CN110330495A - 一种合成麦角碱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成麦角碱的方法。所述麦角碱有如下所示的结构。该化合物的合成包括对甲苯磺酰基保护的化合物1的制备,[6,5,6,6]‑四环吲哚啉化合物2的合成,3,4‑桥联的吲哚啉化合物3的合成,麦角碱4的合成四个步骤。本发明的技术效果是:首先,利用1,2‑苯二炔与对甲苯磺酰基保护的化合物1的亲核‑[4+2]串联过程一步构建了[6,5,6,6]‑四环吲哚啉骨架结构,并通过后续的吡啶N‑甲基化、还原、N‑Ts去保护和氧化实现了麦角碱4的合成,该方法在天然产物合成领域具有广阔的应用前景;其次,此合成路线操作简便,步骤少。
Description
技术领域
本发明属于有机化学的合成工艺领域,具体涉及一种合成麦角碱的方法。
背景技术
吲哚类生物碱结构多样,并且是具有生物学重要性的天然产物。在过去的几十年中,人们致力于合成这些结构,其中,3,4-位桥联的吲哚和类似骨架存在于许多生物活性分子和药物中。例如麦角酸,lysergine,溴隐亭(多巴胺受体激动剂药物)和环麦角素等麦角生物碱及其衍生物。制备这些3,4-位桥联的吲哚化合物骨架主要依靠3,4-二取代吲哚的环化,这通常需要C4-H选择性官能化。不幸的是,C4-H是吲哚上反应活性最小的C-H键,其活化通常会遇到区域选择性问题。直到最近才报道过渡金属催化的方法直接用于吲哚的C4-H活化。
然而,对于无过渡金属的方法来说,合成[6,5,6]-三环二氢吲哚骨架仍然是一个挑战。最近苯炔化学的蓬勃发展极大地扩展了多官能化芳烃工具箱。特别是通过苯并二炔和苯并三嗪的等价物的芳炔多官能化策略可以在苯环上快速构建多个键。基于我们此前的关于多米诺芳炔前体的研究,我们采用1,2-苯二炔与对甲苯磺酰基保护的化合物1的亲核-[4+2]串联过程一步构建[6,5,6,6]-四环吲哚啉骨架结构,即化合物2(如下式所示)。由化合物2再经过吡啶N-甲基化、还原、N-Ts去保护和氧化最后得到化合物4。相比于过去的合成路线,本路线具有条件温和、步骤少且方便快捷的优点。
发明内容
针对[6,5,6]-三环二氢吲哚骨架合成的难题,本发明提供了一条简便快捷的路径,利用1,2-苯二炔的亲核-[4+2]串联一步实现[6,5,6,6]-四环吲哚啉骨架构建。再经过吡啶N-甲基化、还原、N-Ts去保护和氧化快速实现化合物4即麦角碱的合成。
为了解决上述合成技术问题,本发明合成的麦角碱的结构式如下:
本发明的麦角碱的合成路径包括以下步骤:
步骤一,对甲苯磺酰基保护的化合物1的制备
将钠氢溶于四氢呋喃并冷却至0℃,并向其中缓慢滴加膦酰基乙酸三乙酯,随后将该混合物在0℃搅拌15分钟,然后将6-甲氧基-5-甲基-2-吡啶甲醛的四氢呋喃溶液加入进去,待反应完全后加入饱和的氯化铵水溶液淬灭,萃取干燥浓缩后溶于二氯甲烷,0℃条件下缓慢加入二异丁基氢化铝(DIBAL-H),待反应完全后后处理浓缩得到相应的醇;将三苯基膦溶于四氢呋喃并冷却至0℃,向其中缓慢加入偶氮二甲酸二异丙酯,搅拌10分钟后将上述相应的醇和邻苯二甲酰亚胺的四氢呋喃混合溶液缓慢加入进去,待反应完全后后处理并分离纯化得到化合物1a;将1a和水合肼溶于无水乙醇并回流2小时,反应完全后后处理浓缩得到的粗品溶于二氯甲烷,室温下加入三乙胺和对甲苯磺酰氯,搅拌至反应完全后,粗品经硅胶柱层析纯化得到纯品对甲苯磺酰基保护的化合物1。
步骤二,[6,5,6,6]-四环吲哚啉化合物2的合成
将步骤一所得化合物1,碳酸铯以及18-冠醚-6溶于氯苯中,130℃条件下搅拌20分钟,再将多米诺苯炔前体溶于氯苯中,并用缓慢注射泵1.0小时加入此反应体系中;待反应完后,将氯苯除掉,浓缩后的反应粗品经硅胶柱层析纯化,得到纯品3,4-桥联的吲哚啉化合物2。
步骤三,3,4-桥联的吲哚啉化合物3的合成
将步骤二所得化合物2,三氟甲磺酸甲酯(MeOTf),和碳酸钾溶于干燥的二氯甲烷并于封管中室温下搅拌2天;反应完后将溶液及易挥发物旋干并溶于二氯甲烷过滤,经过滤后浓缩得到的粗品溶于二氯甲烷-甲醇混合溶液并冷却至 -20℃,将硼氢化钠(NaBH4)加入后,温度升至0℃并保持30分钟;反应完后加入几滴饱和氯化铵溶液淬灭,再加入10%的碳酸氢钠溶液,经后处理并分离纯化得到纯品3,4-桥联的吲哚啉化合物3。
步骤四,麦角碱4的合成
将步骤三所得化合物3溶于干燥的四氢呋喃,在-78℃将钠-萘的四氢呋喃溶液缓慢滴加进去,待反应完全后加入10%的碳酸氢钠溶液淬灭,后处理浓缩得到的粗品溶于干燥的二氯甲烷,加入活性二氧化锰(MnO2)并搅拌2小时,反应完后的混合物经过滤浓缩分离纯化得到化合物4。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
本发明合成的麦角碱的结构式如下:
实施例
本发明的麦角碱的合成步骤分四步:
第一步,对甲苯磺酰基保护的化合物1的制备
对甲苯磺酰基保护的化合物1的合成反应过程:
i)将钠氢(240mg,6.0mmol,1.5equiv,质量分数60%)溶于四氢呋喃 (30mL)并冷却至0℃,并向其中缓慢滴加膦酰基乙酸三乙酯(952uL,4.8 mmol,1.2equiv),随后将该混合物在0℃搅拌15分钟,然后将6-甲氧基-5-甲基-2-吡啶甲醛(604.8mg,4.0mmol,1.0equiv)的四氢呋喃(2mL)溶液加入进去,待反应完全后加入饱和的氯化铵水溶液(5mL)淬灭,萃取干燥浓缩;
ii)将i)所得化合物溶于二氯甲烷(20mL),0℃条件下缓慢加入二异丁基氢化铝(DIBAL-H)(8.8mL,8.8mmol,2.2equiv,1.0M正己烷溶液),待反应完全后后处理浓缩得到相应的醇;
iii)将三苯基膦(1.57g,6.0mmol,1.5equiv)溶于四氢呋喃(30mL)并冷却至0℃,向其中缓慢加入偶氮二甲酸二异丙酯(1.18mL,6.0mmol,1.5 equiv),搅拌10分钟后将ii)所得醇和邻苯二甲酰亚胺(647.4mg,4.4mmol, 1.1equiv)的四氢呋喃(10mL)混合溶液缓慢加入进去,待反应完全后后处理并分离纯化得到801.7mg化合物1a,三步总产率65%;
所得化合物1a物理性质及表征数据:
白色固体,熔点(Mp):151-153℃;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.90-7.82 (m,2H),7.75-7.69(m,2H),7.27(d,J=6.8Hz,1H),6.76(dt,J1=15.2,J2=6.4Hz, 1H),6.66(d,J=7.2Hz,1H),6.57(d,J=15.2Hz,1H),4.47(d,J=6.4Hz,2H), 3.93(s,3H),2.14(s,3H)ppm;13C NMR(125MHz,CDCl3)δ168.2,161.9,149.5, 138.8,134.2,133.1,132.4,125.5,123.5,120.4,115.7,53.3,39.5,16.0ppm;IR(thin film)3127,3090,2995,1707,1578,1463,1395,1328,1109,952,721,505(cm-1); HRMS-MALDI(m/z)calcd for[C18H16N2NaO3]+,331.1053;found,331.1054.
iv)将1a(801.7mg,2.6mmol)和水合肼(236uL,3.9mmol,1.5equiv,质量分数80%)溶于无水乙醇(25mL)并回流2小时,反应完全后后处理浓缩得到的粗品溶于二氯甲烷(20mL),室温下加入三乙胺(544uL,3.9mmol, 1.5equiv)和对甲苯磺酰氯(594.8mg,3.12mmol,1.2equiv),搅拌至反应完全后,粗品经硅胶柱层析纯化得到纯品734.6mg对甲苯磺酰基保护的化合物1,两步产率85%。
所得对甲苯磺酰基保护的化合物1物理性质及表征数据:
白色固体,熔点(Mp):90-92℃;1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.78(d,J= 8.5Hz,2H),7.31(d,J=8.0Hz,2H),7.27(d,J=7.0Hz,1H),6.59(d,J=7.0Hz, 1H),6.54(dt,J1=15.5,J2=6.0Hz,1H),6.40(d,J=15.5Hz,1H),4.47(t,J=5.5 Hz,1H),3.90(s,3H),3.79(dd,J1=6.0,J2=5.5Hz,2H),2.42(s,3H),2.15(s,3H) ppm;13C NMR(125MHz,CDCl3)δ161.9,149.3,143.7,138.8,137.3,132.3,129.9, 127.4,126.9,120.5,115.5,53.2,45.3,21.7,15.9ppm;IR(thin film)3278,2923, 2857,1577,1461,13851254,1156,977,815,703,669,551(cm-1);HRMS-MALDI (m/z)calcd for[C17H20N2NaO3S]+,355.1087;found,355.1088.
第二步,[6,5,6,6]-四环吲哚啉化合物2的合成
化合物2的合成反应过程:
将化合物1(99.7mg,0.3mmol,1.0equiv.),碳酸铯(Cs2CO3)(586.5mg, 1.8mmol,6.0equiv.)以及18-c-6(158.6mg,0.6mmol,2.0equiv)溶于氯苯(PhCl) (20mL)中,130℃条件下搅拌20分钟,再将多米诺苯炔前体(281.1mg,0.6 mmol,2.0equiv.)溶于氯苯(PhCl)(10ml)中,并用缓慢注射泵1.0小时加入此反应体系中。待反应完全,将氯苯除掉,反应粗品直接经硅胶柱层析纯化,得到50.0mg的[6,5,6,6]-四环吲哚啉化合物2产物,产率为41%。
所得化合物2物理性质及表征数据:
白色固体,熔点(Mp):223-225℃;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72(d,J =8.4Hz,2H),7.65(s,1H),7.43(d,J=8.0Hz,1H),7.27-7.22(m,3H),7.17(d,J= 7.6Hz,1H),4.41(dd,J1=9.2,J2=8.0Hz,1H),3.93(s,3H),3.52-3.35(m,2H), 3.07(dd,J1=15.2,J2=6.0Hz,1H),2.65(dd,J1=14.8,J2=14.4Hz,1H),2.36(s, 3H),2.19(s,3H)ppm;13C NMR(125MHz,CDCl3)δ161.7,151.3,144.3,140.9, 134.3,133.7,131.5,130.8,129.9,129.4,127.5,121.6,119.2,116.9,113.6,58.5,53.6, 36.3,35.4,21.7,15.9ppm;IR(thin film)3055,2970,2918,2863,1599,1560,1464, 1414,1355,1170,1093,1024,797,661,577,546(cm-1);HRMSMALDI(m/z)calcd for[C23H22N2NaO3S]+,429.1243;found,429.1244.
第三步,3,4-桥联的吲哚啉化合物3的合成
化合物3的合成反应过程:
将化合物2(30.0mg,0.074mmol,1.0equiv),三氟甲磺酸甲酯(MeOTf) (181.7mg,1.11mmol,15.0equiv),和碳酸钾(K2CO3)(102mg,0.738mmol, 10.0equiv)溶于干燥的二氯甲烷(1mL)并于封管中室温下搅拌2天;反应完后将溶液及易挥发物旋干并溶于二氯甲烷(5mL)过滤,经过滤后浓缩得到的粗品溶于二氯甲烷-甲醇混合溶液(1.0mL-1.0mL)并冷却至-20℃,将硼氢化钠 (NaBH4)(14mg,0.369mmol,5.0equiv)加入后,温度升至0℃并保持30分钟;反应完后加入几滴饱和氯化铵溶液淬灭,再加入10%的碳酸氢钠(NaHCO3) 溶液,经后处理并用薄层层析硅胶板(DCM:MeCN=2:1)分离纯化得到16.6 mg纯品3,4-桥联的吲哚啉化合物3,产率为57%。
所得化合物3物理性质及表征数据:
白色固体,熔点(Mp):93-95℃;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70(d,J=8.0Hz, 2H),7.36(d,J=7.2Hz,1H),7.24(d,J=8.8Hz,2H),7.18(d,J=7.6Hz,1H), 7.16-7.11(m,1H),6.33(d,J=3.2Hz,1H),4.29-4.22(m,1H),3.24-3.13(m,2H), 2.86-2.71(m,1H),2.67(d,J=10.0Hz,1H),2.59-2.50(m,2H),2.45(s,3H), 2.40-2.33(m,4H),1.29-1.22(m,1H),1.15(d,J=6.8Hz,3H)ppm;13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ144.4,141.1,133.9,131.8,131.5,131.4,129.9,128.7,127.7,127.1, 116.9,112.7,63.9,59.7,58.0,44.5,36.4,32.1,30.4,21.8,20.7ppm;IR(thin film) 3136,2925,2857,1734,1400,1164,1132,1086,956,666,579,545(cm-1); HRMS-MALDI(m/z)calcd for[C23H27N2O2S]+,395.1788;found,395.1771.
第四步,麦角碱(化合物4)的合成
化合物4的合成反应过程:
将第三步所得化合物3(10.0mg,0.0253mmol,1.0equiv)溶于干燥的四氢呋喃(2mL),在-78℃将钠-萘的四氢呋喃(1.0M)溶液缓慢滴加进去,待反应完全后加入10%的碳酸氢钠溶液淬灭,后处理浓缩得到的粗品溶于干燥的二氯甲烷(2mL),加入活性二氧化锰(MnO2)(11.0mg,0.127mmol,5.0equiv) 并在室温下搅拌2小时,反应完后的混合物经过滤浓缩并用薄层层析硅胶板(DCM:MeCN=2:1)分离纯化得到5.0mg化合物4,两步产率83%。
所得化合物4物理性质及表征数据:
白色固体,熔点(Mp):144-146℃;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.88(s,1H), 7.20-7.11(m,3H),6.89(s,1H),6.39(dd,J1=4.4,J2=1.6Hz,1H),3.43(dd,J1= 14.4,J2=5.2Hz,1H),3.26-3.20(m,1H),2.76-2.69(m,2H),2.63(dd,J1=11.6,J2= 4.0Hz,1H),2.55(s,3H),2.52-2.47(m,1H),1.19(d,J=6.8Hz,3H)ppm;13C NMR (100MHz,CDCl3)δ134.3,134.2,130.1,127.4,126.5,123.5,118.3,112.1,111.8, 109.2,62.7,58.2,44.1,30.0,27.4,20.0ppm;IR(thin film)2961,2926,2706,2666, 2360,2342,1632,1448,1401,1343,1164,1112,1073,1037,973,785,750,669, 578,526,488(cm-1);HRMS-MALDI(m/z)calcd for[C16H19N2]+,239.1543;found, 239.1540.
上述合成过程第一步中合成化合物1时所述的6-甲氧基-5-甲基-2-吡啶甲醛为已知化合物,其合成反应参见“引用文献”。
Lithiation ofMethoxypyridines Directedbyα-AminoAlkoxides(由α-氨基醇盐导向的甲氧基吡啶的锂化)Comins,D.L.;Killpack,M.O.J.Org.Chem.1990,55, 69-73.
附图说明
图1为[6,5,6,6]-四环吲哚啉化合物2的结构式
图2为麦角碱的结构式
图3为对甲苯磺酰基保护的化合物1的合成反应路线
图4为[6,5,6,6]-四环吲哚啉化合物2的合成
图5为3,4-桥联的吲哚啉化合物3的合成
图6为麦角碱(化合物4)的合成
以上各化合反应所用的原料来源列表如下:
Claims (3)
1.一种合成麦角碱的方法,其结构式如下:
。
2.根据权利要求1所述麦角碱的合成方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤一,对甲苯磺酰基保护的化合物1的制备
将钠氢溶于四氢呋喃并冷却至0℃,并向其中缓慢滴加膦酰基乙酸三乙酯,随后将该混合物在0℃搅拌15分钟,然后将6-甲氧基-5-甲基-2-吡啶甲醛的四氢呋喃溶液加入进去,待反应完全后加入饱和的氯化铵水溶液淬灭,萃取干燥浓缩后溶于二氯甲烷,0℃条件下缓慢加入二异丁基氢化铝(DIBAL-H),待反应完全后后处理浓缩得到相应的醇;将三苯基膦溶于四氢呋喃并冷却至0℃,向其中缓慢加入偶氮二甲酸二异丙酯,搅拌10分钟后将上述相应的醇和邻苯二甲酰亚胺的四氢呋喃混合溶液缓慢加入进去,待反应完全后后处理并分离纯化得到化合物1a;将1a和水合肼溶于无水乙醇并回流2小时,反应完全后后处理浓缩得到的粗品溶于二氯甲烷,室温下加入三乙胺和对甲苯磺酰氯,搅拌至反应完全后,粗品经硅胶柱层析纯化得到纯品对甲苯磺酰基保护的化合物1。
步骤二,[6,5,6,6]-四环吲哚啉化合物2的合成
将步骤一所得化合物1,碳酸铯,以及18-冠醚-6溶于氯苯中,130℃条件下搅拌20分钟,再将多米诺苯炔前体溶于氯苯中,并用缓慢注射泵1.0小时加入此反应体系中;待反应完后,将氯苯除掉,浓缩后的反应粗品经硅胶柱层析纯化,得到纯品3,4-桥联的吲哚啉化合物2。
步骤三,3,4-桥联的吲哚啉化合物3的合成
将步骤二所得化合物2,三氟甲磺酸甲酯(MeOTf),和碳酸钾溶于干燥的二氯甲烷并于封管中室温下搅拌2天;反应完后将溶液及易挥发物旋干并溶于二氯甲烷过滤,经过滤后浓缩得到的粗品溶于二氯甲烷-甲醇混合溶液并冷却至-20℃,将硼氢化钠(NaBH4)加入后,温度升至0℃并保持30分钟;反应完后加入几滴饱和氯化铵溶液淬灭,再加入10%的碳酸氢钠溶液,经后处理并分离纯化得到纯品3,4-桥联的吲哚啉化合物3。
步骤四,麦角碱4的合成
将步骤三所得化合物3溶于干燥的四氢呋喃,在-78℃将钠-萘的四氢呋喃溶液缓慢滴加进去,待反应完全后加入10%的碳酸氢钠溶液淬灭,后处理浓缩得到的粗品溶于干燥的二氯甲烷,加入活性二氧化锰(MnO2)并搅拌2小时,反应完后的混合物经过滤浓缩分离纯化得到化合物4。
3.根据权利要求2所述麦角碱的合成方法,其特征是,步骤一中的6-甲氧基-5-甲基-2-吡啶甲醛的制备过程参见:
Lithiation of Methoxypyridines Directed by α-Amino Alkoxides(由α-氨基醇盐导向的甲氧基吡啶的锂化)Comins,D.L.;Killpack,M.O.J.Org.Chem.1990,55,69-73。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191015 |
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