CN112142734B - 一种β咔啉类化合物中间体的制备方法及其应用 - Google Patents
一种β咔啉类化合物中间体的制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种β咔啉类化合物中间体的制备方法及其应用,属于化工技术领域,所述制备方法包括如下步骤:将L‑色氨酸、乙醛、甲醇的水溶液、路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺混合,将得到的混合物进行合成反应,得到β咔啉类化合物中间体(1S,3S)‑1‑甲基‑2,3,4,9‑四氢吡啶并[3,4‑b]吲哚‑3‑甲酸。本发明制备得到的(1S,3S)‑1‑甲基‑2,3,4,9‑四氢吡啶并[3,4‑b]吲哚‑3‑甲酸,不仅产品收率高,且ee值高。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域,具体涉及一种β咔啉类化合物中间体的制备方法及其应用,所涉及的中间体为(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。
背景技术
β咔啉类化合物是一类天然的吲哚生物碱,广泛存在于自然界中,这类化合物具有良好的抗肿瘤、抗病毒活性已经引起了广泛关注。南开大学汪清民等人应用β咔啉类生物碱成功合成出抗烟草花叶病毒的有效药物,并得到广泛应用。
发明人认识到β咔啉类生物碱在药学方面的重要性,中间体(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸是一种从鹰嘴豆种子分离出的一种化合物,传统的合成方法是以L-色氨酸和乙醛为原料,在硫酸水溶液中发生环合反应制备(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸,传统方法制备中间体存在副产物(1R,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸,生产的中间体ee值最高在75-80%左右,合成中间体的选择性较差,这就为β咔啉类生物碱衍生物的合成带来较大困难。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种β咔啉类化合物中间体的制备方法及其应用,所述中间体为(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸,不仅产品收率高,且ee值高。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种β咔啉类化合物中间体的制备方法,所述中间体为(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸,包括如下步骤:
将L-色氨酸、乙醛、甲醇的水溶液、路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺混合,将得到的混合物进行合成反应,得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。
优选的,所述合成反应的温度为-5~50℃,时间为5~35h。
优选的,合成反应完成后还包括将得到的反应产物洗涤至pH为6~6.5,再依次抽滤和烘干。
优选的,所述L-色氨酸与乙醛的摩尔比为1∶1~1.3。
优选的,所述甲醇的水溶液中甲醇与水的质量比为1∶0.1~10。
优选的,所述路易斯酸包括三氯化铝、溴化铁和溴化锌;所述L-色氨酸与路易斯酸的摩尔比为1∶0.01~0.1。
优选的,所述布朗斯特酸包括对甲苯磺酸、甲酸和冰醋酸。
优选的,所述L-色氨酸与布朗斯特酸的摩尔比为1∶0.01~0.1。
优选的,所述L-色氨酸与手性胺的摩尔比为1∶0.01~0.03。
本发明还提供了一种上述任意一项方案所述的方法制备得到的(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。
本发明还提供了一种上述方案所述的(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸在制备β咔啉类化合物中的应用。
本发明相较于现有技术取得了以下技术效果:
本发明提供了一种(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸的制备方法,本发明采用L-色氨酸、甲醇的水溶液作为反应原料,路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺为催化剂进行反应,得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。色氨酸与乙醛脱去一份子水形成亚胺,然后亚胺质子化后形成的亚胺离子作为亲电试剂,对芳环进行亲电芳香取代发生环化合成得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸,本发明采用路易斯酸和布朗斯特酸双催化剂进行催化,得到的产物ee值达到98.5%。
具体实施方式
本发明提供了一种β咔啉类化合物中间体(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸的制备方法,包括如下步骤:
将L-色氨酸、乙醛、甲醇的水溶液、路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺混合,将得到的混合物进行合成反应,得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。
本发明将L-色氨酸、乙醛、甲醇的水溶液、路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺混合,将得到的混合物进行合成反应,得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。在本发明中,所述合成反应的温度优选为-5~50℃,更优选为0~25℃,最优选为5℃;时间优选为5~35h,更优选为15~30h,最优选为24h。
在本发明中,所述L-色氨酸与乙醛的摩尔比优选为1∶1.1~1∶1.3,更优选为1∶1.2。在本发明中,所述甲醇的水溶液中甲醇与水的质量比优选为1∶0.1~10,更优选为1∶3~7,最优选为1∶5。本发明对乙醛、配置甲醇的水溶液用甲醇的来源没有特殊限定,采用本领域常规用分析纯乙醛和甲醇即可。对配置甲醇的水溶液用水的来源没有特殊限定,采用去离子水即可。
在本发明中,所述路易斯酸优选包括三氯化铝、溴化铁和溴化锌,更优选为溴化锌。在本发明中,所述L-色氨酸与路易斯酸的摩尔比优选为1∶0.01~0.1,更优选为1∶0.03~0.07,最优选为1∶0.05。
在本发明中,所述布朗斯特酸优选包括对甲苯磺酸、甲酸和冰醋酸,更优选为对甲苯磺酸。在本发明中,所述L-色氨酸与布朗斯特酸的摩尔比优选为1∶0.01~0.1,更优选为1∶0.03~0.07,最优选为1∶0.05。
在本发明中,所述L-色氨酸与手性胺的摩尔比优选为1∶0.01~0.03,更优选为1∶0.02。
合成反应完成后,本发明优选将得到的反应产物洗涤至Ph为6~6.5,再依次抽滤和烘干。在本发明中,优选将抽滤得到的滤液水洗一次,从而清洗掉体系残留的布朗斯特酸和路易斯酸。
本发明对上述乙醛、路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺的来源没有特殊限定,采用本领域常规市售产品即可。
本发明中,在甲醇水溶液中采用路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺作为催化剂,共同介导催化,得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。色氨酸与乙醛脱去一份子水形成亚胺,然后亚胺质子化后形成的亚胺离子作为亲电试剂,对芳环进行亲电芳香取代发生环化合成得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸,本发明采用路易斯酸和布朗斯特酸双催化剂进行催化,得到的产物ee值达到98.5%。
本发明还提供了一种上述任意一项方案所述的方法制备得到的(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸。
本发明合成路线如下:
本发明还提供了一种上述方案所述的(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸在制备β咔啉类化合物中的应用。
下面结合实施例对发明设计的技术方案进行进一步说明,一边有助于本发明的理解,但不作为对技术方案的限制。
实施例1
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛4.84g,甲醇74.2g,水7.4g,溴化锌0.23g(0.001mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.39g(0.001mol),对甲苯磺酸0.17g(0.001mol),降温至0-5℃,反应24h,反应完毕后,用30%盐酸调节pH=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸20.2g,收率81.8%,ee值69.9%。
实施例2
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛5.28g,甲醇148.4g,水14.8g,溴化锌2.3g(0.01mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.78g(0.002mol),对甲苯磺酸1.95g(0.005mol),升温至48±2℃,反应35h,反应完毕后,用30%盐酸调节pH=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸18.4g,收率54.5%,ee值86.3%。
实施例3
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛4.84g,甲醇1.7g,水8.5g,溴化锌2.3g(0.01mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.39g(0.001mol),冰醋酸0.6g(0.01mol),升温至20±2℃,反应15h,反应完毕后,用30%盐酸调节Ph=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸18.9g,收率58.5%,ee值33.5%。
实施例4
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛5.28g,甲醇20.4g,水102g,三氯化铝0.4g(0.003mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.39g(0.001mol),冰醋酸0.42g(0.007mol),降温温至-3±2℃,反应5h,反应完毕后,用30%盐酸调节Ph=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸10.3g,收率34.5%,ee值55.5%。
实施例5
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛5.28g,甲醇40.8g,水40.8g,溴化锌0.23g(0.001mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.39g(0.001mol),对甲苯磺酸0.17g(0.001mol),降温至0-5℃,反应24h,反应完毕后,用30%盐酸调节Ph=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸22.3g,收率90%,ee值98.5%。
实施例6
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛5.72g,甲醇7.42g,水74.2g,溴化铁0.295g(0.001mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.39g(0.001mol),对甲苯磺酸0.17g(0.002mol),降温至0-5℃,反应24h,反应完毕后,用30%盐酸调节Ph=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸19.7g,收率78%,ee值88.7%。
实施例7
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛5.28g,甲醇40.8g,水40.8g,溴化铁0.295g(0.001mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.39g(0.001mol),甲酸0.23g(0.005mol),降温至0-5℃,反应24h,反应完毕后,用30%盐酸调节Ph=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸17.7g,收率67%,ee值70.8%。
实施例8
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛4.84g,甲醇57g,水24.5g,溴化锌0.295g(0.001mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺0.39g(0.001mol),甲酸0.23g(0.005mol),降温至10-15℃,反应24h,反应完毕后,用30%盐酸调节Ph=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸21.1g,收率84%,ee值97.5%。
实施例9
向四口瓶中投入L-色氨酸20.4g(0.1mol),乙醛5.28g,甲醇57g,水24.5g,溴化锌0.295g(0.001mol),(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺1.17g(0.003mol),甲酸0.368g(0.008mol),降温至5-10℃,反应28h,反应完毕后,用30%盐酸调节Ph=6-6.5,抽滤,滤液水洗一次,烘干,即可得(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸21.3g,收率80%,ee值95.3%。
Claims (2)
1.一种β咔啉类化合物中间体的制备方法,所述中间体为(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸,其特征在于,包括如下步骤:
将L-色氨酸、乙醛、甲醇的水溶液、路易斯酸、布朗斯特酸和手性胺(1R,2R)-N,N-二苄基二苯基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺混合,将得到的混合物进行合成反应,得到(1S,3S)-1-甲基-2,3,4,9-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚-3-甲酸;
所述路易斯酸为溴化锌;所述L-色氨酸与路易斯酸的摩尔比为1∶0.01~0.1;
所述布朗斯特酸包括对甲苯磺酸、甲酸;所述L-色氨酸与布朗斯特酸的摩尔比为1∶0.01~0.1;
所述合成反应的温度为-5~50℃,时间为5~35h;
所述L-色氨酸与乙醛的摩尔比为1∶1~1.3;
所述甲醇的水溶液中甲醇与水的质量比为1∶0.1~10;
所述L-色氨酸与手性胺的摩尔比为1∶0.01~0.03。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,合成反应完成后还包括将得到的反应产物洗涤至pH为6~6.5,再依次抽滤和烘干。
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