N-[2-(2-吡啶基)-6-(1,2,4,5-四氫-3H-3-苯并氮雜卓-3-基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸的合成

田兆勇，徐博

（淮南師范學(xué)院，安徽 淮南 232038）

N-[2-(2-吡啶基)-6-(1,2,4,5-四氫-3H-3-苯并氮雜卓-3-基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸的合成

田兆勇，徐博

（淮南師范學(xué)院，安徽 淮南 232038）

以2-脒基吡啶鹽酸鹽為原料，通過成環(huán)、氯化、取代、水解反應(yīng)，經(jīng)過五步反應(yīng)，合成了目標(biāo)化合物，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR和MS確證。

2-脒基吡啶鹽酸鹽；抑制劑；氯化；取代；合成；表征

N-[2-(2-吡啶基)-6-(1,2,4,5-四氫-3H-3-苯并氮雜卓-3-基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸(GSK-J1)是一個(gè)高效和選擇性的H3K27去甲基化酶抑制劑，抑制JMJ家族的去甲基化酶活性①Kruidenier L,etal.A selective jumonji H3K27 demethylase inhibitor modulates the proinflammatory macrophage response.Nature,2012,488(7411),pp.404-408.，體外對人源JMJD3的IC50值為60 nM。

近年來,對該類抑制劑的合成鮮有報(bào)道。本文在已有文獻(xiàn)工作的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出一種操作簡便易行的合成方法,合成目標(biāo)產(chǎn)物。采用在新制的乙醇鈉催化條件下，2-脒基吡啶鹽酸鹽(1)與丙二酸二乙酯(2)反應(yīng)②Zhang,N.,Ayral-K.S.,Nguyen,T.,Hernandez,R.,Lucas,J.,Discafani,C.,Beyer,C.Synthesis and SARof 6-chloro-4-fluoroalkylamino-2-heteroaryl-5-(substituted)phenyl-pyrimidines as anti-cancer agents.Bioorganic and Medicinal Chemistry,Vol.17,No.1,2009,pp.111-118.Dürrenberger,F.,Burckhardt;Susanna,Geisser,Peter O.,Buhr,Wilm,Funk,Felix,Bainbridge,Julia M.,Corden,Vincent A.,Courtney, Stephen M.,Davenport,Tara,Jaeger,Stefan,Ridgill,Mark P.,Slack,Mark,Yarnold,Christopher J.,Yau,WeiT..Novel Pyrimidine-AndTriazine-HepcidineAntagonists.US2012/202806A1,2012.合成2-(吡啶-2-基)嘧啶-4,6-二醇(3),再進(jìn)行氯化得到4,6-二氯-2-(2-吡啶)嘧啶(4)。在碳酸鈉作用下，4,6-二氯-2-(2-吡啶)嘧啶與乙基-β-丙氨酸鹽酸鹽(5)親核取代③Atkinson,Stephen J.,Barker,Michael D.,Campbell,Matthew,Humphreys,Philip,Liddle,John,Sheppard;Robert J.,Wilson D.N-2-(2-pyridinyl)-4-pyrimidinyl-beta-alanine derivatives as inhibitors of histone demethylase JMJD3.WO2012/52390A1,2012.,得到N-[6-氯-2-(2-吡啶基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸(6),該中間體在碳酸鈉作用下與2,3,4,5-四氫-1H-3-苯并氮雜鹽酸鹽(7)④Fabrizio M.,Giorgio B.,Frank E.B.,Simone B.,Anna M.C.,Anna C.,Ornella C.,Federica D.,Romano D.F., Daniele D.,Gabriella G.,Andy G.,et al.1,2,4-Triazol-3-yl-thiopropyl-tetrahydrobenzazepines:A series of potent and selective dopamine D3receptor antagonists.J.Med.Chem.,2007,50,pp.5076-5089.親核取代,得到乙基-N-[2-(2-吡啶基) -6-(1,2,4,5-四氫-3H-3-苯并氮雜卓-3-基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸(8)。最后，在氫氧化鈉催化條件下，水解①得到目標(biāo)化合物(9)。利用質(zhì)譜、核磁氫譜等方法對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。合成路線如下圖。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)中用到的主要儀器：RE-522A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；AL204型分析天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；ZF-I型三用紫外分析儀（上海顧林電光儀器廠）；安捷倫1260型HPLC；安捷倫7820A型GC；島津2020型LC-MS；Bruker AVANCE 400MHz核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo))。

實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑和生產(chǎn)廠家包括：乙醇鈉（98%，安耐吉），2-脒基吡啶鹽酸鹽（98%，安耐吉），丙二酸二乙酯（AR,阿拉丁），三氯氧磷（AR，阿拉?。?，N，N-二異丙基乙胺（AR,阿拉丁），乙基-β-丙氨酸鹽酸鹽（99%,阿拉?。?，2,3,4,5-四氫-1H-3-苯并氮雜鹽酸鹽（97%,Sigma-Aldrich），碳酸鈉（AR,阿拉?。?，氫氧化鈉（AR,江蘇永豐化學(xué)試劑廠），二甲基亞砜（AR,上海晶純試劑有限公司）；其余所用試劑均為分析純。

1.2 2-(吡啶-2-基)嘧啶-4,6-二醇(3)的合成

在250 mL三口燒瓶中分別加入無水乙醇(40 mL)和乙醇鈉(2.76 g,40.56 mmol),室溫?cái)嚢枞芎?，再慢慢向混合溶液中依次加?-脒基吡啶鹽酸鹽(3.14 g,20 mmol)與丙二酸二乙酯(3.84 g,24 mmol)，于室溫下反應(yīng)8 h。TLC點(diǎn)板確認(rèn)反應(yīng)完全后，向反應(yīng)液中滴加1M冰鹽酸，調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH= 5。減壓濃縮除去有機(jī)溶劑得到棕黃色固體粗品3 (4.78 g，包含氯化鈉固體)。未經(jīng)純化直接用于下一步反應(yīng)。ESI-MS(negative):m/z 187.9[M-H]。

1.3 4,6-二氯-2-(2-吡啶)嘧啶(4)的合成

在2L三口燒瓶中，將化合物3(53.78 g,粗品)溶于甲苯(374 mL)溶液中，逐步降溫至0℃，向其中依次滴加三氯氧磷(350 mL,3.76 mol)和N，N-二異丙基乙胺(254.9 mL,1.47 mol)。滴加完畢后升溫至80℃，反應(yīng)5 h。TLC點(diǎn)板確認(rèn)反應(yīng)完全后，減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑，倒入冰水(1200 mL)淬滅反應(yīng)。乙酸乙酯萃取(3×1200 mL)，分液，有機(jī)相分別用飽和碳酸鈉溶液(1000 mL)和飽和食鹽水(1000 mL)各洗滌一次，無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓濃縮除去有機(jī)溶劑得到黃色固體粗品。柱層析純化(洗脫劑：乙酸乙酯/石油醚=1:3)，得到黃色固體4(56.41 g)，純度98.90%，收率87.67%。1H NMR(400 MHz,CDCl3): δ 8.86(d,J=4.68 Hz,1H),8.50(d,J=7.96 Hz, 1H),7.85(t,J=9.48 Hz,1H),7.45(t,J=3.84 Hz, 1H),7.41(s,1H)。ESI-MS(positive):m/z 226.2[M+ H]。

1.4 N-[6-氯-2-(2-吡啶基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸(6)的合成

室溫條件下，在1L三口燒瓶中，將化合物4 (14.80 g,65.5 mmol)溶于1,4-二氧六環(huán)(150 mL)溶液中，向其中依次加入碳酸鈉(34.60 g,327.5 mmol)和乙基-β-丙氨酸鹽酸鹽(16.61 g,108.03 mmol)。加料完畢后升溫至70℃，反應(yīng)6 h。TLC點(diǎn)板確認(rèn)反應(yīng)完全后，逐步降至室溫，向反應(yīng)液中依次加入水(300 mL)和二氯甲烷(300 mL)。萃取，分液，無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓濃縮除去有機(jī)溶劑得到棕色油狀物粗品。柱層析純化(洗脫劑：乙酸乙酯/石油醚=1:1)，得到棕色固體6(15.23 g)，純度99.24 %，收率76%。1H NMR(400 MHz,CDCl3):δ 8.75 (d,J=3.96 Hz,1H),8.39(d,J=7.76 Hz,1H),7.79 (t,J=7.40 Hz,1H),7.35(t,J=5.04 Hz,1H),6.37 (s,1H),5.93(s,1H)，4.16-4.10(dd,J 1=7.08 Hz,J 2=6.44 Hz,2H),3.73-3.68(m,2H)，2.63(t,J= 5.96 Hz,2H)，1.23(t,J=7.16 Hz,3H)。ESI-MS (positive):m/z 307.2[M+H]。

1.5乙基-N-[2-(2-吡啶基)-6-(1,2,4,5-四氫-3H-3-苯并氮雜卓-3-基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸(8)的合成

室溫條件下，在100mL三口燒瓶中，將化合物6(3.0 g,9.80 mmol)溶于二甲基亞砜(30 mL)溶液中，向其中依次加入碳酸鈉(5.20 g,49 mmol)和2,3,4,5-四氫-1H-3-苯并氮雜鹽酸鹽(2.70 g,14.70 mmol)。加料完畢后升溫至180℃，反應(yīng)10 h。TLC點(diǎn)板確認(rèn)反應(yīng)完全后，逐步降至室溫，向反應(yīng)液中依次加入水(20 mL)淬滅反應(yīng)。二氯甲烷萃取(3×30 mL)，萃取，分液，無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓濃縮除去有機(jī)溶劑得到棕黃色固體粗品。柱層析純化(洗脫劑：二氯甲烷/甲醇=40:1)，得到黃色固體8 (2.48 g)，純度99.30%，收率60.6%。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ 8.77(d,J=3.92 Hz,1H),8.42(d,J= 7.92 Hz,1H),7.80(t,J=9.52 Hz,1H),7.34(t,J= 5.84 Hz,1H),7.33-7.14(m,4H),5.54(s,1H),4.17-4.14(dd,J 1=7.16 Hz,J 2=6.54 Hz,2H),3.95-3.93 (m,4H)，3.64-3.60(m,2H)，3.02-2.98(m,4H)，2.66(t, J=6.64 Hz,2H)，1.27(t,J=7.12 Hz,3H)。ESI-MS (positive):m/z 418.5[M+H]。

1.6 N-[2-(2-吡啶基)-6-(1,2,4,5-四氫-3H-3-苯并氮雜卓-3-基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸(9)的合成

在100 mL三口燒瓶中，依次加入乙醇(40 mL)，水(10 mL)，和化合物6(2.55 g,6.11 mmol)，室溫?cái)嚢枞芙?，向反?yīng)液中加入氫氧化鈉(244.4 mg, 6.11 mmol)，室溫反應(yīng)12h。TLC點(diǎn)板確認(rèn)反應(yīng)完全后，減壓濃縮除去乙醇，向反應(yīng)液中滴加1M冰鹽酸，調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH=5，反應(yīng)液中析出固體，抽濾，55℃真空干燥6h，得到黃色固體目標(biāo)化合物9(2.24 g)，純度99.46%，收率94.11%。1H NMR(400 MHz, d6-DMSO):δ 8.65(d,J=4.16 Hz,1H),8.23(d,J= 8.16 Hz,1H),7.87(t,J=7.88 Hz,1H),7.41(t,J= 7.12 Hz,1H),7.22-7.07(m,4H),6.81(s,1H),5.71 (s,1H),3.83-3.79(m,4H)，3.51-3.48(m,2H)，2.92-2.89(m,4H)，2.52(t,J=6.84 Hz,2H)。ESIMS(positive):m/z 390.3[M+H]。

2結(jié)果與討論

2.1 2-(吡啶-2-基)嘧啶-4,6-二醇的合成

一般文獻(xiàn)報(bào)道嘧啶環(huán)的合成方法都是在有機(jī)堿的催化下，脒基與丙二酸二乙酯①Jun-ichi Tamura;Junko Nishihara.Synthesis of Phosphorylated and Sulfated Glycosyl Serines in the Linkage Region of the Glycosaminoglycans.J.Org.Chem.,2001,66,pp.3074-3083.Kuo-Long Yu;Bert Fraser-Reid. A novel reagent for the synthesis of myo-inositol phospates:N,N-diisopropyl dibenzyl phosphoramidite.Tetrahedron Letters,Vol.29,No.9,1988,pp.979-982.關(guān)環(huán)形成，但是因?yàn)榈孜锓磻?yīng)活性的差異，副反應(yīng)和收率會產(chǎn)生較大的差異?；诖?，本文中采用高活性的有機(jī)堿，盡可能提高催化效率，提高產(chǎn)率，具有反應(yīng)迅速、后處理簡便等特點(diǎn)。

2.2 4,6-二氯-2-(2-吡啶)嘧啶的合成

氯化反應(yīng)常用的氯化試劑包括氯氣、氯化氫、次氯酸②Farard,J.,Loge,C.,Pfeiffer,B.,Lesur,B.,Duflos,M.Aconvenientsynthesisof5-arylamino-4H-pyran-4-onesusing palladium-catalyzedamination.TetrahedronLetters,2009,50(41),pp.5729-5732.、次氯化碳、光氣（碳酰氯）③Jones J.D.,Bowden M.C.,Brown S.M.Process for the preparation of 4,6-dichloropyrimi-dine, US5750694 A1,1998.、硫酰氯、三氯化磷④Epple R.,Azimioara M.,Russo R.,Bursulaya B.,Tian S.,Gerken A.,Iskandar Maya.1,3,5-Trisubstituted aryls as highly selective PPAR agonists.Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters,Vol.29,No.9,2006,16(11),pp. 2969-2973.、五氯化磷⑤Weber C.,Demeter A.;Greiner I.An efficient solid-phase synthesis of 2-alkyl-4,6-diaminopyrimidines and 2,4,6-triaminopyrimidines.Tetrahedron,Vol.62,No.10,2006,pp.2304-2312.、三氯氧磷⑥Allentoff A.J.,Lago M.W.,Ogan M.,Chen B.C.,Zhao R.l.,Iyer R.A.;et al.Synthesis of 14C-labeled and 13C-,15N-labeled dasatinib and its piperazineN-dealkyl metabolite.Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals,Vol.51,No.1,2008,pp.41-47.等，一般都具有有毒、腐蝕性強(qiáng)、后處理復(fù)雜等特點(diǎn)?；诖?，本文中在采用三氯氧磷的情況下，選擇催化活性更高的N，N-二異丙基乙胺催化反應(yīng)，加快反應(yīng)速度，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾回收三氯氧磷，避免了后處理難題。

2.3氯代物與有機(jī)胺的親核取代反應(yīng)的討論

氯代物與有機(jī)胺的親核取代反應(yīng)⑦Zdzis1aw B.,Jaros1aw S.,Daniela V.,Claudiu T.S.Carbonic anhydrase inhibitors.Regioselective synthesis of novel series 1-substituted 1,4-dihydro-4-oxo-3-pyridinesul-fonamides and their inhibition of the human cytosolic isozymes I and II and transmembrane cancer-associated isozymes IX and XII.European Journal of Medicinal Chemistry,pp.2012,56,282-291.Prathap R.M.,Rishi K.G.;Komal S.,Chilappa R.,Kolupula S., Durga P.M.,Surendar R.B.Anticancer siRNA delivery by new anticancer molecule:A novel combination strategy for cancer cell killingq.European Journal of Medicinal Chemistry,2012,56,pp.282-291.一般都是在堿的催化作用下進(jìn)行，反應(yīng)條件相對溫和。堿的類型包括有機(jī)堿和無機(jī)堿，有機(jī)堿的催化活性相對較高，但無機(jī)堿的成本要低很多，本文中采用碳酸鈉催化反應(yīng)在保證催化效率的前提下，又很大程度上降低了工藝成本，提高了工藝放大的可能性。

2.4水解反應(yīng)的討論

酯水解的反應(yīng)條件相對簡單易行，酸堿都可以催化⑦反應(yīng)進(jìn)行?？紤]到目標(biāo)化合物自身結(jié)構(gòu)的特殊性（含有易于酸成鹽的游離胺基），本文中采用最常見的無機(jī)堿催化的方式進(jìn)行，而且是定量反應(yīng)，在保證反應(yīng)進(jìn)行程度的前提下，盡最大可能減少了產(chǎn)物損失，降低了工藝成本，從根本上提高了反應(yīng)收率。

本文合成路線通過簡便易行的合成方法，成功合成了一個(gè)高效和選擇性的H3K27去甲基化酶抑制劑N-[2-(2-吡啶基)-6-(1,2,4,5-四氫-3H-3-苯并氮雜卓-3-基)-4-嘧啶基]-β-丙氨酸。另外,此方法也適用于合成其它的類似衍生物,并實(shí)現(xiàn)了工藝路線的低成本,提高了工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。

The synthesis of N-[2-(2-pyridinyl)-6-(1,2,4,5-tetrahydro-3H-3-benzazepin-3-yl)-4-pyrimidinyl]-β-alanine

TIAN Zhaoyong,XU Bo

With2-amidino-pyridinehydrochlorideastherawmaterial,throughcyclization, chlorination,substitution,and hydrolysis reaction,the target compound was synthesized,and its structure was characterized by 1H-NMR and MS.

Pyridine-2-carboximidamide hydrochloride;inhibitor;chlorination;substitution;synthesis; characterization

O621.3

A

1009-9530（2017）03-0095-04

2016-06-24

田兆勇（1980-），男，淮南師范學(xué)院助教。徐博（1972-），男，淮南師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)師。