本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術領域，具體涉及一種用于治療和預防乙型肝炎病毒感染的喹嗪酮類化合物的制備方法。
背景技術：
最近公開的pct專利申請wo2017/017042a1中公開了式ⅰ0所示的一類具有抗hbv活性的喹嗪酮類化合物，
該專利文獻公開的式ⅰ0的化合物的制備方法中，使用式ⅰ2的化合物為起始原料，首先經(jīng)還原胺化得到式ⅰ1的化合物，再經(jīng)過兩步關環(huán)、脫氫以及水解得到式ⅰ0的化合物。
該制備方法存在的問題包括：(1)式ⅰ2的化合物不易制備，原料成本較高；(2)由式ⅰ2的化合物還原胺化得到式ⅰ1的化合物時，羰基碳原子變?yōu)槭中蕴迹嬖趓和s兩種異構(gòu)體，還原胺化過程的立體選擇性不高，最后導致目標產(chǎn)物式ⅰ0的化合物立體選擇性也不高。
該專利文獻公開的優(yōu)選化合物中以下式所示的化合物b1為例，
化合物b1中的喹嗪環(huán)與五元環(huán)共用的碳原子為手性碳，各有r和s兩種構(gòu)型，存在如下兩種順式異構(gòu)體和兩種反式異構(gòu)體，
需要通過手性制備才能將化合物b1的順式異構(gòu)體和反式異構(gòu)體分離。該專利文獻同時對化合物b1的兩種順式異構(gòu)體和兩種反式異構(gòu)體進行了生物實驗，結(jié)果顯示兩種順式異構(gòu)體的抗hbv活性比兩種反式異構(gòu)體的抗hbv活性更加顯著。
該專利文獻公開的其他類似化合物同樣存在四種異構(gòu)體，而往往是順式異構(gòu)體的抗hbv活性要好于反式異構(gòu)體。由于反式異構(gòu)體的存在，該專利文獻公開的方法制備順式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)率較低。因此急需一種新的方法，來提高這類化合物在制備過程中的立體選擇性，以提高順式異構(gòu)體的產(chǎn)率。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在研發(fā)一類抗hbv活性總體效果好的以喹嗪酮為母體的新型化合物，同時針對這類化合物的合成路線進行優(yōu)化，研發(fā)一種立體選擇性高的制備方法。
本發(fā)明人前期進行了大量的合成和篩選工作，巧合的是得到的一些化合物在結(jié)構(gòu)上卻與最近公開的pct專利申請wo2017/017042a1中的化合物b1類似。同時，本發(fā)明也篩選出一類與wo2017/017042a1公開的具體化合物在結(jié)構(gòu)上有明顯區(qū)別的喹嗪酮類化合物，結(jié)構(gòu)如式ⅰ，明顯的區(qū)別在于式ⅰ中v不為ch2。
本發(fā)明在此提供這一種喹嗪酮類化合物，包括光學異構(gòu)體、外消旋體、順反異構(gòu)體以及任意組合或其藥用鹽，結(jié)構(gòu)如式?。?/p>
其中，
r1是氫，鹵素，氰基，c1-6烷基，c1-6烷基氨基或c1-6烷氧基；
r2是氫，鹵素，氰基，c1-6烷基，鹵代c1-6烷基，c3-7環(huán)烷基，羥基，c1-6烷氧基，鹵代c1-6烷氧基，氰基c1-6烷氧基或苯基c1-6烷氧基；
r3是氫，鹵素，氰基，c1-6烷基，鹵代c1-6烷基，c3-7環(huán)烷基，氨基，苯基c1-6烷基氨基，c1-6烷氧基羰基哌嗪基，羥基，c1-6烷氧基，鹵代c1-6烷氧基，c1-6烷氧基c1-6烷氧基，c1-6烷氧基c1-6烷氧基c1-6烷氧基，c1-6烷基羰基氨基c1-6烷氧基，c1-6烷基磺酰基氨基c1-6烷氧基，c1-6烷基磺?；鵦1-6烷氧基，氰基c1-6烷氧基，氰基c3-7環(huán)烷基c1-6烷氧基，c3-7環(huán)烷基c1-6烷氧基，羥基c1-6烷氧基，雜芳基c1-6烷氧基，苯基c1-6烷氧基，雜環(huán)烷基c1-6烷氧基，雜環(huán)烷基羰基c1-6烷氧基；
r4是氫，鹵素，氰基，c1-6烷基，c1-6烷基氨基或c1-6烷氧基；
r5是氫或c1-6烷基；
r6是氫或c1-6烷基；
r7是氫、鹵素或c1-6烷基；
r8是氫或c1-6烷基；
r9是氫或c1-6烷基；
v是nr0、o、s或so2，r0是氫或c1-6烷基。
本發(fā)明的一些較佳實施例中，
r1優(yōu)選是氫，氟，氯，溴，甲基，甲基氨基，甲氧基或乙氧基；更優(yōu)選是氫。
r2優(yōu)選是氫，氟，氯，溴，甲基，乙基，三氟甲基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，三氟甲氧基，氰基，環(huán)丙基，羥基或苯基甲氧基；更優(yōu)選是甲氧基，乙氧基，丙氧基，三氟甲氧基或苯基甲氧基；更進一步優(yōu)選是甲氧基。
r3優(yōu)選是氫，溴，甲基，乙基，異丙基，氰基，苯基甲基-n(甲基)-，叔丁氧基羰基哌嗪基，羥基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，異丙氧基，異丁氧基，丁氧基，二氟甲基甲氧基，三氟甲基甲氧基，甲氧基乙氧基，甲氧基丙氧基，乙氧基乙氧基，甲氧基乙氧基乙氧基，甲基羰基氨基乙氧基，甲基磺?；被已趸?，甲基磺酰基乙氧基，氰基甲氧基，氰基丙氧基，氰基環(huán)丙基甲氧基，環(huán)丙基甲氧基，環(huán)己基乙氧基，羥基乙氧基，羥基丙氧基，咪唑基乙氧基，嗎啉基乙氧基，2-氧代-吡咯烷-1-基乙氧基，苯基甲氧基，苯基乙氧基，吡咯烷基乙氧基，吡咯烷基羰基甲氧基或四氫吡喃-4-基甲氧基；更優(yōu)選是甲氧基丙氧基。
r4是氫，氟，氯，溴，甲基，甲基氨基，甲氧基或乙氧基；更優(yōu)選是氫。
r5優(yōu)選是氫或甲基，更優(yōu)選是甲基。
r6優(yōu)選是氫或甲基，更優(yōu)選是甲基。
r7優(yōu)選是氫，氟，氯，溴，甲基；更優(yōu)選是氫。
r8優(yōu)選是氫或甲基，更優(yōu)選是氫。
r9優(yōu)選是氫或甲基，更優(yōu)選是氫。
v優(yōu)選是nh、nch3、o或s，更優(yōu)選是o。
當然，本發(fā)明的上述各個基團不限于上述的優(yōu)選基團，而且各個優(yōu)選基團可任意組合。
本發(fā)明的一種具有立體選擇性的制備順式的式ⅰ的喹嗪酮類化合物的方法包括：
步驟(a)式ⅲ的化合物在溶劑中，在氧化劑作用下、電氧化還原條件下或光氧化還原條件下被氧化，然后用酸處理得到成環(huán)的順式的式ⅱ的化合物。所述的溶劑選自乙腈、水、乙醇和二氯甲烷中的一種或多種，所述的氧化劑選自kmno4、k2s2o8、ddq、can、cuso4和phi(oac)2中的一種或多種，所述的酸為h2so4、hcl和hac中的一種或多種；以及
步驟(b)式ⅱ的化合物經(jīng)水解得到式ⅰ的化合物；
其中，r1～r9以及v的定義如上所述；r10是c1-6烷基優(yōu)選是甲基或乙基。
優(yōu)選的，步驟(a)中，所述的溶劑為乙腈；所述氧化劑是k2s2o8和cuso4的水溶液，k2s2o8和cuso4的摩爾比為1.8～2.2:1；所述的酸為hac和濃h2so4；
在一些具體實施例中，步驟(a)具體為：將式ⅲ的化合物溶于乙腈中，加入預先配制好的k2s2o8和cuso4的水溶液，加熱回流1-2小時，自然冷卻后過濾，濾液用乙酸乙酯萃取，減壓濃縮，再溶于乙酸中，攪拌下逐滴加入濃硫酸，在室溫下攪拌0.5-1小時，反應完全后分離得到式ⅱ的化合物。
步驟(b)的水解條件可使用水和四氫呋喃作為溶劑，在naoh的存在下水解。當然也可采用其他普通的酯水解條件，溶劑還可選用水和乙醇或甲醇等，堿還可選用koh、lioh等等，或者參考專利文獻wo2017/017042a1中使用過的條件。
式ⅲ的化合物通常可先制備由芐基或三苯基保護的式ⅳ的化合物，然后經(jīng)氫化還原脫保護得到，
其中r11為芐基或三苯基甲基。
式ⅳ的化合物的制備可參考專利文獻us20160122344a1。
上述方法中，式ⅲ的化合物優(yōu)選如下光學純的化合物，
經(jīng)步驟(a)和(b)制備得到的式ⅰ的化合物為如下順式的光學純的化合物，
上述方法中，式ⅲ的化合物還可優(yōu)選如下光學純的化合物，
經(jīng)步驟(a)和(b)制備得到的式ⅰ的化合物為如下順式的光學純的化合物，
本發(fā)明還提供了通過另外一條路線制備式ⅰ的喹嗪酮類化合物，其與前一種方法思路相同，同樣具有立體選擇性，可得到順式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，具體包括以下步驟：
步驟(a)式ⅷ的化合物在溶劑中，在氧化劑作用下、電氧化還原條件下或光氧化還原條件下被氧化，然后用酸處理得到成環(huán)的順式的式ⅶ的化合物；所述的溶劑選自乙腈、水、乙醇和二氯甲烷中的一種或多種，所述的氧化劑選自kmno4、k2s2o8、ddq、can、cuso4和phi(oac)2中的一種或多種，所述的酸為h2so4、hcl和hac中的一種或多種；
步驟(b)式ⅶ的化合物在乙醇中與式ⅵ的化合物反應關環(huán)后得到式ⅴ的化合物；
步驟(c)式ⅴ的化合物在四氯苯醌的作用下脫氫得到式ⅱ的化合物；
步驟(d)式ⅱ的化合物的水解得到式ⅰ的化合物；
其中，r1～r10以及v的定義如上所述。r12是乙氧基或二甲基氨基。
步驟(a)可參照與前一種方法的步驟(a)，優(yōu)選的，所述的溶劑為乙腈；所述氧化劑是k2s2o8和cuso4的水溶液，k2s2o8和cuso4的摩爾比為1.8～2.2:1；所述的酸為hac和濃h2so4；
在一些具體實施例中，步驟(a)具體為：將式ⅷ的化合物溶于乙腈中，加入預先配制好的k2s2o8和cuso4的水溶液，加熱回流1-2小時，自然冷卻后過濾，濾液用乙酸乙酯萃取，減壓濃縮，再溶于乙酸中，攪拌下逐滴加入濃硫酸，在室溫下攪拌0.5-1小時，反應完全后分離得到式ⅶ的化合物。
式ⅷ的化合物的制備可參考專利文獻us20160122344a1，其也可先制備由芐基或三苯基保護的化合物，參照式ⅳ的化合物，經(jīng)氫化還原脫保護得到。
步驟(b)、(c)、(d)的具體條件操作還可采用類似于專利文獻wo2017/017042a1公開的方法。
上述方法中，式ⅷ的化合物優(yōu)選如下光學純的化合物，
經(jīng)步驟(a)～(d)制備得到的式ⅰ的化合物為如下順式的光學純的化合物，
上述方法中，式ⅷ的化合物還可優(yōu)選如下光學純的化合物，
經(jīng)步驟(a)～(d)制備得到的式ⅰ的化合物為如下順式的光學純的化合物，
本發(fā)明的一優(yōu)選的式ⅰ的化合物中，r1是氫；r2是甲氧基；r3是甲氧基丙氧基；r4是氫；r5是甲基；r6是甲基；r7是氫；r8是氫；r9是氫；r10是乙基；v是o。原料為外消旋體時，通過上述兩種路線方法均可得到如下兩種順式結(jié)構(gòu)混合的消旋體，
該外消旋體能夠顯著降低體內(nèi)hbsag水平，同時抑制hbv病毒的復制。該外消旋體通過手性制備還可進一步分離，得到更適合藥用的單一光學純化合物，以用于制備治療和預防乙型肝炎病毒感染的藥物。
本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明提供的兩種制備方法基于同樣的構(gòu)思，關鍵均在于式ⅲ的化合物和式ⅷ的化合物進行步驟(a)或步驟(a)的氧化環(huán)化之前，ⅷ的化合物和式ⅲ的化合物中已經(jīng)閉合了吡嗪環(huán)，受空間位阻影響，步驟(a)或步驟(a)的氧化環(huán)化形成五元環(huán)時只能選擇性地于吡嗪環(huán)的同側(cè)進行關環(huán)，進而得到順式結(jié)構(gòu)，即可高度選擇性地生成順式異構(gòu)體，而得到的順式異構(gòu)體還可通過手性制備進一步得到效果更好更適于藥用的光學純的化合物。而當使用的式ⅳ的化合物(原料)或ⅷ的化合物即為光學純化合物時，最后得到的即為無需進行手性拆分的光學純的目標化合物。本發(fā)明的制備方法可極大地提高順式異構(gòu)體的產(chǎn)率，從而有效降低了成本。
另外，本發(fā)明式ⅷ的化合物和式ⅲ的化合物相比于式ⅰ2的化合物更易制備，整個制備過程每一步的產(chǎn)率均較高，可在一定程度上進一步降低原料和總體成本，適于工業(yè)化生產(chǎn)的制備方法。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。
實施例1cis-10-甲氧基-11-(3-甲氧基丙氧基)-3,3-二甲基-7-氧代-3,3a,7,12b-四氫-2h-呋喃并[3,2-c]吡啶并[2,1-a]異喹嗪-6-甲酸的制備
合成路線如下：
步驟1：制備6-(2-羥基-1,1-二甲基-乙基)-10-甲氧基-9-(3-甲氧基丙氧基)-2-氧代-6,7-二氫苯并[a]喹嗪-3-甲酸乙酯
將6-(2-芐氧基-1,1-二甲基-乙基)-10-甲氧基-9-(3-甲氧基丙氧基)-2-氧代-6,7-二氫苯并[a]喹嗪-3-甲酸乙酯(1.65g，3mmol，制備參考專利us20160122344a1)，以及pd/c(10％)(0.5g)緩慢加入乙醇(200ml)中，在氫氣氛下加壓，機械攪拌，得到粗制6-(2-羥基-1,1-二甲基-乙基)-10-甲氧基-9-(3-甲氧基丙氧基)-2-氧代-6,7-二氫苯并[a]喹嗪-3-甲酸乙酯(1.10g，收率約79.7％)，未經(jīng)純化直接用于下一步驟。
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:8.43(s,1h),7.12(s,1h),6.89(s,1h),6.71(s,1h),4.44(d,1h),4.37(q,2h),4.15(q,2h),3.89(s,3h),3.57(m,2h),3.39(d,1h),3.36(s,4h),3.29(q,2h),3.07(m,1h),3.07(d,1h),2.13(m,2h),1.37(t,3h),0.87(s,3h),0.49(s,3h).esi-ms(m/z):460.2[m+1]+.
步驟2：制備cis-10-甲氧基-11-(3-甲氧基丙氧基)-3,3-二甲基-7-氧代-3,3a,7,12b-四氫-2h-呋喃并[3,2-c]吡啶并[2,1-a]異喹嗪-6-甲酸乙酯
將6-(2-羥基-1,1-二甲基-乙基)-10-甲氧基-9-(3-甲氧基丙氧基)-2-氧代-6,7-二氫苯并[a]喹嗪-3-甲酸乙酯(0.92g，2mmol)溶于乙腈(282ml)中，加入預先配制好的溶液(1.1g的k2s2o8與0.43g的cuso4溶于57ml水)，將所得混合物加熱回流1-2小時，自然冷卻后，過濾以除去固體。向濾液中加入乙酸乙酯(300ml)，接著將合并的有機層用飽和nacl溶液洗滌，然后用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，將所得固體溶于乙酸(7ml)中，在機械攪拌下逐滴加入濃硫酸(0.3ml)，在室溫下攪拌0.5-1小時。將混合物用乙酸乙酯(300ml)稀釋，接著將合并的有機層用飽和nahco3溶液、飽和nacl溶液洗滌，然后用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，通過柱色譜(流動相：乙醇/乙酸乙酯)，純化得到cis-10-甲氧基-11-(3-甲氧基丙氧基)-3,3-二甲基-7-氧代-3,3a,7,12b-四氫-2h-呋喃并[3,2-c]吡啶并[2,1-a]異喹嗪-6-甲酸乙酯(460mg，收率50.2％)。
步驟3：制備cis-10-甲氧基-11-(3-甲氧基丙氧基)-3,3-二甲基-7-氧代-3,3a,7,12b-四氫-2h-呋喃并[3,2-c]吡啶并[2,1-a]異喹嗪-6-甲酸
將cis-10-甲氧基-11-(3-甲氧基丙氧基)-3,3-二甲基-7-氧代-3,3a,7,12b-四氫-2h-呋喃并[3,2-c]吡啶并[2,1-a]異喹嗪-6-甲酸乙酯(230mg，0.5mmol)加入3ml的thf/水(體積比：thf:h2o＝1:1)的溶液中，再向溶液中加入naoh(80mg)，室溫攪拌2小時后加入乙酸乙酯(50ml)，接著加入1mol/l的鹽酸以將溶液的ph調(diào)節(jié)至3-4，干燥濃縮，通過柱色譜純化(流動相：異丙醇/乙酸乙酯)得到固體化合物ⅰa，即cis-10-甲氧基-11-(3-甲氧基丙氧基)-3,3-二甲基-7-氧代-3,3a,7,12b-四氫-2h-呋喃并[3,2-c]吡啶并[2,1-a]異喹嗪-6-甲酸(118mg，收率54.9％)。
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:8.38(s,1h),7.18-7.10(m,3h),5.54(d,1h),4.38(d,1h),4.21(q,2h),3.94(s,3h),3.77(d,1h),3.58(td,2h),3.44(d,1h),3.37(s,3h),2.15(t,2h),1.39(s,3h),0.59(s,3h).esi-ms(m/z):430.4[m+1]+.
化合物ⅰa為外消旋體，生物實驗顯示其能夠顯著降低體內(nèi)hbsag水平，同時抑制hbv病毒的復制，抑制hbsag分泌的半數(shù)抑制濃度ic50值可達0.0005μm。該外消旋體通過手性制備還可進一步分離，得到更適合藥用的單一光學純化合物，以用于制備治療和預防乙型肝炎病毒感染的藥物。
化合物ⅰa(1g)通過手性hplc進一步分離得到以下兩種光學異構(gòu)體ⅰa1(320mg)和ⅰa2(310mg)，
化合物ⅰa1和ⅰa2的核磁氫譜、質(zhì)譜相同：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:8.38(s,1h),7.18-7.10(m,3h),5.54(d,1h),4.38(d,1h),4.21(q,2h),3.94(s,3h),3.77(d,1h),3.58(td,2h),3.44(d,1h),3.37(s,3h),2.15(t,2h),1.39(s,3h),0.59(s,3h).esi-ms(m/z):430.4[m+1]+.
對比例1
本發(fā)明采用類似于專利文獻wo2017/017042a1公開的方法制備得到化合物ⅰa及其反式異構(gòu)體化合物ⅰb，不僅產(chǎn)率較低，而且需要通過手性hplc才能將化合物ⅰa和化合物ⅰb分離，化合物ⅰb結(jié)構(gòu)如下，
化合物ⅰb的核磁氫譜：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:8.62(s,1h),7.17(s,1h),7.15(s,1h),7.04(s,1h),5.05(d,1h),4.22(t,2h),4.11(m,2h),3.92(s,3h),3.82(d,1h),3.58(t,2h),3.36(s,3h),2.15(t,2h),1.57(s,3h),1.50(s,3h).esi-ms(m/z):430.4[m+1]+.
通過對比化合物ⅰa和化合物ⅰb的核磁氫譜可知，兩者最大的區(qū)別在于吡咯環(huán)上的兩個甲基上的氫的位移，其中化合物ⅰa的兩個甲基上的氫的位移差距比較明顯(1.39和0.59)，而化合物ⅰb的兩個甲基上的氫的位移較為接近(1.57和1.50)，原因在于由于空間位置關系，順式和反式兩種異構(gòu)體中的吡咯環(huán)上的兩個甲基上的氫受到芳香環(huán)的屏蔽作用存在差異，其中順式結(jié)構(gòu)的化合物ⅰa的兩個甲基受到芳香環(huán)的屏蔽作用區(qū)別較大，而反式結(jié)構(gòu)的化合物ⅰb的兩個甲基受到芳香環(huán)的屏蔽作用區(qū)別不大。
以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。