專利名稱：替莫唑胺和類似物的合成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于合成替莫唑胺(Temozolomide)抗癌化合物和類似物的新方法和可用于該新方法的中間體。
背景技術(shù)：
替莫唑胺，3-甲基-8-氨基羰基-咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪-4(3H)-酮，是已知的抗癌藥；參見例如Stevens等，J.Med.Chem.1984，27，196-201和Wang等，J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1994，1687-1688。其具有通式 在美國專利號5,260,291(Lunt等)中描述了該化合物以及具有大致類似活性的化合物，例如在3-位的高級烷基類似物。
通過描述于J.Med.Chem.1984，27，196-201中的方法合成I可以簡單地描述如下雖然作者提到異氰酸甲酯到通式(B)化合物的環(huán)加成作用可以經(jīng)由兩種不同的中間體進行方案I 在該方法中，5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺(A)被轉(zhuǎn)化為5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)，其然后與異氰酸甲酯在二氯甲烷中環(huán)化，高產(chǎn)率地得到臨床級替莫唑胺。然而，該方法要求分離不穩(wěn)定的和潛在危險的5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)。此外，異氰酸甲酯是處理和運輸困難的試劑，特別是在工業(yè)規(guī)模，并且實際上在工業(yè)制造中是盡量避免的。此外，異氰酸甲酯的環(huán)加成作用需要很長的反應(yīng)時間J.Med.Chem.1984，27，196-201中的表I建議20天。
通過描述于J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1994，1687-1688中的二步方法生產(chǎn)I提供低的從5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺(A)的總產(chǎn)率低于20％(未優(yōu)化的-經(jīng)由5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)為大約17％和經(jīng)由5-氨基-N1-(乙氧基羰基甲基)-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺(C)為大約15％)方案II 此外，不穩(wěn)定的5-重氮基-1H-咪唑-4-羧酰胺(B)仍然必須在將其用作中間體的該方法的支線中分離。
因此，存在對這樣一種合成方法的需要，其特別是在工業(yè)規(guī)模上更方便并且提供良好的臨床級替莫唑胺的產(chǎn)率，或者改進用于上述方法的中間體的制備或者使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施方案提供用于制備以下通式的替莫唑胺和其低級烷基類似物的方法 其中R是碳原子數(shù)為1到6的烷基基團，該方法包括(a)將以下通式的化合物重氮化 其中R如以上定義；和Pg”是易于通過水解或者氫解除去的二價保護基；或者兩個易于通過水解或者氫解除去的單價保護基Pg；或者易于通過水解或者氫解除去的大的單價保護基Pg以及氫原子；和然后(b)將得到的以下通式的化合物
其中Pg”如以上定義，進行水解或者氫解。
步驟(a)優(yōu)選在具有亞硝酸源的含水有機溶液中、尤其是在有機酸例如低級鏈烷酸、特別是乙酸的水溶液中進行?？梢源嬖谂c水可混溶的溶劑例如低級鏈烷醇、THF和DMF。亞硝酸源優(yōu)選是無機的，例如亞硝酸的堿金屬鹽、最優(yōu)選亞硝酸鈉。所述反應(yīng)優(yōu)選在有利于正確的環(huán)化方向的試劑例如LiCl存在下進行。
步驟(b)優(yōu)選通過用強無機酸例如濃HCl或者HBr、或者HClO4、CF3SO3H、或者MeSO3H、或者特別是濃硫酸于例如-20到50℃的中等溫度進行水解來進行。在尤其優(yōu)選的實施方案中，易除去的保護基是1，1-二甲基乙基基團(叔丁基)以及氫原子。其體積也有利于正確的環(huán)化方向。
本發(fā)明也提供可用于制備替莫唑胺的新中間體，尤其是通式II、III、VI、V和VI的化合物和其鹽 Pg″N.CO.C(:NOH).CN IV，Pg″N.CO.CH(NH2).CN V，和Pg″N.CO.CH(N:Ar).CN VI，其中Pg”是如以上定義的保護基，特別是這樣的化合物，其中Pg”是1，1-二甲基乙基基團以及氫原子，Ar是芳基亞甲基基團，和R是如以上定義的低級烷基基團，特別是甲基。特別優(yōu)選的芳基亞甲基基團是二苯基亞甲基基團；優(yōu)選的通式II和III化合物包括以下通式的化合物 和 優(yōu)選實施方案的詳細說明值得注意的是，以上通式II化合物的環(huán)化，其中Pg”是單價保護基Pg以及氫原子，理論上也可能在氨基甲?；鶊F的氮原子進行，并且產(chǎn)生不希望的氮雜次黃嘌呤衍生物。大的保護基Pg的存在促進希望的環(huán)化，生成替莫唑胺的咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪環(huán)。反應(yīng)介質(zhì)中LiCl的存在在促進希望的環(huán)化方面也具有有利的效果。通過利用二價保護基或者兩個單價保護基完成封閉氮原子也保證環(huán)化在希望的方向中進行。
1，1-二甲基乙基基團原來被稱為叔丁基，有時縮寫成t-Bu，在此該名稱在某些通式中和在反應(yīng)流程和實施例中的不完全的俗名中仍然使用(為了方便起見和特別是為了簡潔)。
烷基基團R優(yōu)選是無支鏈的烷基基團，尤其是碳原子數(shù)為1到4的烷基基團，優(yōu)選1-丁基、1-丙基、乙基或者特別是甲基。當R是甲基時，通式I的產(chǎn)品是替莫唑胺本身。
本發(fā)明方法尤其優(yōu)選的實施方案是示于以下的方案，該方案更普通的形式描述于其后方案III
在該方法的第一步中，[(二苯基亞甲基)氨基]乙腈3與異氰酸酯PgNCO反應(yīng)，其中Pg是如以上定義的單價保護基，產(chǎn)生乙酰胺4。該反應(yīng)方便地在堿和惰性有機溶劑存在下、在惰性氣氛例如氮氣下和于環(huán)境溫度或者降低的溫度例如環(huán)境溫度到-100℃、優(yōu)選環(huán)境溫度到-10℃下進行。所述堿優(yōu)選具有通式PgOM，其中M是堿金屬；其它可以使用的堿包括叔胺例如三乙胺和乙基二異丙基胺，堿金屬氫化物例如氫化鈉和氫化鉀和堿金屬碳酸鹽例如碳酸鈉和碳酸鉀。所述有機溶劑優(yōu)選是二氯甲烷；然而，其它可以使用的溶劑包括醚例如甲基叔丁基醚、二乙醚、THF和二氧六環(huán)、甲基氰、乙酸乙酯和烴例如甲苯、己烷和庚烷。
保護基Pg優(yōu)選是大的烷基基團，例如在具有自由價的碳原子處強烈支化的烷基基團，特別是1，1-二甲基乙基基團。其它可能的單價保護基，其中一些可以通過水解除去，而其它可以通過氫化除去，包括芐基(或者苯基甲基)、特別是兩個芐基基團，三苯甲基、芐氧基羰基和9-芴基?？梢允褂玫亩r保護基包括亞芐基(或者苯基亞甲基)和9-亞芴基。適合的氨基-保護基的其他例子，以及其應(yīng)用和去除，示于“Protective Groups in Organic Synthesis”，Theodora Greene和Peter Wuts，John Wiley & Sons，New York，New York，再版(1991)。
二價保護基Pg”或者兩個單價保護基Pg2可以通過類似的反應(yīng)引入，其中t-BuNCO被通式Pg”N.CO.Cl的化合物替代，其中Pg”是二價保護基或者兩個單價保護基Pg；該反應(yīng)也在基本上如上所述的堿和惰性有機溶劑存在下進行。通式Pg”N.CO.Cl的化合物可以通過通式Pg”NH的亞胺或者胺與光氣反應(yīng)制備。
在該方法第二個步驟中，將乙酰胺4水解除去亞胺型氮上的二苯基亞甲基基團(基團Ar的一個例子)，優(yōu)選使用在含水或者含水-有機系統(tǒng)中的弱酸，特別是在惰性有機溶劑例如乙酸乙酯中的溫和的無機酸(例如稀釋的無機酸，例如1N鹽酸、氫溴酸或者硫酸)；產(chǎn)品是乙酰胺5，其為酸加成鹽例如鹽酸鹽、氫溴化物或者硫酸鹽。該水解方便地在0℃到中等高溫、例如100℃下、特別是環(huán)境溫度直至70℃的溫度下進行。
在該方法第三個步驟中，將乙酰胺5的鹽，例如鹽酸鹽與尿素衍生物7或者與其類似物(其中每個甲基已經(jīng)被基團R取代，其中兩個基團R是相同的和每個基團R如以上的定義)縮合。該尿素衍生物可以用其前體代替，例如N-R-脲，其中R如以上的定義(特別是N-甲脲)，以及原甲酸酯、例如原甲酸乙酯，以便提供咪唑6。該反應(yīng)可以在大約環(huán)境溫度下在惰性有機溶劑和溫和的酸性催化劑存在下進行。所述催化劑可以是有機酸、優(yōu)選弱酸例如羧酸，特別是低級鏈烷酸例如乙酸；所述溶劑是例如t-BuOMe或者優(yōu)選地二氯甲烷。所述有機溶劑優(yōu)選是二氯甲烷；然而，其它可以使用的溶劑包括醚例如甲基叔丁基醚、二乙醚、THF和二氧六環(huán)、甲基氰、乙酸乙酯、DMF、DMSO和烴例如甲苯、己烷和庚烷。所述反應(yīng)優(yōu)選在大約環(huán)境溫度或者稍低或者稍高的溫度下、例如-25到50℃、優(yōu)選0到35℃下進行。
第四步所必須的脲衍生物可以通過N-R-脲，其中R如以上的定義，特別是N-甲基脲與原酸酯、特別是原甲酸酯的縮合制備；因此，甲基[[[(甲基氨基)羰基]氨基]亞甲基]脲7可以通過N-甲脲與原甲酸乙酯在升高的溫度和在惰性氣氛下縮合制備；參見Whitehead，C.W.；J.Am.Chem.Soc.，1953，75，671。
在該方法第四步驟中，所述替莫唑胺的咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪環(huán)通過咪唑6或者其N-R類似物的重氮化形成，其中R如上所述；優(yōu)選的條件如上所述。
所述反應(yīng)也可以在有機溶劑中使用有機亞硝酸源、例如叔丁基或者異戊基亞硝酸酯與羧酸例如低級鏈烷酸、例如乙酸并且在有機溶劑例如低級鏈烷醇、DMF、THF、乙酸乙酯或者烴例如甲苯、己烷或者庚烷中進行。
所述反應(yīng)推測經(jīng)由重氮鹽進行，其自發(fā)地環(huán)化成通式III的化合物。
在該方法的第五步驟中，替莫唑胺或者其N-烷基類似物(其中所述烷基基團具有1到6個碳原子)通過水解保護的-替莫唑胺8或者保護的其-N-烷基類似物生產(chǎn)；同樣，條件如上所述。
保護的-替莫唑胺8或者保護的其-N-烷基類似物(其中烷基基團具有1到6個碳原子)是通式III化合物的例子。通常，除去保護基的水解優(yōu)選在惰性氣氛下和在中等溫度、例如在大約0℃到50℃、優(yōu)選大約環(huán)境溫度下、在酸的水溶液中進行?？蛇x擇地，所述水解可以在惰性有機溶劑中進行，在其中所述試劑(酸和化合物8)是至少部分可溶的，例如二氯甲烷。除去保護基的氫解優(yōu)選在惰性氣氛下和在中等溫度、例如在大約環(huán)境溫度到大約60℃、在惰性有機溶劑中使用氫和氫化催化劑例如Pd/C或者Raney Ni進行。
通式3的化合物是已知的并且可以通過以下已知方法制備方案IV (參見，例如，O′Donnell，M.J.；Polt，R.L；J.Org.Chem.，1982，47，2663；和O′Donnell，M.J.；Eckrich，T.M.；TetrahedronLett.1978，47，4625。)氨基乙腈1(優(yōu)選酸加成鹽，例如鹽酸鹽)與亞胺2在無水惰性有機溶劑存在下和在惰性氣氛下縮合。所述亞胺為氨基乙腈的氨基基團提供保護基，該基團對于堿是穩(wěn)定的，除了當不再需要時可以容易地用弱酸除去。亞芳烷基-亞胺，特別是二苯基亞甲基-亞胺是適當?shù)?。所述有機溶劑方便地是二氯甲烷。
在通式3和4的化合物中，所述氨基-保護基(Ph)2C可以被另一個適當?shù)耐ㄊ紸r的保護基代替，其中Ar如以上的定義。在通式4、5、6和8的化合物中，1，1-二甲基乙基氨基基團可以被另一個適當?shù)谋Ｗo的氨基基團Pg2N-或者Pg”N-代替，其中Pg和Pg”如以上的定義。
通式5的化合物也可以通過以下新方法制備方案V
2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)乙酰胺11(Bhawal，B.M.Khanapure，S.P.；Biehl，E.R.；Syn.Common.，1990，20，3235)與亞硝酰氯在惰性有機溶劑例如CH2Cl2或者CHCl3中在中等溫度(例如環(huán)境溫度到-25℃、優(yōu)選大約0℃)反應(yīng)。將得到的2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-(肟基)乙酰胺13分離和還原，例如用連二亞硫酸鈉在含水有機溶劑中，但是優(yōu)選使用鋁汞齊在水中在中等溫度(例如，環(huán)境溫度到大約0℃、優(yōu)選大約0℃)。
通式13的化合物是新的中間體，并且是本發(fā)明的特征。通式13的化合物與強堿、例如與堿金屬例如鈉形成鹽，并且這些鹽也是本發(fā)明的特征。本發(fā)明的其他特征包括類似于13的化合物，其中1，1-二甲基乙基氨基基團被保護的氨基基團Pg”N替代，其中Pg”如以上定義。這樣的化合物可以類似地從通式10的化合物和通式HNPg”的化合物制備，其中Pg”如以上定義，特別是二價基團例如亞芐基或者9-亞芴基，或者兩個單價基團Pg例如兩個芐基基團，或者單價基團例如芐基、三苯甲基、芐氧基羰基、或者9-芴基以及氫原子。
5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺，在“發(fā)明背景”中描述的通式(A)中間體，可以有利地通過示于方案VI的兩種路線制備(例如，其鹽酸鹽16·HCl)，其中17是新的中間體，14是市售可得的，其制備方法示于U.S.P.5,003,099，6的制備方法如上所述。這些也在替莫唑胺的制備中提供了改進，因為通式(A)的起始材料(在上述方案I和II兩者中用于重氮化)可以更容易和/或更廉價地得到。此外，如果需要，通式6、7和15化合物中的N-甲基基團可以替換為更大的基團R，其中R如上述的定義。
方案VI 在路線(a)中，純化的氨基氰基乙酰胺14(例如通過從例如丙酮中重結(jié)晶得到)與尿素衍生物7或者其類似物縮合，其中每個甲基已經(jīng)替換為基團R，其中兩個基團R是相同的和每個基團R如上述的定義。該尿素衍生物可以用其前體代替，例如N-R-脲，其中R如以上的定義(特別是N-甲脲)，以及原甲酸酯、例如原甲酸乙酯，以便提供咪唑15。該反應(yīng)可以如以上對于5與7或者與7的前體的反應(yīng)的描述進行。咪唑15(或者其類似物，其中甲基已經(jīng)替換為基團R，其中R如以上定義)，可以用弱堿、例如叔有機堿例如三乙胺或者乙基二異丙基胺、在惰性有機溶劑例如低級鏈烷醇例如甲醇中水解，和產(chǎn)品16可以通過與適當?shù)乃岱磻?yīng)轉(zhuǎn)化為其酸加成鹽，例如通過與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為16的鹽酸鹽(或者如在下一個段落中描述的其它鹽)，該反應(yīng)優(yōu)選在惰性有機溶劑例如低級鏈烷醇、例如甲醇或者乙醇、醚例如甲基叔丁基醚、二乙醚、THF或者二氧六環(huán)、甲基氰、乙酸乙酯或者烴例如甲苯、己烷或者庚烷中進行。
在路線(b)中，咪唑6(或者其類似物，其中甲基已經(jīng)替換為基團R，其中R如以上的定義)可以通過用弱堿水解轉(zhuǎn)化為另一種咪唑衍生物17，如以上對咪唑15轉(zhuǎn)化成16·HCl的第一步進行描述的；然后所述游離堿可以去除保護的1，1-二甲基乙基氨基基團，并在相同步驟中轉(zhuǎn)化為酸加成鹽，例如16·HCl，其優(yōu)選在對咪唑15轉(zhuǎn)化成16·HCl的第二步驟進行描述的條件下進行。用于該步驟的酸優(yōu)選是強酸，例如無機酸例如HCl(以提供16·HCl)，或者HBr、H2SO4、HClO4或者HNO3，或者強有機酸，例如CF3SO3H或者CH3SO3H。所述溶劑可以是含水的，或者特別是當所述酸是CF3SO3H或者CH3SO3H時，可以是有機的。
通式6的化合物在本發(fā)明的新方法中稱為起始材料，但是也可以被用作新的起始材料，用于已知的制備替莫唑胺方法中的中間體。可用于這兩個方面的其他化合物包括類似于通式6化合物并且具有通式II的化合物，以及通式6化合物的高級烷基類似物。
優(yōu)選的通式VI和V的中間體包括 和 其中，Ar如以上的定義，但是優(yōu)選為二苯基亞甲基基團。
通式4、5、6、8、11、13和17的化合物以及通式t-Bu.NH.CO.C(N:Ar).CN的化合物中，1，1-二甲基乙基氨基基團可以替換為保護的氨基基團PgNH、Pg2N或者Pg”N，其中Pg和Pg”如以上的定義。
本發(fā)明也提供制備通式IV化合物的方法，其包括1.用保護胺、優(yōu)選1，1-二甲基乙基胺和特別是在堿性催化劑和惰性有機溶劑存在下使酯基酰胺化；2.用堿金屬亞硝酸鹽、例如亞硝酸鈉和弱酸例如有機酸、特別是乙酸，但是優(yōu)選用亞硝酰氯在惰性有機溶劑例如二氯甲烷中使反應(yīng)性的亞甲基基團亞硝基化。
得到的化合物具有通式Pg”N.CO.C(:NOH).CN，其中Pg”是保護基，特別是1，1-二甲基乙基基團以及氫原子。該通式的化合物和通式Pg”N.CO.CH2.CN和Pg”N.CO.CH(N:Ar).CN的中間體也是本發(fā)明的特征，特別是其中Pg”是1，1-二甲基乙基基團以及氫原子的那些。
本發(fā)明也提供制備上述通式8化合物的方法，其包括重氮化通式II的化合物，其中Pg”N是1，1-二甲基乙基氨基基團以及氫原子。該反應(yīng)可以在發(fā)明內(nèi)容部分開始處的段落(a)中陳述的反應(yīng)條件下進行。
通式II、III、V和VI的化合物可以其鹽形式存在，例如礦物酸鹽、特別是鹽酸和硫酸鹽。該類型的尤其優(yōu)選的鹽是化合物5·HCl。
通式IV的化合物可以其與堿、例如與堿金屬例如鈉的鹽形式存在。
本發(fā)明不局限于示于上述方案III到VI的方法的特定的實施方案和其中使用的特定的中間體，而是進一步包括在不同的但是基本上等價條件下實施的類似方法，以及其中使用了不同的但是大致相當?shù)谋Ｗo基Pg”和Ar的類似方法和中間體，特別是其中甲基(替莫唑胺中3-甲基的前體)被替換為更大的烷基基團R的那些，其中R如在上文中的定義。此外，新的中間體4、5、6、8、13和17也可以被改性，以包含不同的但是大致相當?shù)谋Ｗo基Pg或者Pg”和Ar，和中間體6和8可以被改性，以包含更大的烷基基團R(其中Pg，Pg”，Ar和R如在上文中的定義。所有這些實施方案均是本發(fā)明的特征。
值得注意的是，未稠合咪唑環(huán)通?？梢源嬖谟趦蓚€互變異構(gòu)形式中(其互變被酸催化)，如在以下用于上述通式(A)化合物的方案中所舉例說明的 盡管一種這樣的形式可以占主導(dǎo)地位，這樣化合物的兩個通式通常包括在本發(fā)明說明書和權(quán)利要求中，即使其中特別地給出的名稱或者通式僅僅是一個。
當在此使用時，以下術(shù)語具有指明的含義
烷基-代表碳原子數(shù)為1到6、優(yōu)選1到4的飽和烴基團，其可以是直鏈或者支鏈的，但是優(yōu)選無支鏈的，例如1-丁基、1-丙基、乙基或者特別是甲基；芳基亞甲基-代表其中至少一個亞甲基氫原子被至少一個芳基基團取代。在例如通式V的化合物中，所述芳基亞甲基基團的亞甲基碳原子被雙鍵連接到鄰接的氮原子。代表性的芳基亞甲基基團包括二苯基亞甲基、苯基亞甲基和9-亞芴基；芳基(包括芳基亞甲基的芳基部分)-代表碳原子數(shù)為6到14和具有至少一個稠合的苯型環(huán)的碳環(huán)基團，其中碳環(huán)基團的全部可用的可取代碳原子被預(yù)定為可能的連結(jié)點，所述碳環(huán)基團任選地被1到3個Y基團取代，其中每個基團Y獨立地選自鹵素、烷基、硝基、烷氧基和二烷基氨基基團。優(yōu)選的芳基基團是苯基、取代的苯基、1-萘基、2-萘基和2，3-二氫化茚基。
實施例以下實施例用于舉例說明本發(fā)明，但是不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例13-甲基-8-氨基羰基-咪唑并[5.1-d]-1，2，3，5-四嗪-4(3H)-酮(替莫唑胺)步驟A2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-[(二苯基亞甲基)氨基]-乙酰胺的制備 在裝備有氮氣進口、出氣管、回流冷凝器、溫度計、機械攪拌器的22L三頸燒瓶中，加入亞胺3(700g，3.178mol)和CH2Cl2(7L)，并且保持在氮氣正壓下。于0℃，向該攪拌的混合物中加入1，1-二甲基乙基-異氰酸酯(442mL，3.870mol)，并且在攪拌10min之后緩慢地(1小時)加入叔丁氧基鉀在THF中的溶液(在THF中1.0M，3.88L，3.88mol)(Aldrich提供)。將該溶液于0℃攪拌4小時，反應(yīng)混合物變成深棕色的非常稠的濃漿，并且薄層色譜法(EtOAc/己烷＝1/4)表明不再有起始材料存在。將得到的混合物用飽和NH4Cl溶液(5L)猝滅，并且將有機層分離和順序地用飽和NH4Cl溶液(5L)和鹽水(5L)洗滌。混合的水溶液用CH2Cl2(1L)萃取。將合并的CH2Cl2溶液在MgSO4上干燥和在減壓下濃縮以得到褐色固體。將得到的粗制N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺衍生物在己烷(2.5L)中于1-5％濃度下在室溫下漿液化來凈化。將漿液過濾和將濾餅在真空烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小時)，得到0.914kg(2.862mol，90％)N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺衍生物4，其為微褐的固體。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)7.62(d，2H)，7.53(m，4H)，7.41(m，2H)，7.22(m，2H)，4.62(s，1H)，1.41(s，9H)；mp107-108℃。
步驟B2-氨基-2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺鹽酸鹽，5·HCl的制備 在裝備有氮氣進口、出氣管、回流冷凝器、溫度計、機械攪拌器的12L三頸燒瓶中，加入2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-[(二苯基亞甲基)氨基]乙酰胺4(900g，2.818mol)，乙酸乙酯(4.5L)和HCl水溶液(1N，4.5L)，并保持在氮氣正壓下。將該混合物在油浴上于60℃加熱4小時，同時強烈攪拌，逐步冷卻到室溫，然后緩慢地用CH2Cl2(4L)稀釋。(薄層色譜法(EtOAc/己烷＝1/4)表明不再有起始物料存在。)將得到的層分離并將水相用CH2Cl2(4L)萃取。將合并的有機溶液用HCl水溶液(1N，2×0.5L)萃取。將含水的萃取液合并并在減壓下濃縮，得到490g(2.557mol)的2-氨基-2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺鹽酸鹽5·HCl。
1H NMR(400MHz，DMSO，δ)9.38(bs，2H)，8.92(s，1H)，5.28(s，1H)，1.30(s，9H)；mp211℃(分解)步驟G5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6的制備 在裝備有氮氣進口、出氣管、回流冷凝器、溫度計、機械攪拌器的10L三頸燒瓶中加入2-氨基-2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-乙酰胺鹽酸鹽5·HCl(414g，2.160mol)、脲7(414g，2.617mol)(Whitehead，C.W.；J.Am.Chem.，Soc.，1953，75，671)，CH2Cl2(4L)和乙酸(20mL)，并保持在氮氣正壓下。將混合物在室溫下劇烈攪拌18小時，然后在減壓下濃縮。將殘余物用H2O處理(3L)和攪拌30min，通過真空過濾收集固體。將固體在烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小時)，得到240g微帶灰色的固體(0.943mol，純度94％，HPLC分析)。5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6的標準樣品通過從EtOAc中重結(jié)晶制備；mp145-147℃。
水溶液用CH2Cl2(2L)萃取，將有機萃取液在減壓下濃縮，殘余物順序地用H2O(200mL)和EtOAc/己烷(1/9，500mL)洗滌，得到130g的另外的微帶灰色的產(chǎn)品(0.505mol，純度93％，HPLC分析)。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)7.45(s，1H)，6.98(bs，1H)，6.50(s，1H)，5.92(bs，2H)，2.92(d，3H)，1.40(s，9H)。
盡管可以看出，較小規(guī)模的反應(yīng)(使用1-15g的5)給出較高的較純產(chǎn)品的產(chǎn)率(例如，90-95％產(chǎn)率，93-98％純度)，這樣的小規(guī)模反應(yīng)對于制備商業(yè)產(chǎn)品的實用性較小。
5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6的提純將5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6(313g，HPLC分析的純度為93％)懸浮在EtOAc(4L)中和回流10min。將溶液在熱的時過濾以除去固體殘渣，然后緩慢地冷卻到室溫。通過真空過濾收集得到的固態(tài)產(chǎn)物。將濾液在減壓下濃縮得到濃漿，然后過濾得到另外的固態(tài)產(chǎn)物。將合并的固體通過在t-BuOMe/2-PrOH(1.5L，9/1)中在室溫下漿液化1小時來純化。通過過濾收集固態(tài)產(chǎn)物6和在真空烘箱中干燥(20mmHg，室溫，48小時)，得到252g的棕黃固體(通過HPLC分析，相對于標準樣品為98％純度)。得到了滿意的1H NMR波譜。
步驟D3，4-二氫-N-(1.1-二甲基乙基)-3-甲基-咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪-8-羧酰胺8(叔丁基-替莫唑胺) 在裝備有高架機械攪拌器和溫度計的500ml三頸燒瓶中加入LiCl(45g，1.066mol)(Aldrich)、蒸餾水(100mL)和冰醋酸(2.5mL，43.9mmol)。將該溫?zé)岬娜芤涸诒≈袛嚢?0min直到冷卻到室溫。然后加入5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6(5.0g，20.9mmol，98％純度)，將該混合物攪拌30min，然后加入NaNO2(1.9g，23mmol)(Fischer)。將該反應(yīng)混合物于0℃攪拌一小時，然后在室溫下攪拌5小時(當HPLC表明不再有起始物料存在時)，然后用CH2Cl2(100mL)稀釋。將得到的層分離和水相用CH2Cl2(100mL)萃取。將合并的有機溶液用Na2S2O4水溶液(10g/100ml)洗滌，然后用NaHCO3水溶液(飽和，100mL)洗滌。將有機溶液在減壓下濃縮，得到黃棕色固體2(4.56g，88％純度，HPLC分析)。通過兩次急驟層析(flashchromatography)(6∶4，EtOAc∶己烷)制備標準樣品。得到了滿意的1H和13C NMR波譜和元素分析結(jié)果；mp135-136℃。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)8.38(s，1H)，7.20(bs，1H)，4.04(s，3H)，1.52(s，9H)。
步驟E3-甲基-8-氨基羰基-咪唑并[5，1-d]-1，2，3，5-四嗪-4(3H)-酮9(替莫唑胺)
將叔丁基-替莫唑胺8(4.01g，16.023mmol)和濃H2SO4(8mL)(Fisher Scientific)投入裝備有攪拌棒的50mL燒瓶中。將該混合物在室溫下攪拌2小時，然后緩慢地傾倒到冰冷的EtOH(160mL)中。形成白色沉淀物，將其通過真空過濾收集和用冰冷的EtOH(10mL)洗滌。將固體在真空下干燥(20mmHg，室溫，72小時)，得到2.63g的9(13.546mmol，通過HPLC分析，相對于標準樣品的純度為98.4％)。
母液包含另外9.7％的9(HPLC分析)。
實施例2中間體和試劑的制備部分A2-氰基-N-(1，1-二甲基乙基)-2-(羥基亞氨基)乙酰胺13 在裝備有攪拌棒的500mL3-頸圓底燒瓶中，加入溶于CH2Cl2(100mL)的酰胺11(3.11g，22.18mmol)(Bhawal，B.M.；Khanapure，S.P.；Biehl，E.R.；Syn.Commun.，1990，20，3235)。將該溶液冷卻到0℃(冰浴)，和將NOCl(Fluka)經(jīng)由該溶液鼓泡，直到反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)變?yōu)榇u紅色。將反應(yīng)混合物于0℃攪拌30min，然后在室溫下攪拌18小時。收集沉淀物，用CH2Cl2(25mL)洗滌，得到白色固體產(chǎn)品(2.88g，17.0mmol)。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6，δ)7.70(s，1H)，3.32(s，1H)，1.32(s，9H)；mp218-219℃。
部分B2-氨基-2-氰基-N-(1.1-二甲基乙基)乙酰胺13
將肟13(2.5g，14.78mmol)、鋁汞齊(0.81g)和蒸餾水(100mL)投入裝備有攪拌棒、氮氣進口、出氣管的250mL圓底燒瓶中，并保持在氮氣正壓下。將反應(yīng)混合物于2-10℃(冰浴)攪拌2.5小時，過濾，濾液用CH2Cl2(2×60mL)萃取，將合并的有機層在減壓下濃縮，得到油狀產(chǎn)品(1.62g，10.44mmol)。在減壓下提濃水層得到另外的產(chǎn)品5(0.41g，2.64mmol)。
1H NMR(400MHz，DMSO，δ)7.68(s，1H)，4.34(s，1H)，2.78(bs，2H)，1.32(s，9H)。
用于該步驟的鋁汞齊制備如下在250mL的裝備有攪拌棒的圓底燒瓶中，將HgCl2(1.6g，5.89mmol)溶于160mL蒸餾水中。將該溶液冷卻到0-5℃(冰浴)，加入切成小方塊(0.5到1.0cm2)的鋁箔(4.0g，148.3mmol)，并將該混合物攪拌1.5min。然后過濾，固體用MeOH(2×60mL)洗滌，然后用t-BuOMe(60mL)洗滌，在真空下干燥(20mmHg，3小時)并存儲在N2下。
部分C氨基氰基乙酰胺14的提純 在裝備有氮氣進口、出氣管、回流冷凝器、溫度計、機械攪拌器的5L三頸燒瓶中，加入氨基氰基乙酰胺14(60.0g，0.606mol)(Aldrich，黑色固體)和丙酮(2L)。將混合物加熱到回流，保持10min，同時強烈攪拌，逐步冷卻到室溫，然后過濾。將有機溶液在減壓下濃縮，得到55.2g(0.557mol)的14。將產(chǎn)品在真空烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小時)，其為棕黃固體。
部分D5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15的制備
在裝備有氮氣進口、出氣管、回流冷凝器、溫度計、機械攪拌器的2L三頸燒瓶中，投入氨基氰基乙酰胺14(80g，0.807mol)、脲Z(139g，0.879mol)和冰醋酸(0.96L，16.77mol)(FisherScientific)。將混合物在室溫下劇烈攪拌2小時，然后在減壓下濃縮。在去除大部分乙酸之后，加入200mL的t-BuOMe，混合物在減壓下濃縮。將殘余物(粘性油)用MeOH/t-BuOMe(1∶20，2.5L)處理，通過刮擦玻璃表面引起沉淀。將該混合物攪拌30min，沉淀物通過真空過濾收集。將固體在烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小時)，得到135g的淺灰色的固體。通過在水(0.7L)中在室溫下漿液化1小時純化粗產(chǎn)品。通過過濾收集固態(tài)產(chǎn)物15并在烘箱中干燥(20mmHg，20℃，18小時)，得到129g的淺灰色固體(0.680mol，通過HPLC分析相對于標準樣品的純度為97％)。5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15的標準樣品通過從CH3CN/H2O(1∶6)中重結(jié)晶制備；mp165-169℃。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6，δ)8.50(q，1H)，7.67(s，1H)，6.9(bd，2H)，2.83(d3H)。
部分E從5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15制備5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺鹽酸鹽16·HCl 將5-氨基-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺15(10.72g，0.057mol，通過HPLC分析相對于標準樣品的純度為97％)、Et3N(5mL)和MeOH(100mL)投入裝備有磁性攪拌棒的250mL圓底燒瓶中。將多相反應(yīng)混合物于80℃(油浴)加熱4小時，同時強烈攪拌，逐步冷卻到室溫(反應(yīng)混合物為深色均勻溶度)，并在減壓下濃縮。將殘余物(粘性油)用t-BuOMe/丙酮/MeOH(50mL/20mL/5mL)處理并攪拌2小時。通過刮擦玻璃表面引起沉淀。通過真空過濾收集沉淀物，得到7.21g的5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺(游離堿)。通過在HCl/MeOH(2.6M，40mL，0.104mol，通過在MeOH中鼓泡HCl氣體制備)中漿液化，將該游離堿轉(zhuǎn)化為5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺鹽酸鹽16·HCl。通過過濾收集固態(tài)產(chǎn)物16·HCl，進行空氣干燥(2小時)，得到8.5g產(chǎn)品(0.051mmol，通過HPLC分析相對于Aldrich樣品純度為97％)。
1H NMR(400MHz，D2O，δ)8.21(s，1H)。
部分F5-氨基-N-(1.1-二甲基乙基)-1H-咪唑-4-羧酰胺17的制備 在裝備有氮氣進口、出氣管、回流冷凝器、溫度計、磁力攪拌棒的250mL三頸燒瓶中，加入5-氨基-N4-(1，1-二甲基乙基)-N1-甲基-1H-咪唑-1，4-二碳酰胺6(10.4g，0.041mol，純度93％)、MeOH(100mL)和Et3N(5mL)，并保持在氮氣正壓下。將該混合物于80℃(油浴)加熱3小時，同時強烈攪拌(當HPLC分析表明不再有起始物料存在時)，逐步冷卻到室溫，并在減壓下濃縮。將膠質(zhì)殘余物用t-BuOMe(10mL)、正庚烷(100mL)和丙酮(2mL)的溶液處理，并在室溫下攪拌1小時。通過真空過濾收集得到的沉淀物并干燥(20mmHg，20℃，18小時)，得到8.9g(理論收率為7.37g)的5-氨基-N-(1，1-二甲基乙基)-1H-咪唑-4-羧酰胺17，其為棕黃固體。
1H NMR(400MHz，CDCl3，δ)7.10(s，1H)，6.80(s，1H)，2.92(d，3H)，1.42(s，9H)；mp186℃(分解)部分G5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺鹽酸鹽16的制備 在裝備有氮氣進口、出氣管、回流冷凝器、溫度計、磁力攪拌棒的100mL三頸燒瓶中，投入5-氨基-N-(1，1-二甲基乙基)-1H-咪唑-4-羧酰胺17(8.9g，理論值是7.37g，0.041mol)和濃HCl(20mL)。將該混合物于80℃(油浴)加熱1小時，同時強烈攪拌，逐步冷卻到0℃，得到沉淀物，然后緩慢地加入到2-PrOH(30mL)中。通過真空過濾收集固體，然后用2-PrOH(15mL)洗滌，得到4.97g產(chǎn)品(0.030mol，通過HPLC分析相對于Aldrich樣品純度為97.5％)。在減壓下濃縮濾液，得到膠質(zhì)殘余物。將該膠質(zhì)殘余物用MeOH(20mL)處理，并攪拌20min。通過真空過濾收集固體并用MeOH(10mL)洗滌，得到另外的0.65g產(chǎn)品(0.004mol，通過HPLC分析相對于Aldrich樣品純度為95％)。5-氨基-1H-咪唑-4-羧酰胺鹽酸鹽16·HCl的合并的量為5.62g(0.034mol，通過HPLC分析相對于Aldrich樣品純度為97％)。
1H NMR(400MHz，D2O，δ)8.21(s，1H)。
替莫唑胺的類似物，例如3-乙基、3-(1-丙基)、3-(1-丁基)和3-(1-己基)類似物可以通過類似方法制備。
在此引入所列舉的所有出版物和專利作為參考，其引用范圍與特別地和分別地指明引入作為參考的每個單獨出版物或者專利的范圍相同。
盡管在此描述了許多本發(fā)明的實施方案，很明顯這些實施方案可以改變，以利用本發(fā)明組合物和方法提供其它實施方案。因此，應(yīng)當理解，本發(fā)明的范圍包括可選擇的實施方案和在上述說明書中定義的和通過所附權(quán)利要求定義的變化；本發(fā)明不限于在此通過舉例提出的特定實施方案。
權(quán)利要求
1.用于制備通式III化合物的方法， 其中R是碳原子數(shù)為1到6的烷基基團，Pg”是易于通過水解或者氫解除去的二價保護基；或者兩個易于通過水解或者氫解除去的單價保護基Pg；或者易于通過水解或者氫解除去的大的單價保護基Pg以及氫原子，其包括將通式II化合物重氮化 其中R和Pg”的定義同上。
2.用于制備權(quán)利要求1中所述的通式II化合物的方法，其包括使通式Pg”N.CO.CH(NH2).CN(V)的化合物與通式R.NH.CO.NH.CH:N.CO.NH.R的化合物或者與N-R-脲和原甲酸酯在惰性有機溶劑中反應(yīng)，其中Pg”是如權(quán)利要求1中定義的保護基和R如權(quán)利要求1中的定義。
3.權(quán)利要求2的方法，其包括使通式t-BuNH.CO.CH(NH2).CN的化合物與甲基[[[(甲基氨基)羰基]-氨基]亞甲基]脲或者與N-甲脲和原甲酸酯在惰性有機溶劑中反應(yīng)。
4.用于制備通式Pg”N.CO.CH(NH2).CN(V)化合物的方法，其包括用弱酸水解通式Pg”N.CO.CH(N:Ar).CN(VI)化合物，其中Pg”是如權(quán)利要求1中定義的易于通過水解除去的保護基，和Ar是芳基亞甲基基團。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于合成替莫唑胺抗癌化合物和類似物的新方法和可用于該新方法的中間體。
文檔編號C07D233/88GK1800184SQ20051008827
公開日2006年7月12日 申請日期2002年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月18日
發(fā)明者郭盛駿, J·L·馬斯, 侯鎮(zhèn)東 申請人:先靈公司