CN104610405B

CN104610405B - 一种6,6’‑双(2,3‑二甲氧基苯甲酰基)‑α,α‑D‑海藻糖及其中间体的制备方法

Info

Publication number: CN104610405B
Application number: CN201510070293.5A
Authority: CN
Inventors: 刘兆鹏; 刘郁婧
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Ji'nan Makall Biological Medicine Technology Co Ltd
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: CN104610405A

Abstract

本发明公开了一种6,6’‑双(2,3‑二甲氧基苯甲酰基)‑α,α‑D‑海藻糖中间体的制备方法，步骤如下：(1)将2,3‑二甲氧基苯甲酸溶于无水四氢呋喃中，加入N,N'‑羰基二咪唑，室温搅拌，进行羧基活化；(2)向步骤(1)羧基活化后的反应液中，加入式II所示的化合物和催化量的N‑溴代丁二酰亚胺，搅拌反应；(3)向步骤(2)反应后的溶液中加入水，搅拌10‑15分钟，用二氯甲烷提取三次，合并有机层，用饱和碳酸钾水溶液洗涤三次，再用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，将残渣用乙醇/水重结晶，得6,6’‑双(2,3‑二甲氧基苯甲酰基)‑α,α‑D‑海藻糖中间体，中间体在弱酸条件下脱去三甲基硅基，得6,6’‑双(2,3‑二甲氧基苯甲酰基)‑α,α‑D‑海藻糖。本发明反应条件温和，成本低廉，适合工业化生产。

Description

一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖及其中间体的制备方法

技术领域

本发明涉及一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖及其中间体的制备方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

肿瘤侵袭是指恶性肿瘤细胞离开原发肿瘤向周围组织进攻，其标志是肿瘤细胞突破基底膜。肿瘤转移是指恶性肿瘤细胞脱离原发肿瘤，通过各种方式转移到其他组织或器官继续生长，形成与原发肿瘤相同性质的继发性肿瘤的过程。肿瘤侵袭是肿瘤转移的前奏，肿瘤转移是侵袭的继续和结果，二者密切相关。肿瘤侵袭与转移是恶性肿瘤的基本特征，是临床肿瘤患者(90％以上)死亡的最主要原因。如何防止和治疗肿瘤转移一直是肿瘤治疗的最大难关。目前采用的大多数抗肿瘤药物主要是抑制肿瘤细胞的增殖和杀伤肿瘤细胞，这对增殖期的肿瘤细胞特别有效，而对许多处于休眠或蛰伏期的肿瘤细胞无效；另外，肿瘤转移细胞增殖率较低，对常规的肿瘤化学疗法也不敏感。因此，研制开发有效的抗肿瘤侵袭与转移药物是抗肿瘤药物研究的重点领域之一。

6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖(DMBT-751，式I)是我们基于天然产物修饰的分子相似性、多样性的药物设计策略，对天然抗肿瘤侵袭化合物Brartemicin进行结构优化，通过构建结构多样性的海藻糖衍生物系列，筛选发现的高活性抗肿瘤侵袭与转移海藻糖衍生物。其结构式如下：

DMBT-751对鼠结肠癌26-L5细胞、人结肠癌SW620细胞、黑色素瘤B16-BL6细胞、乳腺癌MDA-MB-231等多种肿瘤细胞具有强的抗肿瘤侵袭活性，其IC₅₀为0.15-4.12μM。动物实验表明，口服给药DMBT-751(1mg/kg)，可有效抑制小鼠黑色瘤B16-BL6细胞的肺转移，抑制率在65％以上。抗肿瘤转移作用机制初步研究表明，DMBT-751能够抑制Akt的磷酸化，通过作用于Akt/GSK-3β/β-catenin和Akt/mTOR信号通路，下调MMP-9和VEGF的表达，抑制肿瘤新生血管的形成。因此，DMBT-751作用机制明确；初步毒性实验表明，在其抗肿瘤侵袭有效浓度的600倍时，仍无任何细胞毒性。因此，DMBT-751是一高效低毒的新型抗肿瘤侵袭与转移海藻糖衍生物，有望作为一类抗肿瘤转移候选药物，进行进一步开发应用研究。

中国专利和美国专利“海藻糖衍生物及其制备方法和应用”(中国专利申请号：2010102467922；美国专利授权号：US8,889,651B2)报道了以苄基为保护基合成DMBT-751的合成方法。但该合成方法中，由于苄基保护基需用催化氢化法，且难于完全脱去，需柱层析分离制备，不适合大规模生产；另外，该专利方法中采用偶氮二甲酸二异丙酯和三苯基膦为缩合试剂(Mitsunobu反应)，因生成的三苯氧磷难于除去，需柱层析分离制备，也不适合大规模生产。因此，开发一种反应条件温和，适合工业化生产DMBT-751的合成方法显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖及其中间体的制备方法。反应条件温和，成本低廉，适合工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体的制备方法，步骤如下：

(1)将2,3-二甲氧基苯甲酸溶于无水四氢呋喃中，加入N,N'-羰基二咪唑，室温搅拌，进行羧基活化；2,3-二甲氧基苯甲酸和N,N'-羰基二咪唑加入的质量比为(1.1-1.2):1；

(2)向步骤(1)羧基活化后的反应液中，加入式II所示的化合物和N-溴代丁二酰亚胺，搅拌反应；式II所示的化合物和N-溴代丁二酰亚胺加入的质量比为7.75:0.16；

(3)向步骤(2)反应后的溶液中加入水，搅拌10-15分钟，用二氯甲烷提取，合并有机层，用饱和碳酸钾水溶液洗涤，再用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，将浓缩后的残渣用乙醇-水混合溶液重结晶，得式III所示的化合物，即为6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体。

所述乙醇-水混合溶液中，乙醇、水的体积比为2:1；

优选的，所述2,3-二甲氧基苯甲酸和N,N'-羰基二咪唑加入的质量比为1.1:1。

步骤(3)中，水的加入量与步骤(2)反应后的溶液的体积相同。

式II所示化合物按文献(The Journal of Antibiotics 2013,66,531–537)方法制备：

将二水α,α-D-海藻糖10克溶于100mL无水吡啶，室温下将三甲基硅氯50mL滴加到反应液中，搅拌反应24小时，再回流反应2小时。蒸除溶剂后，加入200mL干燥的石油醚。过滤后，将固体溶于100mL无水吡啶。在8-10℃，加入水10mL，冰醋酸3.3mL，搅拌反应14小时。将反应液倒入200mL冰水中，用石油醚100mL提取三次。合并有机层，用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤、蒸除溶剂，得II所示的化合物15克，收率73％。熔点：115-117℃。

式II、式III所示化合物的结构式分别为：

6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备方法，步骤为：

将式III所示的化合物在弱酸条件下脱去三甲基硅基(TMS)，即得6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖；

具体操作为：将式III所示的化合物溶于四氢呋喃溶液中，向其中加入柠檬酸-甲醇溶液，室温反应2-4小时，调节反应后溶液的pH值至中性，将反应液浓缩后用四氢呋喃提取三次，合并有机层，用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，将残渣用乙腈重结晶，即得。

所述式III所示的化合物、四氢呋喃溶液加入量的比为441g:1500mL；

所述柠檬酸-甲醇溶液中，柠檬酸、甲醇的比为504g：3000mL；

所述反应时间优选为3小时；

调节溶液pH值至中性所采用的是饱和碳酸钠水溶液。

本发明的有益效果：

(1)本发明利用N,N'-羰基二咪唑进行羧基活化，生成的咪唑溶于水，易于除去，无需柱层析分离制备，适合工业化生产。

(2)由于式II所示的化合物空间位阻大，伯羟基的亲核性较弱，缩合反应不易进行。本发明通过反复试验，发现利用催化量的N-溴代丁二酰亚胺，可以进一步活化2,3-二甲氧基苯甲酸的羧基；推测其作用机理为：N-溴代丁二酰亚胺可能提供一个溴正离子，与咪唑的一个N原子结合，使形成的2,3-二甲氧基苯甲酰咪唑中的咪唑基团带正电荷，更易离去，从而促进该反应的进行。

(3)本发明的合成方法，其产物的收率高，小试试验中间体的收率可达93％，放大试验中间体的收率为90％，产物6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的收率达89％，而现有技术中，以专利“海藻糖衍生物及其制备方法和应用”(申请号：2010102467922)为例，其产物的收率仅为60.2％，与之相比，产物的收率提高了47.84％。

具体实施方式

结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实施例1：6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体的制备

将5.46克2,3-二甲氧基苯甲酸溶于60mL无水四氢呋喃中，加入N,N'-羰基二咪唑4.86克，室温搅拌30分钟。加入II所示的化合物7.75克和催化量的N-溴代丁二酰亚胺0.16克，搅拌反应8小时。薄层色谱显示反应完全。向反应液中加入60mL水，搅拌10分钟后，用二氯甲烷50mL提取三次。合并有机层，用饱和碳酸钾水溶液洗涤三次，再用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩。将残渣用乙醇/水(2/1)50mL重结晶，得式III所示的化合物10.3克，即为6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体，收率93％。熔点：158-160℃；MS(ESI)：1103.8(M+H)⁺。

对比例1：

将5.46克2,3-二甲氧基苯甲酸溶于60mL无水四氢呋喃中，加入N,N'-羰基二咪唑4.86克，室温搅拌30分钟。加入II所示的化合物7.75克，继续搅拌反应24小时。薄层色谱显示，仅有少量产物生成。继续搅拌反应24小时，薄层色谱显示反应无进展。向反应液中加入60mL水，搅拌10分钟后，用二氯甲烷50mL提取三次。合并有机层，用饱和碳酸钾水溶液洗涤三次，再用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩。将残渣用乙醇/水(2/1)10mL重结晶，得6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-2,2’,3,3’,4,4’-六(三甲基硅基)-α,α-D-海藻糖(式III所示的化合物)0.86克，收率7.8％。熔点：158-160℃；MS(ESI)：1103.8(M+H)⁺。

通过实施例1和对比例1的比较可以看出，由于式II所示的化合物空间位阻大，伯羟基的亲核性较弱，若不加入催化量的N-溴代丁二酰亚胺，则缩合反应不易进行，产物收率比较低(7.8％)。本发明通过反复试验，发现利用，可以进一步活化2,3-二甲氧基苯甲酸的羧基，大大提高了产物的收率(93％)；推测其作用机理为：N-溴代丁二酰亚胺可能提供一个溴正离子，与咪唑的一个N原子结合，使形成的2,3-二甲氧基苯甲酰咪唑中的咪唑基团带正电荷，更易离去，从而促进该反应的进行。

实施例2：6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备(放大试验)

将273克2,3-二甲氧基苯甲酸溶于2.5L无水四氢呋喃中，加入N,N'-羰基二咪唑243克，室温搅拌30分钟。加入II所示的化合物388克和催化量的N-溴代丁二酰亚胺8克，搅拌反应12小时。薄层色谱显示反应完全。向反应液中加入2.5L水，搅拌10分钟后，用二氯甲烷1.25L提取三次。合并有机层，用饱和碳酸钾水溶液洗涤三次，再用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩。将残渣用乙醇/水(2/1，体积比)1.5L重结晶，得式III所示的化合物498克，收率90％。

将柠檬酸504克溶于3L甲醇，加入含有式III所示的化合物441克的四氢呋喃溶液1.5L，室温反应3小时。用饱和碳酸钠水溶液调pH值至中性。将反应液浓缩至总体积的1/5，用四氢呋喃1L提取三次。合并有机层，用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤、浓缩。将残渣用乙腈2.0L重结晶，得6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖(式I所示的化合物)239克，收率89％。熔点：135-137℃；MS(ESI)：693.4(M+Na)⁺。

Claims

1.一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(3)向步骤(2)反应后的溶液中加入水，搅拌10-15分钟，用二氯甲烷提取，合并有机层，用饱和碳酸钾水溶液洗涤，再用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，将浓缩后的残渣用乙醇-水混合溶液重结晶，得式III所示的化合物，即为6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体；

式II、式III所示化合物的结构式分别为：

2.如权利要求1所述的6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体的制备方法，其特征在于，所述乙醇-水混合溶液中，乙醇、水的体积比为2:1。

3.如权利要求1所述的6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体的制备方法，其特征在于，所述2,3-二甲氧基苯甲酸和N,N'-羰基二咪唑加入的质量比为1.1:1。

4.一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备方法，其特征在于，步骤如下：按权利要求1的方法制备式III所示的6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体，将6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖中间体在弱酸条件下脱去三甲基硅基，即得6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖。

5.如权利要求4所述的一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备方法，其特征在于，6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖制备的具体操作为：将式III所示的化合物溶于四氢呋喃溶液中，向其中加入柠檬酸-甲醇溶液，室温反应2-4小时，调节反应后溶液的pH值至中性，将反应液浓缩后用四氢呋喃提取，合并有机层，用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，将残渣用乙腈重结晶，即得。

6.如权利要求5所述的一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备方法，其特征在于，所述式III所示的化合物、四氢呋喃溶液加入量的比为441:1500,单位g/mL。

7.如权利要求5所述的一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸-甲醇溶液中，柠檬酸、甲醇的比为504：3000,单位g/mL。

8.如权利要求5所述的一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备方法，其特征在于，所述反应时间为3小时。

9.如权利要求5所述的一种6,6’-双(2,3-二甲氧基苯甲酰基)-α,α-D-海藻糖的制备方法，其特征在于，调节溶液pH值至中性所采用的是饱和碳酸钠水溶液。