本申請要求在2014年5月16日提交的美國臨時申請序列號No.61/994,627的權益，其全部并入本文。
技術領域
本發明涉及疫苗組合物的制備方法，該組合物含有煙堿衍生的半抗原、半抗原-間隔綴合物和半抗原-載體綴合物，它們在抗煙堿疫苗中充當抗原組分。本發明還涉及疫苗組合物的制備方法，該組合物含有這樣的煙堿衍生的半抗原-載體綴合物抗原，其與佐劑配制。這樣的組合物用于在戒煙和煙草/煙堿依賴治療工作中提高戒煙率或減少復發率。
背景技術：
吸煙對于健康有嚴重許多不利影響，且許多政府主動行動以減少或預防吸煙，它已經變得不那么社會可接受。因此，許多吸煙者希望擺脫該習慣，雖然每年有許多吸煙者做出嘗試，但那些中僅有一小部分成功戒煙且沒有復吸。極高的失敗率是煙堿的成癮性加上香煙容易獲得的結果
隨著吸煙，或煙堿其他形式(例如，竇、貼劑、膠)的使用，煙堿進入血流并此后快速進入大腦，在那里它刺激煙堿乙酰膽堿受體，導致多巴胺釋放，其反過來激活獎勵中樞。隨著戒煙的嘗試，出現獎勵反應損失，和戒斷癥狀，包括認知功能減退。復吸的主要原因在于失去獎勵且不愉快的戒斷癥狀通過吸煙可以立即緩解。
對于戒煙有各種非疫苗療法。煙堿替代療法，比如含有煙堿的口香糖或皮膚貼劑，可以幫助吸煙者放棄香煙，但是它們不打破煙堿造成的成癮周期。
另一種方法是使用以煙堿乙酰膽堿受體，比如伐尼克蘭為靶向的藥物。這樣的藥物，其減少通過吸煙正常遇到的獎勵,已經相對成功地輔助戒煙，但是在藥物治療結束后復吸率是高的，因為再吸(例如，吸一支香煙)可以容易地重新激活獎勵中樞變成完全的復吸。最近的戒煙策略集中在刺激免疫系統在血流中產生結合煙堿的抗煙堿抗體，因此降低煙堿可以進入大腦的數量和速率。這反過來防止獎勵中樞被激活并幫助打破成癮周期。
由于通過疫苗誘導的抗體可以長期生存,抗煙堿疫苗對于協助戒煙和預防復吸都有用。另外，由于抗體作用于外圍，不存在中樞神經系統(eNS)不利影響的風險。這樣的疫苗的例子描述在WO00/32239,WO02/49667,WO03/82329和US2006/111271中。煙堿衍生物描述在EP-A-421762,WO01/70730,WO01/80844和US 2005/119480中。進一步的煙堿衍生物已經在登記號136400-02-7,250683-10-4,861023-80-5和861025-049下指明。煙堿半抗原描述在WO99/61054,WO02/58635,WO03/82329,WO2005/40338和EP-A-1849780中。
技術實現要素：
在一個實施方式中，本發明包括制備式(VII)的化合物的方法:
包括以下步驟:(i)將式(IIIA)或(IIIB)的化合物:
與第一種堿合并；(ii)使步驟(i)的產物與碘化物源、金屬催化劑和配體反應；(iii)使步驟(ii)的產物與乙二醇、第二種堿和金屬催化劑反應；(iv)制備式(V)的化合物:
(v)使所述式(V)的化合物與甲苯磺酰氯和胺堿反應；(vi)制備并分離式(VI)的化合物:
(vii)使所述分離的式(VI)的化合物與氨源反應；和
(viii)得到式(VII)的結果化合物。
在另一個實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中第一種堿是氫氧化鈉且第二種堿是碳酸鹽堿。
在進一步的實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中金屬催化劑是銅鹽。
在又另一個實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中配體是二胺。
在仍舊另一個實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中胺堿選自吡啶、二甲基吡啶、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷和N-甲基咪唑。
在另一個實施方式中,本發明包括制備式(IIIA)的化合物的方法:
包括以下步驟：(i)在溶劑中使式(III)的化合物:
與對甲苯磺酸反應；和(ii)制備式(IIIA)的化合物。
在進一步的實施方式中,本發明包括制備式(IIIB)的化合物的方法:
包括以下步驟:(i)在溶劑中使式(III)的化合物:
與L-DBTA反應；和(ii)制備式(IIIB)的化合物。
在又另一個實施方式中,本發明包括制備式(VII)的化合物的方法:
包括以下步驟:(i)使式(IIIB)的化合物:
與第一種堿反應；(ii)使步驟(i)的產物與碘化物源、金屬催化劑和配體反應；(iii)使步驟(ii)的產物與乙二醇、第二種堿和金屬催化劑反應；(iv)制備式(V)的化合物:
(v)使式(V)的化合物與甲苯磺酰氯和胺堿反應；(vi)制備并分離式(VI)的化合物:
(vii)使分離的式(VI)的化合物與氨源反應；和(viii)得到式(VII)的結果化合物。
在仍舊另一個實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中第一種堿是氫氧化鈉且所述第二種堿是碳酸鹽堿。
在另一個實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中金屬催化劑是銅鹽。
在進一步的實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中配體是二胺。
在又另一個實施方式中,本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中胺堿選自吡啶、二甲基吡啶、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷和N-甲基咪唑。
在仍舊另一個實施方式中,本發明包括制備式(VII)的化合物的方法:
包括以下步驟:(i)使式(IIIA)的化合物:
與第一種堿反應；(ii)使步驟(i)的產物與碘化物源、金屬催化劑和配體反應；(iii)使步驟(ii)的產物與乙二醇、第二種堿和金屬催化劑反應；(iv)制備式(V)的化合物:
(v)使式(V)的化合物與甲苯磺酰氯和胺堿反應；(vi)制備并分離式(VI)的化合物:
(vii)使分離的式(VI)的化合物與氨源反應；和(viii)得到式(VII)的結果化合物。
在另一個實施方式中，本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中第一種堿是氫氧化鈉且所述第二種堿是碳酸鹽堿。
在進一步的實施方式中，本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中有機配體是二胺。
在又另一個實施方式中，本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中金屬催化劑是銅鹽。
在仍舊另一個實施方式中，本發明包括制備本文所述式(VII)的化合物的方法，其中胺堿選自吡啶、二甲基吡啶、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷和N-甲基咪唑。
在另一個實施方式中，本發明包括制備式(VII)的化合物的方法:
包括以下步驟:(i)使式(VI)的化合物:
與氨反應；和(ii)制備式(VII)的結果化合物。
在進一步的實施方式中,本發明包括式(IIIA)的化合物:
在又另一個實施方式中,本發明包括式(VI)的化合物:
在仍舊另一個實施方式中,本發明包括制備式(VIII)的化合物的方法:
包括以下步驟:(i)在水和溶劑中使式(VII)的化合物:
與對甲苯磺酸反應；和(ii)制備式(VIII)的結果化合物。
發明詳述
本發明通過但不限于以下制備例和實施例說明，其中使用以下縮寫。
術語“EDC”指1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽。
術語“FTIR”指傅里葉變換紅外光譜。
術語“GC/MS”指氣相色譜-質譜法。
術語“sNHS”指磺基-N-羥基磺基琥珀酰亞胺。
術語“L-DBTA”指L-二苯甲酰酒石酸。
1H NMR(質子核磁共振)譜是,在所有情況下,與所提出的結構一致。以來自四甲基硅烷的低磁場的每百萬份(parts-per-million)給出特征性化學位移(δ):使用用于指定主峰的常規縮寫，例如,s，單峰；d，雙峰；t，三重峰；q，四重峰；m，多重峰；br，寬峰；brm，寬多重峰；brt，寬三重峰。
13C NMR(碳核磁共振)譜,在所有情況下,與所提出的結構一致。以來自四甲基硅烷的低磁場(正值)和高磁場(負值)的每百萬份給出特征性化學位移(δ)。
LCMS,除非另有指明,是在以下條件下進行:Waters Xbridge C18 5nm,2.1x 30mm柱,0:100至95:5梯度經3.1min,MeCN:(10nM(NH4)2HCO3aq.)。
本文所使用的化合物和方法相對于現有技術特別有利。一個示例性的優點是經由公開的方法分離一種或多種固體化合物的能力。例如,本文公開的化合物VI可以作為固體分離并相對容易處理；在進行下一步合成之前純化化合物VI的能力是特別有利的。另一個示例性的優點包括在公開的方法中消除二氧雜環己烷或其他不希望的試劑/溶劑，以及使用更安全/危害更小的試劑。進一步的示例性優點包括期望化合物改善的產率，和更易可稱的組分，條件和方法。
本發明化合物可以具有不對稱碳原子。這樣的非對映異構體混合物可以通過本領域技術人員已知的方法基于它們的物理化學差異拆分成個別非對映異構體,例如,通過色譜法或分步結晶法。通過與適當的旋光化合物(例如，醇)反應，拆分非對映異構體并將個別非對映異構體轉化(例如，水解)為相應的純對映異構體，通過將對映異構體混合物轉化為非對映異構體混合物可以拆分對映異構體。所有這樣的同分異構體,包括非對映異構體混合物和純對映異構體，被認為是本發明的一部分。
化合物的藥學上可接受的鹽包括其酸加成鹽和堿鹽。適當的酸加成鹽從形成非毒性鹽的酸形成。實例包括乙酸鹽，天冬氨酸鹽，苯甲酸鹽，苯磺酸鹽，碳酸氫鹽/碳酸鹽，硫酸氫鹽/硫酸鹽，硼酸鹽，樟腦磺酸鹽，檸檬酸鹽，乙二磺酸鹽，乙磺酸鹽，甲酸鹽，富馬酸鹽，葡庚糖酸鹽，葡糖酸鹽，葡糖醛酸鹽，六氟磷酸鹽，海苯酸鹽，鹽酸鹽/氯化物，氫溴酸鹽/溴化物，氫碘酸鹽/碘化物，羥乙基磺酸鹽，乳酸鹽，蘋果酸鹽，馬來酸鹽，丙二酸鹽，甲磺酸鹽，甲基硫酸鹽，萘酸鹽(naphthylate)，2-萘磺酸鹽，煙酸鹽，硝酸鹽，乳清酸鹽，草酸鹽，棕櫚酸鹽，撲酸鹽，磷酸鹽/磷酸氫鹽/磷酸二氫鹽，糖酸鹽，硬脂酸鹽，琥珀酸鹽，酒石酸鹽，甲苯磺酸鹽和三氟乙酸鹽。
合適的堿鹽由形成無毒鹽的堿形成。實例包括鋁，精氨酸，芐星，鈣，膽堿，二乙胺，二乙醇胺，甘氨酸，賴氨酸，鎂，葡甲胺，乙醇胺，鉀，鈉，氨基丁三醇和鋅鹽。
還可以形成酸的半鹽和堿的半鹽，例如，半硫酸鹽和半鈣鹽。
對于合適的鹽的綜述，參見Handbook of Pharmaceutical Salts:Properties,Selection,and Use,by Stahl and Wermuth(Wiley-VCH,Weinheim,Germany,2002)。
化合物的藥學上可接受的鹽可以通過三種示例性方法中的一種或多種制備：
(i)通過使化合物與期望的酸或堿反應；
(ii)通過從適當的化合物前體去除酸-或堿-不穩定的保護基或使用期望的酸或堿通過開環適當的環狀前體，例如，內酯或內酰胺；或
(iii)通過與合適的酸或堿反應或借助適當的離子交換柱將化合物的一種鹽轉化為另一種。
所有三種反應通常在溶液中進行。得到的鹽可以沉淀析出并通過過濾收集或可以通過蒸發溶劑回收。得到的鹽的電離程度可能從完全電離到幾乎非離子化之間變化。
本發明的化合物可以以非溶劑和溶劑形式存在。術語“溶劑化物”在本文中用于描述包含本發明化合物和化學計量量的一種或多種藥學上可接受的溶劑分子，例如，乙醇的分子復合物。當溶劑是水時使用術語“水合物”。
本發明的范圍包括復合物比如包合物，藥物-宿主包合復合物，其中,與上述溶劑化物相反,藥物和宿主以化學計量或非化學計量的量存在。還包括的是含有可以以化學計量或非化學計量的量存在的兩種或多種有機和/或無機組分的藥物的復合物。得到的復合物可以是離子化的，部分離子化的，或非離子化的。對于這樣的復合物的綜述，參見J Pharm Sci,64(8),1269-1288,by Haleblian(August 1975)。
以下化合物的全部引用包括其鹽類、溶劑化物和復合物的引用以及其鹽類的溶劑化物和復合物的引用。
按照之前的實例和其他前藥類型的實例的取代基的進一步的實例可以在上述引用中找到。
含有一個或多個不對稱碳原子的化合物可以以兩種或多種立體異構體存在。當化合物包含烯基或亞烯基基團時，幾何順/反(或Z/E)異構體是可能的。當結構異構體經由低能壘可互變時，會發生互變異構的同分異構現象(“互變異構現象“)。這可以采取在含有，例如，亞氨基、酮或肟基團的化合物中的質子互變異構形式，或在含有芳香族部分的化合物中所謂的價互變異構形式。單一的化合物可以顯示多于一種類型的同分異構現象。
化合物的全部立體異構體、幾何異構體和互變異構體形式包括在本發明范圍內，包括顯示出多于一種類型的同分異構現象的化合物和其一種或多種混合物。還包括的是酸加成鹽或堿鹽，其中抗衡離子是旋光性的，例如，d-乳酸鹽或l-賴氨酸,或消旋體，例如,dl-酒石酸鹽或dl-精氨酸。
可以通過本領域技術人員已知的常規技術拆分順/反異構體,例如,色譜法和分步結晶法。
用于制備/拆分個別對映異構體的常規技術包括，從適當的光學的純前體手性合成或使用，例如，手性高壓液相色譜法(HPLC)拆分消旋體(或鹽或衍生物的消旋體)。
可選地，消旋體(或消旋前體)可以與適當的旋光化合物，例如，醇，或在化合物含有酸性或堿性部分，堿或酸比如1-苯基乙胺或酒石酸的情況下反應。得到的非對映異構體混合物可以通過色譜法和/或分布結晶法拆分，且借助本領域技術人員已知的方法將非對映異構體的一個或兩個轉化為相應的純對映異構體。
本發明的手性化合物(和其手性前體)可以以對映異構體富集的形式獲得，使用色譜法，通常是HPLC，在非對稱樹脂上用由烴，通常是庚烷或己烷，含有從0至50％體積的異丙醇，通常是從2％至20％體積和從0至5％體積的烷基胺，通常是0.1％二乙胺組成的流動相。濃縮洗脫液得到富集的混合物。
立體異構體聚集物可以通過本領域技術人員已知的常規技術拆分，參見，例如,Stereochemistry of Organic Compounds,by E.L.Eliel and S.H.Wilen(Wiley,New York,1994)。
本發明包括所有藥學上可接受的同位素標記的化合物，其中一個或多個原子被具有相同原子序，但是原子質量或質量數與自然中占優勢的原子質量或質量數不同的原子取代。
適用于本發明化合物的包含的同位素的實例包括以下的同位素：氫，比如2H和3H；碳，比如11C，13C和14C；氯，比如36Cl；氟，比如18F；碘，比如123I和125I；氮，比如13N和15N；氧，比如15O,17O和18O；磷，比如32P；和硫，比如35S。
某些同位素標記的化合物，例如,摻入放射性同位素的那些,用于藥物和/或底物組織分布研究。放射性同位素氚(即,3H)，和碳-14(即，14C)特別用于該目的，鑒于它們易于摻入且現成的檢測裝置。
用較重的同位素比如氘(即,2H)取代可以提供由于高代謝穩定性的某些治療優點，例如，增加的體內半衰期或降低的劑量要求，因此在某些情況下可以是優選的。
用正電子發射同位素，比如11C，18F，15O和13N取代，可用于在正電子發射斷層掃描中(PET)研究檢查底物受體占有率。
同位素標記的化合物通常可以通過本領域技術人員已知的常規方法制備或通過描述于隨附的實施例和制備例中使用合適的同位素標記試劑代替以前使用的非標記試劑的那些類似的方法制備。
根據本發明的藥學上可接受的溶劑化物包括，其中結晶化的溶劑可以同位素取代的那些，例如D2O,d6-丙酮,d6-DMSO。
方案1:(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙胺-4-甲基苯磺酸鹽(VII)的選擇性合成。
硼酸酯(II)由(S)-(-)-煙堿(I)與適當的銥催化劑，通常是，氯(1,5-環辛二烯)銥(I)二聚體，配體,比如4,4’-二-叔-丁基-2,2’-聯吡啶,3,4,7,8-四甲基-1,10-菲咯啉或1,10-菲咯啉，硼源，比如雙(頻哪醇合)二硼或4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜環戊硼烷在適當的溶劑中，比如THF或庚烷，在通常是60℃和回流溫度之間反應形成。然后，在適當的溶劑系統，比如甲醇或甲醇/水中，在20℃和回流溫度之間，使用溴化銅(II)將硼酸酯(II)轉化成溴化物(III)。將溴化物(III)作為結晶鹽，比如雙甲苯磺酸鹽(IIIA)或L-二苯甲酰酒石酸鹽(IIIB)，在標準反應條件下，與酸比如對甲苯磺酸或(-)-二苯甲酰-L-酒石酸，在適當的溶劑，比如丙酮或乙醇中分離。
溴化物(III)與碘化鈉和適當的銅催化劑,通常是碘化亞銅,在配體比如N,N'-二甲基乙二胺存在下,在適當的溶劑比如甲基異丁酮,1-丁醇或1,4-二氧雜環己烷中,在溫度約100℃轉化為碘化物(IV)。
碘化物(IV)與乙二醇和適當的銅催化劑,通常是碘化亞銅,在適當的堿通常是碳酸鉀存在下,在溫度約100℃反應，形成醇(V)。
醇(V)到磺酸酯(VI)的酯化反應在標準反應條件下與對甲苯磺酰氯和適當的堿比如吡啶或N-甲基咪唑,在適當的溶劑比如甲苯或二氯甲烷中,在溫度-10至20℃之間進行。然后磺酸酯(VI)從適當的溶劑系統比如乙酸乙酯/庚烷或叔丁基甲基醚/庚烷中重結晶。
磺酸酯(VI)到胺的轉化通過使磺酸酯(VI)與氨反應，在適當的溶劑中,通常是甲醇,在封閉的系統中,在溫度通常是65至100℃之間完成。然后通過蒸餾氨和反應溶劑之后，加入適當的溶劑,通常是乙腈，從反應中分離磺酸鹽(VII)。
方案2:S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-雙(4-甲基苯磺酸鹽)(IIIA)和S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(2R,3R)-2,3-雙(苯甲酰氧基)琥珀酸鹽(IIIB)的制備。
方案3:S)-2-((5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基)氧基)乙烷-1-胺雙(4-甲基苯磺酸鹽)二水合物(VIII)的制備。
制備例
制備例1:(S)-3-(1-甲基吡咯烷-2-基)-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼雜環戊烷-2-基)吡啶(II)。
向裝有FTIR探針、回流冷凝器和N2噴射管的反應器中加入無水庚烷(10mL)。向庚烷中鼓泡入N2 30分鐘。除去N2噴射管并用N2代替吹掃頂部空間。向反應器中加入雙(頻哪醇合)二硼(1.1740g,4.62mmol,0.75當量),煙堿(I)(1.00g,6.16mmol,1.00當量)),3,4,7,8-四甲基-1,10-菲咯啉(0.0297g,0.123mmol,0.020當量)和氯(1,5-環辛二烯)銥(I)二聚體(0.0418g,0.0616mmol,0.010當量)。
將懸浮液加熱至目標溫度90℃。在45℃，將所有固體溶解在橙色溶液中。通過FTIR趨勢數據在反應到達90℃目標溫度時反應看起來幾乎完成。GC/MS分析表明在目標溫度75分鐘后從煙堿約99％轉化為產物。
將反應冷卻至20℃并過濾以分離黃色固體(1.707g)。通過QNMR測定固體的效力為80％，得到正確的分離產量1.366g,77％(S)-3-(1-甲基吡咯烷-2-基)-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼雜環戊烷-2-基)吡啶(II)。
制備例2:(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(2R,3R)-2,3-雙(苯甲酰氧基)琥珀酸鹽(IIIB)。
通過加熱至45-50℃，將(S)-3-(1-甲基吡咯烷-2-基)-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼雜環戊烷-2-基)吡啶(II)(1.69g,5.88mmol,1.0當量)溶解于甲醇(22mL)中。將溴化銅(3.49g,15.6mmol,2.6當量)在水(22mL)中的溶液緩慢加入至琥珀色甲醇溶液中，形成厚的綠色懸浮液。在50℃1小時后GC/MS分析表明反應完成。
在冷卻至20℃后，向混合物中加入乙酸異丙酯(22mL)和氫氧化銨(28質量％,13.5mL)。將相分離，水層用乙酸異丙酯(11mL)再次提取。合并的有機層用在水(22mL)中稀釋的氫氧化銨(28質量％,7mL)洗滌，隨后用飽和NaCl(13.5ml)水溶液洗滌，然后用Na2SO4干燥。將干燥的(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(III)的乙酸異丙酯的溶液過濾并濃縮成琥珀色油狀物，其將用于分離期望的鹽。
在20℃，將(-)-二苯甲酰基-L-酒石酸一水合物(2.11g,5.89mmol,1.0當量)于乙醇(22mL)中的溶液加入至溶解于乙醇(22mL)中的(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(III)(5.88mmol,1.0當量)中。固體沉淀并將混合物粒化18小時。從混合物中過濾的淡黃色固體用乙醇洗滌并在過濾器上干燥，得到(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(2R,3R)-2,3-雙(苯甲酰氧基)琥珀酸鹽(IIIB)(2.9556g,84％,99.5％ee)。
1H NMR(400MHz,甲醇-d4)δ2.05-2.19(m,3H)2.35-2.50(m,1H)2.58-2.63(m,3H)3.02-3.16(m,1H)3.65-3.75(m,1H)4.16-4.25(m,1H)5.89(s,2H)7.41-7.49(m,5H)7.58(tt,2H)8.06-8.09(m,2H)8.09-8.12(m,2H)8.24(t,1H)8.59(d,1H)8.69(d,1H)8.69(d,1H)。
13C NMR(400MHz,甲醇-d4)δ13.91,20.96,31.01,37.64,55.73,73.22,128.10,129.51,129.56,133.04,138.93,147.93,151.19,165.56,169.74。
制備例3:S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-雙(4-甲基苯磺酸鹽)(IIIA)。
在氮氣吹掃的反應器中，向無水四氫呋喃(40.00L)中加入雙(頻哪醇合)二硼(4.70kg,18.49mol,0.75當量),4,4'-二-叔-丁基-2,2'-聯吡啶(0.41kg,1.48mol,0.06當量),和(S)-煙堿(I)(4.00kg,24.66mol,1.00當量)。在加入氯(1,5-環辛二烯)銥(I)二聚體(0.50kg,0.74mol,0.03當量)之前和之后向無色溶液中劇烈鼓泡入氮氣30分鐘。維持氮氣吹掃的頂部空間，混合物加熱并在60℃維持18小時。GC/MS分析表明>95％從煙堿(I)轉化為硼酸酯(II)。溶液在真空中濃縮。用甲醇代替四氫呋喃，得到(S)-3-(1-甲基吡咯烷-2-基)-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼雜環戊烷-2-基)吡啶(II)在甲醇(36L)中的橙色懸浮液。
在20℃，經30分鐘，向該甲醇懸浮液中加入溴化銅(16.52kg,mol,當量)于水中(30L)的溶液。GC/MS分析表明在20℃12小時后反應完成。邊攪拌邊向混合物中加入乙酸異丙酯(40.00L)和氫氧化銨(28質量％,24.00L)。將相分離，用乙酸異丙酯(20.00L)再次提取水層。合并的有機層用在水(5.60L)中稀釋的氫氧化銨(28質量％,2.80L)洗滌，然后用氯化鈉(2.15kg)在水(15.04L)中的溶液洗滌。將(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(III)的乙酸異丙酯溶液濃縮成琥珀色油狀物(～12L)，其將用于分離期望的鹽。
將含有(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(III)的粗油狀物溶解在丙酮(4.0L)中。在15℃，經30分鐘，加入對甲苯磺酸(9.38kg,49.3mol,2.0當量)于丙酮(16.0L)中的溶液。向混濁的混合物中加入晶種(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶雙(4-甲苯-磺酸鹽)(IIIA)(30g,0.051mol,0.002當量)并冷卻至0℃。在0℃冷卻2小時后，混合物過濾并用冷丙酮洗滌白色固體。在過濾器上干燥16小時后分離(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶雙(4-甲基苯磺酸鹽)(IIIA)(9.69kg,16.52mol,67％,校正產率)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ2.13(m,2H),2.23(m,1H),2.29(s,3H),2.45(m,1H),2.72(d,3H),3.24(m,1H),3.78(m,1H),4.49(q,1H),7.14(d,2H),7.50(d,2H),8.33(t,1H),88.73(d,1H),8.83(d,1H)。
13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ20.8,21.3,30.5,38.2,55.6,68.1,120.5,125.5,128.2,131.1,137.9,139.0,145.2,148.7,151.5。
制備例4:(S)-3-碘-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(IV)。
將(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶雙(4-甲基苯磺酸鹽)(IIIA)(23.4kg,39.96mol,1.00當量)溶解在水(117L)中。向溶液中加入甲基異丁酮(117L)，形成兩相。
向混合物中加入氫氧化鈉水溶液(18.9mol/L,4.24L,79.92mol,2.0當量)，導致水層pH從2到12的變化。在攪拌15-20分鐘后分離相。用甲基異丁酮(23.4L)再次提取下部黃色水層并然后丟棄。合并的有機提取物在真空下濃縮得到70-75L黃色(S)-3-溴-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(II)的甲基異丁酮溶液。
向溶液中加入碘化鈉(12.10kg,79.93mol,2.0當量),碘化亞銅(0.38kg,2.00mol,0.050當量)和N,N'-二甲基乙二胺(0.35kg,4.00mol,0.10當量)。將溶液加熱至105℃并保持12小時。UPLC/MS分析證實了轉化成碘化物完成并將反應冷卻至20℃。
加入甲基異丁酮(23.4L),水(28L)和氫氧化銨(28質量％,28L)。在攪拌30分鐘后分離相。棄去下部深藍色水相。上部含有產物的琥珀色有機層用水(46.8L)洗滌并在真空下濃縮至～12L。
(S)-3-碘-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(IV)(9.66kg,33.43mol,86.3％,校正產率)分離作為琥珀色甲基異丁酮溶液。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.58(m,1H),1.75(m,1H),1.85(m,1H),2.08(s,3H),2.18(m,1H),2.25(q,1H),3.10(t,1H),3.15(td,1H),8.09(t,1H),8.50(d,1H),8.69(d,1H)。
13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ22.3,34.9,40.0,56.3,67.1,94.4,141.5,142.6,147.6,153.8。
HRMS:(ESI+)計算值C10H14N2I(M+H)+:289.01962,實測值:289.02002(dev.1.0ppm)。
制備例5:(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙醇(V)。
向(S)-3-碘-5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶(IV)(11.20kg,38.87mol,1.00當量)于無水乙二醇(46L)的溶液中加入碳酸鉀(10.74kg,77.74mol,2.00當量)和碘化亞銅(0.74kg,3.89mol,0.10當量)。將粘稠的反應混合物加熱至100℃,得到容易攪拌的暗紅色溶液。
在100℃，4小時后，UPLC/MS分析表明反應完成。
用七份甲苯(31.36L)和二氯甲烷(31.36L)混合物的提取物從乙二醇中提取產物。合并全部提取物并將溶液在真空下濃縮(～90L)。
向甲苯溶液中加入碳酸鉀(10.74kg,77.74mol,2.00當量)并在20℃攪拌混合物18小時。混合物通過硅藻土涂布的過濾器過濾。用甲苯(22.4L)洗滌綠色固體兩次并將合并的濾液在真空下濃縮(～25L)。
(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙醇(V)(6.99kg,31.37mol,80.9％，校正產率)分離作為甲苯溶液。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.60(m,1H),1.76(m,1H),1.85(m,1H),2.08(s,3H),2.16(m,1H),2.24(q,1H),3.11(t,1H),3.15(td,1H),3.72(b,2H),4.06(m,2H),4.91(b,1H),7.28(dd,1H),8.11(b,1H),8.18(b,1H)。
13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ22.2,34.9,40.0,56.3,59.4,67.7,69.8,119.2,136.6,139.8,141.0,155.1。
HRMS:(ESI+)計算值C12H19N2O2(M+H)+:223.14410,實測值:223.04420(dev.0.4ppm)。
制備例6:4-甲基苯磺酸(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙酯(VI)。
在-10℃，經15分鐘，向對甲苯磺酰氯(9.01kg,47.24mol,1.5當量)和N-甲基咪唑(5.17kg,62.98mol,2.0當量)的二氯甲烷(56L)溶液中加入(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙醇(V)(33L/7.00kg,31.49mol,1當量)的甲苯溶液。黃色懸浮液在-10℃保持1小時，然后，經30分鐘升溫至10℃并另外保持1小時。UPLC分析確定反應完成。
反應用碳酸鉀(15.23kg,110.22mol,3.50當量)在水(55L)中的溶液猝滅并升溫至20℃。將相分離并用氯化鈉(10.12kg)在水(56L)中的溶液洗滌有機層。丟棄兩個水層。
將產物提取到檸檬酸(12.10kg,62.98mol,2.0當量)在水(28L)的溶液中并也將甲苯/二氯甲烷層丟棄。加入叔丁基甲基醚(140L)，隨后加入氫氧化鉀的水溶液(45wt％,24.34kg,6.2當量)。將相分離并用氯化鈉(10.12kg)在水(56L)中的溶液洗滌有機層。通過硫酸鈉床過濾之前，在35℃用KB-B(0.70kg,10wt％)攪拌叔丁基甲基醚溶液1小時。用叔丁基甲基醚(7.0L)洗滌固體三次。合并全部濾液并通過0.5微米過濾器轉移以除去碳微粒。在≤30℃真空下濃縮溶液(～70L)，然后冷卻至15℃。伴隨冷卻自發開始結晶。在15℃攪拌懸浮液1小時，然后加入庚烷(70L)。混合物冷卻至0℃并另外攪拌1小時。
從混合物過濾的白色固體用庚烷(35L)洗滌兩次并在過濾器上干燥，得到4-甲基苯磺酸(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙酯(VI)(7.97kg,21.17mol,67％校正產率)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ1.57(m,1H),1.76(m,1H),1.84(m,1H),2.07(s,3H),2.14(m,1H),2.24(q,1H),2.42(s,3H),3.09(t,1H),3.15(td,1H),4.24(m,2H),4.36(dd,2H),7.17(dd,1H),7.47(d,2H),7.80(d,2H),8.05(s,1H),8.10(s,1H)。
13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ21.1,22.2,34.9,40.0,56.3,65.6,67.6,69.0,119.3,127.7,130.1,132.2,136.4,139.8,141.5,145.0,154.1。
HRMS:(ESI+)計算值C19H25N2O4S(M+H)+:377.152895,實測值:377.15268(dev.-0.7ppm)。
制備例7:(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙胺4-甲基苯磺酸鹽(VII)。
在壓力反應器中將(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙基-4-甲基苯磺酸鹽(VI)(7.92kg,21.04mol)溶解在于甲醇(95L)中的7N氨中。將溶液加熱至65-75℃以維持反應壓力在45-50psi。
8小時后，反應冷卻至20℃。UPLC分析確定反應完成。
用甲醇(80L)稀釋反應溶液，并然后在真空(最大40℃)下濃縮以除去氨。在濃縮過程中加入額外的甲醇以維持恒定體積75-80L。繼續濃縮直到溶液的pH穩定保持在7.5,確保除去全部氨。
通過0.5um盒式過濾器將甲醇濃縮物轉移至規范并無纖維容器中。加入乙腈(118.8L)并將溶液在真空(45-50℃)下濃縮以除去甲醇。在濃縮過程中加入額外的乙腈以維持恒定體積75-80L。繼續濃縮直到結晶顯而易見。混合物冷卻并在5℃將懸浮液粒化8小時。
從混合物中過濾的白色固體用乙腈洗滌并在50℃真空干燥12小時，得到(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙胺-4-甲基苯磺酸鹽(VII)(6.0kg,15.27mol,72.5％校正產率)。
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ1.60(m,1H),1.78(m,1H),1.85(m,1H),2.10(s,3H),2.08(m,1H),2.27(m,1H),2.29(s,3H),3.15(m,1H),3.17(m,1H),3.24(m,2H),4.24(m,2H),7.11(d,1H),7.32(dd,1H),7.48(d,2H),7.91(b,2H),8.16(d,1H),8.22(d,1H)。
13C NMR(600MHz,DMSO-d6)δ20.8,22.2,34.9,38.4,40.0,56.3,64.8,67.5,119.6,125.5,128.1,136.7,137.7,139.8,141.8,145.6,154.3。
HRMS:(ESI+)計算值C12H20N3O(M+H)+:222.15971,實測值:222.16009(dev.-1.7ppm)(游離堿)；(ESI+)計算值C19H27N3SO4(M+H)+:394.17950,實測值:394.17873(單鹽)。
制備例8:(S)-2-((5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基)氧基)乙烷-1-胺雙(4-甲基苯磺酸鹽)二水合物(VIII)。
(S)-2-(5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基氧基)乙胺-4-甲基苯磺酸鹽(VII)(5.00g,12.7mmol)和對甲苯磺酸(98質量％,2.42g,12.7mmol)一起溶解在甲醇(25ml)中。溶液在真空中濃縮(45-50℃)以除去甲醇。在濃縮過程中加入乙腈以維持恒定體積100ml。繼續濃縮直到兩液相顯而易見。混合物冷卻至22℃,并向攪拌的混合物中緩慢加入水(2.29ml,127mmol)。隨水的加入結晶明顯，并將懸浮液粒化30分鐘。
從混合物中過濾出的白色固體用乙腈洗滌兩次并在50℃真空下干燥18小時，得到S)-2-((5-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶-3-基)氧基)乙烷-1-胺雙(4-甲基苯磺酸鹽)二水合物(VIII)(5.96g,10.54mmol,83％產率)。
1H NMR(DMSO-d6,600MHz,25℃):δ9.82(b,1H),8.41(d,J＝2.7Hz,1H),8.35(d,J＝1.5Hz,1H),8.02(b,3H),7.66(b,1H),7.50(d,J＝8.1Hz,4H),7.13(d,J＝8.1Hz,4H),4.47(b,1H),4.34-4.24(m,2H),3.76(b,1H),3.30-3.19(b,3H),2.69(b,3H),2.47-2.40(m,1H),2.29(s,6H),2.25-2.06(m,3H)。
13C NMR(DMSO-d6,150.8MHz,25℃):δ154.2,145.2(2X),142.6,139.7,138.0(2X),129.7,128.2(2X),125.5(2X),120.6,68.6,64.9,55.4,38.3,37.9,30.6,21.2,20.8(2X)。
HRMS:(ESI+)計算值C12H20N3O(M+H)+:222.16009,實測值:222.15948(游離堿)。
注意:氨基和甲基-吡咯烷基團都是質子化的。游離堿與對甲苯磺酸的摩爾比是1:2。
如上文定義的中間體化合物、如上文定義的對于化合物的全部其鹽、溶劑化物和復合物以及鹽的全部溶劑化物和復合物也包含在本發明范圍內。本發明包括全部前述種類和其晶癖的全部多晶型物。
當根據本發明制備化合物時，它對于本領域技術人員常規選擇化合物的形式是開放的，該化合物的形式提供用于該目的的特征的最好的組合。這樣的特征包括熔點、溶解度、加工性和中間體形式的產率以及產品在分離時被純化的結果難易程度。