一种叠氮化合物的制备方法

技术领域

本发明涉及一种叠氮化合物的制备方法。

背景技术

KRN7000是1993年Chin等从日本冲绳附近海域的海绵组织中分离得到的α-半乳糖神经酰胺(α-GalCer)。它具有广泛的生物活性，如抗肿瘤、抗结核病、抗真菌、消炎以及治疗自身免疫性疾病(如系统性红斑狼疮、糖尿病)等。

在合成KRN7000的过程中，一般将植物鞘氨醇结构中的氨基叠氮化，以保证糖苷化反应的收率，因为植物鞘氨醇中的氨基会和端位羟基中的氢形成氢键阻碍反应的进行。

目前对于该中间体的合成已有文献报道，但端位羟基保护基不同：例如Akimoto等人[1]在1993年合成该中间体的类似物(碳链长度不同)，采用甲磺酰氯和叠氮化钠两步引入叠氮基，采用三苯基作为端位羟基保护基，总收率30.9％。([1]Akimoto K,Natori T,Morita M.Synthesis and stereochemistry of agelasphin-9b[J].TetrahedronLetters,1993,34(35):5593-5596.)

Huang,Yin-Cheng等人[2]以植物鞘氨醇为原料，采用叔丁基二甲基(TBDMS)作为端位羟基保护基，经过一步TfN

使用三氟甲磺酰基叠氮(CF

Veerapen等人[4]，则采用叔丁基二苯基硅基(TBDPS)作为端位羟基保护基，同样经过5步反应，以总收率46.8％获得1。此路线总收率明显提高，但也采用剧毒试剂叠氮化钠制备TfN3用于氨基的重氮化，柱层析操作复杂，且上TBDPS保护基时采用吡啶作溶剂，气味毒性较大([4]Veerapen N,Brigl M,Garg S,et al.Synthesis and biological activityofα-galactosyl ceramide KRN7000 and galactosyl(α1→2)galactosyl ceramide[J].Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,2009,19(15):4288-4291.)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中采用剧毒试剂叠氮化钠制备TfN

本发明提供了一种如式3所示的叠氮化合物的制备方法，其包括如下步骤：在有机溶剂中，在碱金属碳酸盐和铜盐的存在下，将如式2所示的胺类化合物和叠氮试剂进行叠氮反应，得到如式3所示的叠氮化合物即可；所述的叠氮试剂为1H-咪唑磺酰叠氮或其盐；

其中，C

在所述的叠氮反应中，所述的有机溶剂为本领域该类反应常规的溶剂。所述的有机溶剂可为醇类溶剂和/或醚类溶剂。

在所述的叠氮反应中，所述的醇类溶剂可为甲醇。

在所述的叠氮反应中，所述的醚类溶剂可为四氢呋喃。

在所述的叠氮反应中，所述的有机溶剂可为醇类溶剂和醚类溶剂，所述的醇类溶剂与醚类溶剂的体积比可为1:3。

在所述的叠氮反应中，所述的如式2所示的胺类化合物与所述的有机溶剂的质量体积比可为0.04g/mL-0.06g/mL，又可为0.049g/mL。

在所述的叠氮反应中，所述的碱金属碳酸盐可为碳酸钾。

在所述的叠氮反应中，所述的碱金属碳酸盐与如式2所示的胺类化合物的摩尔比可为(1-2):1，又可为1.5:1。

在所述的叠氮反应中，所述的铜盐可为五水硫酸铜。

在所述的叠氮反应中，所述的铜盐与如式2所示的胺类化合物的摩尔比可为(0-1):1，又可为0.01:1。

在所述的叠氮反应中，所述的1H-咪唑磺酰叠氮的盐可为1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐。

在所述的叠氮反应中，所述的叠氮试剂与如式2所示的胺类化合物的摩尔比可为(1-2):1，又可为1.1:1。

在所述的叠氮反应中，其反应条件可如下所述：所述的有机溶剂为醇类溶剂和醚类溶剂，所述的醇类溶剂为甲醇，所述的醚类溶剂为四氢呋喃，所述的醇类溶剂与醚类溶剂的体积比为1:3；所述的如式2所示的胺类化合物与所述的有机溶剂的质量体积比为0.049g/mL；所述的碱金属碳酸盐为碳酸钾，所述的碱金属碳酸盐与如式2所示的胺类化合物的摩尔比为1.5:1；所述的铜盐为五水硫酸铜，所述的铜盐与如式2所示的胺类化合物的摩尔比为0.01:1；所述的1H-咪唑磺酰叠氮的盐为1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐，所述的叠氮试剂与如式2所示的胺类化合物的摩尔比为1.1:1。

所述的叠氮反应的温度为本领域该类反应常规的温度，例如室温25℃。

所述的叠氮反应的进程可采用本领域中的常规监测方法(例如TLC、HPLC或NMR)进行检测，一般以所述的如式2所示的胺类化合物消失或不再反应时作为反应终点。所述的反应时间可为1-10小时，又可为4-5小时。

所述的叠氮反应还可包含后处理，所述的后处理的操作可为本领域该类反应常规的后处理的操作。例如，后处理的操作如下：所述的叠氮反应完成后，将反应液过滤，滤液浓缩，打浆，过滤，溶解，重结晶后过滤，滤饼烘干即为如式3所示的叠氮化合物。

所述的打浆优选石油醚打浆。所述的溶解优选甲醇。所述的重结晶优选-20℃重结晶。

本发明还提供了一种如式5所示的化合物的制备方法，其包括如下步骤：

(1)在有机溶剂中，N

(2)在步骤(1)的反应液中，在吡啶的存在下，将苯甲酰氯与如式4所示的化合物进行仲醇的保护反应，得到如式5所示的化合物；

其中，C

在步骤(1)中，所述的有机溶剂为本领域该类反应常规的溶剂。所述的有机溶剂可为卤代烃类溶剂。

在步骤(1)中，所述的卤代烃类溶剂可为二氯甲烷，又可为超干二氯甲烷。

在步骤(1)中，所述的如式3所示的叠氮化合物与所述的有机溶剂的质量体积比可为0.04g/mL-0.06g/mL，又可为0.052g/mL。

在步骤(1)中，所述的碱可为咪唑。

在步骤(1)中，所述的碱与如式3所示的叠氮化合物的当量比可为(2.5-3):1，又可为3:1。

在步骤(1)中，所述的吡啶类催化剂可为DMAP。

在步骤(1)中，所述的吡啶类催化剂与如式3所示的叠氮化合物的当量比可为(0-0.2):1，又可为0.1:1。

在步骤(1)中，所述的TBDPSCl与如式3所示的叠氮化合物的当量比可为(1.0-1.2):1，又可为1.1:1。

在步骤(1)中，所述的伯醇的保护反应的温度为本领域该类反应常规的温度，例如室温25℃。

在步骤(1)中，所述的伯醇的保护反应的进程可采用本领域中的常规监测方法(例如TLC、HPLC或NMR)进行检测，一般以如式3所示的叠氮化合物消失或不再反应时作为反应终点。

在步骤(1)中，所述的伯醇的保护反应，其反应条件可如下所述：N

较佳地，反应液直接用于所述的仲醇的保护反应。

在步骤(2)中，所述的吡啶与如式3所示的叠氮化合物的当量比可为12:1。

在步骤(2)中，所述苯甲酰氯与如式3所示的叠氮化合物的当量比可为6:1。

在步骤(2)中，所述的仲醇的保护反应的温度为本领域该类反应常规的温度，例如室温25℃。

所述的如式5所示的化合物的制备方法还可包含后处理，所述的后处理的操作可为本领域该类制备方法中常规的后处理的操作。例如，后处理的操作如下：淬灭，浓缩，提取，水洗，干燥，再浓缩即可。

所述的淬灭优选甲醇。所述的提取优选石油醚。所述的水洗优选饱和NaHCO

在所述的仲醇的保护反应中，其反应条件可如下所述：所述的吡啶与如式3所示的叠氮化合物的当量比为12:1，所述苯甲酰氯与如式3所示的叠氮化合物的当量比为6:1。

在所述的如式5所示的化合物的制备方法中，所述的如式5所示的化合物的制备方法还可进一步包括下述步骤：按照上述的叠氮反应，制得如式3所示的叠氮化合物。

本发明还提供了一种如式1所示的化合物的制备方法，其包括如下步骤：在有机溶剂中，将如式5所示的化合物和氟化氢吡啶溶液进行如下所示的去保护反应，得到化合物1；

其中，C

在所述的去保护反应中，所述的有机溶剂为本领域该类反应常规的溶剂。所述的有机溶剂可为醚类溶剂。

在所述的去保护反应中，所述的醚类溶剂可为四氢呋喃。

在所述的去保护反应中，所述的有机溶剂的用量为本领域实验常规用量，以不影响反应即可，如式5所示的化合物与所述的有机溶剂的质量体积比可为0.045g/mL-0.05g/mL，又可为0.046g/mL。

在所述的去保护反应中，所述氟化氢吡啶溶液与所述如式5所示的化合物的当量比可为(10-30):1，又可为20:1。

在所述的去保护反应中，所述氟化氢吡啶溶液为70％氟化氢吡啶溶液。

在所述的去保护反应中，优选在氟化瓶中进行。

所述去保护反应较佳地包括如下步骤：向所述如式5所示的化合物和所述有机溶剂形成的溶液中加入氟化氢吡啶溶液，进行所述的去保护反应即可。所述加入的方式优选为滴加。

在所述的去保护反应中，其反应条件可如下所述：在氟化瓶中进行，所述的有机溶剂为醚类溶剂，如式5所示的化合物与所述的有机溶剂的质量体积比为0.046g/mL，所述氟化氢吡啶溶液与所述如式5所示的化合物的当量比为20:1。

所述的去保护反应的温度可为本领域该类反应常规的温度，例如0℃。

所述的去保护反应的进程可采用本领域中的常规监测方法(例如TLC、HPLC或NMR)进行检测。一般以所述的如式5所示的化合物消失或不再反应时作为反应终点。

所述的去保护反应还可进一步包括后处理，所述后处理可包括如下步骤：淬灭、萃取、洗涤、干燥、浓缩和纯化，得到所述的化合物1即可。

所述的淬灭可为本领域该类反应中常规的淬灭方法，例如使用饱和NaHCO

在所述的如式1所示的化合物的制备方法中，所述的如式1所示的化合物的制备方法还可进一步包括下述步骤：按照上述的伯醇的保护反应，制得如式4所示的化合物以及按照上述的仲醇的保护反应，制得如式5所示的化合物。

在所述的如式1所示的化合物的制备方法中，所述的如式1所示的化合物的制备方法还可进一步包括下述步骤：按照上述的叠氮反应，制得如式3所示的叠氮化合物；按照上述的伯醇的保护反应，制得如式4所示的化合物以及按照上述的仲醇的保护反应，制得如式5所示的化合物。

在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

(1)采用高效安全的叠氮试剂1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐进行氨基重氮化反应，反应时间大幅度缩短；(2)本发明通过一锅法和连投策略大大减少了反应处理的时间，节省了溶剂，采用重结晶省去大量繁杂的柱层析操作，总收率大幅度提高(61.15％)，与原文献相比，提高了14.35％；(3)优化了TBDPS保护基保护反应的条件，吡啶用量减少80％的同时，缩短了反应时间；(4)路线进行工艺优化后，目前做到10克级工艺稳定。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

本发明中所使用的缩写解释如下：

DMAP—4-二甲氨基吡啶

TBDPSCl—叔丁基二苯基氯硅烷

MeOH—甲醇

THF—四氢呋喃

EA—乙酸乙酯

TfN

DMF—N,N-二甲基甲酰胺

实施例1

室温条件下(25℃)，将化合物2(9.8g,1eq)溶解于THF:MeOH＝3:1(200ml)中,加入1H-咪唑磺酰叠氮盐酸盐(7.1g,1.1eq)，搅拌溶清后加入碳酸钾(4.8g,1.5eq)和五水硫酸铜(47mg，0.01eq)，4小时后，TLC监测反应完成，反应液过滤，除去固体不溶杂质。将滤液浓缩干，石油醚打浆除去小极性杂质后，过滤，滤饼溶于适量甲醇中，-20℃重结晶后过滤，滤饼烘干即为化合物3，收率91％，纯度：99.28％。

实施例2：

室温(25℃)N

实施例3

0℃条件下，将实施例2中制备得到的粗品化合物5(14.0g，1eq)，溶于THF(300ml,20V)中，加入氟化瓶中搅拌,将70％HF.Pyridine(10.12g,20eq)滴加至反应液，TLC监测，12小时后反应完成，用饱和NaHCO

化合物1核磁数据：

对比例1

(采用Journal of Medcinal Chemistry(2007),50,3489-3496.中的方法)

将叠氮化钠(2.5g，31.5mmol，10eq)的二氯甲烷和水(1：1，10ml)混合溶液降温至0℃，向反应液中滴加三氟甲烷磺酸酐(1.1ml，6.3mmol)，3小时后反应完成，用二氯甲烷(4ml)提取，有机层用饱和碳酸钠溶液洗涤。

室温条件下，将化合物2(1g，3.1mmol,1eq)，无水碳酸钾(2.18g，15.8mmol，5eq)和硫酸铜(20mg，0.125mmol，0.05eq)溶于甲醇(4ml)和水(3ml)的混合溶液中，加入上述制备的TfN

对比例2

(采用中Journal of Organic Chemistry,2006,71(22):8661-8664的方法)

0℃，N

对比例3

(采用中Bioconjugate Chemistry(2013),24(4),586-594的方法)

将化合物6(32mg，0.075mmol)溶解于在MeOH/CH