基)的變化方案把化合物X放入雙頸圓底燒瓶中，瓶中具有在無水乙醇中的活性分子篩。在三小時內(nèi)分份(十來份)添加芐基胺鹽酸鹽。該混合物在室溫下攪拌24小時。其反應(yīng)粗產(chǎn)物用célite過濾，然后稀釋在二氯甲烷中。有機相用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，然后用水洗滌。該有機相用硫酸鎂干燥，然后真空濃縮。粗產(chǎn)物采用硅膠色譜法純化，其收率50％。
分析1H NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)1.27(t，3H)，1.82(s，3H)，2.17(s，3H)，4.27(q，2H)，4.32(d，2H)，7.31(m，5H)13C NMR(CDCl3，50 MHz)δ(ppm)13.9，14.9，28.6，48.9，61.7，97.3，127.2，127.5，128.6，137.9，153.0，164.2，199.7MS(CI)m/z[M+H]+＝261化合物H-2′非對稱還原成化合物c-1′和c-2′的實施例*催化劑的制備在預(yù)先吹掃(真空-氬氣)的Schlenk管中，在氬氣下在乙醇中裝入催化劑及其配體。攪拌約二十分鐘，直到得到透明的介質(zhì)。
*還原把基料加到帶磁棒的壓力釜中，在氬氣下加入前面制備的溶液。反應(yīng)介質(zhì)在50巴的氫氣下攪拌17小時。
蒸去甲醇，添加二氯甲烷。添加活性炭，并再攪拌混合物約15分鐘。用Célite_過濾該介質(zhì)并蒸發(fā)。得到的粗產(chǎn)物采用硅膠柱色譜法進行純化。
權(quán)利要求
1.通式I的4-羥基異亮氨酸的非對映異構(gòu)體和對映異構(gòu)體及其衍生物的制備方法 式中R1和R2代表.氫原子或.R1或R2中的一個代表氫原子，另一個取代基是Ra基，?；?CORa，特別是乙酰基，或官能團-COORa，-SO2Ra或-N(Ra，Rb)，其中Ra和Rb相同或不同，是任選被取代的直鏈或支鏈C1-C12烷基，任選被取代的芳基，該芳基含一個或多個芳環(huán)，包括5-8個C，或者芳烷基，該烷基取代基和芳基如上所定義，或.R1和R2二者均表示如前面定義的取代基，其特征在于該方法包括在直接得到式I衍生物或得到至少一種結(jié)構(gòu)III內(nèi)酯的條件下還原式II的異噁唑衍生物，其中該內(nèi)酯呈一種或多種外消旋形式或富含對映異構(gòu)體的混合物的形式 式中.Ra是如前面所定義的，和.R3代表氫原子或Ra，和.R4具有Ra的意義，氫原子除外， 接著在堿性條件下，在質(zhì)子溶劑或非質(zhì)子溶劑中，使所希望的該一種或多種內(nèi)酯開環(huán)，并且如果需要的話，分離出所希望的形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于借助在THF中的LiOH使內(nèi)酯環(huán)開環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于通過還原所述式II異噁唑衍生物得到結(jié)構(gòu)III的內(nèi)酯，因此得到含有四種內(nèi)酯L-1、L-2、L-3和L-4的混合物
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在式II異噁唑中R3代表氫原子的情況下，基團Ra隨后被引入到所獲得的中間產(chǎn)物中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于分離呈外消旋或?qū)τ钞悩?gòu)體純形式的該所希望的一種或多種內(nèi)酯，其中的一種內(nèi)酯和/或其中的一種對映異構(gòu)體的獲得是通過所使用的催化劑和條件來促進的。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于其中R1和/或R2代表氫原子的內(nèi)酯被取代，特別地被烷基化、氨基甲酰化、磺酰化或?；绕涫且阴；?。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于它包括還原式II異噁唑，其中ORa代表可氫解基團，例如芐基，當Ra不是芐基時，這個還原步驟在堿性介質(zhì)中進行。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于分離在式II異噁唑衍生物還原步驟期間形成的中間產(chǎn)物。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在添加Raney鎳乙醇溶液和式II異噁唑衍生物的乙醇/水介質(zhì)中進行操作，并用氫氣吹掃，該反應(yīng)介質(zhì)然后在室溫與約1大氣壓的氫氣壓力下進行攪拌，得到衍生物IV和V 另外，直接使用下式VI化合物也可以得到化合物IV和V
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在一種溶劑中，在氫源存在下，讓化合物V經(jīng)受還原催化劑的作用。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在有機溶劑，三乙胺和氫源存在下，讓化合物IV或V經(jīng)受手性或非手性配體的均相還原催化劑的作用，或者另外地，在NaBH4和CeCl3.7H2O存在下，在乙醇/水混合物中，讓化合物IV或V進行還原反應(yīng)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于通過羥基胺與下式VI的4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸衍生物反應(yīng)得到式II異噁唑衍生物
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于通過下式酮VII與草酸酯衍生物VIII縮合得到4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸衍生物 在這些式中，R5代表烷基如乙基或甲基，烷芳基，乙烯基或取代乙烯基，R4和Ra具有如前面定義的意義，Rc具有Ra所給出的意義，并且可以與Ra相同或不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所用的酮是丁酮。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所用的酮是丙酮，這樣得到式VI的4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸衍生物，其中R3是氫原子，R4代表CH3。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于按照Baylis-Hillmann反應(yīng)操作，讓甲基乙烯基酮與式IX的乙醛酸酯進行反應(yīng)，接著在過渡金屬催化劑存在下進行異構(gòu)化成化合物VI的步驟，從而得到式VI的4-酮基-2-羥基-2-丁烯酸
17.制備(2S，3R，4S)-4-羥基異亮氨酸的方法，其特征在于該方法包括下述步驟a)或者通過丁酮與草酸乙酯的反應(yīng)，或者通過甲基乙烯基酮與乙醛酸乙酯的縮合，接著無需純化即進行異構(gòu)化反應(yīng)或還原/氧化順序的反應(yīng)，從而合成式X的戊-2-烯酸酯 b)得到的戊-2-烯酸酯與羥基胺進行反應(yīng)，生成式XI的異噁唑衍生物 c)還原所得到的異噁唑衍生物，生成內(nèi)酯I-1至I-4， d)分離呈外消旋形式的內(nèi)酯I-1至I-4，接著，e)分離對映異構(gòu)體，通過使所述內(nèi)酯開環(huán)得到化合物A，和f)內(nèi)酯環(huán)開環(huán)。
18.作為新產(chǎn)物，*式IV和V的中間體化合物 式中R1和R2中的一個代表H，另一個不是H，*相應(yīng)于下式C-1和C-2的化合物 這些取代基如前面所定義，而不論R1和R2如何，*符合下式的化合物E-1和E-2， 其中這些取代基如上述涉及式IV和V的定義。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通式(I)的4－羥基異亮氨酸的非對映異構(gòu)體和對映異構(gòu)體及其衍生物的制備方法，其特征在于該方法包括在直接得到式(I)衍生物或得到至少一種結(jié)構(gòu)(III)內(nèi)酯的條件下(該內(nèi)酯呈一種或多種外消旋形式或富含對映異構(gòu)體的混合物的形式)還原式(II)異噁唑衍生物，接著在堿性條件下，在非質(zhì)子溶劑或質(zhì)子溶劑中，使所希望的該一種或多種內(nèi)酯開環(huán)，并且如果需要的話，分離所希望的形式。本發(fā)明特別適用于制備(2S，3R，4S)－4－羥基異亮氨酸。
文檔編號C07C227/32GK1735589SQ200380108166
公開日2006年2月15日 申請日期2003年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者C·米奧斯考夫斯基, A·瓦格納, S·德拉莫馬林, C·卡塔拉, J-M·貝希特 申請人:國家科研中心, 路易斯·巴斯德大學