(一)技术领域
本发明涉及一种新的化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷 氨酸二乙酯，及其制备方法和应用。
(二)背景技术
培美曲塞(pemetrexed，又名LY231514，商品名Alimta)是一种新型抗 叶酸抗代谢药物，作用靶点包括嘧啶和嘌呤合成中的多种酶，故又名多 靶抗叶酸剂(multi2targeted antifolate，MTA)。在体外和临床试验中显示 出广泛的抗瘤活性，是一个极具潜力的抗肿瘤药物。
培美曲塞是由礼来公司华裔科学家石全博士联合美国普林斯顿大 学化学系经过十年的研究开发成功的。二十世纪九十年代至今，陆续 有多篇专利和文献介绍了培美曲塞及其二钠盐的化学合成方法，如 Taylor，E.C.；Kuhnt.D.；Shih，C.；etc.J.Med.Chem.1992，35，4450； Taylor，E.C.；Liu，B.J.Org.Chem.2001，66，3726；Organic Process Research & Development 1999，3184-188。
但是这些路线分别存在着合成路线步骤长，收率低，原料不易得到， 反应条件苛刻，不适合大规模工业化生产的缺点。
以下这条路线是由Taylor等人2003年报道的，也是目前为止文献 上可见的最新的合成路线。虽然与以往路线相比，收率有所提高，但 是起始原料醛不稳定仍需自己合成，因而步骤仍比较长，总收率仍比 较低；其次该方法为实验室工艺，并且合成过程中要用到毒性大的硝 基甲烷，因此也不适合于大规模工业化生产。
发明人进行了N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯并[2，3-d]嘧 啶-5-基)乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二钠盐即培美曲塞二钠盐的化学合成 方法的探索，提供了一种收率高，反应条件温和，操作简便易行，产 品质量好、成本低，适宜于大规模工业化生产的方法，并在此过程中 合成了一种新的化合物中间体4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷 氨酸二乙酯，该中间体可用以合成培美曲塞。
(三)发明内容
本发明提供了一种化合物，用该化合物可作为合成培美曲塞的中 间体，所述的化合物是4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙 酯，其化学式如式(IV)所示：
本发明还提供了一种制备以上化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲 酰-L-谷氨酸二乙酯的方法，以如式(III)所示的4-(4-氧代丁基) 苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯为原料，与溴代试剂在惰性气体保护下于 C1～C4卤代烃溶剂中于20℃～30℃下反应，得到式(IV)所示的化合 物。
进一步，在所述的方法中，所述的式(III)化合物与溴代试剂的 物质的量比为1∶1～1.5，所述的卤代烃溶剂的用量为式(III)化合物 质量的20～30倍。
再进一步，所述的卤代烃溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷，所述的溴 代试剂为5，5-二溴代-2，2-二甲基-4，6-二羰基-1，3-二噁烷或溴代巴比妥 酸。
更进一步，制备所述的化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L -谷氨酸二乙酯的方法为：将式(III)化合物和二氯甲烷混合后，再 加入5，5-二溴代-2，2-二甲基-4，6-二羰基-1，3-二噁烷，在氮气保护下于于 20℃～30℃下反应。
在制备所述的化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸 二乙酯的方法中，式(III)化合物是通过下述方法制得的：如(II)所 示的4-溴苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯与3-丁烯-1-醇在乙酸钯催化 剂、弱碱性试剂、锂的卤化物、相转移催化剂的作用下在惰性气体的 保护下于50～70℃在N，N-二甲基甲酰胺中反应，制得式(III)化合物。 所述的弱碱性试剂为乙酸锂或三乙胺，所述的锂的卤化物为氯化锂、 溴化锂或氟化锂。
所述的投料物质的量比为化合物(II)∶弱碱性试剂∶相转移催化剂∶ 锂的卤化物∶3-丁烯-1-醇∶乙酸钯为1∶1～3∶1～2∶1～3∶1～1.5∶ 0.05～0.2，所述的N，N-二甲基甲酰胺的用量为化合物(II)质量的5～ 15倍。
所述的相转移催化剂是四丁基卤化铵，优选四丁基氯化铵或四丁 基溴化铵，所述的锂的卤化物是氯化锂。
如上所述的化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二 乙酯(IV)可用以制备N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯并[2，3-d] 嘧啶-5-基)乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二乙酯(V)，最终用以制得培美曲 塞二钠盐，具体的所述的4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二 乙酯(IV)和2，4-二氨基-6-羟基嘧啶在缩合剂的作用下，在极性 溶剂中于35～50℃反应生成式(V)所示的化合物，所述的缩合剂为 乙酸钠或乙酸钾，所述的极性溶剂为N，N-二甲基甲酰胺或乙腈水混合 溶剂
进一步，在所述的化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨 酸二乙酯(IV)在制备式(V)中，所述的式(IV)化合物和2，4- 二氨基-6-羟基嘧啶以及缩合剂的投料物质的量比为1∶1～1.2∶1.5～ 2.5，所述的极性溶剂为乙腈和水的体积比为1∶1的混合溶剂。反应得 到的式(V)化合物粗品可以与对甲苯磺酸成盐，然后中和得到纯化产 物，也可以通过重结晶或其他纯化方法得到纯化产物。
所述制得的式(V)N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯并[2，3-d] 嘧啶-5-基)乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二乙酯化合物，是制备式(VII) N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-5-基)乙基]苯甲 酰]-L-谷氨酸二钠盐化合物的重要中间体，
现有技术已有报道，式(VII)N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯 并[2，3-d]嘧啶-5-基)乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二钠盐化合物又称培美曲塞 二钠，培美曲塞(pemetrexed，又名LY231514，商品名Alimta)是一种新型 抗叶酸抗代谢药物，作用靶点包括嘧啶和嘌呤合成中的多种酶，故又名 多靶抗叶酸剂(multi2targeted antifolate，MTA)。在体外和临床试验中显 示出广泛的抗瘤活性。具体的，培美曲塞二钠可按照下法制得，化合 物(V)在氢氧化钠的乙醇和水混合溶剂中反应，然后酸析，将得到的 化合物在一定量的水中加入氢氧化钠碱液调节PH值为8.5～9，再缓 缓滴加乙醇，直至产品全部析出，过滤即得化合物(VII)。化合物(V) 与氢氧化钠的物质的量比是1∶4～6，混合溶剂是水和乙醇的体积比 是水∶乙醇＝1∶0～2的混合溶剂，反应温度是25～30℃，反应时间是4～ 8小时。
本发明可使培美曲塞二钠盐的制备按如下路线进行制备，反应式 表示如下：
本发明的贡献在于寻找了一种新的用以生产培美曲塞二钠的中间 体及其制备方法，使得合成培美曲塞路线更合理，收率高，反应条件 温和，操作简便易行，产品质量好、成本低，是适宜于大规模工业化 生产的方法。
(四)具体实施方式：
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围 不限于此：
化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)的制 备：
实施例1 4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)的制 备
投料物质的量比为4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯 (III)∶5，5-二溴代-2，2-二甲基-4，6-二羰基-1，3-二噁烷＝1∶1.5；
在装有机械搅拌，氮气进出口及温度计的1500ml三口反应瓶中加 入4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)37.7g(0.1mol)，二 氯甲烷1000ml，在氮气保护下，加入45.0g(0.15mol)5，5-二溴代-2，2-二 甲基-4，6-二羰基-1，3-二噁烷，加完后在20-25℃反应，TLC跟踪反应情 况。反应结束后，过滤，有机层用1N硫代硫酸钠溶液每次100mL洗 涤两次，然后用5％碳酸氢钠溶液200ml洗涤，最后用饱和食盐水每次 100mL洗涤两次，加入无水硫酸镁干燥后蒸除溶剂即得到粘稠状固体 4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)48.2g。
实施例2 4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)的 制备
投料物质的量比为4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯 (III)∶5，5-二溴代-2，2-二甲基-4，6-二羰基-1，3-二噁烷＝1∶1.5，有机溶剂 改为三氯甲烷，用量1000ml。
其他物质投料量及操作过程同实施例1。得到粘稠状固体4-[(4- 氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)48.0g。
实施例3 4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)的制 备
投料物质的量比为4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯 (III)∶溴代巴比妥酸＝1∶1.5；
在装有机械搅拌，氮气进出口及温度计的1500ml三口反应瓶中加 入4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)37.7g(0.1mol)，二 氯甲烷1000ml，在惰性气体保护下，加入42.9g(0.15mol)溴代巴比妥酸， 加完后在20-25℃反应，TLC跟踪反应情况。反应结束后，过滤，有机 层用1N硫代硫酸钠溶液每次100mL洗涤两次，然后用5％碳酸氢钠 溶液200ml洗涤，最后用饱和食盐水每次100mL洗涤两次，加入无水 硫酸镁干燥后蒸除溶剂，得到粘稠状固体4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲 酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)48.5g。
化合物4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)的制备方法：
实施例4 4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)的制备
投料物质的量比为4-溴苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(II)∶乙酸锂∶四 丁基溴化铵∶氯化锂∶3-丁烯-1-醇∶乙酸钯＝1∶2∶1.5∶2.5∶1.05∶ 0.08。
在装有机械搅拌，氮气进出口及温度计的500ml三口反应瓶中， 加入4-溴苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(II)(38.6g，0.1mol)、乙酸锂(13.2g， 0.2mol)，四丁基溴化铵(48.4g，0.15mol)，氯化锂(10.6g，0.25mol)， N，N-二甲基甲酰胺300ml，搅拌10分钟，加入乙酸钯1.8g、3-丁烯-1- 醇(7.6g，0.105mol)，升温至68-70℃反应，用TLC跟踪反应情况。 反应结束适当冷却后通过-层硅藻土过滤，并用N，N-二甲基甲酰胺每 次50mL洗涤滤饼三次，滤液保存。在预先装好机械搅拌的2000ml三 口反应瓶中加入1000ml冰水，然后缓缓将上述滤液加入，加完后在此 温度下搅拌一小时，过滤，得到土黄色固体。粗品用环己烷与乙酸乙 酯混合溶剂重结晶得类白色固体4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸 二乙酯(III)，真空(20mmHg)50℃下干燥后得到24g化合物(III)， 熔点86～88℃，收率63.7％，其物化数据如下：
1HNMR(d6-DMSO)δ：9.65(1H，t，J＝1.5Hz)，7.79(2H，d，J＝7.5Hz)， 7.30(2H，d，J＝8.0Hz)，6.32(1H，s)，4.44(1H，q，J＝5.0Hz)，4.11(2H，q，J＝7.0H z)，4.05(2H，q，J＝7.0Hz)，2.99(2H，tJ＝7.0Hz)，2.87(2H，t，J＝7.0Hz)，2.63(2 H，t，J＝7.7Hz)，2.43(2H，td，J＝7.4，1.5Hz)，1.82(2H，m)，1.19(3H，t，J＝6.5Hz) ，1.17(3H，t，J＝6.5Hz).
ESI-MS(M/Z)：377，400(M+Na)
实施例5 4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)的制备
投料物质的量比为4-溴苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(II)∶三乙胺∶四 丁基溴化铵∶氯化锂∶3-丁烯-1-醇∶乙酸钯＝1∶2∶1.5∶2.5∶1.05∶ 0.08。
三乙胺投料量为20.2g，其余原料投料量及操作过程同实施例4 。得4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)19.2g，收率 51％，熔点86～88.2℃，物化数据同实施例4。
实施例6 4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)的制备
投料物质的量比为4-溴苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(II)∶乙酸锂∶四 丁基氯化铵∶氯化锂∶3-丁烯-1-醇∶乙酸钯＝1∶2∶1.5∶2.5∶1.05∶ 0.08。
四丁基氯化铵投料量为41.9g，其余原料投料量及操作过程同实施 例4。得4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)23.8g，收率 63.2％，熔点86～87.9℃，物化数据同实施例4。
实施例7 4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(III)的合成
投料物质的量比为4-溴苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(II)∶乙酸锂∶四 丁基氯化铵∶溴化锂∶3-丁烯-1-醇∶乙酸钯＝1∶2∶1.5∶2.5∶1.05∶ 0.08。
溴化锂投料量为21.5g，四丁基氯化铵投料量为41.9g，其余原料 投料量及操作过程同实施例4。得4-(4-氧代丁基)苯甲酰-L-谷氨酸 二乙酯(III)24.5g，收率65.0％，熔点86～87.6℃，物化数据同实施例4。
化合物4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)在制备 N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-5-基)乙基]苯甲 酰]-L-谷氨酸二乙酯(V)中的应用
实施例8 N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-5-基) 乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二乙酯(V)的合成
投料物质的量比为4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二 乙酯(IV)∶2，4-二氨基-6-羟基嘧啶∶乙酸钠＝1∶1.1∶1.8。
在装有机械搅拌及温度计的500ml三口反应瓶中投入2，4-二氨基 -6-羟基嘧啶(14.6g，0.12mol)，乙酸钠(16.1g，0.19mol)，乙腈/水(体 积比1∶1)300ml，搅拌下缓缓加入制备的粘稠状固体产品4-[(4-氧 代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二乙酯(IV)48g，由于化合物(IV) 容易分解，制备后要直接进行本反应，升温至40-42℃反应2-3小时， 用TLC跟踪反应情况。反应结束后，冷却至0-5℃过滤，得到的粗品 经二氯乙烷与甲醇的混合溶剂重结晶得产物N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢 -4-氧-1H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-5-基)乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二乙酯(V)， 烘干得38.2g，制备式(IV)的溴代和此反应的缩合两步总收率79.0％， HPLC纯度(面积归一法)为99.15％。熔点大于250℃(分解)，物化数据 与文献Edward C.Taylor*and Bin Liu*J.Org.Chem. 2003，68，9938-9947报道相符。
实施例9 N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯并[2，3-d]嘧啶-5-基) 乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二乙酯(V)的合成
投料物质的量比为4-[(4-氧代-3-溴)丁基]苯甲酰-L-谷氨酸二 乙酯(IV)∶2，4-二氨基-6-羟基嘧啶∶乙酸钾＝1∶1.1∶1.8。
操作过程同实施例8。得到N-[4-[2-(2-氨基-4，7-二氢-4-氧-1H-吡咯 并[2，3-d]嘧啶-5-基)乙基]苯甲酰]-L-谷氨酸二乙酯(V)，烘干得37.5g， 制备式(IV)的溴代和此反应的缩合两步总收率77.6％，HPLC纯度(面 积归一法)为99.10％。熔点大于250℃(分解)，物化数据与文献Edward C.Taylor*and Bin Liu*J.Org.Chem.2003，68，9938-9947报道相符。