取代呋喃并哌啶衍生物的合成新方法

摘要

本发明公开了取代呋喃并哌啶衍生物的合成新方法，从价廉易得的糠醛化合物原料出发，通过缩合、还原、Pictet-spengler反应等一系列简单易行的单元操作合成取代呋喃并哌啶衍生物。

权利要求

1.一种合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：(v)化合物f在甲醛、HX作用下关环得到式(Ⅰ)化合物；

其中R为苯基；HX选自HCl；

反应溶剂为DMF和二氧六环的混合溶剂，反应温度为25℃，反应时间为24h。

2.根据权利要求1所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：(iv)化合物f由化合物e还原得到；

3.根据权利要求2所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：(iii)化合物e由化合物c与化合物d经过缩合反应得到；

4.根据权利要求3所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：(ii)化合物c由化合物b还原得到；

5.根据权利要求4所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：(i)化合物b由化合物a与硝基甲烷反应得到；

6.根据权利要求2所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：反应步骤(iv)中，反应溶剂选自C1-C4脂肪醇中的一种或多种，还原剂为硼氢化钠或H2/Pd/C，反应温度为-10～25℃，反应时间为1～5小时；化合物f通过先用无机酸酸化成盐，再用无机碱碱化得到游离碱的方式进行纯化。

7.根据权利要求6所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：反应步骤(iv)中，反应溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇一种或多种。

8.根据权利要求6所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：反应步骤(iv)中，化合物f纯化过程中所述无机酸为盐酸或硫酸的水溶液，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

9.根据权利要求3所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：反应步骤(iii)中，反应溶剂为甲苯，反应温度为回流温度，反应时间为0.5～2小时。

10.根据权利要求4所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：反应步骤(ii)中，反应溶剂为醚类，还原剂为金属氢化物，反应温度为-20～60℃，反应时间为2～5小时；所述醚类为R1-O-R2，R1、R2独立地为C1-C4烷基。

11.根据权利要求5所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：反应步骤(i)中，反应溶剂选自C1-C4脂肪醇、水中的一种或多种，所述反应溶剂中含有无机碱，反应温度为-20～0℃，反应时间为1～4小时。

12.根据权利要求11所述的合成式(Ⅰ)的方法，其特征在于：反应步骤(i)中，反应溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、水中的一种或多种。

说明书

取代呋喃并哌啶衍生物的合成新方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及医药、农药及染料等有机合成领域，主要为一种从价廉易得的糠醛原料制备取代呋喃并哌啶衍生物的新方法。背景技术：

[0002] 目前制备取代呋喃并哌啶衍生物的方法通常如下：

[0003]

[0004] 流程式-1

[0005] 流程式-1中使用的原料3-糠醛价格昂贵，生产成本较高，且在制备过程中，多步需要过柱纯化，操作繁琐。

[0006] 因此，有必要选择一种新的价廉、易纯化产物的方法。发明内容：

[0007] 本发明以价廉易得的糠醛为起始原料，通过缩合、还原、Pictet-spengler反应等一系列简单易行的单元操作合成取代呋喃并哌啶衍生物。

[0008] 本发明的目的是提供一种制备式(I)的方法。

[0009]

[0010] 其中，R为苯基或取代的苯基；所述取代的苯基指苯基独立可选地被一个或多个选自C1-C4烷基、C1-C4烷氧基的取代基取代。优选地R基团选自苯基、对甲氧基苯基。HX选自HBr、Hl、HCl、硫酸、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸；优选地为HCl。

[0011] 本发明中“C1-C4烷基”是指具有直链或支链部分并含有1至4个碳原子的饱和一价烃基。此类基团的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。“C1-C4烷氧基”是指-O-C1-C4烷基。

[0012] 本发明的方法包括以下步骤：

[0013]

[0014] (i)起始原料a与硝基甲烷反应得到化合物b；优选地反应溶剂选自C1-C4脂肪醇、水中的一种或多种，所述反应溶剂中含有无机碱，反应温度为-20～0℃，反应时间为1～4小时；更优选地反应溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、水中的一种或多种，所用的无机碱为氢氧化钠；最优选地反应溶剂为甲醇和/或水。

[0015] (ii)化合物b经过还原反应得到c；优选地反应溶剂为醚类，还原剂为金属氢化物，反应温度为-20～60℃，反应时间为2～5小时；更优选地反应溶剂为乙醚或甲基叔丁基醚，还原剂为四氢锂铝。所述醚类为R1-O-R2，R1、R2独立地为C1-C4烷基。

[0016] (iii)化合物c与化合物d经过缩合反应得到e；优选地反应溶剂为甲苯，反应温度为回流温度，反应时间为0.5～2小时。

[0017] (iv)化合物e经过还原得到化合物f；优选地反应溶剂选自C1-C4脂肪醇中的一种或多种，还原剂为硼氢化钠或H2/Pd/C，反应温度为-10～25℃，反应时间为1～5小时；更优选地反应溶剂为反应溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的一种或多种；最优选地反应溶剂为甲醇。优选地化合物f通过先用无机酸酸化成盐，再用无机碱碱化得到游离碱的方式进行纯化；更优选地所述无机酸为盐酸或硫酸的水溶液，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾；最优选地所述无机酸为盐酸水溶液，所述无机碱为氢氧化钠。

[0018] (v)化合物f在甲醛、HX作用下关环得到式(I)化合物；优选地HX选自HBr、Hl、HCl、硫酸、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸；反应溶剂为乙醚、DMF、二氧六环的一种或多种，反应温度为-10～25℃，反应时间为0-24h。进一步优选地HX为HCl。

[0019] 本发明中术语”金属氢化物”包括但不限于氢化铝锂、硼氢化钠、Ca(BH4)2、Bu4NBH4。

[0020] 本发明中术语”H2/Pd/C”是指以Pd/C(钯碳)为催化剂，氢气为还原剂。

[0021] 本发明中术语”C1-C4脂肪醇”是指具有1至4碳原子的脂肪族的醇类。包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇等。

[0022] 本发明的有益效果为：

[0023] A、以价廉易得的糠醛为起始原料；

[0024] B、通过关键中间体f制备得到式(I)化合物；

[0025]

[0026] C、式(I)化合物直接从反应体系中析出得到。

[0027] 本发明中的如式(I)所示的取代呋喃并哌啶衍生物是一类有用的化学合成中间体。比如，当R为苯基时，可以通过以下流程式-2制备化合物1-腈基酰基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶。

[0028]

[0029] 流程式-2

[0030] 对化合物1-腈基酰基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶进行体外生化水平抑制JAK激酶(PK)活性实验，可知其具有潜在的药理活性。

[0031] 具体实施方法：

[0032] 下面通过非限定性实施例来对本发明进行说明，应当理解为，此处描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0033] 实施例1：

[0034] 第一步：2-硝基乙烯基呋喃

[0035]

[0036] 方法一：-20℃条件下，向反应瓶中加入糠醛(230g)，硝基甲烷(232g)和甲醇(800mL)，机械搅拌，滴加氢氧化钠(100g)的甲醇(900mL)溶液，保持反应体系内温不高于-5℃，滴加完毕，继续以-5℃保温反应30min。停止反应，向上述体系中依次加入浓硫酸(150mL)的甲醇(300mL)溶液和水(3.6L)后，产品以黄色固体析出，抽滤、干燥得黄色粉末状固体(165g，49.5％)

[0037] 方法二：-20℃条件下，向反应瓶中加入糠醛(230g)，硝基甲烷(232g)和甲醇(800mL)，机械搅拌，滴加氢氧化钠(100g)的水(900mL)溶液，保持反应体系内温不高于-5℃，滴加完毕，继续以-5℃保温反应30min。停止反应，向上述体系中依次加入盐酸(270mL)和水(4L)后，产品以黄色固体析出，抽滤、干燥得黄色粉末状固体(140g，42.2％)[0038] 1HNMR(CDCl3，400MHz)δ：7.82-7.82(d，1H)，7.61-7.62(d，1H)，7.53-7.56(d，1H)，6.91-6.92(d，1H)，6.59-6.61(q，1H)PPm

[0039] 第二步：呋喃乙胺

[0040]

[0041] 方法一：-20℃条件下，向反应瓶中加入四氢锂铝(151g)和甲基叔丁基醚(500mL)，机械搅拌，将2-硝基乙稀基呋喃(161g)溶于甲基叔丁基醚(1.5L)后，滴加于上述反应体系中，滴加完毕，回流反应2h，停止反应，依次加入水(70mL)、6N氢氧化钠(35mL)和水(210mL)，抽滤、合并滤液、萃取、合并有机相、无水硫酸钠干燥、抽滤、浓缩，所得粗品减压蒸馏(真空40mBa下收集65-70度左右的馏分)得呋喃乙胺(68g，51.4％)。

[0042] 方法二：-20℃条件下，向反应瓶中加入四氢锂铝(24.4g)，滴加乙醚(400mL)与反应瓶中，机械搅拌，将2-硝基乙稀基呋喃(27.1g)溶于乙醚(350mL)后，滴加于上述反应体系中，滴加完毕，回流反应2h，停止反应，依次加入水(11mL)、6N氢氧化钠(5.9mL)和水(31mL)，抽滤，合并滤液，饱和食盐水洗，合并有机相、无水硫酸钠干燥、抽滤、浓缩，所得粗品减压蒸馏(真空40mBa下收集65-70度左右的馏分)得呋喃乙胺(11.2g，51.9％)。

[0043] MS：[M+H]+＝112.2

[0044] 1HNMR(CDCl3，500MHz)δ：7.34(s，1H)，6.32(s，1H)，6.08(s，1H)，2.98-3.02(t，2H)，2.77-2.81(t，2H)PPm

[0045] 第三步：N-苯亚甲基-2-(2-呋喃基)乙胺

[0046]

[0047] 向反应瓶中加入呋喃乙胺(24.5g，1eq)和甲苯(50mL)，室温搅拌，滴加苯甲醛(23.8g，1eq)，滴加完毕，加分水器，回流反应2h，停止反应，浓缩得N-苯亚甲基-2-(2-呋喃基)乙胺(43.8g，100％)

[0048] MS：[M+H]+＝200.2

[0049] 第四步：N-苯甲基-2-(呋喃-2-基)乙胺

[0050]

[0051] 方法一：冰浴条件下，向反应瓶中加入N-苯亚甲基-2-(2-呋喃基)乙胺(246.5g，1eq)和甲醇(500mL)，分批加入硼氢化钠(28.83g，0.5eq)，继续反应30min。停止反应，向反应体系中加入水(20mL)，浓缩除去甲醇，乙酸乙酯萃取，水洗，饱和食盐水洗，合并有机层。
向有机层中滴加12N的HCl(100mL)，有固体析出，抽滤，所得固体溶于氢氧化钠(52g)水溶液中，二氯甲烷萃取，合并二氯甲烷层，干燥，浓缩得N-苯甲基-2-(2-呋喃基)乙胺(185.7g，
91.8％)

[0052] 方法二：向反应瓶中加入N-苯亚甲基-2-(2-呋喃基)乙胺(13.6g)，Pd/C(1.36g，10％)和甲醇(40mL)，通入压力为0.1MPa的氢气，室温搅拌4h，停止反应，抽滤，合并滤液，向滤液中加入12N的HCl(8mL)，有固体析出，抽滤，所得固体溶于氢氧化钠(2.86g)水溶液中，二氯甲烷萃取，合并二氯甲烷层，干燥，浓缩得N-苯甲基-2-(2-呋喃基)乙胺(1.45g)[0053] MS：[M+H]+＝202.2

[0054] 1HNMR(CDCl3，500MHz)δ：7.44-7.51(m，6H)，6.35-6.37(m，1H)，6.23-6.24(m，1H)，4.22(s，2H)，3.29-3.34(m，3H)，3.07-3.11(t，2H)PPm

[0055] 第五步：5-苯甲基-呋喃并[3，2-c]哌啶盐酸盐

[0056]

[0057] 向反应瓶中加入N-苯甲基-2-(2-呋喃基)乙胺(40.2g，1eq)，室温搅拌，向反应体系中滴加甲醛水溶液(22.0mL，1.3eq)，继续反应1h。停止反应，乙醚萃取，水洗，饱和食盐水洗，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤浓缩得液体(49.0g)。

[0058] 室温条件下，向反应瓶中加入浓度为6.6N的盐酸的二氧六环(40mL)溶液和N，N-二甲基甲酰胺(60mL)，将上述所得液体溶于DMF(40mL)中，滴加于上述体系，搅拌过夜。停止反应，有固体析出，抽滤，真空干燥得到5-苯甲基-呋喃并[3，2-c]哌啶盐酸盐(47.6g，95.6％)。

[0059] MS：[M+H]+＝214.1

[0060] 1HNMR(CDCl3，500MHz)δ：7.49-7.56(m，6H)，6.36(s，1H)，4.49(s，2H)，4.19(s，2H)，3.51-3.54(m，2H)，3.03-3.07(m，2H)PPm

[0061] 实施例2通过5-苯甲基-呋喃并[3，2-c]哌啶制备1-腈基酰基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶

[0062] 第一步1-苄基-4-三丁基锡-呋喃并[3，2-c]哌啶

[0063] 氮气保护下，向反应瓶中加入1-苄基-呋喃并[3，2-c]哌啶(11.2mg，1eq)和干燥四氢呋喃(150μL)，冰浴条件下滴加正丁基锂(16.05μL，1eq)，继续滴加三丁基氯化锡(20.8mg，1.6eq)，滴加完毕，继续反应2.5小时。停止反应，加水淬灭，乙酸乙酯(10mL＊5)萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，浓缩，粗品硅胶柱层析得到1-苄基-4-三丁基锡-呋喃并[3，2-c]哌啶(19.25mg).

[0064] 第二步1-苄基-4-(3-氯-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶

[0065] 向反应瓶中加入1-苄基-4-三丁基锡-呋喃并[3，2-c]哌啶(3.2mg，1eq)，2，4-二氯-5-甲基-嘧啶(0.97mg，1eq)，Pd(PPh3)2Cl2(0.42mg，0.1eq)和DMF(5mL)，80度加热反应5小时。停止反应，加水(5mL)，二氯甲烷(5mL＊5)萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，浓缩，粗品硅胶柱层析得到1-苄基-4-(3-氯-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶(0.47mg).

[0066] 第三步1-苄基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶

[0067] 向微波瓶中加入3，5-二氟-4-吗啉基苯胺(347.0mg，1.1eq)，1-苄基-4-(3-氯-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶(500.0mg，1eq)，二氧六环的盐酸溶液(6.6M)(668μL)，碘化钾(97mg，0.4eq)和三氟乙醇(5mL)，于微波下145℃反应1小时。加水(20mL)，饱和NaHCO3水溶液洗，二氯甲烷(10mL＊5)萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，浓缩，粗品硅胶柱层析得到1-苄基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶(723.6mg)。

[0068] 第四步4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶[0069] 向反应瓶中加入1-苄基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶(300.0mg，1eq)，氯甲酸-1-氯乙酯(125μL，2eq)，三乙胺(80.75μL)和二氯甲烷(9mL)，室温搅拌7小时，浓缩反应液，加入甲醇(10mL)，60度加热反应2小时，冷至室温，有固体析出，抽滤，用少量甲醇洗涤得4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶(157.9mg)。

[0070] 第五步1-腈基酰基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶

[0071] 向反应瓶中加入4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶(108mg，1eq)，氰基乙酸(42.84mg，2eq)，1-羟基-苯并-三氮唑(85.11mg，2.5eq)，
1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(120.77mg，2.5eq)，催化量的DIPEA和二氯甲烷(20mL)，室温反应4小时，电磁搅拌。停止反应，加水(20mL)，饱和NaHCO3水溶液洗，二氯甲烷(10mL＊5)萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤，浓缩，粗品硅胶柱层析得到1-腈基酰基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶(66.0mg)。

[0072] MS：[M+H]+＝495.0.1H-NMR(500M，DMSO-d6)δ9.85(s，1H)，8.42(s，1H)，7.59-7.62(d，2H)，7.18-7.27(d，1H)，4.54(s，2H)，4.18-4.23(d，2H)，3.70(s，6H)，3.05(s，6H)，2.38(s，3H)ppm。

[0073] 实施例3化合物1-腈基酰基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶的体外生化水平抑制JAK激酶(PK)活性实验

[0074] 在生化水平酶活性测试中，利用HTRF技术检测酪氨酸激酶的活性，HTRF是一种时间分辨荧光共振能力转移技术。HTRF(均相时间分辨荧光)是用来检测均相体系中待测物的一种最常用的方法，这种技术结合了荧光共振能量转移(FRET)和时间分辨技术(TR)，已经被广泛应用于基于细胞实验和生化实验的药物研发的不同阶段。根据HTRF法的测定原理，将纯酶JAK2与生物素化的底物以及ATP一起孵育反应后，加入亲和素标记的XL-665和识别底物磷酸化的Eu标记的抗体，当底物被JAK2磷酸化后，Eu标记的抗体即可以识别该磷酸化产物，与亲和素标记的XL665形成时间分辨的荧光共振能量转移(FRET)，而未被磷酸化的底物由于不能被抗体识别而无法形成FRET信号，通过测定665nm和620nm的荧光信号差值测定待测物在不同浓度下对JAK2、JAK3激酶的抑制活性。因而，采用此法可测定本发明化合物对上述酪氨酸激酶的生化水平的活性作用，同时利用本领域熟知的方法，可以对其它蛋白激酶使用相似的测定方法。

[0075] 材料与方法：JAK2，JAK3激酶，来源于Invitrogen；384孔板(Greiner公司)；HTRF KinEASE；MgCl2(sigma)公司；DTT(Sunshine)；PHERAstar FS多功能酶标仪(BMG公司)；MH-1型低速离心机(StaiteXiangyi公司)；TD25-W5型恒温箱(Binder公司)；YG020524/振荡器(林贝尔公司)；ATP(sigma公司)

[0076] 化合物工作液的配制：用DMSO将受试化合物配置成0.5-10mmol/L的母液，分装后-20℃保存；受试化合物为10uM起3倍稀释10个浓度，再加一个零浓度全DMSO。

[0077] 酶反应步骤：向384微孔板的每个孔中加入4μl的激酶，同时加入4μL的Enzymatic buffer作为阴性对照(Negative)；向孔加入2μl的受试化合物工作液，同时加入2μL的不含化合物的缓冲液作为对照(即阳性对照，Positive)；于25℃(或30℃)孵育5-10min；向孔中加入2μLATP和TK Substrate-biotin混合液，启动酶反应，于25℃(或30℃)振荡反应15-60min；向孔中加入4uLTK-Ab-cryptate；于25℃(或30℃)孵育5-10min；PHERAstar FS仪器读取HTRF信号。

[0078] 对于每孔读出的原始数据，比值＝665nm/620nm；

[0079] 抑制率的计算：

[0080]

[0081] 计算IC50：

[0082] 以log[给药浓度]为横坐标，抑制率为纵坐标，在Graphpad Prism 5中拟合出一条剂量反应曲线，得出其50％抑制率时的药物浓度，即为此化合物在酶水平的IC50值。

[0083] 实验结果：化合物1-腈基酰基-4-(3-(3，5-二氟-4-吗啉基苯胺基)-6-甲基)嘧啶基-呋喃并[3，2-c]哌啶对JAK2激酶活性的半数抑制浓度(IC50)在500-5000nM之间，对JAK3激酶活性的半数抑制浓度(IC50)小于＜500nM。

[0084] 最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的部分优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域技术人员，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。