Sinteza Statinov_predavanje_z_casar
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Sinteza Statinov_predavanje_z_casar as PDF for free.
More details
- Words: 2,563
- Pages: 31
Sinteza statinov Univerza v Ljubljani Fakulteta za farmacijo Farmacevtska kemija 4 Nastopno predavanje Dr. Zdenko Časar Ljubljana, 17.4.2009
Sinteza statinov Statini kot pomembne učinkovine
Atorvastatin najbolj prodajna učinkovina zadnjih let:
2 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Statini kot komercialno pomembne učinkovine
Tržna uspešnost statinov: statini so najbolj prodajana terapevtska skupina v zadnjih letih (IMS podatki v milijardah US$ ):
30
20
lipidni regulatoorji lipitor (atorvastatin)
10
0
2007
2006
3 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
2005
Sinteza statinov Sintezni pristop
Sintezni pristop za pripravo statinov odvisen tega ali: a) pripravljamo analoge naravnih statinov: transformacije obstoječe naravne strukture b) želimo pripraviti nenaravne (popolnoma sintetske) statine: kompleksna totalna sinteza
4 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Struktura statinov: naravni derivati in njihovi analogi
Dve ključni strukturni enoti: substituirani kiralni dekalinski
obroč (oranžna) in kiralni substituirani δ-valerolaktonski obroč (modra) HO
O
HO
( R) ( R)
O R1
O ( S)
O
H
( S) ( R)
( S)
( S) ( S)
( S)
( R)
R2
naravni spojini
O
H ( S)
( R)
O ( S)
( R)
CO2H
( R)
HO
Mevastatin (Kompaktin)
R1 =
R2 = H
Lovastatin
R1 =
R2 = Me
Simvastatin
R1 =
R2 = Me
5 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Pravastatin
OH
Pravastatin
6 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza pravastatina
Pretvorba mevastatina v pravastatin:
HO
O
HO
O
O O
H
OH
O hidroksiliranje z Mucor hiemalis ali Phaseolus coccineus, Rhizoctonia solani, Norcadia.
H
O
H
HO
Mevastatin (Kompaktin)
7 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
CO2 H
Pravastatin
Simvastatin
8 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza simvastatina
Pretvorba lovastatina v simvastatin: HO
O
HO
O
O O
H
Si
O
O
O O
O
OH LiOH
Me
Si
H
OH
Cl
H
tercbutildimetilsilil klorid: TBS ali Me TBDMS zaščitna skupina
Me
Lovastatin Si
O
O
HO
O
O
O
O
O O Cl
O
H
N
N
H
n-Bu4 NF
2,2-dimetilbutiril klorid Me
tetrabutilamonijev fluorid
4-pirolidino-pirimidin 9 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O
Me
Simvastatin
Sinteza statinov Struktura statinov: nenaravni statini
Strukturne značilnosti: heterociklični del in kiralni heptenojski oz. hepetanojski kislinski preostanek F
F
OH
OH
( S)
(R)
OH
O
OH
O
( E)
N
ONa
( R)
OCa 1/2
( R)
N
Fluvastatin
Atorvastatin
O NH
F
F
OH
OH
O
O
OH
OH
( S)
(R)
O
( E)
( E) ( S)
( R)
ONa
O S
N
Cerivastatin 10 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O
N N
N
OCa 1/2
Rosuvastatin
Sinteza statinov Retrosintezna analiza sinteze nenaravnih statinov sintoni za sintezo heterocikla
sintoni za sintezo heterocikla sintoni za sintezo verige
Het + C1 sinton
O Het
R H
+
R
R
OP1
OP2
O
P
R OR
sintoni za sintezo verige
Het + C1 sinton
ali
Het
P
OP1 R
O
H
+
R ilid C6 stranske verige aldehid heterocikla (heterocikel + C1 str. verige)
OP2
OR O
aldehid C6 stranske verige ilid heterocikla (heterocikel + C1 str. verige)
a (C 1 + C6 strategija) a
OH
OH
O
A A = Het
OM
c
Het
H 2N
b (C3 + C4 strategija) O
O + C1 sinton (+ C2 sinton)
OP1
b
A = C ali N (atorvastatin)
Het
c (N1 + C7 strategija) za atorvastatin
H
+
sintoni za sintezo heterocikla 11 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O OR
(C3 + C2 + C2 strategija)
OP2
O OR
Fluvastatin
12 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza fluvastatina
Sinteza heterocikla: indolski derivat F F
O
AlCl3 ClCH 2COCl
Cl
PhNHiPr EtOH
F
F EtOH N O
ZnCl2
13 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
N
Sinteza statinov Sinteza fluvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C4 strategija
F
F
F
O
O Me 2NCH=CHCHO N
H
O
OH OMe
F
N
F
OH
OH
O
OH OMe
N
14 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O OMe
N
POCl 3
O
OH
O ONa
N
Atorvastatin
15 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Sinteza heterocikla: pirolski derivat CHO N O H
O H N
O
H N
+
O
S
HO
F
I N(C2 H 5) 3
THF
O UMPOLUNG (Inverzija polarnosti) -STETTERJEVA REAKCIJA
KNOEVENAGEL
CHO
O H N
O
O +
O
F
O
N
1. pivalna kislina, toluen NH2
2. HCl, CH 3OH pivalna kislina:
I 16 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
COOH
SINTEZA PIROLOV PAAL-KNORR
HN O
II
F
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Stteterjeva reakcija: O
O R-CHO +
Stetterjeva reakcija je 1,4-adicija (konjugirana reakcija) aldehida na a,b-nenasičene spojine. Reakcijo katalizirajo cianidni ioni ali tiazolijeve soli.
R O
O R
OH
O
CN H
R
H
CN
R
R'' H
OH R
O
R'
CN
N
Cianidni ion povzroči inverzijo polarnosti na karbonilni skupini. Elektrof ilni karbonilni ogljik na aldehidu postane nukleof ilen po deprotonaciji (po adiciji cianidnega iona in odcepitvi protona).
R
Tiazolijeve soli se lahko po deprotonaciji transf ormirajo v ilide. Nastali ilidi so glede sposobnosti katalize Stetterjeve reakcije primerljivi z cianidnimi adukti.
CN
OH R''
R
O R'
R''
O OH
NC
NC
H
O
R'
H
X-
H
-
CN
tavtomerija
R''
R R'
O
N
H HO
S
N HO
S
O +
R
S
NEt 3 . HX HO
NEt 3
N H HO
S
17 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
OH R
Tiazolijeve soli se lahko po .....
deprotonaciji transformirajo v ilide. Nastali ilidi so glede sposobnosti katalize Stetterjeve reakcije primerljivi z cianidnimi adukti.
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C2 + C2 strategija (konstrukcija stranske verige)
HO
CHO
O
OH
*
*
O F
N
F
N +
HO
HN
O
CH3
* O
HN
ALDOLNA REAKCIJA
O
O II
III H 3C H 3C H 3C
H 3C ONa
O
OH O
H 3C
*
H3 C N
F
CH 3OH, 0°C PREESTERNJE
O CH3
CH 3 O
BuLi, THF
(IV)
O
O
CH3
OH O
*
N
V HN
HN O
III 18 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O V
F
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C2 + C2 strategija (konstrukcija kirlanega centra in čiščenje stereokem. nečistoč) H 3C H 3C
O
H 3C
O
CH3
H 3C
OH (R)
O
O CH 3
O (R)
OH (R)
*
*
OH N
1. B(C 2H 5) 3, NaBH4, THF, CH 3 OH
F
F
N
2. H 2 O2, H2 O HN
HN O
O
V
VI HO
2 Ca 1/2 O
O (R)
O (R)
VI
1. NaOH, THF, CH 3OH 2. HCl 3. Kromatografija
(R)
OH (R)
H N
O
HO F
1. NaOH 2. vir Ca2+
N H N
HN O
VI 19 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O
atorvastatin kalcij
F
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
N1 + C7 strategija: vgradnja verige v heterociklični skelet (najučinkovitejši pristop
O H N
O +
O
F
H 2N
O
O
( R)
( R)
O O
komercialno dostopen intermediat: ee > 99 % de > 99 %
I
N 1 + C7 sinton F
F
N
O
O
( R)
(R)
OH
1. HCl 2. NaOH 3. vir Ca 2+
O O
N
( R)
OH
O 2 O Ca 1/2
( R)
O
O
NH
NH
tercbutilni ester atorvastatina
Atorvastatin kalcij
acetonidna zaščita
O
O
O
Cl ( S)
( R)
C 6 sinton encimatska sinteza
CN O
SN2 N 1 + C1 sinton
O
O
( R)
( R)
O
N C N 1 + C7 sinton
20 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
H2 /Pd/C O
redukcija
H 2N
O
O
( R)
( R)
O O
Cerivastatin
21 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Sinteza heterocikla: piridinski derivat NH 2 F
H N O
O
O O
H
O O
O
O
O
i PrOH O
O
O
CH 3COOH
+
H N
EtOH
O Michaelova adicija Knoevenagel
F
Hantzscheva sinteza 1,4-dihidropiridinov
F
1. MeI, NaH, THF
2. Red-Al, THF
2. LiAlH4 , THF
N
1. DDQ, CH2 Cl2
O
HO O
1. oksidacija dihidropiridina v piridin 2. redukcija estra v alkohol
3. PCC, CH2 Cl2
N H
O O
1. metileranje alkohola 2. redukcija estra v alkohol 3. oksidacija alkohola v aldehid
F
22 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
F
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C4 strategija N H
O
EtO
+
O
O
H N
P
N NaH, THF, 25 °C
H
O
OEt
O
Horner-Wadsworth-Emmonsova reakcija (HWE)
F
F
Horner-Wadsworth-Emmonsova reakcija (HWE): O
R1 O R2
aldehid ali keton
+
RO RO
EWG
R1
P
EWG C
R3
f osf onatni karboanion EWG= elektronakceptorska skupina
23 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
+
C
R2
alken
RO
R3
RO
P
O
O
sol organof sfonatnega estra
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Mehanizem Horner-Wadsworth-Emmonsove reakcije (HWE): O RO
EWG
P
RO
Li Bu Li
H
- BuH
R3
O
RO
O
EWG RO
P
RO
R3
Li O
EWG
P
RO
RO
R3
EWG Li
P
RO
R3
f osf onatni ester O RO P RO Li O RO RO
EWG O R3
EWG
R3
R1
O
+
P
R1 aldehid R2 = H
O RO RO P O H EWG R3
H
O RO P RO
R3 EWG R1
O H
O RO RO P O H R3 EWG R1 oksafosf atan
The Horner-Wadsworth-Emmons reaction begins with the deprotonation of the phosphonate to give the phosphonate carbanion 1. Nucleophilic addition of the carbanion onto the aldehyde 2 (or ketone) producing 3a or 3b is the rate-limiting step. If R2=H, then intermediates 3a and 4a and intermediates 3b and 4b can interconvert with each other. The final elimination of 4a and 4b yield E-alkene 5 and Zalkene 6. The ratio of alkene isomers 5 and 6 is dependent upon the stereochemical outcome of the initial carbanion addition and upon the ability of the intermediates to equilibrate. The Horner-WadsworthEmmons reaction favours the formation of E-alkenes. In general, the more equilibration amongst intermediates, the higher the selectivity for E-alkene formation. 24 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
R1
+
RO
P
O
P
O
O
R3 trans olefin (E)
R3 = H
R3 = H
H
R1
oksaf osf atan
RO
EWG
R1 EWG
RO
+ R3
RO O
cis olef in (Z)
They found greater E-stereoselectivity with the following conditions: Increasing steric bulk of the aldehyde Higher reaction temperatures (23 °C over -78 °C) Li > Na > K salts Using the solvent DME over THF
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C4 strategija N
N
1. BuLi, NaH, THF H
O
O
O
+
2. B(C 2H 5), NaBH4 , MeOH,THF, - 65 °C
O
O
OMe
O
OH
O
F
F
1.
OH
H2 N N OH THF, 50 °C
N H N
O OH
2. kromatografska ločba diastereoizomerov
OH
O
F 25 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
ONa
O NaOH, Δ OH
OH
OH
O
EtOH
F
Cerivastatin sodium
Rosuvastatin
26 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina
Sinteza heterocikla: pirimidinski derivat F
F
F
O NH2
O
OMe
H
CuCl2, H2SO4
CO2Me
HN
[O]
CO2Me
N
RSO2Cl
MeOH, reflux O
O
NH2
O
N H
HO
F
F
N
F
F
Me HN CO2Me
N RSO3
N
SO2 Me
CO2 Me 2. PBr 3/Tol./CH 3CN
N K2CO3
Br
1. DIBAL/Tol. < 0 °C
Me
N
Br
PPh3
N
PPh3
Toluene N
N
SO2Me
27 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
N SO2Me
N
N SO2Me
N
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C1 + C6 strategija:
F
F
1. NaHDMS, THF, > 0 °C
Br N
PPh 3
SO2Me
N
2.
N
N
O
O
O
O
N
OHC
OtBu
N
SO2 Me
F
1. odstranitev acetonidne zaščite 2. hidroliza estra 3. izmenjava kationa
OH
N
OH
O 2 O- Ca 1/2
N
O OtBu
Wittigova reakcija
1. HCl(aq), cat., MeCN 2. NaOH(aq) 3. vir Ca2+
O
N
SO2Me
28 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Rosuvastatin kalicij
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina R1
Wittigova reakcija:
R
+
O
R
R P
X H
H
R2
fosforjev ilid
R
R
baza R4 = H
R3
R4
R
P
H
R
R3
O
R
+ R1
H
aldehid
R
H
P
R
R
O
R3
P
R1
fosforjev ilid
R
O
R3
R
R1
H
H
aldehid
P
R O
R3
P
R1
f osforjev ilid
R
R
R
+ R1
R3
cis
R P
R1
R
R3
trans
R3
R
R
+ R1
trans alken
29 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
R3
cis alken
počasi
O
R3
R3
hitro
R
P
O
R
f osf in oksid
R
P
Si N Na baza = NaHMDS Si
R
R
O
R
oksafosfatan
R
+
P
R
R1
"betaine" O
P
R
P R
fosfin oksid
ilid
R
R
R4
H
fosf onijeva sol R
+
C
alken R
R
R3 C
R
aldehid ali keton
R1
P
R
R2
R3
O
R
fosfin oksid
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina
Sinteza stranske verige: O Cl
O
O
O
OH
O
HO
OtBu SN2
30 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Cl2 DMS Et3 N
O OtBu
EtOAc, - 60 °C Corey-Kim oksidacija
O OHC
O
O OtBu
Sinteza statinov Ključni poudarki
Povzetek: Sinteza analogov naravnih derivatov statinov je relativno preprosta in bazira na transformacijah obstoječe narave strukture
Sinteza nenaravnih statinov je kompleksna. totalna sinteza, ki zajema sintezo heterocikličnega dela, ki mu nato vgradimo še kiralno 3,5heptenojsko oz. 3,5-heptanojsko (v primeru atorvastatina) kislinsko substituento. Priprava optično čiste kiralne verige je velik sintezni izziv in predstavlja najzahtevnejši del sinteze statinov
Sintezni pristopi k povezavi heterocikla in 3,5-heptenojsko kislinske substituente odvisni predvsem od strukture posameznega statina in njegove tržne kvalitete (zahtevane optične čistosti): izbira najbolj učinkovitega pristopa odvisna ali je učinkovina racemat ali optično čista spojina in ali je kiralna kislinska veriga pripeta na C ali N atom heterocikličnega dela
31 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Statini kot pomembne učinkovine
Atorvastatin najbolj prodajna učinkovina zadnjih let:
2 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Statini kot komercialno pomembne učinkovine
Tržna uspešnost statinov: statini so najbolj prodajana terapevtska skupina v zadnjih letih (IMS podatki v milijardah US$ ):
30
20
lipidni regulatoorji lipitor (atorvastatin)
10
0
2007
2006
3 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
2005
Sinteza statinov Sintezni pristop
Sintezni pristop za pripravo statinov odvisen tega ali: a) pripravljamo analoge naravnih statinov: transformacije obstoječe naravne strukture b) želimo pripraviti nenaravne (popolnoma sintetske) statine: kompleksna totalna sinteza
4 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Struktura statinov: naravni derivati in njihovi analogi
Dve ključni strukturni enoti: substituirani kiralni dekalinski
obroč (oranžna) in kiralni substituirani δ-valerolaktonski obroč (modra) HO
O
HO
( R) ( R)
O R1
O ( S)
O
H
( S) ( R)
( S)
( S) ( S)
( S)
( R)
R2
naravni spojini
O
H ( S)
( R)
O ( S)
( R)
CO2H
( R)
HO
Mevastatin (Kompaktin)
R1 =
R2 = H
Lovastatin
R1 =
R2 = Me
Simvastatin
R1 =
R2 = Me
5 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Pravastatin
OH
Pravastatin
6 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza pravastatina
Pretvorba mevastatina v pravastatin:
HO
O
HO
O
O O
H
OH
O hidroksiliranje z Mucor hiemalis ali Phaseolus coccineus, Rhizoctonia solani, Norcadia.
H
O
H
HO
Mevastatin (Kompaktin)
7 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
CO2 H
Pravastatin
Simvastatin
8 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza simvastatina
Pretvorba lovastatina v simvastatin: HO
O
HO
O
O O
H
Si
O
O
O O
O
OH LiOH
Me
Si
H
OH
Cl
H
tercbutildimetilsilil klorid: TBS ali Me TBDMS zaščitna skupina
Me
Lovastatin Si
O
O
HO
O
O
O
O
O O Cl
O
H
N
N
H
n-Bu4 NF
2,2-dimetilbutiril klorid Me
tetrabutilamonijev fluorid
4-pirolidino-pirimidin 9 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O
Me
Simvastatin
Sinteza statinov Struktura statinov: nenaravni statini
Strukturne značilnosti: heterociklični del in kiralni heptenojski oz. hepetanojski kislinski preostanek F
F
OH
OH
( S)
(R)
OH
O
OH
O
( E)
N
ONa
( R)
OCa 1/2
( R)
N
Fluvastatin
Atorvastatin
O NH
F
F
OH
OH
O
O
OH
OH
( S)
(R)
O
( E)
( E) ( S)
( R)
ONa
O S
N
Cerivastatin 10 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O
N N
N
OCa 1/2
Rosuvastatin
Sinteza statinov Retrosintezna analiza sinteze nenaravnih statinov sintoni za sintezo heterocikla
sintoni za sintezo heterocikla sintoni za sintezo verige
Het + C1 sinton
O Het
R H
+
R
R
OP1
OP2
O
P
R OR
sintoni za sintezo verige
Het + C1 sinton
ali
Het
P
OP1 R
O
H
+
R ilid C6 stranske verige aldehid heterocikla (heterocikel + C1 str. verige)
OP2
OR O
aldehid C6 stranske verige ilid heterocikla (heterocikel + C1 str. verige)
a (C 1 + C6 strategija) a
OH
OH
O
A A = Het
OM
c
Het
H 2N
b (C3 + C4 strategija) O
O + C1 sinton (+ C2 sinton)
OP1
b
A = C ali N (atorvastatin)
Het
c (N1 + C7 strategija) za atorvastatin
H
+
sintoni za sintezo heterocikla 11 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O OR
(C3 + C2 + C2 strategija)
OP2
O OR
Fluvastatin
12 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza fluvastatina
Sinteza heterocikla: indolski derivat F F
O
AlCl3 ClCH 2COCl
Cl
PhNHiPr EtOH
F
F EtOH N O
ZnCl2
13 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
N
Sinteza statinov Sinteza fluvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C4 strategija
F
F
F
O
O Me 2NCH=CHCHO N
H
O
OH OMe
F
N
F
OH
OH
O
OH OMe
N
14 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O OMe
N
POCl 3
O
OH
O ONa
N
Atorvastatin
15 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Sinteza heterocikla: pirolski derivat CHO N O H
O H N
O
H N
+
O
S
HO
F
I N(C2 H 5) 3
THF
O UMPOLUNG (Inverzija polarnosti) -STETTERJEVA REAKCIJA
KNOEVENAGEL
CHO
O H N
O
O +
O
F
O
N
1. pivalna kislina, toluen NH2
2. HCl, CH 3OH pivalna kislina:
I 16 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
COOH
SINTEZA PIROLOV PAAL-KNORR
HN O
II
F
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Stteterjeva reakcija: O
O R-CHO +
Stetterjeva reakcija je 1,4-adicija (konjugirana reakcija) aldehida na a,b-nenasičene spojine. Reakcijo katalizirajo cianidni ioni ali tiazolijeve soli.
R O
O R
OH
O
CN H
R
H
CN
R
R'' H
OH R
O
R'
CN
N
Cianidni ion povzroči inverzijo polarnosti na karbonilni skupini. Elektrof ilni karbonilni ogljik na aldehidu postane nukleof ilen po deprotonaciji (po adiciji cianidnega iona in odcepitvi protona).
R
Tiazolijeve soli se lahko po deprotonaciji transf ormirajo v ilide. Nastali ilidi so glede sposobnosti katalize Stetterjeve reakcije primerljivi z cianidnimi adukti.
CN
OH R''
R
O R'
R''
O OH
NC
NC
H
O
R'
H
X-
H
-
CN
tavtomerija
R''
R R'
O
N
H HO
S
N HO
S
O +
R
S
NEt 3 . HX HO
NEt 3
N H HO
S
17 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
OH R
Tiazolijeve soli se lahko po .....
deprotonaciji transformirajo v ilide. Nastali ilidi so glede sposobnosti katalize Stetterjeve reakcije primerljivi z cianidnimi adukti.
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C2 + C2 strategija (konstrukcija stranske verige)
HO
CHO
O
OH
*
*
O F
N
F
N +
HO
HN
O
CH3
* O
HN
ALDOLNA REAKCIJA
O
O II
III H 3C H 3C H 3C
H 3C ONa
O
OH O
H 3C
*
H3 C N
F
CH 3OH, 0°C PREESTERNJE
O CH3
CH 3 O
BuLi, THF
(IV)
O
O
CH3
OH O
*
N
V HN
HN O
III 18 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O V
F
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C2 + C2 strategija (konstrukcija kirlanega centra in čiščenje stereokem. nečistoč) H 3C H 3C
O
H 3C
O
CH3
H 3C
OH (R)
O
O CH 3
O (R)
OH (R)
*
*
OH N
1. B(C 2H 5) 3, NaBH4, THF, CH 3 OH
F
F
N
2. H 2 O2, H2 O HN
HN O
O
V
VI HO
2 Ca 1/2 O
O (R)
O (R)
VI
1. NaOH, THF, CH 3OH 2. HCl 3. Kromatografija
(R)
OH (R)
H N
O
HO F
1. NaOH 2. vir Ca2+
N H N
HN O
VI 19 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
O
atorvastatin kalcij
F
Sinteza statinov Sinteza atorvastatina
N1 + C7 strategija: vgradnja verige v heterociklični skelet (najučinkovitejši pristop
O H N
O +
O
F
H 2N
O
O
( R)
( R)
O O
komercialno dostopen intermediat: ee > 99 % de > 99 %
I
N 1 + C7 sinton F
F
N
O
O
( R)
(R)
OH
1. HCl 2. NaOH 3. vir Ca 2+
O O
N
( R)
OH
O 2 O Ca 1/2
( R)
O
O
NH
NH
tercbutilni ester atorvastatina
Atorvastatin kalcij
acetonidna zaščita
O
O
O
Cl ( S)
( R)
C 6 sinton encimatska sinteza
CN O
SN2 N 1 + C1 sinton
O
O
( R)
( R)
O
N C N 1 + C7 sinton
20 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
H2 /Pd/C O
redukcija
H 2N
O
O
( R)
( R)
O O
Cerivastatin
21 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Sinteza heterocikla: piridinski derivat NH 2 F
H N O
O
O O
H
O O
O
O
O
i PrOH O
O
O
CH 3COOH
+
H N
EtOH
O Michaelova adicija Knoevenagel
F
Hantzscheva sinteza 1,4-dihidropiridinov
F
1. MeI, NaH, THF
2. Red-Al, THF
2. LiAlH4 , THF
N
1. DDQ, CH2 Cl2
O
HO O
1. oksidacija dihidropiridina v piridin 2. redukcija estra v alkohol
3. PCC, CH2 Cl2
N H
O O
1. metileranje alkohola 2. redukcija estra v alkohol 3. oksidacija alkohola v aldehid
F
22 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
F
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C4 strategija N H
O
EtO
+
O
O
H N
P
N NaH, THF, 25 °C
H
O
OEt
O
Horner-Wadsworth-Emmonsova reakcija (HWE)
F
F
Horner-Wadsworth-Emmonsova reakcija (HWE): O
R1 O R2
aldehid ali keton
+
RO RO
EWG
R1
P
EWG C
R3
f osf onatni karboanion EWG= elektronakceptorska skupina
23 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
+
C
R2
alken
RO
R3
RO
P
O
O
sol organof sfonatnega estra
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Mehanizem Horner-Wadsworth-Emmonsove reakcije (HWE): O RO
EWG
P
RO
Li Bu Li
H
- BuH
R3
O
RO
O
EWG RO
P
RO
R3
Li O
EWG
P
RO
RO
R3
EWG Li
P
RO
R3
f osf onatni ester O RO P RO Li O RO RO
EWG O R3
EWG
R3
R1
O
+
P
R1 aldehid R2 = H
O RO RO P O H EWG R3
H
O RO P RO
R3 EWG R1
O H
O RO RO P O H R3 EWG R1 oksafosf atan
The Horner-Wadsworth-Emmons reaction begins with the deprotonation of the phosphonate to give the phosphonate carbanion 1. Nucleophilic addition of the carbanion onto the aldehyde 2 (or ketone) producing 3a or 3b is the rate-limiting step. If R2=H, then intermediates 3a and 4a and intermediates 3b and 4b can interconvert with each other. The final elimination of 4a and 4b yield E-alkene 5 and Zalkene 6. The ratio of alkene isomers 5 and 6 is dependent upon the stereochemical outcome of the initial carbanion addition and upon the ability of the intermediates to equilibrate. The Horner-WadsworthEmmons reaction favours the formation of E-alkenes. In general, the more equilibration amongst intermediates, the higher the selectivity for E-alkene formation. 24 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
R1
+
RO
P
O
P
O
O
R3 trans olefin (E)
R3 = H
R3 = H
H
R1
oksaf osf atan
RO
EWG
R1 EWG
RO
+ R3
RO O
cis olef in (Z)
They found greater E-stereoselectivity with the following conditions: Increasing steric bulk of the aldehyde Higher reaction temperatures (23 °C over -78 °C) Li > Na > K salts Using the solvent DME over THF
Sinteza statinov Sinteza cerivastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C3 + C4 strategija N
N
1. BuLi, NaH, THF H
O
O
O
+
2. B(C 2H 5), NaBH4 , MeOH,THF, - 65 °C
O
O
OMe
O
OH
O
F
F
1.
OH
H2 N N OH THF, 50 °C
N H N
O OH
2. kromatografska ločba diastereoizomerov
OH
O
F 25 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
ONa
O NaOH, Δ OH
OH
OH
O
EtOH
F
Cerivastatin sodium
Rosuvastatin
26 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina
Sinteza heterocikla: pirimidinski derivat F
F
F
O NH2
O
OMe
H
CuCl2, H2SO4
CO2Me
HN
[O]
CO2Me
N
RSO2Cl
MeOH, reflux O
O
NH2
O
N H
HO
F
F
N
F
F
Me HN CO2Me
N RSO3
N
SO2 Me
CO2 Me 2. PBr 3/Tol./CH 3CN
N K2CO3
Br
1. DIBAL/Tol. < 0 °C
Me
N
Br
PPh3
N
PPh3
Toluene N
N
SO2Me
27 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
N SO2Me
N
N SO2Me
N
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina
Pripajanje stranske verige na heterociklični skelet: C1 + C6 strategija:
F
F
1. NaHDMS, THF, > 0 °C
Br N
PPh 3
SO2Me
N
2.
N
N
O
O
O
O
N
OHC
OtBu
N
SO2 Me
F
1. odstranitev acetonidne zaščite 2. hidroliza estra 3. izmenjava kationa
OH
N
OH
O 2 O- Ca 1/2
N
O OtBu
Wittigova reakcija
1. HCl(aq), cat., MeCN 2. NaOH(aq) 3. vir Ca2+
O
N
SO2Me
28 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Rosuvastatin kalicij
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina R1
Wittigova reakcija:
R
+
O
R
R P
X H
H
R2
fosforjev ilid
R
R
baza R4 = H
R3
R4
R
P
H
R
R3
O
R
+ R1
H
aldehid
R
H
P
R
R
O
R3
P
R1
fosforjev ilid
R
O
R3
R
R1
H
H
aldehid
P
R O
R3
P
R1
f osforjev ilid
R
R
R
+ R1
R3
cis
R P
R1
R
R3
trans
R3
R
R
+ R1
trans alken
29 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
R3
cis alken
počasi
O
R3
R3
hitro
R
P
O
R
f osf in oksid
R
P
Si N Na baza = NaHMDS Si
R
R
O
R
oksafosfatan
R
+
P
R
R1
"betaine" O
P
R
P R
fosfin oksid
ilid
R
R
R4
H
fosf onijeva sol R
+
C
alken R
R
R3 C
R
aldehid ali keton
R1
P
R
R2
R3
O
R
fosfin oksid
Sinteza statinov Sinteza rosuvastatina
Sinteza stranske verige: O Cl
O
O
O
OH
O
HO
OtBu SN2
30 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Cl2 DMS Et3 N
O OtBu
EtOAc, - 60 °C Corey-Kim oksidacija
O OHC
O
O OtBu
Sinteza statinov Ključni poudarki
Povzetek: Sinteza analogov naravnih derivatov statinov je relativno preprosta in bazira na transformacijah obstoječe narave strukture
Sinteza nenaravnih statinov je kompleksna. totalna sinteza, ki zajema sintezo heterocikličnega dela, ki mu nato vgradimo še kiralno 3,5heptenojsko oz. 3,5-heptanojsko (v primeru atorvastatina) kislinsko substituento. Priprava optično čiste kiralne verige je velik sintezni izziv in predstavlja najzahtevnejši del sinteze statinov
Sintezni pristopi k povezavi heterocikla in 3,5-heptenojsko kislinske substituente odvisni predvsem od strukture posameznega statina in njegove tržne kvalitete (zahtevane optične čistosti): izbira najbolj učinkovitega pristopa odvisna ali je učinkovina racemat ali optično čista spojina in ali je kiralna kislinska veriga pripeta na C ali N atom heterocikličnega dela
31 | Sinteza statinov| Z. Časar | 17.04.2009 | Nastopno predavanje | Personal
Related Documents
Sinteza
April 2020 25
Sinteza
May 2020 33
Sinteza Statinov_predavanje_z_casar
July 2020 30
Sinteza Condimente
December 2019 26
Sinteza-criminalistica
June 2020 25