CN1102412A - 二氢卟吩e6醚衍生物及其合成方法 - Google Patents

Abstract

一种叶绿素降解产物二氢卟吩e₆醚衍生物及其合成方法，以蚕沙粗品叶绿素为原料，经过酸、碱降解得到稳定的叶绿素主要降解产物二氢卟吩e₆或其单甲酯，并以此为原料经溴化氢加成后，与各种醇反应，生成一系列不同结构的二氢卟吩e₆醚衍生物。该合成方法产品收率高、纯度高、原材料价廉易得，并且操作简便，易于工厂化生产。所得到的醚衍生物具备了开发成新一代理想光动力治癌药物的条件。

Description

本发明是一种二氢卟吩e₆醚衍生物及其合成方法。

叶绿素是植物体内的一类绿色色素。叶绿素及其降解产物在医药上具有广泛的应用前景，特别是近年来在光动力治癌方面取得了很快的发展。1984年以来，文献陆续地报道认为叶绿素降解产物脱镁叶绿酸a、二氢卟吩P₆、紫红色18等均是优良的光动力敏化剂。特别是二氢卟吩e₆很可能是叶绿素降解产物中与生物活性联系最广的成分之一，并且已成为发展光动力治癌新药中倍受瞩目的研究对象。因此，发展二氢卟吩e₆制备规模的反应路线，借以合成一系列不同的衍生物，研究其不同生物活性，将为探索叶绿素在医药上的广泛应用提供科学的依据。

目前，国内外主要从菠菜、苜蓿等蔬菜叶及绿色藻类制备叶绿素，再经过一定工艺制取叶绿素的降解产物。由此获得的产品收率较低，纯度不高，而且原料受到自然条件的限制，工艺操作比较复杂，难以扩大到工业化生产。

本发明的目的在于提供一种产品性能稳定、纯度较高的叶绿素主要降解产物二氢卟吩e₆单甲酯及其醚衍生物，并建立相应的合成方法。

本发明以丰富、廉价的蚕沙粗品叶绿素为原料，经酸、碱降解得到稳定的叶绿素主要降解产物二氢卟吩e₆单甲酯，其化学结构式为：

本发明以上述二氢卟吩e₆单甲酯为原料经溴化氢加成后，与各种醇反应，生成一系列二氢卟吩e₆醚衍生物，其化学结构式为：

其中R₁和R₂取不同的基因时所对应的醚衍生物列表如下：

R₁R₂二氢卟吩e₆醚衍生物

CH₃CH₃2-(1-甲氧基乙基)二氢叶吩e₆单甲酯

H n-C₃H₇2-(1-丙氧基乙基)二氢卟吩e₆

H n-C₄H₉2-(1-正丁氧基乙基)二氢卟吩e₆

H n-C₆H₁₃2-(1-正已氧基乙基)二氢卟吩e₆

H H 2-(1-羟乙基)二氢卟吩e₆

H i-C₃H₇2-(1-异丙氧基乙基)二氢卟吩e₆

H CH₂=CH CH₂2-(1-丙烯氧基乙基)二氢卟吩e₆

H

2-(1-环已氧基乙基)二氢卟吩e₆

H CH₃OCH₂CH₂2-(1-甲氧基乙烯氧基乙基)二氢卟吩e₆

本发明提供的合成二氢卟吩e₆醚衍生物的方法如下：

1、以蚕沙粗品叶绿素为原料，乙醚或汽油为溶剂，以盐酸作为萃取溶剂，将蚕沙粗品叶绿素溶于乙醚或汽油中，加入浓盐酸。其中蚕沙粗品叶绿素与乙醚或汽油的重量比为1∶2～1∶5，与盐酸的重量比为1∶6～1∶10。在室温下搅拌1.5～2.5小时，生成中间产物脱镁叶绿酸a。

2、在N₂存在条件下，对上述中间产物脱镁叶绿酸a进行碱降解，使之与0.3～0.6%的氢氧化钾/甲醇溶液反应，两者重量比为1∶50～1∶200，生成中间产物二氢卟吩e₆二甲酯。

3、将上述中间产物二氢卟吩e₆二甲酯溶液加入0.8～1.5%氢氧化钾及3～10%的水，回流反应，生成二氢卟吩e₆单甲酯。

4、将上述中间产物二氢卟吩e₆单甲酯与溴化氢的冰醋酸饱和溶液密闭反应不少于3小时，通常为3～10小时，生成中间产物2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆或其单甲酯。

（5）将上述中间产物2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆或其单甲酯与醇反应，重量比为1∶50～100，生成二氢卟吩e₆醚衍生物。

上述步骤的化学反应式为：

其中R₂可以取如下不同基团：CH₃，C₂H₅，n-C₃H₇，n-C₄H₉，n-C₅H₁₁，n-C₆H₁₃，H，i-C₃H₇，

，CH₃OCH₂CH₂。

本发明的上述合成方法，提供了一条以蚕沙粗品叶绿素为原料制备叶绿素主要降解产物二氢卟吩e₆及其单甲酯的反应路线，并以二氢卟吩e₆单甲酯为原料合成了一系列不同结构的醚衍生物。该合成方法原材料价廉易得、操作简便、产品收率和纯度高、易于工厂化生产，具有重要的理论意义和实用价值，所得的化合物均为首次报道，其结构均由FABMS、¹HNMR、IR、UV/Vis等方法得到确证。

经研究表明，叶绿素的降解产物二氢卟吩e₆及其醚衍生物的作用光谱大于650nm，化学组成稳定，且能制备成纯粹的单体化合物，克服了传统的光动力治癌药物血卟啉衍生物（HPD）存在的缺陷。二氢卟吩e₆醚衍生物作为光动力治癌药物与HPD的作用机理不同，它是通过细胞摄粒作用进入细胞，首先破坏溶酶体，而HPD类药物则通过细胞膜扩散进入细胞，首先破坏线粒体。因此，根据二氢卟吩e₆醚衍生物的结构特点及其作用机理，说明其已具备了发展成为新一代理想光动力治癌药物的条件。

实施例1、二氢卟吩e₆单甲酯的制备

蚕沙粗品叶绿素100g，溶于300ml乙醚（或汽油），加入600ml盐酸，搅拌2小时，静置，分取下层酸液，加水500ml稀释，用10N氢氧化钠液调PH至5～6，滤集析出的墨绿色沉淀，减压干燥，得脱镁叶绿酸a粗品约20g。

取脱镁叶绿酸a粗品5g，溶于200ml乙醚，通氮气，加入0.5%氢氧化钾/甲醇溶液500ml，搅拌反应5小时后，加入2g固体氢氧化钾及25ml水，水浴回流，用盐酸调PH至5～6，加入二倍量水，静置后滤集析出的沉淀，减压干燥后经硅胶柱层析（硅胶G：200～300目，洗脱液∶氯仿∶甲醇∶丙酮∶甲酸 10∶1∶1∶0.1），收集主要的紫色色带，回收溶剂，干燥，得二氢卟吩e₆单甲酯3.2g。二氢卟吩e₆单甲酯结构见式（1）所示。HPLC保留时间：10min。纯度＞95%。FAB-MS m/z：612（M+2），611（M+1），610（M），¹HNMR（CDCL₃，TMS，δppm）：1.63（3H，t，4b-CH₃），1.75（3H，d，8a-CH₃），2.25-2.30（4H，m，7a、7b-CH₂），3.29（3H，s，3a-CH₃），3.47（3H，s，1a-CH₃），3.62（3H，s，5a-CH₃），3.73-3.77（2H，q，4a-CH₂），3.80（3H，s，10b-CH₃），4.56（2H，m，7、8-CH），5.01（2H，s，10-CH₂）.6.15（1H，dd，2b-H₀），6.34（1H，dd，2b-H_b），8.05（1H，dd，2a-H），8.86（1H，s，δ-H），9.59（1H，s，a-H），9.77（1H，s，β-H），IR（KBr）cm^-1：3430（OH），3000-2900（C-H），1745（C＝0），1620（C＝C），1445（二氢卟吩骨架），1230（C-N），1075（C-O）.UV/Visλmax（MeOH）nm：401，501，531，610，661.Flu（MeOH）nm：λ^EX397，λ^EM670.

实施例2.2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆或其单甲酯

取二氢卟吩e₆单甲酯10g置于50ml园底烧瓶中，滴加溴化氢冰醋酸饱和溶液，边加边搅，室温继续搅拌3小时，所得的墨绿色反应液为2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆单甲酯溶液，可直接用于下步反应。二氢卟吩e₆265mg，结构见式（2）所示。HPLC保留时间：9.29min，纯度＞95%。FAB-MS m/z：658（M+2），657（M+1），656（M），612（M-CO₂），597（M-CH₂COOH），583（M-CH₂CH₂COOH）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：0.83-0.88（3H，t，CH₃CH₂CH₂O-），1.25（2H，m，CH₃CH₂CH₂O-）1.45（3H，d，2b-CH₃），1.63-1.70（6H，m，4b、8a-CH₃），1.83-1.90（4H，m，7a、7b-CH₂），2.98（3H，s，3a-CH₃），3.22（3H，s，1a-CH₃），3.40（2H，m，CH₃CH₂CH₂O-），3.70（3H，s，5a-CH₃），3.96-3.99（2H，m，7、8-CH），5.66（2H，s，10-CH₂），6.22-6.28（1H，m，2a-H），7.99，9.61，9.68（each 1H，s，meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3350（OH），3000-2900（C-H），1720（C＝0），1615（C＝C），1454（二氢卟吩骨架），1230（C-N），1095（C-O）.UV/Visλmax（MeOH）nm：397.2，500，552，600，654.Flu（MeOH）nm：λ^EX394，λ^EM656.

实施例5.2-（1-环己氧基乙基）二氢卟吩e₆

取2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆固体500mg，加入环己醇50ml，回流1小时后，加入50ml氯仿稀释，用水洗至无酸性。减压回收溶剂，得到的黑色固体经柱层析后，得2-（1-环已氧基乙基）二氢卟吩e₆140mg。结构见式（2）。HPLC保留时间：10.22min.纯度＞95%。FAB-MS m/z：698（M+1），696（M），652（M-CO₂）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：0.88-0.90（m，环己基-CH₂），1.43（3H，s，2b-CH₃），1.71（6H，m，4b，8a-CH₃），1.87-1.92（4H，m，7a、7b-CH₂），2.98（3H，s，3a-CH₃），3.23（3H，s，1a-CH₃），3.39（1H，m，＝CHO-），3.70（3H，s，5a-CH₃），4.00（2H，m，7、8-CH），5.82（2H，s，10-CH₂）.6.28（1H，m，2a-H），8.00，9.67，9.67（each 1H，s meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3445（OH），3000-2890（C-H），1725（C＝0），1620（C＝C），1455（二氢卟吩骨架），1230（C-N），1090（C-O），UV/Visλmax（MeOH）nm：397.5，498，598，652.5.Flu（MeOH）nm：λ^EX397.λ^EM656.

其他几种醚衍生物的数据如下所列。结构均见式（2）所示

2-（1-正丁氧基乙基）二氢卟吩e₆

取上述2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆单甲酯反应液200ml，减压蒸除醋酸和剩余的溴化氢得墨绿色固体化合物，经鉴定为2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆。FAB-MS m/z：677（M），IR（KBr）cm^-1：3900（OH），2975-2880（C-H），1720（C＝0），1605（C＝C），1445（二氢卟吩骨架）.UV/Visλmax（THF）nm：403，503，561，603，663.Flu（THF）nm：λ^EX394，λ^EM664.2.

实施例3.2-（1-甲氧基乙基）二氢卟吩e₆单甲酯

甲醇100ml置500ml三颈烧瓶中，搅拌下滴加2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆单甲酯溶液100ml（约667mg），搅匀后，水浴回流反应2小时，反应混合液冷却至室温，用10N氢氧化钠液调PH至5～6，滤集析出的沉淀，干燥后，溶于100ml甲醇，加入氢氧化钾固体1g，水5ml，水浴回流，反应完全后用盐酸调节PH至5～6，加入二倍量水，搅匀后静置，滤集析出的黑色沉淀，水洗至无酸性，干燥后经柱层析分离，得2-（1-甲氧基乙基）二氢卟吩e₆单甲酯356mg，结构见式（2）所示。HPLC保留时间：8.11min.纯度＞97%。FAB-MS m/z：644（M+2），643（M+1），642（M），569（M-CH₂CH₂COOH）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：1.84（3H，t，4b-CH₃），2.14（3H，d，8a-CH₃），2.30-3.10（4H，m，7a、7d-CH₂），2.38（3H，d，2b-CH₃），3.32（3H，s，3a-CH₃），3.52（3H，s，1a-CH₃），3.60（3H，s，CH₃O-），3.86（5H，m，5a-CH₃＆4a-CH₂），3.90（3H，s，10b-CH₃），8.82，9.79，8.82（each 1H，s，meso-H），IR（KBr）cm^-1：3450（OH），2990-2890（C-H），1740（C＝O），1620（C＝C），1450（二氢卟吩骨架），1220（C-N），1070（C-O）.UV/Visλmax（MeOH）nm：295.8，500，551，601，655，Flu（MeOH）nm：λ^EX394，λ^EM655.

实验例4.2-（1-丙氧基乙基）二氢卟吩e₆

取2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆固体500mg，加入干燥的正丙醇30ml，室温下搅拌40分钟，加入三倍量水，调PH至5～6，滤集析出的沉淀，经柱层析得2-（1-丙氧基乙基）

HPLC保留时间：9.47min，纯度＞96%。FAB-MS m/z：672（M+2），671（M+1），670（M），626（M-CO₂.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：0.82-0.92（5H，m，CH₃CH₂CH₂CH₂O-），1.25（2H，m，CH₃CH₂CH₂CH₂O-），1.45（3H，s，2b-CH₃），1.62-1.70（6H，m，4b、8a-CH₃），1.82-1.92（4H，m，7a、7b-CH₂），2.98（3H，s，3a-CH₃），3.22（3H，s，1a-CH₃），3.43（2H，m，CH₃CH₂CH₂CH₂O-），3.70（3H，s，5a-CH₃），4.00（2H，m，7、8-CH），5.62（2H，s，10-CH₂），6.22-6.28（1H，m，2a-H），7.99，9.61，9，68（each 1H，s，meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3450（OH），2995-2900（C-H），1720（C＝O），1615（C＝C），1455（二氢卟吩骨架），1235（C-N），1095（C-O）.UV/Visλmax（MeOH）nm：397.5，498，552，598，653.Flu（MeOH）nm：λ^EX397，λ^EM656.

2-（1-正己氧基乙基）二氢卟吩e₆

HPLC保留时间：12.58min.纯度＞98%。FAB-MS m/z：700（M+2），699（M+1），698（M），654（M-CO₂）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：0.80（9H，m，CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂O-），1.25（2H，m，C₄H₉CH₂CH₂O-），1.47（3H，s，2b-CH₃），1.68-1.70（6H，m，4b，8a-CH₃），1.82-1.96（4H，m，7a、7b-CH₂），2.98（3H，s，3a-CH₃），3.22（3H，a，1a-CH₃），3.45（2H，m，C₅H₁₁CH₂O-），3.72（3H，s，5a-CH₃），3.96-3.98（2H，m，7，8-CH），5.66（2H，s，10-CH₂），6.21-6.27（1H，m，2a-H），7.97.9.67.9.81（each 1H，s，meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3450（OH），3000-2890（C-H），1725（C＝O），1620（C＝C），1455（二氢卟吩骨架），1230（C-N），1090（C-O）.UV/Visλmax（MeOH）nm：396.5，497.552.598.652.5.Flu（MeOH）nm：λ^EX394，λ^EM654.

2-（1-羟乙基）二氢卟吩e₆

HPLC保留时间：5.03min.纯度＞95%。FAB-MS m/z：616（M+2），615（M+1），614（M），570（M-CO₂）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：1.40（3H，s，2b-CH₃），1.68（6H，m，4b，8a-CH₃），2.02（4H，m，7a，7b-CH₂），3.59（3H，s，5a-CH₃），3.82（2H，m，7，8-CH），5.38（2H，s，10-CH₂），6.40（1H，m，2a-H），9.01，9.77，10.00（each 1H，s，meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3400（OH），2975-2880（C-H），1715（C＝O）.1605（C＝C），1440（二氢卟吩骨架），1235（C-N）.UV/Visλmax（MeOH）nm：397，499，551，599，653.Flu（MeOH）nm：λ^EX394，λ^EM655.5

2-（1-异丙氧基乙基）二氢卟吩e₆

HPLC保留时间：8.15min.纯度＞96%。FAB-MS m/z：658（M+2），657（M+1），656（M），612（M-CO₂）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：1.25（6H，d，-OCH（CH₃）₂），1.47（3H，s，2b-CH₃），1.70（6H，m，4b，8a-CH₃），1.79-1.89（4H，m，7a，7b-CH₂），2.99（3H，s，3a-CH₃），3.23（3H，s，1a-CH₃），3.42（1H，m，-OCH（CH₃）₂），3.70（3H，s，5a-CH₃），3.95（2H，m，7，8-CH），5.74（2H，s，10-CH₂），6.20-6.27（1H，m，2a-H），7.98，9.67，9.67（each 1H，s，meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3450（OH），3000-2900（C-H），1725（C＝O），1620（C＝C），1455（二氢卟吩骨架），1225（C-N），1085（C-O）。UV/Visλmax（MeOH）nm：397，498.5，551，600，654.Flu（MeOH）nm：λ^EX394，λ^EM656。

2-（1-丙烯氧基乙基）二氢卟吩e₆

HPLC保留时间：8.63min.纯度＞95%。FAB-MS m/z：656（M+2），655（M+1），654（M），611（M-CO₂），597（M-CH₂＝CH-CH₂O-）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：1.45（3H，s，2b-CH₃），1.70（6H，m，4b，8a-CH₃），1.84-1.92（4H，m，7a，7b-CH₂），2.98（3H，s，3a-CH₃），3.22（3H，s，1a-CH₃），3.45（2H，d，CH₂＝CH-CH₂O-），3.70（3H，s，5a-CH₃），3.96（2H，m，7.8-CH），5.09（3H，m，10-CH₂＆CH₂＝CHCH₂O-），5.77-5.93（2H，m，CH₂＝CHCH₂O-），6.25（1H，m，2a-H），7.80，5.95，9.68（each 1H，s，meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3330（OH），3000-2900（C-H），1720（C＝O），1615（C＝C），1455（二氢卟吩骨架），1225（C-N），1085（C-O）.UV/Visλmax（MeOH）nm：396.5，499，551，599，654.Flu（MeOH）nm：λ^EX394，λ^EM656.

2-（1-甲氧乙氧基乙基）二氢卟吩e₆

HPLC保留时间：6.11min.纯度＞95%。FAB-MS m/z：674（M+2），673（M+1），672（M），628（M-CO₂）.¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：1.48（3H，s，2b-CH₃），1.70（6H，m，4b，8a-CH₃）。1.88-1.95（4H，m，7a，7b-CH₂），2.99（3H，s，1a-CH₃），3.23（3H，s，1a-CH₃），3.38（3H，s，CH₃OCH₂CH₂O-），3.43（4H，m，CH₃OCH₂CH₂O-），3.70（3H，s，5a-CH₃），3.97（2H，m，7，8-CH），5.76（2H，s，10-CH₂），6.22-6.28（1H，m，2a-H），8.00，9，60，9，68（each 1H，s，meso-H）.IR（KBr）cm^-1：3350（OH），3000-2900（C-H），1730（C＝O），1620（C＝C），1460（二氢卟吩骨架），1230（C-N），1090（C-O）.UV/Visλmax（MeOH）nm：398，499，551.600，654.Flu（MeOH）nm：λ^EX394，λ^EM656.

上述实施例中的符号表示如下：HPLC：高效液相色谱，FAB-MS：快原子轰击质谱，¹HNMR（CDCl₃，TMS，δppm）：核磁共振氢谱（氘代氯仿，三甲基硅烷，化学位移），IR（KBr）cm^-1：红外光谱（溴化钾压片），UV/Visλmax（MeOH）nm：紫外一可见分光光谱，最大吸收，Flu（MeOH）nm：荧光光谱。

Claims (3)

1、一种二氢卟吩e₆醚衍生物，其特征在于该类化合物的结构为：

其中R₁和R₂取不同的基团所对应的醚衍生物列表如下：

R₁R₂二氢卟吩e₆醚衍生物

CH₃CH₃2-(1-甲氧基乙基)二氢卟吩e₆单甲酯

H n-C₃H₇2-(1-丙氧基乙基)二氢卟吩e₆

H n-C₄H₉2-(1-正丁氧基乙基)二氢卟吩e₆

H n-C₆H₁₃2-(1-正己氧基乙基)二氢卟吩e₆

H H 2-(1-羟乙基)二氢卟吩e₆

H i-C₃H₇2-(1-异丙氧基乙基)二氢卟吩e₆

H CH₂=CHCH₂2-(1-丙烯氧基乙基)二氢卟吩e₆

H

2-(1-环己氧基乙基)二氢卟吩e₆

H CH₃OCH₂CH₂2-(1-甲氧基乙烯氧基乙基)二氢卟吩e₆。

2、一种二氢卟吩e₆单甲酯，其特征在于该化合物的结构为：

3、一种二氢卟吩e₆醚衍生物的合成方法，其特征在于合成步骤如下：

（1）以蚕沙粗品叶绿素为原料，将其溶于乙醚或汽油中，加入浓盐酸，其中蚕沙粗品叶绿素与乙醚或汽油以及与盐酸的重量比分别为1∶2～1∶5、1∶6～1∶10，在室温下搅拌1.5～2.5小时，生成脱镁叶绿酸a，

（2）在N₂存在条件下，将脱镁叶绿酸a与0.3～0.6%的氢氧化钾/甲醇溶液反应，两者重量比为1∶50～1∶200，生成二氢卟吩e₆二甲酯，

（3）在上述二氢卟吩e₆二甲酯溶液中加入0.8～1.5%氢氧化钾及5～10%的水，回流反应，生成二氢卟吩e₆单甲酯，

（4）将二氢卟吩e₆单甲酯与溴化氢的冰醋酸饱和溶液密闭反应不少于3小时，生成2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆或其单甲酯，

（5）将2-（1-溴乙基）二氢卟吩e₆或其单甲酯与醇反应，重量比为1∶50～100，生成二氢卟吩e₆醚衍生物，

上述步骤的反应式为：

其中R₂可以取如下不同的基团：CH₃、C₂H₅-、n-C₃H₇、n-C₄H₉、n-C₅H₁₁、n-C₆H₁₃、i-C₃H₇、CH₂＝CH CH₂、

、CH₃OCH₂CH₂。