CN105294519B - 一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法,属于化学合成领域。本发明以便宜易得的L‑谷氨酸为原料,经过酸的酯化反应、胺基的Boc保护反应、邻胺基酯的选择性还原反应、邻胺基醇的Mitsunobu环化反应、三苯基硫醇的吖啶开环反应、酯的水解反应和酸的烯丙醚化反应等7步反应,合成了海洋天然产物apratoxin E的moCys片段(C27‑C30片段)。本发明具有原料便宜易得、总收率高、产物选择性好、适合工业化生产等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法。
背景技术
海洋天然药物apratoxin是迄今发现的抗癌活性最强的物质之一,对癌细胞的半抑制浓度 (IC50) 在纳摩尔级别和皮摩尔级别之间。更重要的是海洋天然药物apratoxin是一种独特的新型抗癌药物,能使癌细胞的细胞分裂停止在G1阶段并迅速凋亡,能阻止癌细胞分泌蛋白的迁移(扩散),不能阻止正常人体细胞分泌蛋白的迁移。美国国家癌症研究中心 (http://dtp.nci.nih.gov/ index.html) 的科研人员研究发现海洋天然药物apratoxin 对60种癌细胞的生物活性表现出特殊的作用机制,与现有的抗癌药物作用机制都不同,是一类新型的抗癌药物(Nat. Rev. Cancer, 2006, 6, 813)。其中,apratoxin E对结肠癌、宫颈癌和骨癌等癌细胞具有很强的杀伤作用(J. Nat. Prod., 2008, 71,1113)。研究该类海洋天然产物的活性构像是顺式构型(以O-Me-Tyr-N-Me-Ala 酰胺键为基准,Bioorg. Med. Chem., 2002, 10, 1973),27号位置的羟基氢原子和12-13号位置之间的氮原子之间的分子内氢键是保持顺式构型关键性因素(Bioorg. Med. Chem., 2002,10, 1973)。27号位置的羟基来源于27号位置原羰基的烯醇化,apratoxin E的moCys片段(27–30位置)中的C27–C28为单键,其27号位置羰基的烯醇化不会影响其30号位置的手性消旋化。然而,其它apratoxin类海洋天然产物的moCys片段(27–30位置)中的C27–C28为双键,其27号位置羰基的烯醇化会导致其30号位置的手性消旋化,从而使其抗癌活性降低(ChemBioChem, 2010, 11, 1458)。因此,apratoxin E的moCys片段是apratoxin类海洋天然产物的优良moCys片段,对该类海洋天然产物的结构优化至关重要。
Apratoxin E 的 moCys 片段的合成目前只有一种报道,以价格昂贵、市场上买不到的 N-Boc-Cys(S-Trt)-OH 等为原料,不适合工业化生产。本发明以便宜易得的L-谷氨酸为原料,具有原料便宜易得、总收率高、产物选择性好、适合工业化生产等特点。
发明内容
本发明目的在于提供一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法。原料易得、步骤经济、适合工业化生产。
为实现上述目的,本发明包括以下步骤:
a) 以L-谷氨酸为原料,经过酸的酯化反应和胺基的Boc保护反应,合成N-Boc L-谷氨酸酯;
b)N-Boc L-谷氨酸酯经过邻胺基酯的选择性还原反应和邻胺基醇的Mitsunobu环化反应,合成N-Boc 吖啶酯;
c)N-Boc 吖啶酯经过三苯基硫醇的吖啶开环反应、酯的水解反应和酸的烯丙醚化反应,合成海洋天然产物apratoxin E的moCys片段。
2.所述步骤a优化方案:酸的酯化反应优先选择三甲基氯硅烷/醇反应体系,反应温度为零度到室温。胺基的Boc保护反应优先选择Boc2O/Et3N反应体系,反应温度为室温。
3.所述步骤b优化方案:邻胺基酯的选择性还原反应优先选择NaBH4/MeOH反应体系,反应温度为零度。邻胺基酯的选择性还原反应优先选择DIAD/Ph3P反应体系,反应温度为零度到室温。
4.所述步骤c优化方案:三苯基硫醇的吖啶开环反应优先选择tBuOK/DMSO反应体系,反应温度为室温。酯的水解反应优先选择以LiOH为碱,以THF/H2O (3:1) 为混合溶剂,反应温度为零度。酸的烯丙醚化反应优先选择以AllylBr/NaI/Cs2CO3/DMF,反应温度为室温。
与apratoxin E 的 moCys 片段的现有合成方法比,本发明具有以下特点:
1.以L-谷氨酸为原料,便宜易得、适合工业化生产;
2.反应路线所涉及的均为简单常规反应,反应条件容易操作;
3.总收率高、产物选择性好。
附图说明
附图:为本发明具体合成路线图。
具体实施方式
实施例1:N-Boc L-谷氨酸酯的合成
7.4 克L-谷氨酸(6,50.0 mmol)和100毫升甲醇加入反应瓶中,在零度条件下滴加32毫升三甲基氯硅烷(TMSCl, 250.0 mmol),室温搅拌6小时,TLC检测酯化反应结束。在零度条件下向反应体系中加入49毫升三乙胺(Et3N, 350.0 mmol)和 13.2克Boc2O(60.0mmol),室温搅拌48小时。减压蒸馏回收乙醇后加入200毫升乙酸乙酯和100毫升水,震荡后分液,水相用乙酸乙酯萃取(100 mL x 3),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,柱层析提纯,得到13.1克N-Boc L-谷氨酸酯(7)。2步总收率为95%。旋光[α]D 28 +12.7° (c= 1.8,CHCl3); 核磁共振氢谱1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ5.14 (s, br, 1H), 4.29 (s, br,1H), 3.70 (s, 3H), 3.63 (s, 3H), 2.43–2.30 (m, 2H), 2.19–1.84 (s, 2H), 1.39(s, 9H); 核磁共振碳谱13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 173.0, 172.6, 155.3, 79.9,52.8, 52.3, 51.6, 29.9, 28.2, 27.6; 红外FTIR (film): 2977, 2953, 1736, 1711,1697, 1513, 1437, 1365, 1248, 1208, 1160, 1049, 1027 cm-1; 高分辨质谱HRMS (TOFMS ES+) m/z: Calcd for C12H21NO6Na [M+Na]+: 298.1267. Found: 298.1273。
实施例2:N-Boc 吖啶酯的合成
2.8 克N-Boc L-谷氨酸酯(7,10.0 mmol)和20毫升甲醇加入反应瓶中,在零度条件下加入0.5克硼氢化钠(NaBH4, 12.0 mmol),搅拌7小时。TLC检测反应结束,加入20毫升水淬灭,待无气泡产生后用旋转蒸发仪将无水甲醇蒸干,用乙酸乙酯萃取(50 mL x 3),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,柱层析提纯,得到1.8克邻胺基醇(8),收率为72%。取1.1克邻胺基醇(7,4.3 mmol),溶入10毫升四氢呋喃。在零度条件下向反应体系中加入1.0克DIAD (5.1 mmol)和 1.5克三苯基膦(5.5 mmol),室温搅拌24小时。TLC检测反应结束,加入20毫升水淬灭,乙酸乙酯萃取(50 mL x 3),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,柱层析提纯,得到0.8克N-Boc 吖啶酯(9),收率为81%。
实施例3:海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成
1.15克N-Boc 吖啶酯(9,5.0 mmol)溶入10毫升DMSO, 在零度条件下依次加入1.41克三苯甲基硫醇(98%,5.0 mmol)和 0.56克叔丁醇钾(5.0 mmol),室温搅拌1小时。TLC检测反应结束,加入20毫升饱和氯化铵水溶液淬灭,乙酸乙酯萃取(50 mL x 3),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,柱层析提纯,得到开环产物(9,收率为81%)。取0.51克开环产物(9,1.0 mmol),溶入3毫升四氢呋喃和1毫升水,加入3毫摩尔LiOH,在零度条件下搅拌6小时,TLC检测反应结束。调节pH值至6,用乙酸乙酯萃取(20 mL x 3),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,然后溶入5毫升DMF,依次加入0.33克碳酸铯(1.0 mmol),0.09毫升烯丙基溴(1.0 mmol)和0.083克碘化钠(1.0 mmol),室温搅拌10小时。TLC检测反应结束,加入10毫升饱和氯化铵水溶液淬灭,乙酸乙酯萃取(20 mL x 3),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,柱层析提纯,得到0.44克海洋天然产物apratoxin E的moCys片段(5,2步收率为87%)。旋光[α]D 20 +10.0° (c= 0.2, CH2Cl2); 核磁共振氢谱1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ7.42−7.41 (m, 6H), 7.31−7.27 (m, 6H), 7.23−7.20 (m, 3H), 5.95−5.85 (m, 1H),5.32−5.21(m, 2H), 4.55 (d, J = 5.6 Hz, 2H), 4.49 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.65(br m, 1H), 2.34 (br, m, 2H), 2.26 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 1.80−1.62 (m, 2H),1.44 (s, 9H); 核磁共振碳谱13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 172.9, 155.3, 144.7,132.2, 129.6, 128.1, 126.8, 118.3, 79.4, 66.7,65.3, 49.5, 37.2, 31.0, 29.7,28.5; 高分辨质谱HRMS (TOF MS ES+) m/z: Calcd for C32H37NO4SNa [M+Na]+:554.2336. Found: 554.2355.
本发明涉及L-谷氨酸的酯化反应、其胺基的Boc保护反应、生成的邻胺基酯的选择性酯基还原反应、生成的邻胺基醇的Mitsunobu环化反应、三苯基硫醇的吖啶开环反应、酯的水解反应和酸的烯丙醚化反应等7步反应,合成海洋天然产物apratoxin E的moCys片段(C27-C30片段)。上述具体实施举例紧是本发明的较佳实例而已,并非是对本发明作其它形式的限制。
Claims (8)
1.一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法,其特征在于,包括以下合成步骤:
a) 以L-谷氨酸为原料,经过酸的酯化反应和胺基的Boc保护反应,合成N-Boc L-谷氨酸酯;
b)N-Boc L-谷氨酸酯经过邻胺基酯的选择性还原反应和邻胺基醇的Mitsunobu环化反应,合成N-Boc 吖啶酯;
c)N-Boc 吖啶酯经过三苯基硫醇的吖啶开环反应、酸的水解反应和酸的烯丙醚化反应,合成海洋天然产物apratoxin E的moCys片段。
2.根据权利要求1所述的酸的酯化反应优先选择三甲基氯硅烷/醇反应体系,反应温度为零度到室温。
3.根据权利要求1所述的胺基的Boc保护反应优先选择Boc2O/Et3N反应体系,反应温度为室温。
4.根据权利要求1所述的邻胺基酯的选择性还原反应优先选择NaBH4/MeOH反应体系,反应温度为零度。
5.根据权利要求1所述的邻胺基酯的选择性还原反应优先选择DIAD/Ph3P反应体系,反应温度为零度到室温。
6.根据权利要求1所述的三苯基硫醇的吖啶开环反应优先选择tBuOK/DMSO反应体系,反应温度为室温。
7.根据权利要求1所述的酯的水解反应优先选择以LiOH为碱,以THF/H2O 为混合溶剂,反应温度为零度。
8.根据权利要求1所述的酸的烯丙醚化反应优先选择以AllylBr/NaI/Cs2CO3/DMF,反应温度为室温。
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