CN101130520B

CN101130520B - 经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)-石杉碱甲和非天然(+)-石杉碱甲的新方法

Info

Publication number: CN101130520B
Application number: CN200610030359A
Authority: CN
Inventors: 何煦昌; 白东鲁; 齐创宇
Original assignee: Shanghai Institute of Materia Medica of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Materia Medica of CAS
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2026-08-24
Also published as: CN101130520A

Abstract

本发明涉及经非对映异构体盐的外消旋体拆分的新方法制备天然(-)-石杉碱甲和非天然(+)-石杉碱甲。将化学合成得到的外消旋O-甲基-石杉碱甲，与酸性拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸形成非对映异构盐，经有机溶剂复结晶纯化，得到所需的纯的非对映异构盐，游离后即得到(-)-O-甲基-石杉碱甲，最后经过脱保护反应，制得天然(-)-石杉碱甲。用酸性拆分剂的对映体(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸，通过相同的步骤能得到非天然(+)-石杉碱甲。

Description

经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)-石杉碱甲和非天然(+)-石杉碱甲的新方法

技术领域

本发明涉及药物化学领域，更具体地涉及经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)-石杉碱甲和非天然(+)-石杉碱甲的新方法。

背景技术

天然(-)-石杉碱甲(Huperzine A)为手性生物碱，其化学名：(5R，9R，11E)-5-氨基-11-亚乙基-5，6，9，10-四氢-7-甲基-5，9-亚甲环芳辛并-2(1H)-吡啶酮，它是在上世纪八十年代年代中期，我国科技人员从中草药石松科植物千层塔，又名蛇足草[Huperzia serrata(Thunb)Thev.]的酚性部分分得的新型生物碱。药理研究表明：天然(-)-石杉碱甲是高活性可逆的乙酰胆碱酯酶抑制剂。目前，天然(-)-石杉碱甲已作为保健品在美国销售，用于提高记忆功能；在国内它已作为治疗早老性痴呆症状的药物上市。

由中国科学院上海药物研究所最新开发的石杉碱甲衍生物“ZT-1”在欧洲已经进入二期临床，它比天然(-)-石杉碱甲对乙酰胆碱酯酶具有更有效的选择性抑制作用，而且它的外周副作用也明显降低，将是一个市场前景更好的治疗早老性痴呆症药物。

天然(-)-石杉碱甲在石松科植物千层塔中含量仅为万分之一左右。千层塔系草本植物，长于丘陵阴湿处，生长周期长达8～10年，因此随着ZT-1的开发，天然资源逐步显示匮乏，单纯的分离提取，难以满足ZT-1开发成功上市后的需要。

药理研究发现天然(-)-石杉碱甲与其对映体非天然(+)-石杉碱甲对乙酰胆碱酯酶的抑制活性有差别，天然产物是其非天然对映体的38～50倍，这种对映体之间的活性差异与其不同的立体构型与酶作用位点存在密切关系。然而，它们对NMDA酶的抑制却具有相同活性。由此，天然(-)-石杉碱甲及非天然(+)-石杉碱甲的化学全合成研究受到了药物化学家的广泛关注。(综述：D.L.Bai，X.C.Tang and X.C.He，CurrentMedicinal Chemistry，2000，7，355-374.)

天然(-)-石杉碱甲的化学制备方法，概括起来主要可分为不对称合成法和外消旋体分离方法，其中不对称合成法包括立体选择性的Michael-aldol反应以及手性钯络合物催化的不对称双环化反应，后者具有更高的对映选择性。从理论上而言，不对称合成是理想的制备方法，它可以由无手性分子在手性催化剂作用下合成手性中间体，再经化学反应获得目标产物，然而，现有的利用不对称合成技术制备天然(-)-石杉碱甲的方法都需要与钯配位的手性配体，它们的制备、分离以及纯化都有一定难度，目前仅能限于实验室规模；另一方面，这些手性催化剂回收又较难，工业上放大生产并不经济可行。

通过外消旋体拆分制备非天然(+)-石杉碱甲也有报道.Kozikowski研究小组通过柱层析分离两个非对映异构酯的途径来获得非天然(+)-石杉碱甲，但这样的路线比外消旋石杉碱甲的路线要多出4步反应.用锂铝氢还原得到伯羟基的化合物，与MTPA-C1生成两个非对映异构体的Mosher酯(MTPA-酯)，再通过柱层析分离得到那个所需构型的非对映异构酯.而经Mosher酯制备大量光学活性天然产物非常昂贵，柱层析分离Mosher酯方法仅限于实验室小量制备对映纯产物.

发明内容

本发明就是使用化学拆分剂，经非对映异构体盐的外消旋体拆分，制备天然(-)-石杉碱甲(-)-1和非天然(+)-石杉碱甲(+)-1方法。

天然(-)-石杉碱甲和非天然(+)-石杉碱甲化学制备路线图示：

天然(-)-石杉碱甲非天然(+)-石杉碱甲

制备天然(-)-石杉碱甲的方法，从β-酮酯2(通常以无手性烯醇式存在)合成外消旋桥环化合物(±)-3，(±)-4和(±)-5后，在哪一步进行有效的经非对映异构体拆分是个实际需要解决的问题。

我们新设计的选择(±)-O-甲基-石杉碱甲(±)-6作为外消旋拆分对象是本发明的特色。

本发明的实施要点是：按图示路线合成得到外消旋(±)-N-甲氧羰基-O-甲基-石杉碱甲中间体(±)-5后，按照我们的设计，经过一步水解反应，得到外消旋(±)-O-甲基-石杉碱甲中间体(±)-6，再与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸形成两个非对映异构盐，在有机溶剂中复结晶纯化，得到所需的纯的非对映异构盐，游离后即得所需的(-)-O-甲基-石杉碱甲(-)-6，最后经过脱保护反应，制得天然(-)-石杉碱甲(-)-1.

本发明参照已发表的外消旋石杉碱甲的基本制备路线(Chinese J.Med.Chem.1992，2(2)，1)可从β-酮酯2出发，合成外消旋化合物(±)-5。

按照本发明，以(±)-5为原料，可水解得到拆分原料，即外消旋化合物(±)-6。

拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸和(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸已有商品。

按照本发明，外消旋中间体(±)-6与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸的成盐反应在20～100℃进行。

按照本发明，外消旋中间体(±)-6与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸生成两个非对映异构体盐，在有机溶剂中复结晶纯化，得到所需的纯(-)-6和(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸组成的非对映异构体盐。该有机溶剂为醇、丙酮、四氢呋喃、氯仿、乙酸乙酯或石油醚、或其混合物。

按照本发明，由纯非对映盐采用先酸化，回收拆分剂，然后碱化水溶液，游离析出对映纯中间体(-)-6。

按照本发明，在利用先酸化、后碱化程序游离出对映纯中间体(-)-6时，所用酸由稀盐酸或稀硫酸中选择。

按照本发明从β-酮酯2制得(±)-6，与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸获得非对映异构体盐，再经复结晶纯化并游离得到所需的(-)-6后，拆分剂还可回收循环利用。然后再从(-)-6制得天然(-)-石杉碱甲，它的对映纯度接近100％ee。

按照本发明由(±)-6与(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸成盐，用上述相同的程序可以获得(+)-6，进而得到非天然(+)-石杉碱甲。

具体实施方式

本发明工艺由下面的实施例具体说明。

实施例1

按照外消旋石杉碱甲的合成路线步骤，从β-酮酯2出发，制备得到外消旋化合物(±)-5。

实施例2

将0.314g(1mmol)(±)-5溶于40ml四氢呋喃和50ml甲醇的混合溶剂中，加入10.18gNaOH和50ml蒸馏水，加热回流，冷却，减压蒸除溶剂，加入100ml蒸馏水，NaCl饱和水相，6×25ml氯仿萃取，合并有机相，无水碳酸钾干燥。过滤，减压蒸除溶剂，得产物(±)-6共0.240g，产率为94％，系黄色油状物。

实施例3

向0.256g(1mmol)(±)-6中加入0.358g(1mmol)(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸，加入适量乙醇，加热全部溶解，抽干溶剂，加入丙酮，加热沸腾，冷却后析晶。抽滤，得白色固体。再经重结晶，得到约0.100g的白色固体，mp：170～171℃，产率为16.2％。

用NaOH游离，并用NaCl饱和水相，适量CHCl₃萃取，合并有机相，无水K₂CO₃干燥。过滤，浓缩得(-)-60.040g，[a]_D ²⁰＝-59.5°(c＝0.5，CHCl₃)经手性高压液相检测(CHIRALCEL OD-RH，280nm检测，0.32ml/min，乙腈/水＝8/2)，对映体过量值几乎达到100％.

实施例4

向(-)-6加入三甲基氯硅烷和碘化钠，按照已报道方法(Chinese J.Med.Chem.1995，5(1)，10)，得(-)-石杉碱甲。经手性高压液相检测(CHIRALPAK AD，310nm检测，0.5ml/min，异丙醇/正己烷＝1/1)，对映体过量值接近100％。

实施例5

按照实施例3的步骤制得(-)-6和(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸形成的非对映盐。在固体中加入稀盐酸和乙酸乙酯搅拌处理(调至酸性)，分离有机相和水相，用乙酸乙酯萃取水相，合并有机相，无水Na₂SO₄干燥，由乙酸乙酯中回收拆分剂。再向水相中加入氢氧化钠溶液和氯仿(调至碱性)，分离有机相和水相，用氯仿萃取水相，合并有机相，无水K₂CO₃干燥，过滤，蒸发氯仿，得到对映纯(-)-6，其收率、对映体过量与实施例3几乎相同。

实施例6

向0.256g(1mmol)(±)-6中加入0.358g(1mmol)(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸，按照实施例3的步骤制得白色固体，mp：170～171.5℃。

用NaOH游离，并用NaCl饱和水相，适量CHCl₃萃取，合并有机相，无水K₂CO₃干燥。过滤，浓缩得(+)-6，[a]_D ²⁰＝59.6°(c＝0.5，CHCl₃)其收率、对映过量与实施例3几乎相同。按照实施例4的步骤制得非天然(+)-石杉碱甲。

Claims

1.一种经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)-石杉碱甲的方法，包括以下步骤：外消旋N-甲氧羰基-O-甲基-石杉碱甲，经过水解反应得到外消旋O-甲基-石杉碱甲，它与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸反应生成两个非对映异构盐；将该两个非对映异构盐在有机溶剂中复结晶纯化，得到所需的非对映异构盐，游离后即得(-)-O-甲基石杉碱甲；最后经过脱保护基反应，制得天然(-)-石杉碱甲。

2.根据权利要求1所述经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)石杉碱甲的方法，其特征是外消旋中间体O-甲基-石杉碱甲与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸的成盐反应在20～100℃进行。

3.根据权利要求1所述经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)-石杉碱甲的方法，其特征是上述的两个非对映异构盐在醇、丙酮、四氢呋喃、氯仿、乙酸乙酯或石油醚、或其混合物中进行复结晶纯化，得到所需纯的非对映异构盐。

4.根据权利要求1所述经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)-石杉碱甲的方法，其特征是非对映盐的游离采用先酸化，回收拆分剂，然后碱化水溶液，游离析出对映纯中间体O-甲基-(-)-石杉碱甲。

5.一种经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备非天然(+)-石杉碱甲的方法，包括以下步骤：外消旋O-甲基-石杉碱甲与拆分剂(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸反应，生成两个非对映异构盐；经复结晶纯化，得到所需的非对映异构盐，游离后即得到(+)-O-甲基-石杉碱甲；最后经过脱保护基反应，制得非天然(+)-石杉碱甲。

6.根据权利要求5所述的经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备非天然(+)-石杉碱甲的方法，其特征是外消旋(±)-O-甲基-石杉碱甲中间体与拆分剂(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸的成盐反应在20～100℃进行.

7.根据权利要求5所述的经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备非天然(+)-石杉碱甲的方法，其特征是上述的两个非对映异构盐在醇、丙酮、四氢呋喃、氯仿、乙酸乙酯或石油醚、或其混合物中进行复结晶纯化，得到所需纯的非对映异构盐。

8.根据权利要求5所述的经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备非天然(+)-石杉碱甲的方法，其特征是非对映盐的游离采用先酸化，回收拆分剂，然后碱化水溶液，游离析出对映纯中间体(+)-O-甲基-石杉碱甲，最后经过脱保护基反应，制得非天然(+)-石杉碱甲。