一種作為二肽基肽酶-4抑制劑的化合物的制備方法
【專利說明】
[00011本申請為申請號為201410829322.7的發明專利申請的分案申請，原申請的申請日 為2014年12月26日，公開號為CN104592234 A，公開日為2015年05月06日，發明名稱為"一種 作為二肽基肽酶-4抑制劑的化合物的制備方法"。
技術領域
[0002] 本發明涉及一種作為二肽基肽酶-4抑制劑的化合物的制備方法，所述化合物可用 于治療可因抑制DPP-IV活性而受益的所有癥狀或病癥，例如I型和II型糖尿病、糖尿病并發 癥等。
【背景技術】
[0003] 二肽基肽酶-4(DPP_4)是一種高特異性絲氨酸蛋白酶，它的天然底物是胰高血糖 素樣肽l(GLP-l)和葡萄糖促胰島素多肽(GIPhGLP-Ι具有多種生理功能，在胰腺可增加葡 萄糖依賴的胰島素分泌、抑制高血糖素的分泌，使胰島D細胞增生;在胃腸道可延緩餐后胃 排空，從而延緩腸道葡萄糖吸收。GIP具有促胰島素分泌功能。DPP-4能快速降解體內的GLP-1和GIP，使之失活。健康人體內的GLP-1主要由回腸和結腸的L細胞分泌，在人體內的基礎濃 度大約為5~10pm 〇l/L，餐后濃度可升高2~3倍。其生物活性半衰期僅有大約2分鐘。DPP-4 抑制劑通過競爭性結合DPP-4活化部位，降低酶的催化活性，從而抑制GLP-1和GIP的降解。
[0004] DPP-4廣泛存在于血漿、胃腸道、腎臟、淋巴結和結締組織等體內組織中，其中腎臟 最多。其家族成員包括DPP-1、DPP-2、DPP-3、DPP-4、DPP-8、DPP-9和成纖維細胞活化蛋白-α (FAP) ΑΡΡ-4的分子量為220kD，活性體為二聚體形式，每個亞單位包含兩個結構域，控制底 物的出入口位于兩個結構域之間的一個大小為30~45A的大型洞穴，其內的袋狀結構便是 DPP-4的活性部位，凡是結構的N端第二位上是脯氨酸(Pro)或丙氨酸(Ala)的多肽都是DPP-4發揮活性的主要底物。
[0005] 由于體內DPP-4的迅速降解作用，GLP-1在體內半衰期很短（<2min)，研究發現當 DPP-4活性被抑制后GLP-1的作用時間便有效延長，從而發揮降低血糖水平作用。DPP-4抑制 劑作用機理便是基于其結構與天然底物相似，含有Xaa-Pro類似結構，能夠競爭性結合DPP-4活性部位，而且親和力遠大于天然底物，因而改變了 DPP-4的構象，降低催化活性。實驗證 明DPP-4抑制劑可在24h內可逆性地抑制大約90 %的DPP-4酶活性。因而DPP-4抑制劑能夠通 過提高體內GLP-1濃度，延長其降糖作用時間，并且抑制胰高血糖素分泌，延長GLP-1對胰島 素分泌的刺激持續時間。因為GLP-1對胰島素分泌的調節作用呈現嚴格的血糖濃度依賴性， 只有在血糖升高時，GLP-1才會增加胰島素分泌，所以DPP-4抑制劑不會引起低血糖發生風 險。DPP-4抑制劑獨特作用機理和良好的安全性特點，成為了糖尿病新藥研究的熱點領域。 研究發現，一些DPP-4抑制劑和二甲雙胍聯合治療糖尿病可顯著改善血糖水平，并且低血 糖、體重增加和其他不良事件風險較低。但仍然缺乏低血糖、體重增加和其他不良事件風險 低的單一化合物。

【發明內容】

[0006]本發明提供一種作為DPP-IV抑制劑的雙胍衍生物的制備方法，所述的雙胍衍生物 可用于預防或者治療與在DPP-IV抑制作用中受益的相關疾病，具有低血糖、體重增加和其 他不良事件風險低發生率。具體地，本發明提供制備如下式（I)所示的化合物、其立體異構 體，或者其藥學上可接受的鹽的方法，所述方法包括使式（II)化合物與雙氰胺接觸以獲得 式⑴：
[0008] 其中，
[0009] R1代表Ch烷基，所述Ch烷基可被R11或R12-⑶-取代，并且R 11代表C6-1Q芳基、喹啉 基、異喹啉基、喹唑啉基、噌啉基或吲哚基，R 12代表二(&-6烷基)氨基、吡咯烷-1-基、哌啶-1-基或C6- 1Q芳基；
[0010] R2代表d-8烷基或Ch?芳基；
[0011 ] R3代表芐基、C2-8烯基、C2-8炔基或C 3-8環烯基甲基，其中芐基中的苯環可被1個或多 個鹵素或氰基取代；
[001 2] R4代表d-8烷基、C3-8環烷基、C3-8元雜環烷基、C6- 10芳基或C5-10元雜芳基；
[0013] R5代表氫或者氨基保護基。
[0014] 其中，所述的氨基保護基是本領域公知的，包括但不限于甲氧羰基、乙氧羰基、叔 丁氧基羰基、芐氧羰基、2-聯苯基-2-丙氧羰基(BPoc)、對甲苯磺酰基(Tosy 1)、三氟乙酰基、 笏甲氧羰基(Fmoc)、烯丙氧羰基(Alloc)、三甲基硅乙氧羰基(Teoc)、鄰苯二甲酰基(Pht)、 對甲苯磺酰基(Tos)、三氟乙酰基(Tfa)、鄰或對硝基苯磺酰基(Ns)、特戊酰基、苯甲酰基、三 苯甲基(Trt)、2,4-二甲氧基芐基(Dmb)、對甲氧基芐基(PMB)、芐基等。
[0015] 當式(II)中R5代表氨基保護基時，在與雙氰胺接觸前需要事先將所述的氨基保護 基脫除。
[0016] 在一個優選實施方案中，R1代表二甲氨基羰基甲基、吡咯烷-1-基羰基甲基、苯基 羰基甲基、芐基、喹啉基甲基、異喹啉基甲基、喹唑啉基甲基或噌啉基甲基。
[0017] 在另一個優選實施方案中，R2代表甲基、異丙基或苯基。
[0018] 在另一個優選實施方案中，R3代表2-甲基-2-丙烯-1-基、2-丁烯-1-基、2，3_二甲 基 _2_丁稀-1-基、2_丁塊-1-基、1_環戊稀-1-基甲基、1_環己稀-1-基甲基、芐基、2_氛基節 基、2，6_二氰基芐基。
[0019] 在另一個優選實施方案中，R4代表正丁基、環己基、苯基、哌啶基或吡啶基。
[0020] 在一個實施方案中，包括使式（III)化合物與式（IV)化合物接觸的步驟，以獲得R5 代表氨基保護基的式(II)化合物：
[0022]其中當需要時為了獲得R5代表氫的式(II)化合物，可選地將氨基保護基Pr1脫除。 [0023]其中式（IV)化合物可由3-氨基哌啶(式(V)化合物)依次經不同的氨基保護基Pr1、 Pr2保護，然后引入R4基團，再選擇性脫除Pr2保護基而制得：
[0025]其中Pr1和Pr2代表氨基保護基。本文所述的氨基保護基是本領域公知的那些，包括 但不限于甲氧羰基、乙氧羰基、叔丁氧基羰基、芐氧羰基、2-聯苯基-2-丙氧羰基(BPoc )、對 甲苯磺酰基(Tosyl)、三氟乙酰基、笏甲氧羰基(Fmoc)、烯丙氧羰基(Alloc)、三甲基硅乙氧 羰基(Teoc)、鄰苯二甲酰基(Pht)、對甲苯磺酰基(Tos)、三氟乙酰基(Tfa)、鄰或對硝基苯磺 酰基(Ns)、特戊酰基、苯甲酰基、三苯甲基(Trt)、2,4-二甲氧基芐基(Dmb)、對甲氧基芐基 (PMB)、芐基等。
[0026]式（III)化合物可由8-鹵代黃嘌呤衍生物依次被含R1基團的鹵代物和R3基團的鹵 代物取代而制得：
[0028] 式中各X相同或不同，且代表鹵素原子。
[0029] 本發明化合物的鹽包括所有的酸加成鹽和所有與堿形成的鹽。特別地，該鹽包括 水不溶性鹽以及水溶性鹽。適于本發明的酸加成鹽的無機酸包括但不限于鹽酸、氫溴酸、磷 酸、硫酸等。適于本發明的酸加成鹽的有機酸包括，例如且不限于，檸檬酸、馬來酸、富馬酸、 琥珀酸、乳酸、酒石酸、甲磺酸等。優選地，本發明的化合物的鹽可以是用于式(II)化合物或 其立體異構體的游離化合物或它們的鹽的分離或純化的鹽。因此，與無機酸或有機酸形成 的鹽可包括但不限于鹽酸鹽、氫溴酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、檸檬酸鹽、馬來酸鹽、富馬酸鹽、琥 珀酸鹽、乳酸鹽、酒石酸鹽、甲基磺酸鹽、扁桃酸鹽等。
[0030] 除非特別地指出具體的異構體形式，式(II)化合物的所有異構體形式均預期在本 發明內，包括所有區域異構體形式和立體異構體形式，例如所有手性形式、對映異構體形 式、非對映異構體形式、外消旋形式、互變異構體形式和所有幾何異構體形式。很顯然，優選 藥學上最有效且最無副作用的異構體。
[0031] 應當理解本發明的化合物含有至少一個、兩個或多個經不對稱取代的碳原子，且 可作為純非對映異構體或非對映異構體混合物以光學活性形式或外消旋形式被分離。
[0032] 本發明涵蓋所有可能的立體異構體，尤其是本文提及的非對映異構體和對映異構 體，例如以基本上純形式，以富集形式和/或以任何混合比例的形式，包括外消旋形式，以及 其鹽。
[0033] 一般來說，基本上純的立體異構體可根據本領域技術人員熟知的合成原理獲得， 例如通過相應混合物的分離，通過使用立體化學上純的起始物料和/或通過立體選擇性合 成獲得。本領域已知如何制備光學活性形式，如通過外消旋形式的拆分或通過例如從光學 活性起始物料合成和/或通過使用手性試劑來制備。
[0034] 本發明的對映異構體純的化合物可通過不對稱合成例如通過制備和分離適當的 非對映異構體的化合物/中間體，和/或通過使用手性反應組分（例如手性試劑、手性催化 劑、手性配體、手性合成子、手性砌塊等）制備，其中所述非對映異構體的化合物/中間體可 通過已知的例如手性色譜分離或從適宜溶劑中分級結晶而分離得到。
[0035] 此外，本領域的技術人員知曉如何從相應的外消旋混合物制備對映異構體純的化 合物，例如通過在手性分離柱上色譜分離相應的外消旋化合物;或通過使用適當的拆分試 劑拆分外消旋化合物；例如通過外消旋化合物與光學活性的酸或堿形成非對映異構體的 鹽，隨后拆分該鹽并從該鹽中釋放所需的化合物;或通過使用手性助劑衍生該相應的外消 旋化合物，隨后分離非對映異構體并除去該手性輔助基團；通過外消旋物的動力學拆分(例 如通過酶法拆分）；通過在適宜條件下從鏡像晶體的聚集物對映選擇性結晶；或通過在手性 助劑存在下從適宜溶劑中分級結晶制備。
[0036]所得到的式（II)的化合物可分離成其對映異構體和/或非對映異構體。例如，順 式/反式混合物可分離成它們的順式或反式異構體，且具有至少一個光學活性碳原子的化 合物可拆分成它們的對映異構體。
[0037]對映異構體優選通過以下方法分離:手性相上的柱分離，或從光學活性溶劑中重 結晶，或與光學活性物質尤其是酸和其活化的衍生物或醇反應形成鹽或衍生物如酯或酰 胺，并分離由此得到的鹽或衍生物的非對映異構體混合物，例如基于它們溶解性的差異；同 時通過適宜試劑的作用，游離對映體可從純非對映異構體鹽或衍生物中釋放。常用的光學 活性酸為例如D和L型酒石酸或二苯甲酰酒石酸、二-鄰甲苯基酒石酸、蘋果酸、扁桃酸、樟腦 磺酸、谷氨酸、天冬氨酸或奎尼酸。光學活性醇可為，例如，（+ )或(_)薄荷醇和酰