(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环2,2,1庚烷衍生物及制备方法

摘要

本发明涉及(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物及制备方法，主要解决目前的2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷结构的桥环化合物大多依赖于2,5位的氮去进行修饰或连接其他的基团因而空间延伸受到限制，无法满足生物体各种酶、受体在结构上的多样性等技术问题。化学结构式如下：

说明书

技术领域

本发明涉及(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物及制备方法，特别是(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷类衍生物、1-甲氧羰基-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷类衍生物和(4S)-1-取代-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷类衍生物及其制备方法。

背景技术

桥环类化合物是一类结构较特殊的分子，可将关键的药效团单元有效连接整合到其刚性结构中，形成具有特殊空间构型/构象的分子，从而能匹配生物体内不同生物大分子的空间结构，产生相应的生物活性或效用，很多桥环化合物都具有不同生物活性，所以具有广阔的应用价值，特别是在药物研究过程中作为模板化合物。含有2,5-二氮杂双环结构的桥环化合物被很多的实验证明具有各种各样的生物活性，以下为部分专利和文献中已经公开的并与本发明技术密切相关的一些示例。

文献J. Med. Chem.: EN: 53，2010: 7874-7878报到了含有2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷片段的化合物1，作为一种B-Raf激酶抑制剂具有特异性抑制活性，显现其具有良好的抗肿瘤临床应用前景。

专利WO2009050236报道2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷片段的化合物2具有抗炎功效，对外周以及中枢神经系统疾病也有一定的治疗作用。

专利WO2009137503报道2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷片段的化合物3是一类组蛋白脱乙酰基酶抑制剂，作为一类新型有效的抗肿瘤药物，可以促进组蛋白乙酰化，实现对某些特定的基因转录调控。同时还具有一定的抗炎免疫活性，在抗炎的同时显示了对炎症不同程度的诱导作用。

专利2010061329报道了一系列2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷片段的化合物，如化合物4。其作为一种CCR5拮抗剂具有抗人类免疫缺陷病毒（HIV）作用，同时，此类化合物还具有抗类风湿性关节炎，镇痛，糖尿病等功效。

专利WO2011000845报道了化合物5具有抗中枢神经体统紊乱的作用，如治疗中枢神经系统炎症，脱髓鞘症以及中枢神经系统退行性疾病等功效。因此，该化合物可望成为一个治疗阿尔茨海默病的药物。

专利WO2011030139报道了化合物6作为一类G蛋白-偶合受体调节剂只用于治疗、预防、减缓需要GPR119G蛋白-偶合受体调节剂治疗的疾病，尤其是应用于肥胖症及2-型糖尿病的治疗。

虽然从上面的例子中我们可以看到氮杂双环结构在大量的活性化合物中发现，然而，目前的桥环化合物在空间结构延伸上大多依赖于氮原子去进行修饰或连接其他的基团，因而空间延伸受到限制，无法满足生物体各种酶、受体在结构上的多样性，也不利于快速筛选化合物活性进行分析。因此，我们需要拓展其结构修饰进一步改善其类药性质。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物及制备方法。主要解决目前二氮杂双环[2,2,1]庚烷结构的桥环化合物大多依赖于2,5位的氮进行修饰或连接其他的基团因而空间延伸受到限制，无法满足生物体各种酶、受体在结构上的多样性等技术问题。本发明提供了改变了现有(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物1位引入了羧基衍生物的合成方法。

技术方案为：一种(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物，其特征是：结构通式见下式：

 

其中R₁为取代官能团或氨基的保护基，选自H、叔丁氧羰基、烷酰基、甲磺酰基、脲中的一种；G为羟基、氨基，C1-C10直链或含有取代基侧链的烷氧基、烷胺基的一种；PMB为对甲氧基苄基。 

根据本发明，(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物优选的化合物是：当G为羟基时，为式I所示的(4S)-1-甲酸-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物：

 

其中R₁为取代官能团或氨基的保护基，选自H、叔丁氧羰基、烷酰基、甲磺酰基的一种。

在此基础上，本发明进一步优选的化合物包括但不限于：

I-a:(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷；

I-b:(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷；

I-c:(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-甲磺酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷；

I-d:(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-乙酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷。

根据本发明，(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物优选的化合物是：G为甲氧基时，为式II所示的(4S)-1-甲氧羰基-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物：

 

其中R₁为H、烷酰基、甲磺酰基中的一种。

在此基础上，本发明进一步优选的化合物包括但不限于：

II-a:(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷；

II-b:(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-甲磺酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷；

II-c:(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-乙酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷。

根据本发明，(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物优选的化合物是：当R₁为叔丁氧羰基时，为式III所示的(4S)-1-取代-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物：

 

其中G为氨基或烷胺基。

在此基础上，本发明进一步优选的化合物包括但不限于：

III-a:(4S)-1-氨基羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷；

III-b:(4S)-1-甲酰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷；

III-c:(4S)-1-对氟苄胺基羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷。

上述提及的化合物结构式如下所示：

 

上述化合物为一类结构新颖的桥环化合物，目前无任何文献报道其结构及合成方法。

如式I所示的(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物的制备方法，其特征是：式1中的G为羟基，(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物为(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷，制备步骤：采用(2S)-1-叔丁氧羰基-2-甲氧羰基-4-羟基氮杂戊环1为原料，经过还原得到(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（羟甲基）-4-羟基-氮杂戊环2；化合物2与对甲苯磺酰氯反应，得到(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羟基-氮杂戊环3；化合物3在戴斯-马丁试剂的作用下氧化得到(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羰基-氮杂戊环4；化合物4在丙酮氰醇和对甲氧基苄胺的作用下得到(4S)-1-氰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷5；化合物5经氢氧化钠水解得到I-b；化合物I-b经盐酸二氧六环脱除叔丁氧羰基得到I-a；I-a分别于甲磺酰氯和乙酰氯反应得到(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物I-c，I-d，反应式如下：

其中R₁为取代官能团或氨基的保护基，选自叔丁氧羰基、烷酰基、甲磺酰基的一种，THF为四氢呋喃，TsCl为对甲苯磺酰氯，TEA为三乙胺，DMP为戴斯-马丁试剂，DCM为二氯甲烷。

如式II所示的(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物的制备方法，其特征是：当G为甲氧基时，(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物为1-甲氧羰基-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷，制备步骤：采用化合物I-b为原料，与盐酸甲醇作用下反应得到化合物II-a，化合物II-a分别于甲磺酰氯和乙酰氯反应得到(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物II-b，II-c，反应式如下：

 

其中R₁为烷酰基、甲磺酰基中的一种。

如式III所示的(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物的方法，其特征是：当R₁为叔丁氧羰基时，(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物为(4S)-1-取代-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷，制备步骤：采用化合物5(4S)-1-氰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷为原料，经碱性水解得到III-a；采用化合物I-b为原料，分别与甲胺盐酸盐和对甲氧基苄胺缩合得到化合物III-b，III-c，反应式如下：

其中R₂为甲基或对氟苄基。HATU为2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯。

本发明的有益效果：我们在(4S)-1-取代-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷衍生物的1位引入羰基类官能团，不仅改进了模板的极性，同时我们以1-甲酸化合物为基础，酸胺缩合反应在1位引入了其它的基团；通过3位烷基化或酰化反应进一步引入新的基团，在大大增加底物分子的多样性的同时，并发现本发明化合物对人肺癌细胞A549细胞的生长具有微弱的抑制作用，为制备具有生物活性的药物奠定了基础。

具体实施方式

列举实施例以对本发明做详细描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1：(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（羟甲基）-4-羟基-氮杂戊环的制备

 

操作步骤：

在一个2升的三口烧瓶中加入四氢铝锂（20克，0.51摩尔）和无水四氢呋喃（1000毫升），0摄氏度下滴加(2S)-1-叔丁氧羰基-2-甲氧羰基-4-羟基氮杂戊环（50克，0.20摩尔），在氮气保护下室温搅拌20小时。反应液在0摄氏度下用水淬灭，乙酸乙酯萃取，干燥，有机相浓缩得到35克(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（羟甲基）-4-羟基-氮杂戊环2，直接用于下一步反应，收率79%。

HNMR (CDCl₃) d: 5.26（s，1H），4.30（s，1H），4.07-4.09（m，1H），3.96-4.00（m，1H），3.37-3.56（m，4H），2.01-2.03（m，1H），1.65（s，1H），1.43（s，9H）。

实施例2：(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羟基-氮杂戊环的制备

 

操作步骤：

在一个1000毫升的三口烧瓶中加入(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（羟甲基）-4-羟基-氮杂戊环2（35克，0.16摩尔），三乙胺（48.9克，0.48摩尔）和无水二氯甲烷（500毫升），0摄氏度下滴加对甲苯磺酰氯（92克，0.48摩尔），在氮气保护下室温搅拌24小时。反应液用水洗涤，二氯甲烷萃取，然后有机相依次用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩。粗产品经过柱层析得到20克(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羟基-氮杂戊环3，收率33%。

HNMR (CDCl₃) d: 7.75（d，J = 8.0 Hz，2H），7.34（s，2H），4.33-4.44（m，1H），4.08-4.14（m，3H），3.22-3.53（m，2H），2.43（s，3H），2.05-2.10（m，2H），1.36（d，J = 22.4 Hz，9H）。

实施例3：(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羰基-氮杂戊环的制备

操作步骤：

在500毫升的单口烧瓶中加入戴斯-马丁试剂（57克，0.13摩尔）和二氯甲烷（200毫升），0摄氏度下加入(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羟基-氮杂戊环3（20克，0.05摩尔），在氮气保护下室温搅拌过夜。将反应液用水淬灭稀释，二氯甲烷（3×100毫升）萃取,然后有机相依次用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩。粗产品经过柱层析得到5克(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羰基-氮杂戊环4，收率25%。

HNMR (CDCl₃) d:7.76（d，J = 8.0 Hz，2H），7.35（d，J = 8.0 Hz，2H），4.45-4.47（m，2H），3.51-4.22（m，4H），2.74-2.77（m，1H），2.45（s，3H），1.44（s，9H）。

实施例4：(4S)-1-氰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在100毫升四氟闷罐中加入(2S)-1-叔丁氧羰基-2-（对甲苯磺酰基甲基）-4-羰基-氮杂戊环（5克，0.01摩尔），对甲氧基苄胺（2克，0.01摩尔）和丙酮氰醇（3.46克,0.04摩尔），然后向混合物中加入50毫升无水甲醇，密闭闷罐。混合物缓慢加热至100摄氏度过夜。反应液倒入100毫升饱和碳酸氢钠溶液洗涤，混合物用乙酸乙酯萃取，然后有机相依次用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩。粗产品经柱层析得到2克(4S)-1-氰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷5，收率43%。

HNMR (CDCl₃) d:7.23（d，J = 8.8 Hz，2H），6.84（d，J = 8.8 Hz，2H），4.25-4.39（m，1H），3.93-4.06（m，2H），3.78（s，3H），3.46-3.56（m，2H），3.03（br s，1H）,2.33-2.47(m，2H)，2.19（dd，J = 22.6 Hz，1H），1.43-1.47（m，9H）。

实施例5：(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

操作步骤：

在一个100毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-氰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（1.8克，5.2毫摩尔），1摩尔每升的氢氧化钠溶液（15毫升）和无水甲醇（20毫升），并于70摄氏度搅拌反应5小时。反应液加水洗涤，二氯甲烷萃取，所得有机相经饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得到1.2克(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷I-b，收率63%。

HNMR (CD₃OD) d:7.51（d，J = 8.0 Hz，2H），7.01（d，J = 8.0 Hz，2H），4.65-4.68（m，2H），4.10-4.23（m，2H），3.92-3.95（m，1H），3.82（s，3H），3.48-3.51（m，2H），2.31-2.52(m，2H)，1.52（s，9H）。

实施例6：(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（300毫克，0.83毫摩尔）与盐酸二氧六环（20毫升），混合液在室温下搅拌2小时。浓缩反应液，粗产品经高效液相制备分离得到120毫克(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷I-a，收率55%。

HNMR (CDCl₃) d:7.35（d，J = 8.8 Hz，2H），6.90（d，J = 8.8 Hz，2H），4.40（s，1H），3.92-4.08（m，2H），3.80（s，3H），3.53-3.69（m，2H），2.85-3.30（m，2H），2.30-2.51(m，2H)。

实施例7：(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-甲磺酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（50毫克，0.19毫摩尔）、三乙胺（109毫克，0.54毫摩尔），甲烷磺酰氯（55毫克，0.54毫摩尔）和二氯甲烷（3毫升）。此混合液在室温下搅拌反应2小时。浓缩反应液，溶解于水(10毫升),乙酸乙酯（3×5毫升）萃取,有机相干燥浓缩得粗产品。粗产品经高效液相制备分离得到10毫克(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-甲磺酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷I-c，收率15%。

HNMR (CDCl₃) d:7.49（d，J = 8.8 Hz，2H），7.01（d，J = 8.8 Hz，2H），4.46-4.63（m，2H），4.22-4.28（m，2H），3.97-4.00（m，1H），3.84（s，3H），3.45-3.54（m，2H），2.72（s，3H），2.40-2.55(m，2H)。

实施例8：(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-乙酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（50毫克，0.19毫摩尔）、三乙胺（109毫克，0.54毫摩尔），乙酰氯（55毫克，0.54毫摩尔）和二氯甲烷（3毫升）。此混合液在室温下搅拌反应2小时。浓缩反应液，溶解于水(10 毫升)中,乙酸乙酯（3×5毫升）萃取,有机相干燥浓缩得粗产品。粗产品经高效液相制备分离得到10毫克(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-乙酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷I-d，收率17%。

HNMR (CDCl₃) d:7.55（d，J = 8.8 Hz，2H），7.03（d，J = 8.8 Hz，2H），4.84（s，1H），4.67-4.70（m，1H），3.99-4.39（m，3H），3.84(s，3H)，3.45-3.68（m，2H），2.37-2.64（m，2H），2.14（s，3H）。

实施例9：(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（100毫克，0.27毫摩尔）与盐酸甲醇溶液（20毫升，4摩尔每升）,混合液在室温下搅拌2小时。浓缩反应液，粗产品经高效液相制备分离得到20毫克(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷II-a，收率26%。

HNMR (CD₃OD) d:7.30（d，J = 8.8 Hz，2H），6.89（d，J = 8.8 Hz，2H），4.32（s，1H）,3.97-4.04（m，2H），3.78(s，6H)，3.61-3.71（m，2H），3.26-3.29（m，1H），2.78-2.81（m，1H），2.48-2.50(m，1H)，2.28(d，J = 8.0 Hz，1H)。

实施例10：(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-甲磺酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷(50毫克，0.18毫摩尔)、三乙胺（109毫克，0.54毫摩尔），甲烷磺酰氯(55毫克，0.54毫摩尔)和在二氯甲烷（3毫升）。此混合液在室温下搅拌反应2小时。浓缩反应液，溶解于水(10毫升),乙酸乙酯（3×5毫升）萃取,有机相干燥浓缩得粗产品。粗产品经高效液相制备分离得到20毫克(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-甲磺酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷II-b，收率32%。

HNMR (CDCl₃) d:7.50（d，J = 8.8 Hz，2H），7.02（d，J = 8.8 Hz，2H），4.42-4.65（m，2H），4.23-4.29（m，2H），3.97-4.00（m，1H），3.97（s，3H），3.83（s，3H），3.49-3.54（m，2H），2.71（s，3H），2.41-2.54(m，2H)。

实施例11：(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-乙酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷(50毫克，0.18毫摩尔)、三乙胺（109毫克，0.54毫摩尔），乙酰氯(55毫克，0.54毫摩尔)和二氯甲烷（3毫升）。此混合液在室温下搅拌反应2小时。浓缩反应液，溶解于水(10毫升),乙酸乙酯（3×5毫升）萃取,有机相干燥浓缩得粗产品。粗产品经高效液相制备分离得到10毫克(4S)-1-甲氧羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-乙酰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷II-c，收率17%。

HNMR (CDCl₃) d:7.33（d，J = 8.8 Hz，2H），6.83（d，J = 8.8 Hz，2H），4.45-4.48（s，2H），4.17-4.22（m，2H），4.06-4.10（m，1H），3.88(s，3H)，3.78(s，3H)，3.41-3.65（m，2H），2.32-2.60（m，2H），2.12（s，3H）。

实施例12：(4S)-1-氨基羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（100毫克，0.3毫摩尔），1摩尔每升的氢氧化钠溶液（10毫升）和无水甲醇（10毫升）于45摄氏度搅拌反应3小时。反应液加水洗涤，二氯甲烷萃取，所得有机相经饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩。粗产品经高效液相制备分离得到50毫克(4S)-1-氨基羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷III-a，收率47%。

HNMR (CD₃OD) d:7.51（d，J = 8.8 Hz，2H），7.00（d，J = 8.8 Hz，2H），4.57-4.67（m，2H），3.93-4.25（m，3H），3.81（s，3H），3.37-3.48（m，2H），2.28-2.51(m，2H)，1.52（s，9H）。

实施例13：(4S)-1-甲酰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-酰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（100毫克，0.27毫摩尔）和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸酯（209毫克，0.55毫摩尔），三乙胺（139毫克，1.38毫摩尔）和二甲基甲酰胺（2毫升），该反应液在室温下搅拌10分钟后，加入甲胺盐酸盐（37毫克，0.55毫摩尔）。反应液在氮气保护下室温搅拌过夜。反应完成后，反应液加水洗涤，乙酸乙酯萃取，所得有机相经饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得黄色油状粗产品。粗产品经高效液相制备分离得到20毫克(4S)-1-甲酰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷III-b，收率19%。

HNMR (CDCl₃) d: 7.51（d，J = 8.0 Hz，2H），7.01（d，J = 8.0 Hz，2H），4.57-4.67（m，2H），3.86-4.27（m，3H），3.82（s，3H），3.39-3.50（m，2H），2.85（s，3H），2.34-2.54(m，2H)，1.51（s，9H）。

实施例14：(4S)-1-对氟苄胺基羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷的制备

 

操作步骤：

在一个50毫升的单口烧瓶中加入(4S)-1-甲酸-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷（100毫克，0.27毫摩尔）和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸酯（209毫克，0.55毫摩尔），三乙胺（84毫克，0.83毫摩尔）和二甲基甲酰胺（2毫升），该反应液在室温下搅拌10分钟后，加入对氟苄胺（69毫克，0.55毫摩尔），反应液在氮气保护下室温搅拌过夜。待反应完成后，反应液加水洗涤，乙酸乙酯萃取，所得有机相经饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩。粗产品经高效液相制备分离得到20毫克(4S)-1-对氟苄胺基羰基-2-(4-甲氧基苄基)-5-叔丁氧羰基-2,5-二氮杂双环[2,2,1]庚烷III-c，收率15%。

HNMR (CDCl₃) d: 7.29-7.33（m，2H），7.15（d，J = 7.6 Hz，2H），6.97-7.01（m，2H），6.86（d，J = 8.4 Hz，2H），4.35-4.50（m，3H），3.89-4.09（m，2H），3.80（s，3H），3.36-3.54（m，2H），2.88-3.25(m，2H)，2.22-2.58(m，2H)，1.45（s，9H）。

为了更好地理解本发明的实质，下面是化合物I-b对肿瘤细胞株A549生长的抑制作用的药理实验结果，说明其在制药领域中的新用途。

实施例15:化合物I-b对人肺癌细胞A549细胞的细胞毒活性

A549（人肺癌）细胞用RPMI 1640培养基培养，培养基中含10％的胎牛血清，100 U/毫升青霉素和100 U/毫升的链霉素。细胞以每孔2500个细胞加入到96孔板中，在37摄氏度含体积百分比5％CO₂潮湿空气的培养箱中培养24小时。

细胞存活率的测定用MTS法。细胞经过24小时的孵育后，将新配的化合物1的二甲亚砜溶液加入到孔中，浓度从10微摩尔开始，以三倍的稀释度分别稀释到1.5纳摩尔,总共9个浓度。在37摄氏度含体积百分比5％CO₂潮湿空气的培养箱中培养72小时后，加入20微升单溶液96孔细胞增殖检测试剂盒(CellTiter 96 Aquenous One Solution Reagent)，再继续在37摄氏度培养4小时后，所形成的有色甲(formazan)用生物化学发光测量仪(Spectra Max)在590纳摩尔波长下比色，细胞存活率由样品相对于对照品的比值计算。

化合物I-b对A549细胞的最大抑制率为：2.4%。

实验结论：本实验表明此类化合物对人肺癌细胞A549细胞的生长具有微弱的抑制作用，通过进一步的结构改进和修饰，有潜力发展成为新的具有抗肿瘤作用的药物。