CN112062761B

CN112062761B - 一种小檗红碱酯类物质的合成方法

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Publication number: CN112062761B
Application number: CN202011026078.2A
Authority: CN
Inventors: 蒋卫华; 滕巧巧; 孟启; 张念
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: CN112062761A

Abstract

本发明公开一种小檗红碱酯类物质的合成方法，该方法以4‑二甲氨基吡啶为催化剂，以二环己基碳亚胺为脱酸剂，用小檗红碱与羧酸在一定的溶剂中直接反应，生成具有生物活性的小檗红碱酯类物质。在40～60℃下，1.5～2h反应基本完毕，然后趁热滤除固体物质，再冷冻过夜析出目标物，再过滤、洗涤、干燥等操作得到黄色的粗产品。最后对粗产品再用体积比为1:10的甲醇‑二氯甲烷柱分离进一步纯化产品，得到产品。产品的收率85.2％～93.4％，产品的纯度＞96％。本发明与传统合成小檗红碱酯相比具有反应的产率高，产品的色泽好、纯度高；且反应条件温和、反应时间短、副产物少、原料易得、操作简单、后处理容易等优点。

Description

一种小檗红碱酯类物质的合成方法

技术领域

本发明属于有机化学合成技术领域，涉及一种药物的合成方法，具体涉及一种小檗红碱酯类物质的合成方法。

背景技术

小檗碱是从中草药黄连中提炼出来的生物碱，是中医常用的一种中药，味苦、性寒，具有清火除湿、泻火解毒的功效，其最主要的作用为胃肠道感染的治疗和清热解毒。现代研究还发现小檗碱还具有的降糖降脂、抗心律失常、扩张血管、抗肿瘤等作用。近年来临床实践也表明小檗碱用于治疗伴有高脂血症的Ⅱ型糖尿病具有显著的疗效。

由于小檗碱的脂溶性较差，所以很难被吸收，同时由于其不容易穿透细菌细胞表面的细胞膜进而高效地运送至病变部位，从而导致小檗碱的抑菌活性极大地被削弱、生物利用率较低。另一方面，小檗碱也体现出耐药性差，用药次数过于频繁、药效时间短等缺陷，在一定程度上限制了其临床上的应用。因此，对小檗碱进行结构修饰，从而有效改变其生物利用率和生理活性成为许多学者研究的热点。

构效关系研究表明，在小檗碱中适当引入亲脂性的基团可以增强其抗菌活性。一般C(9)位上的取代反应，多是以小檗红碱进行的，即小檗碱经高温受热分解、烷基化或酰基化等一系列的反应生成C(9)位取代的小檗碱衍生物。

研究表明小檗红碱酯具有抗HIV活性、抑制肿瘤坏死因子(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)的作用、对血液胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)的降低也具有良好的效果。

小檗红碱酯类物质一般是通过小檗红碱的C(9)位的-OH与酰氯反应生成酯基，而酰氯通常又是由SOCl₂与羧酸现制备的，但SOCl₂不仅易挥发、有强烈的刺激气味，而且反应易生成有毒有害的SO₂与HCl的气体污染环境；其次，SOCl₂遇水会分解，要求所用的试剂和实验的装置都必须保持干燥无水的条件下进行。此外，反应体系是放热反应，而酰氯一般都不稳定，高温下易分解，所以开始时需用冰水控制反应温度。总之，由羧酸与氯化亚砜生成酰基氯再与小檗红碱反应生成小檗红碱酯的路线方法不仅具有反应条件苛刻，反应产生有毒有害气体，而且反应产品的质量差，产率也低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的合成小檗红碱酯类物质技术中产率低、反应条件苛刻、反应产生有毒有害气体、产品纯度低、后处理复杂等缺点，而提供的一种小檗红碱酯类物质的合成方法，通过以DCC和DMAP构成DCC-DMAP催化剂，并在该DCC-DMAP催化剂作用下进行工艺控制，实现高收率合成高纯度小檗红碱酯类物质。

为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：一种小檗红碱酯类物质的合成方法，包括如下步骤：先通过小檗碱1直接高温分解生成小檗红碱2，然后在DCC-DMAP催化剂作用下直接和羧酸反应生成小檗红碱酯类物质3。其反应式为：

本发明合成的小檗红碱酯类物质的具体操作方法为：将小檗红碱与二环己基碳亚胺(DCC)分别加入到反应容器中，再向其中加入溶剂，磁力搅拌使充分溶解分散，然后再将羧酸和DMAP加入反应容器中，插上球形冷凝管并通上冷凝水，加热搅拌反应，TLC跟踪监测反应至原料点基本消失，反应结束后趁热滤除析出的白色固体物质(DCP)，滤液冷冻至不再继续析出固体，再通过过滤、洗涤、烘干、甲醇-二氯甲烷柱分离，得固体物质。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，是以小檗红碱与羧酸为原料直接反应得到小檗红碱酯类物质，其羧酸包括短链或长链的脂肪性羧酸、带有吸电子基或供电子基芳香性羧酸、以及饱和或不饱和羧酸。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，所述小檗红碱与羧酸的物质的量之比为1:(1.4～2)。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，所述反应用的催化剂DMAP，其用量n(小檗红碱)：n(DMAP)＝1:0.05，其中n代表物质的量。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，所述反应用的脱酸剂DCC，其用量n(小檗红碱)：n(DCC)＝1:1.2，其中n代表物质的量。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，所述反应温度为40～60℃。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，所述加热搅拌反应的时间为1.5～2h。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，所述反应用的溶剂为DMF、乙腈、甲醇中的一种，溶剂的用量为10～15mL/0.1mmol小檗红碱。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，用于固体粗产品洗涤用的试剂为乙醚、甲醇、乙醇、水中的一种或几种。

进一步的，本发明所述的合成小檗红碱酯类物质的方法，柱分离所用的纯化试剂甲醇与二氯甲烷的体积比为1:10。

与现有技术相比，本发明在二环己基碳二亚胺(DCC)存在下，以4-N,N-二甲胺基吡啶(DMAP)为催化剂，催化酯化反应具有反应速度快、无有毒有害气体产生、温度低、收率高、后处理简单、产品质量高、等优点，对提高小檗红碱酯的合成产率和节能减排等方面具有重要的意义，而且本发明取得了如下有益的技术效果：

1、反应条件温和、无有毒有害气体产生、副产物少。

2、原料易得、反应时间短、操作简单、后处理容易；

3、反应的产率高，产品的色泽好、纯度高，收率85.2％～93.4％，产品纯度＞96％。

4、反应具有较高的实际应用价值。

具体实施方式

下面结合实施例子详细说明本发明的实施方案，其目的是能够更好的理解本发明的内容。但实施例不以任何方式限制本发明的范围。本专业的技术人员在本发明的权利要求范围内做出的改进也属于本发明的权利和保护范围。

实施例1：

小檗红碱的制备

将一定量的小檗碱放在50ml的圆底烧瓶中，在30±10mmHg真空下油浴加热，控制温度195±15℃，加热2～4h。反应一段时间之后瓶壁有红色固体物质出现，中途用玻璃棒搅拌几次使受热均匀，等到黄色固体完全变红之后，反应结束。收率87.5％，纯度＞96％，m.p.:272-278℃。

小檗红碱的结构与表征

IR(KBr,cm^-1)σ:3408,3053,596,1565,1504,1481；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:9.74(s,1H),8.65(s,1H),8.07(s,1H),7.97(s,1H),7.65(s,1H),6.93(s,1H),6.10(s,2H),4.91(s,2H),4.21(s,3H),4.06(s,3H),3.33(s,1H),3.26(s,1H)；¹³C NMR(DMSO-d₆,300MHz)：152.7,152.6,149.4,146.3,145.4,139.3,134.4,131.6,125.3,122.7,122.2,121.6,120.0,107.0,106.4,103.1,62.4,55.6,54.7,27.3。

实施例2

苯甲酸小檗红碱酯的合成：将0.1mmol(0.03575g)的小檗红碱(为实施例1制备的纯度大于96％的小檗红碱)与一定量的二环己基碳亚胺(DCC)(本实施例中DCC的摩尔量与小檗红碱的摩尔量之比为1.2:1)分别加入到100ml的三口圆底烧瓶中，再向其中加入溶剂DMF，磁力搅拌15min后，再将一定量的苯甲酸(本实施例中小檗红碱与苯甲酸的物质的量之比为1:1.8)和DMAP(本实施例中DMAP的物质的量为小檗红碱的物质的量的5％)分别加入反应的烧瓶中，插上球形冷凝管并通上冷凝水，加热搅拌，并于60℃下反应，TLC跟踪监测反应至反应结束，反应时间约为1.5h；趁热滤除白色固体物质(二环己基脲，DCP)，滤液冷却并放置至不再有苯甲酸小檗红碱酯析出，通过过滤、乙醚洗涤、水洗、烘干、再用甲醇-二氯甲烷进行柱分离(体积比为1:10)，得亮黄色固体物质，也即苯甲酸小檗红碱酯，收率93.4％，纯度＞96％；m.p.：204-206℃。

所得固体的结构及表征：

IR(KBr,cm^-1)σ:3412,3023,1751,1614,1515；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:9.72(s,1H),8.84(s,1H),8.32(d,2H,J＝6.8Hz),8.20(d,2H,J＝8.6Hz),7.76-7.63(m,4H),6.98(s,1H),6.08(s,2H),4.95(s,2H),4.11(s,3H),3.20(s,2H)；

¹³C NMR(CD₃OD)δ:163.7,152.1,150.6,146.4,142.4,136.7,133.9,133.6,133.3,131.8,130.6,128.5,128.0,126.3,124.9,121.8,120.6,108.4,106.1,103.5,56.2,55.6,27.2。

对比实施例1

分别设定反应的温度为30℃、40℃、50℃、70℃，其它条件及操作步骤同实施例2，运用UV vis定量测定小檗红碱和产物的含量的测定，结果显示，苯甲酸小檗红碱酯的收率分别为62％、86％、90％、89％。

对比实施例2

设定小檗红碱与苯甲酸的物质的量之比为1:1.2，其它条件及操作步骤同实施例2，运用UV vis定量测定小檗红碱和产物的含量的测定，结果显示，苯甲酸小檗红碱酯的收率为86％。

对比实施例3

将实施例2中的溶剂DMF依次替换成水、乙醇、甲醇、乙腈、环己烷及硝基苯，其它条件及操作步骤同实施例2，运用UV vis定量测定小檗红碱和产物的含量的测定，结果显示苯甲酸小檗红碱酯的收率为分别为0、78.5％、92.6％、91.6％、0、56.1％。

实施例3

丁酸小檗红碱酯的合成：同实施例2，所不同的是用正丁酸代替苯甲酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率87.4％，纯度＞96％；

所得固体的结构及表征：

¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:0.86(t,3H,J＝7.0Hz,),1.72(m,2H),2.84(t,2H,J＝7.0Hz),3.23(t,2H,J＝6.2Hz),4.00(s,3H),4.93(t,2H,J＝6.2Hz),6.16(s,2H),7.12(s,1H),7.82(s,1H),8.20(d,1H,J＝9.0Hz),8.26(d,1H,J＝9.0Hz),9.13(s,1H),9.92(s,1H)；

实施例4

月桂酸小檗红碱酯的合成：同实施例2，所不同的是用月桂酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率82.4％，纯度＞96％；mp:230–232℃。

所得固体的结构及表征：

¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:0.86(t,3H,J＝7.0Hz),1.34(m,14H),1.41(m,2H),1.72(m,2H),2.85(m,2H),3.20(t,2H,J＝6.2Hz),4.04(s,3H,),4.97(t,2H,J＝6.2Hz),6.18(s,2H),7.10(s,1H),7.82(s,1H),8.18(d,1H,J＝9.0Hz),8.26(d,1H,J＝9.0Hz),9.06(s,1H),9.94(s,1H)。

实施例5

4-甲氧基苯甲酸小檗红碱的合成：同实施例2，所不同的是用对甲氧基苯甲酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率92.6％，纯度＞96％；

所得固体的结构及表征：

IR(KBr,cm^-1)σ:3351,1728,1611,1504；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:9.70(s,1H),8.83(s,1H),8.29-8.21(m,4H),7.69(s,1H),7.16(d,2H,J＝8.4Hz),6.93(s,1H),6.12(s,2H),4.87(t,J＝6.1Hz),4.08(s,3H),3.96(s,3H),3.18(t,2H,J＝6.1Hz)；¹³C NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:165.2,164.3,151.7,151.3,148.4,143.5,138.6,135.1,133.6,132.5,131.7,130.4,126.8,125.4,122.2,120.7,121.3,120.2,114.6,114.1,106.7,105.1,102.6,55.8,55.4,54.6,26.5。

实施例6

4-硝基苯甲酸小檗红碱的合成：同实施例2，所不同的是用对硝基苯甲酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率90.5％，纯度＞96％；

所得固体的结构及表征：

IR(KBr,cm^-1)σ:3041,2895,1746,1605,1502,1371,1254,1222,1103,1065,1032,8567,843；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:10.04(s,1H),9.05(s,1H),8.57-8.453(m,3H),8.32(dd,J＝37.4,9.2Hz,2H),7.86(d,J＝13.0Hz,1H),7.12(s,1H),6.21(s,2H),4.96-4.85(m,2H),4.12-3.96(m,3H),3.90-3.80(m,1H),3.24-3.16(m,2H)。

实施例7

2-呋喃甲酸小檗红碱酯的合成实验方法：同实施例2，所不同的是用2-呋喃甲酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率89.4％，纯度＞96％。

所得固体的结构及表征

IR(KBr,cm^-1)σ:3422,3018,1748,1632,1606,1512；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:9.711(s,1H),8.82(s,1H),8.25(d,1H,J＝8.8Hz),8.20(d,1H,J＝9.1Hz),7.95(s,1H),7.67(s,1H),7.64(s,1H,J＝3.1Hz),6.94(s,1H),6.81(s,1H),6.10(s,2H),4.93(t,J＝5.6Hz),4.05(s,3H),3.21(t,2H,J＝6.0Hz)；

¹³CNMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:151.4,151.1,148.7,148.4,143.6,142.5,138.8,133.5,133.1,130.4,127.2,125.4,121.7,120.6,120.4,120.1,113.4,108.2,104.6,103.5,56.6,56.1,26.5。

实施例8

2,4-二氟苯甲酸小檗红碱酯的合成实验方法：同实施例2，所不同的是用2,4-二氟苯甲酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率91.3％，纯度＞96％。

所得固体的结构及表征

IR(KBr,cm^-1)σ:3373,3028,1749,1606,1566,1502；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:9.75(s,1H),8.82(s,1H),8.35(d,1H,J＝8.4Hz),8.26(d,1H,J＝9.0Hz),8.21(d,1H,J＝9.0Hz),7.71(s,1H),7.32-7.25(m,2H),6.92(s,1H),6.16(s,2H),4.90(t,J＝6.2Hz),4.13(s,3H),3.21(t,2H,J＝6.2Hz)；¹³C NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:162.3,152.8,152.3,150.3,145.4,140.8,136.7,136.3,135.5,135.2,132.6,128.5,127.2,123.4,122.0,121.4,113.7,113.3,109.1,107.3,106.8,106.3,103.6,57.8,57.4,28.2。

实施例9

2-氟-4-三氟甲基苯甲酸小檗红碱酯的合成：同实施例2，所不同的是用2-氟-4-三氟甲基苯甲酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率90.6％，纯度＞96％。

所得固体的结构及表征

IR(KBr,cm^-1)σ:3431,2917,1755,1606,1512；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:9.81(s,1H),8.82(s,1H),8.47(t,1H,J＝7.0Hz),8.30(d,1H,J＝12.8Hz),8.25(d,1H,J＝12.0Hz),7.80(d,2H,J＝10.0Hz),7.67(s,1H),6.95(s,1H),6.10(s,2H),4.05(s,3H),3.15(s,2H)；¹³C NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:164.8,162.5,161.4,152.5,150.2,145.6,140.7,138.9,135.8,135.5,135.1,132.4,129.4,127.6,126.3,123.4,123.0,122.7,122.0,116.5,116.2,109.3,107.4,104.1,58.4,57.2,27.9。

实施例10

3-烟酰酸小檗红碱酯的合成：同实施例2，所不同的是用2-氟-4-三氟甲基苯甲酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率87.2％，纯度＞96％。

所得固体的结构及表征

IR(KBr,cm^-1)σ:3425,3056,2891,1758,1612,1507,1387,1285,1220,1075,1034；¹H NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:10.05(s,1H),9.40(d,J＝2.0Hz,1H),9.13(s,1H),9.02(dd,J＝4.8,1.5Hz,1H),8.65(dt,J＝8.0,1.8Hz,1H),8.34(d,J＝9.0Hz,1H),8.26(d,J＝9.0Hz,1H),7.81(d,J＝17.4Hz,1H),7.75(dd,J＝7.8,5.0Hz,1H),7.09(d,J＝15.6Hz,1H),6.14(d,J＝11.2Hz,2H),4.98–4.80(m,2H),4.02(d,J＝12.6Hz,3H),3.26–3.12(m,2H)；¹³C NMR(DMSO-d6,100MHz):δ＝163.92,150.89,150.47,148.19,145.03,138.65,135.12,134.05,133.46,131.41,130.92,129.61,128.43,127.46,126.38,121.75,121.13,20.86,108.89,106.05,102.64,57.81,.72,49.04,26.65。

实施例11

肉桂酸小檗红碱酯的合成：同实施例2，所不同的是用肉桂酸代替丁酸。最后得到的是黄色固体，反应的收率85.2％，纯度＞96％；m.p.:214–216℃。

所得固体的结构及表征

IR(KBr,cm^-1)σ:3021,2896,1743,1638,1604,1505,1481,1394,1120,765,704；¹HNMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:9.95(s,1H),9.06(s,1H),8.30(d,J＝9.2Hz,2H),8.21(d,1H,J＝9.2Hz),7.98(d,J＝16.0Hz,1H),7.51–8.15(m,5H),7.50(m,3H),7.08(d,J＝16.0Hz,2H),6.16(s,2H),4.90(m,2H),4.06(m,3H),3.20(t,2H,J＝6.0Hz)；¹³C NMR(DMSO-d₆,300MHz)δ:164.08,151.06,150.34,148.32,148.08,144.65,138.47,134.56,134.16,133.40,131.86,131.54,129.82,129.36,127.44,126.57,121.55,121.39,120.63,116.67,108.91,106.03,102.58,57.84,55.66,26.87。

以上是本发明合成C(9)-O-COR取代小檗碱衍生物的方法，应当指出的是上述实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权力要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围之内，还可以做出若干的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种小檗红碱酯类物质的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：将小檗红碱与二环己基碳亚胺依次加入到反应容器中，再向其中加入溶剂，磁力搅拌使充分溶解分散，然后再将羧酸和DMAP依次加入反应容器中，插上球形冷凝管并通上冷凝水，加热搅拌并于40~60℃下反应，TLC跟踪监测反应至原料点基本消失，反应结束后趁热过滤，滤液冷却并静置，使所述小檗红碱酯类物质充分析出，再通过过滤、洗涤、烘干、甲醇-二氯甲烷柱分离，得所述小檗红碱酯类物质；

小檗红碱与羧酸的摩尔比为1:1.4～2，小檗红碱与DMAP的摩尔比为1 : 0.05，小檗红碱与DCC的摩尔比为1 : 1.2，所述溶剂为DMF、乙腈、甲醇中的一种或几种；

所述羧酸包括脂肪族羧酸或带有吸电子基或供电子基芳香族羧酸；

反应的时间为1.5～2 h。

2.根据权利要求1所述的小檗红碱酯类物质的合成方法，其特征在于：所述溶剂的用量为10～15 mL / 0.1 mmol小檗红碱。

3.根据权利要求1所述的小檗红碱酯类物质的合成方法，其特征在于：洗涤用的试剂为乙醚、甲醇、乙醇、水中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的小檗红碱酯类物质的合成方法，其特征在于：柱分离所用的纯化试剂甲醇与二氯甲烷的体积比为1:10。