CN110183427A - 一种含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物的制备方法 - Google Patents

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张剑波
姜南
郭红
董有贤
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Abstract

本发明公开了一种含2‑脱氧鼠李糖的角环素类似物的制备方法，其特点是采用2‑脱氧全乙酰化鼠李糖经过碳糖苷化、乙酰化、N‑溴代丁二酰亚胺溴代、Diesl‑Alder反应，合成具有生物活性分子的含2‑脱氧鼠李糖苷的角环素类似物。本发明与现有技术相比具有生物活性分子，合成路线简洁高效，每步转化反应时间短，操作更为简便，产率高，总收率为42.2%，所用试剂廉价易得，生产成本低，有机溶剂和催化剂用量较少，生产成本低，有效地避免了高毒试剂的使用，是一种绿色环保、经济高效制备含2‑脱氧鼠李糖的角环素类似物的方法。

Description

一种含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体地说是一种含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物的制备方法。
背景技术
角环素类抗生素是由微生物的次级代谢产物组成，该类化合物广泛存在于具有生物活性的天然产物中，其核心结构是由独特的四环苯并蒽醌与糖环共同构建。角环素类化合物不仅具有抗癌活性，还具有多种其他活性如：抗菌、抗病毒和酶抑制特性，这类化合物中的大多数如：urdamycin A、landomycin A可以看成是一个或多个糖苷配基连接在苯并蒽醌骨架不同位置的糖缀合物。实际上，2,6-二脱氧和2,3,6-三脱氧糖苷化合物如：D-olivose、L-rhodinose是广泛存在于角环素类化合物中的。
近年来，科学家们已经对含有抗生素和抗肿瘤剂的碳水化合物有所了解，并且广泛研究了糖苷配基及其与核苷酸之间的相互作用。最近的研究清楚的表明来自微生物来源的天然产物中的脱氧寡糖可以作为药物作用模式中的识别元素(Kirschning,A.；Rohr,J.；Bechtold,A.Top.Curr.Chem.1997,188,1)。因此构建含脱氧糖结构单元的角环素类似物可能对该类化合物的生物活性研究有重要价值。
2008年，Valderrama小组报道了一系列不同结构修饰的角四环酮化合物的生物活性研究(Bioorg.Med.Chem.2008,16,10172.)，发现这些化合物在生物活性方面的差异较大。该小组对胃恶性腺瘤细胞、肺癌细胞、膀胱恶性肿瘤细胞、白血病细胞株进行生物活性测试，结果表明5-氮杂角四环酮虽然具有一定的生物活性但该生物活性相比于广谱试剂依托泊苷仍然具有一定差距。5-氮杂角四环酮结构式如下：
鼠李糖是一种天然存在的L-构型的6-脱氧糖，广泛存在于植物的多糖、糖苷、植物胶和细菌多糖中。而2-脱氧的鼠李糖是一种典型的2,6-二脱氧糖单元，其类似结构常被发现存在于天然分子和药物分子中，比如抗癌药物表阿霉素(Cancer Sci.2013,104,920.)、抗寄生菌药物伊维霉素(J.Med.Chem.1980,23,1134.)等，所以开发新型含有鼠李糖骨架的分子具有重要的潜在药物意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物的制备方法，采用2-脱氧全乙酰化鼠李糖经过碳糖苷化、乙酰化、N-溴代丁二酰亚胺溴代、Diesl-Alder反应，合成具有生物活性分子的含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物，合成路线简单，反应时间短，操作更为简便，产率高，总收率为42.2％，所用试剂廉价易得，生产成本低，有机溶剂和催化剂用量较少，生产成本低，有效地避免了高毒试剂的使用，是一种绿色环保、经济高效制备具有潜在生物活性分子的含2-脱氧鼠李糖苷的角环素类似物的方法。
实现本发明目的的具体技术方案是：一种含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物的制备方法，其特点是采用2-脱氧全乙酰化鼠李糖经碳糖苷化、乙酰化、N-溴代丁二酰亚胺溴代、Diesl-Alder反应，具体制备按下述步骤进行：
(一)、碳糖苷化反应
将2-脱氧全乙酰化鼠李糖与1,5-二羟基萘酚、碘和三乙基硅烷溶于乙腈中，在-20～50℃温度下进行碳糖苷化反应，其反应时间为5～120min，得产物为1,5-二羟基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-吡喃基)-萘，所述2-脱氧全乙酰化鼠李糖与1,5-二羟基萘、碘、乙腈和三乙基硅烷的摩尔体积比为1mol:1～7mol:0.1～7mol:0.01～1L:0.1～1mol。
(二)、萘酚羟基的酰化反应
将上述制备的1,5-二羟基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-吡喃基)-萘、醋酸酐和吡啶溶于二氯甲烷中，在-20～40℃温度下进行萘酚羟基的酰化反应，其反应时间为1～12h，得产物为1,5-二乙酰氧基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-萘，所述1,5-二羟基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-吡喃基)-萘与二氯甲烷、醋酸酐、吡啶的摩尔体积比为1mol:0.01～1L:1～10mol:1～10mol。
(三)、溴代氧化反应
将上述制备的1,5-二乙酰氧基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-萘溶于N-溴代丁二酰亚胺醋酸水溶液中，在29～95℃温度下进行萘酚羟基的酰化反应，其反应时间为5～120min，得产物为5-乙酰氧基-6-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-2-溴-[1,4]萘醌，所述1,5-二乙酰氧基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-萘与N-溴代丁二酰亚胺醋酸水溶液的摩尔体积比为1mol:0.01～0.1L；所述N-溴代丁二酰亚胺醋酸水溶液的N-溴代丁二酰亚胺:醋酸:水＝1mol:0.01～1mol:0.5～1.5L。
(四)、Diels-Alder及脱酰反应
将上述制备的5-乙酰氧基-6-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-2-溴-[1,4]萘醌溶于乙腈后滴加双烯化合物，在20～50℃温度下进行Diels-Alder及脱酰反应，其反应时间为1～5d，反应结束后将反应体系溶于甲醇与水的混合溶液中，在醋酸铵的催化作用下进行脱乙酰基反应，其反应温度为10～50℃，反应时间为1～5h，得产物为含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物，所述5-乙酰氧基-6-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-2-溴-[1,4]萘醌与乙腈、双烯化合物、甲醇、水和醋酸铵的摩尔体积比为1mol:10～35L:1～2mol:5～35L:1～8L:1～9mol；所述双烯化合物为(E,E)-N,N-二甲基-N”-(3-氧代环己-1-烯-1-基)亚氨基甲酰胺。
本发明与现有技术相比具有生物活性分子，合成路线简洁高效，每步转化反应时间短、操作更为简便，产率高，反应所用的试剂均价廉易得，有机溶剂和催化剂用量较少，生产成本低，易于工业化推广，是一种经济、高效，绿色环保合成具有潜在生物活性分子的含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物。
通过以下制备实例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
(一)、按下述结构式进行碳糖苷化反应：
取116mg(0.43mmol)1-1化合物与102mg(0.64mmol)1-2化合物(1,5-二羟基萘酚)、108mg(0.43mmol)碘和20.3μL(0.13mmol)三乙基硅烷溶于2mL乙腈溶液中，室温下进行碳糖苷化反应，其反应时间为20min，然后在反应体系中加入15mL饱和碳酸氢钠溶液，搅拌中和后用10mL×4二氯甲烷萃取水相，收集的有机相经减压旋蒸浓缩和硅胶柱层析(PE:EA＝10:1)，得到140mg白色固体的产物为1-3化合物，其产率为82％。
上述所得1-3化合物经检测分析后可以确定为1,5-二羟基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-吡喃基)-萘目标产物，其结构表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.39(s,1H),7.81(d,J＝8.5Hz,1H),7.67(d,J＝8.7Hz,1H),7.31–7.26(m,1H),6.94(d,J＝8.7Hz,1H),6.84(d,J＝7.4Hz,1H),6.65(s,1H),5.17–5.10(m,1H),4.94(t,J＝9.6Hz,1H),4.83(dd,J＝11.8,1.8Hz,1H),3.71(m,J＝12.3,6.1Hz,1H),2.44(ddd,J＝13.2,5.0,1.9Hz,1H),2.11(s,3H),2.03(s,3H),1.35(d,J＝6.2Hz,3H),1.26(d,J＝7.3Hz,1H)。
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ170.96,170.45,151.63,150.56,126.88,125.49,125.24,123.36,117.12,114.47,113.58,109.42,79.04,75.11,74.04,71.93,37.12,21.03,20.89,18.07。
HRMS(ESI):m/z calcd for C20H22NaO7[M+Na]+:397.1258,found:397.1263。
(二)、按下述结构式进行萘酚羟基的酰化反应：
取100mg(0.25mmol)上述制备的1-3化合物与0.1m(1.1mmol)醋酸酐、0.1mL(1.1mmol)吡啶和1mL二氯乙烷混合，在室温下进行萘酚羟基的酰化反应，其反应时间为2h，然后在反应体系中加入3mL饱和碳酸氢钠溶液，搅拌中和后用5mL×4二氯甲烷萃取水相，收集的有机相经减压旋蒸浓缩和硅胶柱层析(PE:EA＝3:1)，得到105.9mg白色固体的产物为1-4化合物，其产率为88％。
上述所得1-4化合物经检测和分析后可以确定为1,5-二乙酰氧基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-萘目标产物，其结构表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.81(d,J＝8.8Hz,1H),7.63(dd,J＝13.7,8.7Hz,2H),7.50(t,J＝8.0Hz,1H),7.28(d,J＝7.6Hz,2H),5.25–5.11(m,1H),4.87(t,J＝9.5Hz,1H),4.74(d,J＝11.3Hz,1H),3.66(dt,J＝15.5,5.9Hz,1H),2.51(s,3H),2.46(s,3H),2.39–2.28(m,1H),2.09(s,3H),2.02(s,3H),1.88(dd,J＝23.3,11.4Hz,1H),1.27(d,J＝6.1Hz,3H)。
13C NMR(126MHz,CDCl3)δ170.51,170.29,169.27,169.15,146.77,143.24,129.75,128.24,127.59,126.53,124.47,120.09,119.52,118.90,74.62,74.56,72.57,72.12,37.25,21.04,20.92,20.74,18.02。
HRMS(ESI):m/z calcd for C24H26NaO9[M+Na]+:481.1469,found:481.1473。
(三)、按下述结构式进行N-溴代丁二酰亚胺溴代氧化反应：
取50mg(0.12mmol)上述制备的1-4化合物与76mg(0.44mmol)N-溴代丁二酰亚胺、1.2mL冰醋酸和2.4mL水混合，在70℃温度下进行N-溴代丁二酰亚胺溴代氧化反应，其反应时间为20min，然后在反应体系中加入12mL饱和碳酸氢钠溶液，搅拌中和后用5mL×4二氯甲烷萃取水相，收集的有机相经减压旋蒸浓缩和硅胶柱层析(PE:EA＝4:1)，得到47.2mg黄色糖浆的产物为1-5化合物，其产率为87％。
上述所得1-5化合物经检测和分析后可以确定为5-乙酰氧基-6-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-2-溴-[1,4]萘醌目标产物，其结构表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.09(d,J＝8.1Hz,1H),7.95(d,J＝8.0Hz,1H),7.33(s,1H),5.09(s,1H),4.87–4.79(m,1H),4.71(s,1H),3.69–3.58(m,1H),2.45(s,3H),2.42–2.37(m,1H),2.05(s,3H),1.99(s,3H),1.79(s,1H),1.26(d,J＝5.9Hz,3H)。
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ180.94,177.20,170.40,170.11,146.12,141.79,141.45,138.46,132.42,131.59,126.33,122.64,74.64,74.05,71.80,71.58,37.24,21.03,20.96,20.84,17.94。
HRMS(ESI):m/z calcd for C22H21BrNaO9[M+Na]+:531.0261,found:531.0278。
(四)、按下述结构反应式进行Diels-Alder反应：
取26mg(0.05mmol)上述制备的1-5化合物与10mg(0.06mmol)1-6化合物溶于3mL乙腈中，在40℃温度下进行Diels-Alder反应，其反应时间为4h，然后在反应体系中加入1.6mL甲醇、0.4mL水和55.8mg醋酸铵，在室温下搅拌3h，反应完全后用EA萃取，收集的有机相经减压旋蒸浓缩和硅胶柱层析(PE:EA＝2:1)，得到21.8mg黄色糖浆的产物为1-7化合物，其产率为87％。
上述所得1-7化合物经检测和分析后可以确定为9-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃糖基)-8-羟基-5-氮杂-1,2,3,4-四氢苯[a]蒽-1,7,12-双茚二酮目标产物，其结构表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ12.04(s,1H),9.50(s,1H),7.96(d,J＝7.8Hz,1H),7.84(d,J＝7.9Hz,1H),5.21(ddd,J＝11.4,9.5,5.2Hz,1H),4.98(d,J＝9.9Hz,1H),4.86(t,J＝9.5Hz,1H),3.71(dq,J＝12.2,6.1Hz,1H),3.21(t,J＝6.3Hz,2H),2.97(t,J＝7.0Hz,2H),2.63(ddd,J＝12.7,5.1,1.9Hz,1H),2.31–2.28(m,2H),2.09(s,3H),2.02(s,3H),1.57(s,1H),1.31(d,J＝6.1Hz,3H)。
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ198.18,186.95,181.09,170.42,170.37,169.16,158.31,151.59,138.98,137.54,134.14,131.07,128.93,126.47,119.58,116.23,74.62,74.51,71.90,71.08,39.22,36.83,33.29,21.46,21.05,20.95,18.06。
HRMS(ESI):m/z calcd for C27H25NNaO9[M+Na]+:530.1422,found:530.1407。
本发明采用易得的2-脱氧全乙酰化鼠李糖为原料经过碳糖苷化、乙酰化、N-溴代丁二酰亚胺溴代、Diesl-Alder反应，合成具有潜在生物活性分子的含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物，合成路线简单，所用的试剂廉价易得，生产成本低，有效地避免了高毒试剂的使用，是一种较为绿色环保和经济高效的含2-脱氧鼠李糖苷的角环素类似物的制备方法。以上只是对本发明做进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物的制备方法，其特征在于采用2-脱氧全乙酰化鼠李糖经碳糖苷化、乙酰化、N-溴代丁二酰亚胺溴代、Diesl-Alder反应，具体制备按下述步骤进行：
（一）、碳糖苷化反应
将2-脱氧全乙酰化鼠李糖与1,5-二羟基萘酚、碘和三乙基硅烷溶于乙腈中，在-20 ~50℃温度下进行碳糖苷化反应，其反应时间为5 ~120 min，得产物为1,5-二羟基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-吡喃基)-萘，所述2-脱氧全乙酰化鼠李糖与1,5-二羟基萘、碘、乙腈和三乙基硅烷的摩尔体积比为1 mol : 1~7 mol : 0.1 ~ 7 mol :0.01 ~1 L : 0.1 ~ 1 mol；
（二）、萘酚羟基的酰化反应
将上述制备的1,5-二羟基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-吡喃基)-萘、醋酸酐和吡啶溶于二氯甲烷中，在-20 ~ 40℃温度下进行萘酚羟基的酰化反应，其反应时间为1~12h，得产物为1,5-二乙酰氧基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-萘，所述1,5-二羟基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-吡喃基)-萘与二氯甲烷、醋酸酐、吡啶的摩尔体积比为1 mol : 0.01 ~ 1 L : 1 ~10 mol : 1 ~ 10 mol；
（三）、溴代氧化反应
将上述制备的1,5-二乙酰氧基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-萘溶于N-溴代丁二酰亚胺醋酸水溶液中，在29 ~ 95℃温度下进行萘酚羟基的酰化反应，其反应时间为5 ~120 min，得产物为5-乙酰氧基-6-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基) -2-溴-[1,4]萘醌，所述1,5-二乙酰氧基-2-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基)-萘与N-溴代丁二酰亚胺醋酸水溶液的摩尔体积比为1 mol : 0.01 ~ 0.1 L；所述N-溴代丁二酰亚胺醋酸水溶液的N-溴代丁二酰亚胺:醋酸:水= l mol : 0.01 ~ l mol : 0.5 ~ 1.5 L；
（四）、Diels-Alder及脱酰反应
将上述制备的5-乙酰氧基-6-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基) -2-溴-[1,4]萘醌溶于乙腈后滴加双烯化合物，在20~ 50℃温度下进行Diels-Alder及脱酰反应，其反应时间为1 ~ 5 d，反应结束后将反应体系溶于甲醇与水的混合溶液中，在醋酸铵的催化作用下进行脱乙酰基反应 ， 其反应温度为10 ~ 50℃，反应时间为1~5h，得产物为含2-脱氧鼠李糖的角环素类似物，所述5-乙酰氧基-6-(3',4'-二-O-乙酰基-2',6'-二脱氧-β-L-鼠李糖-己糖-吡喃基) -2-溴-[1,4]萘醌与乙腈、双烯化合物、甲醇、水和醋酸铵的摩尔体积比为1mol : 10 ~ 35 L : 1 ~ 2 mol : 5 ~ 35 L : 1 ~ 8 L : 1 ~9 mol；所述双烯化合物为( E, E ) -N,N-二甲基-N”- (3-氧代环己-1-烯-1-基)亚氨基甲酰胺。
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