背景及概述[1]
(1S,3AR,6AS)-2-[(2S)-2-[[(2S)-2-氨基-2-环己基乙酰]氨基]-3,3-二甲基-1-氧代丁基]八氢环戊烯并[C]吡咯-1-羧酸叔丁酯是一种医药中间体，可用于制备丝氨酸蛋白酶抑制剂，用于HCV的治疗。
制备[1]
步骤一、N‑叔丁氧基羰基‑3‑氮杂双环[3.3.0]辛烷(6)
在氮气下向配备机械搅拌器、500mL加料漏斗和温度计的2L3‑颈圆底烧瓶内加入3‑氮杂双环[3.3.0]壬烷盐酸盐(100g，0.677mol)、碳酸钾(187g，1.35mol)、叔丁基甲基醚(220mL)和水(160mL)，同时搅拌。使混合物冷却至14‑16℃。在单独500mLErlenmeyer烧瓶中加入Boc2O(二碳酸二‑叔丁酯)(145g，0.644mol)和叔丁基甲基醚(190mL)。搅拌混合物直至获得完全溶解。将溶液倒入加料漏斗内，加入上述反应混合物中，保持反应温度低于25℃。加入水(290mL)以溶解固体，将混合物搅拌10‑15分钟。在分离下层水相后，将有机相用5％aq.NaHSO4(2次，各145mL)洗涤，然后用水(145mL)洗涤。将有机相浓缩，加入甲基叔丁基醚(1.3L)以得到标题化合物在叔丁基甲基醚中的溶液。
步骤二、rac‑2‑(叔丁氧基羰基)八氢环戊二烯并[c]吡咯‑1‑甲酸(7)
将步骤一的溶液加入配备机械搅拌器、加料漏斗、ReactIR探针和温度计的5L 4‑颈烧瓶内。将3，7‑二丙基‑3，7‑二氮杂双环[3.3.1]壬烷(183g，0.88mol)加入烧瓶内。在ReactIR仪器上开始数据收集，使溶液冷却至‑72至‑75℃。将仲丁基锂(600mL，在环己烷中1.6M)缓慢加入反应混合物内，保持反应温度低于‑69℃。用ReactIR仪器监测添加，在对于连续3次扫描(2分钟间隔)1698cm‑1吸光度已消失且1654cm‑1吸光度停止增加后停止添加。将溶液在‑75至‑72℃搅动3小时。将CO2在氮气中的10％混合物小心地充入反应混合物内，保持反应温度低于‑70℃。在CO2吸光度出现在React IR谱(2350cm‑1)后停止充气。将混合物加温至0‑5℃，加入30重量％NaHSO4溶液(1.4L)。将混合物加温至22‑25℃，搅拌30分钟。分离水相，用水(700mL)洗涤有机相。倾析水相，将有机相浓缩以提供标题化合物。
步骤三、(1S，3aR，6aS)‑2‑(叔丁氧基羰基)八氢环戊二烯并[c]吡咯‑1‑甲酸(S)‑1，2，3，4‑四氢萘‑1‑铵(9a)
将乙酸乙酯(2.3L)加入步骤二的残留物中，用Celite垫过滤混合物。加入(S)‑1，2，3，4‑四氢‑1‑萘胺(56.7g，0.385mol)，将溶液在22‑25℃搅拌3‑4小时。过滤混合物，用乙酸乙酯(200mL)漂洗固体。将固体在20‑30℃真空干燥4小时以得到标题化合物。
向配备温度控制器、机械搅拌器、回流冷凝器和氮鼓泡器的3‑颈RBF内，加入(S)‑1，2，3，4‑四氢‑1‑萘基铵盐(88.98g，0.22mol)、乙酸乙酯(712mL)和2‑丙醇(666mL)。在搅拌下将混合物加温至70‑75℃。将混合物搅拌15‑30分钟，然后经1小时冷却至‑5至‑10℃。将所得浆料过滤，用冷乙酸乙酯(180mL)漂洗固体以得到标题化合物，为白色固体。
步骤四、(1S，3aR，6aS)‑叔丁基八氢环戊二烯并[c]吡咯‑1‑甲酸叔丁酯草酸酯（1）
将步骤三制备的(S)‑1，2，3，4‑四氢‑1‑萘基铵盐(81.7g，0.203mol)、叔丁基甲基醚(400mL)和5％NaHSO4‑H2O(867mL，0.304mol)的混合物搅拌30分钟直至全部固体溶解。将有机相用水(334mL)洗涤，然后浓缩至259mL。加入叔丁基甲基醚(334mL)，将溶液再浓缩至259mL。再重复2次添加‑浓缩过程。在最终浓缩后，加入t‑BuOH(158mL)和二甲基氨基吡啶(5.04g，41.3mmol)。加入Boc2O(67.6g，0.31mol)在叔丁基甲基醚(52.0mL)中的溶液。在环境温度下搅拌5小时后，加入叔丁基甲基醚(158mL)和5％水性NaHSO4‑H2O(260mL)，搅拌所得混合物。将有机相用5％水性NaCl(2次，各260mL)洗涤。将有机相浓缩至320mL，加入四氢呋喃(320mL)。将有机相再浓缩至320mL，加入四氢呋喃(320mL)。再一次浓缩至320mL后，加入甲磺酸(80.1g，0.62mol)，将溶液在环境温度下搅拌4.5小时。将反应混合物加入K2CO3的30％水溶液(571mL)内并搅拌。用乙酸异丙酯(320mL)提取水相。将合并的有机相浓缩至320mL，加入乙酸异丙酯(320mL)。将有机溶液再浓缩至320mL。用水(320mL)洗涤有机相。将乙酸异丙酯(320mL)加入有机相内，使溶液浓缩至192mL。第二次加入乙酸异丙酯(320mL)，使有机溶液浓缩至192mL。经2小时将草酸(24.1g，267mmol)在乙酸异丙酯(448mL)中的溶液加入有机溶液内。将混合物搅拌2‑4小时，过滤浆料。将白色固体用乙酸异丙酯(100mL)漂洗，在35‑40℃真空干燥以得到标题化合物。
步骤五、(1S，3aR，6aS)‑2‑((S)‑2‑(苄氧基羰基氨基)‑3，3‑二甲基丁酰基)八氢环戊二烯并[c]吡咯‑1‑甲酸叔丁酯(27)
将配备顶置式搅拌器、冷凝器、热电偶和氮气出口的3‑L3‑颈圆底烧瓶用氮气吹扫几分钟。在单独烧瓶中，将硫酸(46.2mL，0.867mol)用442mL水稀释。让溶液稍微冷却。将Cbz‑L‑叔亮氨酸二环己基胺盐(330.0g，0.739mol)加入反应烧瓶内。将叔丁基甲基醚(1620mL)加入反应器内，搅拌混合物以使盐悬浮。经约10分钟将上文制备的酸溶液加入反应器内，保持温度在20±5℃。将混合物在室温下搅拌约1小时，然后用水(455mL)缓慢稀释。停止搅动，让层沉降。取出下层(水性)相以提供1100mL pH1的无色溶液。向烧瓶中剩余的有机相内加入另外的水(200mL)。将混合物在室温下搅拌约1小时。停止搅动，让层沉降。取出下层(水性)相以提供500mLpH2的无色溶液。将有机相加热至约35℃，用DMF(300mL)稀释，减压浓缩至蒸馏明显放慢的点，留下约500mL浓缩物。将浓缩物不漂洗就转移至1‑LSchott瓶内。浓缩物(澄清的无色溶液)重511.6g。基于溶液测定分析和溶液重量，溶液含有187.2g(0.706mol)Cbz‑L‑叔亮氨酸。
向配备顶置式搅拌器、热电偶、加料漏斗和氮气入口的5‑L4‑颈圆底烧瓶内加入HOBT·H2O(103.73g，0.678mol，1.20摩尔当量)、EDC·HCl(129.48g，0.675mol，1.20摩尔当量)和DMF(480mL)。使浆料冷却至0‑5℃。经47分钟将Cbz‑L‑叔亮氨酸的酸在DMF(491.3g，0.745mol，1.32摩尔当量)中的36.6重量％溶液加入反应混合物内，同时保持温度在0‑5℃。将反应混合物搅拌1小时27分钟。经53分钟加入3‑氮杂双环(3.3.0)辛烷‑2‑甲酸叔丁酯在乙酸异丙酯中的溶液(28.8重量％，414.3g，0.564mol)，同时保持反应温度在0‑5.1℃。经约1小时将反应混合物加温至20±5℃。经5分钟加入4‑甲基吗啉(34.29g，0.339mol，0.60摩尔当量)。将反应混合物搅动16小时，然后将乙酸异丙酯(980mL)加入反应溶液内。在4分钟内将组胺·2HCl(41.58g，0.226mol，0.40摩尔当量)在水(53.02g)中的溶液加入反应混合物中，接着加入4‑甲基吗啉(45.69g，0.45mol，0.80摩尔当量)。3.5小时后对反应混合物取样。加入水(758mL)，将混合物搅拌约20分钟，然后让其沉降11分钟。相分离。将水相用乙酸异丙酯(716mL)提取，合并有机相。通过将37重量％盐酸(128.3mL)加入水(1435ml)中制备1N aq.HCl。将有机相用1N盐酸洗涤约20分钟。通过使K2CO3(171g，1.23mol，2.19摩尔当量)溶于水(1540mL)中制备10重量％aq.K2CO3溶液。将有机相用10重量％aq.K2CO3溶液洗涤约20分钟。对最终的澄清、非常轻微的黄色有机溶液(重1862.1g)取样和进行溶液测定。基于溶液测定和溶液重量，溶液含有238.3g(0.520mol)标题化合物产物。
1HNMR(DMSO‑d6，500MHz)：δ7.37ppm(5H，s)，7.25‑7.33ppm(1H，m)，5.03ppm(2H，s)，4.17ppm(1H，d)，3.98ppm(1H，d)，3.67‑3.75ppm(2H，m)，2.62‑2.74ppm(1H，m)，2.48‑2.56ppm(1H，m)，1.72‑1.89ppm(2H，m)，1.60‑1.69ppm(1H，m)，1.45‑1.58ppm(2H，m)，1.38ppm(9H，s)，1.36‑1.42ppm(1H，m)，0.97ppm(9H，s).
步骤六、(1S，3aR，6aS)‑2‑((S)‑2‑氨基‑3，3‑二甲基丁酰基)‑八氢环戊二烯并[c]吡咯‑1‑甲酸叔丁酯(28)
用氮气吹扫1L步琪氢化器3次。将(1S，3aR，6aS)‑2‑((S)‑2‑(苄氧基羰基氨基)‑3，3‑二甲基丁酰基)八氢环戊二烯并[c]吡咯‑1‑甲酸叔丁酯(通过步骤五方法制备)在乙酸异丙酯(39.39g，0.086mol)中的12.8重量％溶液的307.8g部分加入反应器内。将乙酸异丙酯(100mL)加入反应器内。制备50％水和湿的20％Pd(OH)2/碳(3.97g)在乙酸异丙酯(168mL)中的浆料，加入反应器内，开始搅动。将反应器用氮气加压至30psig，向下排气至大气压。将其重复2次。将反应器用氢气加压至30psig，向下排气至大气压。将其重复2次。将反应器用氢气加压至30psig，在环境温度下搅拌1小时。将混合物用具有Whatman#1滤纸的布氏漏斗过滤以除去催化剂。用乙酸异丙酯(80mL)洗涤滤饼。将该程序用起始Cbz化合物的12.8重量％溶液617g和290.6g再重复2次。将3次氢化的材料合并，减压(28”Hg)蒸馏。对所得溶液(468.68g)测定标题化合物。
1HNMR(DMSO‑d6，500MHz)：δ3.96ppm(1H，d)，3.67ppm(1H，dd)，3.53ppm(1H，dd)，3.19ppm(1H，s)，2.66‑2.75ppm(1H，m)，2.49‑2.53ppm(1H，m)，1.75‑1.92ppm(2H，m)，1.66‑1.74ppm(1H，m)，1.48‑1.60ppm(4H，m)，1.38ppm(9H，s)，1.36‑1.42ppm(1H，m)，0.91ppm(9H，s)
步骤七、(1S，3aR，6aS)‑2‑((S)‑2‑((S)‑2‑(苄氧基羰基氨基)‑2‑环己基乙酰氨基)‑3，3‑二甲基丁酰基)八氢环戊二烯并[c]吡咯‑1‑甲酸叔丁酯(30)
向配备顶置式搅拌器、热电偶、加料漏斗、氮气出口和冰/水浴的3L 3‑颈圆底烧瓶内加入HOBt·H2O(51.74g；0.338mol，1.05摩尔当量)、EDC·HCl(64.8g；0.338mol，1.05摩尔当量)，接着加入DMF(197.1g，208.8mL)，开始搅动。使浆料冷却至0‑5℃，然后制备酸29(98.45g；0.338mol，1.05摩尔当量)在DMF(172.4g；182.9mL)中的溶液，加入加料漏斗内。将其经约30分钟加入批料内，维持温度在0‑5℃。一旦添加完成则将反应混合物在0‑5℃搅动2小时。将胺28在乙酸异丙酯中的溶液(450g溶液；含有104.4g酸29，0.322mol)加入加料漏斗内，经1小时滴加，维持温度在0‑5℃。样品分析指示不完全反应，加入另外的EDC盐酸盐(3.89g)。3小时后，样品分析显示剩余1.8％胺28。制备HOBT·H2O(2.59g；0.0169mol)和EDC·HCl(3.24g；0.0169mol)在DMF(10.44mL)中的浆料，冷却至0‑5℃。制备酸29(4.92g；0.169mol)在DMF(10.44mL)中的溶液，经30分钟加入EDC·HCl和HOBT在DMF中的浆料内，维持反应温度在0‑5℃。将混合物在0‑5℃搅拌1小时，然后加入维持0‑5℃的原来的混合物内。将混合物在约25℃搅拌14小时。制备组胺·2HCl(11.84g；0.064mol)在水(8.9mL)中的溶液，经5‑10分钟加入反应混合物内。经约10分钟将4‑甲基吗啉(13.01g；0.129mol)进料加入批料内，维持批料温度在20±5℃。将反应混合物用乙酸异丙酯(443mL)然后用水(585mL)稀释。加入碳酸钾(57.8g)在水(585mL)中的溶液，将混合物搅拌0.5小时。使层分离，用乙酸异丙酯(2次，各235mL)提取水层2次。将合并的有机相用水中的18％水性HCl(585mL)洗涤，然后用水(585mL)中的NaHCO3(43.25g)洗涤。使层分离以得到产物30在乙酸异丙酯中的浅黄色溶液，重1159.3g(1275mL)，在乙酸异丙酯中含有16.0w/w％30。
1HNMR(DMSO‑d6，500MHz)：δ7.74(1H，d)，7.36(5H，m)，7.34‑7.26(1H，m)，5.01(2H，s)，4.51(1H，d)，4.02(1H，t)，3.96(1H，d)，3.73(1H，m)，3.66(1H，m)，3.68(1H，m)，2.53(1H，m)，1.86‑1.76(2H，m)，1.70‑1.30(10H，m)，1.39(9H，s)，1.15‑0.85(5H，m)，0.96(9H，s).
步骤八、(1S,3AR,6AS)-2-[(2S)-2-[[(2S)-2-氨基-2-环己基乙酰]氨基]-3,3-二甲基-1-氧代丁基]八氢环戊烯并[C]吡咯-1-羧酸叔丁酯(31)
在60‑加仑哈司特镍合金(Hastelloy)氢化反应器加入Cbz肽30(15.1kg)在乙酸异丙酯(109kg)中的溶液。将该溶液在50℃真空减小至68L。然后使混合物冷却至25±5℃，加入MeOH(15.4kg)。将该混合物流入容器内，干燥反应器。向干燥的反应器内加入Pd(OH)2/C(20％，1.51kg)。将含有Cbz肽30的溶液加入反应器内，用氢气(30psi)覆盖。将反应在20±5℃以150‑220rpm搅拌2小时。完成后，分批加入活性炭(0.97kg)在乙酸异丙酯(6.8kg)中的浆料，将混合物搅拌15分钟。将混合物经Celite(2.0kg)经由Sparkler过滤器和通过0.1‑um过滤筒过滤。用乙酸异丙酯(33.0kg)漂洗反应器，将漂洗液与反应混合物合并。将系统另外用乙酸异丙酯(25.6kg)和MeOH(5.73kg)的混合物漂洗。将合并的有机物在65℃真空减小至30L。使溶液冷却至20‑30℃，加入庚烷(30.8kg)。再次开始蒸馏，使混合物减小至30L。重复该程序，总计4次添加庚烷(如上)和溶剂减小(如上)。使混合物冷却至0‑5℃，将产物过滤和用庚烷(12.6kg)洗涤。将湿固体(14.0kg)在15‑20℃真空干燥至恒重以得到标题化合物。
1HNMR(DMSO‑d6，500MHz)：δ7.97(1H，d)，4.49(1H，d)，3.96(1H，d)，3.76(1H，m)，3.67(1H，m)，3.05(1H，d)，2.70(1H，m)，2.53(1H，m)，1.87‑1.77(2H，m)，1.7‑1.3(10H，m)，1.39(9H，s)，1.2‑0.85(5H，m)，0.96(9H，s).
参考文献
[1][中国发明]CN201080029062.5方法和中间体