CN101293905A

CN101293905A - 苯并噁唑酮糖苷类化合物及其制备方法

Info

Publication number: CN101293905A
Application number: CNA2008100552209A
Authority: CN
Inventors: 李青山; 班树荣; 唐莉; 冯秀娥
Original assignee: Shanxi Medical University
Current assignee: Shanxi Medical University
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2028-06-16
Also published as: CN101293905B

Abstract

本发明涉及一种药物中间体及其制备方法，具体为一种苯并噁唑酮糖苷类化合物及其制备方法，解决现有合成的苯并噁唑酮糖苷类化合物比较单一、且为天然产物、生物活性较少等问题，该化合物的结构通式I如图，其中R为糖类取代基，具体为葡萄糖、半乳糖、乳糖、阿拉伯糖、麦芽糖、木糖以及乙酰化葡萄糖、乙酰化半乳糖、乙酰化乳糖、乙酰化阿拉伯糖、乙酰化麦芽糖、乙酰化木糖；本发明以4－羟基－苯并噁唑酮为原料，经过糖苷化反应和脱保护基反应制得苯并噁唑酮－4－O－β－D－糖苷类化合物，并证明其具有抗乙肝病毒、抗HIV病毒及抗炎活性，为制备上述三种药物开辟了新的途径，在医药、农药领域带来新的突破，而且该合成方法条件温和，操作简便，且构型单一。

Description

苯并噁唑酮糖苷类化合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种药物中间体及其制备方法，具体为一种苯并噁唑酮糖苷类化合物及其制备方法。

背景技术

糖类作为三类最基本的生命物质之一，在天然产物中分布十分广泛，有些在抗肿瘤、抗炎、抗心血管疾病、抗衰老等方面还具有独特的生物活性。糖不仅以多糖的游离形式参与生命过程，而更主要的以糖缀合物的形式(如糖苷、糖蛋白、糖脂等)参与许多重要的生命活动过程。糖类除了本身具有的生物活性以外，还能影响其他化合物的活性及理化性质，例如许多天然产物中的苷类成分，及其以糖或其衍生物对先导化合物进行结构修饰得到的新化合物。当今糖苷类化合物仍是广大科研工作者研究的主要方向。

植物Acanthus ilicifolius L.(Acanthaceae)中含有苯并噁唑酮以及多种苯并噁唑酮类化合物，该植物在传统医药领域用于抗炎抗肝炎。与苯并噁唑酮以糖苷键形式连接的糖苷类化合物4-O-β-D-葡萄糖-苯并噁唑酮，是从植物Acanthusilicifolius L.(Acanthaceae)次级代谢产物中分离得到的一种新型化合物，是一种天然得到的产物，到目前为止还未见有通过人工合成的方法得到的文献报道，经初步活性筛选证明其有抗菌，抗病毒活性。这是由于母体化合物苯并噁唑酮具有抗菌活性，当其与葡萄糖以糖苷键形式连接时带来了新的生物活性。基于以上该化合物所具有的药理性质，拟合成一系列苯并噁唑酮糖苷类化合物并进行活性筛选，将会在医药、农药领域带来新的突破。

发明内容

本发明为了解决现有合成的苯并噁唑酮糖苷类化合物比较单一、且为天然产物、生物活性较少等问题，提供一类新的苯并噁唑酮糖苷类化合物及其制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：苯并噁唑酮糖苷类化合物，该化合物的结构通式I为：

其中R为糖类取代基，具体为葡萄糖、半乳糖、乳糖、阿拉伯糖、麦芽糖、木糖以及乙酰化葡萄糖、乙酰化半乳糖、乙酰化乳糖、乙酰化阿拉伯糖、乙酰化麦芽糖、乙酰化木糖；所述的糖类取代基R为D构型。

制备所述的苯并噁唑酮糖苷类化合物的方法，合成路线如下：

其中：

R₁＝-H，-OAc

R₄＝-OH，-H

上述合成路线包括以下步骤：

(1)由4-羟基-苯并噁唑酮II和溴代糖III，在相转移催化剂和碱性条件下进行糖苷化反应，得苯并噁唑酮-乙酰糖苷类化合物I-a，其中该步反应中4-羟基-苯并噁唑酮II、溴代糖III、碱和相转移催化剂的摩尔比为1∶1.0～2.0∶1.0～2.0∶0.10～0.20；回流温度保持在50～80℃；回流时间为6～10h；

(2)化合物I-a在碱性溶液中脱去保护基(即为步骤(1)中的乙酰基)，得苯并噁唑酮糖苷类化合物I-b；所述的化合物I-a和I-b即为得到的苯并噁唑酮糖苷类化合物。

所述步骤(1)的糖苷化反应中，反应溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、乙腈中的任意一种；反应所需碱可以是NaOH、K₂CO₃、Na₂CO₃中的任意一种；反应所需的相转移催化剂为十六烷基三甲基溴化铵或四丁基溴化铵；所述步骤(2)的脱保护基反应时间为5～20h，反应温度为室温。

所述溴代糖III的制备方法如下：D-糖IV于乙酸酐中反应，以高氯酸作为催化剂，定量生成化合物V，加入50mL无水二氯甲烷后，冰浴条件下滴加40％溴化氢的冰醋酸溶液，室温反应，反应结束后，分别用冰水、饱和碳酸氢钠萃取，用石油醚和乙醚重结晶得溴代糖III。这是本领域的普通技术人员公知的，其合成路线如下：

本发明利用上述方法已经合成的部分优选化合物中，结构通式为I-a的化合物如下：苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰葡萄糖苷、苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰半乳糖苷、苯并噁唑酮-4-O-β-D-七乙酰乳糖苷；结构通式为I-b的化合物如下：苯并噁唑酮-4-O-β-D-葡萄糖苷、苯并噁唑酮-4-O-β-D-半乳糖苷、苯并噁唑酮-4-O-β-D-乳糖苷。

与现有技术相比，本发明以4-羟基-苯并噁唑酮为原料，经过糖苷化反应和脱保护基反应制得苯并噁唑酮-4-O-β-D-糖苷类化合物，并证明其具有抗乙肝病毒及抗HIV病毒及抗炎活性，区别于原有单一的糖苷类化合物的生物活性，为制备上述三种药物开辟了新的途径，在医药、农药领域带来新的突破，而且该合成方法条件温和，操作简便，且构型单一。

具体实施方式

实施例1：苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰葡萄糖苷I-a及苯并噁唑酮-4-O-β-D-葡萄糖苷的制备

(1)2，3，4，6-四-O-乙酰基-1-溴-α-葡萄糖III的制备

量取3.6mL乙酸酐置于圆底烧瓶中，在冰浴条件下滴加0.04mL高氯酸后，室温下分批加入1g D-葡萄糖IV(如反应速度较慢，可稍加热)，待反应完全后，加入50mL无水二氯甲烷，于冰浴条件下滴加7.6mL溴化氢的冰醋酸溶液，室温反应，TLC监测反应进程，待反应完全后，用冰水(50mL)萃取，收集有机层，水层用二氯甲烷(15mL×2)洗涤，合并有机层，用饱和碳酸钠(25mL×2)洗涤至中性，有机层用无水硫酸钠干燥，脱溶剂得白色固体，用石油醚和乙醚进行重结晶得白色针状晶体，经熔点、¹HNMR和ESI-MS鉴定，结果与文献报道相符合，为溴代糖-2，3，4，6-四-O-乙酰基-1-溴-α-葡萄糖III。

(2)苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰葡萄糖苷I-a的制备

称量化合物4-羟基-苯并噁唑酮II 560mg(3.708mmol)置于圆底烧瓶中，加入少量二氯乙烷溶液溶解，再加入1.5mL 10％的氢氧化钠溶液(3.708mmol)和135mg(0.371mmol)十六烷基三甲基溴化铵的二氯乙烷溶液，室温搅拌0.5h，在1h内滴加1.524g(3.708mmol)化合物2，3，4，6-四-O-乙酰基-1-溴-α-D-葡萄糖III的二氯乙烷溶液，70℃水浴回流6h后，用二氯乙烷萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶剂，硅胶柱色谱分离(3％CH₃OH/CH₂Cl₂洗脱)，得桔黄色粘稠状固体1.17g，即为苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰葡萄糖苷I-a，熔点112～118℃。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ3.274(s，12H，CH₃CO)，3.394(d，2H，CHCH₂CO)，3.447(m，2H，H₄，H₅)，3.571(m，1H，H₂)，3.675(m，1H，H₃)，3.876(d，1H，H₁)，6.930(t，1H，ArH)，7.032(d，2H，ArH).ESI-MS(m/z)：480.2([M-H]^-)。上述反应过程中，化合物II、化合物III、氢氧化钠和十六烷基三甲基溴化铵的反应摩尔比为1∶1.0∶1.0∶0.1。

(3)苯并噁唑酮-4-O-β-D-葡萄糖苷I-b的制备

将步骤(2)得到的苯并噁唑酮-4-O-β-D-乙酰葡萄糖苷I-a加入到适量无水甲醇与等体积10％三乙胺的无水甲醇液中，室温反应约20h，经硅胶柱色谱分离(22％CH₃OH/CH₂Cl₂洗脱)，以乙醇为溶剂重结晶，得白色固体粉末，即为苯并噁唑酮-4-O-β-D-葡萄糖苷I-b，熔点132.3～132.5℃。¹H NMR(600MHz，CD₃OD)：δ3.731-3.137(t，7H，H₁，H₂，H₃，H₄，H₅，2H₆)，4.749(t，J＝5.665Hz，1H，C₆′-OH)，4.857(t，J＝3.786Hz，1H，C₄′-OH)，5.089(d，J＝5.387Hz，1H，C₃′-OH)，5.159(d，J＝4.682Hz，1H，C₂′-OH)，7.005(m，3H，ArH)，11.483(s，1H，NH)。ESI-MS(m/z)：314.5([M+H]⁺)。

实施例2：苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰半乳糖苷I-a的制备及苯并噁唑酮-4-O-β-D-半乳糖苷I-b的制备

(1)2，3，4，6-四-O-乙酰基-1-溴-α-半乳糖III的制备

量取3.6mL乙酸酐置于圆底烧瓶中，在冰浴条件下滴加0.04mL高氯酸后，室温下分批加入1g D-半乳糖IV(如反应速度较慢，可稍加热)，待反应完全后，于冰浴条件下滴加7.6mL溴化氢的冰醋酸溶液，室温反应，TLC监测反应进程，待反应完全后，用冰水(50mL)萃取，收集有机层，水层用二氯甲烷(15mL×2)洗涤，合并有机层，用饱和碳酸钠(25mL×2)洗涤至中性，有机层用无水硫酸钠干燥，脱溶剂得粘稠状液体，用石油醚和乙醚进行重结晶得白色固体。经熔点、¹H NMR和ESI-MS鉴定，结果与文献报道相符合，为溴代糖-2，3，4，6-四-O-乙酰基-1-溴-α-半乳糖III。

(2)苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰半乳糖苷I-a的制备

称量化合物4-羟基-苯并噁唑酮II 300mg(1.99mmol)置于圆底烧瓶中，加入少量氯仿或二氯甲烷溶液，再加入4.1mL 10％的碳酸钾溶液(2.99mmol)和109mg(0.30mmol)十六烷基三甲基溴化铵的氯仿或二氯甲烷溶液，室温搅拌0.5h，在1h内滴加1.2g(2.99mmol)化合物2，3，4，6-四-O-乙酰基-1-溴-α-D-半乳糖III的氯仿溶液，50℃水浴回流8h后，用氯仿萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶剂，硅胶柱色谱分离(3％CH₃OH/CH₂Cl₂洗脱)，得桔黄色粘稠状固体，即为苯并噁唑酮-4-O-β-D-四乙酰半乳糖苷I-a，熔点200～204℃。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ2.022(s，3H，CH₃CO)，2.132(s，3H，CH₃CO)，2.172(s，3H，CH₃CO)，2.209(s，3H，CH₃CO)，4.079(m，1H，H₂)，4.220(t，1H，H₃)，4.298(m，1H，H₄)，4.956(d，1H，H₁)，5.091(m，1H，H₅)，5.472(m，2H，CHCH₂CO)，6.780(d，1H，ArH)，7.025(m，1H，ArH)，8.259(s，1H，NH)。ESI-MS(m/z)：480.4([M-H]^-)。上述反应过程中，化合物II、化合物III、碳酸钾和十六烷基三甲基溴化铵的反应摩尔比为1∶1.5∶1.5∶0.15。

(3)苯并噁唑酮-4-O-β-D-半乳糖苷I-b的制备

将步骤(2)中得到的苯并噁唑酮-4-O-β-D-乙酰半乳糖苷加入到适量无水甲醇与等体积10％三乙胺的无水甲醇液中，室温反应约5h，经硅胶柱色谱分离(22％CH₃OH/CH₂Cl₂洗脱)，以乙醇为溶剂重结晶，得白色固体粉末，即为苯并噁唑酮-4-O-β-D-半乳糖苷，熔点257-259℃。¹H NMR(300MHz，CD₃OD)δ3.481-3.611(m，6H，H₂，H₃，H₄，H₅，2H₆)，3.666-3.674(d，1H，H₁)，4.205-4.219(d，1H，J＝3.293Hz，C₆′-OH)，4.555-4.569(d，1H，J＝4.391Hz，C₃′-OH)，4.770(d，1H，J＝3.293Hz，C₄′-OH)，4.896-4.915(d，1H，J＝6.587Hz，C₂′-OH)，6.970-7.018(m，3H，ArH)，11.450(s，1H，NH).ESI-MS(m/z)：336.3([M]+Na)。

实施例3：苯并噁唑酮-4-O-β-D-七乙酰乳糖苷I-a的制备及苯并噁唑酮-4-O-β-D-乳糖苷I-b的制备

(1)2，3，6，2′，3′，4′，6′-七-O-乙酰基-1-溴-α-乳糖III的制备

量取7.2mL乙酸酐置于圆底烧瓶中，在冰浴条件下滴加0.08mL高氯酸后，室温下分批加入1g D-乳糖IV(如反应速度较慢，可稍加热)，待反应完全后，于冰浴条件下滴加7.6mL溴化氢的冰醋酸溶液，室温反应，TLC监测反应进程，待反应完全后，用冰水(50mL)萃取，收集有机层，水层用三氯甲烷(15mL×2)洗涤，合并有机层，用饱和碳酸钠(25mL×2)洗涤至中性，有机层用无水硫酸钠干燥，脱溶剂得粘稠状液体，用石油醚和乙醚进行重结晶得白色固体。经熔点、¹H NMR和ESI-MS鉴定，结果与文献报道相符合，为溴代糖-2，3，6，2′，3′，4′，6′-七-O-乙酰基-1-溴-α-乳糖III。

(2)苯并噁唑酮-4-O-β-D-七乙酰乳糖苷I-a的制备

称量化合物4-羟基-苯并噁唑酮II217mg(1.44mmol)置于圆底烧瓶中，加入少量乙腈溶液溶解，再加入3.0mL 10％的碳酸钠溶液(2.9mmol)和93mg(0.29mmol)四丁基溴化铵的乙腈溶液，室温搅拌0.5h，在1h内滴加2.0g(2.9mmol)化合物2，3，6，2′，3′，4′，6′-七-O-乙酰基-1-溴-α-乳糖III的乙腈溶液，80℃水浴回流10h后，用二氯乙烷萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶剂，硅胶柱色谱分离(3％CH₃OH/CH₂Cl₂洗脱)，得桔黄色粘稠状固体，即为苯并噁唑酮-4-O-β-D-七乙酰乳糖苷I-a，上述反应过程中，化合物II、化合物III、碳酸钠和四丁基溴化铵的反应摩尔比为1∶2.0∶2.0∶0.2。

(3)苯并噁唑酮-4-O-β-D-乳糖苷I-b的制备

将步骤(2)得到的苯并噁唑酮-4-O-β-D-七乙酰乳糖苷I-a加入到适量无水甲醇与等体积10％三乙胺的无水甲醇液中，室温反应约15h，经硅胶柱色谱分，以乙醇为溶剂重结晶，得白色固体粉末，即为苯并噁唑酮-4-O-β-D-乳糖苷I-b，熔点225～233℃。¹H NMR(300MHz，DMSO)δ3.511(m，6H，H₂，H₃，H_2’，H_3’，H_4’，H_5’)，3.808(m，1H，H₅)，3.944(m，1H，H₄)，4.192(m，4H，CHCH₂O，CHCH_2’O)，4.530(d，2H，H₁，H_1’)，4.751(d，2H，OH-6，OH-6’)，4.987(d，1H，OH-4’)，5.074(d，3H，OH-2’，OH-3，OH-3’)，5.307(d，1H，OH-2)，6.514(m，1H，ArH)，7.029(d，2H，ArH)，11.535(s，1H，NH)。ESI-MS(m/z)：474.6([M-H]^-)

实施例4：本发明制备的苯并噁唑酮糖苷类化合物在制备抗乙肝病毒、抗HIV病毒及抗炎药物中的应用。

对上述已合成的化合物进行初步的抗乙肝病毒活性筛选。将Hep G2.2.15细胞培养在24孔板上，72h后加入一定浓度的以上化合物于培养液中，继续培养9d，收集上清液，测定乙肝病毒HBsAg和HBeAg的含量，同时作细胞空白培养，比较作用结果。

对上述已合成的化合物进行初步的抗HIV活性筛选，采用HIV-P24抗原ELISA检测方法测定药物对HIV-P24抗原的抑制率，结果表明该类化合物对HepG2.2.15细胞培养液中HBsAg、HBeAg具有一定的抑制作用，同时对HIV病毒也有一定的抑制作用。

对上述已合成的化合物进行初步的抗炎活性筛选，采用二甲苯至小鼠耳肿胀实验。取健康小鼠雌雄个半，禁食12h，分组灌胃给空白溶剂(0.5％CMC-Na)，目标化合物(由0.5％CMC-Na配制成混悬液)，45min后，右耳涂二甲苯(20μL/只)致炎。15min后处死小鼠，用直径8mm的打孔器在双耳对称处打下耳片，称重，以左右耳片质量差值为肿胀度指标，将对照组与给药组数据进行统计学分析计算抑制率。结果表明，当苯并噁唑酮-4-O-β-D-糖苷类化合物浓度为20-200mg/kg时，抑制率达30.0-70.0％。

以上结果表明该系列化合物对乙肝病毒、HIV病毒及炎症呈现较好地抑制作用。

Claims

1、一种苯并噁唑酮糖苷类化合物，其特征是该化合物的结构通式I为：

其中R为糖类取代基，具体为葡萄糖、半乳糖、乳糖、阿拉伯糖、麦芽糖、木糖以及乙酰化葡萄糖、乙酰化半乳糖、乙酰化乳糖、乙酰化阿拉伯糖、乙酰化麦芽糖、乙酰化木糖。

2、根据权利要求1所述的苯并噁唑酮糖苷类化合物，其特征是所述的糖类取代基R为D构型。

3、制备如权利要求1所述的苯并噁唑酮糖苷类化合物的方法，其特征是合成路线如下：

其中：

R₁＝-H，-OAc

R₄＝-OH，-H

上述合成路线包括以下步骤：

(2)化合物I-a在碱性溶液中脱去保护基，得苯并噁唑酮糖苷类化合物I-b；所述的化合物I-a和化合物I-b即为得到的苯并噁唑酮糖苷类化合物。

4、根据权利要求3所述的制备苯并噁唑酮糖苷类化合物的方法，其特征是所述步骤(1)的糖苷化反应中，反应溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、乙腈中的任意一种；反应所需碱可以是NaOH、K₂CO₃、Na₂CO₃中的任意一种；反应所需的相转移催化剂为十六烷基三甲基溴化铵或四丁基溴化铵。

5、根据权利要求3所述的制备苯并噁唑酮糖苷类化合物的方法，其特征是所述步骤(2)的脱保护基反应时间为5～20h，反应温度为室温。

6、根据权利要求1或2所述的苯并噁唑酮糖苷类化合物在制备抗乙肝病毒、抗HIV病毒及抗炎药物中的应用。