CN116655576A - 一种黄酮类化合物gl-v9的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黄酮类化合物GL‑V9的制备方法,该方法包括:白杨素在碱性条件下和过硫酸钾发生Elb氧化反应以保护8位羟基,7位羟基与1,4‑卤代丁烷发生O‑烃基化反应,随后在酸性条件下水解后再与甲基化试剂反应在8位发生N‑烃基化反应引入甲基,最后用吡咯烷取代卤原子得到终产物GL‑V9,终产物经过纯化后纯度大于99.5%。本发明具有反应条件温和、线路短、操作简便、物料成本低、污染少等优点,可用于工业化大规模生产。

Description

一种黄酮类化合物GL-V9的制备方法
技术领域
本发明属于医药技术领域,具体涉及一种黄酮类化合物GL-V9的制备方法。
背景技术
GL-V9是黄酮化合物汉黄芩素的衍生物,汉黄芩素是传统中草药黄芩中的有效成分,早期的研究结果表明,汉黄芩素对急性白血病粒细胞具有较强的抑制作用(杨莉,尤启冬,杨勇,郭青龙.汉黄芩素抗肿瘤作用的研究进展[J].中国药科大学学报,2009,40(06):576-579.)。汉黄芩素在体外对小鼠白血病的作用的研究结果表明汉黄芩素对小鼠白血病细胞的增殖抑制呈时间、剂量依赖性。体内研究结果显示汉黄芩素对T细胞、巨噬细胞的分化具有抑制作用,证明汉黄芩素可以用作白血病的治疗,另外有研究显示汉黄芩素对骨髓瘤细胞具有较强的抑制作用(Z.Ma,K.-i.Otsuyama,S.Liu,S.Abroun,H.Ishikawa,N.Tsuyama,M.Obata,F.-J.Li,X.Zheng,Y.Maki,K.Miyamoto,M.M.Kawano,Baicalein,acomponent of Scutellaria radix from Huang-Lian-Jie-Du-Tang(HLJDT),leads tosuppression of proliferation and induction of apoptosis in human myelomacells.Blood,105(2005)3312-3318)。
GL-V9作为汉黄芩素的衍生物,对多种肿瘤细胞有较强的杀伤能力,可有效抑制肿瘤细胞的迁移、粘附和侵袭。GL-V9与汉黄芩素均可通过诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞以抑制肿瘤细胞增长并杀伤肿瘤细胞,但研究发现在相同的浓度下GL-V9表现出明显较强的抗肿瘤效果,另外GL-V9表现出较好的成药性(L.Li,P.Chen,Y.Ling,X.Song,Z.Lu,Q.He,Z.Li,N.Lu,Q.Guo,Inhibitory effects of GL-V9 on the invasion of human breastcarcinoma cells by downregulating the expression and activity of matrixmetalloproteinase-2/9.European Journal of Pharmaceutical Sciences,43(2011)393-399)。现有技术公开了GL-V9的多种药理作用及在多种病理模型中的应用,具体包括抗白血病(CN108354932A、CN112891341A)、抗脑胶质瘤(CN113244228A)、抗黑色素瘤(CN113244230A)、抑制胰腺癌(CN113786403A)、肿瘤免疫调节剂(CN113244229A)、预防和或治疗结肠炎(CN109908138A)、预防和或治疗肝纤维化(CN113143909A)、预防和或治疗脓毒症(CN113786402A)。
现有技术CN108354932A和CN112891341A公开了一种GL-V9的两步合成法,即由天然产物汉黄芩素为原料在丙酮和碳酸钾的条件下通过1,4-二溴丁烷取代汉黄芩素7位上的酚羟基,再用吡咯烷取代上一步产物中的溴,合成路线如下式所示:
该方法所用汉黄芩素为植物黄芩的提取物,且较难得到,而市售汉黄芩素的价格较为昂贵,使用该路线成本太高,不适合工业化大规模生产。
因此,亟须寻求原料经济易得、操作简便、绿色环保的制备黄酮类化合物GL-V9的合成方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的、操作简便、收率高、成本低、对环境友好、适合工业化大规模生产的黄酮类化合物GL-V9的制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种黄酮类化合物GL-V9的制备方法,包括:白杨素在碱性条件下和过硫酸钾发生Elb氧化反应以保护8位羟基,7位羟基与1,4-卤代丁烷发生O-烃基化反应,随后在酸性条件下水解后再与甲基化试剂反应在8位发生N-烃基化反应引入甲基,最后用吡咯烷取代卤原子得到终产物,终产物经过纯化后纯度大于99.5%。
该方法的反应式如下:
具体包括以下步骤:
步骤1,白杨素与过硫酸钾在碱的存在下反应生成式(Ⅰ)化合物
其中,所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、氢化钾、氢化钠、三乙胺、二甲基吡啶、二异丙基乙胺或1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,优选氢氧化四甲铵;反应溶剂选自四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、水及其混合溶剂,优选水;反应温度为0-40℃,优选25-35℃;反应时间为0.1~4h,优选2~3h;碱的当量为3-20eq,优选6eq;过硫酸钾的当量为0.5-3.0eq,优选2eq;溶剂体积为5-100V,优选25V;
步骤2,式(Ⅰ)化合物与1,4-卤代丁烷在碱的存在下反应生成式(Ⅱ)化合物
其中,X1、X2为卤原子,选自氟原子、氯原子、溴原子或碘原子;反应溶剂选自四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、水及其混合溶剂,优选二甲基亚砜;反应温度为40-80℃,优选80-90℃;所述1,4-卤代丁烷,优选1,4-二溴丁烷,1,4-二溴丁烷的反应当量为2~10eq,优选为4eq;所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、氢化钾、氢化钠、三乙胺、二甲基吡啶、二异丙基乙胺或1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,优选碳酸钾;
步骤3,式(Ⅱ)化合物在酸的存在下反应生成式(Ⅲ)化合物
其中,所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、氢溴酸、氢氟酸、马来酸、平果酸、柠檬酸、甲酸、乙酸,优选盐酸;
步骤4,式(Ⅲ)化合物与甲基化试剂在碱的存下反应生成式(Ⅳ)化合物
其中,所述甲基化试剂选自硫酸二甲酯、碘甲烷、碳酸二甲酯、三氟甲磺酸甲酯,优选硫酸二甲酯;甲基化试剂硫酸二甲酯的反应当量为1.2~4eq,优选为2eq;反应溶剂选自四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、水及其混合溶剂,优选甲醇;所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、氢化钾、氢化钠、三乙胺、二甲基吡啶、二异丙基乙胺或1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,优选碳酸钾;所述反应温度为20~70℃,优选为60℃;
步骤5,式(Ⅳ)化合物与四氢吡咯在有机溶剂的存在下反应生成GL-V9
其中,四氢吡咯的当量为1-10eq,优选4eq;反应温度为0~60℃,优选50~60℃;反应溶剂选自四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈或丙酮,优选丙酮。
作为本发明的一种实施方式,步骤2和步骤3可以串联“一锅煮”反应。
本发明提供的用于黄酮类化合物GL-V9的制备方法,原料廉价易得,依次经Elb氧化反应、O-烃基化反应、水解反应、甲基化反应、N-烃基化反应5步反应即得GL-V9,相对现有技术,本发明路线具体优势如下:
1.步骤1的Elb氧化反应,通过筛选碱、溶剂、反应温度、反应时间、碱当量、溶剂体积、过硫酸钾当量寻找到了一条收率高、操作及后处理简便、物料成本低的合成工艺方法。
2.步骤2的O-烃基化反应和步骤3的水解反应可以串联进行,反应操作简便,后处理纯化容易省去了中间的分离步骤,可以显著节省时间,提高产率;
3.步骤4的甲基化反应,通过筛选甲基化试剂,得到的工艺参数副产物少,可高效选择性进行甲基化反应。
4.步骤5的N-烃基化反应,通过筛选各种参数,避免了碱的使用,操作简单,后处理方便,得到的粗品HPLC纯度>85%,后续容易通过成盐或重结晶纯化。
本发明所述当量,指物质的量。例如,本发明步骤1所描述的过硫酸钾的当量为0.5-3.0eq,指过硫酸钾的物质的量相对白杨素的物质的量为0.5-3.0倍。
本发明所述体积,指相对于反应物质量的倍数,如,本发明步骤1所描述的溶剂体积为5-100V,指溶剂的体积相对白杨素的质量为5-100倍。
综合上述现有技术与本发明路线的对比,本发明路线合成GL-V9具有明显的优势,工业化生产前景良好。
作为本发明的一种实施方式,上述反应中,GL-V9可以以游离碱的形式存在,也可以以与酸成盐的形式存在。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中GL-V9的1H-NMR谱图。
图2为实施例1中GL-V9的HRMS谱图。
图3为实施例1中GL-V9的HPLC谱图。
具体实施方式
为了进一步阐释本发明,下面给出一系列实施例,这些实施例完全是例证性的,它们仅用来对本发明具体描述,不应当理解为对本发明的限制。
实施例1
式(Ⅰ)化合物的制备:
将白杨素(30g,0.12mol)、氢氧化四甲铵(64.5g,0.72mol)、水450mL加入到三颈瓶中搅拌30min,此时反应液为橙黄色透明水溶液,控温25~35℃,加入过硫酸钾(15.94g,0.059mol),每隔30min补加一次过硫酸钾,总共加三次(每次15.94g,0.059mol),加完后,控温25-35℃,继续反应2h后停止反应,然后加入磷酸二氢钾将反应液pH调至5-6,大量固体析出,然后加入氯化钠(60g),将温度降至5-10℃之间析晶2h使固体进一步析出。抽滤得到的固体,然后加入10倍体积的水,升温至90℃,趁热抽滤,滤液中加入氯化钠(50g),降温至5-10℃,析晶2h,抽滤得到黄色固体18.3g,质量收率:61.0%。
式(III)化合物的制备:
在氮气保护下,往反应瓶中加入式(Ⅰ)化合物(30g,0.07mol)、碳酸钾(28.9g,0.21mol)、1,4-二溴丁烷(60.2g,0.28mol)和10V二甲基亚砜,充分搅拌均匀,升温至85℃;保温反应3h。反应结束后,过滤,滤液自然冷却(如有必要可通冷却水或冰盐水降温)。待反应液冷却至室温(25~35℃)后,缓慢加入浓盐酸将反应液调至pH=2~3后,继续反应4h,反应完毕。停止搅拌,往反应液中加入300mL水。室温搅拌30分钟后,抽滤,水洗,得滤饼,干燥获得22.7g黄色固体,两步反应总收率79.9%。
式(Ⅳ)化合物的制备:
氮气保护下,在室温下将式(Ⅲ)化合物(10g,0.025mol)缓慢加入反应瓶中,随后加入碳酸钾(10.2g,0.075mol)和100ml甲醇,开启搅拌。待搅拌均匀后,缓慢加入硫酸二甲酯(6.3g,0.05mol)。加毕后保持反应温度在60℃下反应4h。反应完全后降温至0~10℃,搅拌30min后,抽滤,将所得滤饼水洗,得9.3g黄色固体,收率90.3%。
GL-V9的制备:
在氮气保护下,将四氢吡咯(10.2g,0.14mol)与120ml丙酮加入反应瓶中,升温至50-60℃随后缓慢加入中间体式(Ⅳ)化合物(15g,0.036mol),保持在50-60℃反应2h,基本反应完全。停止加热,降温至0~10℃析晶,析出大量黄色固体,搅拌30min后抽滤,所得滤饼干燥后得黄色固体10.0g,收率:68.5%。
HRMS(ESI+):calcd for C24H27NO5[M+H]+410.1967,found 410.2218.1H NMR(300MHz,DMSO)δ12.62(s,1H),8.09(d,J=7.7Hz,2H),7.69–7.54(m,3H),7.05(s,1H),6.62(s,1H),4.16(t,J=6.2Hz,2H),3.86(s,3H),2.48–2.36(m,6H),1.85–1.76(m,2H),1.73–1.56(m,6H).
实施例2
在氮气保护下,往反应瓶中加入式(Ⅰ)化合物(30g,0.07mol)、氢化钠(5.1g,0.21mol)、1,4-二溴丁烷(60.2g,0.28mol)和10V的二甲基亚砜,充分搅拌均匀,升温至85℃;保温反应3h。反应结束后,过滤,滤液自然冷却(如有必要可通冷却水或冰盐水降温)。待反应液冷却至室温(25~35℃)后,缓慢加入浓盐酸将反应液调至pH=2~3后,继续反应4h,反应完毕。停止搅拌,往反应液中加入300mL水。室温搅拌30分钟后,抽滤,水洗,得滤饼,干燥获得13.0g黄色固体,两步反应总收率45.6%。
实施例3
在氮气保护下,往反应瓶中加入式(Ⅰ)化合物(30g,0.07mol)、碳酸钾(28.9g,0.21mol)、1,4-二溴丁烷(60.2g,0.28mol)和10V二甲基亚砜,充分搅拌均匀,升温至40℃;保温反应5h。反应结束后,过滤,滤液自然冷却(如有必要可通冷却水或冰盐水降温)。待反应液冷却至室温(25~35℃)后,缓慢加入氢溴酸(48%)将反应液调至pH=2~3后,继续反应4h,反应完毕。停止搅拌,往反应液中加入300mL水。室温搅拌30分钟后,抽滤,水洗,得滤饼,干燥获得18.5黄色固体,两步反应总收率64.9%。
实施例4
在氮气保护下,往反应瓶中加入式(Ⅰ)化合物(30g,0.07mol)、碳酸钾(28.9g,0.21mol)、1-溴-4-氯丁烷(48g,0.28mol)和10V二甲基亚砜,充分搅拌均匀,升温至45℃;保温反应3h。反应结束后,过滤,滤液自然冷却(如有必要可通冷却水或冰盐水降温)。待反应液冷却至室温(25~35℃)后,缓慢加入浓盐酸将反应液调至pH=2~3后,继续反应4h,反应完毕。停止搅拌,往反应液中加入300mL水。室温搅拌30分钟后,抽滤,水洗,得滤饼,干燥获得23.4g黄色固体,两步反应总收率82.1%。
实施例5
在氮气保护下,往反应瓶中加入式(Ⅰ)化合物(30g,0.07mol)、碳酸钾(28.9g,0.21mol)、1,4-二溴丁烷(60.2g,0.28mol)和10V乙腈,充分搅拌均匀,升温至85℃;保温反应3h。反应结束后,过滤,滤液自然冷却(如有必要可通冷却水或冰盐水降温)。待反应液冷却至室温(25~35℃)后,缓慢加入氢溴酸(48%)将反应液调至pH=2~3后,继续反应4h,反应完毕。停止搅拌,往反应液中加入300mL水。室温搅拌30分钟后,抽滤,水洗,得滤饼,干燥获得17.1g黄色固体,两步反应总收率59.6%。
实施例6
氮气保护下,在室温下将式(Ⅲ)化合物(10g,0.025mol)缓慢加入反应瓶中,随后加入碳酸钾(10.2g,0.075mol)和100ml甲醇,开启搅拌。待搅拌均匀后,缓慢加入硫酸二甲酯(6.3g,0.05mol)。加毕后保持反应温度在25℃下反应9h。反应完全后降温至0~10℃,搅拌30min后,抽滤,将所得滤饼水洗并干燥,得5.0g黄色固体,收率48.3%。
实施例7
氮气保护下,在室温下将式(Ⅲ)化合物(10g,0.025mol)缓慢加入反应瓶中,随后加入碳酸钾(10.2g,0.075mol)和100ml甲醇,开启搅拌。待搅拌均匀后,缓慢加入碘甲烷(7.1g,0.05mol)。加毕后保持反应温度在60℃下反应5h。反应完全后降温至0~10℃,搅拌30min后,抽滤,将所得滤饼水洗并干燥,得7.3g黄色固体,收率70.6%。
实施例8
氮气保护下,在室温下将式(Ⅲ)化合物(10g,0.025mol)缓慢加入反应瓶中,随后加入碳酸钾(10.2g,0.075mol)和50ml四氢呋喃和50ml甲醇,开启搅拌。待搅拌均匀后,缓慢加入硫酸二甲酯(6.3g,0.05mol)。加毕后保持反应温度在60℃下反应4~6h。反应完全后降温至0~10℃,搅拌30min后,抽滤,将所得滤饼水洗,得3.2g黄色固体,收率30.9%。
实施例9
氮气保护下,在室温下将式(Ⅲ)化合物(10g,0.025mol)缓慢加入反应瓶中,随后加入氢氧化钠(3.0g,0.075mol)和100ml甲醇,开启搅拌。待搅拌均匀后,缓慢加入硫酸二甲酯(6.3g,0.05mol)。加毕后保持反应温度在20~30℃下反应12h。反应完全后降温至0~10℃,搅拌30min后,抽滤,将所得滤饼水洗,干燥后得4.5g黄色固体,收率43.5%。
实施例10
在氮气保护下,将四氢吡咯(10.2g,0.14mol)与120ml四氢呋喃加入反应瓶中,升温至50-60℃随后缓慢加入中间体式(Ⅳ)化合物(15g,0.036mol),保持在50-60℃反应4h,基本反应完全。停止加热,降温至0~10℃析晶,析出大量黄色固体,搅拌30min后抽滤,所得滤饼干燥后得黄色固体7.4g,收率:50.7%。
实施例11
在氮气保护下,将四氢吡咯(10.2g,0.14mol)与120ml丙酮加入反应瓶中,随后缓慢加入中间体式(Ⅳ)化合物(15g,0.036mol),保持在0~10℃反应8h。随后停止搅拌,抽滤所得滤饼干燥后得黄色固体8.3g,收率:57.2%。
实施例12
在氮气保护下,将四氢吡咯(5.1g,0.072mol)与120ml丙酮加入反应瓶中,升温至50-60℃随后缓慢加入中间体式(Ⅳ)化合物(15g,0.036mol),保持在50-60℃反应7h,基本反应完全。停止加热,降温至0~10℃析晶,析出大量黄色固体,搅拌30min后抽滤,所得滤饼干燥后得黄色固体8.3g,收率:57.2%。

Claims (6)

1.一种黄酮类化合物GL-V9的制备方法,如下式所示:
X1、X2为卤原子,选自氟原子、氯原子、溴原子或碘原子;
其中:
白杨素与过硫酸钾在碱的存在下反应生成式Ⅰ所示化合物,所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、氢化钾、氢化钠、三乙胺、二甲基吡啶、二异丙基乙胺或1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,反应温度为0-40℃,反应时间为0.1~4h;
式Ⅰ所示化合物与1,4-卤代丁烷在碱的存在下反应生成式Ⅱ所示化合物,所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、氢化钾、氢化钠、三乙胺、二甲基吡啶、二异丙基乙胺或1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,反应温度为40-80℃;
式Ⅱ所示化合物在酸的存在下反应生成式Ⅲ所示化合物,所述酸选自盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、氢溴酸、氢氟酸、马来酸、平果酸、柠檬酸、甲酸或乙酸;
式Ⅲ所示化合物与甲基化试剂在碱的存下反应生成式Ⅳ所示化合物,所述甲基化试剂选自硫酸二甲酯、碘甲烷、碳酸二甲酯或三氟甲磺酸甲酯,所述碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、氢化钾、氢化钠、三乙胺、二甲基吡啶、二异丙基乙胺或1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,反应温度为20~70℃;
式Ⅳ所示化合物与四氢吡咯在有机溶剂的存在下反应生成GL-V9,所述有机溶剂选自四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈或丙酮,反应温度为0~60℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在白杨素与过硫酸钾在碱的存在下反应生成式Ⅰ所示化合物过程中,所述碱为氢氧化四甲铵;反应溶剂选自四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲醇、乙醇或水;反应温度为25-35℃,反应时间为2~3h。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在式Ⅰ所示化合物与1,4-卤代丁烷在碱的存在下反应生成式Ⅱ所示化合物过程中,所述1,4-卤代丁烷为1,4-二溴丁烷;所述碱为碳酸钾;反应温度为80-90℃;反应溶剂选自四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、二氯甲烷、二甲基亚砜、甲醇、乙醇或水。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在式Ⅱ所示化合物在酸的存在下反应生成式Ⅲ所示化合物过程中,所述酸为盐酸。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在式Ⅲ所示化合物与甲基化试剂在碱的存下反应生成式Ⅳ所示化合物过程中,所述甲基化试剂为硫酸二甲酯;所述碱为碳酸钾;反应温度为60℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:在式Ⅳ所示化合物与四氢吡咯在有机溶剂的存在下反应生成GL-V9过程中,反应温度为50~60℃。
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