右哌醋甲酯鹽酸鹽(Dexmethylphenidate Hydrochloride/FocalinTM)是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮劑。其赤式結構藥理活性比蘇式結構更高,因此被用于治療注意力缺陷癥和多動癥。該藥由美國新基(Celgene)公司研制,由瑞士諾華(Novartis)公司申請并于2002年獲美國FDA批準上市。
哌可啉酸1和Boc酸酐反應,得到N-Boc保護的哌可啉酸2,該步將化合物1結構的活性反應點(仲胺)鈍化,為后續(xù)的step2酰胺化做準備,避免自身酸胺縮合副反應。

step2中,中間體2以二氯甲烷作溶劑,與N,O-二甲基羥胺在BOP縮合劑幫助下進行酸胺縮合反應,以93%高收率得到酰胺中間體3。

3中間體的酰胺羰基在苯基鋰試劑的親核反應下生成了產(chǎn)物中間體4。

Step4是一步wittig反應,即有機酮化合物在磷葉立德作用下生成烯烴。該步反應中,甲基三苯基磷溴化物在親核試劑叔丁醇鉀作用下生成了膦葉立德。磷葉立德P=C結構碳端呈現(xiàn)負電性,具有親核性,進攻中間體4的羰基,經(jīng)過[2+2]四元環(huán)加成過渡態(tài)生成目標產(chǎn)物中間體5和副產(chǎn)物三苯基氧磷。

Step5-6為硼氫化氧化反應,烯烴雙鍵與硼烷絡合后經(jīng)過過氧化物氧化制備醇的反應。甲硼烷是性質非常活潑的氣體,單質以較穩(wěn)定的乙硼烷二聚體形式存在,為了方便應用,市售的硼烷試劑,一般都是制備成一定濃度的四氫呋喃或二甲硫醚溶液。因為甲硼烷結構中的硼(B)缺點子,可以與四氫呋喃和二甲硫醚溶劑中的氧和硫進行絡合,使其在溶液中能夠穩(wěn)定存在。當甲硼烷中缺點子的硼遇到烯烴雙鍵后,會與烯烴Π鍵絡合發(fā)生硼氫化反應,理論上,一分子的甲硼烷可以和三分子的烯烴雙鍵發(fā)生絡合硼氫化。與烯烴雙鍵發(fā)生硼氫化后的硼烷可進一步和過氧根負離子進行絡合,并在此基礎上進行硼烷烷基遷移,生成硼酸酯中間體,硼酸酯在堿性水溶液中發(fā)生水解,最終生成醇。烯烴硼氫化氧化反應生成醇遵循反馬氏規(guī)則,即羥基加在取代基少的碳原子上。

中間體5經(jīng)過硼氫化氧化之后,得到赤式(右旋)和蘇式(左旋)兩種光學構型的中間體6和7。由于赤式(右旋)構型合成得到的右哌醋甲酯鹽酸鹽的生理活性更好,所以目標藥物優(yōu)選結構6進行進一步的醇氧化,合成羧酸。
PDC是一種鉻酸酐的吡啶鹽,是一種高效的氧化劑,不同條件下可以將醇氧化為醛酮和羧酸。在N,N-二甲基甲酰胺溶劑(DMF)中,PDC可以將伯醇氧化為羧酸。

PDC是一種中性的氧化劑,其在氧化過程中一般不會對烯烴雙鍵和酸性敏感結構產(chǎn)生影響。但是,PDC在氧化過程中會生成黑色的二氧化鉻(CrO2),有可能會吸附包裹產(chǎn)物,從而不便后處理,影響收率。一般可以向反應中添加硅膠、硅藻土和分子篩來吸附生成的二氧化鉻,改善反應收率和后處理。由于PDC氧化劑中含有重金屬鉻,使用PDC不可避免地會引入重金屬,對人體產(chǎn)生潛在地健康危害,所以在藥物合成中,PDC氧化被其他的氧化方法所取代。6經(jīng)過PDC氧化后生成地羧酸中間體和重氮甲烷反應,將羧酸甲基化,生成甲酯結構。

最后,Boc酸酐保護的右哌醋甲酯在氯化氫(HCl)甲醇溶液中脫去Boc保護基,生成目標產(chǎn)物鹽酸右哌醋甲酯8。

參考文獻:Jin Li and Kevin K.-C.Liu Synthetic Approaches to the 2002 New Drugs. Mini-Reviews in MedicinalChemistry, 2004, 4, 207-233.