(R)-Lacosamide|抗癫痫药合成回顾

引言

癫痫症影响各个年龄段的人,是由于大脑的一种慢性神经紊乱造成的。根据世界卫生组织的一份报告,癫痫是全球最常见的神经系统疾病之一。(R)-Lacosamide (Vimpat)于2008年由UCB制药公司引入,用于治疗癫痫患者的部分发作性癫痫。

今天,我们根据Org. Process Res. Dev.的一篇综述,学习学习该化合物的合成

DIO: 10.1021/acs.oprd.9b00373
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 概览

关于该化合物的合成方法很多,本文主要分享以下几种合成方法:

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D-serine

首先,介绍从D-serine(D-丝氨酸)为底物的合成方法:

该方法,首先根据丝氨酸上三个官能团反应活性的区别,使用乙酸酐对氨基进行乙酰基保护;随后在NMM、IBCF活化羧基后,与苄胺进行缩合,得到相应对酰胺,但是两步总收率仅37%。最后,在氧化银存在下,与碘甲烷进行亲核取代,合成相应对甲基醚,该步骤收率达到了80%,还是比较令人满意,并且是在室温条件下进行,反应条件温和;不过,缺点在于反应时间较长,需要4天。

总体而言,该路线简短、有效,虽然总收率较低,但是还是非常值得肯定。

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D-serine methyl ester

D-丝氨酸甲酯为底物,合成最终目标化合物需要经过5个步骤,该路线中酯基水解步骤收率仅为38%,为整个合成路线收率限制步骤,并且,除此之外还有三个步骤收率为中等。

因此,相比D-丝氨酸为起始物的路线而言,该路线能耗高、成本高,仅具有科研意义

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aziridine-(2R)-carboxylate

使用 aziridine-(2R)-carboxylate10为起始物:

第一步与甲醇发生亲核开环,收率93%;接着,在醋酸钯催化下,经乙酸酐处理,得到乙酰胺12,收率95%;最后,在三甲基铝存在下,和苄胺进行胺解,即可完成(R)-Lacosamide的制备,该步骤收率81%。

整个合成路线,每步收率都很高,并且反应简便,算是一个不错的路线。问题就是,起始物成本较高

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Boc-D-Serine

使用 Boc-D-Serine13为起始物:

底物与硫酸二甲酯定量地进行甲基醚化,随后依次与苄胺缩合制备酰胺、磷酸水解脱去Boc、乙酸酐对胺进行乙酰胺化,完成目标化合物的合成

总收率为69%,化学纯度100%,手性纯度达到99.91%。从这些结果来看,整个合成路线都是非常不错的。并且,Boc-D-Serine的价格便宜,这保证了成本相对较低。

该路线中不好的一点在于,使用了剧毒物硫酸二甲酯。

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L-serine 

使用  L-serine 2为起始物:

首先,根据文献报道方法,经过4步反应,以81%总收率将底物2转化为中间体7。接着,经钠氢处理后,与碘甲烷加成得到相应的甲基醚8。然后,经对甲基苯磺酸处理开环,再氧化,制备得到羧酸20。羧酸20经活化后,与苄胺生成相应的酰胺21。最后,三氟乙酸脱去胺上Boc后,使用乙酸酐进行乙酰化。完成目标化合物1的制备。

该路线,相比之前路线而言,合成步骤较长,需要10步之多

好处在于,每一步收率都达到优秀,并且使用试剂都比较常规,因此,具有其优势所在。

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ethyl L-lactate 

使用 ethyl L-lactate (S)-22为起始物:

该合成路线需要经过12步反应,从生产角度来说,这样的路线是没有任何优势的;从科研视角来看,设计并实现了一些巧妙的转化,这样的研究非常具有指导意义

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 Asymmetric methods

不对称方法,可以使用更为常规的反应物料,有时候会极大地降低成本。不过,这也要看不对称方法的成本与有效性。

上述方法采用的是手性拆分,这样会造成部分(甚至50%以上)丢弃,因此,也不宜作为生产应用。

该例子通过动态动力学拆分方法,高效地将消旋化合物转变为所需构型的单一化合物,非常的高效!随后的反应转化,收率都很好。并且,前面通过引入Pht基团,使得检测、处理更加方便。最后经过肼解、乙酰化,即可获得目标化合物。

总体而言,这是一个很好的方法

这是一个不对称双氢化为关键步骤的合成路线,丙烯酸是非常大量的化工产品,因此选择其为起始物,便宜易得。

通过Ugi四组分反应一步法,也可制备所需化合物,但是需要探索更实用的反应条件,以高选择性高收率地制备51(SR)

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  Resolution methods

手性拆分,这个方法在制备不对称化合物方面,应用还是广泛存在。这些方法的弊端在于,需要经过大量的筛选才可以找到合适的拆分试剂、拆分条件(包括溶剂、温度等)

使用消旋的化合物,制备得到对应目标化合物的消旋体后。在通过合适的手性拆分试剂,进行手性拆分,可以获得所需构型的化合物。

这也是一非常不错的手性拆分方法

评述

(R)-Lacosamide是一个结构简单的抗癫痫药

但是,关于该药物的合成方法、合成路线就有不下10条

通过对这些化合物合成路线的学习与思考,相信可以不断提高我们的合成思维能力

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