CN103923135B - 一种氘代5-羟基色氨糖苷衍生物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氘代5‑羟基色氨糖苷衍生物及其制备方法，本发明首次以5‑苄基氧吲哚为起始物料，经过酰基化反应、氨解，还原上氘，再脱苄得到4‑氘代‑5羟基色氨，再将氨基保护后与全保护的溴糖酸反应，最后经水解得到新的氘代氘代5‑羟基色氨糖苷衍生物。本发明提供的氘代氘代5‑羟基色氨糖苷衍生物，可用于5‑羟基色氨酸在人体内代谢途径的研究和应用。本发明提供的制备方法，整个工艺设计合理，可操作性强，得率高，同位素丰度可达98%以上。
Description
技术领域
本发明属于氘代化合物的制备领域，具体涉及到一种新的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物及其制备方法。
背景技术
5-羟色氨酸在体内代谢为5-羟基色氨糖苷后再经5-羟色氨酸脱羧酶合成于中枢神经元及动物消化道之肠嗜铬细胞。用氘代5-羟基色氨糖苷在体内代谢做对照可以更加准确地了解该代谢的过程，5-羟基色氨糖苷是人体代谢物，如果人体内的5-羟基色氨糖苷酶失活的话，可以直接用5-羟基色氨糖苷来进行治疗，因此，氘代5-羟基色氨糖苷有很重要的应用前景和价值。
发明内容
发明目的：发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构新颖的氘代氘代5-羟基色氨糖苷衍生物，本发明另一个目的是提供该氘代氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法。
技术方案，为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种氘代5-羟基色氨糖苷衍生物，其特征在于，它具有以下通式的化合物：
其中R1，R2，R3，R4为氢或氘。
本发明所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，其包括以下步骤：
(1)取化合物2，即5-苄氧基吲哚与乙酰氯在有机溶剂中，在-20～30℃下发生傅克酰基化反应得到化合物3；
(2)取步骤(1)制得的化合物3，加入到氨水中，搅拌反应得到化合物4；
(3)取步骤(2)制得的化合物4与氘代四氢铝锂，在有机溶剂中，于20～120℃下进行还原反应，反应完全后，用碱中和多余的氢化物，得到化合物5；
(4)取步骤(3)制备得到的化合物5，在Pd/C作用下，在有机溶剂中还原脱苄基得到化合物6，即氘代5-羟基色胺；
(5)、取步骤(4)制备得到的化合物6，在-20～30℃条件下，与氯甲酸苄酯在有机溶剂中酰胺化反应得到化合物7；
(6)、取步骤(5)制备得到的化合物7溶解在有机溶剂中，在0～50℃下，在碱的作用下与溴糖化合物8反应得到化合物9；
(7)、取步骤(6)制备得到的化合物9溶解于有机溶剂中，在-20℃～30℃下，在碱的作用下进行水解，得到化合物10；
(8)、取步骤(7)制备得到的化合物在10，在0～50℃下，用Pd/C加氢气还原得到化合物1。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(1)中所述有机溶剂为乙醚，四氢呋喃，甲基叔丁基醚，1,4-二氧六烷，二氯甲烷，三氯甲烷中的一种或者它们的混合溶剂，
所述的5-苄氧基吲哚与乙酰氯的摩尔用量比为0.5～2.5:0.6～3.0。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(2)中所述的氨水浓度为1％～80％，特别优选氨水浓度为25％～80％；且化合物3与氨水的用量比为1g:1～100ml，特别优选1g:20～100ml。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(3)中化合物4与氘代四氢铝锂的摩尔用量比为1:0.5-4；
所述的有机溶剂为乙醚，四氢呋喃，甲基叔丁基醚，二氯甲烷，三氯甲烷，苯，甲苯，1,4-二氧六烷，乙腈，甲醇，乙醇，异丙醇或正丁醇中的至少任意一种；
碱中和所用的碱为氢氧化钠，氢氧化钾，氨水，氢氧化钙或三乙胺中的至少任意一种。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(4)中所述有机溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，正丁醇，四氢呋喃或1,4-二氧六烷中的至少一种；
还原脱苄基的反应温度为0℃～80℃。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(5)中所述的有机溶剂为吡啶，2-甲基吡啶，4-甲基吡啶，三乙胺中的至少一种；
酰胺化反应的温度为-20℃～30℃，更优选-10℃～0℃。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(6)中，所述有机溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，正丁醇，四氢呋喃中的至少一种；
反应温度为0℃～50℃；
所用碱为氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾，氨水，甲醇钠或叔丁醇钠。
化合物7与溴糖化合物8的摩尔用量比为：1：0.95。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(7)中所述有机溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇，四氢呋喃中的至少一种；
所用的碱为氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾，甲醇钠，叔丁醇钠或叔丁醇钾；
所述的水解反应的温度为-20℃～30℃。
作为优选方案，以上所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，步骤(8)中反应温度为0℃～50℃；反应溶剂为水，甲醇，乙醇，正丁醇，异丙醇，乙酸中的至少任意一种；氢气压力为1～5个大气压。
如图1所示，为本发明氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的合成路线图。
本发明通过大量实验筛选以上各步骤的具体反应溶剂，反应物用量配比，反应温度，反应时间等工艺参数，采用本发明优选的反应工艺，具有反应效率高，提纯方便，纯度高，得率高等优点。
有益效果：本发明提供的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法和现有技术相比具有以下优点：
本发明提供的一种氘代5-羟基色氨糖苷的制备方法，通过大量实验筛选出各反应步骤的最优反应条件，整个工艺设计合理，可操作性强，分离简单。本发明首次采用氘代的四氢铝锂进行还原得到氘代的5-羟基色胺，可解决化合物中氘取代反应的问题，并在后续的反应中保证不丢失氘原子。另外本发明用保护的溴糖化合物与保护的氘代5-羟基色胺反应得到氘代5-羟基色氨糖苷。
并且采用本发明提供的方法制备得到的氘代的5-羟基色氨糖苷，纯度高可达98％以上，收率高，并且同位素丰度>98％。
附图说明
图1为本发明所述的氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备工艺流程图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
1、化合物3和化合4的制备
称量11.65克乙酰氯溶解于干燥的乙醚中，冷却至0℃下，然后取5-苄氧基吲哚(10克)分批加入到反应体系中。搅拌反应30分钟后，得到红色固体，过滤，滤饼用少量乙醚洗涤，得化合物3。所得化合物3加入到25％氨水中搅拌1小时，得黄色固体，过滤，滤饼用50毫升乙醚洗涤，抽干得12.1克化合物4。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.93(s,1H),7.96(d,1H),7.78(d,1H),7.51-7.29(m,6H),7.02(dd,1H),5.11(s,2H).MS:295[M+H]+。
2、化合物5和化合物6(氘代5-羟基色胺的制备)的制备
称量12克化合物4溶解于300毫升干燥的四氢呋喃中，搅拌下分批加入8.56克氘代四氢铝锂。搅拌反应过夜，原料反应完全后，将反应体系冷却至0℃，滴加2M的氢氧化钠溶液，中和掉多余的氢化物，过滤，除去固体，滤液用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂得化合物5粗品，加入盐酸成盐并用乙酸乙酯重结晶后得到4.8克化合物5纯品。
将化合物5纯品4.8克溶解于50毫升无水甲醇中，加入0.2克Pd/C(10％)，将反应体系置于1个大气压的氢气氛围中，常温搅拌反应18小时。反应完全后，将反应体系用硅藻土过滤，滤液浓缩后得黑色固体，并用柱色谱进行纯化，洗脱剂为CH2Cl2：MeOH(NH3)(5:0.2,500ml)得氘代5-羟基色胺717.9毫克，即化合物6。HPLC检测纯度为99.6％。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.11(s,1H),7.17(d,J＝8.6,1H),6.99(d,J＝2.0,1H),6.92(s,1H),6.80(dd,J＝2.1,8.6,1H),6.18(brs,1H),4.73(brs,1H)。MS:181[M+H]+
3、化合物7的制备
称量2.5克氘代5-羟基色胺溶解于25毫升干燥吡啶中，0℃下向体系中滴加3.5克溶解于12.5毫升二氯甲烷中的氯甲酸苄酯，维持温度继续搅拌30分钟。反应完全后，减压蒸干溶剂得化合物7粗品5.0克。经柱层析提纯(洗脱剂为CH2Cl2：MeOH(500:0)500ml；CH2Cl2：MeOH(100:1)100ml)后得到2.0克油状物的化合物7。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.25(s,1H),7.35(m,5H),7.17(d,J＝8.6,1H),6.99(d,J＝2.0,1H),6.92(s,1H),6.80(dd,1H),6.18(brs,1H),4.73(brs,1H)。MS:315[M+H]+
4、化合物9的制备
称量1.3克化合物7溶解于6.5毫升甲醇中，搅拌下加入0.17克氢氧化锂，搅拌反应1小时后，加入1.15克溴糖(化合物8)，继续搅拌过夜。反应至原料不再减少后，减压蒸干溶解得粗品，经多次柱层析纯化后得0.7克化合物9。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.46(s,1H),7.35(m,5H),7.17(d,1H),6.99(d,1H),6.92(s,1H),6.80(dd,1H),6.65(d,1H),6.18(brs,1H),5.60(t,1H),5.22(t,1H),4.88(dd,1H),4.58(d,1H),3.78(s,3H)。MS:505[M+H]+
5、氘代氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备
称量0.7克化合物9溶解于14毫升甲醇中，0℃下加入0.07克氢氧化钠，待氢氧化钠固体消失后，继续维持温度搅拌3小时。反应完全后，减压蒸干溶剂得粗品1.1克，经柱层析纯化后得0.55克化合物10。再将化合物10溶解于11毫升水中，加入0.06克Pd/C(10％)，将反应体系置于氢气氛围中，并保持在常压下常温搅拌过夜。反应完全后，过滤，除去固体，滤液冻干后得250毫克化合物1(氘代氘代5-羟基色氨糖苷衍生物)，得率为62％。1HNMR(300MHz,D2O):δ9.01(s,1H),7.37(d,1H),7.12(d,1H),7.05(s,1H),6.95(dd,1H),6.83(d,1H),6.51(brs,1H),5.72(t,1H),5.33(t,1H),4.98(dd,1H),4.63(d,1H)。MS:356[M+H]+
实施例2
1、化合物3和化合4的制备
称量11.65克乙酰氯溶解于干燥的四氢呋喃中，冷却至0℃下，5-苄氧基吲哚(10克)分批加入到反应体系中。搅拌反应30分钟后，得到红色固体，过滤，滤饼用少量乙醚洗涤，得化合物3。所得化合物3加入到50％氨水中搅拌1小时，得黄色固体，过滤，滤饼用50毫升乙醚洗涤，抽干得12.1克化合物4。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.93(s,1H),7.96(d,1H),7.78(d,1H),7.51-7.29(m,6H),7.02(dd,1H),5.11(s,2H).MS:295[M+H]+。
2、氘代5-羟基色胺的制备(化合物6)
称量12克化合物4溶解于300毫升干燥的乙醚中，搅拌下分批加入8.56克氘代四氢铝锂。搅拌反应过夜，原料反应完全后，将反应体系冷却至10℃，滴加2M的氢氧化钾溶液中和掉多余的氢化物。过滤，除去固体，滤液用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂得化合物5粗品，加入盐酸成盐并用乙酸乙酯重结晶后得到4.5克化合物5纯品。
将化合物5纯品4.5克溶解于50毫升无水乙醇中，加入0.2克Pd/C(10％)，将反应体系置于1个大气压的氢气氛围中，常温搅拌18小时。反应完全后，将反应体系用硅藻土过滤，滤液浓缩后得黑色固体并用柱色谱进行纯化，洗脱剂为CH2Cl2/MeOH(NH3)(5:0.2,500ml)得氘代5-羟基色胺657.9毫克。HPLC检测纯度为98.7％。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.11(s,1H),7.17(d,J＝8.6,1H),6.99(d,J＝2.0,1H),6.92(s,1H),6.80(dd,J＝2.1,8.6,1H),6.18(brs,1H),4.73(brs,1H)。MS:181[M+H]+
3、化合物7的制备
称量2.6克氘代5-羟基色胺溶解于25毫升干燥三乙胺中，0℃下向体系中滴加3.7克溶解于14毫升二氯甲烷中的氯甲酸苄酯，维持温度继续搅拌30分钟。反应完全后，减压蒸干溶剂得化合物7粗品5.1克。经柱层析提纯(洗脱剂为CH2Cl2/MeOH，500:0,500ml；100:1,101ml)后得到2.0克油状物的化合物7。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.25(s,1H),7.35(m,5H),7.17(d,J＝8.6,1H),6.99(d,J＝2.0,1H),6.92(s,1H),6.80(dd,1H),6.18(brs,1H),4.73(brs,1H)。MS:315[M+H]+
4、化合物8的制备
称量1.3克化合物7溶解于6.5毫升甲醇中，搅拌下加入0.17克氢氧化钠，搅拌反应1小时后，加入1.15克溴糖(化合物8)，继续搅拌过夜。反应至原料不再减少后，减压蒸干溶解得粗品，经多次柱层析纯化后得0.7克化合物9。
5、氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备
称量0.7克化合物9溶解于14毫升乙醇中，0℃下加入0.07克氢氧化钠，待氢氧化钠固体消失后，继续维持温度搅拌3小时。反应完全后，减压蒸干溶剂得粗品1.1克，经柱层析纯化后得0.56克化合物10。再将化合物10溶解于11毫升水中，加入0.06克Pd/C(10％)，将反应体系置于氢气氛围中，并保持在常压下常温搅拌过夜。反应完全后，过滤，除去固体，滤液冻干后得256毫克氘代5-羟基色氨糖苷衍生物。得率为65％。
1HNMR(300MHz,D2O):δ9.01(s,1H),7.37(d,1H),7.12(d,1H),7.05(s,1H),6.95(dd,1H),6.83(d,1H),6.51(brs,1H),5.72(t,1H),5.33(t,1H),4.98(dd,1H),4.63(d,1H)。MS:356[M+H]+
实施例3
1、化合物3和化合4的制备
称量11.9克乙酰氯溶解于干燥的三氯甲烷中，冷却至0℃下，将5-苄氧基吲哚(10.3克)分批加入到反应体系中。搅拌反应30分钟后，得到红色固体，过滤，滤饼用少量四氢呋喃洗涤，得化合物3。所得化合物3加入到80％氨水中搅拌1小时，得黄色固体，过滤，滤饼用50毫升乙醚洗涤，抽干得12.1克化合物4。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.93(s,1H),7.96(d,1H),7.78(d,1H),7.51-7.29(m,6H),7.02(dd,1H),5.11(s,2H).MS:295[M+H]+。
2、氘代5-羟基色胺的制备(化合物6)
称量12克化合物4溶解于300毫升干燥的1,4-二氧六烷中，搅拌下分批加入8.56克氘代四氢铝锂。搅拌反应过夜，原料反应完全后，将反应体系冷却至0℃，滴加2M的25％氨水溶液中和掉多余的氢化物。过滤，除去固体，滤液用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂得化合物5粗品，加入盐酸成盐并用乙酸乙酯重结晶后得到4.5克化合物5纯品。
将化合物5纯品4.5克溶解于50毫升无水乙醇中，加入0.2克Pd/C(10％)，将反应体系置于2个大气压的氢气氛围中，常温搅拌8小时。反应完全后，将反应体系用硅藻土过滤，滤液浓缩后得黑色固体并用柱色谱进行纯化，洗脱剂为CH2Cl2/MeOH(NH3)(5:0.2,500ml)得氘代5-羟基色胺754毫克。HPLC检测纯度为98.2％。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.11(s,1H),7.17(d,J＝8.6,1H),6.99(d,J＝2.0,1H),6.92(s,1H),6.80(dd,J＝2.1,8.6,1H),6.18(brs,1H),4.73(brs,1H)。MS:181[M+H]+
3、化合物7的制备
称量2.4克氘代5-羟基色胺溶解于25毫升干燥三乙胺中，0℃下向体系中滴加3.5克溶解于14毫升二氯甲烷中的氯甲酸苄酯，维持温度继续搅拌30分钟。反应完全后，减压蒸干溶剂得化合物7粗品4.9克。经柱层析提纯(洗脱剂为CH2Cl2/MeOH，500:0,500ml；100:1,101ml)后得到2.0克油状物的化合物7。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ8.25(s,1H),7.35(m,5H),7.17(d,J＝8.6,1H),6.99(d,J＝2.0,1H),6.92(s,1H),6.80(dd,1H),6.18(brs,1H),4.73(brs,1H)。MS:315[M+H]+
4、化合物9的制备
称量1.3克化合物7溶解于6.5毫升异丙醇中，搅拌下加入0.17克氢氧化锂，搅拌反应1小时后，加入1.15克溴糖(化合物8)，继续搅拌过夜。反应至原料不再减少后，减压蒸干溶解得粗品，经多次柱层析纯化后得0.6克化合物9。
5、氘代氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备
称量0.6克化合物9溶解于12毫升叔丁醇中，0℃下加入0.06克氢氧化钠，待氢氧化钠固体消失后，继续维持温度搅拌3小时。反应完全后，减压蒸干溶剂得粗品1.0克，经柱层析纯化后得0.52克化合物10。再将化合物10溶解于10毫升甲醇中，加入0.05克Pd/C(10％)，将反应体系置于氢气氛围中，并保持在常压下常温搅拌过夜。反应完全后，过滤，除去固体，滤液冻干后得246毫克氘代化合物1(氘代5-羟基色氨糖苷衍生物)。得率为65％，1HNMR(300MHz,D2O):δ9.01(s,1H),7.37(d,1H),7.12(d,1H),7.05(s,1H),6.95(dd,1H),6.83(d,1H),6.51(brs,1H),5.72(t,1H),5.33(t,1H),4.98(dd,1H),4.63(d,1H)。MS:356[M+H]+。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.氘代5-羟基色氨糖苷衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取化合物2，即5-苄氧基吲哚与乙酰氯在有机溶剂中，在-20～30℃下发生傅克酰基化反应得到化合物3；
(2)取步骤(1)制得的化合物3，加入到氨水中，搅拌反应得到化合物4；
(3)取步骤(2)制得的化合物4与氘代四氢铝锂，在有机溶剂中，于20～120℃下进行还原反应，反应完全后，用碱中和多余的氢化物，得到化合物5；
(4)取步骤(3)制备得到的化合物5，在Pd/C作用下，在有机溶剂中还原脱苄基得到化合物6，即氘代5-羟基色胺；
(5)、取步骤(4)制备得到的化合物6，在-20～30℃条件下，与氯甲酸苄酯在有机溶剂中酰胺化反应得到化合物7；
(6)、取步骤(5)制备得到的化合物7溶解在有机溶剂中，在0～50℃下，在碱的作用下与溴糖化合物8反应得到化合物9；
(7)、取步骤(6)制备得到的化合物9溶解于有机溶剂中，在-20℃～30℃下，在碱的作用下进行水解，得到化合物10；
(8)、取步骤(7)制备得到的化合物在10，在0～50℃下，用Pd/C加氢气还原得到化合物1，即氘代5-羟基色氨糖苷衍生物
步骤(1)中所述有机溶剂为乙醚，四氢呋喃，甲基叔丁基醚，1,4-二氧六烷，二氯甲烷，三氯甲烷中的一种或者它们的混合溶剂，
所述的5-苄氧基吲哚与乙酰氯的摩尔用量比为0.5～2.5:0.6～3.0；
步骤(2)中所述的氨水浓度为1％-80％；化合物3与氨水的用量比为1g:1～100ml；
步骤(3)中化合物4与氘代四氢铝锂的摩尔用量比为1:0.5-4；所述的有机溶剂为乙醚，四氢呋喃，甲基叔丁基醚，二氯甲烷，三氯甲烷，苯，甲苯，1,4-二氧六烷，乙腈，甲醇，乙醇，异丙醇或正丁醇中的至少任意一种；碱中和所用的碱为氢氧化钠，氢氧化钾，氨水，氢氧化钙或三乙胺中的至少任意一种；
步骤(4)中所述有机溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，正丁醇，四氢呋喃或1,4-二氧六烷中的至少一种；还原脱苄基的反应温度为0℃～80℃；
步骤(5)中所述的有机溶剂为吡啶，2-甲基吡啶，4-甲基吡啶，三乙胺中的至少一种；酰胺化反应的温度为-20℃～30℃；
步骤(6)中，所述有机溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，正丁醇，四氢呋喃中的至少一种；反应温度为0℃～50℃；
所用碱为氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾，氨水，甲醇钠或叔丁醇钠；
化合物7与溴糖化合物8的摩尔用量比为：1：0.95；
步骤(7)中所述有机溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇，四氢呋喃中的至少一种；
所用的碱为氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾，甲醇钠，叔丁醇钠或叔丁醇钾；所述的水解反应的温度为-20℃～30℃；
步骤(8)中反应温度为0℃～50℃；反应溶剂为水，甲醇，乙醇，正丁醇，异丙醇，乙酸中的至少任意一种；氢气压力为1～5个大气压。
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