CN114773303A

CN114773303A - 一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法

Info

Publication number: CN114773303A
Application number: CN202210412657.3A
Authority: CN
Inventors: 彭羽; 曹静思; 肖检; 王雅雯
Original assignee: Southwest Jiaotong University
Current assignee: Southwest Jiaotong University
Priority date: 2022-04-19
Filing date: 2022-04-19
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2042-04-19
Also published as: CN114773303B

Abstract

本发明公开了一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，通过合成有机化学的手段，以目标天然产物(+)‑Aglacin B的合成为导向，设计以镍催化还原串联反应为关键，构建三环并合骨架，一步构建三环并合骨架及连续两个手性立体中心，丰富了合成该骨架的方法，发展了构建该结构单元的新方法，同时将该方法应用于具有潜在药用价值的药物先导物(+)‑Aglacin B的合成制备，该反应条件温和、速率快、产物构型单一、可大幅降低合成成本，为后续木脂素Aglacin B的生理和药理活性测试做准备，体现该方法的应用价值，具备极高的推广价值。

Description

一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法

技术领域

本发明涉及天然药物的化学合成技术领域，特别涉及一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法。

背景技术

药物化学建立在化学和生物学基础上，对相关药物结构和活性进行研究。研究内容包括发现、修饰和优化先导化合物，从分子水平上揭示药物及具有生理活性物质的作用机理，研究药物及生理活性物质在体内的代谢过程。木脂素类天然产物大多从各种植物中分离得到，具有广泛的生物活性，如抗癌、杀虫、抗真菌、抗病毒、抗炎、神经毒性、免疫抑制等。这些生物活性在制药行业和学术界引起了巨大关注，并在化学合成、构效关系和机理研究方面做出了重大努力。例如对木脂素类代表药物鬼臼毒素进行结构修饰得到抗癌药物etoposide，临床用于治疗小细胞肺癌和多形性胶质母细胞瘤。

德国Prokscha课题组从印度尼西亚的心叶米子兰茎皮中提取得到天然产物Aglacin B，是一种新的芳基四氢萘环醚木脂素。其结构是在NMR波谱数据和单晶X射线衍射分析的基础上建立的，结构中含有一个扭曲的反式稠合六并五桥环体系，包括一个芳基四氢萘环，两个高氧芳环，γ内酯环，以及B环上连续的3个手性中心。其绝对构型是通过改进的Mosher法确定的。Aglacin B具有强烈的杀虫特性，并对人类癌细胞有明显的抗增殖活性。然而，由于自然界所能提供的该天然产物来源的局限性，以及从新药研发和药物先导物的角度出发，化学合成该天然产物有其必要性。

近年来，虽然药物先导化合物Aglacin B已有部分制备报道。但是，仍有两点需要提高和解决：1.已报道的Aglacin B制备方法非常复杂，而且合成路线冗长，效率很低，不适合进一步放大和实用价值；2.将镍催化还原串联反应应用于天然产物和药物分子合成，相关的文献报道较少，仍有很大提升空间。针对该天然产物的化学合成，拟以镍催化的串联反应为关键反应，构建三环并合骨架，可丰富合成该骨架的方法；将其应用于药物先导物(+)-Aglacin B的制备，该反应条件温和、速率快、产物构型单一、可大幅降低合成成本可体现该方法的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，发展一种高效、简捷、反应条件温和、可大幅降低成本的新方法，将其应用于药物先导物Aglacin B的制备，为后续的生理和药理活性测试做准备。本发明公开了一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，通过合成有机化学的手段，以目标天然产物(+)-Aglacin B的合成为导向，设计以镍催化还原串联反应为关键，构建三环并合骨架，一步构建三环并合骨架及连续两个手性立体中心，丰富了合成该骨架的方法，发展了构建该结构单元的新方法，同时将该方法应用于具有药物先导物(+)-Aglacin B的合成制备，该反应条件温和、速率快、产物构型单一、可大幅降低合成成本，为后续木脂素Aglacin B的生理和药理活性测试做准备，体现该方法的应用价值，具备极高的推广价值。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，包括如下步骤：

进一步的，所述步骤一为：从2,6-二甲氧基苯酚1出发，与N-溴代琥珀酰亚胺NBS进行亲电取代反应；接着，将得到的溴取代化合物溶解到丙酮中，加入碳酸钠为碱，甲基化试剂硫酸二甲酯，即可得到三甲氧基溴苯化合物；在路易斯酸四氯化钛TiCl₄和1,1-二氯甲醚条件下即可得到化合物醛2；

具体方法为：化合物1经溴代、酚羟基甲基化、引入醛基：

化合物2,6-二甲氧基苯酚1溶解到无水二氯甲烷中，在-45℃下加入亲电试剂N-溴代琥珀酰亚胺NBS进行亲电取代反应，微量氢化钠和甲醇进行引发，在酚羟基对位引入溴原子，此温度下反应30分钟，再室温下反应3小时即可得到酚羟基对位溴取代化合物；对位溴取代化合物溶解到丙酮中，加入碳酸钠为碱，甲基化试剂硫酸二甲酯，加热到55℃回流反应12小时，即可得到三甲氧基溴苯化合物；将路易斯酸四氯化钛TiCl₄和1,1-二氯甲醚在0℃下溶解到无水二氯甲烷中，加入溶于无水二氯甲烷的三甲氧基溴苯化合物反应30分钟，然后室温下反应5小时，在0℃下加入1N HCl搅拌20分钟，即可得到化合物醛2。

进一步的，所述步骤二为：化合物醛2经Horner-Wadsworth-Emmons反应条件得到不饱和酯化合物；然后将其水解；最后发生酸胺缩合反应得到酰胺化合物3；

具体方法为：

将氢化钠和膦酰基乙酸三乙酯TEPA在0℃下溶解到无水四氢呋喃中，反应30分钟，加入溶于无水四氢呋喃的化合物醛2反应2小时，得到不饱和酯化合物；将酯化合物溶解到甲醇中，加入3N NaOH，加热到70℃回流反应3小时，在0℃下加入6N HCl搅拌20分钟后抽滤得到不饱和酸化合物；反应瓶A常温下加入溶于无水四氢呋喃的(S)-4-苯基-噁唑烷酮，冷却到-78℃，滴加新鲜制备的二异丙基氨基锂LDA，反应1小时；反应瓶B于0℃加入溶于无水四氢呋喃的不饱和酸化合物，加入三乙胺和特戊酰氯，反应40分钟，将反应瓶B中反应液抽出加入反应瓶A中，-78℃至0℃反应30分钟，0℃下反应2小时，即可得到化合物3。

进一步的，所述步骤三为：化合物3经Michael加成反应引入三甲氧基芳基片段即可得到化合物4；

具体方法为：

常温下在反应容器中加入溶解到无水四氢呋喃和二甲硫醚的溴化亚铜二甲硫醚络合物，冷却到-48℃，滴加新鲜制备的芳基格氏试剂，反应40分钟，加入溶于无水四氢呋喃的化合物3，-48℃至0℃反应30分钟，0℃反应2.5小时，即可得到化合物4。

进一步的，所述步骤四为：化合物4经硼氢化还原、PCC氧化、缩醛化反应即可得到缩醛化合物5；

具体方法为：

常温下加入溶于无水四氢呋喃的化合物4，加入无水四氢呋喃和水，无水四氢呋喃和水体积比例为10:1，加入硼氢化钠，反应24小时，即可还原得到相应醇化合物；醇化合物溶解到无水二氯甲烷中，冷却到0℃，加入氯铬酸吡啶盐PCC，反应5分钟，然后室温下反应5小时，短硅胶柱过滤，真空除去溶剂后，氧化得到相应醛化合物；醛化合物常温下溶解到甲醇中，加入原甲酸三甲酯和(±)-樟脑磺酸，升温到45℃反应35分钟，即可得到化合物5。

进一步的，所述步骤五为：化合物5在N,N-二异丙基乙基胺DIPEA和三氟甲磺酸三甲基硅脂TMSOTf条件下经β-消除即可得到化合物烯醚6；

具体方法为：

化合物5溶解到无水二氯甲烷中，加入N,N-二异丙基乙基胺DIPEA，冷却到-25℃，逐滴加入三氟甲磺酸三甲基硅酯TMSOTf，反应30分钟，即可得到化合物6。

进一步的，所述步骤六为：化合物6溶解到无水二氯甲烷中，以2,4,4,6-四溴-2,5-环己二烯酮TBCD为溴化试剂，即可得到化合物溴代缩醛7；

具体方法为：

化合物6溶解到无水二氯甲烷中，冷却到0℃，加入溴化试剂2,4,4,6-四溴-2,5-环己二烯酮TBCD，反应40分钟，逐滴加入溶解于无水二氯甲烷中的烯丙醇，常温下反应9小时，即可得到化合物7。

进一步的，所述步骤七为：化合物7经Ni催化串联反应构建三环并合骨架，即可得到化合物8；

具体方法为：

常温下加入无水氯化镍(Ⅱ)和锌粉，滴加吡啶和巴豆酸乙酯，置于55℃下反应20分钟，冷却后滴加溶解于N,N-二甲基乙酰胺DMA的化合物7，反应6小时即可得到化合物8。

进一步的，所述步骤八为：化合物8在三乙基硅烷和三氟化硼乙醚条件下脱缩醛甲氧基，即可得到天然产物(+)-Aglacin B；

具体方法为：

0℃下加入溶解于无水二氯甲烷的化合物8，加入三乙基硅烷和三氟化硼乙醚，升温至23℃反应1小时，即可得到天然产物(+)-Aglacin B。

进一步的，所述步骤一，步骤二，步骤三，步骤五，步骤六，步骤七，步骤八均在惰性气体环境下反应。

本发明的有益效果为：

本发明提出了一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，与现有方法相比，优点在于：

1、本发明通过合成有机化学的手段，以目标天然产物(+)-Aglacin B的合成为导向，发展镍催化的串联环化反应，一步构建三环并合骨架及连续两个手性立体中心，发展了构建该结构单元的新方法。同时将该方法应用于具有药物先导物(+)-Aglacin B的合成制备。

2、本发明以镍催化还原串联反应为关键，构建三环并合骨架，可丰富合成该骨架的方法；将其应用于药物先导物Aglacin B的制备，该反应条件温和、速率快、产物构型单一、可大幅降低合成成本，可体现该方法的应用价值。

3、本发明解决了现有技术中合成路线冗长，效率低，不适合进一步放大的缺陷。

附图说明

图1为本申请实施例中制备药物先导物Aglacin B的合成路径图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

实施例1：

如图1所示，按照步骤一至步骤八进行反应，下面对各个步骤进行详细描述。

步骤一：

在氩气保护下，化合物2,6-二甲氧基苯酚1(10g,64.86mmol)溶于二氯甲烷(100mL)中，降温至-45℃后缓慢加入溶于甲醇(1mL)的氢化钠(0.026g,0.645mmol)，反应20分钟；加入N-溴代琥珀酰胺(NBS)，在45℃反应30分钟后，缓慢升至室温反应3小时。加蒸馏水淬灭，二氯甲烷萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝4:1,R_f＝0.57)得到白色固体产物(13.45g,产率89％)。

加入上一步所得白色固体产物(13g,55.78mmol)，无水碳酸钾(15.42g,111.56mmol)，溶解于丙酮中(150mL)，逐滴加入硫酸二甲酯(26.4mL,278.9mmol)，于55℃下回流反应12小时。减压除去溶剂后乙酸乙酯溶解，1N HCl萃取，再用乙酸乙酯萃取盐酸相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝30:1,R_f＝0.85)得到淡黄色色固体产物(12.68g,产率92％)。

加入二氯甲烷(200mL)，0℃下缓慢滴加四氯化钛(13.45mL,122.38mmol)，1,1-二氯甲醚(9.22mL,101.98mmol)，缓慢加入溶于二氯甲烷的上一步所得淡黄色固体产物(12.6g,50.99mmol)，于0℃下反应30分钟，移至常温反应5小时；冰水浴下加入1N HCL(50mL)，反应15分钟。二氯甲烷萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝50:1,R_f＝0.45)得到淡黄色固体产物2(9.23g,产率66％)。

步骤二：

在氩气保护下，于0℃下加入氢化钠(2.27g,56.85mmol)，溶解于四氢呋喃(60mL)中，逐滴加入膦酰基乙酸三乙酯(TEPA)(11.31mL,56.85mmol),反应30分钟；加入溶解于四氢呋喃(25mL)的化合物2(9.2g,33.44mmol)，反应3小时。加蒸馏水淬灭，乙酸乙酯萃取有机相，减压除去溶剂后得到白色固体。

加入上一步所得中间产物，溶解于甲醇(80mL)中，加入3N NaOH(30mL)，于70℃下回流反应3小时，减压除去溶剂；于0℃下加入6N HCL(50mL)，搅拌20分钟，抽滤后真空干燥得到白色固体。反应瓶A在氩气保护下，常温下加入(S)-4-苯基-2-噁唑烷酮(6.55g,40.13mmol)，溶解于四氢呋喃(70mL)中，冷却至-78℃，在此温度下逐滴加入新鲜制备的二异丙基氨基锂(LDA)(40.13mmol)，保持-78℃下反应1小时；反应瓶B加入上一步所得中间产物，溶解于四氢呋喃(100mL)中，冷却至0℃，加入三乙胺(5.58mL,40.13mmol)和特戊酰氯(4.91mL,40.13mmol)，保持0℃下反应40分钟，将反应瓶B中反应液抽出加入A中，-78℃到0℃下反应30分钟，0℃下反应2.5小时。加饱和氯化铵淬灭，乙酸乙酯萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝50:1,R_f＝0.56)得到白色固体产物3(11.60g,产率75％)。

步骤三:

搭好真空干燥过的回流装置，上口用氩气保护，加入镁条(9.634g,200.71mmol)，四氢呋喃(50mL)，迅速加入一粒碘单质，然后逐滴加入溶解于四氢呋喃(50mL)中的三甲基溴苯(24.78g,100.352mmol)，在此过程中逐步升温至60℃，滴加完毕后，回流反应1小时，冷却至室温备用。

常温下加入溴化亚铜的二甲硫醚络合物(7.736g,37.63mmol)，加入四氢呋喃(50mL)和二甲硫醚(50mL)溶解，冷却至-48℃，在此温度下逐滴加入新鲜制备的格氏试剂，保持-48℃下反应40分钟；加入溶解于四氢呋喃(100mL)中的化合物3(11.60g,25.088mmol)，于-48℃到0℃下反应30分钟，再0℃下反应2.5小时。加饱和氯化铵淬灭，乙酸乙酯萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝5:1,R_f＝0.38)得到淡黄色固体产物4(11.072g,产率70％)。

步骤四:

常温下加入溶解于四氢呋喃(100mL)中的化合物4(11.07g,17.56mmol)，加入四氢呋喃(300mL)和蒸馏水(30mL)，加入硼氢化钠(6.64g,175.56mmol)，常温下反应24小时。减压除去溶剂后乙酸乙酯萃取，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝4:1,R_f＝0.68)得到淡黄色油状液体产物(6.621g,80％)。

加入溶解于二氯甲烷(80mL)中的上一步产物(6.621g,14.047mmol)，冷却至0℃，加入氯铬酸吡啶盐(PCC)(7.57g,35.117mmol)，0℃下反应5分钟，常温下反应5小时。短硅胶柱过滤，减压除去溶剂后直接进行下一步。

常温下加入溶解于甲醇(80mL)中的上一步中间产物，加入原甲酸三甲酯(6mL)，(±)-樟脑磺酸(0.326g,1.405mmol)，升温至45℃下反应35分钟。减压除去溶剂后，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝4:1,R_f＝0.60)得到淡黄色油状液体产物5(4.349g,产率60％)。

步骤五:

在氩气保护下，加入溶解于二氯甲烷(40mL)中的化合物5(4.34g,8.421mmol)，加入N,N-二异丙基乙基胺(DIPEA)(5.13mL,29.474mmol)，冷却至-25℃，在此温度下逐滴加入三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)(4.57mL,25.262mmol)，保持-25℃下反应25分钟。加饱和碳酸氢钠淬灭，二氯甲烷萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝12:1,R_f＝0.50)得到黄色油状液体产物6(2.727g,产率67％)。

步骤六:

在氩气保护下，加入溶解于二氯甲烷(50mL)中的化合物6(2.727g,5.642mmol)，冷却至0℃，加入2,4,4,6-四溴-2,5-环己二烯酮(TBCD)(3.467g,8.463mmol)，在此温度下反应40分钟，逐滴加入溶解于二氯甲烷(5mL)中的烯丙醇(7.71mL,111.28mmol)，自然升温到室温下反应9小时。用饱和碳酸钠和饱和亚硫酸钠的混合溶液淬灭，搅拌30分钟，二氯甲烷萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝8:1,R_f＝0.48)得到黄色油状液体产物7(2.625g,产率75％)。

步骤七:

在氩气保护下，加入氯化镍(II)(0.55g,42.316mmol)和锌粉(0.825g,12.695mmol)，加入吡啶(15mL)和巴豆酸乙酯(EC)(1.58mL,12.695mmol)，置于55℃下反应20分钟，冷却至室温，加入溶解于N,N-二甲基乙酰胺(DMA)中的化合物7(2.625g,4.232mmol)，室温下反应6小时。乙酸乙酯萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝5:1,R_f＝0.28)得到黄色油状液体产物8(0.585g,产率30％)。¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ＝6.46(s,1H),6.28(s,2H),4.94(d,J＝6.0Hz,1H),4.06(dd,J＝7.6,6.0Hz,1H),3.98(d,J＝12.0Hz,1H),3.86(s,3H),3.80(s,3H),3.77(s,6H),3.73(s,3H),3.20(s,3H),3.14(s,3H),2.82(dd,J＝14.8,9.2Hz,2H),2.13(m,1H),1.92(ddd,J＝12.4,10.8,6.0Hz,1H)。

步骤八：

在氩气保护下，于0℃下加入溶解于二氯甲烷中的化合物8(0.585g,1.27mmol)，加入三乙基硅烷(4.05mL,25.406mmol)和三氟化硼乙醚(1.28mL,10.162mmol)，升温至23℃下反应1小时。加饱和碳酸氢钠淬灭，二氯甲烷萃取有机相，通过硅胶柱分离纯化(PE:EtOAc＝4:1,R_f＝0.32)得到白色固体产物(+)-Aglacin B(0.312g,58％)。¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ＝6.48(s,1H),6.27(s,2H),4.16(t,J＝7.2Hz,1H),3.91(t,J＝7.6Hz,1H),3.87(s,3H),3.83(d,J＝9.2Hz,1H),3.81(s,3H),3.78(s,6H),3.74(s,3H),3.60(dd,J＝10.4,8.0Hz,1H),3.49(dd,J＝10.0,8.0Hz,1H),3.15(s,3H),2.92(dd,J＝15.2,4.0Hz,1H),2.74(dd,J＝15.46,11.6Hz,1H),2.15–2.06(m,1H),2.06–1.96(m,1H)。

综上所述，公开了一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，通过合成有机化学的手段，以目标天然产物(+)-Aglacin B的合成为导向，设计以镍催化还原串联反应为关键，构建三环并合骨架，一步构建三环并合骨架及连续两个手性立体中心，丰富了合成该骨架的方法，发展了构建该结构单元的新方法，同时将该方法应用于具有药物先导物(+)-Aglacin B的合成制备，该反应条件温和、速率快、产物构型单一、可大幅降低合成成本，为后续木脂素Aglacin B的生理和药理活性测试做准备，体现该方法的应用价值，具备极高的推广价值。

至此，本领域技术人员认识到，虽然本文已详尽展示和描述了本发明的实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导符合本发明原理的许多其他变形或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变形或修改。

Claims

1.一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤一为：从2,6-二甲氧基苯酚1出发，与N-溴代琥珀酰亚胺NBS进行亲电取代反应；接着，将得到的溴取代化合物溶解到丙酮中，加入碳酸钠为碱，甲基化试剂硫酸二甲酯，即可得到三甲氧基溴苯化合物；在路易斯酸四氯化钛TiCl₄和1,1-二氯甲醚条件下即可得到化合物醛2；

具体方法为：化合物1经溴代、酚羟基甲基化、引入醛基：

3.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤二为：化合物醛2经Horner-Wadsworth-Emmons反应条件得到不饱和酯化合物；然后将其水解；最后发生酸胺缩合反应得到酰胺化合物3；

具体方法为：

4.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤三为：化合物3经Michael加成反应引入三甲氧基芳基片段即可得到化合物4；

具体方法为：

5.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤四为：化合物4经硼氢化还原、PCC氧化、缩醛化反应即可得到缩醛化合物5；

具体方法为：

6.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤五为：化合物5在N,N-二异丙基乙基胺DIPEA和三氟甲磺酸三甲基硅脂TMSOTf条件下经β-消除即可得到化合物烯醚6；

具体方法为：

7.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤六为：化合物6溶解到无水二氯甲烷中，以2,4,4,6-四溴-2,5-环己二烯酮TBCD为溴化试剂，即可得到化合物溴代缩醛7；

具体方法为：

8.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤七为：化合物7经Ni催化串联反应构建三环并合骨架，即可得到化合物8；

具体方法为：

9.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤八为：化合物8在三乙基硅烷和三氟化硼乙醚条件下脱缩醛甲氧基，即可得到天然产物(+)-Aglacin B；

具体方法为：

10.如权利要求1所述的一种抗癌药物先导物木脂素Aglacin B的制备方法，其特征在于，所述步骤一，步骤二，步骤三，步骤五，步骤六，步骤七，步骤八均在惰性气体环境下反应。