CN101585840A - 光学纯的α－酮酰基三尖杉酯碱及其制备纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学纯的α－酮酰基三尖杉酯碱及其制备纯化方法。在－80℃～50℃下，α－酮酸与草酰氯反应后制得的产物α－酮酰氯再和三尖杉碱在惰性有机溶剂中以有机碱作为缚酸剂进行反应，得到通式如(I)所示的油状产物。纯化步骤是将油状物用惰性有机溶剂溶解，加入饱和NaHSO3溶液，搅拌，分液；用有机溶剂洗涤水相后，水相用饱和的Na2CO3溶液调节pH至7～8，用有机溶剂萃取；用pH＝6.8的缓冲溶液和饱和食盐水洗涤有机相，有机相干燥、过滤，旋去溶剂，得到淡黄色固体；再用有机溶剂重结晶得到白色固体或无色晶体。本发明是合成广泛应用于抗肿瘤(恶性和非恶性肿瘤)、抗寄生虫、抗真菌和抗菌化疗的药物三尖杉酯类生物碱的关键中间体。合成方法适用于大量结构通式如(I)所示的光学纯的化合物的纯化和制备。
Description
技术领域
本发明涉及光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱及其制备纯化方法。
背景技术
1970年，Paudler和Powell等(Tetrahedron Lett.1970，47，815；Tetrahedron 1972，28，1995)从三尖杉属植物中分离鉴定出四种三尖杉酯碱，即三尖杉酯碱1(Harringtonine，HT)，高三尖杉酯碱2(Homoharringtonine，HHT)，脱氧三尖杉酯碱3(Deoxyharringtonine，DHT)和异三尖杉酯碱4(Isoharringtonine，IHT)，并发现均具有显著的抗肿瘤活性。其中高三尖杉酯碱2于1990年载入我国药典用于临床治疗急性非淋巴性白血病，并一直临床应用至今(中国药典1990年版二部，1990，588；中国药典2005年版二部，2005，629)。
天然三尖杉酯碱由三尖杉碱母核和酯基侧链两部分组成。其母核三尖杉碱5(Cephalotaxine)没有药理活性(The Alkaloids，1984，23，157)，而酯碱衍生物6具有显著的生理活性。
Cephalotaxine(5) 天然三尖杉酯碱通式(6)
目前药用三尖杉酯碱是从粗榧属植物中分离得到。粗榧属生物碱主要(至少50％)由三尖杉碱组成，存在于植物的可再生部分(枝、叶)中，三尖杉碱是三尖杉酯碱的生物合成前体。天然三尖杉酯碱在总生物碱中只占一小部分，而且主要存在于植物的不可再生部分(根、皮、茎)。三尖杉酯碱除了以低浓度存在于天然植物中以外，还与许多结构非常相似的同类物相混合，因此从天然产物中分离得到高纯度的三尖杉酯碱十分困难。同时，粗榧属植物数量剧减，已成为濒危的珍稀植物。因此，从植物中分离三尖杉酯碱已经远远不能满足临床应用的需要。
自上世纪七十年代以来，化学家们就利用从植物再生部分分离得到的天然三尖杉碱为原料，进行三尖杉酯碱的半合成研究(Alkaloids：Chemical and Biological Perspectives 1987，5，639；The Alkaloids，1998，51，199，Academic Press，New York)。其中，最常见的方法是以光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱为反应关键中间体，如我国化学家黄文魁等率先利用Reformatsky反应实现了脱氧三尖杉酯碱的半合成(兰州大学学报，自然科学版，1974，1，148)，该方法报道的同时，美国的Mikolajczak等人也报道了有机锂试剂与α-酮酰基三尖杉酯碱反应制备脱氧三尖杉酯碱3及其表异构体的方法(Tetrahedron Lett.1974，15，283)，但该方法的反应收率明显低于Reformatsky反应的收率。此后，通过溴乙酸甲酯和α-酮酰基三尖杉酯碱侧链上的羰基之间的Reformatsky反应被广泛应用于三尖杉酯碱(中国科学(Eng)，1979，22，1333；J.Org.Chem.1978，43，4762；科学通报，1975，20，437)、高三尖杉酯碱(药学学报，1980，15，46；科学通报，1980，25，576；Tetreahedron Lett.1982，23，3431；J.Org.Chem.1983，48，5321)、异三尖杉酯碱(科学通报，1982，27，1048；药学学报，1982，17，866)、新三尖杉酯碱(药学学报，1992，47，1087)等的合成。
上述合成过程中所用到的α-酮酰基三尖杉酯碱均未经过纯化，直接进行Reformatsky反应，给后续产物的纯化带来困难。虽然有两篇文献报道了α-酮酰基三尖杉酯碱的纯化方法(科学通报，1976，178；药学学报，1981，16，821)，前者进行了重结晶但没有报道结晶后的收率，后者要经过氧化铝柱的分离，操作复杂，收率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱及其制备纯化方法，可以克服已有技术的不足。本发明的合成与纯化方法适用于大量结构通式如(I)所示的光学纯的化合物的纯化和制备。
本发明提供的一种光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱的结构通式如(I)所示：
式中，R1表示链末端部分的基团；
R1是氢，不同的饱和的、不饱和的、芳香的、直链的、支链的或环状的烃基，特别是烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂环烷基，所述烷基还可以包括一个或者多个杂原子。
本发明的α-酮酰基三尖杉酯碱优选自下列化合物7-13：
本发明提供的一种光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱通式(I)化合物的制备方法是：
α-酮酸与草酰氯反应后制得的通式为(II)的α-酮酰氯再和三尖杉碱5在惰性溶剂中以有机碱作为缚酸剂进行反应。其中R1如通式(I)中所定义。有机碱优选是吡啶。该反应合适的溶剂为卤代烷烃、吡啶、乙醚、四氢呋喃、乙酸乙酯，优选是二氯甲烷。该反应在-80℃～50℃，优选是-20℃～30℃的温度范围内进行：
本发明提供的光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱通式(I)化合物的特征纯化方法是：将上述油状物用惰性有机溶剂溶解，其优选溶剂为乙醚、乙酸乙酯和二氯甲烷；加入饱和NaHSO3溶液，搅拌，分液，至有机相中无化合物(I)；用有机溶剂，优选为乙醚、乙酸乙酯和二氯甲烷洗涤水相后；水相用碱溶液，优选为饱和的Na2CO3溶液调节pH至7～8；惰性有机溶剂，优选为乙醚萃取；分别用pH＝6.8的缓冲溶液，优选为pH＝6.8的磷酸氢二钠-檬酸缓冲溶液和饱和食盐水洗涤有机相，有机相干燥、过滤，旋去溶剂，得到淡黄色固体；用有机溶剂，优选为乙醚重结晶，得到白色固体或无色透明晶体。
本发明的化合物是合成广泛应用于抗肿瘤(恶性和非恶性肿瘤)、抗寄生虫、抗真菌和抗菌化疗的药物三尖杉酯类生物碱的关键中间体。本发明的合成方法适用于大量结构通式如(I)所示的光学纯的化合物的纯化和制备。
附图说明
图1是化合物7的单晶结构图。
具体实施方式
以下再通过实施例形式的具体实施方式对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1α-酮酰基三尖杉酯碱制备及纯化(通用操作)
向化合物(III)的二氯甲烷溶液中(2mmol，1.0M)，加入1滴DMF。冰水浴下，滴加草酰氯(2.6mmol，1.0M)的CH2Cl2溶液，滴加完毕后撤去冰浴，1.5h后反应停止放气，继续反应1h，旋去溶剂，加苯后旋去过量的草酰氯，再重复一次，残余物用1mL二氯甲烷溶解，滴加到三尖杉碱5(0.315g，1.0mmol)与吡啶(0.22ml，2.6mmol)的CH2Cl2溶液中(冰水浴冷却)。滴加完后撤去冰浴，30min后TLC跟踪，原料消失。加5mL水淬灭反应，分液，水相用乙醚萃取三次，合并有机相，依次用10％Na2CO3溶液、饱和食盐水洗涤，旋去溶剂抽干得黄色油状物(I)。
化合物(I)的特征纯化方法是，将上述油状物用乙醚溶解，加入饱和NaHSO3溶液，搅拌，分液，至乙醚相中无化合物(I)；用乙醚洗涤水相后，水相用饱和Na2CO3溶液调节pH至7～8，乙醚萃取；分别用pH＝6.8的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液和饱和食盐水洗涤乙醚层，干燥；过滤，旋去溶剂，得到淡黄色固体；用乙醚重结晶，得到白色固体。
实施例2α-酮酰基三尖杉酯碱7的制备
同实施例1的方法，不同在于用20mmol化合物14得到化合物15，再与10mmol三尖杉碱5反应，得到本标题化合物7的无色晶体(结构如图1所示)。收率86％，mp.98～100℃；[α]D＝-125.4°(c＝1.0，CHCl3，20℃)；IR(KBr)v 2961，2876，1749，1654，937cm-1；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ6.56(s，1H，ArH)，6.54(s，1H，ArH)，5.86(d，1H，ArCHCH，J＝9.2Hz)，5.82(s，2H，OCH2O)，5.09(s，1H，vinyl H)，3.81(d，1H，ArCHCH，J＝9.2Hz)，3.68(s，3H，OCH3)，3.19(td，1H，CH2，J＝11.6，7.6Hz)，3.04(m，1H，CH2)，2.91(m，1H，CH2)，2.57(m，2H，CH2)，2.33(m，2H，CH2)，2.22(m，1H，CH2)，2.02(dt，1H，CH2，J＝12.0，9.6Hz)，1.88(m，1H，CH2)，1.72(m，2H，CH2)，1.41(septet，1H，(CH3)2CH，J＝6.8Hz)，1.24(m，2H，CH2)，0.80(d，6H，(CH3)2CH，J＝6.8Hz)ppm；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ194.1，160.1，156.7，147.0，145.9，133.9，127.9，113.4，110.0，101.4，101.1，76.5，70.9，57.5，56.6，54.1，48.6，43.6，37.2，31.7，31.4，27.6，22.3，20.5ppm；HRMS(EI)m/z found 442.2224([M+H]+，calcd for C25H32NO6 442.2220)；X-ray crystallographicdata：C25H31NO6，FW 441.51，Orthorhombic，space group P 21 21 21，
α＝90°，β＝90°，γ＝90°，Z＝4，dcalcd＝1.276g/cm3，R1(I＞2σ(I))＝0.0953，wR2(all data)＝0.2805.
实施例3α-酮酰基三尖杉酯碱8的制备
同实施例1的方法，不同在于用10mmol化合物16得到化合物17，再与5mmol三尖杉碱5反应，得到本标题化合物8的无色晶体。收率为50％，mp.128～130℃；[α]D＝-128.7°(c1.0，CHCl3，20℃)；IR(KBr)v 2958，1728，1654，1478，1369，1223，1042，932cm-1；1H NMR(300MHz，CDCl3)δ6.58(s，1H，ArH)，6.57(s，1H，ArH)，5.88(d，1H，ArCHCH，J＝9.3Hz)，5.86(s，1H，OCH2O)，5.84(s，1H，OCH2O)，5.10(s，1H，vinyl H)，3.83(d，1H，ArCHCH，J＝9.3Hz)，3.71(s，3H，OCH3)，3.20(ddd，1H，CH2，J＝14.1，12.0，7.8Hz)，3.08(m，1H，CH2)，2.92(td，1H，CH2，J＝11.7，7.2Hz)，2.59(m，2H，CH2)，2.37(dd，1H，CH2，J＝14.4，6.9Hz)，2.26(dd，1H，CH2，J＝16.8，6.6Hz)，2.11(dd，1H，CH2，J＝16.8，6.9Hz)，2.04(dt，1H，CH2，J＝13.2，9.6Hz)，1.88(m，2H，CH2，(CH3)2CH)，1.75(m，2H，CH2)，0.80(d，3H，(CH3)2CH，J＝6.6Hz)，0.76(d，3H，(CH3)2CH，J＝6.9Hz)ppm；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ193.5，160.3，156.7，147.0，145.9，133.9，127.9，113.4，110.1，101.4，101.1，76.4，71.0，57.6，56.6，54.1，48.6，47.8，43.6，31.7，23.9，22.5，22.4，20.5ppm；HRMS(EI)m/z found 428.2062([M+H]+，calcd for C24H29NO6 428.2068).
实施例4α-酮酰基三尖杉酯碱9的制备
同实施例1的方法，不同在于用化合物18得到化合物19，再与三尖杉碱5反应，得到本标题化合物9的白色固体。收率为83％；mp.134～136℃；[α]D＝-87.6°(c 0.5，CHCl3，20℃)；IR(KBr)v 2960，1744，1652，1504，1487，1224，1027cm-1；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ6.59(s，1H，ArH)，6.58(s，1H，ArH)，5.88(d，1H，ArCHCH，J＝9.6Hz)，5.86(s，2H，OCH2O)，5.10(s，1H，vinyl H)，3.84(d，1H，ArCHCH，J＝9.2Hz)，3.71(s，3H，OCH3)，3.21(ddd，1H，CH2，J＝13.6，12.8，7.6Hz)，3.09(td，1H，CH2，J＝8.4，4.8Hz)，2.93(td，1H，CH2，J＝11.2，7.2Hz)，2.59(m，2H，CH2)，2.38(dd，1H，J＝14.4，6.8Hz)，2.28(m，2H，CH2)，2.04(dt，1H，J＝12.0，9.6Hz)，1.90(ddd，1H，CH2，J＝12.8，7.6，4.4Hz)，1.76(m，2H，CH2)，1.40(septet，1H，(CH3)2CH，J＝6.8Hz)，1.38(m，2H，CH2)，0.80(d，6H，(CH3)2CH，J＝6.8Hz)ppm；13C NMR(100MHz，CDCl3)：δ193.7，159.9，156.5，146.8，145.7，133.7，127.7，113.2，109.8，101.3，100.9，76.2，70.7，57.3，56.5，53.9，48.4，43.4，39.2，38.0，31.5，27.6，22.4，20.4，20.3ppm；HRMS(ESI)m/z found 456.2378([M+H]+，calcd for C26H34NO6 456.2378).
实施例5α-酮酰基三尖杉酯碱10的制备
同实施例1的方法，不同在于用化合物20得到化合物21，再与三尖杉碱5反应，得到本标题化合物10的白色固体。收率为87％；mp.92～94℃；[α]D＝-118.2°(c 0.5，CHCl3，20℃)；IR(KBr)v 2951，1742，1651，1504，1487，1224，1030cm-1；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ6.59(s，1H，ArH)，6.58(s，1H，ArH)，5.88(d，1H，ArCHCH，J＝9.6Hz)，5.86(s，2H，OCH2O)，5.10(s，1H，vinyl H)，3.84(d，1H，ArCHCH，J＝9.2Hz)，3.71(s，3H，OCH3)，3.21(ddd，1H，CH2，J＝13.6，12.4，8.0Hz)，3.09(m，1H，CH2)，2.93(td，1H，CH2，J＝11.2，7.2Hz)，2.58(m，2H，CH2)，2.37(m，2H，CH2)，2.26(m，1H，CH2)，2.03(dt，1H，CH2，J＝12.0，9.6Hz)，1.90(ddd，1H，CH2，J＝12.8，7.6，4.4Hz)，1.58(m，9H，CH2)，1.37(m，2H，CH2，CH)，0.99(m，2H)ppm；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ193.6，160.0，156.5，146.8，145.7，133.7，127.7，113.2，109.8，101.3，100.9，76.3，70.7，57.3，56.4，53.9，48.4，43.4，39.4，38.4，32.3(2)，31.5，28.6，25.1(2)，20.3ppm；HRMS(ESI)m/zfound 468.2378([M+H]+，calcd for C27H34NO6 468.2381).
实施例6α-酮酰基三尖杉酯碱11的制备
同实施例1的方法，不同在于用化合物22得到化合物23，再与三尖杉碱5反应，得到本标题化合物11的白色固体。收率为70％；mp.122～124℃；[α]D＝-120.4°(c 1.0，CHCl3，20℃)；IR(KBr)v 2923，1728，1653，1486，1221，1036，773cm-1；1H NMR(600MHz，CDCl3)δ6.59(s，1H，ArH)，6.57(s，1H，ArH)，5.89(d，1H，ArCHCH，J＝9.6Hz)，5.86(s，2H，OCH2O)，5.10(s，1H，vinyl H)，3.83(d，1H，ArCHCH，J＝9.6Hz)，3.71(s，3H，OCH3)，3.22(m，1H，CH2)，3.08(m，1H，CH2)，2.93(td，1H，CH2，J＝10.8，7.8Hz)，2.60(m，2H，CH2)，2.37(dd，1H，CH2，J＝14.4，6.6Hz)，2.31(m，1H，CH2)，2.27(m，1H，CH2)，2.04(dt，1H，CH2，J＝12.0，10.2Hz)，1.91(m，1H，CH2)，1.76(m，2H，CH2)，1.63(m，6H，CH2，CH)，1.15(m，5H，CH2)，0.82(m，2H，CH2)ppm；13C NMR(150MHz，CDCl3)δ194.0，160.0，156.5，146.8，145.7，133.7，127.7，113.2，109.8，101.2，100.9，76.2，70.7，57.3，56.4，53.9，48.3，43.4，37.0，36.7，32.9，32.8，31.5，29.7，26.5，26.2(2)，20.3ppm；HRMS(ESI)m/z found 482.2536([M+H]+，calcd for C28H35NO6 482.2537).
实施例7α-酮酰基三尖杉酯碱12的制备
同实施例1的方法，不同在于用化合物24得到化合物25，再与三尖杉碱5反应，得到本标题化合物12的白色固体。收率为70％；mp.191～193℃；[α]D＝-132.6°(c 1.0，CHCl3，20℃)；IR(KBr)v 2955，1728，1654，1487，1223，1039，772cm-1；1H NMR(600MHz，CDCl3)δ6.59(s，1H，ArH)，6.58(s，1H，ArH)，5.90(d，1H，ArCHCH，J＝9.6Hz)，5.85(s，2H，OCH2O)，5.11(s，1H，vinyl H)，3.84(d，1H，ArCHCH，J＝9.0Hz)，3.72(s，3H，OCH3)，3.22(ddd，1H，CH2，J＝13.8，12.6，7.8Hz)，3.08(m，1H，CH2)，2.93(td，1H，CH2，J＝11.4，7.2Hz)，2.60(m，2H，CH2)，2.38(dd，1H，CH2，J＝14.4，6.6Hz)，2.32(m，1H，CH2)，2.21(m，1H，CH2)，2.04(dt，1H，CH2，J＝11.4，9.6Hz)，1.91(m，1H，CH2)，1.76(m，2H，CH2)，1.29(t，2H，CH2，J＝7.8Hz)，0.82(s，9H，C(CH3)3)ppm；13C NMR(150MHz，CDCl3)δ194.2，160.0，156.4，146.8，145.7，133.7，127.6，113.3，109.9，101.2，100.9，76.3，70.7，57.4，56.4，53.9，48.4，43.4，35.9，34.9，31.5，29.8，28.9(3)，20.3ppm；HRMS(ESI)m/z found 456.2378([M+H]+，calcd for C26H33NO6 456.2381).
实施例8α-酮酰基三尖杉酯碱13的制备
同实施例1的方法，不同在于用化合物26得到化合物27，再与三尖杉碱5反应，得到本标题化合物13的白色固体。收率为92％；mp.170～172℃；[α]D＝-133.4°(c 1.0，CHCl3，20℃)；IR(KBr)v 2942，1731，1654，1487，1222，1034，771cm-1；1H NMR(600MHz，CDCl3)δ6.56(s，2H，ArH)，5.88(d，1H，ArCHCH，J＝9.0Hz)，5.87(s，1H，OCH2O)，5.86(s，1H，OCH2O)，5.11(s，1H，vinyl H)，3.84(d，1H，ArCHCH，J＝9.0Hz)，3.72(s，3H，OCH3)，3.22(m，1H，CH2)，3.08(m，1H，CH2)，2.94(td，1H，CH2，J＝10.8，7.8Hz)，2.61(m，2H，CH2)，2.39(dd，1H，CH2，J＝14.4，6.6Hz)，2.06(m，1H，CH2)，2.03(s，3H，C(O)CH3)，1.92(m，1H，CH2)，1.76(m，2H，CH2)ppm；13CNMR(150MHz，CDCl3)δ191.0，159.3，156.5，146.9，145.7，133.6，127.6，113.2，109.8，101.3，100.9，76.5，70.9，57.4，56.4，53.8，48.3，43.3，31.4，26.5，20.3ppm。
Claims (7)
1、一种光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱，其特征在于它是式(I)结构的化合物：
式中，R1是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂环烷基，所述烷基还可以包括一个或者多个杂原子。
2、按照权利要求1所述的光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱，其特征在于它是下列化合物：
3、权利要求1所述的光学纯的α-酮酰基三尖杉酯碱通式(I)化合物的制备方法，其特征在于它包括的步骤：
在-80℃～50℃下，α-酮酸与草酰氯反应后制得的通式为(II)的α-酮酰氯再和三尖杉碱在惰性有机溶剂中以有机碱作为缚酸剂进行反应，得到油状产物，其中R1如通式(I)中所定义。
4、按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的有机碱是吡啶。
5、按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的溶剂为卤代烷烃、吡啶、乙醚、四氢呋喃、乙酸乙酯，优选是二氯甲烷。
6、按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的反应是-20℃～30℃的温度范围内进行。
7、按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的油状产物的纯化步骤是：将上述油状物用乙醚、乙酸乙酯或二氯甲烷惰性溶剂溶解，加入饱和NaHSO3溶液，搅拌，分液，至有机相中无式(I)化合物；用有机溶剂，优选为乙醚、乙酸乙酯或二氯甲烷洗涤水相后，水相用碱液，优选为饱和的Na2CO3溶液调节pH至7～8；用乙醚萃取；惰性有机溶剂，优选为乙醚萃取；分别用pH＝6.8的缓冲溶液，优选为pH＝6.8的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液和饱和食盐水洗涤有机相，有机相干燥、过滤，旋去溶剂，得到淡黄色固体；用有机溶剂，优选为乙醚重结晶，得到白色固体或无色透明晶体。
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