钯催化四取代异喹啉官能团化合成HPK1抑制剂GNE-6893

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钯催化四取代异喹啉官能团化合成HPK1抑制剂GNE-6893  第1张

GNE-6893(1)是一种造血祖细胞激酶 (HPK1) 抑制剂,广泛的存在于免疫治疗中 (Figure 1)。它通过增加T细胞受体 (TCR) 信号来提高肿瘤免疫。GNE 6893的合成主要存在两个挑战:(1) 立体选择性的构建四氢呋喃片段;(2) 后期修饰高官能团化的异喹啉片段。



GNE-6893逆合成分析:


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GNE-6893 (1) 可以从通过中间体2和手性四氢呋喃醇3反应生成GDC-6893 (1),然后脱除Boc保护基获得。2可以从通过异喹啉7和吡啶噁嗪6的Pd催化Suzuki交叉偶联反应生成片段5,然后脱除邻苯二甲酰 (Phth) 保护基以及后续的Buchwald胺化获得。3可以从通过消旋的环氧4原料出发,最后发生酶催化拆分获得。具体逆合成分析见 (Scheme 1)。


酶催化酯基的不对称水解拆分合成手性醇3


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在碘化亚铜催化下,环氧4可以与甲基氯化镁以57%的收率得到开环的顺反混合物3a,随后与正己酸发生酯化反应生成消旋体3b。最后,高纯度的对映异构体3 (99.2% ee) 可以通过EL012酶(4 wt% ) 催化拆分获得 (Scheme 2)。


芳基溴的硼化及随后的一锅法Suzuki偶联反应合成5a


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Condition A:通过钯催化芳基溴化物6与B2Pin2偶联反应以72%的分离收率生成6a,随后与7发生Suzuki偶联反应以88%的分离收率制备5a。由于纯化6a这一步需要柱层析,不适合大规模的工业生产,所以放弃该条件(Scheme 3, Condition A)。


Condition B:通过正丁基锂与6发生溴锂交换反应,随后与硼酸三异丙酯反应生成硼酸6b,最后一锅法与7发生Suzuki偶联反应以两步连投85%的收率获得5a。由于制备6b这一步无需纯化,反应液直接用于下一步反应,同时最终产品5a可以通过四氢呋喃和水结晶得到,从而适合大规模的工业生产(Scheme 3, Condition B)。


邻苯二甲酰亚胺保护基的安装合成5


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在甲苯作溶剂,回流分水装置下,5a与邻苯二甲酸酐反应,通过甲苯和甲基叔丁基醚结晶的纯化方式以89%的收率得到Phth保护的5 (eq 1)。适用于大规模的工厂生产。


高通量(HTE) 筛选法优化Buchwald C-N健偶联反应合成2a


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在胺基碳酸酯2a的合成中,高通量实验 (HTE) 用于快速筛选Pd 催化的C−N偶联反应的催化剂、配体、溶剂和碱的组合(Figure 2)。


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经过上述高通量筛选实验得到催化剂BrettPhos Pd G3、碳酸钾、甲苯为最佳组合。在最佳条件下,接下来对一些参数的用量以及温度进行优化 (Table 1)。最终,最好的条件是经过甲苯带蒸除水后的H2NBoc效果最佳 (Table 1entry 7)。

甲胺脱邻苯二甲酰亚胺保护基制备2


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为了解决2a脱Phth保护的安全性问题,同时工艺要适合大规模生产,就必须避免使用水合肼试剂来脱保护。经过不断地优化反应,作者发现在上述2a的甲苯反应液中加入四氢呋喃、甲醇、甲胺,实现了两步连投反应。通过甲基乙基酮和甲醇结晶以两步75%的收率得到2 (eq 2)。


绿色安全的一锅法合成胺基碳酸酯1b


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传统合成胺基碳酸酯1a的方法中,绝大多数都要使用有毒的三光气作为偶联试剂。通过对各种活化试剂进行优化 (Table 2)。作者发现DSC是一个较好的替代三光气的偶联试剂(Table 2, entry 2)。


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经过作者的优化,发现了由2直接一锅法合成1b的方法 (Table 3)。反应温度升高到40度,以及第一步反应结束后,增加一个过滤操作可以除掉过量的DSC,从而降低了第二步反应中3的使用量,最终通过环戊基甲基醚结晶以两步62%的收率得到1b (Table 3, entry 11)。


盐酸脱Boc及随后的调碱析晶合成GNE-6893:


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作者刚开始尝试用三氟乙酸脱1b中的Boc,发现产物在三氟乙酸中不稳定。之后作者使用盐酸条件实现了Boc的脱除,同时反应结束后用DIPEA调碱,可以析出大量产物,最终以94%的收率得到GNE-6893 (1) (Scheme 4)。


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总结



总之,作者开发了一种高效实用的合成GNE-6893的方法。整个过程都避免了柱层析的使用,同时实现了多个一锅法反应。通过酶催化绿色高效的实现了手性四氢呋喃醇3的合成。通过钯催化高效的实现了Suzuki和Bachwald胺化反应。通过甲胺替代水合肼脱Phth保护,解决了生产的安全问题。通过DSC催化实现了绿色的胺基碳酸酯1b的合成,避免了使用有毒的三光气。从物料6开始,总共7步反应,以33%的总收率得到GNE-6893

✎  参 考 文 献  


  1. 【1】 Org. Process Res. Dev. 2023, doi.org/10.1021/acs.oprd.2c00384.



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