CN107365309B - 天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天然产物衍生物的合成技术,旨在提供一种天然产物衍生物6‑甲基玫瑰树碱的合成方法。本发明从廉价易得的原料2,5‑二甲基苯酚出发,经甲酰基化、碘代、丙二醇保护、胺基化、甲基化、无过渡金属催化构建咔唑、脱丙二醇保护、还原胺化、最后经酸催化成环,完成目标分子6‑甲基玫瑰树碱的合成。本发明整个合成路线新颖、独特、合理,首次从2,5‑二甲基苯酚出发,在不使用过渡金属催化剂的条件下完成了6‑甲基玫瑰树碱的合成。其中,无过渡金属催化合成关键中间体化合物5、化合物7的方法至今未见文献报导。本发明的合成方法原料廉价易得、操作简便、合成方法绿色,可大大降低生产成本。

Description

天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱的合成方法
技术领域
本发明涉及天然产物衍生物的合成方法,具体的说是一种天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱(6-methylellipticine)的合成方法。
背景技术
玫瑰树碱(Ellipticine)是Woodwin于1959年从古城玫瑰树(Ochrosiaelliptica)中分离得到的一种天然产物。药理研究发现,Ellipticine对多种癌细胞,如乳腺癌细胞、白血病细胞、成神经肿瘤细胞、成胶质瘤细胞都具有高效的细胞毒性。但是,Ellipticine的溶解性差和毒副作用大大限制了它的临床应用。因此,工作者们对Ellipticine进行了大量的结构修饰,用以克服它的上述缺点。
6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)是玫瑰树碱(Ellipticine)的6位被甲基取代的衍生物。2013年,McCarthy报导了6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)对各类癌细胞的抑制作用明显比玫瑰树碱(Ellipticine)强。即使相对于已经上市的抗癌药伊立替康(Irinotecan)和依托泊苷(Etoposide),也具有优势。因此,6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)有重要的应用潜力。
1980年,Snieckus从取代吲哚出发,在仲丁基锂条件下与N,N-二乙基异烟酰胺反应,生成中间体醌类化合物。该化合物在过量甲基锂和酸性条件下形成6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)。该方法反应条件苛刻(-78℃),需要用到不稳定的仲丁基锂,操作复杂,不利于大规模生产。
2000年,Ishikura利用钯催化的偶联-环化串联反应作为关键步骤,实现了6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)的合成。该方法原料相对易得,但仍需要使用不稳定的叔丁基锂和昂贵的钯试剂,且有些步骤需要严格的无水无氧条件,这增加了实验操作的难度和成本。
因此,发展一种不使用过渡金属催化剂的绿色、高效合成6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)的方法显得尤为重要,也具有极其重要的学术和经济价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,克服现有技术中的不足,提供一种天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱的合成方法。
为解决技术问题,本发明的解决方案是:
提供一种天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱的合成方法,包括以下步骤:
步骤a:由2,5-二甲基苯酚作为反应物1,在三氯化铝催化下,与1,1-二氯甲醚反应,得到化合物2;
步骤b:在化合物2的水和甲醇的混合溶液中,分批加入单质碘,在空气中室温搅拌反应8小时,得到化合物3;
步骤c:将化合物3、原甲酸三乙酯、溴化四丁基铵和1,3-丙二醇加热至80℃,搅拌反应8小时,得到化合物4;
步骤d:在化合物4与胺化试剂的二甲亚砜(DMSO)溶液中,加入1.5当量KOH,加热至50℃,反应3小时,加入1.5当量KOH,升温至80℃,反应8小时,得到化合物5;
步骤e:在化合物5的DMSO溶液中加入氢化钠,滴加碘甲烷,反应2小时,得到化合物6;
步骤f:化合物6、叔丁醇钾与1,10-菲啰啉溶于吡啶中,加热至140℃,反应3小时,得到化合物7;
步骤g:化合物7在1M盐酸存在下,加热至50℃,反应3小时,得到化合物8;
步骤h:将化合物8与氨基乙醛二乙缩醛溶解于甲苯中,用分水器回流分水6小时,冷却至室温,将甲苯旋干,剩余物溶于甲醇,加入NaBH4,室温搅拌反应1小时,得到化合物9;
步骤i:化合物9溶于二氯甲烷和水中,加入K2CO3和邻硝基苯磺酰氯,反应混合物在室温下搅拌反应9小时,得到化合物10;
步骤j:将化合物10溶于6M盐酸/二氧六环的混合物中,加热回流3小时,得到化合物11,即为天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)。
本发明从廉价易得的原料2,5-二甲基苯酚出发,经甲酰基化、碘代、丙二醇保护、胺基化、甲基化、无过渡金属催化构建咔唑、脱丙二醇保护、还原胺化、最后经酸催化成环,完成目标分子的合成,合成路线图如图1所示。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明整个合成路线新颖、独特、合理,首次从2,5-二甲基苯酚出发,在不使用过渡金属催化剂的条件下完成了6-甲基玫瑰树碱(6-Methylellipticine)的合成。其中,无过渡金属催化合成关键中间体5、7的方法至今未见文献报导。
2、本发明的合成方法原料廉价易得、操作简便、合成方法绿色,可大大降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的合成路线图。
具体实施方法
为了更好地解释该发明,以下结合具体实例对本发明作进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:胺化试剂的合成
向100mL反应瓶中先后加入苯胺(20mmol),2-溴丙酸(21mmol)和30mL二氯甲烷,搅拌溶解,加入4-二甲基吡啶(DMAP)(0.2mmol),将反应混合物置于0℃冰水浴中,分批加入二环己基碳二亚胺(DCC)(21mmol),搅拌过夜,反应液以硅胶为助滤剂抽滤后,滤液旋干。用乙醇重结晶后,得胺化试剂。
实施例2:化合物2的合成
在250mL的两颈瓶中,将2,5-二甲基苯酚(2.443g,20mmol)和三氯化铝(4.000g,30mmol)溶解于20mL二氯甲烷中,在-5~0℃的冰盐浴中,用注射器将1,1-二氯甲醚(2.2mL,24mmol)缓慢滴加进反应混合物中。反应产生的气体用饱和NaOH水溶液吸收。1,1-二氯甲醚添加完毕后,反应物在冰盐浴中继续搅拌2小时。注意!防止碱液倒吸。反应结束后,用30mL冰水淬灭反应。用二氯甲烷(2×20mL)萃取,有机相旋干,乙酸乙酯-石油醚重结晶得到化合物2,产率73%。
实施例3:化合物3的合成
在化合物2(1.502g,10mmol),CH3COONa(2.041g,15mmol),25mL水和25mL甲醇的混合溶液中,分批加入碘单质(3.810g,15mmol),在空气中,室温搅拌8小时。加入20mL饱和Na2S2O3溶液,搅拌15分钟。将甲醇减压蒸馏除去,剩下的水溶液用(3×30mL)乙酸乙酯萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,乙酸乙酯-石油醚重结晶得到化合物3,产率86%。
实施例4:化合物4的合成
将化合物3(1.335g,5mmol),原甲酸三乙酯(2.223g,15mmol),溴化四丁基铵(TBAB)(0.048g,0.15mmol)和3mL的1,3-丙二醇加热至80℃,搅拌8小时。TLC跟踪反应结束后,待反应体系降至室温,加入5mL饱和NaCl水溶液,乙酸乙酯(3×10mL)萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,乙酸乙酯-石油醚重结晶得到化合物4,产率94%。
实施例5:化合物5的合成
将化合物4(1.670g,5mmol)溶解于10mL的DMSO中,加入KOH(0.421g,7.5mmol),室温搅拌30分钟,加入胺化试剂(1.711g,7.5mmol),将反应混合物加热到50℃,搅拌3小时后,再次加入KOH(1.711g,7.5mmol),升温至130℃,反应8小时,TLC跟踪反应结束后,待反应体系降至室温,加入25mL饱和NaCl水溶液,乙酸乙酯(3×15mL)萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离(为防止缩醛的分解,淋洗液用含有1%三乙胺的石油醚/乙酸乙酯)得到化合物5,产率68%。
实施例6:化合物6的合成
将化合物5(1.228g,3mmol)溶解于5mL的DMSO中,加入60%NaH(0.360g,9mmol),室温搅拌15分钟,加入碘甲烷(1.277g,9mmol),反应2小时,加入5mL饱和NaCl溶液,乙酸乙酯(3×10mL)萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离(为防止缩醛的分解,淋洗液用含有1%三乙胺的石油醚/乙酸乙酯)得到化合物6,产率95%。
实施例7:化合物7、8的合成
将化合物6(1.270g,3mmol),叔丁醇钾(1.010g,9mmol)和1,10-菲啰啉(1.2mmol)置于放有磁子的、新烘干的耐压反应管中,迅速加入6mL吡啶,封口,加热至140℃,搅拌3小时,待冷却至室温,得到化合物7。加入10mL饱和NaCl溶液和10mL 1M盐酸溶液,加热至50℃,搅拌3小时。二氯甲烷(3×20mL)萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离得化合物8,两步产率59%。
实施例8:化合物9、10的合成
将化合物8(0.356g,1.5mmol)与氨基乙醛二乙缩醛(0.240g,1.8mmol)溶解于10mL的甲苯中,用分水器回流分水6小时,冷却至室温,将甲苯旋干,剩余物溶于5mL甲醇,加入NaBH4(0.113g,3mmol),室温搅拌1小时。将甲醇旋干,加入5mL饱和NaHCO3溶液,二氯甲烷(3×10mL)萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,得到化合物9。化合物9溶于3mL二氯甲烷和3mL水中,加入K2CO3(0.415g,3mmol)和邻硝基苯磺酰氯(0.665g,3mmol),反应混合物在室温下搅拌9小时,加入10mL水,二氯甲烷(3×15mL)萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离得化合物10,三步产率64%。
实施例9:化合物11的合成
将化合物10(0.540g,1mmol)溶于10mL的6M盐酸/二氧六环(v/v=1:4)中,加热回流3小时,冷却至室温,用NaCO3将体系的pH调至8,二氯甲烷(3×10mL)萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离得化合物11,产率70%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤a:由2,5-二甲基苯酚作为反应物1,在三氯化铝催化下,与1,1-二氯甲醚反应,得到化合物2;
步骤b:在化合物2的水和甲醇的混合溶液中,分批加入单质碘,在空气中室温搅拌反应8小时,得到化合物3;
步骤c:将化合物3、原甲酸三乙酯、溴化四丁基铵和1,3-丙二醇加热至80℃,搅拌反应8小时,得到化合物4;
步骤d:在化合物4与胺化试剂的二甲亚砜溶液中,加入1.5当量KOH,加热至50℃,反应3小时,加入1.5当量KOH,升温至80℃,反应8小时,得到化合物5;
步骤e:在化合物5的二甲亚砜溶液中加入氢化钠,滴加碘甲烷,反应2小时,得到化合物6;
步骤f:化合物6、叔丁醇钾与1,10-菲啰啉溶于吡啶中,加热至140℃,反应3小时,得到化合物7;
步骤g:化合物7在1M盐酸存在下,加热至50℃,反应3小时,得到化合物8;
步骤h:将化合物8与氨基乙醛二乙缩醛溶解于甲苯中,用分水器回流分水6小时,冷却至室温,将甲苯旋干,剩余物溶于甲醇,加入NaBH4,室温搅拌反应1小时,得到化合物9;
步骤i:化合物9溶于二氯甲烷和水中,加入K2CO3和邻硝基苯磺酰氯,反应混合物在室温下搅拌反应9小时,得到化合物10;
步骤j:将化合物10溶于6M盐酸/二氧六环的混合物中,加热回流3小时,得到化合物11,即为天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤a的具体内容是:
将20mmol的2,5-二甲基苯酚和30mmol的三氯化铝溶解于20mL二氯甲烷中,并置于-5~0℃的冰盐浴中;将2.2mL的1,1-二氯甲醚滴加进反应混合物中,反应产生的气体用饱和NaOH水溶液吸收;1,1-二氯甲醚添加完毕后,在冰盐浴中继续搅拌2小时;反应结束后,用30mL冰水淬灭反应;用二氯甲烷萃取,有机相旋干,并以乙酸乙酯-石油醚重结晶,得到化合物2。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤b的具体内容是:
在10mmol的化合物2、15mmol的CH3COONa、25mL水和25mL甲醇的混合溶液中,分批加入15mmol的碘单质;室温搅拌8小时后,加入20mL饱和Na2S2O3溶液,搅拌15分钟;将甲醇减压蒸馏除去,剩下的水溶液用乙酸乙酯萃取后,合并有机相;以无水Na2SO4干燥、旋干,再以乙酸乙酯-石油醚重结晶,得到化合物3。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤c的具体内容是:
将5mmol化合物3、15mmol原甲酸三乙酯、0.15mmol溴化四丁基铵和3mL的1,3-丙二醇加热至80℃,搅拌8小时;反应结束后降至室温,加入5mL饱和NaCl水溶液,乙酸乙酯萃取,合并有机相;以无水Na2SO4干燥、旋干,再以乙酸乙酯-石油醚重结晶,得到化合物4。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤d的具体内容是:
将5mmol化合物4溶解于10mL的DMSO中,加入7.5mmol的KOH,室温搅拌30分钟;加入7.5mmol胺化试剂,将反应混合物加热到50℃,搅拌3小时后;再次加入7.5mmol的KOH,升温至130℃,反应8小时;反应结束后降至室温,加入25mL饱和NaCl水溶液;以乙酸乙酯萃取,合并有机相;以无水Na2SO4干燥,旋干;经柱层析分离得到化合物5;
所述胺化试剂的制备方法为:向反应瓶中先后加入20mmol苯胺、21mmol的2-溴丙酸和30mL二氯甲烷,搅拌溶解,加入0.2mmol的4-二甲基吡啶,将反应混合物置于0℃冰水浴中,分批加入21mmol二环己基碳二亚胺,搅拌过夜;反应液以硅胶为助滤剂抽滤后,滤液旋干;用乙醇重结晶后,得胺化试剂。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤e的具体内容是:
将3mmol化合物5溶解于5mL的DMSO中,加入9mmol的60%NaH,室温搅拌15分钟;加入9mmol碘甲烷,反应2小时;加入5mL饱和NaCl溶液,乙酸乙酯萃取,合并有机相;以无水Na2SO4干燥,旋干;经柱层析分离得到化合物6。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤f、g的具体内容是:
将3mmol化合物6、9mmol叔丁醇钾和1.2mmol的1,10-菲啰啉置于放有磁子的、烘干的耐压反应管中,加入6mL吡啶,封口,加热至140℃,搅拌3小时,待冷却至室温,得到化合物7;
所得化合物7加入10mL饱和NaCl溶液和10mL1M盐酸溶液,加热至50℃,搅拌3小时;二氯甲烷萃取,合并有机相;无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离得化合物8。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤h、i的具体内容是:
将1.5mmol化合物8与1.8mmol氨基乙醛二乙缩醛溶解于10mL的甲苯中,用分水器回流分水6小时;冷却至室温,将甲苯旋干,剩余物溶于5mL甲醇,加入3mmol的NaBH4,室温搅拌1小时;将甲醇旋干,加入5mL饱和NaHCO3溶液,二氯甲烷萃取,合并有机相;无水Na2SO4干燥,旋干,得到化合物9;
所得化合物9溶于3mL二氯甲烷和3mL水中,加入3mmol的K2CO3和3mmol邻硝基苯磺酰氯,反应混合物在室温下搅拌9小时,加入10mL水,二氯甲烷萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离得化合物10。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤j的具体内容是:
将1mmol化合物10溶于10mL的体积比为1:4的6M盐酸/二氧六环混合物中,加热回流3小时;冷却至室温,用NaCO3将体系的pH调至8,二氯甲烷萃取,合并有机相;无水Na2SO4干燥,旋干,经柱层析分离得化合物11,即为天然产物衍生物6-甲基玫瑰树碱。
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