用于制备环状有机化合物的方法

本申请是申请日为2018年5月11日、发明名称为“用于制备环状有机化合物的方法”的中国专利申请No.201880042386.9的分案申请。

技术领域

本发明涉及使用连续搅拌釜式反应器合成大环有机化合物的方法。

背景技术

大环化合物(环状化合物)是指包括杂环化合物(非专利文献1和专利文献1)和肽化合物(专利文献2)的化合物。大环化合物用作用于药物等的天然/非天然生物活性化化合物。为了提供这样的药物，制备环状化合物是制药工业的重要任务。不经过环化步骤就无法完成环状化合物的制备。化合物的环化反应是指其中单个分子在分子内的两个以上反应位点反应以形成环状结构的反应。结合方式各不相同；例如，已知通过各种键诸如酰胺键、酯键、醚键、硫醚键和二硫键的环化反应(非专利文献2和3，以及专利文献3和4)。

已知在环化反应中，浓度增加引起分子内反应和分子间反应之间的竞争，导致由于分子间反应而产生二聚体或更高阶的聚合化合物。尽管可以在常见的聚合物合成中将浓度保持相对较高，但是用于环化单个分子的反应是在稀释条件下进行的，以抑制由分子间反应所导致的聚合物产生(非专利文献4和专利文献1、5、6和7)。这限制了取决于反应釜的尺寸的每批的最大生产量。同时，已知用于模拟稀释条件的方法，诸如在反应条件下将反应底物以小部分逐滴加入到溶液中的方法(反向滴加)，以及在反应中使用固相负载的底物的方法(树脂上(on-resin)环化)(非专利文献5和专利文献8和9)。这些方法允许在避免稀释条件的同时获得感兴趣的环状化合物；然而，取决于反应釜的尺寸和反应底物的性质，这些方法在生产量上仍具有局限性。

连续搅拌釜式反应器(CSTR)(或混流式反应器)是指连续运行时的釜式反应器。像分批式反应器(其中釜式反应器以分批方式运行)一样，CSTR广泛用于液相反应、气相反应和非均相反应(非专利文献6)。理想地，通过搅拌将釜式反应器中的反应液体充分混合，使得釜中的温度和浓度变得均匀，并且允许反应液体以与反应器内部相同的浓度和温度从釜中流出(混流式)。此外，管式反应器是配备有单个管或平行放置的多个管的反应设备，并且在管轴的方向上产生浓度分布(塞流式)。CSTR和管式反应器两者都是适用于连续生产的连续式反应器。CSTR是精细化学品领域中的常见反应器，并且已知用于聚合物分子的聚合控制(专利文献10)、酶促反应(专利文献11)等。此外，还已知的是，利用CSTR的连续可操作性，将CSTR与其他通常已知的连续操作技术(诸如连续液-液分离和结晶)组合(非专利文献7)。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]WO 2008/105526

[专利文献2]WO 2013/100132

[专利文献3]WO 2014/151634

[专利文献4]WO 2014/134922

[专利文献5]WO 2013/167703

[专利文献6]WO 2006/038088

[专利文献7]WO 2010052559

[专利文献8]WO 1995/09142

[专利文献9]WO 2006/025859

[专利文献10]WO 2007/011459

[专利文献11]WO 2013/156600

[非专利文献1]Design and synthesis of novel macrocyclic 2-amino-6-arylpyrimidine Hsp90 inhibitors,A.Suda等人,Bioorganic&Medicinal ChemistryLetters 2012,22,1136-1141。

[非专利文献2]Cyclodepipeptides:Arich source of biologically activecompounds for drug research,J.Scherkenbeck等人,Molecules,2014,19(8),12368。

[非专利文献3]Cyclic polymers by ring-closure strategies,P.Gerbaux和O.Coulembier等人,Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,13944。

[非专利文献4]Macrocycles:lesson from the distnt pst,recentdevelopments,and future directions.A.K.Yudin,Chem.Sci.,2015,6,30。

[非专利文献5]An improved method for the solution cyclization ofpeptides under pseudo-high dilution conditions’,Norbert Sewald等人,Journal ofBiotechnology 112(2004)73-77

[非专利文献6]1.Hanno-kogaku(Reaction Engineering)(revised edition),Kenji Hashimoto,Baihukan,2.Chemical reaction engineering(third edition),Octave Levenspiel,Wiley

[非专利文献7]Development of a Continuous Schotten-Baumann Route to anAcyl Sulfonamide.,Timothy D.White等人,Org.Process Res.Dev.,2012,16(5),939。

发明概述

本发明要解决的问题

在精细化学品领域中用于大规模生产的连续反应器从未应用于药物领域中环状有机化合物(包括杂环化合物)的环化反应，特别是环肽药物的环化反应。这背后可能有多种原因；例如，许多可商购的环肽药物具有高活性，因此对大规模生产的需求不高。

连续搅拌釜式反应器(CSTR)和管式反应器是已知的连续反应器。在管式反应器中，由于反应器的原理，入口和出口处的底物和产物浓度是不同的。在管式反应器的情况下，当杂环化合物、肽化合物等环化时，相对较稀的溶液需要流过反应器，因此需要大量的有机溶剂。相比之下，在CSTR的情况下，可以控制环化前体和环化产物的浓度的分布在反应器中是均匀的，并且通过调节停留时间等，可以保持环化前体在反应器中具有低浓度，同时溶剂的使用量减少。本发明人着眼于这一点。

鉴于以上情况完成了本发明。本发明的目的在于提供使用CSTR制备环状有机化合物的方法，与常规环化方法相比，其可以实现优异的杂质抑制效果(质量改善，例如，抑制分子间环化反应)、一个或多个反应釜的尺寸减小、连续生产等。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明人研究了使用连续搅拌釜式反应器(CSTR)的环化反应，该反应器并未常规地用于环状化合物的环化反应，从而发现与常规环化方法相比，这样的方法可以实现优异的杂质抑制效果(质量改善)、反应釜的尺寸减小、连续生产等，并且由此完成了本发明。

此外，本发明人发现，通过将常规上主要以精细化学品工厂水平使用的模拟方法应用于本发明的环化反应，由此实验性地预测环化反应的反应速率，并且在使用CSTR的环化反应中设定影响这些条件的流量(停留时间)、前体和环状有机化合物的浓度以及用于环化反应的温度等，在环肽或杂环化合物的制备中可以有效地实现上述改善效果。

本发明基于这样的发现，并且具体地提供了以下[1]至[15]：

[1]一种制备环状有机化合物的方法，所述方法包括在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中使所述环状有机化合物的环化前体环化的环化反应步骤；

[2]根据[1]所述的方法，其中所述环状有机化合物是包含环状部分的肽化合物，其中所述化合物由天然氨基酸和/或氨基酸类似物构成；

[3]根据[1]或[2]所述的方法，其中所述包含环状部分的肽化合物包含由4至14个天然氨基酸和/或氨基酸类似物残基组成的环状部分，并且其中天然氨基酸和氨基酸类似物残基的总数为7至20；

[4]根据[3]所述的方法，其中所述环状有机化合物具有以下特征：

(i)包含至少两个N-取代的氨基酸和至少一个非N-取代的氨基酸；以及

(ii)具有6以上的ClogP值；

[5]根据[1]至[4]中任一项所述的方法，其中所述环化反应是通过选自由以下组成的组中的一个或多个键的分子内环化反应：

(i)酰胺键；

(ii)二硫键；

(iii)醚键；

(iv)硫醚键；

(v)酯键；

(vi)硫酯键；和

(vii)碳-碳键；

[6]根据[1]或[2]所述的方法，其中所述环状有机化合物是由以下通式(I)表示的化合物：

(其中X表示CH或N；R1表示氢原子、卤素原子、氰基、C1-6烷基、C1-4卤代烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C1-6烷氧基或C1-6烷基硫基；R2表示氢原子、卤素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基，或者R2和R3一起形成环；R3表示氢原子、卤素原子、氰基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基或C1-6烷氧基，或者R2和R3一起形成环；R4表示氢原子、卤素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基；R5、R6和R7各自独立地表示任选取代的C1-6亚烷基、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C3-10亚环烯基、C6-12亚芳基或3至12元单环杂环-；L1、L2和L3各自独立地表示单键、-CONR8-、-NR8CO-、-NR8-、-O-、-SO

[7]根据[1]至[6]中任一项所述的方法，其中所述环化反应使用基于所述环化反应的初步测试的结果所获得条件以工业规模进行；

[8]根据[7]所述的方法，其中所述条件通过包括以下的步骤获得：

(i)在所述初步测试中，对于选自由以下组成的组中的至少一种获得在多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；

(ii)通过使用步骤(i)中获得的浓度变化数据和与所述环化反应有关的反应速率方程，确定反应速率常数k

(iii)通过使用步骤(i)中使用的温度、步骤(ii)中确定的反应速率常数k

(iv)通过使用步骤(iii)中确定的频率因子A

(v)使用步骤(iv)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

[9]根据[8]所述的方法，其中所述环化反应的基元反应由下式(IV)表示：

并且反应速率常数k

(其中TM表示环状有机化合物，SM表示环化前体，ACT表示活化剂，IM表示中间体，Dimer表示二聚体，并且C表示浓度(M))；

[10]根据[8]所述的方法，其中所述环化反应的基元反应由下式(X)表示：

并且反应速率常数k

(其中r表示反应速率，TM表示目标分子，SM表示环化前体(＝中间体)，ACT表示活化剂，Dimer表示二聚体，并且C表示浓度(M))；

[11]根据[7]至[10]中任一项所述的方法，其中所述条件选自由以下组成的组：所述连续搅拌釜式反应器中的流量，所述环化前体的浓度，和所述环状有机化合物的浓度；

[12]一种促进环化前体的分子内环化的方法，所述方法包括在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中使环状有机化合物的环化前体环化的步骤；

[13]一种获得用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模环化的条件的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)在初步测试中，对于选自由以下组成的组中的至少一种获得在多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；

(ii)使用步骤(i)中获得的浓度变化数据和与所述环化反应有关的反应速率方程，确定反应速率常数k

(iii)通过使用步骤(i)中使用的温度、步骤(ii)中确定的反应速率常数k

(iv)通过使用步骤(iii)中确定的频率因子A

(v)使用步骤(iv)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

[14]一种用于使计算机执行以下步骤(i)至(iv)的程序，以获得用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模环化的条件：

(i)确定反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种在多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物，和

与环化反应有关的反应速率方程；

(ii)通过使用步骤(i)中使用的温度、步骤(i)中确定的反应速率常数k

(iii)通过使用步骤(ii)中确定的频率因子A

(iv)使用步骤(iii)中确定的反应速率常数k

(其中r

[15]一种获得用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模环化的条件的系统，所述系统包含：

(i)通过使用以下的浓度变化数据和与环化反应有关的反应速率方程来确定反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种在多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；

(ii)通过使用步骤(i)中使用的温度、步骤(i)中确定的反应速率常数k

(iii)通过使用步骤(ii)中确定的频率因子A

(iv)使用步骤(iii)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

此外，还提供了以下发明：

[2-1]一种抑制环化前体的分子间反应的方法，所述方法包括在至少一个连续搅拌釜式反应器中使环状有机化合物的环化前体环化的步骤；

[2-2]连续搅拌釜式反应器用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器中分子内环化的用途；

[2-3]根据[7]所述的方法，其中所述条件通过包括以下各项的步骤获得：

(i)在初步测试中，对于选自由以下组成的组中的至少一种获得在单个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；

(ii)通过使用步骤(i)中获得的浓度变化数据和与所述环化反应有关的反应速率方程，确定反应速率常数k

(iii)使用步骤(ii)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

[2-4]一种获得用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模环化的条件的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)在初步测试中，对于选自由以下组成的组中的至少一种获得在单个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；

(ii)通过使用步骤(i)中获得的浓度变化数据和与所述环化反应有关的反应速率方程，确定反应速率常数k

(iii)使用步骤(ii)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

[2-5]一种用于使计算机执行以下步骤的程序，以获得用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模环化的条件：

(i)通过使用以下的浓度变化数据和与环化反应有关的反应速率方程，确定反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种在单个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；以及

(ii)使用步骤(i)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

[2-6]一种获得用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器中以工业规模环化的条件的系统，所述系统包含：

(i)通过使用以下的浓度变化数据和与环化反应有关的反应速率方程来确定反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物在单个温度下随时间的浓度变化数据；以及

(ii)使用步骤(i)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

发明效果

本发明提供了通过使用一个或多个CSTR进行环化反应来制备环状有机化合物的方法，与常规环化方法相比，其可以实现优异的杂质抑制效果、反应釜的尺寸减小、连续生产等。此外，本发明提供了通过应用模拟方法以确定用于环化反应的条件而可以更有效地实现上述改善效果的制备方法。

附图简述

图1示出了用于使用CSTR合成2kg目标分子的假定设备(实施例1中运行4的条件)。

图2示出了用于通过假的高稀释(也称作高度稀释)合成2kg目标分子的假定设备(实施例1中运行3的条件)。

图3示出了环孢菌素A环化前体的样品的1H NMR图(实施例2)。

图4示出了实施例3中使用CSTR制备环孢菌素A的设备。

图5示出了去氨加压素样品的1H NMR图(实施例4)。

图6示出了去氨加压素的环化前体样品的1H NMR图(实施例4)。

图7示出了环孢菌素A衍生物的样品的1H NMR图(实施例5)。

图8示出了环孢菌素A衍生物的环化前体样品的1H NMR图(实施例5)。

实施发明的方式

<取代基等的定义>

在本文中，术语“烷基”是指通过从脂族烃移除任意一个氢原子而衍生出的一价基团，并且具有在主链中既不含有杂原子也不含有不饱和碳-碳键而是含有氢和碳原子的烃基或烃基团结构的子集。其碳链长度n在1至20的范围内，并且烷基优选地是C2-C10烷基。烷基的实例包括“C1-C6烷基”并且具体地包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、异丙基、叔丁基、仲丁基、1-甲基丙基、1,1-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1,1,2,2-四甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、异戊基和新戊基。

在本文中，术语“烯基”是指具有至少一个双键(两个相邻的SP2碳原子)的一价基团。取决于双键和取代基(如果它们存在的话)的排列，双键可以采取反侧(entgegen)(E)或同侧(zusammen)(Z)和顺式或反式几何形式。烯基的实例包括直链或支链，包括含有内烯烃的直链。其优选实例包括C2-C10烯基，并且更优选C2-C6烯基。

烯基的具体实例包括乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基(包括顺式和反式形式)、3-丁烯基、戊烯基和己烯基。

在本文中，术语“炔基”是指具有至少一个三键(两个相邻的SP碳原子)的一价基团。其实例包括直链或支链链炔基(包括内亚烷基)。其优选实例包括C2-C10炔基，并且更优选C2-C6炔基。

炔基的具体实例包括乙炔基、1-丙炔基、炔丙基、3-丁炔基、戊炔基、己炔基、3-苯基-2-丙炔基、3-(2’-氟苯基)-2-丙炔基、2-羟基-2-丙炔基、3-(3-氟苯基)-2-丙炔基和3-甲基-(5-苯基)-4-戊炔基。

在本文中，术语“环烷基”意指饱和或部分饱和的环状一价脂族烃基，其含有单环、二环或螺环。其优选实例包括C3-C10环烷基。环烷基的具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基和二环[2.2.1]庚基。

在本文中，术语“芳基”意指一价芳族烃环。其优选实例包括C6-C10芳基。芳基的具体实例包括苯基和萘基(例如，1-萘基和2-萘基)。

在本文中，术语“杂芳基”意指芳族环状一价基团，其在成环原子中优选地含有1至5个杂原子并且可以是部分饱和的。环可以是单环或二环稠环(例如，通过与苯或单环杂芳基稠合而形成的二环杂芳基)。成环原子的数量优选地为5至10(5至10元杂芳基)。

杂芳基的具体实例包括呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噻二唑基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、苯并噁二唑基、苯并咪唑基、吲哚基、异吲哚基、吲唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、苯并间二氧杂环戊烯基、吲嗪基和咪唑并吡啶基。

在本文中，术语“芳基烷基(芳烷基)”意指含有芳基和烷基二者的基团，例如通过用芳基取代至少一个氢原子而衍生自上述烷基的基团。其优选实例包括“C5-C10芳基-C1-C6烷基”，诸如苄基。

在本文中，术语“亚芳基”意指通过移除另一单个任意氢原子而衍生自上述芳基的二价基团。亚芳基可以是单环或稠环。成环原子的数量没有特别限制，但是优选地为6至10(C6-10亚芳基)。亚芳基的具体实例包括亚苯基和亚萘基。

在本文中，术语“亚杂芳基”意指通过移除另一单个任意氢原子而衍生自上述杂芳基的二价基团。亚杂芳基可以是单环或稠环。成环原子的数量没有特别限制，但是优选地为5至10(5至10元亚杂芳基)。亚杂芳基的具体实例包括吡咯二基、咪唑二基、吡唑二基、吡啶二基、哒嗪二基、嘧啶二基、吡嗪二基、三唑二基、三嗪二基、异噁唑二基、噁唑二基、噁二唑二基、异噻唑二基、噻唑二基、噻二唑二基、呋喃二基和噻吩二基。

在本发明中，构成肽的“氨基酸”可以是“天然氨基酸”或“氨基酸类似物”。“氨基酸”、“天然氨基酸”和“氨基酸类似物”也分别称为“氨基酸残基”、“天然氨基酸残基”和“氨基酸类似物残基”。

“天然氨基酸”是α-氨基羧酸(α-氨基酸)，并且是指蛋白质中含有的20类氨基酸。具体地，它们是指Gly、Ala、Ser、Thr、Val、Leu、Ile、Phe、Tyr、Trp、His、Glu、Asp、Gln、Asn、Cys、Met、Lys、Arg和Pro。

“氨基酸类似物”没有特别限制，并且包括β-氨基酸、γ-氨基酸、D-氨基酸、N-取代的氨基酸、α,α-二取代的氨基酸、羟基羧酸、非天然氨基酸(其侧链不同于天然氨基酸的侧链的氨基酸；例如，非天然α-氨基酸、β-氨基酸和γ-氨基酸)。α-氨基酸可以是D-氨基酸，或者α,α-二烷基氨基酸。以与α-氨基酸类似的方式，β-氨基酸和γ-氨基酸也允许具有任何构型。氨基酸类似物的侧链(主链为亚甲基时)没有特别限制，并且可以具有除氢原子以外还具有例如烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、芳烷基或环烷基。这些中的每一个都可以具有一个或多个取代基，并且这些取代基可以选自含有例如卤素原子、N原子、O原子、S原子、B原子、Si原子或P原子的任何官能团。例如，在本文中，“任选地被卤素取代的C1-C6烷基”意指被一个或多个卤素原子取代的“C1-C6烷基”，并且具体实例包括三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、四氟乙基、三氟乙基、二氟乙基、氟乙基、三氯甲基、二氯甲基、氯甲基、五氯乙基、四氯乙基、三氯乙基、二氯乙基和氯乙基。此外，例如，“任选取代的C5-C10芳基C1-C6烷基”意指其中“C5-C10芳基C1-C6烷基”的芳基和/或烷基的至少一个氢原子已被取代基取代。此外，“具有两个以上取代基的情况”包括具有含有S原子的官能团的情况，其还具有诸如氨基或卤素的官能团。例如，氨基酸类似物的侧链的实例包括具有聚乙二醇结构的侧链。

氨基酸类似物的主链氨基可以是未取代的(NH

衍生自卤素的取代基的实例包括氟(-F)、氯(-Cl)、溴(-Br)和碘(-I)。

衍生自O原子的取代基的实例包括羟基(-OH)、氧基(-OR)、羰基(-C＝O-R)、羧基(-CO

氧基(-OR)的实例包括烷氧基、环烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、杂芳氧基和芳烷氧基。

羰基(-C＝O-R)的实例包括甲酰基(-C＝O-H)、烷基羰基、环烷基羰基、烯基羰基、炔基羰基、芳基羰基、杂芳基羰基和芳烷基羰基。

氧基羰基(-C＝O-OR)的实例包括烷氧基羰基、环烷氧基羰基、烯氧基羰基、炔氧基羰基、芳氧基羰基、杂芳氧基羰基和芳烷氧基羰基。

羰基氧基(-O-C＝O-R)的实例包括烷基羰基氧基、环烷基羰基氧基、烯基羰基氧基、炔基羰基氧基、芳基羰基氧基、杂芳基羰基氧基和芳烷基羰基氧基。

硫基羰基(-C＝O-SR)的实例包括烷基硫基羰基、环烷基硫基羰基、烯基硫基羰基、炔基硫基羰基、芳基硫基羰基、杂芳基硫基羰基和芳烷基硫基羰基。

羰基硫基(-S-C＝O-R)的实例包括烷基羰基硫基、环烷基羰基硫基、烯基羰基硫基、炔基羰基硫基、芳基羰基硫基、杂芳基羰基硫基和芳烷基羰基硫基。

氨基羰基(-C＝O-NHR)的实例包括烷基氨基羰基、环烷基氨基羰基、烯基氨基羰基、炔基氨基羰基、芳基氨基羰基、杂芳基氨基羰基和芳烷基氨基羰基。另外的实例包括通过用烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基或芳烷基的进一步取代-C＝O-NHR中与N原子键合的H原子而产生的化合物。

羰基氨基(-NH-C＝O-R)的实例包括烷基羰基氨基、环烷基羰基氨基、烯基羰基氨基、炔基羰基氨基、芳基羰基氨基、杂芳基羰基氨基和芳烷基羰基氨基。另外的实例包括通过用烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基或芳烷基的进一步取代-NH-C＝O-R中与N原子键合的H原子而产生的化合物。

氧基羰基氨基(-NH-C＝O-OR)的实例包括烷氧基羰基氨基、环烷氧基羰基氨基、烯氧基羰基氨基、炔氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、杂芳氧基羰基氨基和芳烷氧基羰基氨基。另外的实例包括通过用烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基或芳烷基的进一步取代-NH-C＝O-OR中与N原子键合的H原子而产生的化合物。

磺酰基氨基(-NH-SO

氨基磺酰基(-SO

氨磺酰基氨基(-NH-SO

对于衍生自S原子的取代基，实例包括巯基(-SH)、硫基(-S-R)、亚磺酰基(-S＝O-R)、磺酰基(-S(O)

硫基(-S-R)的实例选自烷基硫基、环烷基硫基、烯基硫基、炔基硫基、芳基巯基、杂芳基硫基、芳烷基硫基等。

亚磺酰基(-S＝O-R)的实例包括烷基亚磺酰基、环烷基亚磺酰基、烯基亚磺酰基、炔基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、杂芳基亚磺酰基和芳烷基亚磺酰基。

磺酰基(-S(O)

对于衍生自N原子的取代基，实例包括叠氮(-N

仲氨基(-NH-R)的实例包括烷基氨基、环烷基氨基、烯基氨基、炔基氨基、芳基氨基、杂芳基氨基和芳烷基氨基。

叔氨基(-NR(R’))的实例包括具有任何两个取代基的氨基(诸如烷基(芳烷基)氨基)，所述取代基各自独立地选自烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基和芳烷基；并且这两个任意取代基可以形成环。

取代的脒基(-C(＝NR)-NR’R”)的实例包括这样的基团，其中N原子上的三个取代基R、R’和R”中的每一个均独立地选自烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基和芳烷基；并且这样的实例包括烷基(芳烷基)(芳基)脒基。

取代的胍基(-NR-C(＝NR”’)-NR’R”)的实例包括这样的基团，其中R、R’、R”和R”’中的每一个独立地均选自烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基和芳烷基；或者其中它们形成环的基团。

氨基羰基氨基(-NR-CO-NR’R”)的实例包括这样的基团，其中R、R’和R”中的每一个均独立地选自氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基和芳烷基；或者其中它们形成环的基团。

衍生自B原子的取代基的实例包括硼烷基(-BR(R’))和二氧基硼烷基(-B(OR)(OR’))。这两个取代基，即R和R’，各自独立地选自烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基和芳烷基；或者它们可以形成环。

在本发明中，构成“氨基酸”的至少一个原子可以是具有相同原子数(质子数)和不同质量数(质子和中子的总数)的原子(同位素)。“氨基酸”中含有的同位素的实例包括氢原子、碳原子、氮原子、氧原子、磷原子、硫原子、氟原子和氯原子，包括

可以用于本发明的示例性氨基酸类似物如下所述；然而，氨基酸类似物不限于此。这些氨基酸类似物中的许多可以在购买时其侧链经保护或未经保护以及其胺部分经保护或未经保护。无法购买的那些可以通过已知方法合成。

以下N-Me氨基酸可以用作氨基酸类似物：

N-甲基丙氨酸；N-甲基甘氨酸；N-甲基苯基丙氨酸；N-甲基酪氨酸；N-甲基-3-氯苯基丙氨酸；N-甲基-4-氯苯基丙氨酸；N-甲基-4-甲氧基苯基丙氨酸；N-甲基-4-噻唑丙氨酸；N-甲基组氨酸；N-甲基丝氨酸；和N-甲基天冬氨酸。

以下N-烷基氨基酸也可以用作氨基酸类似物。

以下D-氨基酸也可以用作氨基酸类似物。

以下α,α-二烷基氨基酸也可以用作氨基酸类似物。

以下氨基酸也可以用作氨基酸类似物。

在一个非限制性实施方案中，本发明提供了制备环状有机化合物的方法，所述方法包括在至少一个连续搅拌釜式反应器中使环状有机化合物的环化前体环化的环化反应步骤。

此外，在一个非限制性实施方案中，本发明提供促进环化前体的分子内环化的方法，所述方法包括在至少一个或多个连续搅拌釜式反应器中使环状有机化合物的环化前体环化的步骤。

另外，在一个非限制性实施方案中，本发明提供抑制环化前体的分子间反应的方法，所述方法包括在至少一个或多个连续搅拌釜式反应器中使环状有机化合物的环化前体环化的步骤。

此外，在一个非限制性实施方案中，本发明提供连续搅拌釜式反应器用于在至少一个或多个连续搅拌釜式反应器中使环状有机化合物的环化前体分子内环化的用途。

在本发明中，术语“环状有机化合物”意指具有一个或多个环状部分的有机化合物。本发明中的“环状有机化合物”没有特别限制，只要其具有该特征即可，但是可以包括例如中分子量化合物(例如分子量为大约500至6000)，包括天然产物、糖链、肽和核酸药物，以及低分子量化合物(例如分子量为大约500)。优选的实例包括具有一个或多个环状部分的肽化合物。

例如，可以通过使用MS、SDS-PAGE等本领域技术人员已知的技术通过测量由本发明的方法制备的化合物的分子量来评估是否已经制备了所需的环状有机化合物。

本发明的术语“环化前体”意指，针对通过进行环化步骤制备的本发明的环状有机化合物而言，在进行环化步骤之前的非环状有机化合物(前体)。优选地但非限制性地，除了环化反应所涉及的结构部分以外，环化前体具有与环状有机化合物相同的化学结构。环化反应中涉及的结构部分包括类似于用于环化反应的反应辅助基团的结构，该结构可以在键合反应后被消除。

例如，当环化前体是低分子量有机化合物时，可以通过使用有机合成方法来制备环化前体，所述有机合成方法是本领域技术人员已知的技术。另一方面，当环化前体是肽化合物时，除了上述有机合成方法以外，其还可以通过使用无细胞翻译系统的肽合成或适当的宿主细胞中编码肽化合物的基因的表达来获得。

在非限制性实施方案中，本发明中的环化反应是通过选自由以下组成的组中的一个或多个键的分子内环化反应：

(i)酰胺键；

(ii)二硫键；

(iii)醚键；

(iv)硫醚键；

(v)酯键；

(vi)硫酯键；和

(vii)碳-碳键。

例如，上述实施方案中的分子内环化可以通过两个氨基酸经由二硫键、酰胺键、肽键、烷基键、烯基键、酯键、硫酯键、醚键、硫醚键、膦酸酯醚键、偶氮键、C＝N-C键、酰胺键、内酰胺桥、氨基甲酰基键、脲键、硫脲键、胺键、硫代酰胺键、亚磺酰基键、磺酰基键等的键合来进行，但是用于分子内环化反应的键的类型不限于此。

上述实施方案中的分子内环化没有限制，优选地通过共价键合诸如酰胺键合、碳-碳成键反应、S-S键合、硫醚键合、三唑键合或苯并噁唑键合进行(WO 2013/100132；WO2012/026566；WO 2012/033154；WO 2012/074130；WO 2015/030014；WO 2018/052002；CombChem High Throughput Screen.2010；13:75-87；Nature Chem.Bio.2009,5,502；Nat ChemBiol.2009,5,888-90；Bioconjugate Chem.,2007,18,469-476；ChemBioChem,2009,10,787-798；Chemical Communications(Cambridge,United Kingdom)(2011),47(36),9946-9958)。

可以通过对上述化合物进行进一步化学修饰而获得的化合物也可以包括在本发明的环状有机化合物和具有一个或多个环状部分的肽化合物中。

本发明的肽化合物可以具有一个或多个直链部分。酰胺键和酯键的数量(天然氨基酸或氨基酸类似物的数量/长度)没有特别限制，但是当化合物具有一个或多个直链部分时，环状部分和一个或多个直链部分的残基的总数优选为30以下。为了获得高的代谢稳定性，氨基酸的总数更优选为6以上，或9以上。此外，除了上述说明以外，构成环状部分的天然氨基酸和氨基酸类似物的数量更优选为4至14、4至13、5至13、5至12、6至12或7至12，并且甚至更优选7至11或8至11。9至11个残基(10或11个残基)是特别优选的。直链部分的氨基酸和氨基酸类似物的数量优选为0至8、0至7、0至6、0至5或0至4，并且更优选为0至3。天然氨基酸和氨基酸类似物残基的总数优选为6至30、6至25、6至20、7至20、7至19、7至18、7至17、7至16、7至15、8至14或9至13。在本申请中，除非特别限制，否则氨基酸包括天然氨基酸和氨基酸类似物。

此外，此处，本文中的膜通透性和代谢稳定性意指肽化合物至少在其用作口服剂或用于靶向细胞内蛋白质、核酸、膜蛋白的细胞内区域或膜蛋白的跨膜结构域时具有足够的膜通透性和代谢稳定性来用作药物。

本发明的含有环状部分的肽化合物的环状部分没有特别限制。只要它们是环状即可，但是例如它们优选为包含由可以满足膜通透性和代谢稳定性这两者的官能团形成的环化部分在内的环状部分。

在具有结构上邻近的反应位点的环化反应中，诸如在吲哚的5元环构建反应和环氧化物的环氧乙烷环构建反应中，分子内和分子间环化反应相互竞争的可能性较小(主要进行分子内环化反应)。因此，当在本发明中使用这样的环化反应时，本发明似乎不是非常有利的。

在本文中，“氨基酸的数量”是指构成肽的氨基酸残基(氨基酸单元)的数量，并且其意指酰胺键、酯键和环化部分连接氨基酸的键被开裂时出现的氨基酸单元的数量。

本发明的术语“釜式反应器”是指配备有搅拌器的反应器，其中内部的反应流体被充分混合，使得在反应器中的任何位置处的浓度和温度可以被认为是均匀的。当釜式反应器分批运行时，其被称为“分批式反应器”，并且当其连续运行时，其被称为“连续搅拌釜式反应器”(CSTR)(参见“Kagaku Kogaku Binran(Chemical Engineering Handbook)，第6次修订版,MaruzenCo.,Ltd.,3.5Basics of Reactor Design)。为了使一般过程的生产率、产品性能和效率最大化，使用单个CSTR、多个并行CSTR以及其中多个CSTR串联连接的串联CSTR。将进料到CSTR中的反应原料立即混合以使反应进行，并且在使其保持与反应器内部相同的浓度和温度的同时，从反应器中倒出。

在一个非限制性实施方案中，本发明中使用的连续搅拌釜式反应器不仅可以用于均相液相反应，而且还可以用于非均相反应，诸如液-液反应、气-液反应和气-液-固催化反应。此外，取决于感兴趣的环化反应的类型和生产规模，本领域技术人员可以适当地选择最佳反应器尺寸。

在一个非限制性实施方案中，在本发明的使用一个或多个CSTR制备环状有机化合物的方法中，CSTR可以与这样的反应釜一起运行，所述反应釜通过在连续式反应器或分批式反应器中分开进行直至在反应器内达到稳态或者通过在分批式反应器中的反向滴加方法或高稀释条件方法而预先进入稳态。这样，可以尽可能地防止未反应的反应原料排出到反应器外的可能性，并且可以有效地使用所有底物。

在一个非限制性实施方案中，提供了使用一个或多个CSTR制备环状有机化合物的方法，其中本发明中的环状有机化合物是包含由天然氨基酸和/或氨基酸类似物构成的环状部分的肽化合物。非限制性地，化合物优选地包含由总计4至14个天然氨基酸和氨基酸类似物残基组成的环状部分，并且具有总计7至20个天然氨基酸和氨基酸类似物残基。此外，环状部分优选地由总计5至12、6至12、7至12、8至12或9至12个天然氨基酸和氨基酸类似物残基组成，并且天然氨基酸氨基酸类似物残基的总数优选为8至14、9至13、10至13或11至13。肽化合物中包括的氨基酸的总数优选为25以下、20以下、18以下、17以下、16以下、15以下或14以下，并且更优选13以下(例如，12、11、10或9)，但是不特别限于此。

在一个非限制性实施方案中，本发明中的环状有机化合物具有以下特征：

(i)包含至少两个N-取代的氨基酸和至少一个非N-取代的氨基酸；以及

(ii)具有6以上的ClogP值。

在上述实施方案中，本发明的环状有机化合物优选地包含至少2个(优选2、3、4、5、6、7、8、9或10个，并且特别优选5、6或7个)N-取代的氨基酸，并且优选地包含至少1个、2个、3个或4个非N-取代的氨基酸。此外，ClogP值优选地为7以上，8以上，或9以上。“N-取代”包括用甲基、乙基、丙基、丁基、己基等对与N原子键合的氢原子的取代，但是不限于此。优选的N-取代的氨基酸包括其中氨基基团是N-甲基化的天然氨基酸。在肽含有化学修饰的氨基酸类似物的情况下，所述化合物当被认为具有所有化学修饰均已完成的分子形式(主链结构)时，就其形成的分子而言，其ClogP值(计算机计算的分配系数；例如，其可以使用DaylightChemical Information Systems,Inc.的Daylight 4.9版本计算)优选为3以上、4以上、5以上、6以上、7以上或8以上，并且优选20以下、19以下、18以下、17以下、16以下或15以下。

本发明中通过使用一个或多个CSTR的环化反应被靶向的化合物没有特别限制，但是它们的分子量优选为100以上、200以上、300以上、400以上、500以上、550以上、600以上、650以上、700以上、750以上、800以上、850以上、900以上或950以上，并且优选1000以上、1100以上、1200以上、1300以上、1400以上、1500以上、1600以上、1700以上或1800以上。分子量的上限没有特别限制，但是分子量优选地为6000以下，5000以下，4000以下，3000以下，2500以下，或2000以下。

例如，当根据上述方法测量肝微粒体中的稳定性时内源性肝清除率(CLh int(μL/min/mg蛋白质))值为150以下或者优选100以下、90以下、80以下、70以下或60以下或者特别优选50以下、40以下或30以下时，可以确定可以获得用作口服药物的代谢稳定性。在药物被CYP3A4代谢的情况下，为了避免其在人小肠中的代谢，内源性肝清除率值优选为78以下(非专利文献：M.Kato等人,The intestinal first-pass metabolism of substances ofCYP3A4 and P-glycoprotein-quantitative analysis based on information from theliterature(CYP3A4的物质的肠首过代谢以及基于文献信息的P-糖蛋白定量分析).DrugMetab.Pharmacokinet.2003,18(6),365-372)，并且为了在人中展现出大约30％以上的生物利用度，该值优选为35以下(假设FaFg为1并且蛋白质结合率为0％)。

此外，本发明中的环状有机化合物可以是水不溶性化合物。例如，“水不溶性化合物”意指在20℃在离子交换水中的溶解度优选地为10mg/mL以下、或1mg/mL以下、或更优选0.1mg/mL以下、0.01mg/mL以下、或0.001mg/mL以下的化合物。

在一个非限制性实施方案中，本发明的环化前体可以带有一个或多个用于环化反应的反应辅助基团。在本发明中，“反应辅助基团”是指引入待键合的官能团附近并且活化用于结合反应的官能团以使反应选择性地在所需位置处发生的基团。例如，对于羰基和氨基之间的反应，可以将反应辅助基团引入到羰基侧或氨基侧或它们两者中。这样的反应辅助基团的实例包括SH。这样的反应辅助基团可以在结合反应的同时或之后被消除。

在一个非限制性实施方案中，本发明的环状有机化合物是由以下通式(I)表示的化合物：

(其中X表示CH或N；R1表示氢原子、卤素原子、氰基、C1-6烷基、C1-4卤代烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C1-6烷氧基或C1-6烷基硫基；R2表示氢原子、卤素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基，或者R2和R3一起形成环；R3表示氢原子、卤素原子、氰基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基或C1-6烷氧基，或者R2和R3一起形成环；R4表示氢原子、卤素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基；R5、R6和R7各自独立地表示任选取代的C1-6亚烷基、C2-6亚烯基、C2-6亚炔基、C3-10亚环烷基、C3-10亚环烯基、C6-12亚芳基或-3至12元单环杂环-；L1、L2和L3各自独立地表示单键、-CONR8-、-NR8CO-、-NR8-、-O-、-SO

以下段落中定义了仅用于由上述通式(I)表示的化合物的术语。

术语“C1-6烷基”意指直链或支链的饱和一价C1-6烃基，并且包括例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、异丙基、仲丁基、叔丁基、1-甲基丙基、1,1-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1,1,2,2-四甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、异戊基和新戊基。

术语“C1-3烷基”意指直链或支链的饱和一价C1-3烃基，并且包括例如甲基、乙基、丙基和异丙基。

术语“C1-4烷基”意指直链或支链的饱和一价C1-4烃基，并且包括例如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、仲丁基和叔丁基。

术语“C1-4卤代烷基”意指被一个或多个卤素原子取代的“C1-4烷基”。优选地，其是被一个或多个氟或氯取代的C1-2烷基，并且包括例如三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、四氟乙基、三氟乙基、二氟乙基、氟乙基、三氯甲基、二氯甲基、氯甲基、五氯乙基、四氯乙基、三氯乙基、二氯乙基和氯乙基。

术语“C2-6烯基”意指具有至少一个双键的C2-6烃基，并且包括例如乙烯基(ethenyl)(乙烯基((vinyl))、1-丙烯基、2-丙烯基(烯丙基)、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基(高烯丙基(homoallyl))、戊烯基和己烯基。

术语“C2-6炔基”意指具有至少一个三键的C2-6烃基，并且包括例如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基和己炔基。

术语“C1-6烷氧基”意指-O-C1-6烷基，并且包括例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、3-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、1-甲基丁氧基、1-乙基丙氧基、己氧基、4-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、1-甲基戊氧基、3-乙基丁氧基和2-乙基丁氧基。

术语“C1-4烷氧基”意指-O-C1-4烷基，并且包括例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基和叔丁氧基。

术语“C1-3烷氧基C1-3烷氧基”意指-O-C1-3烷基-O-C1-3烷基，并且包括例如甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基和乙氧基乙氧基。

术语“C1-6烷基硫基”意指-S-C1-6烷基，并且包括例如甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、异丙基硫基、丁基硫基、仲丁基硫基、异丁基硫基、叔丁基硫基、戊基硫基、3-甲基丁基硫基、2-甲基丁基硫基、1-甲基丁基硫基、1-乙基丙基硫基、己基硫基、4-甲基戊基硫基、3-甲基戊基硫基、2-甲基戊基硫基、1-甲基戊基硫基、3-乙基丁基硫基和2-乙基丁基硫基。

术语“卤素”意指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)，并且优选地是氟或氯。

术语“C3-10环烷基”意指饱和C3-10碳环基团，并且包括例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基和环癸基。

术语“C3-10环烯基”意指具有至少一个双键的C3-10碳环基团，并且包括例如环戊烯基、环己烯基和环庚烯基。

术语“C6-12芳基”意指具有6至12个环碳原子的单环或二环芳族碳环，并且包括例如苯基、萘基、茚满基、茚基和异茚基。其优选地是苯基。

术语“3至12元单环杂环”意指具有3至12个成环原子的芳族或非芳族单环杂环，所述成环原子包括一个或多个(例如1至4个)选自N、O和S的杂原子。杂原子的键合位置没有特别限制，并且它们可以在任何位置处键合。3至12元单环杂环的具体实例包括吡咯烷、噁唑烷、异噁唑烷、噁唑啉、异噁唑啉、噻唑烷、异噻唑烷、噻唑啉、异噻唑啉、咪唑烷、咪唑啉、呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、异噁唑、噻唑、异噻唑、呋咱、咪唑、吡唑、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、四氢吡喃、二噁烷、四氢硫代吡喃、吡喃、噻喃、吡啶、吡嗪、嘧啶和哒嗪。

术语“3至12元单环脂环族单螺环”意指这样的基团，其中具有3至12个成环原子的单环脂环烃与C1-6亚烷基上的一个碳原子一起形成环。C1-6亚烷基上的螺碳位置没有特别限制，并且其可以共享于所需位置。具体地，3至12元单环脂环族单螺环包括例如环丙酮、环丁酮、环戊酮、环己酮、环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环丙烯、环丁烯、环戊烯和环己烯。

术语“3至12元单环杂环单螺环”意指这样的基团，其中具有3至12个成环原子的单环非芳族杂环与C1-6亚烷基上的一个碳原子一起形成环，所述成环原子包括一个或多个(例如1至4个)选自N、O和S的杂原子。一个或多个杂原子的一个或多个键合位置没有特别限制，并且它们可以在一个或多个所需位置处键合。此外，C1-6亚烷基上的螺碳的位置没有特别限制，并且其可以在所需位置处由C1-6亚烷基共有。具体地，3至12元单环杂环单螺环包括例如氧杂环丁烷(oxetane)、四氢呋喃、四氢吡喃、硫杂环丁烷(thietane)、四氢噻吩、四氢噻喃、氮杂环丁烷(azetidine)、吡咯烷、哌啶、氧杂环丁酮(oxetanone)、四氢呋喃酮、四氢吡喃酮、氮杂环丁酮(azetidinone)、吡咯烷酮、哌啶酮、二氧戊环、二噁烷、二硫戊环(dithiolane)和二噻烷。

术语“C1-6亚烷基”意指通过从如上定义的“C1-6烷基”中进一步移除任意氢原子而衍生的二价基团。

术语“C2-6亚烯基”意指通过从如上定义的“C2-6烯基”中进一步移除任意氢原子而衍生的二价基团。

术语“C2-6亚炔基”意指通过从如上定义的“C2-6炔基”中进一步移除任意氢原子而衍生的二价基团。

术语“C3-10亚环烷基”意指通过从如上定义的“C3-10环烷基”中进一步移除任意氢原子而衍生的二价基团。

术语“C3-10亚环烯基”意指通过从如上定义的“C3-10环烯基”中进一步移除任意氢原子而衍生的二价基团。

术语“C6-12亚芳基”意指通过从如上定义的“C6-12芳基”中进一步移除任意氢原子而衍生的二价基团。

术语“-3至12元单环杂环-”意指通过从如上定义的“3至12元单环杂环”中移除两个任意氢原子而衍生的二价基团。

当简单地表示为“环”时，该术语是指涵盖所有上述“C3-10环烷基”、“C3-10环烯基”、“C6-12芳基”和“5至12元单环杂环”的概念。

当式中的R5、R6和R7表示“可以具有取代基的C1-6亚烷基”时，所述取代基优选地包括选自如下所示的A组的基团。

A组：可以具有取代基的C1-6烷基(所述取代基为羟基或二甲基氨基)、卤素原子、羟基、由-NR9R10表示的氰基[R9和R10各自独立地表示氢原子、C1-3烷基或由-C(＝O)CH

可以存在多个这样的取代基。当存在多个取代基时，它们可以是相同或不同的。这样的取代基的数量优选地为1个或2个。

当式中的R8和R8’是“任选取代的C1-6烷基”时，所述取代基优选地包括选自如下所示的B组的基团。

B组：羟基、吗啉基、哌啶基、4-甲基哌啶基、卤素原子、羟基、氨基、氰基、C6-12芳基或C1-6烷氧基。

可以存在多个这样的取代基。当存在多个取代基时，它们可以是相同或不同的。这样的取代基的数量优选地为1个或2个。

<模拟＞

在一个非限制性实施方案中，本发明的环化反应可以使用基于环化反应的初步测试结果获得的条件以工业规模进行。

在本发明实施方案中，术语“模拟”是指在进行工业规模反应(即制备环状有机化合物的方法包括使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器中环化的步骤)之前进行并且为了获得用于工业规模反应的最佳条件而进行的测试。本发明的模拟包括进行初步测试的步骤和基于初步测试结果计算用于以工业规模进行环化反应的条件的步骤。本发明中的“模拟”没有特别限制，只要其是为此目的而进行的测试即可，并且例如其还包括获得基于文献中描述的已知值等已经可获得的条件。

在本发明实施方案中，“工业规模”优选是指工厂级规模或工厂规模，但是不特别限于此。其包括试验规模(工作台规模)和实验室水平上的实验室规模，它们在以工厂规模制备环状有机化合物之前的阶段进行。

因此，在一个非限制性实施方案中，本发明还提供了获得用于使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器中以工业规模环化的条件的方法。此外，在一个非限制性实施方案中，本发明还提供了获得用于在至少一个连续搅拌釜式反应器中以工业规模制备环状有机化合物的条件的方法。

在本发明的初步测试中，对于选自由以下组成的组中的至少一种获得在一个或多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物。本发明的初步测试可以通过实施例中描述的方法或通过本领域技术人员已知的方法进行。

在一个非限制性实施方案中，可以通过包括以下步骤的方法获得用于使用一个或多个CSTR以工业规模环化的最佳条件：

(i)在初步测试中，对于选自由以下组成的组中的至少一种获得在多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；

(ii)通过使用步骤(i)中获得的浓度变化数据和用于环化反应的反应速率方程(本文中的方程(V)至(IX)或方程(XI)至(XIII))，确定进行初步测试的每个温度的反应速率常数k

(iii)通过使用步骤(i)中使用的温度、步骤(ii)中确定的反应速率常数k

(其中k

(iv)通过使用步骤(iii)中确定的频率因子A

(v)通过使用步骤(iv)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

在上述实施方案中，步骤(i)的“多个温度”优选为2个以上、3个以上、4个以上或5个以上的温度，但是不限于此。

在上述实施方案中，CSTR中的环化温度下的反应速率常数(k)可以通过将步骤(iii)中获得的频率因子值(A)和活化能值(E)代入上述阿伦尼乌斯方程(Arrhenius’equation)(III)来确定。通过将CSTR中的环化温度下的反应速率常数(k)代入环化反应的反应速率方程中并且设定初始浓度条件，可以确定CSTR中的环化温度下各组分随时间的浓度变化。在本发明中，CSTR中的环化温度可以任意设定，这允许优化用于工业规模环化的温度。

在本发明中，“CSTR中的环化温度”的最佳条件优选为使目标分子的浓度(环状有机化合物的浓度)最大化时CSTR中的环化反应的温度条件，但是不限于此。

进行上述步骤(i)至(v)使得能够模拟在任何温度下的环化反应的进程(各组分随时间的浓度变化)，并且从而能够例如预测在该反应中的反应转化率(反应所用的环化前体的百分比)和选择性(所有产物中目标分子的百分比)。基于这样的模拟结果，可以确定用于工业规模反应的最佳条件(例如，环化前体的供给浓度(初始浓度)，和在反应器中的停留时间，反应温度等)。

在一个非限制性实施方案中，本领域技术人员还可以从用以获得浓度变化数据的步骤(i)中使用的多个温度中或者从这些温度附近的温度(±5℃或±10℃)中适当地选择在步骤(iv)的一个或多个CSTR中的环化温度，而无需进行上述优化工业规模温度的步骤。

在一个非限制性实施方案中，可以通过包括以下步骤的方法获得用于使用一个或多个CSTR进行工业规模环化的最佳条件：

(i)在初步测试中，对于选自由以下组成的组中的至少一种获得在单个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物；

(ii)通过使用步骤(i)中获得的浓度变化数据和与所述环化反应有关的反应速率方程(以下方程(V)至(IX)或方程(XI)至(XIII))，确定反应速率常数k

(iii)使用步骤(ii)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

在本发明中，“一种或多种中间体”是指在反应物到产物的化学反应期间生成的一种或多种物质。当化学反应是多步反应时，其是指在每个基元反应中生成的物质。

在本发明中，“一种或多种副产物”是指由化学反应产生的产物中除主要产物(目标分子)以外的一种或多种产物。本发明中的副产物包括环状有机化合物的环化前体的多聚体(直链形式)，这些多聚体的环化形式等，但是不限于此。多聚体包括二聚体、三聚体等，但是不限于此。

在本发明中，“浓度变化”是指待测量的物质相对于时间变化的浓度变化。在本发明中，需要获得环化前体的浓度变化数据。另外，优选的是获得选自由环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物组成的组中的至少一种的浓度变化数据。特别地，在本发明中，获得环化前体和环状有机化合物的浓度变化数据是优选的，并且获得环化前体、环状有机化合物和一种或多种副产物的浓度变化数据是特别优选的。浓度变化数据可以通过本领域技术人员已知的方法诸如实施例中描述的方法获得。

在一个非限制性实施方案中，本发明的环化反应的基元反应可以由下式(IV)表示：

此处，在以上(IV)中，当由环化前体(SM)和活化剂(ACT)产生中间体(IM)的反应快于由中间体(IM)产生目标分子(TM)和二聚体(Dimer)的反应时，在一个非限制性实施方案中，本发明的环化反应的基元反应也可以由下式(X)表示：

当环化反应的基元反应由上式(IV)表示时，反应速率常数k

(其中r表示反应速率，TM表示环状有机化合物，SM表示环化前体，ACT表示活化剂，IM表示中间体，Dimer表示二聚体，并且C表示浓度(M))。

上述k

k

k

k

在另一方面，当环化反应的基元反应由上式(X)表示时，反应速率常数k

(其中r表示反应速率，TM表示目标分子，SM表示环化前体(＝中间体)，ACT表示活化剂，Dimer表示二聚体，并且C表示浓度(M))。

上述k

k

k

本领域技术人员可以根据所需的实验数据的精确度来适当地判断简化反应式是否如上述式(X)那样可以适用。通常，本领域技术人员可以根据是否可以使用以下等式(XI)至(XIII)来重现针对上述环状有机化合物预先获得的随时间的浓度变化结果来适当判断它。作为判断的标准，可以使用残差平方和(residual sum of squares)。

此外，在诸如上述式(IV)和(X)中的活化剂(ACT)浓度高于环化前体(SM)浓度的情况下，反应速率方程(V)至(IX)和(XI)至(XIII)中的活化剂浓度(C

备选地，在本发明中，上述速率常数也可以如下计算。通过取对数，可以将上述阿伦尼乌斯方程(II)表示为以下方程(XIV)：

通过环化上述环化前体而获得的上述环状有机化合物随时间的浓度变化结果以及上述反应速率方程(V)至(IX)和(XI)至(XIII)用于计算这些方程中的反应速率常数(k)。将反应速率常数的对数(lnk)和进行环化的温度的倒数(1/T)分别绘制在纵坐标和横坐标上，以产生阿伦尼乌斯曲线。然后，可以通过使用本领域技术人员已知的回归分析技术(截距：lnA；和斜率：-E/R)来确定频率因子值(A)和活化能值(E)。

本领域技术人员可以使用例如微软公司(Microsoft Corporation)提供的Excel来适当地进行这些计算。在另一方面，除了上述技术以外，还可以使用软件来直接确定频率因子值(A)和活化能值(E)。例如，可以使用PSE提供的gPROMS和Aspen Technology提供的Aspen Batch modeler。

通过将经由上述技术获得的频率因子值(A)和活化能值(E)代入上述阿伦尼乌斯方程(II)，可以确定在任何温度下的反应速率常数(k)。通过将CSTR中的任意环化温度下的反应速率常数(k)代入反应速率方程(V)至(IX)和(XI)至(XIII)中并且通过设定初始浓度条件，可以确定在任意温度下各组分随时间的浓度变化。确定随时间的浓度变化能够优化工业规模操作中使用的温度。本发明的“CSTR中的环化温度”的最佳条件优选为将使目标分子的浓度最大化的环化反应温度条件，但是不限于此。

在本发明中，可以通过使用以下来计算工业规模操作的最佳环化反应条件值：

1)通过上述方法确定的反应速率常数k

2)通过使用在单个温度下获得的浓度变化数据和与环化反应有关的反应速率方程(V)至(IX)和(XI)至(XIII)确定的反应速率常数k

以下CSTR质量平衡方程(XV)：

(其中r

例如，可以通过设定停留时间、供给浓度和温度并且使用方程(XV)和方程(V)至(IX)和(XI)至(XIII)来确定各组分在出口处的浓度。当在CSTR中进行简单反应时，在假设稳态时反应物A的质量平衡允许累积量(accumulation term)为0，其可以通过以下方程表示(参见Kagaku Kogaku(Chemical Engineering)(第3次修订版)Kaisetsu to Enshu(Explanation and Practice(解释和实践))(由日本化学工程师协会编辑监督；Y.,Tada编辑)第12章反应工程12.5连续搅拌釜式反应器(第316页))：

v

(其中v

当反应体系为液体时，并且假定伴随反应的体积变化是可忽略的，则可以将流量视为v＝v

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

τ＝V(反应器体积)/v0(每单位时间的流量)表示反应器体积为每单位时间处理的体积的多少倍大，或者表示处理等于反应器体积的原料所花费的时间，并且称为空间时间。空间时间的倒数称为空间速度(SV)。

在一个非限制性实施方案中，在本发明中工业规模的最佳环化反应条件值是选自由以下组成的组中的一个或多个反应条件值：连续搅拌釜式反应器的流量，环化前体的浓度，和环状有机化合物的浓度，但是不限于此。

此外，在一个非限制性实施方案中，本发明涉及用于使计算机执行以下步骤的程序，以获得用于在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模使环状有机化合物的环化前体环化的条件，并且涉及其中记录有这样的程序的记录介质：

(i)用于通过使用以下来确定进行初步测试的各温度下的反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种在多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物，和

与环化反应有关的一个或多个反应速率方程(本文中的方程(V)至(IX)或方程(XI)至(XIII))；

(ii)用于通过使用步骤(i)中使用的温度、步骤(i)中确定的反应速率常数k

(其中k

(iii)用于通过使用(ii)中确定的频率因子A

(iv)用于使用(iii)中确定的反应速率常数k

(其中rn表示反应速率，τ表示停留时间(空间时间)，C

在一个非限制性实施方案中，本发明的程序是用于使计算机执行以下步骤的程序：

(i)用于通过使用以下来确定反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种，在单个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物，和

与环化反应有关的一个或多个反应速率方程(本文中的方程(V)至(IX)或方程(XI)至(XIII))；以及

(ii)用于使用(i)中确定的反应速率常数k

(其中r

在一个非限制性实施方案中，本发明的程序是用于使用计算机执行上述步骤的程序，所述计算机包括输入数据的装置、存储数据的装置、处理数据的装置和输出数据的装置。基于本文中的式(IV)和(X)(其为环化反应的基元反应式)、用于计算反应速率常数的方程(V)至(IX)和(XI)至(XIII)、阿伦尼乌斯方程(II)、CSTR质量平衡方程(III)等，可以通过本领域技术人员已知的方法得到本发明的程序。

此外，在一个非限制性实施方案中，本发明提供了用于获得使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模环化的条件的系统，所述系统包括：

(i)通过使用以下来确定进行初步测试的各温度下的反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种在多个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物，和

与环化反应有关的一个或多个反应速率方程(本文中的方程(V)至(IX)或方程(XI)至(XIII))；

(ii)通过使用装置(i)中使用的温度、步骤(i)中确定的反应速率常数k

(其中k

(iii)通过使用步骤(ii)中确定的频率因子A

(iv)使用由装置(iii)确定的反应速率常数k

(其中r

此外，在一个非限制性实施方案中，本发明提供了用于获得使环状有机化合物的环化前体在至少一个连续搅拌釜式反应器(CSTR)中以工业规模环化的条件的系统，所述系统包括：

(i)通过使用以下来确定反应速率常数k

在初步测试中获得的，对于选自由以下组成的组中的至少一种在单个温度下随时间的浓度变化数据：环化前体、环状有机化合物、一种或多种中间体以及一种或多种副产物，和

与环化反应有关的一个或多个反应速率方程(本文中的方程(V)至(IX)或方程(XI)至(XIII))；以及

(ii)使用由装置(i)确定的反应速率常数k

(其中r

<药物组合物>

本发明提供了通过本发明的方法制备的肽化合物，以及包含这样的化合物的药物组合物。

除了通过本发明的方法制备的肽化合物以外，还可以通过已知的方法，通过引入药用载体来配制本发明的药物组合物。常用的赋形剂、粘合剂、润滑剂、着色剂、矫味剂以及如有需要的稳定剂、乳化剂、吸收促进剂、表面活性剂、pH调节剂、防腐剂、抗氧化剂等可以用于配制，并且将它们与通常用于药物制剂的原料的成分混合并且通过常规方法进行配制。

例如，通过以下方式制备口服制剂：将赋形剂以及如有需要的粘合剂、崩解剂、润滑剂、着色剂、矫味剂等添加到根据本发明的化合物或其药用盐中，然后通过常规方法将它们配制成粉剂、细颗粒剂、颗粒剂、片剂、包衣片剂、胶囊等。

这些成分的实例包括：动物油和植物油，诸如大豆油、牛脂和合成甘油酯；碳氢化合物，诸如液体石蜡，角鲨烷和固体石蜡；酯油，诸如肉豆蔻酸辛基十二烷基酯和肉豆蔻酸异丙酯；高级醇，诸如鲸蜡硬脂醇和山萮醇；有机硅树脂；硅油；表面活性剂，诸如聚氧乙烯脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；水溶性聚合物，诸如羟乙基纤维素、聚丙烯酸、羧乙烯基聚合物、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和甲基纤维素；低级醇，诸如乙醇和异丙醇；多元醇，诸如甘油、丙二醇、二丙二醇和山梨糖醇；糖，诸如葡萄糖和蔗糖；无机粉末，诸如硅酸酐、硅酸铝镁和硅酸铝；以及纯净水。

赋形剂的实例包括乳糖、玉米淀粉、白色软糖、葡萄糖、甘露醇、山梨糖醇、微晶纤维素和二氧化硅。

粘合剂的实例包括聚乙烯醇、聚乙烯基醚、甲基纤维素、乙基纤维素、阿拉伯胶、黄蓍胶、明胶、虫胶、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙二醇-聚氧乙烯嵌段聚合物和葡甲胺。

崩解剂的实例包括淀粉、琼脂、明胶粉、微晶纤维素、碳酸钙、碳酸氢钠、柠檬酸钙、糊精、果胶和羧甲基纤维素钙。

润滑剂的实例包括硬脂酸镁、滑石、聚乙二醇、二氧化硅和氢化植物油。

所使用的着色剂是批准用作药物添加剂的那些。所使用的矫味剂是可可粉、薄荷樟脑、empasm、薄荷油、冰片、桂皮粉等。

显然可以根据需要适当地对这些片剂和颗粒进行糖衣或以其它方式包衣。通过将pH调节剂、增溶剂、张度调节剂等以及如有需要的增溶剂、稳定剂等添加到根据本发明的化合物或其药用盐，并且通过常规方法进行配制，从而制备出液体制剂诸如糖浆和可注射制剂。

例如，它们可以以与水或其他药用液体的无菌溶液或悬浮液的注射剂形式肠胃外使用。例如，它们可以通过以下方式进行配制：将它们与药用载体或介质适当地组合，特别是与无菌水、生理盐水、植物油、乳化剂、悬浮液、表面活性剂、稳定剂、调味剂、赋形剂、媒介物、防腐剂、粘合剂等适当地组合，并且将它们混合在普遍认可的药学实践所需的单位剂型中。具体地，载体包括轻质无水硅酸、乳糖、结晶纤维素、甘露醇、淀粉、羧甲基纤维素钙、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯基缩醛二乙氨基乙酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、明胶、中链甘油三酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油60、蔗糖、羧甲基纤维素、玉米淀粉、无机盐等。在这样的制剂中，活性成分的量应达到指定范围中的适当量。

根据标准药学实践，可以使用媒介物诸如注射用蒸馏水来配制注射用无菌组合物。

注射用水溶液包括例如生理盐水和含有葡萄糖或其他佐剂例如D-山梨糖醇、D-甘露糖、D-甘露醇和氯化钠的等渗溶液。也可以组合使用适当的增溶剂，例如醇，特别是乙醇、多元醇(例如丙二醇、聚乙二醇)，非离子表面活性剂(例如聚山梨醇酯80(注册商标)、HCO-50)。

油性液体包括芝麻油和大豆油，并且它们可以与作为增溶剂的苯甲酸苄酯和/或苄醇组合使用。也可以组合缓冲剂(例如磷酸盐缓冲剂和乙酸钠缓冲剂)、止痛剂(例如盐酸普鲁卡因)、稳定剂(例如苄醇和苯酚)和/或抗氧化剂。通常，将准备好的注射剂装入适当的安瓿中。

施用优选为口服施用，但是不特别限于口服施用。肠胃外施用具体包括注射、经鼻施用、经肺施用或经皮施用。注射剂可以通过例如静脉内注射、肌内注射、腹膜内注射、皮下注射等系统或局部地施用。

可以根据患者的年龄和症状选择合适的施用方法。包含通过本发明的方法制备的肽化合物的药物组合物的剂量可以在例如0.0001mg至1000mg/1kg体重/施用的范围内选择。备选地，剂量可以例如在每位患者0.001mg至100000mg/人的范围内选择；然而，剂量不必限于这些数值。虽然剂量和施用方法取决于患者的体重、年龄、症状等而不同，但是本领域技术人员可以选择适当的剂量和施用方法。

本文引用的所有现有技术文献通过引用并入本说明书中。

实施例

在下文中，将参考实施例描述本发明的合适的具体实施方案，但是不应解释为限制于此。

[实施例1]4-氨基-18,20-二甲基-7-硫杂-3,5,11,15-四氮杂-三环[15.3.1.1

方案：

-反应速率参数模拟

收集每个化合物根据温度/反应时间的浓度变化数据，以计算反应速率参数。在N,N-二甲基乙酰胺(DMA)和乙腈的1:1溶液中制备的环化前体2甲磺酸盐一水合物(7mM)(溶液A)和在DMA和乙腈的1:1溶液中制备的含有浓度分别为10mM和32mM的O-(苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU)和二异丙基乙胺(DIPEA)(溶液B)在0℃、24℃或-9℃进行反应。用甲胺溶液猝灭反应。使用塞流式反应器进行反应，并且通过溶液A和B的流速调节反应时间以获得表1所示的数据。

通过假设环化前体和目标分子的摩尔吸光系数相同，并且将环化前体的初始浓度(3.5mM，作为上述实验的反应混合物溶液)转换为HPLC面积％，得出化合物浓度。

[表1]

化学物浓度变化的数据(实施例1)

根据获得的数据，认为该环化反应的机理如下。发明人假设，由环化前体和HBTU产生活性中间体的反应是相对快速的，并且由活性中间体产生目标分子和二聚体的反应是限速步骤(James C.Collins和Keith James,Med.Chem.Commun.,2012(3),12,1489-1495)。此外，由于活化剂浓度对反应速度没有很大的影响，因此将其省略。在另一方面，残留了一些活性中间体，并且当用甲胺猝灭反应时，将其检测为副产物1。将副产物1和原料的总和作为原料浓度，并且将其用于计算后续实验的每个参数。

副产物1：N-甲酰胺(N-methylamide)产物；LCMS：ESI(m/z)：计算值：417.21，实测值：417[M+H]

使用通过实验获得的浓度随时间变化的数据和温度数据(表1)，获得了每个基元反应在每个温度(0℃、24℃和-9℃)的反应速率常数k1和k2。采用以下方程计算反应速率常数k1和k2：

SM：环化前体；TM：目标分子；Dimer：二聚体(直链)；c-Dimer：二聚体(环状)；C：浓度(M)；kn：反应速率常数

根据每个温度下的所得反应速率常数k1和k2以及根据所述温度，从阿伦尼乌斯曲线获得每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)。使用Microsoft Excel进行计算。

结果，获得了表2示出的数据。

[表2]

对应于反应速率常数k1和k2的频率因子(A)和活化能(E)

将得到的每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)代入下面的阿伦尼乌斯方程，并且通过使用上述反应速率方程式，计算在CSTR中进行环化反应的温度设定为0℃的情况下的反应速率常数k1和k2(表3)。

[表3]

用于在CSTR中进行环化反应的反应速率常数k1和k2

接下来，使用表3的反应速率常数k1和k2、以下的质量平衡方程和反应速率方程，计算当环化前体浓度设定为0.05mol/L并且反应温度设定为0℃时的反应转化率、选择性和停留时间(表4)。

[表4]

计算的反应条件(当环化前体浓度为0.05mmol/L、反应温度为0℃时)

在表4的情况1至3中，通过计算确定将产生使反应转化率和选择性变高的结果的停留时间。在本实施例中进行情况2(运行4)和情况3(运行5)。

*计算式

反应转化率：(环化前体初始浓度-环化前体浓度)/环化前体初始浓度

选择性：目标分子浓度/(目标分子浓度+二聚体(直链+环状)浓度)

-运行1：分批高稀释

按照专利文献(专利号：JP5235859)和非专利文献(A.Suda等人，Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters 22(2012)1136-1141)，将环化前体2甲磺酸盐一水合物(39.9mg，86％含量，0.056mmol)溶解在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(16.3mL)和四氢呋喃(16.3mL)中，并且依次向该混合物中加入N-羟基苯并三唑(HOBt)一水合物(50.2mg，5.9当量)、DIPEA(0.23mL，23.6当量)和1-乙基-3-(3’-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(125.7mg，11.7当量)。使所得混合物在室温反应13小时。当定量反应溶液中目标分子的溶液浓度以计算收率时，其相当于18.5mg(86％收率)。(按照A.Suda等人,Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters 22(2012)1136-1141，两步分离收率为21％)。

-运行2：分批高稀释

遵循运行1，将环化前体(40.5mg，86％含量，0.057mmol)溶解在DMF(16.3mL)和乙腈(16.3mL)中，然后依次向该混合物中加入HBTU(30.5mg，1.4当量)和DIPEA(0.046mL，4.6当量)。使所得混合物在室温反应1小时。当定量反应溶液中目标分子的溶液浓度以计算收率时，其相当于18.4mg(84％收率)。

-运行3：分批假高稀释

在0℃，在300分钟的时间内，向HBTU(0.7441g，1.4当量)和DMA(5mL)在乙腈(15mL)中的溶液中逐滴加入环化前体化合物(1.0036g，86％含量，1.41mmol)和DIPEA(1.14mL，4.6当量)在DMA(10mL)中的溶液。60分钟后，当定量目标分子的溶液浓度以计算收率时，其相当于485.2mg(89％收率)。

-运行4：CSTR

将环化前体(2.3004g，86％含量，3.22mmol)和DIPEA(2.6mL，4.6当量)溶解在DMA(31.9mL)中。底物浓度为0.09mmol/mL。同时，将HBTU(1.7042g，1.4当量)溶解在乙腈(34.5mL)中。试剂浓度为0.13mmol/mL。在0℃将这些溶液以0.05mL/min的输入速度分别加入到16.5mL的DMA/乙腈(1/1)溶液中，并且同时以0.1mL/min的输出速度取出反应溶液。通过在开始操作后165分钟(θ*)、330分钟(2θ)、495分钟(3θ)和660分钟(4θ)收集反应溶液来进行采样，并且使用二甲胺溶液猝灭这些样品。将所有输出溶液放在一起，当定量浓度以计算收率时，其相当于987.2mg(87％收率)。

*θ＝逝去的时间/平均停留时间

-运行5：CSTR

将环化前体(2.3001g，86％含量，3.22mmol)和DIPEA(2.6mL，4.6当量)溶解在DMA(31.9mL)中。底物浓度为0.09mmol/mL。同时，将HBTU(1.7083g，1.4当量)溶解在乙腈(34.5mL)中。试剂浓度为0.13mmol/mL。在0℃将这些溶液以0.05mL/min的输入速度分别加入到33mL的DMA/乙腈(1/1)溶液中，并且同时以0.1mL/min的输出速度取出反应溶液。通过在开始操作后165分钟(0.5θ)、330分钟(θ)和495分钟(1.5θ)收集反应溶液来进行采样，并且使用二甲胺溶液猝灭这些样品。

分析条件：

HPLC、LCMS条件：

柱：Ascentis C18,4.6mm I.D.×50mmL,2.7μm,Supelco

流动相：A)水:TFA＝2000:1，B)乙腈:TFA＝2000:1

柱温：30℃

流速：1.0mL/min

梯度(B％)：0-3.5min(5→23),3.5-8.0min(23→61),8.0-9.5min(61→100),9.5-9.6min(100),9.6-9.7min(100→5),9.7-12.0min(5)。

MS检测模式：ESI(LC/MS)：m/z

目标分子：

LCMS：ESI(m/z)：386[M+H]

1

环化前体：

含量：86％(来自

LCMS：ESI(m/z)：计算值；404.18，实测值；404[M+H]

1

LCMS：ESI(m/z)：计算值：771.32，实测值：771[M+H]

LCMS：ESI(m/z)：计算值：789.33，实测值：789[M+H]

结果：

[表5]

·运行1-5中反应纯度的结果：HPLC面积％(230nm)

[表6]

·运行4中反应纯度的时程：HPLC面积％(230nm)

[表7]

·运行5中反应纯度的时程：HPLC面积％(230nm)

[表8]

·模拟和实验结果之间的比较(运行3)

在运行3中确认模拟和实验结果基本一致。

[表9]

·模拟和实验结果之间的比较(运行4、5)

在运行4和5中确认模拟和实验结果基本一致。

计算式

反应转化率

模拟：(环化前体初始浓度-环化前体浓度)/环化前体初始浓度

实验结果：(环化前体的初始面积％-环化前体的面积％)/环化前体的初始面积％

选择性

模拟：目标分子浓度/(目标分子浓度+二聚体(直链+环状)浓度)

实验结果：目标分子的面积％/(目标分子的面积％+二聚体(直链+环状)的面积％)

与运行1-2中高稀释的那些相比，在运行4和5中，由于存在副反应而使二聚体的面积％降低，并且目标环化形式的面积％增加。更具体地，利用CSTR产生了高选择性，并且可以实现等于或高于运行3中分批假高稀释的选择性(表5)。

相比于分批反应，使用CSTR使得能够使用更小的设备进行制备。图1和图2示出了当假定制备约2kg产物时，使用CSTR进行反应时和通过反向滴加原料进行假高稀释分批反应时所使用的设备的尺寸比较。在这种情况下，两种情况下获得2kg目标分子的有效工作日为1天；然而，设备(特别是反应釜的尺寸)可以减小约20倍。此外，使用一个或多个CSTR能够使操作连续进行，并且可以预期操作(包括后续处理)效率的提高。

[实施例2]环孢菌素A的合成

方案：

-环化前体的合成

按照非专利文献(Bernard Riss,Arnaud Grandeury,Thorsten Gut,ManuelaSeeger-Weibel,Christian Zuercher,Jinjing Li,和Fabrice Gallou.Org.ProcessRes.Dev.2014,18,1763-1770)，由198.3g环孢菌素A合成165.2g开环形式1。

将上述开环形式1(10.0g)溶解在甲醇(300mL)中，将甲醇钠在甲醇(28％w/w，5.7g)中的溶液加入到所得溶液中，并且使其进行反应。在室温搅拌14小时后，加入1M氢氧化钠水溶液(37mL)，并且使其在室温进一步反应4小时。接下来，在冰冷的温度下向反应溶液中加入1M硫酸氢钾溶液用以进行中和，使得其pH值变为约7。过滤沉淀的固体，并且将滤液用乙酸乙酯(200mL)萃取两次。然后将有机层用水洗涤，并且使用蒸发器浓缩以获得环化前体2(8.1g)，其为白色粉末。

-反应速率参数模拟

在5℃、21℃或-9℃收集每个化合物根据温度/反应时间的浓度变化数据，以计算反应速率参数。使用塞流式反应器收集在5℃和21℃的浓度数据。更具体地，环化前体(3mM)和DIPEA(16mM)在DMF中的溶液(溶液A)和O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸盐(HATU)在DMF中的8mM溶液(溶液B)在5℃或21℃反应。用甲胺溶液猝灭反应。反应时间通过溶液A和B的流速调节。在另一方面，使用分批式反应器收集在-9℃的数据。更具体地，随着时间对通过将环化前体(35.0mg，74％含量，0.02mmol)溶解在DMF(14.3mL)中并且向其中加入DIPEA(20mL，5.4当量)和HATU(22.3mg，2.8当量)制备的反应溶液进行采样。环化前体作为甲酰胺进行检测。

基于环化前体和环孢菌素A的HPLC测定的值，由HPLC数据计算出表10所示的化合物浓度。环化前体作为环化前体的甲酰胺形式检测，并且它们的吸光系数被视为是相等的。此外，环孢菌素A和二聚体(环化形式)的吸光系数被视为是相等的。

[表10]

化合物浓度变化的数据(实施例2)

根据获得的数据，认为该环化反应机理如下。未观察到活化剂对反应速率产生大的影响；因此，将其省略。

使用通过实验获得的浓度随时间变化的数据和温度数据(表10)，获得了每个基元反应在每个温度(-9℃、5℃和21℃)的反应速率常数k1、k2和k3。采用以下方程计算反应速率常数k1、k2和k3：

TM：环孢菌素A；SM：环化前体；SM-HATU：活性中间体；Dimer：二聚体；C：浓度(M)；k：反应速率常数

根据每个温度下的所得反应速率常数k1、k2和k3以及所述温度，由阿伦尼乌斯曲线计算出每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)。使用Microsoft Excel进行计算。

结果，获得了表11示出的数据。

[表11]

对应于反应速率常数k1、k2和k3的频率因子(A)和活化能(E)

将得到的每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)代入下面的阿伦尼乌斯方程，并且通过使用上述反应速率方程式，计算在CSTR中进行环化反应的温度设定为25℃的情况下的反应速率常数k1、k2和k3(表12)。

[表12]

用于在CSTR中进行环化反应的反应速率常数k1、k2和k3

接下来，使用表12的反应速率常数k1、k2和k3、以下的质量平衡方程和反应速率方程，计算当环化前体浓度设定为0.04mol/L并且反应温度设定为25℃时的反应转化率、选择性和停留时间(表13)。

/>

[表13]

计算的反应条件(当环化前体浓度为0.04mmol/L、反应温度为25℃时)

在表13的情况1和2中，通过计算确定将产生使反应转化率和选择性变高的结果的停留时间。在本实施例中进行情况2(运行3)。

*计算式

反应转化率：(环化前体初始浓度-环化前体浓度)/环化前体初始浓度

选择性：环孢菌素A浓度/(环孢菌素A+二聚体(环化形式)浓度)

-运行1：分批高稀释

将HATU(18.9mg，2.7当量)加入到前体化合物(30.0mg，74％含量，0.02mmol)和DIPEA(17μL，5.4当量)在DMF(12.3mL)中的溶液中，并且使其反应1小时。当定量反应溶液中环孢菌素A的溶液浓度以计算收率时，其相当于15.8mg(72％收率)。

-运行2：分批假高稀释

在180分钟的时间内，向HATU(311.9mg，2.7当量)和DMF(10mL)的溶液中，逐滴加入前体化合物(500.5mg，74％含量，0.30mmol)和DIPEA(0.3mL，5.7当量)在DMF(4.7mL)中的溶液。大约60分钟后，当定量反应溶液中环孢菌素A的溶液浓度以计算收率时，其相当于348.3mg(95％收率)。

-运行3：CSTR

将环化前体(1.9009g，74％含量，1.15mmol)和DIPEA(1.1mL，5.5当量)溶解在DMF(27.4mL)中。底物浓度为0.04mmol/mL。在另一方面，将HATU(1.1904g，2.7当量)溶解在DMF(28.5mL)中。试剂浓度为0.11mmol/mL。在25℃将这些溶液以0.04mL/min的输入速度分别加入到12.8mL的DMF溶液中，并且同时以0.08mL/min的输出速度取出反应溶液。通过在开始操作后160分钟(1θ)、320分钟(2θ)、480分钟(3θ)和640分钟(4θ)收集反应溶液来进行采样，并且使用二甲胺溶液猝灭这些样品。640分钟后将所有输出溶液和反应器内的溶液放在一起，并且当定量浓度以计算收率时，其相当于1.14g(98％收率)。

与运行2中的假高稀释方法相比，在运行3中的操作时间2θ或之后观察到目标分子的纯度的提高。

在运行3的条件下，使用7升反应釜(图1，与实施例1相同)，一天可以制备2kg。

分析条件：

柱：BIOshell C18,2.1mm I.D.x 150mm L,2.6μm

柱温：60℃

流速：0.5mL/min

梯度(B％)：0至40.0min(30→100)，40.0至40.6min(100)，40.6至40.7min(100→30)，40.7至45.0min(30)。

环化前体：

LCMS(m/z)[M+H]

测定：由qNMR和HPLC测定确定为74％

a.样品qNMR：

测量条件：DMSO-d6，100℃，脉冲角：90°，数字分辨率：0.15，弛豫时间：60秒，无旋转，累计次数：64次

1H NMR峰分配(参见图3)：(两个Ala的Me，总计6个H)，(NH-Val的iPrCH，1个H)，通过COSY和TOCSY鉴定。

内标：3-(三甲基甲硅烷基)-1-丙烷-1,1,2,2,3,3-d6-磺酸钠

含量：81.2％

b.使用本实施例中使用的原料作为样品进行HPLC测定的结果：91.7％

环孢菌素A：

LCMS：m/z[M+H]

1

二聚体(环化)：m/z[M+2H]

β-消除杂质(也称作β-消除的杂质)：LCMS：m/z[M+H]+：计算值1202.8492，实测值：1202.8587；洗脱时间：12.6分钟

β-消除杂质(环化形式)：LCMS(m/z)[M+H]

结果：

[表14]

运行1中反应纯度的结果：HPLC面积％(205nm)

*通过将环化前体、环孢菌素A、二聚体(环化形式)和β-消除杂质(环化形式)之和限定为100％来进行计算。运行2和3的计算类似地进行。

[表15]

运行2中反应纯度的时程：HPLC面积％(205nm)

[表16]

运行3中反应纯度的时程：HPLC面积％(205nm)

[表17]

·模拟和实验结果之间的比较(运行2)

在运行2中确认模拟和实验结果基本一致。

[表18]

·模拟和实验结果之间的比较(运行3)

在运行3中确认模拟和实验结果基本一致。

*计算式

反应转化率

模拟：(环化前体初始浓度-环化前体浓度)/环化前体初始浓度

实验结果：(环化前体的初始面积％-环化前体的面积％)/环化前体的初始面积％

选择性

模拟：环孢菌素A浓度/(环孢菌素A+二聚体(环化形式)浓度)

实验结果：环孢菌素A的面积％/(环孢菌素A的面积％+二聚体(环化形式)的面积％)

与运行1(表14)中高稀释的那些相比，在运行3(表16)中，由于存在副反应而使二聚体的面积％降低，并且目标环化形式的面积％增加。更具体地，利用CSTR产生了高选择性，并且可以实现等于或高于运行2(表15)中分批假高稀释的选择性。

[实施例3]环孢菌素A的制备

参考实施例2中获得的数据将反应按比例放大。

如本文所述，通过分批假高稀释预先制备假稳态，并且使用CSTR进行反应。

-分批假高稀释

当将前体化合物(20.6354g，59％含量，10mmol)溶解在DMF(155mL)中时，观察到不溶性物质。然后，将不溶性物质过滤，并且在确认固体中不包括前体化合物之后，通过向滤液中加入DIPEA(10mL，5.7当量)来制备环化前体溶液。在195分钟的时间内，向预先准备在1升反应釜中的HATU(10.2745g，2.7当量)和DMF(330mL)的溶液中，滴加环化前体溶液，并且将获得的制备溶液在室温储存1天。

-CSTR

通过以下方式制备反应底物溶液：混合环化前体(61.902g，59％含量，30mmol)和DMF(713mL)，移除不溶性物质，然后加入DIPEA(30mL，5.7当量)。底物浓度为0.04mmol/mL。通过将HATU(36.145g)溶解在DMF(866mL)中来制备反应试剂溶液。试剂浓度为0.11mmol/mL。将反应底物溶液和反应试剂溶液以1.5mL/min的输入速度分别加入到通过分批假高稀释制备的制备溶液中，并且同时以3.0mL/min输出反应溶液。

使用T型管将乙酸乙酯以6.0mL/min混合到输出管线中，然后使用T混合器将水以3.0mL/min混合。确认混合溶液在筒中经历界面分离，并且上层(有机相)和下层(水相)分别以5.5mL/min至6.5mL/min输出。调节输出流速使得液体分离界面将变为恒定。

将上层(有机相)临时储存在调压罐中，并且当体积达到约400mL时，使用蒸发器将其浓缩。在浓缩操作期间内部温度为40℃，并且在以15分钟至20分钟的循环时间加入有机层的同时继续浓缩操作。

向釜中输入包括在550分钟内加入全部量。后处理(对反应溶液的分离和浓缩操作，与上述那些类似)与反应并行进行，并且随后需要另外160分钟的操作。最后，获得439.86g浓缩残余物。作为进行测定的结果，获得的环孢菌素相当于44.2g(92％收率)。

环化前体：根据qNMR和HPLC测定，含量确定为59％。

结果：

[表19]

反应纯度的时程：HPLC面积％*(205nm)

*通过将环化前体、环孢菌素A、二聚体(环化形式)和β-消除杂质(环化形式)之和限定为100％来进行计算。

-模拟和实验结果之间的比较

[表20]

分批假高稀释的结果与实施例2的结果大致相同。

[表21]

模拟和实验结果被确认为与使用CSTR时基本一致。此外，同源性高于实施例2。

*计算式

反应转化率

模拟：(环化前体初始浓度–环化前体浓度)/环化前体初始浓度

实验结果：(环化前体的初始面积％–环化前体的面积％)/环化前体的初始面积％

选择性

模拟：环孢菌素A浓度/(环孢菌素A+二聚体(环化形式)浓度)

实验结果：环孢菌素A的面积％/(环孢菌素A的面积％+二聚体(环化形式)的面积％)

此时，通过在1升釜中进行反应并且以连续方式进行后处理，可以在710分钟内(550分钟用于反应，并且其余160分钟用于后处理)制备44.2g环孢菌素A。

[实施例4]去氨加压素的合成

方案：

-反应速率参数模拟

为了计算反应速率参数，根据每个化合物的温度/反应时间，收集每个化合物的浓度变化数据。在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和乙酸的4:1溶液中制备的环化前体(8.92mM)(溶液A)和在DMF和乙酸的4:1溶液中制备的32mM溶液(溶液B)在0℃、23℃或40℃进行反应。用1％连二亚硫酸钠溶液猝灭反应。使用塞流式反应器进行反应，通过溶液A和B的流速调节反应时间，并且获得表22所示的数据。

通过假设环化前体和目标分子的摩尔吸光系数相同，并且将环化前体的初始浓度(4.46mM，作为上述实验的反应混合物溶液)转换为HPLC面积％，得出化合物浓度。此外，二聚体的吸光率假设为环化前体的2倍，并且计算浓度。

[表22]

化合物浓度变化的数据(实施例4)

根据获得的数据，认为该环化反应的机理如下。从环化前体到碘化物中间体的反应被认为是快速的；因此，从碘化物中间体到目标分子和到二聚体(多种化合物)的反应被认为是限速步骤。虽然无法测量碘化物中间体的浓度，但是因为碘化物中间体可以由于分析前的淬灭而返回到环化前体，并且还考虑上述反应速率差异，所以假设碘化物中间体浓度与通过分析获得的环化前体浓度相等是没有问题的。因此，使用下式所示的基元反应计算每个参数。由于相对于环化前体过量地使用碘，并且未观察到碘对反应速率有大的影响，所以在反应速率模拟中将其省略。

使用通过实验获得的随时间的浓度变化数据和温度数据(表22)，使用以下方程确定每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)：

SM：环化前体；TM：目标分子；Dimer：直链和环状二聚体的综合；C：浓度(M)；kn：反应速率常数；An：频率因子；En：活化能；T：温度；R：气体常数

使用来自Aspen Technolog的Aspen定制建模器进行计算。结果，获得了表23示出的数据。

[表23]

对应于反应速率常数k1和k2的频率因子(A)和活化能(E)

由获得的每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)计算当在CSTR中进行环化反应的温度设定为25℃时的反应速率常数k1和k2(表24)。

[表24]

当在CSTR中进行环化反应时在25℃的反应速率常数k1、k2

接下来，使用表24的反应速率常数k1和k2、以下的质量平衡方程和反应速率方程，计算当环化前体浓度设定为0.04mol/L并且反应温度设定为25℃时的反应转化率、选择性和停留时间(表25)。

[表25]

计算的反应条件(当环化前体浓度为0.04mol/L、反应温度为25℃时)

在表4的情况1至3中，通过计算确定将产生使反应转化率和选择性变高的结果的停留时间。在本实施例中，进行情况2(运行3)。

*计算式

反应转化率：(环化前体初始浓度-环化前体浓度)/环化前体初始浓度

选择性：目标分子浓度/(目标分子浓度+二聚体(直链+环化)浓度)

-运行1：分批高稀释

按照非专利文献(Dominic Ormerod,Bart Noten,Matthieu Dorbec,LarsAndersson,Anita Buekenhoudt和Ludwig Goetelen.Org.Process Res.Dev.2015,19,841-848.)，将环化前体(200.8mg，86.2％含量，0.143mmol)用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(4.4mL)和乙酸(1.6mL)溶解，并且在室温将碘(4.4当量)在DMF中的溶液(溶液体积：2.5mL)加入到混合物中。使所得混合物在室温反应5分钟。在使用连二亚硫酸钠水溶液猝灭反应溶液后，定量目标分子的溶液浓度，并且当计算收率时，其相当于121.6mg(80％收率)。

-运行2：分批假高稀释

在22℃，在60分钟的时间内，向碘(0.3212g，3.5当量)、DMF(10mL)和乙酸(2.5mL)的溶液中滴加环化前体化合物(502.0mg，86.2％含量，0.357mmol)、DMF(6mL)和乙酸(1.5mL)的溶液。滴加后大约30分钟，当定量目标分子的溶液浓度以计算收率时，其相当于284.4mg(75％收率)。

-运行3：CSTR

将环化前体(1.2040g，86.2％含量，0.855mmol)溶解在DMF(19.2mL)和乙酸(4.8mL)中。底物浓度为0.04mmol/mL。在另一方面，将碘(0.8497g，3.348mmol)溶解在DMF(20.0mL)和乙酸(5.0mL)中。试剂浓度为0.13mmol/mL。在23℃将这些溶液以0.1mL/min的输入速度分别加入到DMF(9.6mL)/乙酸(2.4mL)溶液中，并且同时以0.2mL/min的输出速度取出反应溶液。通过在开始操作后60分钟(θ*)、120分钟(2θ)、180分钟(3θ)和240分钟(4θ)收集反应溶液来进行采样，并且使用0.05％连二亚硫酸钠溶液猝灭这些样品。当将通过输入97.3％的制备原料而获得的所有输出溶液放在一起并且定量浓度以计算收率时，其相当于831.9mg(93％收率)。

*θ＝经过时间/平均停留时间

分析条件：

HPLC和LCMS条件：

柱：Biochell C18,2.1mm I.D.x 150mmL,2.6μm

流动相：A)水:TFA＝2000:1；B)乙腈:TFA＝2000:1

柱温：60℃

流速：0.5mL/min

梯度(B％)：0至20.0min(5→45)，20.1至23.0min(100)，23.1min及以后(5)。

MS检测模式：ESI(LC/MS)：m/z

目标分子(去氨加压素)：

LCMS：ESI(m/z)：1069[M+H]

样品qNMR(三氟乙酸盐)：

测量条件：DMSO-d6，75℃，脉冲角：90°，数字分辨率：0.29Hz，弛豫时间：30秒，无旋转，累计次数：64次

Gln的CH质子(总计1个H，δ：3.985-4.021ppm)用于定量

内标：3,5-双(三氟甲基)苯甲酸

含量：77.4％

环化前体：

LCMS：ESI(m/z)：1213[M+H]

样品qNMR(三氟乙酸盐)：

测量条件：DMSO-d6，23℃，脉冲角：90°，数字分辨率：0.29Hz，弛豫时间：60秒，无旋转，累计次数：8次

α-碳的CH质子(总计3个H，δ：4.516-4.722ppm)用于定量

内标：3,5-二硝基苯甲酸甲酯

含量：86.2％

二聚体(环化形式-1)

LCMS：ESI(m/z)：1070[M+2H]

二聚体(环化形式-2)

LCMS：ESI(m/z)：1070[M+2H]

副产物：

LCMS：ESI(m/z)：1195[M+H]

结果：

[表26]

·运行1-3中反应纯度的结果：HPLC面积％(210 nm)

[表27]

·运行3中反应纯度的时程：HPLC面积％(210nm)

[表28]

·模拟和实验结果之间的比较(运行2)

在运行2中，在模拟和实验结果之间观察到一些不同。认为其原因是，以运行2的规模滴加环化前体时，由于该反应速率非常快的特性，因此反应在其均匀分散之前进行，并且认为模拟结果将与按比例放大实验时的实验结果一致。

[表29]

·模拟和实验结果之间的比较(运行3)

/>

在运行3中确认模拟和实验结果基本一致。

*计算式

反应转化率

模拟：(环化前体初始浓度–环化前体浓度)/环化前体初始浓度

实验结果：(环化前体的初始面积％–环化前体的面积％)/环化前体的初始面积％

选择性

模拟：目标分子浓度/(目标分子浓度+二聚体(直链+环状)浓度)

实验结果：目标分子的面积％+副产物的面积％/(目标分子的面积％+副产物的面积％+二聚体(直链+环状)的面积％)

(由于副产物通过目标分子的进一步碘化而形成，所以其与目标分子一起计算)。

[实施例5]环孢菌素A衍生物的合成

方案：

-环化前体5的合成

由上述化合物2(实施例2中的环化前体2)以3步合成环化前体5。

化合物3的制备

将上述化合物2(7.1g)溶解在N,N-二甲基甲酰胺(71mL)中，并且在冰上加入N,N-二异丙基乙胺(3mL)和氯乙酰氯(1.85mL)。在室温搅拌2小时后，将5％硫酸氢钾溶液(100mL)和乙酸乙酯(100mL)加入到反应溶液中，然后进行液体分离。有机层使用蒸发器浓缩，然后通过硅胶层析(乙酸乙酯/庚烷/甲醇)纯化以获得化合物3(5.0g)，其为黄色油状液体。

LCMS：ESI(m/z)：1297[M+H]

化合物4的制备

将先前步骤中获得的化合物3(5.0g)溶解在N,N-二甲基甲酰胺(50mL)中，并且加入S-三苯甲基-L-半胱氨酸甲酯盐酸盐(4.0g)、HOAt(1.6g)和EDC盐酸盐(2.6g)。在室温搅拌2小时后，将碳酸氢钠饱和水溶液(100mL)和乙酸乙酯(100mL)加入到反应溶液中，并且进行液体分离。有机层使用蒸发器浓缩，然后通过硅胶层析(乙酸乙酯/庚烷/甲醇)纯化以获得化合物4(4.7g)，其为黄色油状液体。

LCMS：ESI(m/z)：1656[M+H]

环化前体5的制备

将先前步骤中获得的化合物4(4.7g)溶解在二氯甲烷(47mL)中，并且在冰上加入三异丙基硅烷(3mL)和三氟乙酸(5.5mL)。在室温搅拌1小时后，将反应溶液使用蒸发器浓缩，然后将残余物通过硅胶层析(乙酸乙酯/庚烷/甲醇/三氟乙酸)纯化。通过反相层析的进一步纯化(水/乙腈/三氟乙酸)得到环化前体5(2.1g)，其为白色粉末。

-反应速率参数模拟

根据每个化合物的温度/反应时间，收集每个化合物的浓度变化数据，以计算反应速率参数。向在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中制备的环化前体(4.63mM)中加入N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)(9.9至10.9当量)，并且使其在3℃、24℃或46℃反应。使用乙腈-水(1:1)溶液中的0.5％ TFA来猝灭反应。通过HPLC追踪反应随时间的变化，并且获得了表30示出的数据。通过将环化前体的浓度(4.63mM)转化为HPLC面积％，得到每个化合物的浓度。二聚体的吸光系数假设为环化前体的2倍，并且三聚体的吸光系数假设为环化前体的3倍，以计算浓度。

[表30]

化合物浓度变化的数据(实施例5)

根据获得的数据，认为该环化反应的机理如下。从环化前体和DIPEA到中间体的反应是足够快的；因此，由中间体制备目标分子以及二聚体和三聚体(多种化合物)的速率被认为是限速步骤。虽然无法测量中间体的浓度，但是通过如下计算每个参数是没有问题的：假设中间体浓度与通过分析获得的原料浓度相等(原因在于很可能中间体可以通过分析前的淬灭而返回到环化前体)，并且还考虑上述反应速率差异。此外，由于相对于环化前体过量地使用DIPEA，并且其对反应速率的影响很小，所以将其省略。

使用通过实验获得的随时间的浓度变化数据和温度数据(表30)，使用以下方程确定每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)：

SM：环化前体；IM：中间体；TM：目标分子；Dimer：二聚体和三聚体的总和；C：浓度(M)；kn：反应速率常数；An：频率因子；En：活化能；T：温度；R：气体常数

使用来自Aspen Technolog的Aspen定制建模器进行计算。结果，获得了表31示出的数据。

[表31]

对应于反应速率常数k1和k2的频率因子(A)和活化能(E)

由获得的每个基元反应的频率因子(A)和活化能(E)计算当在CSTR中进行环化反应的温度设定为25℃时的反应速率常数k2和k3(表32)。

[表32]

当在CSTR中进行环化反应时在25℃的反应速率常数

接下来，使用表32的反应速率常数k2和k3、以下的质量平衡方程和反应速率方程，计算当环化前体浓度设定为0.027mol/L并且反应温度设定为25℃时的反应转化率、选择性和停留时间(表33)。

[表33]

计算的反应条件(当环化前体浓度为0.027mol/L、反应温度为25℃时)

在表33的情况1至3中，通过计算确定将产生使反应转化率和选择性变高的结果的停留时间。在本实施例中进行情况3。

*计算式

反应转化率：(环化前体初始浓度-环化前体浓度)/环化前体初始浓度

选择性：目标分子浓度/(目标分子浓度+二聚体(二聚体+三聚体)浓度)

-运行1：分批高稀释

将环化前体(49.7mg，77.3％含量，0.0272mmol)溶解在DMF(8.8mL)中，并且在室温向该混合物中加入DIPEA(0.28mmol，10当量)。使所得混合物在室温反应1小时。使用乙腈-水(1:1)溶液中的0.5％三氟乙酸将一部分反应溶液猝灭，并且当定量目标分子的溶液浓度以计算收率时，其相当于30.8mg(82％收率)。

-运行2：分批假高稀释

在22℃，在3小时的时间内，向DIPEA(1.72mmol，10当量)在DMF(7.5mL)中的溶液中逐滴加入环化前体化合物(300.9mg，77.3％含量，0.164mmol)在DMF(4.6mL)中的溶液。滴加后大约1小时，当定量目标分子的溶液浓度以计算收率时，其相当于187.3mg(83％收率)。

-运行3：CSTR

将环化前体(1.3671g，77.3％含量，0.747mmol)溶解在DMF(27.3mL)中。底物浓度为0.027mmol/mL。在另一方面，将DIPEA(7.73mmol，10当量)溶解在DMF(27.3mL)中。试剂浓度为0.283mmol/mL。在23℃将这些溶液以0.04mL/min的输入速度分别加入到DMF(13.2mL)中，并且同时以0.08mL/min的输出速度取出反应溶液。通过在开始操作后165分钟(θ*)、330分钟(2θ)、495分钟(3θ)和660分钟(4θ)收集反应溶液来进行采样，并且使用乙腈-水(1:1)溶液中的0.5％三氟乙酸将其猝灭。当将所有输出溶液放在一起并且定量浓度以计算收率时，其相当于793.9mg(82％收率)。基于用于输入的原料溶液的量(总量的94.5％)计算收率。

*θ＝逝去的时间/平均停留时间

分析条件：

HPLC和LCMS条件：

柱：Kinetex Biphenyl，2.1mm I.D.x 150mm，2.6μm

流动相：A)水:TFA＝2000:1；B)乙腈:TFA＝2000:1

柱温：60℃

流速：0.5mL/min

梯度(B％)：0至30min(10→100)，30.0至30.6min(100)，30.7min及以后(10)。

MS检测模式：ESI(LC/MS)：m/z

目标分子(环孢菌素A衍生物)：

LCMS：ESI(m/z)：1378[M+H]

通过使用以下样品的HPLC测定来定量收率。

样品qNMR：

测量条件：DMSO-d6，147℃，脉冲角：90°，数字分辨率：0.25Hz，弛豫时间：60秒，无旋转，累计次数：32次

MeVal的β-碳的CH质子(总计1个H)用于定量

内标：马来酸

含量：94.4％

环化前体：

LCMS：ESI(m/z)：1414[M+H]

含量：77.3％，如通过qNMR和HPLC测定所确定的

a.样品qNMR：

测量条件：DMSO-d6，90℃，脉冲角：90°，数字分辨率：0.25Hz，弛豫时间：60秒，无旋转，累计次数：32次

MeVal的β-碳的CH质子(总计1个H)用于定量

内标：3,5-双(三氟甲基)苯甲酸

含量：91.8％

b.使用本实施例中使用的原料作为样品进行HPLC测定的结果：84.2％

二聚体

LCMS：ESI(m/z)：1378[M+2H]

三聚体

LCMS：ESI(m/z)：1378[M+3H]

结果：

[表34]

·运行1-3中反应纯度的结果：HPLC面积％(210nm)

[表35]

·运行3中反应纯度的时程：HPLC面积％(210nm)

[表36]

·模拟和实验结果之间的比较(运行2)

在运行2中，在模拟和实验结果之间观察到一些不同。认为其原因是，以运行2的规模滴加环化前体时，由于该反应速率非常快的特性，因此反应在其均匀分散之前进行，并且认为模拟结果将与按比例放大实验时的实验结果一致。

[表37]

·模拟和实验结果之间的比较(运行3)

在运行3中确认模拟和实验结果基本一致。

计算式

反应转化率

模拟：(环化前体初始浓度–环化前体浓度)/环化前体初始浓度

实验结果：(环化前体的初始面积％–环化前体的面积％)/环化前体的初始面积％

选择性

模拟：目标分子浓度/(目标分子浓度+(二聚体+三聚体)浓度)

实验结果：(目标分子的面积％)/(目标分子的面积％+(二聚体+三聚体)的面积％)

工业适用性

本发明提供制备环状有机化合物的新方法，所述方法包括使用一个或多个CSTR进行环化反应等。本发明提供的发明可用于在一个或多个较小的反应釜中并且在较少杂质的情况下连续制备环状有机化合物。