KR20020022730A - 항바이러스, 항진균 및/또는 항종양 약물로서헥사하이드로피롤로[1,2-ｃ]피리미딘 - Google Patents

항바이러스, 항진균 및/또는 항종양 약물로서헥사하이드로피롤로[1,2-ｃ]피리미딘 Download PDF

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래리에이. 오베르만
프랭크 스탭펜벡
앤드류아이. 맥도날드
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린다 에스. 스티븐슨
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Abstract

항진균, 항바이러스 및/또는 항종양 활성을 갖는 치료요법적 약물로 사용되고 cis-또는 trans-1-옥소와 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 유니트를 갖는 화합물을 비롯한 구아니디늄 알칼로이드 화합물, 예를 들면 13,14,15-이소크램베시딘 800, 크램베시딘 800, 프틸로미칼린 A의 집중된 전체 광학선택적 합성을 위한 개선된 방법을 제공한다. 또한, 구아니디늄 알칼로이드와 유사종의 크램베시딘/프틸로미칼린 군의 제조를 위한 신규한 펜타사이클릭 중간물질의 제조 방법을 개시한다.

Description

항바이러스, 항진균 및/또는 항종양 약물로서 헥사하이드로피롤로[1,2-Ｃ]피리미딘{HEXAHYDROPYRROLO[1,2-C]PYRIMIDINES AS ANTIVIRAL, ANTIFUNGAL AND/OR ANTITUMOR AGENTS}
지중해의 얕은 해변에서 발견되는 밝은 적색의 외피생성 해면동물인 크람베 크람베(Crambe crambe)는 구조적으로 신규하고 생활성인 알칼로이드(도1)의 공급원이다. 가장 두드러진 해양 구아니디늄 천연산물은 도1에 밝힌 알칼로이드 군으로, 이는 ω-하이드록시카르복실산, 에스테르 또는 폴리아민 아마이드와 결합하는 경직된 펜타사이클릭 카르복실산 코어를 갖는다. 프틸로미칼린A(화합물 1), 크램베시딘(화합물 2-6), 셀레로미칼린, 프로미아미칼린(화합물 10)으로 예시되는 상기 군은 긴 사슬 ω-하이드록시카르복실산 스페이서에 의해 연결되는 스페르미딘 또는 하이드록시스페르미딘을 갖는 구조적으로 독특한 펜타사이클릭 구아니디늄으로 특징지어진다.
프틸로미칼린 A 알칼로이드는 지중해와 홍해에서 수거된 해면조직으로부터 Kashman, Kakisawa등에 의해 보고되었다(Kashman et al., J.Am. Chem. Soc., 1989, 111:8925). 프틸로미칼린 A는 0.2㎍/㎖ 농도로, P388(IC500.1㎍/㎖), L1210(IC500.4㎍/㎖), KB(IC501.3㎍/㎖)에 대하여 세포독성을, 캔디다 알비칸스(Candida albicans)에 대하여 항진균 활성을, 단순 포진(Herpes simplex) 바이러스 1형(HSV-1)에 대하여 상당한 항바이러스 활성을 보인다(Overman, L. E.; et al). 최근에, 프틸로미칼린 A는 각각 2μM과 10μM의 IC50값으로, 골격 근형질내세망으로부터 뇌 Na+, K+-ATPase 및 Ca2+-ATPase를 저해하는 것으로 밝혀졌다(Ohtani, I.: et al., Euro. J. Pharm. 1996, 310, 95).
프틸로미칼린 A에 더하여, 크람베 크람베(Crambe crambe)에서 얻은 13,14,15-이소크램베시딘 800, 크램베시딘 800, 크램베시딘 816을 비롯한 하이드로피롤로[1,2-C]피리미딘-4-카르복실레이트 부분 구조를 갖는 다수의 다른 복합성 해양 알칼로이드가 분리되었다(Jares-Erijman et al., J.Org.Chem. 1991, 56:5712-5715; Jares-Erijman et al., J.Org.Chem. 1993, 58:4805-4808; Tavares et al., Biochem.Syst.Ecol., 1994, 22:645-646; Berlinck et al., J.Nat.Prod. 1993, 56, 1007-10015.).
프틸로미칼린 A와 몇몇 크램베시딘은 실질적인 항종양, 항바이러스 및 항진균 활성을 보인다. 크램베시딘 알칼로이드는 칼슘 채널의 저해(Jares-Erijman et al., J.Org.Chem. 1993, 58:4805; Na+, K+와 Ca2+-ATPase의 저해(Ohizumi et al., Eur.J.Pharmacol., 1996, 310:95)에 처방되고 있다. 베트젤라딘 B와 D(도1, Patil et al., J.Org.Chem., 1995, 60:1182; patil et al., J.Org.Chem., 1997, 62:1814; Patil et al., J.Nat. Prod., 1997, 60:704)로 예시되는 배트젤라딘 알칼로이드는 면역학적 반응에 중요한 단백질-단백질 상호작용을 조절하는 것으로 보고되고 있다.
13,14,15-이소크램베시딘 800은 다른 크램베시딘에 비하여 L-1210에 대한 세포독성이 덜한 것으로 알려져 있지만, 적은 함량으로 인해 광범위하게 선별되지는 않고 있다. 크램베시딘 알칼로이드의 한정적 구조 특징은 스페르미딘 또는 하이드록시스페르미딘 유니트에 결합된 직쇄 ω-하이드록시카르복실산에 의해 연결되는 펜타사이클릭 구아니딘 유니트다. 광범위한 NMR 연구에서, 크램베시딘 800, 크램베시딘 816, 프틸로미칼린 A의 펜타사이클릭 코어의 상대적 입체화학은 동일한 반면(Jares-Erijman et al., supra; Tavares et al., supra), 13,14,15-이소크램베시딘 800은 크램베시딘 군의 다른 멤버와 달리 C13,C14,C15에서 에피머(epimer)를 구성하는 것으로 밝혀졌다(Jares-Erijman et al., J.Org.Chem., 1993, supra; Berlinck et al., J.Nat.Prod., supra) . 13,14,15-이소크램베시딘 800과 크램베시딘 816의 구아니딘성분의 절대배치는 이들 알칼로이드의 옥시펜 고리의 산화분해로 규정하여 (S)-2-하이드록시부탄산을 산출하는 반면(Jares-Erijman et al., J.Org.Chem., 1993, supra), 크램베시딘 816의 하이드록시스페르미딘 유니트의 절대배치는 모셔(Mosher) 방법으로 정한다(Berlinck et al., J.Nat.Prod., supra; Dale et al., J.Am.Chem.Soc., 1973, 95:512-519). 13,14,15-이소크램베시딘 800의 하이드록시스페르미딘 단편에서1HNMR과13CNMR 화학적 전이는 화합물 2와 3의 것과 거의 동일하기 때문에, C43에서 입체화학은 모든 크램베시딘에 동일한 것으로 추정하였다(Berlinck et al., supra).
피롤리돈 질소의 측면에 접하는 수소와 동조 또는 안티 관계를 갖는 하이드로피롤로[1,2c]피리미딘 유니트의 존재는 전술한 알칼로이드 화합물(도1)에서 명백하다.
1983년에, 비기넬리(Biginelli)는 에틸 아세토아세테이트, 방향족 알데하이드 및 요소의 응축으로부터 디하이드로피리미딘의 합성을 보고하였다(Biginelli, P., Gazz. Chem. Ital., 1893, 23:360(1983)). Biginelli의 공개이후, 3가지 성분의 변이에서 다양한 기능화된 디하이드로피리미딘 및 유사체가 합성되었다(Kappe, C. O., Tetrahedron, 49:6937(1993)). 1993년에, "사슬 비기넬리" 응축의 가능성이 보고되었고, 크노베나겔(Knoevenagel) 조건하에 탈수성 응축이 촉진되어 cis-1-옥소헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 산물이 형성되는 경우에 메틴 수소의 cis 배향이 우선적으로 현실화되는 것으로 확인되었다(Overman et al., J.Org.Chem., 1993, 58:3235-3237). 이들 반응은 입체조절된 유기합성에서 비기넬리 반응의 1차활용을 나타낸다. 사슬 비기넬리 응축은 크램베시딘과 벤트젤라딘 알칼로이드의 제조를 위한 강력한 반응으로 이미 입증되었다(Overman et al., J.Org.Chem., 1993, 58:3235-3237). 최근에, 비기넬리 고리화반응물의 알데하이드 성분을 만드는데 있어 알켄 대신에 아세탈을 이용할 수 있다는 것이 보고되었다(Cohen et al., Organic Letters, 1999, V1 N13:2169-2172).
1995년에, (-)-프틸로미칼린 A의 입체선택적 전체 합성이 보고되었는데, 이는 크램베시딘 알칼로이드 군의 1차 합성이었다.
항진균, 항바이러스 및/또는 항-종양 활성을 갖는 알칼로이드 화합물의 전체 집중적 합성을 위한 향상된 방법은 여전히 필요하다.
본 발명의 요약
따라서, 본 발명은 항진균, 항바이러스 및/또는 항종양 활성을 갖는 치료요법적 약물로서, 13,14,15-이소크램베시딘 800, 크램베시딘 800, 크램베시딘 816과 같은 cis- 또는 -trans-1-oxo-와 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 유니트를 갖는 화합물을 비롯한 구아니디늄 알칼로이드 화합물의 전체 집중적 입체선택적 합성을 위한 향상된 방법을 제공한다.
본 발명의 화합물은 다음의 화학식으로 나타낼 수 있다.
여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고, R2는 O-, OH, OG1, 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, 이때 G1은 카르복실보호기이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
본 출원에서 다양한 간행물을 참고한다. 이들 간행물은 본원이 속하는 분야의 최신 기술을 좀더 자세히 설명하기 위하여 본원에 참고자료로 포함한다.
본 발명은 구아니디늄(guanidinium) 알칼로이드의 개선된 합성방법 및 특히 구아니디늄 알칼로이드의 크램베시딘(Crambescidin)/프틸로미칼린(Ptilomycalin) 군의 전체 집중적 합성에 관한다.
본 발명은 국립보건원의 NIH NHLBIS(HL-25854)하에 정부 지원을 받았다. 정부는 본 발명에 일부 권한을 갖는다.
도1은 해양 생물로부터 얻은 펜타사이클릭 해양 구아니딘 알칼로이드를 도시한다.
도2는 프틸로미칼린A/크램베시딘 코어의 분자 역학모형을 도시한다.
도3은 본 발명의 방법에 따라 만들어진 트랜스 입체화학을 갖는 헥사하이드로피롤로피리미딘(화합물 B)을 도시한다.
도4는 하기 실시예 I에서 밝힌 바와 같이 본 발명의 방법을 이용하여 사슬우레이도(ureido) 알데하이드의 비기넬리 응축을 설명한다.
도5는 하기 실시예 I에서 밝힌 바와 같이, 화합물 23-24를 만드는 반응식이다.
도6은 하기 실시예 I에서 밝힌 바와 같이, 화합물 25-28을 만드는 반응식이다.
도7은 크노베나겔 조건(Y=OH 또는 NR2)하에 사슬 비기넬리 응축을 위한 2가지 가설을 제시한다.
도8은 하기 실시예II에서 밝힌 바와 같이, 화합물 37-43의 합성을 설명한다.
도9는 하기 실시예II에서 밝힌 바와 같이, 프틸로미칼린 A(화합물 46과 47)의 합성을 위한 반응을 도시한다.
도10은 하기 실시예II에서 밝힌 바와 같이, 화합물 49-53의 합성을 도시한다.
도11은 하기 실시예II에서 밝힌 바와 같이, 화합물 54-56의 합성을 도시한다.
도12는 하기 실시예II에서 밝힌 바와 같이, 화합물 57과 59로부터 화합물 58과 54의 합성을 설명한다.
도12는 하기 실시예II에서 밝힌 바와 같이, 화합물 61-68과 프틸로미칼린 A의 합성을 설명한다.
도14는 하기 실시예II에서 밝힌 바와 같이, 옥시펜 고리를 형성하는데 있어축방향 첨가에서 예측되는 우선 위치를 보여주는 모델이다.
도15는 하기 실시예III에서 밝힌 바와 같이, 크램베시딘 800(화합물 2)과 화합물 71-75의 합성을 설명한다.
도16은 하기 실시예III에서 밝힌 바와 같이, 화합물 76-80의 합성을 도시한다.
도17은 하기 실시예III에서 밝힌 바와 같이, 화합물 81-84의 합성을 도시한다.
도18은 하기 실시예III에서 밝힌 바와 같이, 화합물 85-88의 합성을 도시한다.
도19는 하기 실시예III에서 밝힌 바와 같이, 화합물 89-93과 화합물 2(크램베시딘 800)의 합성을 도시한다.
도20은 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 13,14,15-이소크램베시딘 800 코어와 프틸로미칼린 A/크램베시딘 코어의 분자 역학모형이다.
도21은 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 이소크램베시딘 코어의 역합성 분석법(retrosynthetic analysis)이다.
도22는 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 화합물 99-103의 합성을 도시한다.
도23은 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 화합물 105a-106의 합성을 도시한다.
도24는 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, (-)-프틸로미칼린 A 합성에서 펜타사이클릭 중간물질을 도시한다.
도25는 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 108a와 108b를 통한 화합물 105a와 105b의 합성을 도시한다.
도26은 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 이소크램베시딘 800(화합물 2)의 합성을 도시한다.
도27은 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 화합물 114-116의 합성을 도시한다.
도28은 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 화합물 117의 합성을 도시한다.
도29는 하기 실시예IV에서 밝힌 바와 같이, 화합물 10과 117의 모셔 유도체에 대한 데이터를 도시한다.
도30은 사슬 구아닐 알데하이드와 β-케토에스테르사이의 비기넬리 응축이 피롤리딘 고리와 trans관계를 갖는 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 중간물질을 산출하고, 따라서 이소크램베시딘 코어를 제조하기 위한 전략을 제공한다는 것을 보여주는 도표다.
도31은 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 4개의 펜타사이클릭 구아니딘 유니트의 메틸 에스테르 유사체의 3차원 모델이다. 중원자만을 도시하는 모델은 선도면(line drawing)과 동일하게 정위(定位)시킨다; 수소 원자를 도시하는 모델은 후방으로 돌출하는 구아니딘 유니트로 정위시킨다.
도32는 구아닐 알데하이드(또는 아미널)와 β-케토에스테르사이의 비기넬리 응축물이 피롤리딘 고리와 trans 관계를 갖는 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 중간물질을 산출하고, 따라서 이소크램베시딘 코어를 제조하기 위한 전략을 제공한다는 것을 보여주는 도표다.
도33은 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 이소크램베시딘 800(화합물 10)의 펜타사이클릭 코어의 역합성을 도시한다.
도34는 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 화합물 134의 합성을 도시한다.
도35는 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 화합물 135의 합성을 도시한다.
도36은 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 피리디늄 p-톨루엔설포네이트를 이용한 펜타사이클 135의 형성을 도시한다.
도37은 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, HCl를 이용한 펜타사이클 135의 형성을 도시한다.
도38은 하이드로피란 고리에서 2개의 의자 배열을 보여주는 화합물139의 메틸 에스테르 유사체 모델을 도시한다. 배열 A에서 메틸기는 축에 위치하고, 배열 B에서 메틸기는 적도에 위치한다.
도39는 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, DCl를 이용한 펜타사이클 135b의 형성을 도시한다.
도40은 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 화합물 141-143의 합성을 도시한다.
도41은 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 화합물 138로부터 화합물 141-143의 합성을 도시한다.
도42는 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 화합물 145-146의 합성을 도시한다.
도43은 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 화합물 141-147의 합성을 도시한다.
도44는 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 화합물 10과 147의 모셔 유도체에 대한 F-19 NMR 데이터를 도시한다.
도45는 하기 실시예V에서 밝힌 바와 같이, 펜타사이클릭 구아니딘 이성질체의 상대적 에너지를 도시한다.
도46은 변형된 전체 입체선택적 합성방법에 대한 도표다.
도47은 사슬 비기넬리 응축의 도표다.
도48은 화합물 152의 개선된 합성방법이다.
도49는 실시예VI에서 밝힌 바와 같이, 광학활성이 없는 요오드 화합물을 만드는 방법에 대한 도표다.
도50은 실시예VI에서 밝힌 바와 같이, C(1)-C(7) 단편과 트리사이클릭 중간물질의 대합에 대한 도표다.
도51은 하기 실시예VI에서 밝힌 바와 같이, 펜타사이클산을 만드는 방법에 대한 도표다.
도52는 하기 실시예VII에서 밝힌 바와 같이, 펜타사이클산을 만드는 개선된 방법에 대한 도표다.
도53은 하기 실시예VII에서 밝힌 바와 같이, 화합물 180 내지 183의 합성을 도시한다.
도54는 하기 실시예VII에서 밝힌 바와 같이, 화합물 185 내지 189의 합성을 도시한다.
도55는 하기 실시예VII에서 밝힌 바와 같이, 화합물 194의 합성을 도시한다.
도56은 하기 실시예VIII에서 밝힌 바와 같이, 프틸로미칼린 A의 평균 그래프 반응이다.
도57은 하기 실시예VIII에서 밝힌 바와 같이, 이소크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드의 평균 그래프 반응이다.
도58은 하기 실시예VIII에서 밝힌 바와 같이, 트리아세틸크램베시딘 800 클로라이드의 평균 그래프 반응이다.
도59는 하기 실시예VIII에서 밝힌 바와 같이, 크램베시딘 657 하이드로클로라이드의 평균 그래프 반응이다.
도60은 하기 실시예VIII에서 밝힌 바와 같이, 크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드의 평균 그래프 반응이다.
도61은 하기 실시예VIII에서 밝힌 바와 같이, 트리아세틸이소크램베시딘 800 클로라이드의 평균 그래프 반응이다.
도62는 하기 실시예VIII에서 밝힌 바와 같이, 13-에피프틸로미칼린 A의 평균 그래프 반응이다.
본 발명은 사슬 비기넬리 반응을 이용하여 집중방식으로 구아니디늄 알칼로이드와 유사종의 전체 입체선택적 합성방법을 제공한다. 본 발명에서 크램베시딘/프틸로미칼린 A와 이소크램베시딘의 펜타사이클릭 코어의 중원자 모두가 하나의 핵심 단계에서 조합될 수 있다. 생산된 화합물은 소요의 생물학적 치료활성을 보유하는 화합물, 예를 들면 항바이러스, 항진균 및/또는 항종양 약물을 확인하기 위한 공지된 방법을 활용한 약리학적 스크리닝에 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 화합물을 합성하기 위하여, 1-옥소와 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘의 cis 또는 trans 입체이성질체를 합성하기 위한 사슬 비기넬리 반응에서 입체선택성을 조절하는 방법이 개발되었다.
본 발명은 또한 펜타사이클산(예, 도1의 화합물 7)과 전구 알릴 에스테르(예, 도1의 화합물 8) 중간물질의 제조방법을 제공하는데, 이는 해면조직 추출물의 분해로는 얻을 수 없는 유사체의 제조를 가능하게 한다(Kashman, Y.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8925; Ohtani, I.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 8472; Jares-Erijman, E. A.; et al. J. Org. Chem. 1991, 56, 5712). 유사체는 개선된 약리학적 특성을 보일 것으로 생각된다.
본 발명은 다음의 화학식을 갖는 화합물에 관한다:
화학식 Ⅰ
화학식 Ⅱ
화학식 Ⅲ
화학식 Ⅳ
화학식 Ⅴ
여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
한 구체예에서, R은 H이고, X는 Cl-이다.
다른 구체예에서, R은 알릴이고, X는 Cl-이다.
또 다른 구체예에서, R은 (CH2)15CO2H이고, X는 Cl-이다.
본 발명에는 상기 화합물을 제조하는 방법이 포함된다. 다음의 화학식을 갖는 화합물I를 제조하는 방법에서:
화학식 I
(여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다)
다음의 화학식을 보유하는 화합물:
(여기서, G는 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, Y는 알코올 보호기이다)은 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
(여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, Z는 알켄 또는 카르보닐 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, Q는 아미노 카르보닐기이다)과 결합시켜 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
(여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, R은 카르복실산 보호기이고, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이다)을 산출하고, 이후 탈보호, 암모니아의 통합, 고리화반응으로 펜타사이클릭 화합물로 전환시킨다.
다른 구체예는 화합물I의 탄소-14에서 입체중심을 에피머화시켜, 화합물II을 제조하는 방법이다:
화학식 II
여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
다른 구체예에서, 화합물 Ⅳ와 Ⅴ를 제조하는 방법에서:
화학식 IV
화학식 V
(여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다)
다음의 화학식을 보유하는 화합물:
(여기서, G는 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, Y는 알코올 보호기이다)은 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
(여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, Z는 알켄 또는 카르보닐 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, Q는 아미디닐기이다)과 결합시켜 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
(여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, R은 카르복실산 보호기이고, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이다)을 산출하고, 이후 탈보호 및 고리화반응으로 화합물 Ⅳ 와 Ⅴ로 전환시킨다.
또 다른 구체예는 화합물IV의 탄소-14와 탄소-15에서 입체중심을 에피머화시켜, 화합물 Ⅲ을 제조하는 방법이다:
화학식 Ⅲ
여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
유기 화합물의 합성을 위한 보호기 및 전략은 당분야에 공지된 것이다(Protective Groups in Organic Synthesis, 2ndEd. T.W. Greene, P.G.M. Wuts, J. Wiley and Sons, Inc. New York, 1991).
카르복실산 보호기는 에스테르와 아미드를 포함하나 이들에 국한시키지 않는 보호기에서 선택할 수 있다.
알코올 보호기는 에테르기, 실릴 보호기(예, TIPS, TBDMS, SEM, THP, TES, TMS), 또는 에스테르기(예, 아세테이트, 벤조에이트, 메시토에이트)를 포함하나 이들에 국한시키지 않는 보호기에서 선택할 수 있다.
카르보닐 보호기는 에테르, 고리형이나 비고리형 아세탈, 케탈, 티오케탈 또는 티오아세탈을 포함하나 이들에 국한시키지 않는 보호기에서 선택할 수 있다.
아민 보호기는 N-알킬(예, 벤질, 메틸), N-실릴기, N-아실기, N-카르바메이트를 포함하나 이들에 국한시키지 않는 보호기에서 선택할 수 있다.
본 발명은 또한 다음의 화학식을 보유하는 화합물을 제공한다:
화학식 Ⅰ-A
화학식 Ⅱ-A
화학식 Ⅲ-A
화학식 Ⅳ-A
화학식 Ⅴ-A
다른 구체예는 화합물 Ⅰ-A 내지 Ⅴ-A를 제조하는 방법으로, 이들은 각각 화합물 Ⅰ내지 Ⅴ를 제조하는 방법에 따라 제조할 수 있는데, 여기에는 카르복실산보호기(R)를 제거하거나 또는 카르복실산을 탈보호하는 단계가 추가로 포함된다.
본 발명은 또한 다음의 화학식을 보유하는 화합물을 제공한다:
화학식 Ⅵ
화학식 Ⅶ
화학식 Ⅷ
화학식 Ⅸ
화학식 Ⅹ
여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고, R2는 O-, OH, OG1, 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, 이때 G1은 카르복실산 보호기이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
화합물 Ⅵ-X를 제조하는 방법:
화합물 Ⅵ은 화합물I에 대하여 밝힌 바와 동일하게 제조하는데, 이때 R은 하기 화학식에 도시한 바와 같이 ω-알콕시카르복실산이고, 여기에는 상기 화학식의 펜타사이클릭 화합물을 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페리미딘과 반응시키고, 이후 탈보호하여 화합물VI를 생산하는 단계가 추가로 포함된다:
화학식 XI
여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다.
화합물 ⅥI은 화합물II에 대하여 밝힌 바와 동일하게 제조하는데, 이때 R은하기 화학식에 도시한 바와 같이 ω-알콕시카르복실산이고, 여기에는 상기 화학식의 펜타사이클릭 화합물을 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페리미딘과 반응시키고, 이후 탈보호하여 화합물VII를 생산하는 단계가 추가로 포함된다:
화학식 ⅩⅡ
여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다.
화합물 ⅥII은 화합물III에 대하여 밝힌 바와 동일하게 제조하는데, 이때 R은 하기 화학식에 도시한 바와 같이 ω-알콕시카르복실산이고, 여기에는 상기 화학식의 펜타사이클릭 화합물을 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페리미딘과 반응시키고, 이후 탈보호하여 화합물VIII를 생산하는 단계가 추가로 포함된다:
화학식 ⅩⅢ
여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다.
화합물 IX은 화합물IV에 대하여 밝힌 바와 동일하게 제조하는데, 이때 R은 하기 화학식에 도시한 바와 같이 ω-알콕시카르복실산이고, 여기에는 상기 화학식의 펜타사이클릭 화합물을 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페리미딘과 반응시키고, 이후 탈보호하여 화합물IX를 생산하는 단계가 추가로 포함된다:
화학식 ⅩⅣ
여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다.
화합물 X은 화합물V에 대하여 밝힌 바와 동일하게 제조하는데, 이때 R은 하기 화학식에 도시한 바와 같이 ω-알콕시카르복실산이고, 여기에는 상기 화학식의 펜타사이클릭 화합물을 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페리미딘과 반응시키고, 이후 탈보호하여 화합물X를 생산하는 단계가 추가로 포함된다:
화학식 ⅩⅤ
여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다.
본 발명의 화합물에는 상기 화합물의 기하학적이나 광학적 이성질체 또는 이들의 라세미 혼합물이 포함된다.
제약학적으로 수용가능한 반대이온은 다음에서 선택할 수 있다: 아세테이트,아디페이트, 알기네이트, 아스파테이트, 벤조에이트, 벤젠설포네이트, 바이설페이트, 부티레이트, 시트레이트, 캠포레이트, 캠모설포네이트, 사이클로펜탄프로피오네이트, 다이글루코네이트, 도데실설페이트, 에탄설포네이트, 푸마레이트, 글루코헵타노에이트, 글리세로포스페이트, 헤미설페이트, 헵타노에이트, 헥사노에이트, 하이드로클로라이드, 하이드로브로마이드, 하이드로요오드, 2-하이드록시에탄설포네이트, 락테이트, 말레에이트, 메탄설포네이트, 2-나프탈렌설포네이트, 니코티네이트, 옥살레이트, 파모에이트, 펙티네이트, 페르설페이트, 3-페닐프로피오네이트, 피크레이트, 피발레이트, 프로피오네이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 티오시아네이트, 토실레이트, 운데카노에이트.
본 발명의 화합물은 항바이러스, 항진균 및/또는 항종양 약물로서 치료요법에 사용할 수 있다. 이런 경우에, 화합물은 사람 또는 동물에 정맥내, 근육내, 국소, 피부패치로 경피, 구강, 좌약 또는 경구 투여한다. 조성물은 액체, 용액이나 현탁액, 정제, 알약, 분말, 좌약, 중합성 미세캡슐이나 미세담체, 리포좀, 주사나 주입가능한 용액, 과립, 멸균 장관외 용액이나 현탁액, 경구 용액이나 현탁액, 상기 화합물 적당량을 함유하는 수중유와 유중수 에멀젼, 유체 현탁액이나 용액을 포함하나 이들에 국한시키지 않는 다양한 약형으로 사람과 동물에 투여할 수 있다. 적절한 약형은 투여유형과 치료요법적 용도에 따라 달라진다.
경구 투여에서는 고체 또는 액체 단위 약형이 바람직하다. 정제와 같은 고체 조성물을 제조하기 위해, 화합물은 통상적인 성분, 예를 들면 활석, 마그네슘 스테아레이트, 다이칼슘 포스페이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 칼슘 설페이트, 전분, 락토오스, 아카시아, 메틸셀룰로오스 및 제약학적 희석제나 담체와 같은 기능적으로 유사한 물질과 혼합할 수 있다. 캡슐은 제약학적 불활성 희석제 또는 담체와 상기 혼합물을 혼합하고, 혼합물을 적당한 크기의 경젤라틴 캡슐에 충진시켜 제조한다. 연젤라틴 캡슐은 식물성 기름, 액체 바셀린 또는 다른 불활성 오일로 상기 혼합물의 슬러리를 기계적으로 캡슐화하여 제조한다.
경구 투여용 약형에는 시럽, 엑릭서제, 현탁액이 포함된다. 상기 약형은 자당, 방향제, 방부제와 함께 수성 담체에 용해시켜 시럽을 만들 수 있다. 현탁액은 현탁제, 예를 들면 아카시아, 트랜커캔스, 메틸셀룰로오스등의 보조하에 수성 담체로 제조할 수 있다.
장관외 투여에서, 액체 단위 약형은 상기 화합물 및 멸균 담체를 활용하여 제조할 수 있다. 용액을 제조할 때, 상기 화합물은 주사용 담체에 용해하고, 여과 멸균하고, 이후 적당한 바이얼 또는 앰플에 충진하고 밀봉할 수 있다. 국소 마취제, 방부제 또는 완충제와 같은 어쥬번트는 상기 담체에 용해시킬 수 있다. 조성물은 바이얼에 충진하기 전에 동결하고, 수분은 진공하에 제거할 수 있다. 이후, 건조동결된 분말은 바이얼에 밀봉하고, 사용하기 직전에 재구성할 수 있다.
본 발명에 따른 분자의 가장 효과적인 투여 경로 및 복용 섭생은 질병의 중증도와 과정, 개체의 건강과 치료에 대한 반응 및 치료 임상의의 판단에 따라 달라진다. 따라서, 분자의 약량은 개별 개체에 적정해야 한다.
본 발명에 따른 화합물의 항바이러스, 항진균 또는 항종양 효능이 최적화되도록, 복용 섭생 및/또는 투여 경로는 조정할 수 있다.
본 발명에 따른 화합물의 치료 효능은 공지된 방법으로 평가할 수 있다. 가령, 항종양 약물로서 상기 화합물의 효능은 종양 생검, 또는 종양 성장 저해를 측정하는 비-침윤성 과정으로 평가할 수 있다. 유사하게, 항바이러스 또는 항진균 약물로서 상기 화합물의 효능은 바이러스 입자나 진균 세포의 개수, 또는 바이러스나 진균에 감염된 세포의 개수에서 감소를 검출하는 분석과 같은 표준 프로토콜을 이용하여 측정할 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하지 않는다.
실시예 1
cis- 또는 trans-1-옥소-와 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘의 합성
본 실시예는 사슬 비기넬리 응축의 입체선택성을 조절하는 방법을 설명한다. 친전자성 반응 요소의 변형은 cis 또는 trans 입체화학을 갖는 헥사하이드로피롤로피리미딘(도3에서 화합물 10)에 대한 접근을 가능하게 한다.
재료 및 방법
화합물 12-18의 합성전략은 도4에, 화합물 21-24에 대한 합성전략은 도5에, 화합물 25-28에 대한 합성전략은 도6에 도시한다. 합성 방법은 당분야에 공지되고 개시된 것이다(예, Minor and Overman,J.Org. Chem., 1997, 62:6379).
(R)-벤질옥시-7-메틸옥트-6-엔-3-올(화합물 12)의 합성.
(R)-메틸-3-하이드록시-7-메틸-6-옥테노에이트(Kitamuram et al., Org. Synth., 1992 71:1)(21.5g, 0.115 mol)와 Et2O(100 ㎖)는 LiAlH4(6.8 g, 0.18 mol)와 Et2O(0.5 ℓ)의 O℃ 현탁액에 한방울씩 첨가한다. 1시간후, H2O(6.8 ㎖), 3 M NaOH(6.8 ㎖), H2O (20.4 ㎖)를 순차적으로 첨가한다. 생성된 혼합물은 셀리트(Celite) 패드를 통하여 여과하고, 여과물은 농축하고, 생성된 오일은 실리카겔(1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여 무색 오일로 13.8 g(76%)의 (R)-7-메틸옥트-6-ene-1,3-디올을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.04-5.08(m, 1H) 3.82(s, 2H) 3.68-3.79(m, 3H) 1.97-2.05(m, 2H) 1.59-1.67(m, 4H) 1.54-1.60(m, 4H) 1.40-1.48(m, 2H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 131.8, 123,8, 70.8, 60.7, 38.3, 37.5, 25,5, 24.1, 17.5 ppm; IR (필름) 3356 ㎝-1; [α]23 D+3.5, [α]23 577+4.5, [α]23 546+4.7, [α]23 425+7.3, [α]23 405+8.1, (c 1.2, CHCl3). C9H18O2에 대한 Anal.: C, 68.31; H, 11.47. Found: C, 68.09; H, 11.54.
(R)-7-메틸옥트-6-ene-1,3-디올(7.00 g, 44.3 mmol)과 DMF (80 ㎖)의 용액은 NaH(3.20g, 133 mmol, 헥산 3×50 ㎖로 선세척)과 DMF(130 ㎖)의 -40℃ 용액에 한방울씩 첨가한다. 15분후, 벤질 브로마이드(5.30 ㎖, 44.3 mmol)를 첨가하고, 반응물은 1시간동안 -10 ℃로 데웠다. 반응물은 포화된 수성 NH4Cl(300 ㎖)에 부어냉각시키고, 생성된 혼합물은 Et2O(4×150 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기층은 브린(50 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 정제되지 않은 오일은 실리카겔(9:1 헥산-EtOAc 내지 4:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여 무색 오일로 7.74 g(71%)의 화합물 12를 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.32-7.36(m, 4H) 7.26-7.31(m, 1H) 5.14-5.17(m, 1H) 4.51 (s, 2H) 3.78-3.83(m, 1H) 3.66-3.73(m, 1H) 3.62-3.65(m, 1H) 3.04(s, 1H) 2.05-2.16(m, 2H) 1.73-1.77(m, 2H) 1.71(s, 3H) 1.63(s, 3H) 1.44-1.57(m, 2H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 137.8, 131.5, 128,2, 127.5, 127.4, 124.0, 73.0, 70.4, 68,8, 37.3, 36.3, 25.5, 24.0, 17.5 ppm; IR(필름) 3443 ㎝-1; [α]23 D+13.0, [α]23 577+13.9, [α]23 546+15.6, [α]23 435+26.5, [α]23 405+31.3(c 1.4, CHCl3). C16H24O2에 대한 Anal.: C, 77.38; H, 9.74. Found: C, 77.25; H, 9.74.
(S)-3-아미노-1-벤질옥시-7-메틸-6-옥텐(화합물 13)
디에틸 아조디카르복실레이트(4.12 g, 23.7 mmol)는 0℃에서 화합물12(5.05 g, 20.3 mmol), Ph3P(6.22 g, 23.7 mmol), HN3(12 ㎖, 2.0M/톨루엔), 툴루엔(75 ㎖)의 용액에 한방울씩 첨가한다. 15분후, 헥산(0.2 ℓ)을 첨가하고, 생성된 혼합물은 실리카겔 패드를 통하여 여과하고(플러그는 30 ㎖ 헥산으로 세척한다), 용리액은 농축하여 연한 황색 오일로 정제되지 않은 아자이드를 산출하는데, 이는 추가 정제없이 사용한다.
정제되지 않은 아자이드와 Et2O(20 ㎖)의 용액은 LiAlH4(0.91 g, 24.0 mmol)와 Et2O(100 ㎖)의 교반된 0℃ 용액에 한방울씩 첨가하고, 15분후 반응물은 실온으로 데운다. 1시간후, 반응물은 0℃로 냉각하고, H2O(1 ㎖), 3 M NaOH (1 ㎖), H2O (3 ㎖)를 순차적으로 첨가한다. 생성된 혼합물은 셀리트 패드를 통하여 여과하고, 여과물은 농축하여 무색 오일로 4.53 g(90%)의 아민(화합물 13)을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(400 ㎒, CDCl3) δ7.35-7.38(m, 4H) 7.27-7.32(m, 1H) 5.11-5.14(m, 1H) 4.52(s, 2H) 3.56-3.65(m, 2H) 2.88-2.95(m, 1H) 2.00-2.12(m, 2H) 1.74-1.82(m, 1H) 1.70(s, 3H) 1.62(s, 3H) 1.42-1.60(m, 2H) 1.21-1.37(m, 3H);13C NMR (100 ㎒, CDCl3) 138.4, 131.5, 128.3, 127.5, 127.4, 124.1, 72.9, 68.1, 48.8, 38.4, 37.6, 25.6, 24.6, 17.6 ppm; IR(필름) 3366 ㎝-1; [α]23 D-3.3, [α]23 577-2.7, [α]23 546-3.2, [α]23 435-4.9, [α]23 405-6.3 (C 1.0, CHCl3). C16H25NO-HCl에 대한 Anal.: C, 67.71; H, 9.23; N, 4.93. Found: C, 67.68; H, 9.27; N, 5.00.
(S)-l-벤질옥시-7-메틸-3-우레이도-6-옥텐(화합물 14b)의 합성.
트리메틸실릴 이소시아네이트(0.90 ㎖, 6.7 mmol)는 실온에서 정제되지 않은 화합물 13(1.1.5 g, 4.65 mmol)과 i-PrOH(7 ㎖)의 용액에 첨가한다. 4시간후, 반응물은 농축하고, 생성된 오일은 실리카겔(3:1 헥산-EtOAc내지 EtOAc)에서 정제하여, 무색 고체로 873 ㎎(65%)의 화합물 14b를 얻는다: mp 79-81 ℃;1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.27-7.36(m, 5H) 5.45(s, 1H) 5.08-5.11 (m, 1H) 5.93(s, 2H) 4.94(s, 2H) 3.53-3.63(m, 3H) 2.05(m, 2H) 1.83-1.90(m, 1H) 1.69(s, 3H) 1.60(m, 4H) 1.42-1.54(m, 2H);13C NMR (125 ㎒, CDCl3) 159.4, 138.0, 131.8, 128.3, 127.6, 127.5, 123.6, 72.9, 67.3, 47.9, 35.7, 35.3, 25.6, 24.4, 17.6 ppm; IR(필름) 3340, 1653, 1602 ㎝-1; [α]23 D+16.0, [α]23 577+17.3, [α]23 546+19.6, [α]23 435+34.5, [α]23 405+42.6 (c 1.0, CHCl3). C17H26N2O2에 대한 Anal.: C, 70.31; H, 9.02; N, 9.65. Found: C, 70.39; H, 9.09; N, 9.55.
오존으로 화합물 14a의 중간물질로의 전환.
요소(화합물 14a)(120 ㎎, 0.60 mmol), CH2Cl2(5 ㎖), MeOH(1 ㎖)의 용액은 포화될 때까지(청색이 나타나고 10분동안 지속된다), -78℃에서 오존 거품을 일으킨다. 이후, 용액에 질소 거품을 일으켜 과도한 오존을 제거하고, Ph3P-폴리스틸렌(550 ㎎, 3 mmol P/g)을 첨가하고, 반응물은 실온까지 데운다. 2시간후 반응 혼합물은 여과하고, 여과물에 모르폴리늄(morpholinium) 아세테이트(140㎎, 0.90 mmol)를 첨가하고, 생성된 용액은 농축하여 무색 오일을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다.
크노베나겔 조건하에 비기넬리 응축을 위한 대표적인 과정.
화합물 1a의 화합물 17과 18a로의 전환.
정제되지 않은 화합물 1a(0.60 mmol), 벤질 아세토아세테이트(0.16 ㎖, 0.90 mmol), 모르폴리늄 아세테이트(140 ㎎, 0.90 mmol), 2,2,2-트리플루오르에탄올(0.6 ㎖)의 용액은 2시간동안 60 ℃에 유지한다. 실온으로 냉각한 이후, 반응물은 Et2O(20 ㎖)과 50% 수성 NH4Cl(5 ㎖)간에 분할한다. 층은 분리하고, 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 오일은 실리카겔(2:1 헥산-EtOAc 내지 1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 126 ㎎(64%)의 화합물 17a와 32 ㎎(16%)의 화합물 18a를 얻는다.
(4aR,7S)-7-(2-하이드록시에틸)-3-메틸-l-옥소-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 17a): 1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ 8.67(s, 1H) 7.29-7.35(m, 5H) 5.10-5.20(m, 2H) 4.25(dd, J=11.3, 4.7 ㎐, 1H) 4.11(dd, J=13.8, 8.2㎐, 1H) 3.84(s, 1H) 3.56(m, 2H) 2.43-2.48(m, 1H) 2.22(s, 3H) 2.02-2.08(m, 1H) 1.81-1.87 (m, 1H) 1.65-1.74(m, 3H);13C NMR (125 ㎒, CDCl3) 165.6, 154.9, 149.3, 135.9, 128.5, 128.3, 128.1, 102.2, 65.9, 59.0, 58.4, 52.2, 39.3, 30.6, 29.8, 18.0 ppm; IR(필름) 3356, 1707, 1673, 1627 ㎝-1;[α]23 D-26.5, [α]23 577-26.8, [α]23 546-37.1, [α]23 435-119, [α]23 405-184 (c 1.00, CHCl3); HRMS (CI) m/z 331.1657 (C18H23N2O4에 대한 Anal.: MH, 331.1658).
(4aS,7S)-7-(2-하이드록시에틸)-3-메틸-l-옥소-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 18a): 1H NMR(500 ㎒, CDCl3)δ 8.40(s, 1H) 7.30-7.38(m, 5H) 5.12-5.22(m, 2H) 4.42(m, 1H) 4.35(dd, J=10.2, 4.5 ㎐, 1H) 4.33-4.44(brs, 1H) 3.60(m, 2H) 2.40-2.45(m, 1H) 2.45(s, 3H) 2.06-2.10(m, 1H) 1.76-1.84(m, 1H) 1.39-1.55(m, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 165.8, 153.0, 146.0, 136.1, 128.6, 128.6, 128.1, 99.1, 65.9, 58.9, 57.3, 53,6, 38.3, 34.9, 28.2, 18.3 pm; IR(필름) 3377, 3232, 1713, 1682, 1633 ㎝-1; [α]23 D-29.2, [α]23 577-29.0, [α]23 546-31.0, [α]23 435-30.2(c 1.05, CHCl3); HRMS(CI) m/z 331.1629 (C18H23N2O4에 대한 Anal.: MH, 331.1658). C18H22N2O4에 대한 Anal.: C, 65.44; H, 6.71; N, 8.48.
디하이드록실레이션(dihydroxylation)에 의한 사슬 비기넬리 전구물질을 만들기 위한 대표적인 과정과 1,2-디올 절단.
화합물 14b의 화합물 15로의 전환.
오스뮴산(Osmium Tetroxide)(0.4 ㎖, 0.1 M/t-BuOH)는 화합물 14b (120 ㎎,0.41 mmol), N-메틸모르폴린 N-옥사이드(230 ㎎, 1.96 mmol), 피리딘(30 ㎖, 0.4 mmol), 10:1 THF-H2O(8 ㎖)의 용액에 첨가한다. 30분후, 플로리실(1g), NaHSO3(1 g), EtOAc(20 ㎖)를 첨가하고, 생성된 혼합물은 교반한다. 30분후 반응 혼합물은 여과하고, 여과물은 농축하여 무색 오일로 상응하는 1,2-디올을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다.
상기 정제되지 않은 디올, Pb(OAc)4(0.21 g, 0.48 mmol), CH2Cl2(8 ㎖)의 용액은 실온에서 30분동안 유지한다. 이후, 반응 혼합물은 셀리트 플러그를 통하여 여과하고, 여과물에 모르폴리늄 아세테이트(92 ㎎, 0.62 mmol)를 첨가하고, 이 용액은 농축하여 연한 황색 오일로 정제되지 않은 화합물 15를 얻는다(Garigipati et al.,J. Am. Chem. Soc.,1985, 107:7790).
크노베나겔 비기넬리 조건하에 화합물 15의 화합물 17b과 18b로의 전환.
크노베나겔 조건하에 비기넬리 응축을 위한 대표적인 과정을 따라, 정제되지 않은 화합물 15(0.41 mmol)는 화합물 16과 함께 응축하고, 정제되지 않은 산물은 실리카겔(2:1 헥산-EtOAc 내지 1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여 화합물 17b와 18b의 4:1 혼합물 140 ㎎(81%)을 얻는다. 상기 이성질체는 실리카겔(2:1 헥산-EtOAc 내지 1:1 헥산-EtOAc)에서 중간-압력 액체 크로마토그래피(MPLC)로 분리한다.
(4aR,7S)-7-(2-벤질옥시에틸)-3-메틸-l-옥소-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 17b): 1H NMR(500 ㎒, CDCl3)δ 8.21(s, 1H) 7.25-7.38(m, 10H) 5.11-5.21(m, 2H) 4.43-4.53(m, 2H) 4.28-4.31(m, 1H) 3.98-4.02(m, 1H) 3.51-3.55(m, 2H) 2.43-2.48(m, 1H) 2.22-2.28(m, 1H) 2.20(s, 3H) 1.86-1.95(m, 2H) 1.74-1.78(m, 1H) 1.61-1.66(m, 1H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 165.9, 152.7, 148.9, 138.4, 136.1, 128.5, 128.3, 128.3, 128.1, 127.5, 127.4, 101.4, 72.6, 67.8, 65.8, 58.0, 54.4, 33.4, 30.6, 28.9, 18.2 ppm; IR(필름) 1682, 1633 ㎝-1; [α]23 D-18.7, [α]23 577-20.3, [α]23 546-25.0, [α]23 435-71.7, [α]23 405-108 (c 1.4, CHCl3). C25H28N2O4에 대한 Anal.: C, 74.41; H, 6.71; N, 6.66. Found: C, 71.31; H, 6.80; N, 6.69.
(4aS,7S)-7-(2-벤질옥시에틸)-3-메틸-l-옥소-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 18b): 1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ8.94(s, 1H) 7.33-7.40(m, 9H) 7.26-7.32(m, 1H) 5.14-5.24(m, 2H) 4.47-4.56(m, 2H) 4.33-4.41(m, 2H) 3.60-3.62(m, 2H) 2.42-2.47(m, 1H) 2.26(s, 3H) 2.00-2.12(m, 2H) 1.73-1.79(m, 1H) 1.44-1.55(m, 2H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 166.0, 151.8, 147.1, 138.4, 136.3, 128.4, 128.2, 128.0, 127.9, 127.5, 127.4, 98.2, 72.8, 67.7, 65.5, 57.2, 54.6, 35.2, 34.8, 28.1, 18.2 ppm; IR(필름) 1681, 1640 ㎝-1; [α]23 D-37.5, [α]23 577-37.0, [α]23 546-39.7, [α]23 435-34.5,[α]23 405-14.1 (c 1.0, CHCl3). C25H28N2O4에 대한 Anal. Calc: C, 71.41; H, 6.71; N, 6.66. Found: C, 71.30; H, 6.73; N, 6.59.
PPE 존재하에 비기넬리 응축을 위한 대표적인 과정.
화합물 14b의 화합물 17b와 18b로의 전환.
요소(화합물 14b)(115 ㎎, 0.400 mmol)는 일반적인 올레핀 디하이드록실레이션과 1,2-디올 절단 과정에 따라 화합물 15로 전환시킨다. 생성된 정제되지 않은 화합물 15, 벤질 아세토아세테이트(110 ㎎, 0.59 mmol), 폴리포스페이트 에스테르(0.2 ㎖), CH2Cl2(0.2 ㎖)의 용액은 2시간동안 실온에 유지시킨다. 이후, 반응물은 Et2O(20 ㎖)와 50% 수성 NaHCO3(5 ㎖)를 첨가하여 냉각시킨다. 층은 분리하고, 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 오일은 실리카겔(2:1 헥산-EtOAc 내지 1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 화합물 18b와 17b의 4:1 혼합물 101 ㎎(60%)을 얻는다.
(4aS,7S)-7-(2-하이드록시에틸)-l-이미노-3-메틸-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르 하이드로포르메이트(화합물 23).
Berntowicz의 일반 과정(Bernatowicz et al.,J. Org. Chem.1992, 57:2497)에 따라, (S)-3-아미노-7-메틸-6-옥테놀(Overman et al.,J.Am. Chem.1995, 117:2657)(0.95 g, 6.0 mmol), 1H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(0.95g, 6.1 mmol), i-Pr2EtN(1.1 ㎖, 6.3 mmol), DMF(2.7 ㎖)의 용액은 60℃로 가열한다. 4시간후 반응 혼합물은 농축하고, 무색 오일로 생성된 정제되지 않은 화합물 21은 추가 정제없이 사용한다.
정제되지 않은 화합물 21과 MeOH(25 ㎖)의 샘플 용액은 포화될 때까지, -78℃에서 오존 거품을 일으킨다. 이후, 상기 용액에 질소 거품을 일으켜 과도한 오존을 제거하고, Me2S(1 ㎖)를 첨가하고, 반응물은 실온까지 데운다. 1시간후 반응 혼합물은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축하여 무색 오일로 화합물 22를 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다.
크노베나겔 조건하에 비기넬리 응축을 위한 대표적인 과정에 따라, 화합물 22는 화합물 16과 함께 응축하고, 정제되지 않은 산물은 실리카겔(100% CHCl3내지 10:1 CHCl3-i-PrOH 내지 10:1:0.1 CHCl3-i-PrOH-HCO2H)에서 정제하여 무색 오일로 0.95 g(42%)의 trans-비기넬리 산물(화합물 23)을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.03(br s, 2H) 8.29(s, 2H) 7.27-7.35(m, 5H) 5.19(d, J=12.3 ㎐, 1H) 5.12 (d, J=12.3 ㎐, 1H) 4.28-4.38(m, 2H) 3.76-3.78(m,1H) 3.49-3.53(m, 1H) 2.45-2.50(m, 1H) 2.28(s, 3H) 2.11-2.17(m, 1H) 1.81-1.87(m, 1H) 1.58-1.67(m, 2H) 1.47-1.54(m, 1H), OH 시그널은 관찰하기에 폭이 너무 넓다;13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 166.6, 164.9, 150.7, 143.8, 135.5, 128.5, 128.2, 128.1, 101.1, 66.2,57.1, 56.1, 56.0, 36.0, 34.1, 28.0, 17.2 ppm; IR(필름) 3180, 1684, 1572 ㎝-1; [α]23 D-30.7, [α]23 577-32.2, [α]23 546-35.7(c 3.1, CDCl3); HRMS (FAB) m/z 330.1820(C18H24O3N3에 대한 Anal.: MH, 330.1818).
(4aS,7S)-l-(4-브로모벤조일이미노)-7-[2-(4-브로모벤조일옥시)에틸]-3-메틸-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 24).
4-브로모벤조일 클로라이드(400 ㎎, 1.81 mmol)는 0℃에서 화합물 23(220 ㎎, 0.60 mmol), Et3N(0.50 ㎖, 3.6 mmol), CH2Cl2(10 ㎖), 결정성 4-(디메틸아미노)피리딘의 용액에 첨가한다. 1시간후, 반응물은 Et2O(50 ㎖)와 포화된 수성 NH4Cl(10 ㎖)간에 분할한다. 층은 분리하고, 유기층은 브린(10 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 잔류물은 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여 무색 고체로 150 ㎎(36%)의 화합물 24를 얻는다: mp 175-176 ℃:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.98(d, J=7.8 ㎐, 2H) 7.88(d, J=7.8 ㎐, 2H) 7.56(d, J=7.8 ㎐, 2H) 7.37-7.40 (m, 5H) 7.31(d, J=7.8 ㎐, 2H) 5.15-5.25(m, 2H) 4.79-4.82(m, 1H) 4.52-4.53(m, 2H) 4.41-4.45(m, 1H) 2.56-2.61(m, 1H) 2.48-2.53(m, 1H) 2.31(s, 3H) 2.13-2.19(m, 1H) 1.92-1.96(m, 1H) 1.56-1.73(m, 2H),NH 시그널은 관찰하기에 폭이 너무 넓다;13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 176.9, 165.7, 165.4, 152.7, 143.7, 136.8, 135.8, 131.0, 131.0, 131.0, 130.6, 128.9, 128.6, 128.3, 128.3, 128.2, 126.4, 101.0, 66.1, 62.3, 56.0, 55.9, 34.7, 33.7, 27.4, 18.9 ppm; IR(필름) 1716, 1608 ㎝-1; [α]23 D-3.3, [α]23 577-2.8, [α]23 546-1.0, [α]23 435+32.5, [α]23 405+68.5, (c 1.75, CHCl3). C32H29Br2N3O5에 대한 Anal.: C, 55.27; H, 4.20; N, 6.04, Found; C, 55.20; H, 4.16; N, 6.04.
(S)-N-[(아미노메틸렌)-4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설폰아마이드]-3-아미노-7-메틸-6-옥테놀(화합물 25a).
(S)-3-아미노-7-메틸-6-옥테놀(Overman et al., J. M. Chem. Soc. 1995. 117:2657)(화합물 19, 1.00 g, 6.36 mmol), S,S,-디메틸 N-(4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐)-카르본이미도디티오에이트(1.78 g, 5.34 mmol), 벤젠(6 ㎖)의 용액은 2시간동안 환류하에 유지한다. 반응물은 Et2O (50 ㎖)와 0.1 M HCl(5 ㎖)를 첨가하여 냉각시킨다. 층은 분리하고, 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 정제되지 않은 오일은 MPLC(1:1 헥산-EtOAc)으로 정제하여, 무색 오일로 1.81 g(77%)의 상응하는 슈우도티오우레아를 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.86( d, J=9.8 ㎐, 1H) 6.40(s, 1H) 5.04-5.06(m, 1H) 3.85(s, 3H) 3.77-3.84(m, 1H) 3.66-3.73(m, 2H) 2.72(s, 3H) 2.64(s, 3H) 2.36(s, 3H) 2.15(s, 3H)1.96-2.02(m, 2H) 1.84-1.92(m, 2H) 1.69(m, 3H) 1.60-1.68(m, 2H) 1.56 (m, 3H), OH 시그널은 관찰하기에 폭이 너무 넓다;13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 167.4, 158.8, 138.8, 137.0, 132.8, 132.4, 124.9, 122.7, 111.6, 58.7, 55.4, 52.2, 37.7, 35.4, 25.7, 24.1, 24.0, 18.4, 17.6, 14.2, 11.8 ppm; IR(필름) 3480, 3290 ㎝-1; [α]23 D-15.3, [α]23 577-14.7, [α]23 546-17.9, [α]23 435-31.8, [α]23 405-39.2(c 1.9, CHCl3). C21H34N2O4S2에 대한 Anal.: C, 56.98; H, 7.74; N, 6.33. Found: C, 56.90; H, 7.69; N, 6.34.
질산은(26 ㎖, 0.2 M in MeCN)은 NH3으로 포화시킨 1.59g(3.60 mmol) 슈우도티오우레아와 MeCN(75 ㎖)의 0℃ 용액에 한방울씩 첨가한다(Burgess et al., J. Org Chem. 1994, 59:2179). 반응 혼합물은 실온으로 데우고, 18시간후 EtOAc(100 ㎖)을 첨가하고, 생성된 혼합물은 셀리트 플러그를 통하여 여과한다. 용리액은 농축하고, 무색 고체로 1.46 g(99%)의 화합물 25a를 얻는다: mp 107-109℃:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ6.51(s, 2H) 6.15 (s, 1H) 4.90(app s, 1h) 4.36(s, 1H) 3.80(app s, 4H) 3.53-3.66(m, 3H) 2.64(s, 3H) 2.56(s, 3H) 2.10(s, 3H) 1.85-1.86(m, 2H) 1.71(m, 1H) 1.56 (m, 3H) 1.39-1.32(m, 6H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 158.5, 156.8, 138.3, 136.6, 132.9, 131.9, 124.8, 123.2, 111.7, 58.1, 55.3,47.5, 38.4, 35.3, 25.5, 24.5, 24.1, 18.2, 17.4, 11.9 ppm; IR(필름) 3342, 3354, 1621 ㎝-1; [α]23 D-20.0, [α]23 577-20.7, [α]23 546-23.0, [α]23 435-33.2, [α]23 405-35.7(c 2.4, CHCl3). C20H33N3O4S에 대한 Anal.: C, 58.37; H, 8.08; N, 10.21. Found: C, 58.31; H, 8.05; N, 10.21.
(S)-N-[(아미노메틸렌)-4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설폰아마이드]-3-아미노-7-메틸-6-옥텐(화합물 25b).
화합물 25a를 제조하는 과정에 따라, 화합물 13(0.807 g, 3.262 mmol)은 80% 수율로 무색 오일인 화합물 25b로 전환시킨다:1H NMR(500 ㎒, DMSO, 80℃) δ7.25-7.32(m, 5H) 6.65(s, 1H) 6.45(s, 1H) 6.42(s, 1H) 5.01(m, 1H) 4.35(s, 2H) 3.77(s, 3H) 3.73(m, 1H) 3.38-3.41(m, 2H) 3.09 (s, 3H) 2.63(s, 3H) 2.56(s, 3H) 1.88(m, 2H) 1.69(m, 1H) 1.60(m, 4H) 1.49(s, 3H) 1.36-1.42(m, 2H);13C NMR(125 ㎒, DMSO, 80℃) 157.3, 155.6, 138.2, 137.2, 135.3, 134.8, 130.5, 127.7, 126.9, 126.8, 123.4, 123.2, 111.6, 71.6, 66.5, 55.1, 47.5, 34.2, 24.8, 23.5, 22.8, 17.4, 16.9, 11.2 ppm; IR(필름) 3445, 3336, 1622, 1538㎝-1; [α]23 D+14.6, [α]23 577+15.3, [α]23 546+18.2, [α]23 435+37.4, [α]23 405+48.9(c 1.80, CHCl3). C27H39N3O4S에 대한 Anal.: C, 64.64; H, 7.84; N, 8.38. Found: C, 64.77; H, 7.88;N, 8.32.
크노베나겔 비기넬리 조건하에 화합물 25a의 화합물 27c와 28c로의 전환.
대표적인 올레핀 디하이드록실레이션과 1,2-디올 절단 과정에 따라, 화합물 25a(100 ㎎, 0.24 mmol)는 화합물 26a로 전환시킨다. 이후, 화합물 26a는 크노베나겔 조건하에 비기넬리 응축을 위한 대표적인 과정에 따라 화합물 16과 함께 응축하는데, 단 2,2,2-트리플루오르에탄올에서 화합물 26a의 농도는 0.5 M이다. 정제되지 않은 산물은 실리카겔(1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 화합물 27a와 28a의 6:1 혼합물 80㎎(61%)을 얻는다.
비교산물의 120 ㎎(0.22 mmol) 샘플은 화합물 24의 제조에서 밝힌 과정에 따라 4-브로모벤조일 클로라이드(160 ㎎, 0.72 mmol)로 에스테르화시켜 정제되지 않은 잔류물을 얻고, 이를 실리카겔(3:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여 화합물 27c와 28c의 6:1 혼합물 160 ㎎(100%)을 얻는다. 상기 이성질체는 HPLC (6:1 헥산-EtOAc; 20 ㎖/min, 300 ×22 ㎜ 10 ㎛ 실리카 알테크 칼럼)으로 분리하여, 화합물 27c(tR=62 min)와 28c(tR=53 min)의 순수한 샘플을 얻는다.
(4aR,7S)-7-[2-(4-브로모벤조일옥시)에틸]-l-(4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐이미노)-3-메틸-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 27c): 1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.33(s, 1H) 7.76(d, J=8.4 ㎐, 2H) 7.51(d, J= 8.4 ㎐, 2H) 7.32-7.39(m, 5H) 6.48(s, 1H) 5.12-5.21(m, 2H) 4.20-4.29(m, 2H) 4.13-4.18(m, 1H) 4.05-4.09(m, 1H) 3.78(s. 3H)2.66(s. 3H) 2.59(s, 3H) 2.46-2.55(m, 1H) 2.34(s, 3H) 2.13-2.19(m, 1H) 2.06(s, 3H) 1.93-2.00(m, 1H) 1.75-1.87 (m, 2H) 1.64-1.71(m, 1H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 165.5, 164.9, 158.5, 148.1, 145.6, 138.4, 136.5, 135.6, 132.9, 131.6, 131.0, 128.7, 128.6, 128.4, 128.3, 128.0, 124.7, 111.6, 103.8, 66.3, 62.4, 57.0, 55.3, 54.9, 32.5, 30.0, 28.5, 24.1, 18.5, 18.3, 11.8 ppm; IR(필름) 3292, 1716, 1614 ㎝-1; [α]23 D+55.5, [α]23 577+57.7, [α]23 546+66.5, [α]23 435+121, [α]23 405+150(c 2.1, CHCl3). C35H38BrN3O7S에 대한 Anal.: C, 58.01; H, 5.29; N, 5.80. Found: C, 57.98; H, 5.42; N, 5.52.
(4aR,7S)-7-[2-(4-브로모벤조일옥시)에틸]-l-(4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐이미노)-3-메틸-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 28c): 1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.20(s, 1H) 7.76(d, J=8.4 ㎐, 2H) 7.51(d, J=8.4 ㎐, 2H) 7.33-7.54(m, 5H) 6.44(s, 1H) 5.12-5.23(m, 2H) 4.36-4.44(m, 2H) 4.27-4.29(m, 2H) 3.80(s, 3H) 2.65(s, 3H) 2.56(s, 3H) 2.46-2.51(m, 1H) 2.29(s, 3H) 2.02-2.10(m, 4H) 1.75-1.82(m, 1H) 1.48-1.62(m, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 165.6, 165.3, 158.5, 146.7, 143,0, 138.4, 136.9, 135.8, 133.0, 131.6, 131.0, 128.7, 128.6, 128.3, 128.2, 128.0, 124.8, 111.6,100.6, 66.2, 62.0, 56.2, 56.1, 55.4, 34.5, 33.2, 27.7, 24.0, 18.9, 18.3, 11.8 ppm; IR(필름) 3298, 1716, 1614 ㎝-1; [α]23 D-17.7, [α]23 577-16.1, [α]23 546-18.3, [α]23 435-19.4, [α]23 405-13.3(c 0.75, CHCl3). C35H38BrN3O7S에 대한 Anal.: C, 58.01; H, 5.29; N, 5.80. Found: C, 58.06; H, 5.41 N, 5.55.
크노베나겔 비기넬리 조건하에 화합물 25b의 화합물 27b와 28b로의 전환.
대표적인 올레핀 디하이드록실레이션과 1,2-디올 절단 과정에 따라, 화합물 25b(100 ㎎, 0.20 mmol)는 화합물 26b로 전환시키고, 정제되지 않은 이 화합물은 크노베나겔 조건하에 비기넬리 응축을 위한 대표적인 과정에 따라 화합물 16과 함께 응축하는데, 단 2,2,2-트리플루오르에탄올에서 화합물 26b의 농도는 0.5 M이다. 정제되지 않은 산물은 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc 내지 2:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 화합물 27b와 28b의 7:1 혼합물 106㎎(84%)을 얻는다. 상기 혼합물로부터 측정된 주요 산물 (4aR,7S)-7-(2-벤질옥시에틸)-1-(4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐이미노-3-메틸-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 27b)에 대한 특성화 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.42(s, 1H) 7.23-7.42(m, 10H) 6.52(s, 1H) 5.15-5.25(m, 2H) 4.28-4.36 (m, 2H) 4.23(d, J=11.1, 4.0 ㎐, 1H) 4.03-4.07(m, 1H) 3.82(m, 3H) 3.40-3.42(m, 2H) 2.70(s, 3H) 2.62(s, 3H) 2.48-2.50(m, 1H) 2.31(s, 3H) 2.13(s, 3H) 2.00-2.05(m,1H) 1.93-1.95(m, 2H) 1.79-1.83(m, 1H) 1.47-1.53(m, 1H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 165.1, 158.5, 148.1, 145,6, 138.5, 138.2, 136.4, 135.7, 133.2, 128.6, 128.4, 128.2, 128.2, 127.5, 127.4, 124.7, 111.7, 103.9, 72.5, 67.7, 66.3, 57.0, 55.9, 55.3, 33.4, 30.0, 28.8, 24.0, 18.5, 11.9 ppm; IR(필름) 3289, 1704, 1614 ㎝-1. C35H41N3O6S에 대한 Anal.: C, 66.54; H, 6.54; N, 6.65. Found: C, 66.66; H, 6.57; N, 6.66.
PPE 존재하에 비기넬리 응축으로 화합물 25b의 (4aS,7S)-7-(2-벤질옥시에틸)-1-(4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐이미노)-3-메틸-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘-4-카르복실산 벤질 에스테르(화합물 28b)로의 전환.
대표적인 올레핀 디하이드록실레이션과 1,2-디올 절단 과정에 따라, 화합물 25b(100 ㎎, 0.20 mmol)는 화합물 26b로 전환시킨다. 이후, 정제되지 않은 화합물 26b는 PPE 존재하에 비기넬리 응축을 위한 대표적인 과정에 따라 화합물 16과 함께 응축하고, 실리카겔(2:1 헥산-EtOAc 내지 1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 77 ㎎(61%)의 화합물 28b을 얻는데, 이는 미량의 화합물 27b(3%)로 오염된다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.23(s, 1H) 7.22-7.42 (m, 10H) 6.54(s, 1H) 5.16-5.26(m, 2H) 4.36-4.40(m, 2H) 4.26-4.35(m, 2H) 3.84(m, 3H) 3.45-3.48(m, 2H) 2.72(s, 3H) 2.65(s, 3H) 2.45-2.50(m, 1H) 2.32(s, 3H) 2.15-2.20(m, 1H) 2.14(s, 3H)2.00-2.05(m, 1H) 1.62-1.72(m, 1H) 1.51-1.60(m, 2H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ165.4, 158.5, 146.4, 142.9, 138.6, 136.4, 135.8, 133.4, 128.6, 128.3, 128.2, 128.2, 127.5, 127.4, 127.4, 124.7, 111.6, 100.5, 72.5, 67.2, 66.1, 56.4, 56.0, 55.3, 34.5, 34.1, 27.7, 24.0, 18.8, 18.3, 11.9 ppm; IR(필름) 3290, 1712, 1614 ㎝-1; [α]23 D-65.8, [α]23 577-67.5, [α]23 546-76.7, [α]23 435-117, [α]23 405-128(c 1.1, CHCl3). C35H41N3O6S에 대한 Anal.: C, 66.54; H, 6.54; N, 6.65. Found: C, 66.49; H, 6.51; N, 6.56.
화합물 28c의 화합물 24로의 전환.
화합물 28c(15 ㎎, 20 mmol)와 TFA(2 ㎖)의 용액은 실온에서 1시간동안 유지시킨다. 반응물은 농축하고, 생성된 정제되지 않은 오일은 추가 정제없이 사용한다. 4-브로모벤조일 클로라이드(22 ㎎. 0.10 mmol)는 정제되지 않은 구아니딘, Et3N(0.15 ㎖, 1.08 mmol), CH2Cl2(2 ㎖), 결정성 4-(디메틸아미노)-피리딘의 0℃ 용액에 첨가한다. 1시간후, 반응물은 Et2O(10 ㎖)와 포화된 수성 NH4Cl(2 ㎖)을 첨가하여 냉각시킨다. 층은 분리하고, 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 잔류물은 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 고체로 4 ㎎(29%)의 화합물 24를 얻는다.
S,S-디메틸 N-(4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐)카르본이미도디티오에이트 구아닐화 약물(도6).
0℃에서 4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐 클로라이드(Fujino et al.,Chem. Pharm. Bull.,1981, 29:2825) (10.3 g, 43.6 mmol)와 CH2Cl2(100 ㎖)의 용액에 암모니아 거품을 일으킨다. 30분후, 아세톤(0.5 ℓ)을 첨가하고, 반응 혼합물은 실리카겔 플러그를 통하여 여과하고 농축한다. 생성된 고체는 Et2O로 분쇄하여, 무색 고체로 9.18 g(92%)의 4-메톡시-2.3,6-트리메틸벤젠설폰아마이드를 얻는다: mp 175-176℃;1H NMR(400 ㎒, 아세톤-d6) δ6.75(s, 1H) 6.36(s, 2H) 3.86(s, 3H) 2.63(s, 3H) 2.58(s, 3H) 2.05(s, 3H);13C NMR(100 ㎒, 아세톤-d6) 159.7, 139.0, 138.0, 134.6, 125.3, 113.0, 56.2, 24.4, 18.5, 12.3 ppm; IR(KBr) 3385, 3279, 2983, 2942, 1582, 1560, 1486, 1309, 1148, 1113 ㎝-1. C10H15NO3S에 대한 Anal.: C, 52.38; H, 6.59; N, 6.11. Found: C, 52.46; H, 6.55; N, 6.05.
4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설폰아마이드(9.15 g, 39.9 mmol)와 DMF(50 ㎖)의 용액은 0℃에서 NaH(4.11 g, 98.6 mmol, 헥산으로 3x 세척)와 DMF(20 ㎖)의 용액에 첨가한다. 반응물은 실온으로 데우고, 10분동안 활발하게 교반하고, 이후 CS2(6.9 ㎖, 11 mmol)를 첨가한다. 10분후, MeI(7.85 ㎖, 126 mmol)를 첨가한다. 추가로 15분후, 반응물은 포화된 수성 NH4Cl (200 ㎖)에 넣고, CHCl3(3 ×0.5 ℓ)으로 추출한다. 결합된 유기층은 건조시키고(MgSO4) 실리카겔의 플러그를 통하여 여과하고 농축한다. 정제되지 않은 고체는 MeOH로 분쇄하여, 무색 고체로 11.1 g(84%)의 S,S-디메틸 N-(4-메톡시-2,3,6-트리메틸벤젠설포닐)카르본이미도디티오에이트를 얻는다: mp 175-176℃;1H NMR(400 ㎒, CDCl3) δ6.56(s, 1H) 3.84(s, 3H) 2.71 (s, 3H) 2.57(s, 3H) 2.52(s, 6H) 2.13(s, 3H);13C NMR(100 ㎒, CDCl3) 182.3, 159.3, 139,2, 138.5, 130.3, 125.0, 111.7, 55.4, 23.9, 18.5, 16.3, 11.9 ppm; IR(필름) 2969, 2930, 1552, 1476, 1386, 1307, 1146, 997, 925, 804 ㎝-1. Anal. C13H19NO3S3에 대하여: C, 46.82; H, 5.74; N, 4.20. Found: C, 46.82, H, 5.73; N, 4.22.
결과
사슬 우레이도 알데하이드의 비기넬리 응축
중간물질 화합물1에서 자유 하이드록실기가 입체선택성에 영향을 주는 가를 확인하기 위하여, 상기 중간물질과 벤질 에테르 유도체(화합물 15)의 비기넬리 응축을 검사하였다(도4). 화합물1과 같이, 벤질 에테르 유사종은 (R)-메틸-3-하이드록시-7-메틸-6-옥테노에이트(화합물 11)로부터 접근한다(Kitamuram et al.,Org. Synth., 1992, 71:1). LiAlH4를 이용한 화합물 11의 환원 및 -40 내지 -10℃에서 DMF에 녹인 과량의 NaH와 벤질 브로마이드와의 반응에 의한 생성 디올의 선택적 모노벤질화는 화합물 12를 제공한다. HN3을 활용한 알코올(화합물 12)의미추노부(Mitsunobu) 반전(Loibner et al.,Helv. Chim.Acta, 1976, 59:2100), 이후 생성 아지드의 환원 및 트리메틸실릴 이소시아테이트와 생성된 일차 아민의 반응은 화합물 11로부터 32% 전체 수율로 요소(화합물 14b)를 산출한다.
선행 기술에서, 화합물 14a의 이중결합은 디메틸 설파이드 과정을 이용하여 오존으로 절단하고, 화합물 1을 산출한다(Overman et al.,supra). 좀더 재현가능한 과정은 오존화합물의 환원 과정이후, 농축에 앞서 정제되지 않은 반응 혼합물에 1.5당량의 모르폴리늄 아세테이트를 첨가하는 것이다. 디메틸 설파이드를 중합체-결합된 트리페닐포스핀으로 치환하면, DMSO 오염이 제거된다. 이런 방식으로 만들어진 산물 화합물 1a의 질량 스펙트럼 데이터는 모르폴린의 통합(H2O 상실)을 시사하고, 더 높은 분자량 올리고머의 실질적인 부재를 보여준다.
대안으로, 화합물 15는 상응하는 알켄 전구물질의 디하이드록실레이션 및 이후 Pb-(Oac)4를 이용한 1,2-디올의 절단으로 제조한다(Zelle et al.,J. Org. Chem.,1986, 51:5032). 화합물 1a와 15는 수성 과정 또는 정제를 하지 않고, 모르폴리늄 아세테이트를 첨가한 이후 여과물의 여과 및 농축으로 포스핀 중합체 또는 납염을 제거하고 직접 사용한다. 이들 중간물질은 입체이성질체의 단순한 혼합물이 아니고, 적어도 3개의 요소는1H와13C NMR 데이터로 판단한다.13C NMR 스펙트럼에서 다수의 탄소원자에 대한 다중 신호가 관찰되는 반면,1H NMR 스펙트럼에서 광범위한 피크가 관찰되고 알데하이드 시그널은 나타나지 않는다.
정제되지 않은 화합물 15 또는 1a(1당량의 화합물 14a 또는 14b로부터)의 비기넬리 응축은 동일한 조건하에서, 60℃ 2,2,2-트리플루오르에탄올에서 1.5 당량의 β-케토에스테르(화합물 16)와 1.5당량의 모르폴리늄 아세테이트와의 반응으로 실시한다. 이들 조건은 4:1 비율(80% 수율)로 cis- 와 trans-1-옥소헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘(화합물 17a와 18a) 및 동일한 4:1비율(81% 수율)로 상응하는 벤질 에테르 유사체(화합물 17b와 18b)를 제공한다. 측쇄의 β-산소 치환체는 별다른 역할을 하지 않는다. 트리플루오르에탄올을 반응 용매로 사용하는데, 그 이유는 관련된 중간물질을 이용한 이전 연구에서 크노베나겔 조건하의 cis 입체선택성이 고도극성 용매에서 최적인 것으로 밝혀졌기 때문이다. 가령, 화합물 1과 16의 응축에서 입체선택성이 2:1인 경우에, 에탄올을 이용한다. 산물(화합물 17a와 18a)은 반응 조건에 대한 재적용에서 서로 전환되지 않는다. 헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 산물에 대한 입체화학적 지정은 각(angular) 메틴 수소 H4a와 H7의1H NMR 진단 시그널: 화합물 17a(4.25와 4.11 ppm)와 17b(4.29와 4.00 ppm)로 판단한다(Overman and Rabinowitz.,J. Org. Chem.,1993, 58:3235).
최근 조사에서, kappe는 약한 탈수 효소인 폴리포스페이트 에스테르(PPE)(Cava et al.,J. Org. Chem.,1969, 34:2665)가 고전적 3-요소 비기넬리 응축의 강력한 촉진물질이라고 보고하였다(J. Org. Chem.,1997, 62:7201). PPE와 CH2Cl2의 1:1 혼합물에서 화합물 15와 β-케토에스테르(화합물 16)의 실온 응축은 60% 수율로 비기넬리 산물(화합물 17b와 18b)을 제공하는데, trans 이성질체(화합물 18b)가 4:1 비율로 우세하다. 크노베나겔 조건에서 관찰된 것과 동일하게, 화합물 17b와 18b는 48시간동안 PPE 반응 조건에 재적용해도 아무런 변화없이 수거된다.
사슬 구아닐 알데하이드의 비기넬리 응축
구아니딘, 알데하이드, β-케토에스테르의 3-요소 응축은 공지되었지만, 비기넬리 응축의 이런 변형은 아직 개척되지 않고 있다(Kappe,Tetrahedron, 1993k, 49:6937). 사슬 변이체를 검사하기 위하여, 불포화된 구아니디늄 알코올(화합물 21)은 (S)-아미노 알코올(화합물 19)(Overman et al.,J. Am. Chem. Soc.,1995, 117:2657)로부터 1H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(화합물 20)와의 응축으로 제조한다(도5, Bernatowicz et al.,J. Org. Chem.,1992, 57:2497). 화합물 21의 가오존분해(ozonolysis) 및 이후 디메틸 설파이드 과정과 농축으로 화합물 22가 만들어지는데, 이는 요소 대응체와 유사하게 몇몇 요소의 혼합물이다. 화합물 22를 1.5당량의 모르폴리늄 아세테이트와 함께 농축하는 경우에 FAB 질량 스펙트럼 데이터는 H2O 손실과 함께 모르폴린의 통합을 시사한다; 화합물 22(X=OH) 또는 이의 모르폴린 첨가생성물에 대하여 고분자량 올리고머는 관찰되지 않는다. 양 중간물질은 비기넬리 응축에서 동일하게 행동한다. 정제없이, 화합물 22는 일련의 요소에 활용된 것과 동일한 크노베나겔 조건을 활용하여 β-케토에스테르(화합물 16)와 함께 응축하여, 화합물 19로부터 42% 수율로 단일 비기넬리 첨가생성물(화합물 23)을 산출한다. 상기 산물은 디벤조일 유도체(화합물 24)의 단일-결정성 x-레이 분석으로 정확하게 규정된 trans 입체화학을 갖는다(화합물 24에 대한 대등체는 Cambridge Crystallographic Data Centre, 12 Union Road, Cambridge CB2 1EZ, U.K에 예치되어 있다).
일련의 요소와 구아니딘에서 입체화학적 반전의 기원을 추적하기 위하여, 도6에서 밝힌 바와 같이 사슬 N-설포닐구아니딘 알데하이드(화합물 26)의 비기넬리 응축을 조사하였다. N-설포닐구아니디늄염의 pKa는 일반적으로 ∼1이기 때문에, 설포닐구아니딘 치환체는 전자적으로 구아니딘보다는 요소와 좀더 유사하다(Tatlor et al.,J. Chem. Soc. Perkin Trans.2, 1986, 1765; Yamamoto et al., in Synthesis and Chemistry of Guanidine Derivatives, Yamamoto and Kojima, Ed., Wiley, New York, 1991 (Vol. 2, pp 485-526). SO2NH2치환체를 보유하는 모노치환된 구아니디늄 염의 통계학적으로 보정된 pKa는 물에서 1.83인 것으로 밝혀졌다. Tatlor등이 개발한 선형 자유 에너지 상관관계를 활용하는 경우에, 상응하는 SO2Me-치환된 구아니디늄 염의 수치는 0.2가 된다. 아미노 알코올(화합물 19) 또는 상응하는 아미노 에테르(화합물 13)을 S,S-디메틸 N-(4-메톡시-2,3,6- 트리메틸벤젠설포닐)-카르본이미도디티오에이트로 처리하고, 이후 NH3과 AgNO3으로 가아민분해하면 상당한 수율로 Mtr-보호된 구아니딘(화합물 25)이 산출된다(Burgess et al.,J. Org. Chem.,1994, 59:2179). 이들 중간물질의 디하이드록실레이션 및 이후의 디올 절단에서 화합물 26a와 26b가 산출된다. 이들 중간물질은 입체이성질체의 단순 혼합물이 아니다;13C 스펙트럼에서 다수 탄소원자에 대한 다중 시그널이 관찰되는 반면,1H 스펙트럼에서 광범위한 피크가 관찰되고 알데하이드 시그널은 나타나지 않는다.
다른 기질을 이용할 때와 동일한 크노베나겔 조건하에 정제되지 않은 화합물 26b의 β-케토에스테로(화합물 16)와의 비기넬리 응축은 84% 수율로 진행되고, 7:1 비율로 cis-와 trans-1-이미노헥사하이드로피롤로피리미딘(화합물 27b와 28b)이 만들어진다. 일련의 하이드록시에틸에서 거의 동일한 입체선택성이 실현된다. 대조적으로, 화합물 26b와 16의 응축을 PPE로 실시하는 경우에 trans-1-이미노헥사하이드로피롤로피리미딘(화합물 27b)이 20:1의 비율로 우세하다. 설포닐구아니딘 산물(화합물 27b와 28b)은 48시간동안 크노베나겔 또는 PPE 반응 조건에 재적용해도 변화없이 수거된다.
입체화학적 지정은 화합물 28a와 24의 화학적 상관관계로 실시한다. 크노베나겔 조건하에 화합물 26a와 16의 4-브로모벤조일 클로라이드와의 비기넬리 응축으로 만들어진 정제되지 않은 산물 혼합물 및 이후 HPLC에 의한 이성질체의 분리에서, 화합물 27c와 28c의 순수한 샘플이 만들어진다. 실온에서 소량 산물인 28c를 TFA에 노출시키면 Mtr기 제거되고, 생성된 자유 구아니딘을 4-브로모벤조일 클로라이드로 아실화시키면 화합물 24가 산출된다.
이들 결과는 1-옥소-와 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘을 형성하기 위한 사슬 비기넬리 응축에서 입체선택성이 반응 조건 및 작용기 X에 따라 실질적으로 변한다는 것을 입증한다(도3). 요소와 N-설포닐구아니딘 작용기를 갖는 기질에서, 크노베나겔 조건에서 응축을 실시하는 경우 cis 입체선택성(4-7:1)이 관찰되는 반면, 폴리포스페이트 에스테르(PPE)의 존재하에 응축을 실시하는 경우 trans 입체선택성(4-20:1)이 관찰된다. 양 조건하에, 입체선택성은 일련의 N-설포닐구아니딘에서 가장 높다. 기본 구아니딘 유니트를 갖는 기질에서, 크노베나겔 조건하에 trans 산물만이 형성된다. 크노베나겔 조건은 상당히 경등도(mild)이기 때문에(60℃에서 CF3CH2OH에 녹인 모르폴리늄 아세테이트), trans-1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘에 대한 이런 후자 구아닐 알데하이드 루트는 피롤리딘 질소의 측면에 접하는 수소의 안티 관계를 갖는 크램베시딘과 배트젤라딘 알칼로이드의 합성에 특히 유용하다. 하기 실시예에서, 이런 방식을 활용한 이소크램베시딘 800의 1차 전체 합성을 설명한다.
입체선택성의 기원은 알려지지 않고 있다. 임의의 이론에 제한하지 않고, 다음의 가설이 제시되었다(도7). 크노베나겔 조건에서, 우레이도 또는 N-설포닐이미노 알데하이드 중간물질(화합물 29)의 응축에서 입체화학-결정단계는 화합물 33을 생산하기 위한 크노베나겔 첨가 생성물(화합물 31)의 고리화반응일 가능성이 높다. 이런 반응이 늦은 전이 상태를 보인다면, cis-2,5-이중치환된 피롤리딘이 우선적으로 만들어져야 한다(모델 N-아실아미노-2,5-이중치환된 피롤리딘(화합물 36)에서 분자 기전 계산은 cis 이성질체가 trans 이성질체보다 1.9 ㎉/mol 더 안정하다는 것을 보여준다). 계산은 MM2 역장(force field)과 MacroModel V3.5X의 몬테카를로 검색 루우팅을 활용하여 실시한다. 대조적으로, 일련의 구아닐 알데하이드에서 상응하는 이미늄 이온(화합물 30)을 형성하기 위한 화합물 29로부터 HY의 제거가 특히 바람직한데, 그 이유는 화합물 30에서 질소 치환체가 약한 전자-회수 아미딘기이기 때문이다. 화합물 16의 에놀(또는 엔아민) 유도체의 첨가가 측쇄와의 상호작용을 불안정화시킴으로써 일차적으로 조절하면, trans 첨가생성물(화합물 32)이 우선적으로 생산되는데, 이는 입체화학-조절 단계가 된다. 대안으로, 입체화학-결정 단계는 측쇄의 반대면으로부터 에놀(또는 엔아민)의 [4 + 2]-사이클로첨가 및 이후 수분(또는 모르폴린)의 상실일 수 있다. 3가지 요소의 기전에 대한 Kappe의 최근 조사에 따라, 고전적 산성 조건(Kappe et al.,supra)하의 비기넬리 반응, 폴리포스페이트 에스테르(PPE)에서 우레이도 또는 N-설포닐이미노 알데하이드 중간물질의 응축은 이미늄 이온 경로로 진행시켜, trans-1-옥소-와 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘을 우선적으로 제공할 수 있다.
이들 결과는 도3에서 밝힌 사슬 비기넬리 응축에서 입체선택성은 cis 또는 trans 산물을 산출하도록 조절할 수 있다는 것을 입증한다. 최적 조건하에, trans 이성질체는 높은 입체선택성(>20:1)으로 수득할 수 있고, cis 이성질체는 중등도의 선택성(4-7:1)으로 수득할 수 있다. 사슬 비기넬리 응축은 비기넬리 산물을 생산하는 구아닐 알데하이드 기질을 포함하도록 확대할 수 있는데, 상기 비기넬리 산물은 복합성 구아니딘을 제조하는데 특히 유용한 것으로 입증되었다.
실시예 II
프틸로미칼린 A, 크램베시딘 800, 선택된 유사종의 입체선택적 전체 합성
합성 계획.
프틸로미칼린 알칼로이드의 메틸 에스테르의 분자 기전 모델은 도2에 도시한다. 이들 알칼로이드의 트리아자센아프탈렌 고리 시스템은 거의 평평하고, 7각과 6각 환형 에테르는 한면으로 배향한다. 2개의 C-O 결합이 축방향에 위치하기 때문에(C10과 C13 각(angular) 수소에 대하여 cis), 중앙 트리아자센아프탈렌 유니트의 적절한 cis 입체화학이 정위되면 C8과 C15 스피로중심(spirocenter)이 소요의 입체화학으로 조합되는 것으로 추정된다. C10과 C13에서 각 수소의 cis 상관관계 설정 및 옥세펜과 하이드로피란 고리의 C3과 C19에 대한 상기 유니트의 편광력 관계는 이런 종류의 구아니딘 알칼로이드를 제조하기 위한 입체조절 전략을 개발하는데 중요한 요소인 것으로 입증되었다.
도8에 보인 바와 같이, C8 아미널의 단절 및 화합물 36의 C15-O 결합의 역합성 절단은 1-옥소헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘(X = O)과 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 중간물질(X = NH2)(화합물 37)을 결과한다. 화합물 37의 4-알콕시카르보닐-3,4-디하이드로피리미딘-2(1H)-한쪽 구조는 이런 필수 이중환형 중간물질이 3-요소 비기넬리 응축의 신규한 변형으로 제조될 수 있다는 것을 암시하는데, 여기서 요소와 알데하이드 요소는 화합물 38에서처럼 연결된다.
이런 분석은 높은 집중의 이점을 갖는데, 그 이유는 화합물 36의 왼쪽 3개 고리가 아환형 단편(화합물 38)으로부터 유래하는 반면, 오른쪽 2개 고리와 에스테르 측쇄가 단순 β-케토에스테르 유니트(화합물 39)로 통합되기 때문이다.
프틸로미칼린 A의 입체선택적 전체 합성.
분해 연구동안 화합물 1의 에스테르 측쇄를 제거하는데 있어 경험한 어려움에 비추어, 16-하이드록시헥사아데카논산 단편은 처음부터 통합하는 것이 바람직하다(도9). 광학활성이 없는 (R)-실록시 요오드(화합물 45)를 이용한 메틸 아세토아세테이트(화합물 44)의 이중음이온의 알킬화(44) (Huckin and Weiler, J. Am. Chem. Soc., 1974, 96:1082)는 73% 수율로 화합물 46을 산출한다. 요오드(화합물 45)는 메틸 (R)-2-하이드록시부타노에이트로부터 높은 수율로 얻을 수 있다(Kitamura et al.,Org. Synth., 1992, 71:1). DMAP(4-메틸아미노피리딘)을 촉매제로 하여, 알릴 16-하이드록시헥사데카노에이트를 이용한 β-케토에스테르 작용기의 선택적 에스테르 축합(Taber et al.,J. Org. Chem.,1985 50:3618)은 화합물 44로부터 64% 수율로 화합물 47을 산출한다.
사슬 비기넬리 응축이 입증되었기 때문에, 이런 1차 합성 방식에서 중요한 반응은 합성 순서에서 가능한 초기에 선택한다. 이런 이유로, 좀더 덜 집중적인 전략을 추구하는데, 여기서 비기넬리 응축의 친전자성 요소는 C1-C7 단편의 결실로 단순화시킨다. 이런 중간물질의 전구물질(화합물 50)은 도10에 요약한 바와 같이, 광학활성이 없는 메틸-(R)-3-하이드록시-7-메틸옥트-6-에노에이트(48)(Kitamura et a.,supra)로부터 3단계로 제조한다. 하이드라조산을 이용한 화합물 48의 비추노부 치환 및 이후 LiAlH4를 이용한 정제되지 않은 β-아지도의 환원은 72% 수율 및>98% ee로 S 아미노 알코올(화합물 49)을 산출한다. 광학순도(enantiometric excess; ee)는 상응하는 (R)-과 (S)-모셔 아마이드의19F NMR 스펙트럼의 평가로 측정한다. 미추노부 반응에서 프탈리미드와 같은 다른 질소 친핵체(nucleophile)의 이용은 상당량의 상응하는 α, β-불포화 에스테르를 결과한다.
표준 조건하에 칼슘 시아네이트와 HCl로 화합물 49를 응축하면, 재결정이후 82% 수율로 불포화 요소가 만들어진다. -78℃ MeOH에서 화합물 50의 가용매분해 및 이후 Me2S를 이용한 중간물질 하이드로펙록시드의 환원과 농축에서 점성의 황색 오일이 만들어진다. Me2SO를 제거하기 위하여 잔류한 50℃에서 5일동안 0.1 Torr로 상기 산물을 추가로 농축하면, 거의 무색의 비정질 분말이 생성된다. 이 중간물질은 제형(화합물 51)이 함축하는 것보다 좀더 복잡하다.13C NMR 스펙트럼에서 다수의 탄소원자에 대한 다중 신호가 관찰되고,1H NMR 스펙트럼은 광범위하다; 알데하이드 시그널은 나타나지 않고, 질량 스펙트럼 데이터는 올리고의 일관성을 시사한다. 크로마토그래피로 화합물 51의 순도를 향상시키는 모든 시도는 실패하였다.
기존 모델 연구(Overman et al.,J. Org. Chem.,1993, 58:3235-3237)동안 개발된 조건하에 정제되지 않은 화합물 51과 47의 비기넬리 응축은 낮은 수율로 진행된다. 다수의 반응 변수를 조사하고, 반응 효율은 극성 용매에서 향상시킨다. 최적 결과는 EtOH에서, 정제되지 않은 화합물 51, 1.5 당량의 β-케토에스테르(화합물 47), 1 당량의 모르폴리늄 아세테이트, 촉매량의 아세트산, 과량의 Na2SO4를70℃로 가열하여 달성한다. 생성된 산물을 실리카겔에 정제하면, 61% 수율로 cis 첨가생성물(화합물 52)와 trans 8% 수율로 첨가생성물(화합물 53)이 만들어진다. 헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 산물에 대한 입체화학 지정은 이들의 각(angular) 메틴(methine) 수소 시그널(화합물 52:4.25와 4.11 ppm; 화합물 53:4.44와 4.09 ppm) 및 화합물 41과 이의 trans 에피머의 시그널의 유사성에 따르는데, 전자는 단일-결정성 X-레이 분석(Overman et al.,J. Org. Chem.,1993, 58:3235-3237)으로 분석되었다. 관련된 비기넬리 응축에서 입체선택성에 대한 최근 조사에서(McDonald and Overman,J. Org. Chem.,1999, 64:1520-1528), 친전자성 반응 요소를 만들고 비기넬리 응축을 실시하기 위한 재현가능한 과정이 개발되었다; 이들 조건은 60-65% 수율로 cis 첨가생성물을 확실하게 제공한다.
화합물 52는 약간 과량의 p-톨루엔설폰산(p-TsOH)에 노출시켜 한번의 단계로 스피로트리사이클릭 중간물질(화합물 54)로 전환시킬 수 있지만, MeOH에서 TBDMS기가 피리디늄 p-톨루엔설포네이트(PPTS)로 먼저 절단되고 생성된 알코올이 실온에서 촉매량의 p-TsOH를 함유하는 CHCl3에서 고리화되면 상기 반응은 좀더 대규모로 재현할 수 있다 (도 11). 이의 결과는 정량적 수율로 단일 트리사이클릭 산물(화합물 54)을 산출한다. 이 화합물이 C14에서 프틸로미칼린 A에 대하여 에피머를 구성한다는 것은 C14 메틴 수소의 11.5 ㎐ 이중축 결합상수로 알 수 있다(여기서, 크램베시딘 넘버링 체계를 활용한다).
높은 부분입체선택성이 스피로하이드로피란을 형성하여 실현된다는 것은 기존의 모델 연구에서 규정되었는데, 도12에 상세히 설명한다. 화합물 58을 만들기 위한 비닐위치 카르바메이트(화합물 57)의 양성자 첨가 및 이후 볼록한 β-면으로부터 스피로고리화반응(spirocyclization)은 산소가 축방향에 배치된 스피로아미널(spiroaminal)을 산출한다. 시프로고리화반응의 이전 또는 이후에, 엑소사이클릭 케텐 헤이아세탈의 축방향 양성자첨가는 화합물 54를 결과한다.
이 시점에서 축방향 에스테르에 대한 화합물 55의 에피머화가 가능하지만 이런 조정은 합성의 최종 단계로 미루는데, 이는 천연 산물에서 이 작용기가 축에 위치하는 것이 열역학적으로 선호되기 때문이다. 구아니딘 코어의 잔류 탄소 첨가에서, 화합물 54는 Swern 반응물(Mancuso et al,J. Org. Chem.,1978, 43:2480)로 산화시켜 화합물 55를 제공하는데, 이의 요소 성분은 보호하고 O-메틸화로 후속 구아니딘 형성을 위해 활성화시킨다. 이런 메틸화는 조심스럽게 최적화된 경등도 조건에서 실시하고, 슈우도요소(화합물 56)는 Et3N-처리된 실리카겔에서 정제하는 것이 중요한데, 이렇게 하지 않으면 C10에서 상당한 에피머화가 발생한다.
이 시점에서, 펜타사이클릭 구아니딘 유니트의 잔류한 C1-C7 탄소는 첨부되어야 한다. 이런 작업은 극히 어렵다. 초기 연구에서, 리튬, 세륨, 티타늄 또는 브로마이드(화합물 61)(도13)에서 유래된 지르코늄 반응물을 화합물 56의 벤질 에스테르 유사종에 결합시키는데 실패하였다. 힘든 과제는 루이스 산 반응물의 존재하에 C10에서 화합물 56의 급격한 에피머화이다. 화합물 61로부터 유래된 그리냐드 반응물은 -78℃에서, 수용가능한 수율로 화합물 56에 첨가한다. 이 반응물을모르폴리늄 아세테이트로 저온으로 냉각시키고 즉시 여과하여 마그네슘염을 제거하면, 알코올 에피머의 혼합물로 상응하는 첨가생성물이 만들어진다. Swern 조건하에 이 중간물질의 직접적인 산화(Mancuso et al.,J. Org. Chem.,1978, 43:2480)는 화합물 56으로부터 58% 수율로 화합물 62를 산출한다. 화합물 61의 소량 거울상이성질체로부터 생성되는 5%의 부분입체이성질체는 이 시점에서 제거된다. 브로마이드(화합물 61)는 초기에, 이논(ynone) 전구물질의 비대칭 환원에 의해 86% ee로 만들어졌다(Overman et al.,J. Am, Chem. Soc.,1995, 117:2657-2658). 이 단계는 극히 민감하기 때문에, 그리냐드 단계에서 발생된 마그네슘염이 신속하고 완전하게 제거되지 않는다면 수율은 현저하게 떨어진다.
TBAF로 화합물 62의 실릴 보호기를 절단하면 알코올(화합물 63)이 만들어지고, 이는 Snider(Snider and Shi,J. Am. Chem. Soc.,1994, 116:549-557)가 보고한 것과 유사한 조건하에 암모니아와 암모늄 아세테이트로 처리한다. 포름산을 함유한 용리액을 이용하여 실리카겔에서 정제되지 않은 산물을 정제한 이후, 화합물 64는 60% 수율로 포름산염(1H NMR δ 8.23,13C NMR δ165.8)으로 분리된다. 단일 펜타사이클릭 구아니딘만이 검출되는데, 여기서 스피로아미날의 형성은 축방향 C-O 결합형성으로 인해 우선적으로 발생한다. 펜타사이클릭 구아니딘의 직접 전구물질일 가능성이 높은 테트라사이클릭 양이온(화합물 69) 모델은 도14에 도시한다; 상기 분자 기전 모델을 만드는데 있어, C1-C7 측쇄는 메틸기로 치환한다. 전자-결핍 탄소에서 축방향 부착을 위한 비틀림 선호는 상기 도면에서 분명하게 나타나는데,이것이 높은 선택성을 담보하는 것으로 보인다.
프틸로미칼린A의 전체 합성은 화합물 64로부터 용이하게 완성한다. 이 중간물질의 알릴 에스테르는 팔라디움(0) 촉매를 이용하여 완전하게 절단하고(Deziel,Tetrahedron Lett.,1987, 28:4371), 생성된 산은 bis-BOC-보호된 스페르미딘(화합물 65)(Cohen, et al.,Chem. Soc., Chem. Commun.,1992, 298)와 결합시켜 아마이드(화합물 66)을 제조한다(도13). 이후, 상기 에스테르는 과량의 Et3N 존재하에 MeOH에서 가열하여 에피머화시키지만, 이런 에피머화를 위한 평형상태는 2-3:1 정도로 β에피머에 유리하다. 결과적으로, 50% 수율로 α-에스테르(화합물 67)을 수득하는데 3번의 순환처리가 필요하다. 화합물 67의 적도방향 C14 메틴 수소는 δ2.93에서 진단적인 이중항(doublet)(J=4.8 ㎐)을 보여준다. 최종적으로, HCO2H로 BOC 보호기 절단 및 이후 농축과 수성 NaOH-NaCl 세척은 높은 수율로 (-)-프틸로미칼린 A 트리하이드로클로라이드(1)를 산출한다. 합성 화합물 1은 (-)-프틸리미칼린 A에서 보고된 것과 일치하는1H와13C NMR 스펙트럼을 보이기 때문에(Kashman et al.,jJ. Am. Chem. Soc.,1989, 111:8925-8926; Ohtani et al.,J. Am. Chem. Soc.,1992, 114:8472-8479), 3가지 흡수제에 대한 TLC 분석으로 천연 샘플과 구별할 수 없다. 합성 화합물 1은 유도체 화합물 56으로 전환시키는데, 이 또한 기존의 것과 구별되지 않는1H와13C NMR 스펙트럼을 보인다(Ohtani et al.,supra). 합성 화합물 68은 천연 산물의 특성화된 유도체에 대하여 보고된 회전 [α]23 D-15.8(c0.7, CHCl3)과 거의 동일한 [α]23 D-15.9(c 0.8, CHCl3)를 보인다(Ohtani et al.,supra).
2차 일반 합성 계획.
프틸로미칼린 A/크램베시딘 알칼로이드의 2차 일반 합성 계획은 2가지 구체적인 목적-(1) 도8에서 보인 높은 수준의 집중도를 달성하기 위하여, 여기서 펜타사이클(화합물 36)의 전체 탄소 골격은 상술된 친전자성 요소(화합물 38)와 β-케토에스테르 유니트(화합물 39)사이의 비기넬리 응축으로부터 유래된다; (2) 공통 전구물질로부터 cis 또는 trans(화합물 37)에 접근하여, 공통 중간물질로부터 크램베시딘과 이소크램베시딘에 대한 간편한 루트를 제공하기 위하여-을 염두에 두고 실시하였다. 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 6)의 전체 합성에 대한 세부내용은 다음의 실시예에 기재한다. 이들 양 합성에서 공통 C1-C13 단편(요소(화합물 38)에 대한 아민 전구물질)의 신속한 입체선택적 구조가 중요하다. 이런 목적은 비기넬리 응축에 앞서 C1-C7 단편(화합물 56)과 C8-C13 단편(화합물 48)을 결합시켜 달성할 수 있다.
실시예 III
크램베시딘 800(화합물 2)의 합성.
C1-C13 단편의 합성은 2-부티놀(화합물 70)의 p-메톡시벤질(PMB) 에테르(화합물 71)로의 전환으로 시작된다(도15). 화합물 71의 알킨은 -40℃에서 n-부틸리튬으로 양성자제거하고 중간물질 α-아미노알콕시드를 수성 인산염 완충액에 넣어냉각시키고, 생성된 아세틸리드는 무수성 DMF로 처리하여 90% 수율로 화합물 72를 얻는다(Journet et al.,Tetrahedron Lett.,1988, 39:6427). C3 입체중심은 (-)-TADDOL(20 mol%)와 Ti(Oi-Pr)4존재하에 Et2Zn으로 화합물 72를 응축하는 Weber와 Seebach 방법(Singh et al.,J. Am. Chem. Soc.,987, 109:6187)으로 도입하고, 94% 수율과 >98% ee로 (S)-화합물 73을 산출한다. 이런 비대칭적 변환은 45 g 스케일에서 확실하게 실시된다. 프로파질릭(propargylic) 알코올(화합물 73)은 트리이소프로필실릴(TIPS) 에테르로 보호하고, 알킨은 Lindlar 촉매제로 부분 수소첨가하여 cis 알켈(화합물 74)을 제공한다. PMB 보호기는 DDQ로 산화제거하고, 생성된 알코올은 화합물 73으로부터 89% 전체 수율로 요도드(화합물 75)로 전환된다.
광학활성이 없는 (R)-3-하이드록시-7-메틸옥트-6-에노에이트(화합물 48)(Kitamura et al.,Org. Synth.,1992, 71:1)은 Weinreb 과정(Garigipati et al,J. Am. Chem. Soc.,1985, 107:7790)에 따라 N,O-디메틸하이드록실아민 하이드로클로라이드와 반응시키고 트리에틸실릴(TES) 에테르로 이차알코올을 보호하여, 88% 수율로 아마이드로 전환시킨다. 요오드(화합물 75)는 상응하는 리튬 반응물로 전환시키고 화합물 76과 결합시켜 60-70% 수율로 디에논(dienone)(화합물 77)를 제조한다. 화합물 77의 C8 카르보닐을 케탈(ketal)로 마스킹하여 탈수를 예방하는데, 이는 β-아미노 작용기를 도입하는데 사용되는 미추노부 조건하에 일어난다. 하지만 β-하이드록시가 보호되는 경우에 케탈화(ketalization)는 완만하게 진행되고, 따라서 TES기를 절단하고 중간물질 β-하이드록시 케톤의 β-하이드록시 제거를 촉진하지 않고 케탈화를 촉진하는 최적 반응 조건이 밝혀졌다. 개발된 신규한 케탈화 조건에는 Amberlyst-15의 존재하에 오르토에스테르(화합물 78)(Roush and Gillis,J. Org. Chem.,1980, 45:4283-4287; Baganz and Domaschke,Chem. Ber.,1958, 91:650-653)과 1,3-프로판디올과 함께 화합물 77 처리가 포함된다. 이차 알코올과 아자이드의 미추노부 치환 및 이후 아민으로의 환원은 화합물 79로부터 77% 수율로 화합물 80을 산출한다. 11단계에서 상업적으로 입수가능한 3-부티놀로부터 전체 ~30% 수율로 합성된 아민(화합물 80)은 크램베시딘과 이소크램베시딘 합성을 위한 공통적인 C1-C13 단편 역할을 한다(도16).
TMSNCO으로 아민(화합물 80)을 응축하면, 89% 수율로 요소(화합물 81)이 만들어진다(도17). 화합물 81의 삼중치환된 결합의 선택적 디하이드록실레이션(Sharpless and Williams,Tetrahedron Lett.,1975, 3045-3046) 및 톨루엔에서 Pb(OAc)4로 이웃자리 디올의 절단과 모르폴리늄 아세테이트의 첨가는 중간물질(화합물 82)를 산출하는데, 이는 정제없이 사용한다. 최적 크노베나겔 조건(McDonald and OVerman,J. Org., Chem.,1999, 64:1520-1528)에서 β-케토에스테르(화합물 47)로 정제되지 않은 화합물 82를 비기넬리 응축하면, 요소(화합물 81)로부터 61% 수율로 소요의 cis 첨가생성물(화합물 83)과 원치않는 trans 첨가생성물(화합물 84)의 비분리성 6-7:1 혼합물이 만들어진다. 헥사이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 산물에 대한 입체화학 지정은 이들의 H13 각(angular) 메틴 수소 시그널(83:4.22 ppm; 84:4.44 ppm) 및 화합물 41과 이의trans 에피머, 화합물 52, 화합물 53의 시그널의 유사성으로 판단한다(도7).
이후, 화합물 83의 실릴 보호기는 TBAF로 제거하여, 상응하는 요소 디올을 산출한다(도18). 이런 정제되지 않은 디올을 p-TsOH에 잠시 노출하면, 스피로하이드로피란 형성 및 케탈 탈보호가 유도되어 2단계동안 71% 수율로 화합물 85가 산출된다. 클로로아세테이트로 화합물 85의 이차 알코올을 보호한 이후, 소량의 trans 이성질체(∼12%)가 소요의 cis 이성질체(화합물 86)로부터 쉽게 떨어지는데, 이는 86% 수율로 분리된다. 요소 작용기의 메틸화동안 메틸 에테르 형성을 예방하기 위하여 화합물 85의 C3 알코올기를 보호해야 한다. 가려진 피리딘 염기의 존재하에 요소(화합물 86)을 과량의 MeOTf에 노출시키면, 상응하는 메틸 슈우도요소가 산출되는데, 이는 중간물질 실리카겔 정제없이 직접 구아니딘으로 전환된다. 메틸 슈우도요소는 실리카겔 크로마토그래피에 노출시키지 않아야 하는데, 그 이유는 전형적인 정제 조건하에 C10에서 분해과정 및 에피머화가 발생하기 때문이다. 중간물질 슈우도요소의 조작없이 요소 작용기를 구아니딘으로 변형시키는 능력은 일차 합성 방법에 대한 이차 합성 방법의 주요 장점중의 하나다. 상당한 실험이후에, 최적 구아닐화/고리화반응 조건인 하루동안 60℃에서 NH4Cl로 완충한 알릴 알코올에 녹인 포화된 NH3은 C14에서, 화합물 86으로부터 1.5:1 부분입체이성질체로 펜타사이클 87과 88을 81% 수율로 결과한다(도18).
이들 반응 조건은 1차 합성 방법에 사용된 것에 비하여 현저히 개선된 것인데, 예로써 수율이 현저하게 증가되었고 C3 보호기의 탈보호 및 열역학적 비율에적합한 C14의 소요 에피머화가 일어난다. 또한, 클로라이드 반대이온이 직접 수득되는데, 이는 해로운 수성 세척을 배제시킨다. 단순한 아세틸 보호기를 이용하는 경우에 C3 알코올의 불완전한 탈보호가 일어나는 반면, 구아닐화/펜타고리화 반응 조건하에서 클로로아세틸 보호기는 정량적으로 제거된다. 알릴 알코올은 에탄올이나 메탄올을 사용하는 경우에 발생하는 알릴 에스테르의 에스테르 축합반응을 회피하기 위한 용매로 이용한다. 또한, C14 에스테르 측쇄의 열역학적 평형을 달성하기 위하여 가열이전에 0℃에서 NH3으로 반응 용액을 포화시켜야 한다. 불행하게도, 1.5:1 비율의 열역학적 비율은 원치않는 β-에피머(H14:J = 11.5 ㎐)를 선호한다. 펜타사이클(화합물 87과 88)은 중간압력 실리카겔 액체 크로마토그래피로 분리하고, β-에피머는 구아닐화/고리화반응 조건에 2번 순환처리하여 트리사이클릭 요소(화합물 86)으로부터 52% 수율로 주요 α-에스테르 펜타사이클(화합물 88)을 산출한다.
크램베시딘 800(화합물 2)의 합성은 다음과 같이 완결시킨다(도19). Pd(PPh3)4와 모르폴린(Deziel,supra)으로 알릴 보호기를 제거한 이후, 산(화합물 89)는 벤조트리아졸-1-일록시트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오르포스페이트(BOP)(Castro et al.Tetrahedron Lett.1975 1219-1222)를 이용하여 (S)-7-하이드록시스페르미딘(화합물 90)과 결합시켜, 82% 수율로 상응하는 아마이드(화합물 91)를 얻는다. 에틸 아세테이트에서 3 M HCl로 BOC 작용기 제거(Stahl et al.,J. Org. Chem.1978 43:2285-2286) 및 역상 HPLC를 활용한 정제되지 않은 산물의 정제는 75% 수율로 크램베시딘 800(2)의 트리하이드로클로라이드 염을 산출한다. 합성 화합물 2의 트리하이드로클로라이드 염에 대한 데이터는 천연 화합물 2에 대하여 보고된1H와13C NMR 데이터와 일치한다(Jares-Erijman et al.,J. Org. Chem.,1991, 56:5712-5715; Berlinck et al., J. Nat. Prod., 1993, 56:1007-1015). 합성 화합물 2 또한 트리아세테이트 유도체(화합물 92)로 전환시킨다. 합성 화합물 92에 대한 데이터는 천연 화합물 2로부터 만들어진 화합물 92에 대하여 보고된1H와13C NMR 데이터와 일치한다. (43S)-와 (43R)-크램베시딘 800(화합물 93)의 모셔 유도체를 만들고, 이를 ∼150㎍의 천연 화합물 2로부터 만들어진 상응하는 모셔 유도체와 비교하였다.19F NMR 데이터는 천연 화합물 2와 합성 화합물 2로부터 만들어진 유도체에서 동일하고, 따라서 처음으로 크램베시딘 800의 C43 입체화학이 S임이 명확하게 확정되었다(도19).
결론.
크렘베시딘 800(화합물 2)의 1차 전체 합성은 상업적으로 이용가능한 출발 물질로부터 25단계에 이르는 긴 선형 과정과 3.0% 전체 수율의 집중 방식으로 달성하였다. 이런 합성방법은 알데하이드-요소 단편이 왼쪽 3개 고리(C1-C13)의 원자 모두를 보유하는 경등도 조건하에서 사슬 비기넬리 응축을 달성하고, 따라서 크램베시딘/프티로미칼린 A 알칼로이드의 합성에서 높은 집중도와 효율이 가능하다는 것을 처음으로 입증하였다. 이들 조사결과는 화합물 2의 입체화학적 지정을 확인하고, 이의 하이드록시스페리미딘 측쇄의 절대 배치가 S라는 것을 확고하게 입증한다.
실험 섹션
전반.
건조 THF, Et2O, CH2Cl2(Aldrich)는 Al2O3로 채운 칼럼(용매 정제 시스템)을 통하여 여과한다. 트리에틸아민(Et3N), 피리딘, 디이소프로필에틸아민(i-Pr2NEt), 디이소프로필아민, 아세토니트릴은 대기압에서 CaH2로부터 증류한다. 실리카겔(0.040-0.063)(Merck)은 플래시 크로마토그래피에 사용한다. NMR 스펙트럼은 Brunker 장치(500 ㎒와 400 ㎒)에 기록한다. IR 스펙트럼은 Perkin-Elmer 시리즈 1600 FTIR에서 측정하고, 광학 로테이션은 Jasco DIP-360 편광계에서 측정한다. 질량 스펙트럼은 MicroMass Analytical 7070E(CI-이소부탄) 또는 MicroMass Auto Spec E(FAB) 분광계에서 측정한다. 비파괴 스펙트럼은 Perkin Elmer 1600 FTIR 분광계로 기록한다. 마이크로분석은 Atlantic Microlabs, Atlanta, GA.으로 실시한다. 다른 일반적인 실험세부내용은 공지된 것이다(Metais et al.,J. Org. Chem.,1997, 62:9210).
1-(4-메톡시옥시벤질옥시)-3-부틴(화합물 71)의 합성.
기존의 과정(Takaku et al.,Tetrahedron lett.,1983, 24:5363; Nakajima et al.,Tetrahedron Lett.,1988, 29:4139)에 따라, TfOH(1.6 ㎖, 18 mmol)는 PMBOC(=NH)CCl3(169.3g, 0.6 mol), 3-부틴-1-올(화합물 70)(67 g, 0.66 mol), 건조Et2O(600㎖)의 0℃ 용액에 한방울씩 첨가한다. 30분후, 반응 혼합물은 포화된 수성 NaCHO3(100 ㎖)을 첨가하여 냉각시킨다. 상은 분리하고, 수상은 Et2O(50㎖)로 추출한다. 결합된 유기상은 브린(50 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과하고 농축한다. 생성된 잔류물은 헥산(300 ㎖)을 희석하고 실리카겔을 통하여 여과하고 농축하고 12시간동안 50℃ 진공(0.1 ㎜ Hg)하에서 교반하여, 114 g(∼100%)의 화합물 71을 얻고, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.28(d, J=8.4 ㎐, 2H), 6.89(d, J=8.4 ㎐, 2H), 4.49(s, 2H), 3.80(s, 3H), 3.58(t, J=7.0 ㎐, 2H), 2.49(dt, J=7.0, 2.7 ㎐, 2H), 2.00(t, J=2.6 ㎐, 1H);13C NMR (125 ㎒, CDCl3) δ159.2, 130.0, 129.3, 113.7, 81.3, 72.5, 69.2, 67.8, 55.2, 19.8 ppm; IR(필름) 3292, 3001, 2936, 2863, 1614, 1514, 823 ㎝-1; C12H14O2에 대한 Anal.: C, 75.76; H, 7.42. Found: C, 75.60; H, 7.49.
5-(4-메톡시벤질옥시)-2-펜티날(화합물 72)의 합성.
기존의 과정(Journet et al.,supra)에 따라, n-BuLi(2.5 M, 32 ㎖)의 헥산 용액은 건조 THF(0.2 ℓ)에서 화합물 71(14.45 g, 76.22 mmol)의 -40℃ 용액에 한방울씩 첨가한다. 반응 온도는 -35 ℃를 초과하지 않는다. 10분후 무수성 DMF(11.8 ㎖, 153 mmol)는 일부를 첨가하고, 냉각 수조는 제거한다. 30분후, 반응 혼합물은 10% 수성 KH2PO4(0.4 ℓ)와 메틸 tert-부틸 에테르(MTBE)(0.38 ℓ)의 활발하게 교반하고 냉각한(∼5℃) 용액에 넣는다. 20분후 층은 분리하고, 유기층은 H2O(50 ㎖)로 세척한다. 결합된 수층은 MTBE(100 ㎖)로 역추출하고, 결합된 유기층은 브린(50 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 실리카겔(10:1 헥산-EtOAc; 6:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 연한 황색 오일로 14.97 g(90%)의 화합물 72을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.16(s, 1H), 7.26(d, J=8.5 ㎐, 2H), 6.88(d, J=8.6 ㎐, 2H), 4.48(s, 2H), 3.79(s, 3H), 3.61(t, J=6.7 ㎐, 2H), 2.69(t, J=6.7 ㎐, 2H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ177.0, 159.2, 129.6, 129.3, 113.8, 95.7, 81.9, 72.7, 66.5, 55.2, 20.6 ppm; IR(필름) 3002, 2865, 2205, 1668, 1514, 824 ㎝-1; C13H14O3에 대한 Anal.: C, 71.54; H, 6.47. Found: C, 71.42; H, 6.54.
(5S)-하이드록시-1-(4-메톡시벤질옥시)-3-헵틴(화합물 73)의 합성.
Seebach의 일반 과정(Webber and Seebach,Tetrahedron1994, 50:7473-7484)에 따라, Ti(Oi-Pr)4(12.2 ㎖, 41.0 mmol)는 (4R, 5R)-2,2-디메틸-α,α,α'α'-테트라(나프트-2-일)-1,3-디옥솔란-4,5-디메탄올(27.3 g, 41.0 mmol)과 건조 톨루엔(340 ㎖)의 23℃ 용액에 첨가한다. 3시간후 용매는 감압 (0.1 ㎜)하에서 제거한다. 생성된 잔류물은 건조 Et2O(560 ㎖)에 용해시키고, 반응 용기는 -50℃로냉각시키는데, 여기에 Ti(Oi-Pr)4(70 ㎖, 0.24 mmol)와 화합물 72(44.7 g, 0.20 mmol)를 첨가한다. 이후, 디에틸 아연(243 ㎖, 267 mmol, 1.1 M 용액/톨루엔)을 1시간동안 천천히 첨가한다. 그 다음, 반응 용기는 -27 ℃로 데운다. 18시간후 반응 혼합물은 포화된 수성 NH4Cl(100 ㎖)로 냉각시킨다. 유기상은 건조시키고(MgSO4) Celite®를 통하여 여과하고 농축시킨다. 생성된 잔류물은 실리카겔(20:1 헥산-EtOAc; 5.6:1 헥산-EtOAc; 1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 47.6 g(94%)의 화합물 73을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.25(d, J=8.4 ㎐, 2H), 6.86(d, J=8.4㎐, 2H), 4.46(s, 2H), 4.26(t, J=6.4 ㎐, 1H), 3.78(s, 3H), 3.53(t, J=7.0㎐, 2H), 2.58(s, 1H), 2.49(dt, J=7.0, 1.5 ㎐, 2H), 1.66(m, 2H), 0.97(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ159.1, 129.9, 129.2, 113.7, 82.3, 81.7, 72.4, 67.9, 63.5, 55.1, 30.9, 19.9, 9.4 ppm; IR(필름) 3418, 2965, 1613, 1514, 1249, 823, 733 ㎝-1; C15H20O3에 대한 Anal.: C, 72.55; H, 8.12. Found: C, 72.26; H, 8.14. [α]25 D-3.2, [α]25 577-3.6, [α]25 545-4.0, [α]25 435-6.5, [α]25 405-7.7, (c 2.35, CHCl3).
Ward의 일반 과정(Ward et al.,Tetrahedron Lett.,1991, 32:7165-7166)에따라, 화합물 73(23 ㎎)은 (R)-α-메톡시-α-(트리플루오르메틸)페닐아세트산 클로라이드[(R)-MTPAC1]로 처리하여, 상응하는 (R)-MTPA 에스테르를 얻는다. 모세관 GC 분석[150℃ 내지 200℃/2.0℃ min-1, tR73-(R)-MTPA = 3D 21.13분, tRent-50-(R)-MTPA = 20.69분]은 화합물 73-(R)-MTPA와 ent-화합물 73-(R)-MTPA에 대하여 99.7:0.3의 비율을 보였다.
(S)-(Z)-1-(4-메틸옥시벤질옥시)-5-트리이소프로필실록시-3-헵텐(화합물 74)의 합성.
트리이소프로필실릴 트리플우로르메탄설포네이트(19.1㎖, 71.1 mmol)는 2,6-루티딘(10.3 ㎖, 88.4 mmol), 화합물 73(14.6 g, 58.6 mmol), 건조 CH2Cl2(150 ㎖)의 0℃ 용액에 15분동안 한방울씩 첨가한다. 1시간후 상기 용액은 Et2O (400 ㎖)에 넣고, 1N HCl(3×50 ㎖)과 브린(20 ㎖)으로 세척한다. 유기상은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 정제되지 않은 오일은 하룻밤동안 진공(0.1 ㎜)하에 위치시켜 연한 황색 오일로 24.0g(∼100%)의 (S)-1-(4-메톡시벤질옥시)-5-트리이소프로필실록시-3-헵틴을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(400 ㎒, CDCl3) δ(d, J=8.6 ㎐, 2H), 6.91 (d, J=8.6 ㎐, 2H), 4.50(s, 2H), 4.24-4.45(m, 1H), 3.83(s, 3H), 3.59(t, J=7.2 ㎐, 2H), 2.54(dt, J=7.2, 1.9 ㎐, 2H), 1.67-1.76(m, 2H), 1.01-1.19(m, 21H), 1.02(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR (100 ㎒, CDCl3)159.1, 130.2, 129.2, 113.7, 82.9, 80.8, 72.5, 68.2, 64.3, 55.1 32.1, 20.1, 18.0, 12.2, 9.4 ppm; IR(필름) 2942, 2866, 1614, 1514, 1464, 1249, 1100 ㎝-1; C24H40O3Si에 대한 Anal.: C, 71.24; H, 9.86. Found: C, 71.18; H, 10.04; [α]25 D-25.5, [α]25 577-26.3, [α]255 46-30.5, [α]254 35-50.8, [α]25 405-60.8, (c 1.40, CHCl3).
정제되지 않은 (S)-1-(4-메톡시벤질옥시)-5-트리이소프로필실록시-3-헵틴(24.0 g, 58.6 mmol), 새로 희석된 퀴놀린(0.14 ㎖, 1.18 mmol), Lindlar 촉매제(PbO 1.51g과 섞인 Pd/CaCO3), 건조 3:1 헥산-EtOAc(360 ㎖)의 혼합물은 1 atm H2하에 17시간동안 23℃에 유지시킨다. 이후, 상기 혼합물은 셀리트 플러그를 통해 여과하고, 용리액은 농축하여 24.0 g(∼100%)의 화합물 74를 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(400 ㎒, CDCl3) δ7.30(d, J=8.6 ㎐, 2H), 6.91(d, J=8.6 ㎐, 2H), 5.47-5.52(m, 1H), 5.37-5.43(m, 1H), 4.48-4.52(m, 1H), 4.48(s, 2H), 3.83(s, 3H), 3.46-3.50(m, 2H), 2.35-2.43(m, 2H), 1.59-1.68(m, 1H), 1.47-1.56(m, 1H), 1.09(app s, 21H), 0.89(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR(100 ㎒, CDCl3) 159.1, 135.8, 130.4, 129.2, 124.4, 113.7, 72.6, 69.9, 69.4, 55.2, 31.6, 28.7, 18.0, 12.3,9.3 ppm; IR(필름) 2942, 2866, 1613, 1514, 1248, 1097 ㎝-1; C24H42O3Si에 대한 Anal.: C, 70.88; H, 10.41; Found: C, 71.06; H, 10.44; [α]25 D18.5, [α]25 577+19.7, [α]25 546+22.6, [α]25 435+41.9, [α]25 405+52.0, (c 1.80, CHCl3).
(S)-(Z)-1-요오도-5-트리이소프로필실록시-3-헵텐(화합물 75)의 합성.
정제되지 않은 화합물 74(24.0 g, 58.6 mmol), DDQ(17.3 g, 76.2 mmol), 20:1 CH2Cl2-H2O(210 ㎖)의 용액은 1시간동안 23℃에 유지시킨다. 반응 혼합물은 Et2O(600 ㎖)에 넣어 냉각시키고, 1N NaOH(2×200 ㎖)와 브린(200 ㎖)으로 세척한다. 유기상은 건조시키고(MgSO4) 여과하고 농축한다. p-메톡시벤즈알데하이드의 크로마토그래피 분리는 p-메톡시벤질 알코올로 환원시켜 달성한다. 이를 위해, 생성된 잔류물, MeOH(200 ㎖), NaBH4(2.9 g, 77 mmol)의 용액은 1시간동안 23℃에 유지시킨다. 반응 혼합물은 Et2O (300 ㎖)에 넣어 냉각시키고 1N HCl(50 ㎖)와 브린(50 ㎖)으로 세척한다. 유기상은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 오일은 실리카겔(20:1 헥산-EtOAc; 15:1 헥산-EtOAc; 10:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 16.0 g(95%)의 (S)-(Z)-5-트리이소프로필실록시-3-헵테놀을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.55-5.51(m, 1H), 5.38-5.33(m, 1H), 4.47(ddd, J=13.5, 6.5, 1.5 ㎐, 1H),3.66(m, 2H), 2.35-2.30(m, 2H), 1.65-1.57(m, 1H), 1.53-1.46(m, 1H), 1.41(br s, 1H), 1.05(br s, 21H), 0.87(t, J=7.5 ㎐);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 137.0, 124.1, 69.9, 62.3, 31.7, 31.6, 18.0, 12.3, 9.3; IR(필름) 3313, 2970, 2867; 1485, 1085, 1052 ㎝-1; C16H34O2Si에 대한 Anal.: C, 67.07; H, 11.96. Found: C, 66.89; H, 11.89; [α]25 D+23.2, [α]25 577+25.1, [α]25 546+29.2, [α]25 435+52.9, [α]25 405+66.1 (c 1.25, CHCl3).
Corey의 일반 과정(Singh et al.,)에 따라, 요오드(5.03 g, 19.8 mmol)는 (S)-(Z)-5-트리이소프로필실록시-3-헵테놀(5.17 g, 18.0 mmol), ,,h3(5.19 g, 19.8 mmol), 이미다졸(1.35 g, 19.8 mmol), Et2O-MeCN(3:1, 135 ㎖)의 0℃ 용액에 15분동안 일부 첨가하고, 이후 23℃로 데운다. 1시간후 용액은 H2O(150 ㎖)와 Et2O(150 ㎖)간에 분할한다. 수상은 Et2O (2×150 ㎖)로 추출한다. 이후, 결합된 유기 추출물은 Na2SO3(150 ㎖)와 H2O(150 ㎖)로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과한다. 플래시 크로마토그래피(95.5 헥산-Et2O)로 정제되지 않은 산물을 정제하여, 무색 오일로 6.67 g(94%)의 요오드(화합물 75)를 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.49-5.53 (m, 1H), 5.28-5.32(m, 1H), 4.41(dd, J=7.1, 5.9 ㎐, 1H), 3.10-3.14(m, 2H),2.59-2.66(m, 2H), 1.58-1.62(m, 1H), 1.48-1.52(m, 1H), 1.05(s, 21H), 0.86(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 136.2, 126.9, 70.0, 32.2, 31.6, 18.1, 12.3, 9.3, 4.4 ppm; IR(필름) 3012, 2942, 1464, 1105, 883 ㎝-1; C16H33OSiI에 대한 Anal.: C, 48.48; H, 8.39. Found: C, 48.63; H, 8.49; [α]25 D+22.8, [α]25 577+24.4, [α]25 546+23.7, [α]25 435+53.1, [α]25 405+65.8, (c 1.2, CHCl3).
(R)-트리에틸실록시-N-메톡시-N-메틸-7-메틸-6-옥텐아마이드(화합물 76)의 합성.
THF(200 ㎖)에 녹인 공지된 (Noyori, R. et al., J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5868) β-하이드록시에스테르(10.0 g, 53.5 mmol)의 0℃ 용액에 N, O-디메틸하이드록시아민하이드로클로라이드(14 g, 64.2 mmol, 1.2 eq)를 첨가하고, 이후 톨루엔(60 ㎖, 2.3 eq)에 녹인 트리메틸알루미늄 2M 용액을 첨가한다(캐뉼라를 통해 한방울씩 첨가한다). 혼합물은 실온으로 데우고 3시간동안 이 온도에 유지시킨다. 그 다음, 혼합물은 타르타르산(500 ㎖)의 냉각한(0℃) 2M 용액에 조심스럽게 붓는다. 생성된 혼합물은 5시간동안 교반하고, 이후 층은 분리하고, 수층은 EtOAc(3 ×100 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축한다. 실리카겔에서 잔류물을 정제하면, 10.2g (88%)의 Weinreb 아마이드가 만들어진다. Weinreb 아마이드(10.2 g, 47.5 mmol)는 CH2Cl2(150 ㎖)에 녹이고 Hunig 염기(25 ㎖, 3eq)로처리한다. 이후, 혼합물에 TESCI(8.6 g, 9.7 ㎖, 1.2 eq)를 한방울씩 첨가한다. 반응의 진행은 TLC(헥산, EtOAc, 3:1)으로 모니터하고, 종결직후 혼합물은 물로 희석하고, 층은 분리하고, 수층은 Et2O(3×100 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기층은 0.5 N HCl(2 ×100 ㎖)과 물(2×100 ㎖)로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축한다. 잔류물은 실리카겔(헥산-EtOAc, 3:1)에서 정제하여, 연한 황색 오일로 12.9 g(82%)의 화합물 76을 얻는다:1H NMR (CDCl3, 300 ㎒) δ5.05 (m, 1H), 4.20-4.10(m, 1H), 3.65(s, 3H), 3.14(s, 3H), 2.8-2.6(dd, J=17.2 ㎐, 1H), 2.3-2.4(dd, J=17.3 ㎐, 1H), 2.1-1.9(m, 2H), 1.65(s, 3H), 1.55(s, 3H), 1.55-1.4(m, 2H), 1.0-0.9(m, 9H), 0.6-0.4(m, 6H);13C NMR(CDCl3, 75 ㎒) d 172.38, 131.50, 124.10, 69.10, 61.17, 39.61, 37.96, 31.90, 25.55, 23.81, 17.56, 6.80, 5.24.
(6R,11Z,13S)-2-메틸-6-트리에틸실릴옥시-13-트리이소프로필실록시펜타데카-2,11-디엔-8-원(화합물 77)의 합성.
t-Buli(23.5 ㎖, 40.0 mmol, 1.7 M)은 요오드(화합물 75)(6.67 g, 16.8 mmol)과 Et2O-헥산(1:1, 100 ㎖)의 -78℃ 용액에 첨가한다. 용액은 30분동안 -78℃에 유지시키고, 이후 아마이드(화합물 76)(6.10 g, 18.5 mmol)와 Et2O-헥산(1:1, 40 ㎖)의 용액을 첨가한다. 생성된 용액은 30분동안 -78 ℃에 유지시키고, 이후 0℃로 데우고 2시간동안 유지시킨다. 그 다음, 용액은 포화된 수성 NH4Cl(150 ㎖)에첨가한다. 상은 분리하고, 수상은 Et2O (2 ×150 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기 추출물은 건조시키고(MgSO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(98:2 헥산-Et2O)로 정제되지 않은 산물을 정제하여, 투명 오일로 5.93 g(65%)의 화합물 77을 얻는다. 이 산물은 95% 순도로 추가 정제없이 사용한다. 소량 샘플은 플래시 크로마토그래피(98:2 헥산-Et2O)로 추가 정제하여, 다음의 데이터를 얻었다:1H NMR (400 ㎒, CDCl3) δ5.41-5.36(m, 1H), 5.29-5.24(m, 1H), 5.08(tt, J=7.1, 1.3 ㎐, 1H), 4.45(app q, J=6.7 ㎐, 1H), 4.18(quintet, J=6.0 ㎐, 1H), 2.60(A of ABX, JAB= 3D 15.3, JAX=3D 7.2 ㎐, 1H), 2.48-2.43(m, 3H), 2.30-2.24(m, 2H), 2.05-1.93(m, 2H), 1.68(s, 3H), 1.64-1.40(m, 4H), 1.59(s, 3H), 1.04(s, 21H), 0.94(t, J=7.9 ㎐, 9H), 0.85(t, J=7.5 ㎐, 3H), 0.58(q, J=7.9 ㎐, 6H);13C NMR(100 ㎒, CDCl3) δ208.9, 135.1, 131.8, 126.7, 123.8, 69.8, 68.7, 50.2, 44.1, 37.9, 31.6, 25.7, 23.8, 21.9, 18.1, 18.0, 17.6, 12.3, 9.3, 6.9, 4.9 ppm; IR(필름) 2958, 2867, 1717, 1463, 1378, 1086, 1014 ㎝-1; MS: HRMS(FAB) m/z 37.4141 (M-H), (C31H61O3Si2에 대하여 537.4159); [α]25 D+4.1, [α]25 577+4.8, [α]25 546+4.9, [α]25 435+11.0, [α]25 405+14.3 (c 1.6, CHCl3).
(6R,11Z,13S)-8-(1',3'-디옥산-2'-일)-6-하이드록시-2-메틸-13-트리이소프로필실록시펜타데카-2,11-디엔(화합물 79)의 합성.
케톤(화합물 77)(3.74 g, 6.94 mmol), 오르토에스테르(화합물 78) (4.10 g, 34.7 mmol), 1,3-프로판디올(12.6 ㎖, 174 mmol), Amberlyst-15 수지(278 ㎎), CH3CN(70 ㎖)의 용액은 7시간동안 실온에 유지시킨다. 이후, 혼합물은 셀리트를 통하여 여과하고, 여과물은 Et2O(150 ㎖)와 H2O(50 ㎖)간에 분할한다. 상은 분리하고, 유기상은 H2O(250 ㎖)로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(85:15 헥산-Et2O)로 정제되지 않은 산물을 정제하여, 투명 오일로 2.68 g(80%)의 케탈(화합물 79)을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.42-5.29(m, 2H), 5.14(broad t, J=7.1 ㎐, 1H), 4.45(app q, J=7.5 ㎐, 1H), 4.11-4.08(m, 1H), 4.02-3.85 (m, 4H), 3.80(s, 1H), 2.16-1.96(m, 6H), 1.84-1.76(m, 202H), 1.68(s, 3H), 1.65-1.36(m, 6H), 1.61(s, 3H), 1.05(s, 21H), 0.86(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ134.6, 131.5, 127.5, 124.3, 101.1, 69.9, 67.0, 59.5, 59.5, 43.7, 37.5, 31.7, 31.3, 25.7, 25.2, 24.1, 22.3, 18.1, 18.0, 17.6, 12.4, 9.3 ppm; IR(필름) 3532, 2960, 2866, 1464, 1381, 1246, 1109 ㎝-1;MS: HRMS (FAB) m/z 505.3683 (M+Na), (C28H54O4SiNa에 대하여 505.3691). C28H54O4Si에 대한 Anal.: C, 69.65; H, 11.27. Found: C, 69.40; H, 11.28;[α]25 D+13.3, [α]25 577+14.2, [α]25 546+16.8, [α]25 435+30.1, [α]25 405+37.4 (c 1.6, CHCl3).
(6S,11Z,13S)-6-아미노-8-(1',3'-디옥산-2'-일)-2-메틸-13-트리이소프로필실록시펜타데카-2,11-디엔(화합물 80)의 합성.
트리페닐포스핀(2.89 g, 11.0 mmol)과 하이드라조산(5.82 ㎖, 12.1 mmol. 2.08 M/톨루엔)은 알코올(화합물 79)(2.65 g, 5.49 mmol)과 THF (55 ㎖)의 0℃ 용액에 첨가하고, 이후 디에틸아조디카르복실레이트(DEAD)(2.60 ㎖, 16.5 mmol)는 15분동안 한방울씩 첨가한다. 용액은 1.5시간동안 0℃에 유지시키고, 이후 진공하에서 대략 절반정도의 용매를 제거한다. 생성된 용액은 헥산(30 ㎖)으로 희석하고 97:3 헥산-Et2O을 용리액으로 하는 실리카겔을 통하여 여과시킨다. 여과물은 농축하고, 정제되지 않은 산물은 플래시 크로마토그래피(97:3 헥산-Et2O)로 정제하여, 투명 오일로 2.45 g(88%)의 아자이드를 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.41-5.29(m, 2H), 5.10 (broad t, J=7.1 ㎐, 1H), 4.47(app q, J=7.4 ㎐, 1H), 3.96-3.86(m, 4H), 3.71-3.66(m, 1H), 2.12-2.07(m, 3H), 2.00-1.72(m, 6H), 1.70(s, 3H), 1.64(s, 3H), 1.63-1.42(m, 5H), 1.05(s, 21H), 0.87(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ134.6, 132.4, 127.7, 123.3, 99.1, 69.9, 59.6, 59.6, 58.3, 42.2, 36.1, 32.2, 31.7, 25.7, 25.1, 24.7, 22.2, 18.1, 18.1, 17.6, 12.4, 9.4ppm; IR(필름) 2961, 2866, 2101, 1463, 1381, 1246, 1145, 1110 ㎝-1; MS: HRMS (FAB) (M-H) m/z 506.3776, (C28H52N3O3Si에 대하여 506.3781). C28H53N3O3Si에 대한 Anal.: C, 66.22; H, 10.52. Found: C, 66.27; H, 10.50. [α]25 D+9.5, [α]25 577+10.3, [α]25 546+12.1, [α]25 435+24.1, [α]25 405+31.2 (c 1.6, CHCl3).
상기 아자이드(2.45 g, 4.82 mmol)와 Et2O(18 ㎖)의 용액은 LiA1H4(12.1 ㎖, 12.1 mmol, 1.0 M/Et2O)와 Et2O(18 ㎖)의 0℃ 용액에 첨가한다. 얼음 수조는 제거하고, 용액은 실온으로 데운다. 1시간후 반응물은 H2O(600 ㎕), NaOH(600 ㎕, 3N), H2O(1.8 ㎖)를 순차적으로 첨가하여 냉각시킨다. 생성된 혼합물은 1시간동안 교반하고, 이후 MgSO4를 첨가한다. 혼합물은 셀리트를 통하여 여과하고 농축시켜, 갈색 오일을 얻는다. 플래시 크로마토그래피(10:1:0.1 CHCl3-MeOH-conc. NH4OH)로 정제되지 않은 산물을 여과하여, 연한 황색 오일로 2.05 g(88%)의 아민(화합물 80)을 얻는다:1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ5.39-5.29(m, 2H), 5.11(br t, J=7.1 ㎐, 1H), 4.46(app q, J=7.4 ㎐, 1H), 3.95-3.84(m, 4H), 3.15-3.11(m, 1H), 2.10-1.96(m, 4H), 1.83-1.69(m, 4H), 1.68(s, 3H), 1.63-1.31(m, 6H), 1.61(s, 3H), 1.05(s, 21H), 0.86(t, J=7.5 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ134.3, 131.4, 127.9,124.1, 100.4, 69.8, 59.4, 59.2, 46.7, 43.1, 38.8, 32.7, 31.6, 25.6, 25.3, 24.6, 22.1, 18.0, 18.0, 17.6, 12.3, 9.3 ppm; IR(필름) 3387, 3310, 2942, 2866, 1464, 1381, 1366, 1246, 1109 ㎝-1; MS: HRMS (FAB) M + H+) m/z 482.4011, (C28H56NO3Si에 대하여 482.4029). C28H55NO3Si에 대한 Anal.: C, 69.80; H, 11.51, Found: C, 69.85; H, 11.56; [α]25 D+21.2, [α]25 577+22.7, [α]25 546+26.1, [α]25 435+47.2, [α]25 405+58.1 (c 1.6, CHCl3).
(6S,11Z,13S)-8-(1',3'-디옥산-2'-일)-2-메틸-13-트리이소프로필실록시-6-우레이도펜타데카-2,11-디엔(화합물 81)의 합성.
트리메틸실릴 이소시아네이트(0.55 ㎖, 4.1 mmol)는 화합물 80(1.61 g, 3.35 mmol), CH2Cl2(6.8 ㎖), i-PrOH(0.31 ㎖)의 실온 용액에 첨가한다. 15시간후 i-PrOH(3 ㎖)를 첨가하고, 용액은 1시간동안 유지시키고 이후 농축한다. 생성된 오일은 실리카겔(100% EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 1.57 g(89%)의 화합물 81을 얻는다:1H NMR(400 ㎒, CDCl3) δ5.24-5.36(m, 2H), 5.03-5.15(m, 4H), 4.41(dd, J=13.2, 7.1 ㎐, 1H), 3.80-3.91(m, 4H), 3.64(m, 1H), 1.71-2.03(m, 8H), 1.63(s, 3H), 1.55(s, 3H), 1.36-1.63(m, 6H), 1.00(s, 21H), 0.82(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR(100 ㎒, CDCl3) 159.3, 134.4, 131.8, 127.5, 123.7, 99.9, 69.7, 59.4, 59.2,46.7, 36.9, 31.5, 31.1, 25.6, 25.0, 24.5, 22.1, 17.9, 17.8, 17.5, 12.2, 9.2 ppm; IR(필름) 3354, 2960, 1660, 1600, 1556, 1463, 1381, 1109 ㎝-1; [α]25 D+7.0, [α]25 577+12.0, [α]25 546+17.3, [α]25 435+20.7, [α]25 405+25.4, (c 1.05, CHCl3). C29H56N2O4Si에 대한 Anal.: C, 66.36; H, 10.75; N, 5.34. Found: C, 66.31; H, 10.70; N 5.41.
(4aR,7S)-4[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실옥시카르보닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-3-[(4S)-tert-부틸디메틸실록시펜틸)]-7-(Z)-2-(1',3'-디옥산-2'-일)-7-트리이소프로필실록시논-5-에닐)]-1-옥소-피롤로[1,2-c]피리미딘(화합물 83)의 합성.
오스륨(Osmium) 테트록시드(0.75 ㎖, 0.1 M/t-BuOH)는 화합물 81 (524 ㎎, 1.00 mmol), NMO(406 ㎎, 3.46 mmol), 10:1 THF-H2O(25 ㎖)의 용액에 첨가한다. 1.5시간후 플로리실(3 g), NaHSO3(3 g), EtOAc(50 ㎖)를 첨가하고, 반응 혼합물은 강하게 교반한다. 30분후 반응 혼합물은 여과하고, 여과물은 농축하여 무색 오일을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다.
정제되지 않은 상기 디올, Pb(OAc)4(532 ㎎, 1.20 mmol), 톨루엔(60 ㎖)의 용액은 실온에 유지시킨다. 반응 혼합물은 Celite®를 통하여 여과시키고, 모르폴리늄 아세테이트(300 ㎎, 2.0 mmol)를 첨가하고, 용액은 농축하여, 연한 황색의 오일로 정제되지 않은 화합물 82를 얻는다.
정제되지 않은 상기 화합물, 화합물 47(1.95 g, 3.36 mmol), 2,2,2-트리플로오르에탄올(1.0 ㎖)의 용액은 2시간동안 60℃에 유지시킨다. 반응은 Et2O(20 ㎖)와 50% NH4Cl(5 ㎖)를 첨가하여 냉각시킨다. 층은 분리하고, 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하고, 생성된 오일은 실리카겔(10:1 헥산-EtOAc; 7:1 헥산-EtOAc; 3:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여 1.5 g의 화합물 24 및 화합물 83과 84의 ∼6.5:1 혼합물 638 ㎎(61%)을 얻는데, 이들은 분리없이 사용한다. 특성화를 위해, 상기 혼합물의 50㎎ 샘플을 HPLC(7:1 헥산-EtOAc; Altima 5_ 실리카)으로 정제한다. 60:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ6.72 (s, 1H), 5.87-5.95(m, 1H), 5.21-5.37(m, 4H), 4.56(d, J=5.7㎐, 2H), 4.51(dd, J=12.7, 7.1 ㎐, 1H), 4.22(dd, J=11, 4.6 ㎐, 1H), 4.06-4.13 (m, 3H), 3.97-3.98(m, 1H), 3.76-3.88(m,4H), 2.47-2.58(m, 3H), 2.39(d, J=13.6 ㎐, 1H), 2.32(t, J= 7.5 ㎐, 2H), 2.26-2.32(m, 1H), 2.15(dd, J=13.0, 6.0 ㎐, 1H), 1.99-2.03(m, 1H), 1.50-1.90(m, 13H), 1.41-1.48 (m, 3H), 1.11-1.40(m, 23H), 1.10(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.91-1.07(m, 21H), 0.82-0.91(m, 12H), 0.03(s, 3H), 0.02(s, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 173.5, 166.0, 151.9, 151.2, 134.3, 132.2, 128.2, 118.0, 102.1, 99.2, 69.9, 68.3, 64.9, 64.2, 59.3, 57.7, 52.7, 39.0, 37.4, 34.5, 34.2, 31.8, 31.3, 30.4, 29.6, 29.57, 29.5, 29.4, 29.3, 29.2, 29.1, 29.0, 26.1, 25.9, 25.3, 24.9, 24.4,23.6, 21.8, 18.1, 12.3, 9.3, -4.4, -4.7 ppm; IR(film) 3211, 3095, 2927, 2856, 1741, 1682, 1627, 1463, 1435, 1107 ㎝-1; [α]25 D-4.5, [α]25 577-4.9, [α]25 546-5.7, [α]25 435-15.5, [α]25 405-22.7, (c 0.75, CHCl3). C59H108N209Si2에 대한 Anal.: C, 67.77; H, 10.41; N, 2.68. Found: C, 67.68; H, 10.27; N 2.65.
(3R,4R,4aR,6'R,7S)-4-[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실옥시카르보닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-옥소-7-[(7S,5Z)-7-하이드록시-2-옥소-5-노네닐]-피롤로[1,2-c]피리미딘-3-스피로-6'-(2'-메틸)-3',4',5',6'-테트라하이드로-2H-피란(화합물 85)의 합성.
화합물 83(1.30 g, 1.24 mmol), TBAF(6.22 ㎖, 1.0 M 용액/Et2O), DMF(31 ㎖)의 용액은 5시간동안 실온에 유지시킨다. 용액은 Et2O(150 ㎖)로 희석하고 H2O(50 ㎖)와 브린(250 ㎖)으로 세척한다. 유기상은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 잔류물은 추가 정제없이 사용한다.
정제되지 않은 상기 디올, TsOHㆍH2O(236 ㎎, 1.24 mmol), CHCl3(180㎖)의 용액은 15분동안 60℃에 유지시킨다. 반응물은 포화된 수성 NaHCO3(20 ㎖)을 첨가하여 냉각시킨다. 층은 분리하고, 유기층은 브린(20 ㎖)으로 세척하고, 이후 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하고, 생성된 오일은 실리카겔(1:3 헥산-EtOAc; 100% EtOAc)에서 정제하여, 630 ㎎(71%)의 ∼6.5:1 이성질체 혼합물을 얻는다: 1HNMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.87-5.95 (m, 1H), 5.56(s, 1H), 5.34-5.43(m, 2H), 5.31(dd, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.22(dd, J=10.6, 1.3㎐, 1H), 4.57(dd, J=4.3, 1.3 ㎐, 2H), 4.38(dd, J=14.5, 6.8 ㎐, 1H), 4.29-4.31(m, 1H), 4.08-4.18(m, 2H), 4.02(dt, J=11.1, 4.8 ㎐, 1H), 3.77-3.80(m, 1H), 3.37(d, J=16.8 ㎐, 1H), 2.52-2.60(m, 2H), 2.43-2.50(m, 1H), 2.32(t, J=7.5㎐, 2H), 2.22-2.27 (m, 2H), 2.04-2.20(m, 4H), 1.69-1.76(m, 4H), 1.56-1.65(m, 7H), 1.42-1.48(m, 3H), 1.24-1.28(m, 21H), 1.06-1.09(m, 1H), 1.05(d, J=6.0㎐, 3H), 0.89(t, J=7.5 ㎐, 3H); 13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 209.0, 173.5, 168.9, 153.0, 134.1, 132.3, 129.8, 118.1, 82.2, 68.4, 66.2, 65.1, 64.9, 55.0, 54.0, 53.2, 46.2, 42.7, 34.3, 32.2, 32.1, 30.3, 30.0, 29.6, 29.57, 29.5, 29.4, 29.3, 29.2, 29.1, 28.7, 26.0, 24.9, 22.0, 21.7, 18.8 ppm; IR(필름) 3450, 3231, 3081, 2927, 2855, 1732, 1715, 1659, 1651, 1470, 1373, 1262, 1013 ㎝-1; [α]25 D+42.2, [α]25 577+42.7, [α]25 546+49.8, [α]25 435+91.0, [α]\25 405+114, (c 0.60, CHCl3). C41H68N2O8에 대한 Anal.: C, 68.68; H, 9.56; N, 3.91. Found: C, 68.71; H, 9.51; N 3.84.
(3R,4R,4aR,6'R,7S)-4[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실옥시카르보닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-옥소-7-[(7S,5Z)-7-클로로아세톡시-2-옥소-5-노네닐]-피롤로[1,2-c]피리미딘-3-스피로-6'-(2'-메틸)-3',4',5',6'-테트라하이드로-2H-피란(화합물 86)의 합성.
클로로아세틸 클로라이드(0.34 ㎖, 0.46 mmol)는 화합물 85(0.63 g, 0.88 mmol), 피리딘(1.42 ㎖, 17.6 mmol), CH2Cl2(50 ㎖)의 0℃ 용액에 첨가한다. 용액은 즉시 실온으로 데운다. 1시간후 용액은 Et2O(200 ㎖)를 첨가하여 냉각시키고 1N NaOH(25 ㎖), CuSO4(225 ㎖), 브린(25 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 잔류물은 실리카겔(2:1 헥산-EtOAc; 1:1 헥산-EtOAc; 1:2 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 600 ㎎(86%)의 소요 cis 이성질체 및 ∼85 ㎎(∼12%)의 원치않는 trans 이성질체를 얻는데, 이들은 화합물 84로부터 유래한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ6.34 (s, 1H), 5.87-5.94(m, 1H), 5.48-5.56 (m, 2H), 5.27-5.32(m, 2H), 5.22(d, J=10.4 ㎐, 1H), 4,56(d, J=5.7 ㎐, 2H), 4.31-4.33(m, 1H), 4.09-4.19(m, 2H), 4.03(s, 2H), 4.00-4.06(m, 1H), 3.77-3.81(m, 1H), 3.34(d, J=16.6 ㎐, 1H), 2.40-2.48(m, 3H), 2.25-2.38(m, 5H), 2.05-2.17(m, 3H), 1.69-1.74(m, 4H), 1.55-1.62(m, 7H), 1.42-1.50(m, 1H), 1.24-1.31(m, 22H), 1.06-1.15(m, 1H), 1.05(d, J=6.0㎐, 3H), 0.89(t, J=7.5 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 207.9, 173,4, 168.8, 166.6, 153,4, 133.0, 132.3, 127.8, 118.0, 82.1, 73.7, 66.1, 64.9, 64.8, 54.9, 53.9, 53.1, 46.3, 42.3, 41.1, 34.2, 32.2, 32.0, 29.5, 29.49, 29.4, 29.3, 29.2, 29.1, 29.07, 29.0, 28.6, 27.4, 25.9, 21.8, 21.6, 18.5, 9.3 ppm; IR (film)3296, 2928, 2855, 1732, 1652, 1466, 1303, 1174, 1013 ㎝-1; [α]25 D+42.7, [α]25 577+47.0, [α]25 546+52.6, [α]2 435+96.1, [α]25 405+120, (c 1.00, CHCl3). C43H69N2O9Cl에 대한 Anal.: C, 65.09;, H, 8.77; N, 3.53. Found: C, 65.16; H, 8.79; N 3.57.
펜타사이클 87와 88의 합성.
화합물 86(327 ㎎, 0.412 mmol), MeOTf(1.29 ㎖, 8.21 mmol), 2,6-디-t-부틸피리딘(0.46 ㎖, 2.1 mmol), CH2Cl2(20 ㎖)의 용액은 8시간동안 실온에 유지시킨다. 이후, 용액은 Et2O(100 ㎖)에 넣고 1N NaOH(2 ×10 ㎖)와 브린(10 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 잔류물은 추가 정제없이 사용한다.
정제되지 않은 상기 슈우도요소, N4HCl(50 ㎎, 0.93 mmol), 알릴 알코올(5 ㎖)의 실온 용액에 암모니아 거품을 20분동안 제공한다. 반응 용기는 밀봉하고 28시간동안 60℃로 가열한다. 이후 반응 혼합물은 실온으로 냉각하고 농축하고, 생성된 오일은 실리칼겔 MPLC(100:0.6 CHCl3-i-PrOH)로 정제하여, 147 ㎎의 화합물 87과 98 ㎎의 화합물 88을 얻는다. 화합물 87은 상기 구아닐화 반응 조건에서 2회 순환 처리하여, 추가로 60 ㎎의 화합물 88(52% 결합층)을 얻는다. 화합물 87:1HNMR(500 ㎒, CDCl3) δ8.68(s,1H), 8.56(s, 1H), 5.88-5.95(m, 1H), 5.64-5.67(m, 1H), 5.48(d, J=10.9 ㎐, 1H), 5.33(dd, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.25(dd, J=10.4, 1.2 ㎐, 1H), 4.57 (d, J=5.7 ㎐, 2H), 4.48(d, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 4.32-4.38 (m, 1H), 4.10-4.24 (m, 3H), 3.78-3.81(m, 1H), 2.56-2.61(m, 2H), 2.45(d, J=11.6 ㎐, 1H), 2.32(t, J=7.6 ㎐, 2H), 2.26-2.36(m, 3H), 2.15-2.18(m, 2H), 2.00(dt, J=13.8, 4.7 ㎐, 1H), 1.87(dd, J=14.6, 5.4 ㎐, 1H), 1.61-1.78 (m, 10H), 1.53-1.58(m, 1H), 1.42-1.49(m, 1H), 1.23-1.35(m, 22H), 1.05-1.15(m, 1H), 1.05(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.81(t, J=7.2 ㎐, 3H);13C NMR (125 ㎒, CDCl3) 173.5, 167.6, 147.3, 133.4, 132.3, 129.7, 118.0, 83.9, 81.7, 70.9, 67.6, 65.7, 64.9, 53.4, 53.3, 36.8, 36.2, 34.2, 31.8, 30.6, 29.7, 29.6, 29.5, 29.46, 29.4, 29.2, 29.1, 29.08, 29.0, 28.5, 25.9, 24.9, 23.6, 21.3, 17.9, 10.1, ppm; IR(필름) 3268, 3147, 3020 2927, 2855, 1732, 1660, 1608, 1465, 1283, 1164, 1029 ㎝-1; [α]25 D+12.2, [α]25 577+13.1, [α]25 546+14.1, (c 2.00, CHCl3). C41H68N3O6에 대하여 HRMS (FAB) m/z 698.5108, Found 698.5096[M]. 화합물 88:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ8.54(s, H), 8.43(s, 1H), 5.88-5.95(m, 1H), 5.64-5.67(m, 1H), 5.48(d, J=10.9 ㎐, 1H), 5.31(dd, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.22(dd, J=10.4, 1.2 ㎐, 1H), 4.57(dd, J=5.7, 1.2 ㎐, 2H), 4.48(d, J=9.7 ㎐, 1H),4.29-4.33(m, 1H), 4.08(t, J=6.8 ㎐, 2H), 3.99-4.05(m, 1H), 3.84-3.87(m, 1H), 2.93(d, J=4.8 ㎐, 1H), 2.55-2.63(m, 2H), 2.32(t, J=7.6 ㎐, 2H), 2.26-2.36(m, 2H), 2.13-2.24(m, 3H), 1.98(dd, J=14.7, 5.3 ㎐, 1H), 1.78-1.84(m, 1H), 1.51-1.76(m, 10H), 1.38-1.48(m, 2H), 1.21-1.30(m, 22H), 1.07-1.20(m, 1H), 1.05(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.81(t, J=7.2 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 173.5, 168.3, 148.4, 133.5, 132.3, 129.7, 118.0, 84.0, 80.8, 70.9, 67.2, 65.5, 64.9, 54.1, 52.2, 49.9, 36.7, 36.1, 34.4, 31.8, 31.7, 30.5, 29.6, 29.56, 29.5, 29.45, 29.4, 29.2, 29.1, 29.06, 28.4, 26.7, 25.8, 24.9, 23.6, 21.5, 17.7, 10.0 ppm; IR(필름) 3263, 3154, 3025, 2928, 2854, 1732, 1652, 1614, 1516, 1464, 1298 ㎝-1; [α]25 D-9.6, [α]25 577-10.5, [α]25 546-9.5, [α]25 435-16.5, [α]25 405-17.2, (c 0.75, CHCl3). C41H68N3O6에 대하여 HRMS(FAB) m/z 698.5108, Found 698.5106 [M].
카르복실산(화합물 89)의 합성.
화합물 88(27 ㎎, 37 μmol), Pd(PPh3)4(21 ㎎, 18μmol), 모르폴린 (13 ㎕, 0.15 mmol), MeCN(1.0 ㎖)의 용액은 5시간동안 실온에 유지시킨다. 용액은 Et2O(30 ㎖)로 희석하고 0.1 N HCl(25 ㎖)과 브린(5 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 잔류물은 실리카겔(100:1 CHCl3-MeOH; 33:1 CHCl3-MeOH)에 정제하여, 무색 오일로 24 ㎎(94%)의 소요 산물(화합물 89)를 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.63-5.66(m, 1H), 5.46-5.49(m, 1H), 4.48(app d, J=10.2 ㎐, 1H), 4.27-4.31 (m, 1H), 4.04-4.12 (m, 2H), 3.96-4.03 (m, 1H), 3.85-3.88(m, 1H), 2.92(d, J=4.9 ㎐, 1H), 2.62(t, J=13.8 ㎐, 1H), 2.55(dd, J=12.7, 4.7 ㎐, 1H), 2.12-2.32(m, 7H), 1.86(dd, J=14.8, 5.3 ㎐, 1H), 1.77-1.81 (m, 1H), 1.60-1.73(m, 9H), 1.51-1.59(m, 1H), 1.37-1.45(m, 2H), 1.20-1.30(m, 22H), 1.16-1.20(m, 1H), 1.04(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.80(t, J=7.2 ㎐, 3H), NH와 OH 시그널은 관찰되지 않는다;13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 179.1, 168.4, 148.7, 133.6, 129.8, 83.9, 80.8, 70.8, 67.0, 65.4, 54.0, 52.0, 50.0, 36.7, 36.0, 31.9, 31.8, 30.5, 29.4, 29.3, 29.29, 29.26, 29.1, 29.0, 28.4, 26.7, 25.8, 25.5, 23.7, 21.5, 17.8, 10.0 ppm; IR (필름) 3261, 3138, 2919, 2849, 1728, 1658, 1606, 1465, 1284, 1154, 1031 ㎝-1; [α]25 D-17.7, [α]25 577-17.0, [α]25 546-18.7, [α]25 435-28.5,(c 1.10, CHCl3). C38H64N3O6에 대하여 HRMS(FAB) m/z 658.4795, Found 658.4791 [M].
41,45-비스-t-부톡시카르보닐 크램베시딘 800(화합물 91)의 합성.
벤조트리아졸-1-일록시트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오르포스페이트(22 ㎎, 50 μmol)는 카르복실산(화합물 89)(23 ㎎, 33 μmol), 아민(화합물 90)(18 ㎎, 50 μmol), Et2N(0.15 ㎖, 1.1 mmol), CH2Cl2(5 ㎖)의 실온 용액에 첨가한다. 4시간후 반응물은 Et2O(20 ㎖)로 희석하고 포화된 수성 NH4Cl(5 ㎖)와 브린(5 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 잔류물은 실리카겔(50:1 CHCl3-MeOH)에서 정제하여, 무색 오일로 28 ㎎(82%)의 소요 산물(화합물 91)을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, d4-MeOD) δ5.70-5.73(m, 1H), 5.47-5.52(m, 1H), 4.40(br d, J=10.3 ㎐, 1H), 4.33-4.37(m, 1H),4.10-4.16(m, 2H), 4.02-4.09(m, 1H), 3.75-3.85(m, 2H), 3.34-3.59(m, 2H), 3.23-3.29(m, 2H), 3.12-3.20 (m, 2H), 3.07(d, J=4.8 ㎐, 1H), 2.94-3.06(m, 2H), 2.64(dd, J=13.0, 4.7 ㎐, 1H), 2.26-2.46(m, 6H), 2.10-2.20(m, 1H), 2.00(dd, J=13.9, 5.8㎐, 1H), 1.79-1.85(m, 25H), 1.50-1.77(m, 25H), 1.36-1.47(m, 25H), 1.22-1.35(m, 25H), 1.09(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.85(t, J=6.1 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, d4-MeOD) 176.6/176.2, 170.2, 158.5, 150.2, 134.3, 131.3, 85.1, 82.2, 80.0, 79.96, 72.3, 69.1, 68.4, 68.37, 66.5, 55.6, 55.0, 54.2, 53.5, 50.7, 45.1, 38.9, 38.7, 38.3, 38.1, 37.9, 36.2, 34.3, 34.1, 33.0, 32.6, 31.5, 30.8, 30.7, 30.6, 30.5, 30.3, 30.2, 29.6, 28.8, 28.7, 27.6, 27.0, 26.7, 26.6, 24.4, 21.8, 19.5, 10.8 ppm; IR (필름) 3356, 2934, 2858, 1732, 1706, 1657, 1613, 1509, 1459, 1251, 1170 ㎝-1; [α]25 D-3.0, [α]25 577-2.2, [α]25 546-2.8, [α]25 435-3.5, [α]25 405-3.6,(c 0.75, CHCl3). C55H97N6O10에 대하여 HRMS (FAB) m/z 1001.7,Found 1001.7 [M].
크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드(2)의 합성.
화합물 91(13 ㎎, 13 μmol) 및 EtOAc에 녹인 1.3 ㎖의 3.0 M HCl의 용액은 20분동안 실온에 유지시키고, 이후 농축한다. 잔류물은 역상 HPLC(4:1 MeOH-0.1 M NaCl, Altima C18, 5 칼럼)으로 정제하여, 트리하이드로클로라이드 염(연한 황색 오일)으로 ~11.8 ㎎(75%)의 크램베시딘 800을 얻는다. 이 샘플에 대한 데이터는 천연 화합물 2에 대하여 공개된 데이터와 일치한다. 합성 화합물 2에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, d4-MeOD) δ5.71(m, 1H), 5.50(app d, J=10.9 ㎐, 1H), 4.41( m, 1H), 4.33(m, 1H), 4.13(m, 1H), 4.05(m, 1H), 3.96(m, 1H), 3.85(m, 1H), 3.65(m, 2H), 3.55(m, 1H), 3.44(m, 2H), 3.11(m, 2H), 3.07(d, J=4.8 ㎐, 1H), 2.97(m, 0.5H), 2.88(m, 1.5H), 2.64(dd, J=12.8, 4.7 ㎐, 1H), 2.23-2.51(m, 7H), 2.17(m, 1H), 1.50-2.10(m, 15H), 1.42(t, J=12.2 ㎐, 1H), 1.20-1.40(m, 25H), 1.09(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.85(t, J=7.2 ㎐, 3H);1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.74(s, 1H), 9.50(s, 1H), 8.00(br s, 6H), 5.67(app s, 1H), 5.47(app d, J=10.4 ㎐, 1H), 4.49 (m, 1H), 4.28(m, 1H), 4.07(m, 2H), 3.97(m, 2H), 3.45-3.66(m, 3H), 3.29(m, 2H), 3.11(m, 2H), 2.95(m, 2H), 2.55(m, 1H), 2.10-2.50(m, 7H), 2.05(m, 1H), 1.95(m, 1H), 1.50-1.70(m, 15H), 1.40-1.50(m, 2H), 1.20-1.40(m, 25H), 1.05(d, J=5.4 ㎐, 3H), 0.83(t, J=6.6㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, d4-MeOD) 177.5,170.2, 150.2, 134.3, 131.3, 85.1, 82.1, 72.3, 69.4, 68.4, 66.5, 55.6, 54.8, 54.1, 50.7, 43.8, 38.5, 38.3, 38.2, 37.9, 33.0, 32.9, 32.6, 31.5, 30.8, 30.7, 30.67, 30.6, 30.3, 30.26, 29.6, 27.6, 27.0, 26.6, 26.55, 24.4, 21.8, 19.4, 10.8 ppm;13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 175.5/175.0, 168.3, 148.7, 133.6, 129.8, 83.5, 80.6, 70.9, 67.1, 65.4, 54.4, 53.9, 51.8, 49.5, 44.0, 37.9, 37.6, 37.0, 36.9, 33.5, 33.2, 32.0, 31.8, 30.8, 30.6, 29.7, 29.6, 29.59, 29.55, 29.5, 29.1, 29.0, 28.4, 26.9, 25.8, 25.5, 25.4, 23.4, 21.4, 18.3, 10.1 ppm; IR(필름) 3382, 3231, 2923, 2852, 1732, 1659, 1614, 1469, 1167, 1086, 1015 ㎝-1; [α]25 D-4.4, [α]25 577-5.0,[α]25 546-4.0, [α]25 435-6.3, [α]25 405-6.2 ,(c 0.70, CHCl3). C45H81N6O6에 대하여 HRMS (FAB) m/z 801.6217, Found 801.6222 [M].
페라세틸크램베시딘 800(화합물 92)의 합성.
크램베시딘 800(화합물 2)(5.0 ㎎, 5.5 ㎍), Ac2O(0.5 ㎖), 피리딘(1 ㎖)의 용액은 23분동안 실온에 유지시키고 진공(0.9 ㎜ Hg, 23 ℃)하에서 농축하고 CHCl3(20 ㎖)으로 희석하고 0.1 M HCl(5 ㎖)과 브린(5 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 잔류물은 실리카겔(20:1 CHCl3-MeOH; 10:1 CHCl3-MeOH)에서 정제하여, 백색 분말로 2 ㎎(35%)의 페라세틸크램베시딘 800(화합물 92)을 얻는다. 이 샘플에 대한 데이터는 천연적으로 유래된페라세틸크램베시딘 800에 대하여 공개된 데이터와 일치한다. 합성 화합물 92에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.88(s, 1H), 9.64(s, 1H), 6.75(br s, 0.7H), 6.38(br s, 0.7H), 6.18(br s, 0.7H), 5.67(app t, J=10.5 ㎐, 1H), 5.49(app d, J=11.0 ㎐, 1H), 5.10(m, 1H), 4.51(m, 1H), 4.28(app dt, J=9.8, 4.9 ㎐, 1H), 4.12 (m, 1H), 4.06(m, 1H), 4.04(m, 2H), 3.46-3.64(m, 2H), 3.20-3.39(m, 4H), 2.99-3.16(m, 2H), 2.94(d, J=4.6 ㎐, 1H), 2.55(dd, J=12.6, 4.6 ㎐, 1H), 2.49(m, 1H), 2.17-2.38(m, 7H), 2.05(s, 3H), 2.00(s, 3H), 1.98(s, 3H), 1.92-1.96(m, 1H), 1.52-1.82(m,14H), 1.43(t, J=12.2 ㎐, 1H), 1.20-1.40 (m, 25H), 1.05(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.83(t, J=7.2 ㎐ 3H);1H NMR(500 ㎒, dr-MeOH) δ5.72(app t, J=10.9 ㎐, 1H), 5.51(app d, J=11.0, 1H), 5.15 (m, 1H), 4.32-4.39(m, 2H), 4.13(dt, J=6.6, 1.8 ㎐, 2H), 4.07(m, 1H), 3.83(m, 1H), 3.39-3.63(m, 4H), 3.14-3.25(m, 4H), 3.08(d, J=4.9 ㎐, 1H), 2.64(dd, J= 13.0, 4.8 ㎐, 1H), 2.29-2.47(m, 7H), 2.17(m, 1H), 2.02(s, 3H), 2.01(m, 1H), 1.94(s, 1.5H), 1.93(s, 1.5H), 1.92(s, 1.5H), 1.91(s, 1.5H), 1.53-1.86(m, 14H), 1.42(t, J=12.6 ㎐, 1H), 1.20-1.40(m, 25H), 1.09(d, J=6.2㎐, 3H), 0.85(t, J=7.2 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 174.5, 171,0, 170.8, 170.5, 170.4, 168.3, 148.8, 133.7, 129.8, 83.6, 80.7, 71.0, 70.6, 67.3, 65.4, 53.9, 51.8, 50.5, 49.7, 42.6, 37.0, 36.96, 35.9, 35.3, 33.2, 32.4, 32.0, 30.6, 29.7,29.6, 29.5, 29.4, 29.1, 28.5, 27.1, 26.8, 25.8, 25.5, 23.5, 21.4, 18.4, 10.1 ppm; IR(필름) 3457, 3240, 2923, 1739, 1732, 1660, 1643, 1614, 1463, 1372, 1238, 1015 ㎝-1; [α]25 D-37,(c 0.2, CHCl3). C51H8N6O9에 대하여 HRMS (FAB) m/z 927.6534, found 927.6547 [M].
이들 결과는 25 단계에서 3.0% 전체 수율로 상업적으로 입수가능한 출발 물질로부터 가장 긴 선형 과정을 이용한 집중 방식으로 크램베시딘 800(화합물 2)의 1차 전체 합성을 입증한다. 이들 실험결과는 크램베시딘 800(화합물 2)의 입체화학적 지정을 확인하고, 이의 하이드록시스페르미딘 측쇄의 절대 배치가 S임을 명확하게 정립한다.
실시예 IV
13,14,15-이소크램베시딘 800의 입체선택적 전체 합성을 초기 방법
합성 계획.
13,14,15-이소크램베시딘 800과 프틸로미칼린 A/크램베시딘의 메틸 에스테르의 분자 기전 모델은 도20에 도시한다. 이들 모델은 양 구조간의 구조적 차이점과 유사점을 명확하게 보여준다. 가령, C10과 C13 각(angular) 수소는 이소크램베시딘 코어에서는 trans이고 프틸로미칼린 A/크램베시딘 코어에서는 cis이지만, C13,C14,C15에서 치환체간의 관계는 양 구조에서 동일하다. 또한, 양 구조에서 C-O 결합은 축에 위치한다. 따라서, 프틸로미칼린 A 합성에서와 같이, 중심 트리아자센아프탈렌 고리 시스템의 소요 trans 입체화학이 정위하는 경우에 C8과 C15 스피로중심은 소요의 입체화학을 보유하도록 구성할 수 있을 것으로 추측하였다. 이런 전략은 C10과 C13 각 수소의 trans 관계 설정 및 옥소펜과 하이드로피란 고리의 C13과 C19 입체중심에 대한 편광력의 연관을 필요로 한다.
초기 합성에서 어려운 점은 소요의 trans 입체화학을 보유하는 트리아자센아프탈렌 고리 시스템을 구성하는 것이었다. (-)-프틸로미칼린 A 합성에서, 소요의 cis 입체화학은 우레이도 알데하이드와 β-케토에스테르의 "사슬 비기넬리" 응축으로 입증하였다(Overman, L. C.; Rabinowitz, M. H. J. Org. Chem. 1993, 58, 3235-3237; Overman, L. E.; Rabinowitz, M. H.; Renhowe P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657-2658 and Kappe, C. O. Tetrahedron 1993, 49, 6937-6963).
초기 실험실 연구에서, 사슬 구아닐 알데하이드와 β-케토에스테르간의 비기넬리 응축이 피롤리딘 고리 주위에서 trans 관계를 갖는 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 중간물질을 산출하고(도30)(McDonald, A. I.; Overman, L. E. J. Org. Chem. 1999, 1520-1528), 따라서 이소크램베시딘 코어를 구성하기 위한 전략을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
이소크램베시딘 코어의 역합성 분석은 도21에 도시한다. 화합물 94의 C8과 C15 아미널의 분리는 화합물 95와 같은 1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘 중간물질을 결과한다. 구아니딘 유니트를 정위시켜, 화합물 95와 같은 중간물질로부터 직접 펜타사이클릭 코어의 최종 3개 고리의 형성을 고찰하였다. 또한, 구아닐 알데하이드(화합물 96)과 β-케토에스테르(예, 화합물 97)의 비기넬리 응축을 통하여 화합물 95의 형성을 고찰하였다. (-)-프틸로미칼린 A 합성에서 이런 전략은 매우 매력적인데, 그 이유는 이런 전략이 집중 방식이기 때문이다. 하지만, 이런 전략을 집중방식으로 완결하기 위해서는 구아니딘 유니트가 합성 초기에 도입되어야 한다. 구아니딘의 조기 투입은 후기 단계에서 구아니딘을 투입하기 위한 추가적인 조작을 피할 수 있다는 점에서 매력적이긴 하지만, 구아니딘을 보호하지 않고 몇몇 합성 단계에서 고도극성 작용기를 처리하였다(도21).
결과 및 논의
13,14,15-이소크램베시딘 800의 합성
합성은 아민(화합물 98)으로 시작하는데, 이는 (-)-프틸로미칼린 A의 2차 합성 및 크램베시딘 800의 합성에 사용하였다(도22). 60℃에서 1-H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(Bernatowicz et al.,J. Org. Chem.1992, 57:2497-2502)와 Hunig 염기로 화합물 98을 처리하면, 구아니딘(화합물 99)(ca 99%)이 산출되는데, 이는 정제없이 사용한다(도22). 핵심 비기넬리 응축을 조사하기 전에, 삼중치환된 올레핀은 선택적으로 산화시킨다. 여기서, 촉매성 오스뮴 테트록사이드(OsO4)로 화합물 99를 처리하면, 삼중치환된 이중결합의 선택적 디하이드록실레이션이 결과한다(Sharpless and Williams,Tetrahedron Lett.). 상응하는 디올은 모르폴리늄 아세테이트의 존재하에 Pb(OAc)4로 절단하여 화합물 100을 산출한다. 디올의 절단이후, 화합물 100은 여과하고 즉시 비기넬리 응축에 사용하고 수성 과정에 노출시키지 않는 것이 바람직하다. 또한, 화합물 100은1H과13C NMR로판단할 때, 몇몇 구성요소의 혼합물이다.13C NMR 스펙트럼에서 다수 탄소원자에 대한 다중 시그널이 관찰되는 반면,1H NMR 스펙트럼에서 광범위한 피크가 관찰되고 알데하이드 시그널은 나타나지 않는다(도22).
EtOH에서 화합물 100과 β-케토에스테르(화합물 101)의 비기넬리 응축(Overman et al., J. Am. Chem. Soc., 1995, 117:2657-2658)은 증등도의 선택성(3:1 trans:cis)으로 진행된다. 다행스럽게도, 60℃ 2,2,2-트리플루오르에탄올에서 화합물 100(1 당량)과 화합물 101(1.5 당량)을 20시간동안 가열하면 부분입체선택성이 7:1 trans:cis로 향상되는 것으로 밝혀졌다. 이후 pH 7.0 완충액으로 불활성화시킨 실리카겔에서 정제한다. 불활성화된 실리카는 Merck 실리카겔(0.040-0.063)을 취하고 10%(중량당) pH 7.0 완충액을 첨가하고 균질화될 때까지 혼합하여 준비한다. 소요의 trans 첨가생성물(화합물 102)는 49% 수율로 분리되고, cis 첨가생성물(화합물 103)은 ca 5% 수율로 분리된다. cis 첨가생성물(화합물 103)은 trans 첨가생성물(화합물 102)보다 느리게 실리카겔에서 이동한다. 따라서, trans 첨가생성물(화합물 102)의 일부가 칼럼에서 이탈하기 때문에 순수한 화합물 103을 분리하는 것은 다소 어렵다. trans 첨가생성물(화합물 102)의 입체화학은 이전의 모델 연구에 기초하여 지정한다(McDonald et al., J. Org. Chem 1999, 64, 1520-1528). 이런 지정은 합성의 후기 단계에서 생성된 펜타사이클릭 중간물질(화합물 105a와 105b)을 이용하여 좀더 엄격하게 규정한다. DMF에서 TBAF로 36시간동안 화합물 102를 탈보호하면, 80% 수율로 디올(화합물 104)가 산출된다(도23). 종종,반응이 완결되지 않고, 부분적으로 탈보호된 중간물질(R2= TBS, R3= H)이 10-15% 수율로 분리된다. 60℃에서 반응 혼합물을 지속적으로 가열하면, 완전히 탈호보된 화합물 104가 산출되지만, 다른 산물이 형성될 뿐만 아니라 분리 수율은 낮아진다.
A. 펜타사이클 105a의 초기 입체화학적 지정
디올(화합물 104)는 이소크램베시딘 펜타사이클릭 코어로의 전환을 위해 적절히 기능화시킨다. 이런 경우에, 화합물 104는 CHCl3에 녹인 p-톨루엔설폰산(p-TsOH)(3 당량)에 24시간동안 노출시킨다. 이후, 반응 혼합물은 수성 HCO2Na로 세척하여, 소요 펜타사이클(화합물 105a)와 이성질의 펜타사이클(화합물 106)의 대략 1:1 혼합물을 ca 50% 수율로 산출한다(펜타사이클 20은 부분입체이성질체의 대략 1:1 혼합물이고, 구조는1H NMR COSY 연구에 기초하여 지정한다)(도23). 토실레이트 반대이온은 서서히 상호전환되기 때문에, 포름산염만을 수득하기 위해서는 수회 세척해야 하는데, 이런 다중 세척은 이런 변환의 수율을 저하시킬 가능성이 있다. 포름산염은 (-)-프틸로미칼린 A의 1차 합성에서 중간물질인 펜타사이클(화합물 107)과 직접 비교하기 위하여 제조한다(도24)(Overman et al., J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657-2658).1H NMR NOE 연구는 화합물 105a가 화합물 107과 C13,C14,C15에서 에피머를 이룬다는 것을 입증한다. 따라서, 화합물 104→화합물 105a로의 전환동안 이중 결합에 대한 측쇄 알코올의 trans 이중축 첨가는 프틸로미칼린 A/크램베시딘 코어에서와 같이 이소크램베시딘 코어에서 하이드로피란을 정위시킨다. 또한, 화합물 105a는 C14에서 13,14,15-이소크램베시딘 800과 에피머를 이룬다는 것은 C14 메틴 수소의 11.8 ㎐ 결합 상수로 알 수 있다(McDonald et al. J. Org. Chem 1999, 64, 1520-1528)(도23과 24[반응식 3, 도3]).
추가적인 연구에서, 화합물 105a와 106의 비율은 반응 시간 및 p-TsOH의 당량을 변화시켜 조절할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 더 많은 양의 p-TsOH 및 더 긴 반응 시간은 화합물 106의 형성에 적합한데, p-TsOH로 순수한 105a를 처리하면 화합물 106이 산출되는 것으로 밝혀졌다. 화합물 105a와 106의 5:1 혼합물이 생성되는 조건(2 당량 p-TsOH, CHCl3, 7h)이 밝혀졌다. 하지만, 화합물 105a만을 제공하는 p-TsOH 이용 조건을 찾을 수는 없었는데, 그 이유는 화합물 105a와 106이 분리하기가 어려워 화합물 105a의 분리 수율이 45-50%를 넘지 않기 때문이다. 따라서, 화합물 105a의 제조를 위한 더 나은 방법이 필요하다.
CHCl3에 녹인 피리디늄 p-톨루엔설포네이트(PPTS)(2 당량)로 60℃에서 5시간으로 화합물 104를 처리하고 이후 HCO2Na 세척하면, 소요 화합물 105a와 테트라사이클(화합물 108a)의 1:5 혼합물이 산출된다(도25). 반응 조건(2 당량 PPTS, CHCl3, 밀봉된 튜브에서 90℃, 24h)을 약간 변형하면, 화합물 105a와 108a의 2:1 혼합물이 산출된다(도25). 불행하게도, 화합물 104가 화합물 105a로 완전히 전환되는 PPTS 활용 조건은 발견할 수 없었지만, 화합물 105a와 108a은 칼럼 크로마토그래피로 분리할 수 있다. 분리후, 화합물 108a를 반응 조건에 재적용하면, 다시 화합물 105a와 108a의 2:1 혼합물이 만들어진다. 소요 화합물 105a는 1회 순환이후에 75% 총수율로 분리할 수 있다. 초기에, 비교 목적으로 화합물 105a와 108a는 크로마토그래피에 앞서 포름산염으로 전환시키고, 이들은 95:5:0.1 EtOAc-이소프로판올-포름산으로 분리하였다. 하지만, 하이드로클로라이드 염(화합물 105b와 108b)가 상응하는 포름산염(화합물 105a와 108a)보다 더 쉽게 분리되는 것으로 밝혀졌다. 하이드로클로라이드 염은 반응 혼합물을 0.1 N HCl 또는 포화된 수성 염화나트륨으로 세척하고 실리카겔에서 99:1 CHCl3-MeOH→95:5 CHCl3-MeOH를 이용하여 분리한다. 기존의 경우처럼, 토실레이트 염을 하이드로클로라이드 염으로 완전히 전환시키기 위해서는 수회 세척이 필요하다. 포름산염과 하이드로클로라이드염은 실질적으로 동일한 수율로 수득할 수 있기 때문에, 분리가 간편하고 결과적으로 하이드로클로라이드 염의 사용을 최적화시킬 수 있다(도25). 여기에 사용된 시약은 PPTS, HCl3, 90℃ 24시간; HCO2Na 와쉬(wash) 또는 0.1 N HCl 와쉬("a")이다.
펜타사이클 105a와 105b는 합성에 유리한 수율로 제조할 수 있지만, 과정이 다소 부담스럽다. 이상적으로, 화합물 106과 같은 이성질성 산물의 형성을 촉진하지 않으면서 화합물 105a 또는 105b로의 완전한 산출을 가능하게 하는 조건을 찾는 것이 필요하다. 이를 위해, 화합물 104는 EtOAc에 녹인 HCl(3 당량)로 처리하여, 78% 수율로 화합물 105b를 배타적으로 산출한다. 반응동안 하이드로클로라이드 염이 생성되기 때문에, 다소 문제있는 반대이온 교환은 피한다(도26).
C14에서 축 에스테르에 대한 에피머화는 말단 에스테르의 알릴기 제거이후에 최적으로 달성된다. 이를 위해, 105b에서 알릴기는 (Ph3P)4Pd와 모르폴린으로 제거한다(도26). 이후, C14 에스테르는 MeOH에 녹인 Et3N으로 60℃에서 에피머화시켜, 소요 β-에피머와 화합물 109의 2-3:1 혼합물 및 출발 C15에서 산소의 제거로 인한 화합물 108a와 유사한 산물과 출발 α-에피머의 혼합물을 산출한다. 플래시 크로마토그래피로 정제한 이후, 화합물 109는 2단계에 걸쳐 50-60% 수율로 분리한다. 진단 3.0 ㎐ 결합 상수는 화합물 109의 C14 메틴 수소에서 관찰된다. 전구물질인 (-)-프틸로미칼린 A와 크램베시딘 800과는 대조적으로, 평행상태에서는 일련의 이소크램베시딘에서 축 에스테르가 선호된다.
13,14,15-이소크램베시딘 800의 합성은 화합물 109로부터 용이하게 완성한다(도26). (S)-7-하이드록시스페르미딘 단편(화합물 110)은 (R)-에피클로로하이드린으로부터 제조하고 벤조트리아졸-1-일록시트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오르포스페이트(BOP)(Castro et al. Tetrahedron Lett. 1975, 1219-22)로 펜타사이클(화합물 109)와 결합시켜, 71% 수율로 화합물 111을 제공한다. 에틸 아세테이트에서 2M HCl로 BOC 기를 제거하고(Stahl et al. J. Org. Chem. 1978, 43, 2285-2286) 역상 HPLC로 정제되지 않은 산물을 정제하여, 70% 수율로 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 트리하이드로클로라이드 염, [α]D 23-67.7(c 0.7 MeOH)을 얻는다. 합성 화합물 10의 트리하이드로클로라이드 염에 대한 데이터는 천연 화합물 10에 대한1H와13C NMR 데이터와 일치한다. 합성 d1 트리하이드로클로라이드의1H NMR 스펙트럼(500 ㎒, CD3OD)은 Supplementary Material of reference3b(스펙트럼 S-3)에서 공개된 천연 화합물 10의 스펙트럼과 일치한다; 스펙트럼 S-3은 분명하게 삼가양이온 염의 스펙트럼이다. 보충자료 3b의 표1에 제표된 데이터에는 오류가 존재하는데, 그 이유는 제표된 데이터와 스펙트럼 S-3간에 차이가 나기 때문이다. 합성 화합물 10 트리하이드로클로라이드의 13C NMR 스펙트럼은 Supplementary Material of reference 3b(스펙트럼 S-8a)의 스펙트럼과 일치한다. 역시, 보충자료 3b의 표1에 제표된 데이터에는 오류가 존재하는데, 그 이유는 제표된 데이터와 스펙트럼 S-8간에 차이가 나기 때문이다. 합성 화합물 10은 트리아세테이트 유도체(화합물 112)로 전환시킨다. 합성 화합물 112에 대한 데이터는 천연 화합물 10으로부터 만들어진 화합물 112에 대한1H와13C NMR 데이터와 일치한다(Jares-Erijman, et al.,J. Org. Chem.1993 58:4805).
화합물 10의 트리하이드로클로라이드 염이 수득되는 것으로 생각되는데, 그 이유는 BOC기의 제거(화합물 111 → 화합물 10)이후 기본 과정이 실시되지 않았기 때문이다. 천연 화합물 10은 자유 염기로 아민을 보유하는 것으로 알려지고 있지만, 합성 화합물 10과 천연 화합물 10의1H와13C NMR 스펙트럼은 구별할 수 없다. NaCl로 포화된 0.1 N NaOH로 합성 화합물 10을 처리하면, C41와 C45 양성자의 하장(downfield) 변위가 발생한다. 이를 추가로 조사하기 위하여, 화합물 114는 산(화합물 113)으로 제조하고 13,14,15-이소크램베시딘 800(도27)의 하이드록시스페르미딘 영역을 모델한다(도27). EtOAc에 녹인 2.0 M HCl로 화합물 114를 탈보호하면, 95% 수율로 화합물 115가 산출된다. C37-C45 양성자의 화학 변이는 화합물115와 화합물 10에서 동일하고[C41, 2.99-2.84 ppm (m), C45, 3.14-3.08 ppm (m)](표1), 반면 구아니딘 유니트가 부재하면 화합물 115의 스펙트럼 분석이 좀더 용이해진다. 0.1 N NaOH로 화합물 115를 처리하면, 자유 염기로 화합물 116이 산출된다. 화합물 116에서 C41과 C45 양성자의 상당한 상장(upfield) 변위가 존재한다[C41, 2.66-2.58 ppm (m), C45, 2.86-2.78 ppm (m)]. 이런 상장 변이는 하이드로클로라이드 염의 자유염기로의 전환과 일치한다. 따라서, 이는 천연 13,14,15-이소크램베시딘 800이 트리하이드로클로라이드 염으로 실제 분리된다는 결론을 뒷받침한다.
표 1
화합물 115와 116의 C41과 C45 양성자의 화학 변이 비교
1 H NMR (CD 3 OD, 500 ㎒), (δ ppm), mult
위치 115 116
41 2.99-2.84, m 2.6-2.58, m
45 3.14-3.08, m 2.86-2.78, m
13,14,15-이소크램베시딘 800의 C43 입체중심 지정.
13,14,15-이소크램베시딘 800에서 C43 입체중심은 크램베시딘 816(화합물 3)에 대한 분석에 기초하여 S로 지정하였다. 화합물 10의 완결된 전체 합성은 이런 지정을 입증하는 것으로 보이긴 하지만, C43 입체중심이 다른 입체중심과는 상당히멀리 떨어져 있기 때문에 (43S)-13,14,15-이소크램베시딘 800과 (43R)-13,14,15-이소크램베시딘 800을 입체화학적으로 구분할 수 있는 지는 확신할 수 없었다. 이를 위해, (43R)-13,14,15-이소크램베시딘 800(117)은 화합물 109와 ent-화합물 110으로부터 제조한다. Ent-화합물 110은 (S)-에피클로로하이드린으로부터 제조한다(도28). 예상한대로, 화합물 117은1H,13C NMR, HPLC로는 합성 화합물 10 및 천연 화합물과 구분할 수 없다.
이런 입체화학적 지정을 명확하게 하기 위하여, 천연 화합물 10의 유도체와 합성 화합물 10과 117의 유도체를 비교하였다. 합성 화합물 10, 117 및 천연 화합물 10의 모셔 유도체 제조 및19F NMR에 의한 후속 분석은 매력적인 선택사항이다. 모셔 유도체 118(43S)과 118(43R)은 Ward가 개발한 방법에 따라 제조한다(도29). 이후, 상응하는 천연 화합물의 모셔 유도체를 제조하고, 이를 화합물 118 및 119와 비교한다. 천연 화합물 10과 합성 화합물 10으로부터 제조된 모셔 유도체에 대한19F NMR 데이터는 동일하다. C38 아마이드 주변에서 회전이성질체에 의해,19F NMR 스펙트럼에서 6개의 피크가 존재한다(도27). 이는 13,14,15-이소크램베시딘 800의 C43에서 입체화학은 S임을 명확하게 입증한다.
13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 1차 전체 합성은 21 단계에 걸쳐 상업적으로 입수가능한 출발 물질로부터 가장 긴 선형 과정을 이용한 집중 방식으로 달성한다. 이들 조사결과는 화합물 10의 입체화학적 지정을 확인하고, 이의 하이드록시스페르미든 측쇄의 절대 배치가 S임을 명확하게 정립한다. 이런 형태의합성은 약리학적 평가를 위한 상당한 양의 화합물 10과 유사종을 제공할 수 있다. 이런 입체선택적 전체 합성은 처음으로, (a) 사슬이 비기넬리 전략이 구아니딘 중간물질까지 확대될 수 있다; (b) 크램베시딘 코어의 완전 작용기를 보유하는 단편을 활용할 수 있는 상당히 경등도의 조건에서 핵심 비기넬리 응축을 달성할 수 있다; (c) 일련의 이소크램베시딘에서 스피로아미널 유니트가 높은 입체화학적 정확도로 조합된다는 것을 입증한다.
실험 섹션
일반.
건조 THF, Et2O, CH2Cl2(Aldrich)는 Al2O3으로 충진된 칼럼(용매 정제 시스템)을 통하여 여과한다. 트리에틸아민(Et3N), 피리딘, 디이소프로필에틸아민, 디이소프로필아민, 아세토니트릴은 대기압에서 CaH2로부터 증류한다. 실리카겔(0.040-0.063)(Merk)은 플래시 크로마토그래피에 사용한다. 역상 HPLC 분리는 Waters 590 펌프와 Waters 486 UV 검출기로 구성되는 HPLC 시스템으로 실시한다. NMR 스펙트럼은 Bruker 장치(500 ㎒, 400 ㎒)에 기록한다. IR 스펙트럼은 Perkin-Elmer Series 1600 FTIR에서 측정하고, 광학 회전은 Jasco DIP-360 편광계에서 측정한다. 질량 스펙트럼은 MicroMass 분석 7070E(CI-이소부탄) 또는 MicroMass AutoSpec E(FAB) 질량분석기에서 측정한다. 미세분석은 Atlantic Microlabs, Atlanta, GA.로 실시한다. 다른 일반적 실험 사항은 공지된 것이다(Metais, E. et al. J. Org. Chem. 1997, 62, 9210-9216).
(6S,11Z,13S)-6-아미노-N-카르복사미딘-8-(1',3'-디옥산-2'-일)-2-메틸-13-트리이소프로필실록시펜타데카-2,11-디엔(화합물 99).
아민(화합물 98)(295 g, 6.12 mmol), 1-H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(2.70 g, 18.4 mmol), Hunig 염기(4.37 ㎖, 24.5 mmol), DMF(6.0 ㎖)의 용액은 16시간동알 실온에 유지시키고, 이후 60℃로 데우고 4시간동안 유지시킨다. 용액은 냉각하고, CHCl3(300 ㎖)과 0.1 N HCl(75 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1 N HCl(75 ㎖)과 H2O(75 ㎖)로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축하여, 구아니딘(화합물 99)와 아민(화합물 98)의 2:1 혼합물을 산출한다. 이 혼합물은 DMF(6.0 ㎖)에 녹이고 1-H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(1.35 g, 9.2 mmol)와 Hunig 염기(2.19 ㎖, 12.3 mmol)로 처리한다. 용액은 16시간동안 실온에 유지시키고, 이후 60℃로 데우고 4시간동안 유지시킨다. 반응은 전술한 바와 같이 진행시키고 진공 펌프(0.1 mm Hg)에 넣어, 잔류한 DMF를 제거한다. 이는 연한 황색 오일로 3.20 g(99%)의 구아니딘(화합물 99)을 얻고, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ 7.82(app d, J=6.7 ㎐, 1H), 7.24(br s, 1H), 5.43-5.39(m, 1H), 5.29-5.24(m, 1H), 5.09(br t, J=7.0 ㎐, 1H), 4.46(app q, J=7.3 ㎐, 1H), 3.98-3.76(m, 4H), 3.60(m, 1H), 2.20-2.13(m, 2H), 2.02-1.74(중복 m, 2H), 1.68(s, 3H), 1.64-1.58(중복 m, 2H), 1.62(s, 3H), 1.51-1.38 (m, 2H), 1.05(m, 21H), 0.87(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR (125 ㎒, CDCl3) δ157.6, 135.0,132.7, 126.9, 123.1, 100.5, 69.8, 59.8, 59.3, 46.6, 45.0, 36.5, 31.7, 30.5, 25.7, 25.0, 24.8, 22.2, 18.1, 18.0, 17.6, 12.3, 9.3 ppm; IR(필름) 2961, 2865, 1651, 1463, 1383, 1246, 1109 ㎝-1; MS: HRMS (FAB) (M -Cl) m/z 524.4225, (C27H58N3O3Si에 대하여 524.4250);[α]25 D+1.7, [α]25 577+2.7, [α]25 546+3.2, [α]25 435+7.3, [α]25 405+9.3(c 1.3 , CHCl3).
(4aS,7S)-4-[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실옥시카르보닐]-3[(4S)-4-t-부틸디메틸실록시펜틸]-7-[(5Z,7S)-2-(1',3'-디옥산-2'-일)-7-트리이소프로필-실록시-5-노네닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-이미노-피롤로[1,2-c]-피리미딘 하이드로클로라이드(화합물 102).
4-메틸모르폴린-N-옥사이드(2.16 g, 18.4 mmol)와 OsO4(3.1 ㎖, 0.24 mmol, 2%/t-부탄올)는 구아니딘(화합물 99)(3.2 g, ∼6.1 mmol), THF (105 ㎖), H2O(15 ㎖)의 용액에 첨가한다. 혼합물은 8시간동안 교반하고, 플로리실(1.5 g)과 NaHSO3(1.5 g)을 첨가하고, 생성된 혼합물은 추가로 10시간동안 교반한다. 셀리트와 MgSO4를 첨가하고, 혼합물은 여과하고, 용리액은 농축하여, 갈색 오일을 얻는다. 이 오일은 톨루엔(120 ㎖)에 녹이고, 이후 모르폴리늄 아세테이트(3.6 g, 24.5 mmol)와 Pb(OAc)4(3.3 g, 7.3 mmol)를 첨가한다. 용액은 45분동안 유지시키고, 셀리트를 첨가한다. 혼합물은 셀리트 플러그를 통하여 여과하고, 용리액은톨루엔(200 ㎖)으로 희석하고, 용액은 농축하여, 갈색 오일을 얻는다. 이 오일은 툴루엔(200 ㎖)으로 공비 건조시키고, 잔류물은 β-케토에스테르(화합물 15)(5.3 g, 9.2 mmol) 및 2,2,2-트리플루오르에탄올(9.0 ㎖)과 결합시킨다. 이 용액은 60℃에서 20시간동안 유지시키고, 이후 CHCl3(250 ㎖)와 0.1 N HCl(50 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1 N HCl(50 ㎖)과 브린(50 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다.1H NMR 분석에서 7:1 비율의 trans:cis 비기넬리 첨가생성물이 관찰된다. pH 7.0 완충액으로 불활성화시킨 실리카겔을 이용한 플래시 크로마토그래피(CHCl3_99:1 CHCl3-MeOH 98:2 CHCl3-MeOH)로 정제되지 않은 혼합물을 정제하면, 연한 갈색 오일의 3.22 g(49%)의 소요 trans 첨가생성물 및 331 ㎎(5%)의 cis 첨가생성물(화합물 103)이 산출된다. 화합물 102에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.06(s, 1H), 7.33(s, 1H), 5.95-5.88(m, 1H), 5.43(app t, J=9.8 ㎐, 1H), 5.31(app dq, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.27-5.25(m, 1H), 5.23(app dq, J=10.4, 1.3 ㎐, 1H), 4.57(br d, J=5.7, 2H), 4.46-4.41(m, 2H), 4.27-4.24(m, 1H), 4.17-4.07(m, 2H), 4.01-3.95(m, 2H), 3.91-3.78(m, 3H), 2.77-2.71(m, 2H), 2.65-2.59(m, 1H), 2.45-2.40(m, 1H), 2.32(t, J=7.6 ㎐, 2H), 2.07-1.88(m, 6H), 1.79-1.55(m, 11H), 1.53-1.43(m, 4H), 1.31-1.25(m, 21H), 1.13(d, J=6.1 ㎐, 3H), 1.05(s, 21H), 0.87(t, J=7.4 ㎐, 3H), 0.86 (s, 9H), 0.037(s, 3H), 0.032(s,3H);13C NMR(100 ㎒, CDCl3) δ173.4, 165.0, 149.9, 147.3, 135.3, 132.2, 126.4, 117.9, 100.9, 100.3, 69.8, 68.3, 64.8, 64.7, 59.9, 59.4, 57.5, 54.1, 46.1, 39.0, 34.8, 34.2, 33.3, 31.6, 30.9, 30.3, 29.6, 29.52, 29.48, 29.42, 29.3, 29.1, 29.0, 28.5, 26.0, 25.8, 24.83, 24.76, 24.4, 23.6, 22.1, 18.01, 17.98, 12.3, 9.2, -4.5, -4.7 ppm; IR(필름) 2926, 2856, 1738, 1713, 1681, 1538, 1462, 1382, 1256, 1086 ㎝-1; HRMS (FAB) (M-Cl) m/z 1044.6 (C59H110N3O8Si2에 대하여 1044.8); [α]25 D-21.2 [α]25 577-21.3, [α]25 546-23.3, [α]25 435-28.8, [α]25 405-25.1(c 1.9, CHCl3).
(4aS,7S)-4-[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실오시카르보닐]-7-[(5Z,7S)-2-(1',3'-디옥산-2'-일)-7-하이드록시-5-노네닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-3-[(4s)-4-하이드록시펜틸]-1-이미노-피롤로[1,2-c]-피리미딘-하이드로클로라이드(화합물 104).
화합물 102(2.80 g, 2.59 mmol), TBAF(13.0 ㎖, 13.0 mmol, 1.0 M), DMF(26㎖)의 용액은 24시간동안 실온에 유지시키고, 이후 TBAF(6.0 ㎖, 6.0 mmol, 1.0 M)를 추가로 첨가한다. 용액은 6시간동안 유지시키고, 이후 CHCl3(200 ㎖)과 0.1 N HCl(75 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 포화된 수상 NaHCO2(2×50 ㎖)로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 정제되지 않은 산물은 pH 7.0 완충액으로 불활성화시킨 실리카겔을 이용한 플래시 크로마토그래피(95:5:0.1 EtOAc-이소프로판올:포름산, 90:10:0.1 EtOAc-이소프로판올:포름산, 85:15:0.1 EtOAc-이소프로판올:포름산)로 정제하여, 연한 갈색 오일로 디올의 포름산염 1.68g(80%)을 산출한다. 포름산염은 정제하기는 용이하지만, 클로라이드 염이 좀더 안정하다. 따라서, 정제이후의 포름산염은 CHCl3(150 ㎖)과 0.1 N HCl(25 ㎖)간에 분할하고 0.1 N HCl (25 ㎖)과 브린(25 ㎖)으로 세척하여 클로라이드 염(화합물 104)으로 정량적으로 전환시킨다. 유기상은 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축하여, 디올(화합물 104)를 산출한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ8.63(s, 1H), 7.43 (s, 1H), 5.95-5.87(m, 1H), 5.51-5.42(m, 2H), 5.31(ddd, J=17.2, 3.0, 1.5 ㎐, 1H), 5.22(ddd, J=9.2, 3.0, 1.3 ㎐, 1H), 4.57(dt, J=5.7, 1.3 ㎐, 2H), 4.43(dd, J=9.9, 4.3㎐, 1H), 4.32(app q, J=7.1㎐, 1H), 4.28-4.25(m, 1H), 4.17-4.08(m, 2H), 4.05-3.92(m, 3H), 3.89-3.82(m, 2H), 2.91-2.86(m, 1H), 2.62-2.58(m, 1H), 2.52(td, J=11.8, 4.6㎐, 1H), 2.42-2.39(m, 1H), 2.32(t, J=7.6㎐, 2H), 2.16-1.96(m, 6H), 1.86-1.44 (m, 14H), 1.30-1.24(m, 22H), 1.19(d, J=6.2 ㎐, 3H), 0.91(t, J=7.4㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ173.5, 165.0, 149.7, 147.5, 133.5, 132.3, 130.4, 118.0, 101.0, 100.5, 68.7, 65.4, 64.85, 64.76, 60.1, 59.6, 57.6, 54,2, 45.8, 38.1, 34.7, 34.2, 33.1, 30.4, 30.2, 29.6, 29.51, 29.46, 29.37, 29.2, 29.1, 28.6, 26.0, 24.9, 24.7, 2.40, 23.5, 22.2, 9.7 ppm; IR(필름) 3344, 2925,2854, 1736, 1685, 1542, 1462, 1384, 1259, 1170, 1084, 1001 ㎝-1; MS:HRMS (FAB) (M-Cl) m/z 774.5615 (C44H76N3O8에 대하여 774.5632); [α]25 D-39.4, [α]25 577-40.2, [α]25 546-44.8, [α]25 435-66.0, [α]25 405-70.0(c 1.2, CHCl3).
펜타사이클 105b.
아세틸 클로라이드(230 ㎕, 4.5 mmol)는 MeOH(200 ㎕, 5.0 mmol)와 EtOAc(30 ㎖)의 0℃ 용액에 첨가하여, EtOAc 용매의 0.15 M HCl 용액을 얻는다. 이후, 디올(화합물 104)(1.10 g, 1.36 mmol)은 상기 용액 27㎖(4.1 mmol HCl)에 녹인다. 용액은 6시간동안 실온에 유지시키고, 이후 CHCl3(250 ㎖)과 브린(50 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(CHCl399:1 CHCl3-MeOH 98:2 CHCl3-MeOH)로 잔류물을 정제하여, 연한 황색 오일로 780 ㎎(78%)의 펜타사이클(화합물 105b)를 얻는다. 일부 경우에, 펜타사이클(화합물 105b)는 ca. 5%의 미확인 불순물에 의해 오염된다. 이의 순도는 역상 HPLC로 추가 정제하여 향상시킬 수 있지만, 소요 펜타사이클(화합물 105b)의 회수율은 저조하다. 따라서, 펜타사이클(화합물 105b)는 추가 정제하지 않고, 미지의 불순물은 차기 변환후에 제거된다. 화합물 105b에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.45(br s, 1H), 8.89(br s, 1H), 5.95-5.87(m, 1H), 5.68-5.64(m, 1H), 5.48(broad d, J=11.0 ㎐, 1H), 5.31(app dd, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.23(app dd, J=10.4, 1.3 ㎐, 1H), 4.57(br d, J=5.7 ㎐, 2H), 4.51(br d, J=7.7㎐, 1H), 4.25-4.21(m, 2H), 4.12-4.07(m, 1H), 3.98-3.95(m, 1H), 3.77-3.72(m, 1H), 2.91(d, J=11.8 ㎐, 1H), 2.61-2.56(m, 1H), 2.55(dd, J=12.5, 2.9 ㎐, 1H), 2.32(t, J=7.5 ㎐, 2H), 2.30-2.28(m, 3H), 2.21-2.17 (m, 2H), 1.91(dd, J=14.6, 5.3 ㎐, 1H), 1.85(br d, J=12.9 ㎐, 1H), 1.78-1.36(m, 13H), 1.32-1.20(m, 21H), 1.12(d, J=6.0 ㎐, 3H), 1.12-1.10(m, 1H), 0.86(t, J=7.3 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ173.5, 169.0, 150.8, 133.3, 132.3, 129.8, 118.0, 85.5, 84.8, 70.8, 68.7, 65.5, 64.8, 58.7, 55.1, 52.1, 37.2, 37.1, 34.2, 32.9, 32.1, 30.9, 30.0, 29.6, 29.51, 29.45, 29.4, 29.2, 29.11, 29.07, 28.4, 25.9, 24.9, 23.8, 22.0, 17.9, 10.2 ppm; IR(필름) 2926, 2853, 1732, 1659, 1615, 1462, 1349, 1202, 1022 ㎝-1; HRMS(FAB) (M-Cl) m/z 698.5117, (C41H68N3O6에 대하여 698.5108); [α]25 D-54.6, [α]25 577-55.6, [α]25 546-64.2, [α]25 435-114.8, [α]25 405-141.3(c 1.25, CHCl3).
카르복실산(화합물 109).
펜타사이클(화합물 105b)(50 ㎎, 0.068 mmol), 모르폴린(24 ㎕, 0.27 mmol), (Ph3P)4Pd(16 ㎎, 0.014 mmol), CH3CN(5 ㎖)의 용액은 2시간동안 유지시킨다. 모르폴린(12 ㎕, 0.13 mmol)과 (Ph3P)4Pd (8 ㎎, 0.007 mmol)를 추가로 첨가하고, 용액은 2시간동안 유지시킨다. 이후, 용액은 CHCl3(50 ㎖)과 0.1 N HCl (10 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1 N HCl(10 ㎖)로 건조시키고(Na2SO4) 여과시키고 농축하여, 갈색 오일을 얻는다. 갈색 오일은 실리카겔(99:1 CHCl3:MeOH 98:2 CHCl3-MeOH) 플러그를 통하여 여과하고 농축하고 Et3N(95 ㎕, 0.68 mmol)과 MeOH(7 ㎖)에 녹인다. 생성된 용액은 60℃에서 36시간 유지시키고, 이후 CHCl3(50 ㎖)와 0.1 N HCl(8 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1 N HCl(8 ㎖)로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(99:1 CHCl3:MeOH 98:2 CHCl3-MeOH 95:5 CHCl3-MeOH)로 정제되지 않은 산물을 정제하여, 연한 황색 오일로 28 ㎎(60%)의 화합물 109를 산출한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.07(br s, 1H), 9.28(br s, 1H), 5.64(app t, J=8.1 ㎐, 1H), 5.50(d, J=10.6 ㎐, 1H), 4.58(br s, 1H), 4.17-4.12(m, 1H), 4.02-3.97(m, 2H), 3.92-3.88(m, 1H), 3.71-3.68(m, 1H) 3.46(d, J=3.0 ㎐, 1H), 2.63-2.55(m, 1H), 2.52(d, J=11.0 ㎐, 1H), 2.30(t, J=7.4 ㎐, 2H), 2.29-2.26(m, 1H), 2.22-2.16(m, 3H), 1.85-1.80(m, 4H), 1.73-1.42(m, 11H), 1.40-1.24(m, 23H), 1.18(d, J=5.9 ㎐, 3H), 0.95(t, J=7.2 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ178.6, 167.8, 149.4, 133.7, 129.6, 85.0, 83.0, 70.7, 69.0, 65.2, 52.9, 52.1, 41.7, 37.9, 37.4, 35.1, 32.5, 31.5, 30.2, 29.7, 29.4, 29.33,29.29, 29.19, 29.0, 28.4, 27.9, 25.7, 25.3, 24.1, 22.2, 19.7, 10.2 ppm; IR(필름) 3200, 2924, 2852, 1732, 1660, 1621, 1189, 1167, 1027 ㎝-1; HRMS (FAB) (M-Cl) m/z 658.4789, (C38H64N3O6에 대하여 658.4795); [α]25 D-47.3, [α]25 577-49.5, [α]25 546-55.9, [α]25 435-99.8 [α]25 405-121.5(c 1.2, CHCl3).
41.45,-비스-부톡시카르보닐-13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 111).
벤조트리아졸-1-일록시트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오르포스페이트(28 ㎎, 0.064 mmol)는 카르복실산(화합물 109)(30㎎, 0.043 mmol), 아민(화합물 110)(23 ㎎, 0.064 mmol), Et3N(29 ㎖, 0.22 mmol), CH2Cl2(2.0 ㎖)의 용액에 첨가한다. 용액은 1시간동안 유지시키고, 이후 Et2O(40 ㎖)와 0.1 N HCl(10 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 브린(2 ×10 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과하고 농축하여, 정제되지 않은 오일을 산출한다. 플래시 크로마토그래피(99:1 CHCl3-MeOH 97:3 CHCl3-MeOH)로 상기 잔류물을 정제하여, 무색 거품으로 32 ㎎(71%)의 화합물 111을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CD3OD) δ5.70(br t, J=8.8 ㎐, 1H), 5.51(d, J=11.1 ㎐, 1H), 4.45(br s, 1H), 4.19-4.06(m, 3H), 3.92-3.78(m, 3H), 3.84(d, J=3.4 ㎐, 1H), 3.59-3.23(m, 3H), 3.19-3.12(m, 3H), 3.06-2.97(m, 2H), 2.58 (dd, J=12.8, 2.3 ㎐, 1H), 2.45-2.25(m, 6H), 2.18-2.12(m, 1H), 1.96 (dd, J=13.1,6.1 ㎐, 1H), 1.81-1.44(m, 18H), 1.43(s, 18H), 1.38-1.17 (m, 23H), 1.16(d, J=6.0㎐, 3H), 0.95(t, J=.7.3㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CD3OD)(C38 아마이드는 회전이성질체의 대략 1:1 혼합물로 존재한다). 하이드록시페르미딘 유니트의 탄소를 비롯한 C38에 근접하여 위치하는 탄소의 일부 시그널은 2개로 나타난다. 이들 시그널은 괄호로 묶어 기재한다: δ (176.6/176.2), 169.8, 158.6, 158.4, 150.2, 134.1, 131.3, 86.7, 84.6, 80.02, 79.96, 72.0, 70.1, (69.0/68.3), 66.2, (55.0/53.4), 54.8, 54.3, 45.0, 42.6, 39.1, (38.9/38.7), 38.1, 36.2, 34.3, 34.1, 33.7, 32.9, 31.0, 30.78, 30.75, 30.67, 30.64, 30.57, 30.54, 30.50, 30.24, 30.16, 29.7, 28.9, 28.8, 28.7, 27.0, (26.7/26.6), 25.0, 22.4, 21.0, 10.8 ppm; IR(필름) 3385, 2927, 2854, 1731, 1668(br), 1614, 1449, 1366, 1253, 1167, 1028 ㎝-1; HRMS(FAB) m/z 1001/7 (M-Cl), (C55H9N6O10에 대하여 1001.7). [α]22 D-68.7, [α]22 577-72.9, [α]22 546-83.3, [α]22 435-147.7(c 0.6, CHCl3).
13,14,15-이소크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드(화합물 10).
화합물 111(30 ㎎, 0.029 mmol) 및 EtOAc에 녹인 2.9 ㎖의 2.0 M HCl 용액의 용액은 30분동안 실온에 유지시키고, 이후 농축한다. 역상 HPLC(3.5:1 MeOH-0.1 M NaCl, Altima C18, 5 μ칼럼)로 잔류물을 정제하여, 트리클로라이드 염(연한 황색 오일)으로 18 ㎎(70%)의 13,14,15-이소크램베시딘 800을 얻는다. 이 샘플에 대한 데이터는 천연 화합물 10에 대하여 공개된 데이터와 일치한다.
합성 화합물 10에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CD3OD) δ5.70(br t, J=9.1 ㎐, 1H), 5.51(br d, J=11.2, 1H), 4.46(br s, 1H), 4.18-4.06(m, 3H), 3.97-3.86(m, 3H), 3.84(d, J=3.3 ㎐, 1H), 3.70-3.38(m, 3H), 3.31-3.07(m, 3H), 2.99-2.84(m, 2H), 2.57(dd, J=12.9, 2.4 ㎐, 1H), 2.56-2.36(m, 5H), 2.31-2.24(m, 3H), 2.18-1.43(m, 18H), 1.28(app s, 22H), 1.16-1.15(중복 m, 1H), 1.16(d, J=6.0 ㎐, 3H), 0.95(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CD3OD)(C38 아마이드는 회전이성질체의 대략 3:1 혼합물로 존재한다). 하이드록시스페르미딘 유니트의 일부 탄소를 비롯하여 C38에 근접한 탄소만이 소량의 회전이성질체에 의해 시그널을 보인다. 회전이성질체의 탄소 시그널은 괄호로 묶는데, 주요 회전이성질체의 시그널을 앞에 배치한다): δ(177.5/176.4), 169.8, 150.2, 134.1, 131.3, 86.8, 84.6, 72.0, 70.2, (68.6/69.4), 66.2, (54.9/53.2), 54.8, 54.3, (43.9/47.9), 42.7, 39.1, 38.6(2개의 피크), (38.27, 38.33), 38.1, (34.2/34.0), 33.7, 32.9(2개의 피크), 31.0, 30.84, 30.80, 30.75, 30.67, 30.59, 30.54, 30.4, 30.3, 29.7, 28.9, 27.0, (26.63/26.57), 25.0, 22.5, 21.0, 10.8 ppm; MS: HRMS(FAB) m/z 801.6223 (M-Cl), (C45H81N6O6에 대하여 801.6217). [α]22 D-67.7, [α]22 577-70.9, [α]22 546-80.6, [α]22 435+-147.7(c 0.73, MeOH).
페라세틸-13,14,15-이소크램베시딘 800 하이드로클로라이드(화합물 112).
13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 1), 아세트산 무수물(1.2 ㎖),피리미딘(2.4 ㎖)의 용액은 20시간동안 실온에 유지시키고, 이후 진공 펌프를 이용하여 농축한다. 생성된 잔류물은 CHCl3(40 ㎖)에 녹이고, 브린(10 ㎖), 0.1 N HCl(10 ㎖), 브린(10 ㎖) 순서로 세척한다. 용액은 건조시키고
(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(95:5 CHCl3-MeOH)로 잔류물을 정제하여, 8 ㎎(70%)의 페라세틸이소크램베시딘 800(화합물 112)을 얻는다. 합성 화합물 112에 대한1H NMR과13C NMR 데이터는 천연 13,14,15-이소크램베시딘 800으로부터 제조된 페라세틸이소크램베시딘 800에 대하여 공개된 데이터와 일치한다.
합성 화합물 112에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.0(s, 1H), 9.97(s, 1H(소량의 회전이성질체에서)), 9.23(s, 1H), 9.19(s, 1H(소량의 회전이성질체에서)), 6.86(s, 1H), 6.70(s, 1H(소량의 회전이성질체에서)), 6.57(s, 1H(소량의 회전이성질체에서)), 6.40(s, 1H), 5.66(br t, J=8.7 ㎐, 1H), 5.50(br d, J=11.0 ㎐, 1H), 5.13-5.07(m, 1H), 4.55(br s, 1H), 4.19-4.13(m, 1H), 4.02-3.97(m, 2H), 3.91-3.88(m, 1H), 3.72-3.69(m, 1H), 3.62-3.37(m, 4H), 3.46(d, J=2.8 ㎐, 1H), 3.32-3.12 (m, 3H), 3.05-2.98(m, 1H), 2.55-2.52(m, 2H), 2.37-2.18(m, 7H), [2.05-2.04, 2.01, 2.00, 1.99(아세테이트 메틸기의 단일항(singlet), 9H)], 2.00-1.37(m, 18H), 1.28-1.18(m, 23H), 1.18(t, J=6.0 ㎐, 3H), 0.96(t, J=7.3㎐, 3H);13C NMR(125 δ, CDCl3) δ 174.4, 173.8(소량의 회전이성질체), 170.9, 170.8, 170.7, 167.7, 149.3, 133.6, 129.7, 85.0, 82.9, 70.8, 70.5(소량의 회전이성질체), 65.3, 52.9, 52.1, 50.5, 48.4 (소량의 회전이성질체), 46.4(소량의 회전이성질체), 42.6, 41.73, 41.68 (소량의 회전이성질체), 38.2, 37.4, 37.0, 36.1, 35.6, 35.4, 33.2, 33.1, 32.9, 32.3, 31.4, 30.2, 29.6, 29.5, 29.4, 29.1, 29.0, 28.5, 27.9, 27.0, 25.8, 25.5, 25.4, 24.0, 23.2, 22.1, 21.2, 20.9, 19.6, 10.2 ppm; MS: LRMS(ES) m/z 927.70(M-Cl), (C51H87N6O9에 대하여 927.6534). [α]25 D-56.1(c 0.3, CHCl3).
실시예 V
합성 계획.
2가지 크램베시딘 군간의 구조적 차이점과 유사점은 13,14,15-이소크램베시딘의 메틸 에스테르 및 크램베시딘/프틸로미칼린 A 펜타사이클릭 구아니딘 성분의 분자 기전 모델에서 분명하다(도20). Macromodel(버전 5.5)와 OPLS 역장을 이용한 몬테칼로 검색으로부터 발견된 최소 에너지 구조는 공지되어 있다(Chang, G.; Guida, W.C., Still, W.C.J.Am. Chem. Soc. 1989, 111, 4379-4386). 만개의 출발 구조를 검사하였다; 모든 경우에, 메틸 에스테르 단편의 공간적 배향이 상이한 몇몇 구조는 최소치의 수 kcal 범위에 존재한다. 가령, C10과 C13 각(angular) 수소는 이소크램베시딘 코어에서는 trans이고, 상응하는 크램베시딘/프틸로미칼린 A 유니트에서는 cis인 반면, C13,C14,C15에서 치환체의 입체화학적 관계는 양 구조에서 동일하다. 양 알칼로이드 군에서, 하이드로피란과 옥세펜 유니트의 C-O 결합은 축에 위치한다. 따라서, 크램베시딘/프틸로미탈린 A 시리즈에서처럼(Snider, B.B.; Shi, Z. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 2099-2102; Snider, B.B.; Shi, Z. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 549-557; Overman, L.E.; Rabinowitz, M. H.; Renhowe P.A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657-2658), 적절한 trans 입체화학으로 중심 트리아자센아프탈렌 고리 시스템이 구성되는 경우에 이소크램베시딘의 C8과 C15 입체중심은 진화하여 소요의 입체화학을 보유하게 된다.
수년전에 도입된 기존 비기넬리 응축의 분자내 변형(Overman, L.E.; Rabinowitz, M. H. J. Org. Chem. 1993, 58, 3235-3237)은 복합 구아니딘 알칼로이드를 합성하기 위한 간결한 전략의 고안에 매우 유용한 것으로 입증되었다. 실시예 I에서 상술한 바와 같이, 우레이도 알데하이드와 β-케토에스테르의 사슬 비기넬리 응축은 크램베시딘/프틸로미칼린 A 펜타사이클릭 코어의 모든 탄소를 결합시키고 H10과 H13 수소의 중추적 cis 관계를 설정하는데 활용할 수 있다(Kappe, C. O. Tetrahedron 1993, 49, 6937-6963). 사슬 비기넬리 응축에서 입체선택성에 대한 최근 연구는 이소크램베시딘 알칼로이드를 합성하는 방법의 계획에 결정적이었다(McDonald, A.I.; Overman, L.E. J. Org. Chem. 1999, 1520-1528). 이들 조사결과는 요소 성분이 염기성 구아니딘으로 치환되면 사슬 비기넬리 응축의 입체화학적 결과가 반전된다는 것을 보였다. 따라서, 벤질 아세토아세테이트로 구아니딘 알데하이드(화합물 122)를 비기넬리 응축하면, 높은 선택성을 갖는 trans-1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘(화합물 123)이 산출된다(도32)(McDonald, A.I.; Overman L.E.J.Org. Chem. 1999, 64, 1520-1528).
이들 연구 및 크램베시딘/프틸로미칼린 A 시리즈에서 경험에 기초하여, 13,14,15-이소크램베시딘800(화합물 10)을 제조하기 위한 집중 계획이 용이하게 도출되었다(도33). 구아니딘 알데하이드(화합물 126)과 β-케토에스테르(화합물 127)의 사슬 비기넬리 응축은 중요한 trans C10-C13 입체관계를 설정하고 펜타사이클릭 구아니딘 성분의 모든 중원자를 통합하는데 활용한다. 화합물 125의 산 촉진된 탈수화를 통한 단일 단계로, 화합물 124의 나머지 3개의 헤테로사이클릭 고리를 생성하는 것이 바람직하다. 이런 전략에서 부딪치게 되는 문제점을 염두에 두고, 합성 초기에 구아니딘 작용기를 도입한다. 보호와 탈보호 단계가 추가되지 않는 경우, 이런 고도극성 작용기는 합성의 몇몇 단계를 강제한다.
결과 및 논의
trans-1-이미노헥사하이드로피롤로[1,2-c]피리미딘(화합물 134).
화합물 10과 10a의 전체 합성은 아민(화합물 128)으로 시작하는데, 이는 (-)-크램베시딘 800 합성에 사용하였다(도34). 60℃에서 1-H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(Bernatowicz et al.,J. Org. Chem.1992, 57:2497-2502)와 디이소프로필에틸아민으로 화합물 128을 처리하면, 구아니딘(화합물 129)가 산출되는데, 이는 정제없이 직접 사용한다. 이후, 이 중간물질의 삼중치환된 이중 결합은 절단하여, 비기넬리 응축의 친전자성 구성요소를 자유롭게 해야 한다. 다행스럽게도, 관련된 일련의 요소에서 이런 분해를 실현시키는데 활용되는 산화 전략은 구아니딘 작용기에 적합하다. 따라서, 촉매성 오스뮴 테트록사이드(OsO4)와 N-메틸모르폴린-N-옥사이드(NMO)를 이용한 화합물 199의 삼중치환된 이중결합의 선택적 디하이드록실레이션(Sharpless, K. B.; Williams, D. R. Tetrahedron Lett. 1975, 3045-3046) 및 모르폴리늄 아세테이트의 존재하에 Pb(OAc)4를 이용한 생성 오일의 절단은 화합물 130을 결과한다. 이 중간물질은 여과로 정제하여 PbO2를 제거하는데, 이는1H과13C NMR 분석으로 판단할 때 몇몇 구성요소의 혼합물이다. 화합물 130의13C NMR 스펙트럼에서 다수 탄소원자에 대한 다중 시그널이 관찰되는 반면,1H NMR 스펙트럼에서 몇몇 광범위한 피크가 관찰되고 알데하이드 시그널은 나타나지 않는다.
EtOH에서 정제되지 않은 화합물 130과 β-케토에스테르(화합물 131)의 비기넬리 응축은 증등도의 trans 선택성(3:1)으로 진행된다. 다행스럽게도, 60℃ 2,2,2-트리플루오르에탄올에서 1.5 당량의 화합물 131과 함께 화합물 130을 20시간동안 가열하면 부분입체선택성이 7:1로 향상되는 것으로 밝혀졌다. pH 7.0 완충액으로 불활성화시킨 실리카겔(불활성화된 실리카는 Merck 실리카겔(0.040-0.063)에 10%(중량당) pH 7.0 완충액을 첨가하고 균질화될 때까지 혼합하여 준비한다)에서 정제한 이후, 소요의 trans 첨가생성물(화합물 132)는 48% 수율로 분리되고, cis 첨가생성물(화합물 133)은 ca 5% 수율로 분리된다(cis 첨가생성물(화합물 133)이 trans 첨가생성물(화합물 132)보다 느리게 실리카겔에서 이동하기 때문에, 화합물 133을 분리하기가 어렵다). 화합물 132의 입체화학은 이전의 실지 연구에 기초하여 지정한다(McDonald et al., J. Org. Chem 1999, 64, 1520-1528). 보는 바와 같이, 이런 지정은 후기 단계에서 엄격하게 규정할 수 있다. N,N-디메틸포름아마이드(DMF)에서 테트라-n-부틸암모늄 플로라이드(TBAF)로 36시간동안 실온에서 화합물 132를 탈보호하면, 80% 수율로 디올(화합물 134)가 산출된다. 일부 경우에는 반응이 완결되지 않고, 단지 TIPS기만 제거된 중간물질이 10-15% 수율로 분리된다. 60℃에서 반응 혼합물을 가열하면 이런 복합성을 피할 수는 있지만, 다른 산물이 형성되기 때문에 화합물 134의 분리 수율은 향상되지 않는다.
펜타사이클(화합물 135)를 만들기 위한 고리화반응.
구아니딘 디올(화합물 134)는 실온에서, CHCl3에 녹인 3 당량의 p-톨루엔설폰산 모노하이드레이트(p-TsOH·H2O)에 24시간동안 노출시킨다(도35). 반응 혼합물을 수성 HCO2Na로 세척한 이후, 펜타사이클릭 산물의 1:1 혼합물(화합물 135a)와 테트라하이드로푸릴 이성질체(136a)는 ca. 50% 수율로 분리된다(포름산염에 대한 토실레이트 반대 이온의 교환은 수성 포름산나트륨의 수회 세척을 필요로 하고, 이는 수율을 떨어뜨린다).
이들 펜타사이클릭 산물의 구성은 다음과 같이 확인한다. 중심에 1-부텐일 측쇄를 보유하는 입체이성질체의 ~1:1 혼합물인 펜타사이클 136a의 전체 구조는1H NMR COSY와13C NMR 연구로 확보하였다. C15에서 화합물 136a의 입체화학(크램베시딘 넘버링 시스템은 합성 중간물질의 논의에 활용한다; 정확한 IUPAC 이름과 넘버링은 실험 섹션에 찾아 볼 수 있다)은 C14 메틴 수소(δ2.88)의 화학적 변이로 판단한다(화합물 135의 C14 메틴 수소는 δ2.91에서 관찰되는 반면, 화합물 139에서 이 수소는 δ2.30에서 관찰된다). 이들 산물의 C15 입체화학은 엄격하게 측정하는 반면, C8에서 입체화학은 측정하지 않고 유사성에 기초하여 지정한다. 펜타사이클릭 구아니딘(화합물 135a와 136a)는 포름산염으로 분리되는데, 이들은 (-)-프틸로미칼린 A의 최초 합성에서 중간물질인 펜타사이클 137과 직접 비교한다(실시예 Ⅱ; Overman, L. E.; Rabinowitz, M.H.; Renhowe P.A. J.Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657-2658). 화합물 135a가 화합물 C13에서 화합물 137과 에피머를 형성한다는 것은 전자에서 H10과 H13간의1H NMR NOE 부재로 알 수 있는데, 화합물 153a에서 C14 메틴 수소의 11.7 ㎐ 결합상수는 에스테르 측쇄가 적도에 위치함을 보여준다.
조사동안 만들어진 펜타사이클릭 구아니딘 중간물질과 산물중 어느 것도 결정구조가 아니기 때문에,1H NMR NOE 연구는 입체화학을 지정하는데 있어 필수적이다. 화합물 135a(13-에피크램베시딘 코어를 갖는 중간물질)의 분자 기전 모델은 중요 NOE 향상 분석에 도움이 되는데, 이는 도31에 제공한다(Macromodel(버전 5.5)와 OPLS 역장을 이용한 몬테칼로 검색으로부터 발견된 최소 에너지 구조는 공지되어 있다). 만개의 출발 구조를 검사하였다; 모든 경우에, 메틸 에스테르 단편의 공간적 배향이 상이한 몇몇 구조는 최소치의 수 kcal 범위에 존재한다. 후술한 바와 같이, 도31에 도시된 13,15-이소크램베시딘 코어의 구조는 최소 에너지 구조가 아니다. 또한 도31에서 다른 2개의 구아니딘 펜타사이클(13,14,15-이소크램베시딘과 13,15-에피크램베시딘 고리 시스템)의 모델을 제공하고, 크램베시딘/프틸로미칼린 A 펜타사이클릭 구아니딘 성분의 모델을 참고로 제공한다.
추가 조사에서, 화합물 134로부터 테트라하이드로푸란 이성질체(화합물 136a)의 제조는 반응 시간 및 p-TsOHㆍH2O의 당량을 변화시켜 조절할 수 있다. 더 많은 양의 산 및 더 긴 반응 시간은 화합물 136a의 제조에 적합하다. 연장된 기간동안 실온에서 화합물 135a를 p-TsOHㆍH2O에 노출시키면, 화합물 136a가 산출된다. 화합물 135a를 제조하는데 가장 적합한 조건은 실온에서 화합물 134를 CHCl3에 녹인 2 당량의 p-TsOHㆍH2O에 7시간동안 노출시키는 것이다; 화합물 135a와 136a의 5:1 혼합물이 만들어진다. 이들 이성질체는 분리하기가 어렵기 때문에, 이런 방식으로 만들어진 화합물 135a의 분리 수율은 50%를 넘지 않는다.
피리디늄 p-톨루엔설포네이트(PPTS)는 화합물 134의 1,3-디옥산 보호기를 절단하고 생성된 케토 구아니딘 디올의 고리화반응을 촉진하는데 사용한다. 이런 약산에서는 더 높은 반응 온도가 필요한데, 화합물 135a, 테트라사이클릭 비닐위치 카르바메이트(화합물 138a) 및 몇몇 소량의 미확인 부산물의 혼합물이 만들어진다(도36). CHCl3에 녹인 피리디늄 p-톨루엔설포네이트(PPTS)(2 당량)로 60℃에서 5시간으로 화합물 134를 처리하고, 이후 정제되지 않은 산물을 HCO2Na로 세척하면, 화합물 135a와 138a가 1:5 비율로 산출된다. 24시간동안 반응 온도를 90℃(밀봉된 튜브)까지 증가시키면, 화합물 135a와 138a가 2:1 비율로 산출된다(화합물 138a에대하여 소량, ~10% 정도로 이의 포름산염 유도체인 화합물 139가 생성된다). 화합물 138a를 PPTS와 함께 90℃에서 가열하면, 화합물135a와 138a가 ~2:1 비율로 만들어진다. 실리카겔에서 이들 산물을 분리하고, 이후 화합물 138a를 90℃에서 PPTS에 재적용하면, 75% 총수율로 화합물 135a가 산출된다.
초기에, 화합물 135a와 138a는 크로마토그래피에 앞서 포름산염으로 변환시키고, 불활성화된 실리카겔(95:5:0.1 EtOAc-이소프로판올-포름산)로부터 용출한다. 이후에, 하이드로클로라이드 염(화합물 135b와 138b)이 실리카겔에서 좀더 용이하게 분리되는 것으로 밝혀졌다. 이들 염은 0.1M HCl 또는 포화된 수성 염화나트륨으로 세척하여 제조한다; 토실레이트 반대 이온을 완전히 교환하기 위해서는 수회 세척이 필요하다.
양 NH 수소가 화합물 135b의1H NMR 스펙트럼에서 명백하기 때문에, 광범위한 NMR 연구(1H COSY, HMQC, HMBC, NOESY)는 궁극적으로, 화합물 135b가 13-에피크램베시딘 입체화학을 갖는다는 것을 보여준다(즉, 스피로 하이드로피란과 에스테르 측쇄 모두가 화합물 10과 10a의 것들과 에피머를 이룬다). 핵심적 발견은 N2H와 H19, N2H와 H17(축), H13과 H16(축)간에 관찰되는 진단적1H NMR NOE이다; 도31에서 13-에피크램베시딘 코어의 모델을 참고한다. 다음의 논의에서, 스피로 하이드로 피란과 에스테르 측쇄의 입체화학이 용이하게 반전될 수 있기 때문에 화합물 135b가 이소크램베시딘 10과 10a에 접근하기 위한 유용한 중간물질이 된다는 것을 보여준다.
전술한 과정은 효과적인 합성 수율로 펜타사이클릭 구아니딘 염(화합물 135)를 제공하긴 하지만, 이들 과정은 부담스럽다. 이상적으로, 화합물 134의 고리화반응에서 C3 알코올의 알릴성 재배열을 촉진하지 않으면서 테트라사이클릭 비닐위치 카르바메이트 중간물질(화합물 138)을 펜타사이클릭 구아니딘 이성질체로 비가역적으로 변환시키는 산성 조건을 찾는 것이 필요하다. 궁극적으로, 실온 EtOAc에 녹인 3 당량의 HCl로 화합물 134를 처리하면, 78% 수율로 화합물 135b가 산출된다(도37). 역상 HPLC (9:1 MeOH-0.1 M NaCl)에서 정제되지 않은 결정 산물을 조심스럽게 정제하면, 135b이외에 5-7%의 펜타사이클릭 구아니딘(화합물 139)가 산출된다.
C14(에스테르 측쇄)에서 화합물 139가 이소크램베시딘과 에피머를 구성한다는 것은1H NMR COSY, HMQC, HMBC, NOESY 실험에서 명백하다. C15에서 입체화학은 N2H와 H17(축) 및 N2H와 H20간에 관찰되는 진단적1H NMR NOE및 N2H와 H19간의 NOE 부재로부터 직접 판단한다. NOE 데이터는 메틸 치환 축을 갖는 의자형 구조를 선호하는 화합물 139의 하이드로피란 고리와 일치한다(도38, 구조 A). 이런 구조적 선호는 명확하게 2가지 요인에 기인한다: (1) 다른 하이드로피란 의장형 구조체에서, 불안정화 syn 펜탄 상호작용이 하이드로피란 고리의 C17와 C19 및 에스테르기의 카르보닐 탄소사이에 존재한다; 이런 구조를 살펴보려면, 도38의 구조 B 및 도31의 13,15-에피크램베시딘 코어를 참고한다; (2) 구조체 A는 하이드로피란 산소와 C15-N2 결합간의 아노머 상호작용에 의해 안정화된다(Kirby, A.J.Stereoelectronic Effects; Oxford University Press: Oxford, 1995, pp 3-24; Kirby, A. J. The Anomeric Effect and Related Stereoelectronic Effects at Oxygen; Springer: Berlin, 1983; Deslongchamps, P. Stereoelectronic Effects in Organic Chemistry; Pergamon: Oxford, 1983).
하이드로피란 형성 기전을 좀더 정확하게 알기 위하여, 순수한 화합물 135b는 고리화반응 조건(3당량 HCl/EtOAc, 실온)에 재적용하고 화합물 135b와 139의 대략 8-9:1 혼합물을 산출한다(도37). 이들 조건하에서 이들이 C15 에피머의 평형 비율을 나타낸다는 것은 (a) 화합물 135b와 139의 대략 8-9:1 혼합물이 추가로 24시간동안 상기 반응 조건에 재적용하여도 변화가 없다는 것을 입증하고; (b) 순수한 화합물 139가 24시간동안 EtOAc에 녹인 3 당량의 HCl에 노출된 이후에도 동일한 에피머 비율을 나타낸다는 것을 보여줌으로써 규정하였다. 화합물 134의 HCl-촉진된 고리화반응동안 또는 스피로 하이드로피란 에피머의 HCl-촉진된 평형상태동안 β-면에서 에스테르 측쇄를 가진 중간물질 또는 부산물이 전혀 검출되지 않기 때문에, 화합물 135b와 139의 평형에는 화합물 138과 같은 테트라사이클릭 중간물질이 포함되지 않는 것으로 추정하였다. 이런 가설을 뒷받침하듯, 화합물 139를 EtOAc에 녹인 DCl에 노출시키면, 화합물 135b에서 중수소의 통합없이 화합물 135b와 139의 대략 8-9:1 혼합물이 산출된다(도39). 이미늄 양이온(화합물 140)은 스피로 하이드로피란 에피머의 평행상태동안 중간물질일 가능성이 높다(가능성은 낮지만, C15에서 에피머화가 N2-C15 결합의 절단에 위해 발생하여 6각형의 옥사카르베늄 이온 중간물질이 생성될 수도 있다). 이들 연구에서, 화합물 134의 HCl-촉진된 고리화반응으로부터 주요 산물인 화합물 135b의 형성이 화합물 134에서 비닐위치 카르바메이트 유니트의 동력학적으로 조절되는 축 양성자첨가반응에 기인하고, 여기에서 프로티오(protio) 당량의 화합물 140이 만들어지고, 이는 열동력학적으로 조절되는 스피로고리화반응(spirocyclization)을 통하여 화합물 135b를 우선적으로 산출한다고 결론내렸다(프틸로미칼린 A와 크램베시딘 800의 합성에서, 관련된 비닐위치 카르바메이트의 산-촉진된 고리화반응으로부터 만들어진 유일한 스피로하이드로푸란 산물은 산소 축을 갖는다. 이런 경우에, 도39에 도시한 것과 관련된 경로에 의한 하이드로피란 에피머의 평형은 좀더 느린 속도로 진행되는데, 그 이유는 좀더 불안정한 N-아실이니늄 양이온이 관여하기 때문이다).
펜타사이클릭 구아니딘 산(화합물 141)을 산출하기 위한 C14와 C15에서 화합물 135b의 에피머화 및 13,14,15-이소크램베시딘 657(화합물 10a)의 합성.
먼저 화합물 135a를 제조한 이후, 이를 뜨거운 메탄올에서 Et3N에 노출시켜, 펜타사이클릭 구아니딘을 산출하는데, 이의 입체화학은 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 입체화학과 일치한다. 이런 사실은 초기에 중요하게 생각되지 않았는데, C14와 C15에서 에피머화는 동시에 발생한다. 이런 재조직은 헥사데카노에이트 에스테르의 알릴기 제거이후에 최적으로 달성된다. 이를 위해, 화합물 134의 HCl-촉진된 고리화반응에 기인한 화합물 135b와 139의 8-9:1 혼합물은 (Ph3P)4Pd와 모르폴린으로 탈보호한다(도40). 이후, 생성된 산 혼합물은 10 당량의 Et3N 존재하에 60℃ MeOH에서 가열하여 에피머화시킨다. 이 산물을 0.1 M HCl로 산화시키면, 펜타사이클릭 구아니딘 산(화합물 141과 142) 및 테트라사이클릭 구아니딘(화합물 143)의 혼합물이 대략 10-14:1:1 비율로 산출된다(화합물 141 대 화합물 142와 143의 비율은 500 ㎒에서1H NMR로, 정제되지 않은 산물로부터 측정한다). 스펙트럼의 복합성 및 소량 불순물의 존재로 인해, 상기 비율은 정확하게는 ±20%이다. 화합물 142:143의 비율을 확인하기가 좀더 힘들긴 하지만, 이들 산물은 유사한 양으로 생성되는 것으로 보인다. 이 혼합물을 HPLC로 분리하려는 시도는 실패하였다. 화합물 139의 탈아릴화에 기인한 펜타사이클릭 구아니딘 산은 검출되지 않았다. 실리카겔에서 플래시 크로마토그래피로 정제한 이후, 적도 C14 메틴 수소에 대하여 진단적 3.3 ㎐ 결합 상수를 보이는 화합물 141은 2단계동안 50-60% 수율로 분리되었다. 화합물 135b 또는 139의 순수한 샘플을 개별적으로 탈아릴화시키고 MeOH에서 Et3N과 함께 가열하면 유사한 혼합물이 수득된다. (-)-프틸로미칼린 A(화합물 1)과 크램베시딘 800(화합물 2)(Overman, L.E.; Rabinowitz, M. H.; Renhowe P.A.J.Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657-2658)의 전구물질과는 대조적으로, 축 에스테르는 일련의 이소크램베시딘에서 매우 선호된다.
화합물 141의 구조는 광범위한1H NMR COSY, HMQC, HMBS, NOESY 실험으로 확보하였다. C15에서 화합물 141의 입체화학은 H19와 H14 및 H19와 H13(좀더 약함)간에 관찰되는 진단적1H NMR NOE 및 N2H와 H19간의 NOE 부재로부터 판단한다(도2에서 13,14,15-이소크램베시딘 코어의 3차원 구조를 참고한다). 카르복실산(화합물141)은 희석된 NaOH로 세척하여 상응하는 내부염(inner salt)으로 정량적으로 변환시킨다. 이 산물은 13,14,15-이소크램베시딘 657(화합물 10a)에 대하여 보고된 것과 완전히 일치하는1H과13C NMR 데이터를 보였다(Kashman, Y.; Hirsh, S.; McConnell, O.J.; Ohtani, I.; Kusumi, T; Kakisawa, H. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8925-8926). 합성 화합물 10a의 특이적인 회전은 [α]23 D-35.4(c 0.8 MeOH)인데, 이는 천연 13,14,15-이소크램베시딘 657(화합물 10a)에 대하여 보고된 특징적인 회전 [α]23 D-32.7(c 0.3 MeOH)과 일치한다(Kashman,Y.; Hirsh, S.; McConnell, O.J.; Ohtani, I.; Kusumi, T; Kakisawa, H. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8925-8926). 화합물 10a와 141의1H와13C 화학적 변이의 완전한 지정을 제시한다.
화합물 138b의 순수한 샘플은 PPTS를 이용한 화합물 134의 고리화반응 연구로부터 구할 수 있기 때문에, 이런 테트라사이클릭 구아니딘은 탈아릴화시켜 화합물 143을 얻는다(도4). 60℃에서 화합물 143을 Et3N와 MeOH에 노출시키면, 대략 12:1:1 비율로 화합물 141,142,143을 함유하는 생성 혼합물이 만들어진다. 화합물 135b와 139의 연관된 변환에서처럼, 화합물 139의 산 유사종은 검출되지 않았다. 도41에 요약한 실험은 화합물 141을 산출하는 C14와 C15에서 화합물 135b의 에피머화동안, 화합물 143의 중간조정에 대한 수동적 증거를 제공한다.
13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 전체 합성.
(R)-에피클로로하이드린(Coffey, D.S.; McDonald, A.I.; Overman L.E.J.Org. Chem. 1999, 64, 8741-8742)으로부터 얻을 수 있는 (S)-7-하이드록시스페르미딘 단편(화합물 144)는 벤조트리아졸-1-일록시트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오르포스페이트(BOP)(Castro, B.; Dormoy, J. R.; Evin, G.; Selve, C. Tetrahedron Lett. 1975, 1219-1222)을 이용하여 펜타사이클릭 산(화합물 141)과 결합시켜, 71% 수율로 화합물 145를 얻는다. 에틸아세테이트에서 2 M HCl로 BOC 보호기를 제거하고(Stahl, G. L.; Walter, R.; Smith, C. W. J. Org. Chem. 1978, 43, 2285-2286) 역상 HPLC로 정제되지 않은 산물을 정제하면, 70% 수율로 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 트리하이드로클로라이드 염, [α]D 23-67.7(c 0.7 MeOH)이 만들어진다. 특징적인 회전 [α]23 D-48(c 0.5 MeOH)은 천연 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)에 대하여 공개된 것이다(Jares-Erijman, E. A.; Ingrum, A. L.; Carney, J. R.; Rinehart, K. L.; Sakai, R. J. Org. Chem. 1993, 58, 4805-4808). 천연 화합물 10의 반대 이온이 규정되지 않았기 때문에, 회전 크기에서 이런 차이의 중요성은 확인되지 않고 있다. 합성 화합물 10의 트리하이드로클로라이드 염에 대한 NMR 데이터는 천연 화합물 10에 대하여 보고된 데이터와 상당히 일치한다(Jares-Erijman, E. A.; Ingrum, A.L.; Carnery, J.R.; Rinehart, K.L.; Sakai, R. J. Org. Chem. 1993, 58, 4805-4808). 화합물 10의 트리하이드로클로라이드 염이 수득되는데, 이는 BOC기 제거후에 염기 과정을 실시하지 않았기 때문이다. 천연 화합물 10은 자유 염기 형태로 스페르미딘 질소를 보유하는 것으로 알려지고 있지만(Berlinck, R. G. S.; Braekman, J. C.; Daloze, D.; Bruno, I.; Riccio, R.; Ferri, S.; Spampinato, S.; Speroni, E. J. Nat. Prod. 1993, 56, 1007-1015; Jares-Erijman, E. A.; Ingrum, A.L.; Carney, J.R.; Rinehart, K.L.; Kakai, R. J. Org. Chem. 1993. 58, 4805-4808), 합성 화합물 10과 천연 화합물 10의1H와13C NMR 스펙트럼은 구분할 수 없다. NaCl로 포화된 0.1 M NaOH로 합성 화합물 10을 처리하면, C41과 C45 수소의 하장 이동이 발생한다. 이 문제를 좀더 조사하기 위하여, 13,14,15-이소크램베시딘 800의 하이드록시스페르미딘 유니트를 모델하기 위한 i가 제조하였다. i와 합성 화합물 10의 하이드록시스페르미딘 유니트 산소의 화학적 변이는 거의 동일하다; 구아니딘 유니트가 없으면 i에 대한 지정이 수월해진다. 0.1 M NaOH로 i를 처리하면, 자유 염기로 ii가 산출된다. 하기 표에 요약한 바와 같이, 탈양성자 직후 i에서 C41과 C45 수소의 현저한 상장 이동이 발생한다. 이번 연구 및 합성 화합물 10을 이용한 관련 실험에서, 천연 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)이 트리하이드로클로라이드 염으로 분리된다는 것을 확인하였다. 합성 화합물 10은 3가지 용리액을 이용한 HPLC 비교에서, 화합물 10의 천연 샘플과 구분할 수 없었다.
C41와 C45 수소의 1 H NMR 변이 a
δ(ppm). mult
위치 ⅰ ⅱ
41 2.99-2.84, m 2.66-2.60, m
45 3.14-3.08, m 2.86-2.78, m
aCD3OD 500 ㎒에서
추가적인 비교 대상을 제공하기 위하여, 합성 화합물 10은 트리아세틸화된 유도체(화합물 146)으로 전환시킨다. 이 산물에 대한 데이터는 천연 화합물 10의 유도체에 대하여 보고된1H와13C NMR 데이터와 완전히 일치한다(Berlinck, R. G. S.; Braekman, J. C.; Daloze, D.; Bruno, I.; Riccio, R.; Ferri, S.; Spampinato, S.; Speroni, E. J. Nat. Prod. 1993, 56, 1007-1015).
13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 C43 입체중심이 S라는 증거.
13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 C43 입체중심의 S 배열은 크램베시딘 816과 유사성만으로 제안되었다(Berlinck, R. G. S.; Braekman, J. C.; Daloze, D.; Bruno, I.; Riccio, R.; Ferri, S.; Spampinato, S.; Speroni, E.J. Nat. Prod. 1993, 56, 1007-1015; Jares-Erijman, E.A.; Ingrum, A.L.; Carney, J.R.; Rinehart, K. L.; Sakai, R. J. Org. Chem. 1993, 58, 4805-4808). 표면적으로, 화합물 10의 전체 합성은 이 지정을 입증하는 것으로 보였다. 하지만, C43 입체중심이 펜타사이클릭 구아니딘 성분의 입체중심과 상당히 멀리 떨어져 있기 때문에, 이 입체중심에서 에피머가 쉽게 구분될 수 있는 지는 확실치 않았다. 이 문제를 좀더 조사하기 위하여, (43R)-13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 147)은 화합물 141과 ent-144로부터 제조한다(도43)(하이드록시스페르미딘 유도체 ent-144는 (S)-에피클로로하이드린으로부터 제조한다(Coffey, D. S.; McDonald, A.I.; Overman L.E.J.Org. Chem.1999, 64, 8741-8742)). 화합물 147은1H와13C NMR 비교 및 HPLC 분석으로 합성 화합물 10과 천연 화합물 10으로부터 구별할 수 없다.
13,14,15-이소크램베시딘 800의 C43 에피머를 명확하게 구분하기 위하여, 천연 화합물 10, 합성 화합물 10과 147의 공동 유도체를 제조한다. 사용가능한 천연 화합물 10의 양이 200 ㎍정도였기 때문에, 모셔 유도체를 활용하고19F NMR 분광기로 분석하였다(Dale, J. A.; Mosher, H.S. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 512-519). 트리스 모셔 유도체(화합물 148)(43S)와 149(43R)는 Ward에 의해 개발된 방법(Ward, D.E.; Rhee, C.K. Tetrahedron Lett. 1991, 32, 7165-7166)에 따라 (S)-(-)-α-메톡시-α-(트리플루오르메틸)페닐아세트산(MTPA), 화합물 10 및 화합물 147로부터 제조하고, 이들의19F NMR 스펙트럼을 기록하였다. 이들 산물은 NMR 시간 스케일에서 2가지 회전이성질체의 혼합물이기 때문에, 6개의19F 시그널이 관찰된다. 몇몇 시그널은 부분입체이성질체 148과 149에서 실질적으로 상이하였다(도44). 천연과 합성 화합물 10의 (S)-MPTA 유도체는 동일하고, 따라서 C43에서 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)의 입체화학이 S임을 분명하게 규정한다.
펜타사이클릭 구아니딘 입체이성질체의 상대적 에너지.
프틸로미칼린 A/크램베시딘 화합물 연구와는 대조적으로, 이소크램베시딘 화합물 조사는 몇몇 펜타사이클릭 구아니딘 입체이성질체에 대한 접근을 제공한다. 13,15-에피크램베시딘과 13-에피크램베시딘 펜타사이클릭 구아니딘 성분의 상대적 에너지는 쉽게 구분할 수 있는데, 그 이유는 화합물 139와 135가 HCl의 존재하에 실온에서 평형을 이루기 때문이다(도37). 13,14,15-이소크램베시딘 고리 시스템의 상대적 에너지를 특정할 수 있는 상기와 유사한 평형상태는 존재하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 13,14,15-이소크램베시딘 고리 시스템이 13-에피크램베시딘 구아니딘 성분보다 훨씬 안정하다는 것은 13-에피크램베시딘 에스테르(화합물 135a)가 뜨거운 메탄올에서 Et3N으로 처리한 직후 상당한 수율로 13,14,15-이소크램베시딘 산(화합물 141)의 알릴 에스테르 유사체로 전환되는 것으로 관찰된 이전 연구에서 알 수 있다. 게다가, 화합물 142, 143 또는 화합물 139로부터 유래된 산을 60℃에서 메탄올성 Et3N에 노출시키면, 대략 12:1의 비율로 13,14,15-이소크램베시딘 산(화합물 141)과 13-에피크램베시딘 산(화합물 142)가 산출된다(도40). 이런 반응 혼합물의 복합성, 화합물 142의 순수형태로의 분리 불능 및 분석의 어려움으로 인해 화합물 141과 142의 상기 비율이 60℃에서 정확한 열동력학적 평형을 대변한다고 명시할 수는 없지만, 이런 비율은 합당한 추정값이다. 이런 추정값을 이용하여, 도45에 도시된 13-에피크램베시딘, 13,15-에피크램베시딘, 13,14,15-이소크램베시딘 펜타사이클릭 구아니딘 고리 시스템의 에너지 순서를 수득한다.
C14에서 13,15-에피크램베시딘 구아딘 성분의 에피머화가 상당히 선호된다는 것은 도31과 38에 도시한 분자 모델에서 명확하다. 13,15-에피크램베시딘 고리 시스템의 한가지 하이드로피란 의자 구조체에서, 에스테르 치환체는 하이드로피란 고리(도38의 구조체 B 및 도31에 도시한 다른 도면) 및 다른 의자 구조체에 끼여들고, 이는 이런 상호작용을 완화시키고, 메틸기는 축에 위치한다(도38의 구조체 A). 이런 불안정화 상호작용은 13,14,15-이소크램베시딘 고리 시스템에는 존재하지 않는다.
결론.
13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10) 및 13,14,15-이소크램베시딘 657(화합물 10a)의 1차 전체 합성은 집중 방식으로 달성된다. 화합물 10의 합성은 5개의 분리된 중간물질을 포함하는 과정으로, 아민(화합물 128)로부터 11% 수율로 달성한다. 전술한 바와 같이, 화합물 128는 9개의 분리되고 정제된 중간물질을 이용하여, 30%수율로 상업적으로 입수가능한 3-부틴-1-올로부터 접근할 수 있다. 따라서, 본원에 제시된 이소크램베시딘에 대한 이런 방식은 상당한 규모로 이들 구아니딘 알칼로이드를 제공할 수 있다.
본원에서 상술한 전체 합성은 화합물 10과 10a의 입체화학적 지정을 확인하고, 화합물 10의 하이드록시스페르미딘 측쇄의 절대 배치가 S임을 엄격하게 규정한다. 게다가, 본 실시예는 크램베시딘 알칼로이드를 제조하기 위한 사슬 비기넬리전략이 구아니딘 중간물질까지 확대될 수 있고, 크램베시딘 코어의 모든 작용기를 포함하는 단편을 활용할 수 있는 상당히 경등도의 조건에서 핵심 비기넬리 응축이 달성될 수 있다는 것을 처음으로 입증하였다.
(6S,11Z,13S)-6-아미노-N-카르복사미딘-8-(1',3'-디옥산-2'-일)-2-메틸-13-트리이소프로필실록시펜타데카-2,11-디엔(화합물 129).
아민(화합물 128)(2.95 g, 6.12 mmol), 1-H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(2.70 g, 18.4 mmol), i-Pr2EtN (4.4 ㎖, 24 mmol), DMF(6 ㎖)의 용액은 16시간동안 실온에 유지시키고, 이후 4시간동안 60℃에 유지시킨다. 용액은 실온으로 냉각하고, CHCl3(300 ㎖)와 0.1 M HCl(75 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1 M HCl(75 ㎖)과 H2O(75 ㎖)로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축하여, 구아니딘(화합물 129)과 아민(화합물 128)의 2:1 혼합물을 얻는다. 이 혼합물은 DMF(6 ㎖)에 녹이고, 한번 더 1-H-피라졸-1-카르복사미딘 하이드로클로라이드(1.35 g, 9.2 mmol)와 i-Pr2EtN (2.2 ㎖, 12 mmol)과 반응시킨다(16시간동안 실온에서, 4시간동안 60℃에서). 반응은 전술한 바와 같이 실시하고, 잔류한 DMF는 0.1 ㎜에서 수시간동안 사출로 제거하여, 연한 황색오일로 3.20 g(~99%)의 정제되지 않은 구아니딘(화합물 129)를 얻는다. 이 중간물질은 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.82(app d, J=6.7 ㎐, 1H), 7.24(br s, 1H), 5.43-5.39(m, 1H), 5.29-5.24(m, 1H), 5.09(br t, J=7.0 ㎐, 1H), 4.45 (app q, J=7.3 ㎐, 1H), 3.98-3.76(m, 4H), 3.62-3.59(m, 1H), 2.20-2.13 (m, 2H), 2.02-1.74(중복 m, 6H), 1.74-1.67(m, 2H), 1.69(s, 3H), 1.64-1.58(중복 m, 2H), 1.62(s, 3H), 1.51-1.38(m, 2H), 1.05(m, 21H), 0.87(t, J=7.4 ㎐, 3H);13C NMR (125 ㎒, CDCl3) δ157.6, 135.0, 132.7, 126.9, 123.1, 100.5, 69.8, 59.8, 59.3, 46.6, 45.0, 36.5, 31.7, 30.5, 25.7, 25.0, 24.8, 22.2, 18.1, 18.0, 17.6, 12.3, 9.3 ppm; IR(필름) 2961, 2865, 1651, 1463, 1383, 1246 1109 ㎝-1; HRMS(FAB) m/z 524.4225 (C27H58N3O3Si,M-Cl에 대하여 524.4250); [α]25 D+1.7, [α]25 577+2.7[α]25 546+3.2, [α]25 435+7.3, [α]25 405+9.3 (c 1.3, CHCl3).
(4aS,7S)-4-[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실옥시카르보닐]-3-[(4S)-4-t-부틸디메틸실록시펜틴]-7-[(5Z,7S)-2-(1',3'-디옥산-2'-일)-7-트리이소프로필실록시-5-노네닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-이미노-피롤로[1,2-c]-피리미딘 하이드로클로라이드(화합물 132).
N-메틸모르폴린-N-옥사이드(2.16 g, 18.4 mmol)와 OsO4(3.1 ㎖, 0.24 mmol, 2%/tert-부탄올)는 구아니딘(화합물 129)(3.2 g, ~6.1 mmol), THF (105 ㎖), H2O(15㎖)의 용액에 첨가한다. 혼합물은 8시간동안 실온에서 교반하고, 플로리실(1.5 g)과 NaHSO3(1.5 g)을 첨가하고, 생성된 혼합물은 추가로 10시간동안 교반한다. 이후, 셀리트와 MgSO4를 첨가하고, 혼합물은 여과하고, 용리액은 농축하여, 갈색 오일로 상응하는 정제되지 않은 오일을 얻는다. 이 오일은 톨루엔(120 ㎖)에 녹이고, 모르폴리늄 아세테이트(3.6 g, 24 mmol)와 Pb(OAc)4(3.3 g, 7.3 mmol)를 첨가한다. 생성된 혼합물은 45분동안 실온에 유지시키고, 셀리트를 첨가한다. 이 혼합물은 셀리트 플러그를 통하여 여과하고, 용리액은 톨루엔(200 ㎖)으로 희석하고, 용액은 농축하여 갈색 오일을 얻는다. 이 오일은 톨루엔으로(200 ㎖) 공비 건조시키고, 잔류물은 β-케토에스테르131(5.3 g, 9.2 mmol) 및 2,2,2-트리플루오르에탄올(9 ㎖)과 결합시킨다. 생성된 용액은 20시간동안 60℃에 유지시키고, 이후 CHCl3(250 ㎖)와 0.1 M HCl(50 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1 M HCl(50 ㎖)과 브린(50 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다.1H NMR 분석에서 7:1 비율의 tansn:cis 비기넬리 첨가생성물이 밝혀졌다. pH 7.0 완충액으로 불활성화된 실리카겔(McDonald, A.I.; Overman L.E.J.Org. Chem. 1999, 64, 1520-1528)에서 플래시 크로마토그래피(CHCl3→99:1 CHCl3-MeOH→98:2 CHCl3-MeOH)로 정제되지 않은 산물을 정제하여, 연한 갈색 오일로 3.22g(화합물 128로부터 48%)의 소요 안티 첨가생성물(화합물 132) 및 331㎎(화합물 128로부터 5%)의 syn 첨가생성물(화합물 133)을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.06(s, 1H), 7.33(s, 1H), 5.95-5.88(m, 1H), 5.43(app t, J-=9.8 ㎐, 1H), 5.31(app dq, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.27-5.25(m, 1H), 5.23(app t, J=10.4, 1.3 ㎐, 1H), 4.57(br d, J=5.7 2H), 4.46-4.41(m, 2H), 4.27-4.24(m, 1H), 4.17-4.07(m, 2H), 4.01-3.95 (m, 2H), 3.91-3.78(m, 3H), 2.77-2.71(m, 2H), 2.65-2.59(m, 1H), 2.45-2.40(m, 1H), 2.32(t, J=7.6 ㎐, 2H), 2.07-1.88(m, 6H), 1.79-1.55 (m, 11H), 1.53-1.43(m, 4H), 1.31-1.25(m, 21H), 1.13(d, J=6.1㎐, 3H), 1.05(s, 21h), 0.87(t, J=7.4 ㎐, 3H), 0.86(s, 9H), 0.037(s, 3H), 0.032 (s, 3H);13C NMR(100 ㎒, CDCl3) δ173.4, 165,0, 149.9, 147.3, 135.3, 132.2, 126.4, 117.9, 100.9, 1003, 69.8, 68.3, 64.8, 64.7, 59.9, 59.4, 57.5, 54.1, 46.1, 39.0, 34.8, 34.2, 33.3, 31.6, 30.9, 30.3, 29.6, 29.52, 29.48, 29.42, 29.3, 29.1, 29.0, 28.5, 26.0, 25.8, 24.83, 24.76, 24.4, 23.6, 22.1, 18.01, 17.98, 12.3, 9.2, -4.5, -4.7 ppm; IR(필름) 2926, 2856, l738, 1713, 1681, 1538, 1462, 1382, 1256, 1086 ㎝-1; HRMS (FAB) m/z 1044.6 (C59H110N3O8Si2M-Cl에 대하여 1044.8); [α]25 D-21.2,[α]25 577-21.3, [α]25 546-23.3, [α]25 435-28.8, [α]25 405-25.1(c 1.9, CHCl3).
(4aS,7S)-4-[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실옥시카르보닐]-7[(5Z,7S)-2-(1',3'-디옥산-2'-일-7-하이드록시-5-노네닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-3-[(4S)-4-하이드록시펜틴]-1-이미노피롤로[1,2-c]피리미딘 하이드로클로라이드(화합물 134).
화합물 132(2.80g, 2.59 mmol), 테트라부틸암모늄 플로라이드(TBAF, 13 ㎖, 13 mmol, 1.0 M), DMF(26 ㎖)는 24시간동안 실온에 유지시키고, TBAF(6 ㎖, 6 mmol, 1.0 M)를 추가로 첨가한다. 용액은 6시간동안 실온에 유지시키고, CHCl3(200 ㎖)와 0.1m M HCl(75 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 포화된 수성 HCO2Na(2×50 ㎖)로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 정제되지 않은 산물은 pH 7.0 완충액으로 불활성화된 플래시 크로마토그래피(95:5:0.1 EtOAc-이소프로판올-포름산→90:10:0.1 EtOAc-이소프로판올-포름산→85:15:0.1 EtOAc-이소프로판올-포름산)로 정제하여, 연한 갈색 오일로 디올의 포름산염 1.68 g(80%)을 얻는다.
포름산 염은 정제하기가 좀더 용이하고, 이에 반하여 클로라이드 염은 좀더 안정하다. 따라서, 정제이후 포름산 염은 CHCl3(150 ㎖)와 0.1 M HCl (25 ㎖)간에 분할하고 0.1 M HCl(25 ㎖)과 브린(25 ㎖)으로 유기층을 세척하여, 클로라이드 염(화합물 134)으로 정량적으로 변환시킨다. 유기상은 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축하여, 디올(화합물 134)을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ8.63(s, 1H), 7.43(s, 1H), 5.95-5.87(m, 1H), 5.51-5.42(m, 2H), 5.31(ddd, J=17.2, 3.0, 1.5 ㎐, 1H), 5.22(ddd, J=9.2, 3.0, 1.3 ㎐, 1H), 4.57(dt, J=5.7, 1.3 ㎐2H), 4.43(dd, J=9.9, 4.3㎐, 1H), 4.32(app q, J=7.1 ㎐, 1H), 4.28-4.25(m, 1H), 4.17-4.08(m, 2H), 4.05-3.92(m, 3H), 3.89-3.82(m, 2H), 2.91-2.86(m, 1H), 2.62-2.58(m, 1H), 2.52(dt, J=11.8, 4.6㎐, 1H), 2.42-2.39(m, 1H), 2.32(t, J=7.6㎐,2H), 2.16-1.96(m, 6H), 1.86-1.72(m, 3H), 1.70-1.44(m, 11H), 1.30-1.24 (m, 22H), 1.19(d, J=6.2 ㎐, 3H), 0.91(t,J=7.4㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ173.5, 165.0, 149.7, 147.5, 133.5, 132.3, 130.4, 118.0, 101.0, 100.5, 68.7, 65.4, 64.85, 64.76, 60.1, 59.6, 57.6, 54.2, 45.8, 38.1, 34.7, 34.2, 33.1, 30.4, 30.2, 29.6, 29.51, 29.46, 29.37, 29.2, 29.1, 28.6, 26.0, 24.9, 24.7, 24.0, 23.5, 22.2, 9.7 ppm; IR(필름) 3344, 2925, 2854, 1736, 1685, 1542, 1462, 1384, 1259, 1170, 1084, 1001 ㎝-1; MS: HRMS(FAB) m/z 774.5615 (C44H76N3O8, M-C1에 대하여 774.5632); [α]25 D-39.4 ,[α]25 577-40.2, [α]25 546-44.8, [α]25 435-66.0, [α]25 405-70.0(c 1.2, CHCl3).
메탄올성 HCl과의 반응으로 화합물 18로부터 펜타사이클(화합물 19b)의 제조.
아세틸 클로라이드(320 ㎕, 4.5 mmol)를 MeOH(200 ㎕, 5.0 mmol)와 EtOAc(30 ㎖)의 0 ℃ 용액에 첨가하여, EtOAc 용매의 0.15 M HCl 용액을 얻는다. 이후, 디올(화합물 134)(1.10 g, 1.36 mmol)은 상기 용액 27 ㎖에 녹인다. 이 용액(4.1 mmol HCl 함유)은 6시간동안 실온에 유지시키고, 이후 CHCl3(250 ㎖)와 브린(50 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(CHCl3→99:1 CHCl3-MeOH → 98:2 CHCl3-MeOH)로 잔류물을 정제하여, 연한 황색 오일로 펜타사이클(화합물 135b와 139)의 8-9:1 혼합물 780 ㎎(78%)을 얻는다(1H NMR 스펙트럼에서 다수의 피크가 중복되기 때문에, 화합물 135b와 139의 정확한 비율을 측정하는 것은 어렵다). 이 혼합물은 다음 단계에 추가 정제없이 사용한다.
특성화를 위해, 상기 혼합물의 샘플은 역상 HPLC(9:1 MeOH-0.1 M NaCl)로 정제한다. 화합물 135b와 139의 반대이온이 독특하게 염화되도록 하기 위하여, 화합물 135b와 139의 순수한 샘플은 CHCl3(50 ㎖)에 녹이고 0.1 M HCl(10 ㎖)로 세척하고, 유기상은 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다(0.1 M HCl로 세척한 전후에 화합물 135b, 139, 10a의1H NMR과13C NMR 스펙트럼에서 약간의 차이가 존재한다). 실시예 Ⅳ에서, 화합물 135b와 10a는 정제이후 0.1 M HCl로 세척하지 않는다.
화합물 135b에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.37(s, 1H), 9.81(s, 1H), 5.95-5.87(m, 1H), 5.69-5.65(m, 1H), 5.48(br d, J=10.9 ㎐, 1H), 5.31(dq, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.22(dq, J=10.4, 1.3 ㎐, 1H), 4.57 (dt, J=5.7, 1.4㎐, 2H), 4.50(bd d, J=8.1, ㎐, 1H), 4.31-4.27(m, 1H), 4.26-4.21(m, 1H), 4.12-4.07(m, 1H), 3.98-3.95(m, 1H), 3.77-3.72(m, 1H), 2.91(d, J=11.7 ㎐, 1H), 2.58-2.53(m, 2H), 2.32(t, J=7.6 ㎐, 2H), 2.31-2.28(m, 3H), 2.21-2.17(m, 2H), 1.93(dd, J=14.5, 5.3 ㎐, 1H), 1.86-1.72(m, 3H), 1.69-1.60(m, 7H), 1.57-1.36(m, 6H), 1.32-1.20(m, 19H), 1.17-1.12(m, 1H), 1.13(d, J=6.0㎐, 3H), 0.87(t, J=7.3 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ173.4, 169.0, 150.9, 133.3, 132.3, 129.8, 118.0, 85.6, 84.7, 70.8, 68.8, 65.5, 64.8, 58.5, 55.1, 52.2, 37.5, 37.2, 34.2, 33.0, 32.1, 30.9, 30.0, 29.56, 29.53, 29.46, 29.38, 29.2, 29.11, 29.09, 28.5, 25.9, 24.9, 23.8, 22.0, 18.0, 10.2 ppm; IR(필름) 2926, 2853, 1732, 1659, 1615, 1462, 1349, 1202, 1022 ㎝-1; HRMS(FAB) m/z 698.5117 (C41H68N3O6, M-C1에 대하여 698.5108); [α]25 D-54.6 ,[α]25 577-55.6, [α]25 546-64.2, [α]25 435-115, [α]25 405-141(c 1.25, CHCl3).
소량의 펜타사이클(화합물 139)에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.23(s, 1H), 9.59(s, 1H), 5.96-5.88(m, 1H), 5.68-5.64(m, 1H), 5.48(br d, J=11.0 ㎐, 1H), 5.31(dq, J-17.2, 1.5㎐, 1H), 5.23(dq, J=10.4, 1.3 ㎐, 1H), 4.57(dt, J=5.7, 1.3 ㎐, 2H), 4.56(br s, 1H), 4.16 (t, J=6.7 ㎐, 2H), 4.08(dt, J=11.0, 5.4 ㎐, 1H), 3.97-3.92(m, 1H), 3.91-3.88(m, 1H), 2.57-2.52(m, 2H), 2.46-2.43(m, 2H), 2.33(t, J=7.5 ㎐, 2H), 2.30(d, J=11.1 ㎐, 1H), 2.30-2.26(m, 1H), 2.25-2.17(m, 2H), 1.92(dd,J=14.2, 5.8 ㎐, 1H), 1.77-1.42(m, 16H), 1.36(t, J=12.3 ㎐, 1H), 1.33(d, J=6.7 ㎐, 3H), 1.32-1.24(m, 19H), 0.85(t,J=7.3 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ173.5, 167.9, 148.9, 133.3, 132.3, 129.8, 118.1, 84.7, 82.9, 70.7, 70.1, 65.6, 64.9, 54.6, 53.0, 52.5, 37.8, 36.8, 34.2, 31.1, 30.33, 30.31, 29.61, 26.56, 29.49, 29.42, 29.23, 29.15, 29.11, 28.6, 28.4, 25.9, 24.9, 23.9, 21.8, 14.1, 10.3 ppm; IR (필름) 2926, 2853, 1732, 1662, 1620 ㎝-1; LRMS(FAB) m/z 698.51 (C41H68N3O6M-C1에 대하여 698.5108); [α]25 D-73.2, [α]25 577-67.3,[α]25 546-81.5, [α]25 435-149, [α]25 405-184 (c 0.3, CHCl3).
카르복실산(화합물 25)와 13,14,15-이소크램베시딘 657(화합물 10a).
화합물 135b와 139의 8-9:1 혼합물(50 ㎎, 0.068 mmol), 모르폴린(24 ㎕, 0.27 mmol), (Ph3P)4Pd(16 ㎎, 0.014 mmol), MeCN(5 ㎖)의 용액은 2시간동안 실온에 유지시킨다. 모르폴린(12 ㎕, 0.13 mmol)과 (Ph3P)4Pd(8 ㎎, 0.007 mmol)을 추가로 첨가하고, 용액은 추가로 2시간동안 실온에 유지시킨다. 이후, 용액은 CHCl3(50 ㎖)과 0.1 M HCl(10㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1M HCl(10 ㎖)로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축하여, 갈색 오일을 얻는다. 갈색 오일은 실리카겔(99:1 CHCl3→MeOH→98:2 CHCl3-MeOH) 플러그를 통하여 여과하고 농축하고, 잔류물은 Et3N(95 ㎕, 0.68 mmol)과 MeOH(7 ㎖)에 녹인다. 생성된 용액은 36시간동안 60℃에 유지시키고, 이후 CHCl3(50 ㎖)과 0.1 M HCl(8㎖)간에 분할한다. 유기상은 0.1 M HCl(8 ㎖)로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(99:1 CHCl3-MeOH→98:2 CHCl3-MeOH→95:5 CHCl3-MeOH)로 잔류물을 정제하여, 연한 황색 오일로 28 ㎎(60%)의 화합물 141을 산출한다. 반대이온이 독특하게 염화되도록 하기 위하여, 화합물 141은 CHCl3(50 ㎖)에 녹이고 0.1 M HCl(10 ㎖)로 세척한다. 유기상은 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 화합물 141에 대한 데이터:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.00(s, 1H), 9.23(s, 1H), 5.94(app, J=8.1㎐, 1H), 5.50(br d, J=11.0 ㎐, 1H), 4.57(br s, 1H), 4.16-4.11(m, 1H), 4.03-3.99(m, 1H), 4.00-3.97(m, 1H), 3.92-3.88(m, 1H), 3.72-3.68(m, 1H), 3.45(d, J=3.3 ㎐, 1H), 2.59-2.51(m, 2H), 2.33(t, J=7.5 ㎐, 2H), 2.29-2.24(m, 1H), 2.24-2.17(m, 3H), 1.89-180(m, 4H), 1.75-1.45(m, 4H), 1.39(t, J=12.3 ㎐, 1H), 1.30-1.24(m, 23H), 1.18(d, J=6.0㎐, 3H), 0.95(t, J=7.3 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ178.4, 167.7, 149.3, 133.6, 129.6, 85.0, 82.9, 70.8, 69.1, 65.3, 52.8, 52.0, 41.7, 38.1, 37.4, 33.9, 32.7, 31.4, 30.2, 29.5, 29.43, 29.37, 29.35, 29.2, 29.1, 29.0, 28.5, 27.9, 25.8, 24.7, 24.0, 22.1, 20.0, 10.2 ppm; IR(필름) 3200, 2924, 2852, 1732, 1621, 1189, 1167, 1027 ㎝-1; HRMS(FAB) m/z 658.4789(C38H64N3O6, M-C1에 대하여 658.4795); [α]25 D-47.3 ,[α]25 577-49.5, [α]25 546-55.9, [α]25 435-99.8, [α]25 405-1221(c 1.2, CHCl3).
카르복실산(화합물 141)은 1 M NaOH(1 ㎖)와 브린(1 ㎖)으로 산(5 ㎎)의 CHCl3(5 ㎖) 용액을 세척하여 카르복실산 내부염으로 정량적으로 전환시킨다. 유기층은 건조시키고(Na2SO4) 이후 농축하여, 무색 오일로 화합물 10a를 얻는다: [α]25 D-35.4 (c 0.8, MeOH). 이 샘플에 대한 분광과 질량 분석 데이터는 천연 화합물 10a에 대하여 공개된 데이터와 일치한다.
41,45-디-tert-부톡시카르보닐-13,14,15-이소크램베시딘 800(145).
카르복실산(화합물 141)(30 ㎎, 0.043 mmol), 벤조트리아졸-1-일록시트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오르포스페이트(28 ㎎, 0.064 mmol), (S)-하이드록시스페르미딘 유도체(화합물 144)(23 ㎎, 0.064 mmol), Et3N(29 ㎕, 0.22 mmol), CH2Cl2(2.0 ㎖)의 용액은 1시간동안 실온에 유지시키고, 이후 Et2O(40 ㎖)와 0.1 M HCl(10 ㎖)간에 분할한다. 유기상은 브린(2 ×10 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(99:1 CHCl3-MeOH → 97:3 CHCl3-MeOH)로 잔류물을 정제하면, 무색 거품으로 32 ㎎(71%)의 화합물 145가 산출된다:1H NMR(500 ㎒, CD3OD) δ5.70(br t, J=8.8 ㎐, 1H), 5.51(d, J=11.1 ㎐,1H), 4.45 (br s, 1H), 4.19-4.06(m, 3H), 3.92-3.78(m, 3H), 3.84(m, J=3.4 ㎐, 1H), 3.59-3.23 (m, 3H), 3.19-3.12(m, 3H), 3.06-2.97(m, 2H), 2.58(dd, J=12.8, 2.3 ㎐, 1H), 2.45-2.32(m, 4H), 2.31-2.24(m, 2H), 2.18-2.12(m, 1H), 1.96(dd, J=13.1, 6.1 ㎐, 1H), 1.81-1.44(m, 18H), 1.43(s, 18H), 1.38-1.17(m, 23H), 1.16(d, J=6.0 ㎐, 3H), 0.95(t, J=7.3 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CD3OD)(C38 아마이드는 NMR 시간 스케일에서 회전이성질체의 대략 1:1 혼합물로 존재한다. 하이드록시스페르미딘 유니트의 탄소를 비롯하여 C38에 근접하여 위치하는 탄소의 일부 시그널은 이중으로 나타난다. 회전이성질체를 확인할 수 있는 경우에, 이들 시그널은 괄호로 묶어 기재한다) δ(176.6/176.2), 169.8, 158.6, 158.4, 150.2, 134.1, 131.3, 86.7, 84.6, 80.02, 79.95, 72.0, 70.1, (69.0/68.3), 66.2, (55.0/53.4), 54.8, 54.3, 45.0, 42.6, 39.1 (38.9/38.7), 38.1, 36.2, 34.3, 34.1, 33.7, 32.9, 31,0, 30.78, 30.75, 30.67, 30.64, 30.57, 30.54, 30.50, 30.24, 30.16, 29.7, 28.9, 28.8, 28.7, 27.0, (26.7/26.6), 25.0, 22.4, 21.0, 10.8 ppm; IR(필름) 3385, 2927, 2854, 1731, 1668(br), 1614, 1449, 1366, 1253, 1167, 1028 ㎝-1; HRMS(FAB) m/z 1001.7 (C55H97N6O10, M-C1에 대하여 1001.7); [α]22 D-68.7, [α]22 577-72.9, [α]22 546-83.3, [α]22 435-148 (c 0.6, CHCl3).
13,14,15-이소크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드(화합물 10).
화합물 145(30 ㎎, 0.029 mmol) 및 EtOAc에 녹인 2.9 ㎖의 2.0 M HCl의 용액은 30분동안 실온에 유지시키고, 이후 농축한다. 역상 HPLC(3.5:1 MeOH-0.1 M NaCl, 5 μAltima C18 칼럼)으로 잔류물을 정제하면, 연환 황색 오일인 18 ㎎(70%)의 13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10)이 트리하이드로클로라이드 염으로 산출된다: [α]22 D-67.7, [α]22 577-70.9, [α]22 546-80.6(c 0.73, MeOH). 이 샘플에 대한 NMR 데이터는 천연 화합물 10에 대하여 공개된 데이터와 일치하고, 합성 화합물 10은 3개의 용리액을 이용한 HPLC 분석으로 화합물 10의 천연 샘플과 구별할 수 없었다.
페라세틸-13,14,15-이소크램베시딘 800 하이드로클로라이드(화합물 146)의 제조.
13,14,15-이소크램베시딘 800(화합물 10), 아세트산 무수물(1.2 ㎖), 피리딘(2.4 ㎖)의 용액은 20시간동안 실온에 유지시키고, 이후 진공 펌프를 활용하여 농축한다. 잔류물은 CHCl3(40 ㎖)에 녹이고 브린(10 ㎖), 0.1 M HCl(10 ㎖), 브린(10 ㎖) 순서로 세척한다. 용액은 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축한다. 플래시 크로마토그래피(95:5 CHCl3-MeOH)로 잔류물을 정제하여, 8 ㎎(70%)의 페라세틸이소크램베시딘 800(화합물 146)을 얻는다. 합성 화합물 146에 대한1H NMR과13C NMR 데이터는 천연 13,14,15-이소크램베시딘 800의 유도체에 대하여 보고된 데이터와 완벽하게 일치한다(Berlinck, R. G. S.; Braekman, J.C.; Daloze, D.; Bruno,I.; Riccio, R.; Ferri, S.; Spampinati, S.; Speroni, E.J. Nat. Prod. 1993, 56, 1007-1015).
(4aR,7S)-4-[15-(알릴옥시카르보닐)펜타데실옥시카르보닐]-3[(4S)-4-t-부틸디메틸실록시펜틸]-7-[(5Z,7S)-2-(1',3'-디옥산-2'-일)-7-트리이소프로필-실록시-5-노네닐]-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-이미노피롤로[1,2-c]-피리미딘 하이드로클로라이드(화합물 133): 1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.16(s, 1H), 6.99(s, 1H), 5.94-5.87(m, 1H), 5.42(br t, J=9.8 ㎐, 1H), 5.30(dq, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.27-5.24 (m, 1H), 5.22(dq, J=10.4, 1.3 ㎐, 1H), 4.56(dt, J=.5.6, 1.4 ㎐, 2H), 4.46-4.41(m, 2H), 4.24-4.21(m, 1H), 4.18-4.08(m, 2H), 4.04-3.89(m, 5H), 2.82-2.77(m, 1H), 2.66-2.57(m, 2H), 2.32(t, J=7.6 ㎐, 2H), 2.27-2.19(m, 1H), 2.03-1.55(m, 17H), 1.31-1.24(m, 25H), 1.12(d, J=6.0 ㎐, 3H), 1.04(s, 21H), 0.87(t, J=7.6 ㎐, 3H), 0.85(s, 9H), 0.028(s, 3H), 0.024(s, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ173.4, 164.8, 150.7, 149.6, 135.2, 132.2, 126.5, 117.9, 102.8, 100.0, 69.8, 69.7, 68.2, 64.8, 60.0, 59.4, 57.8, 52.2, 44.4, 39.0, 34.2, 33.5, 31.6, 30.8, 30.1, 30.0, 29.54, 29.52, 29.48, 29.41, 29.3, 29.1, 29.0, 28.5, 26.0, 25.8, 24.8, 24.4, 23.5, 22.1, 18.01, 17.99, 12.3, 9.2, -4.6, -4.7 ppm; MS (FAB) m/z 1044.3 (C59H110N3O8Si2, M-C1에 대하여 1044.8).
테트라사이클릭 구아니딘(화합물 138b):1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ10.46,(s, 1H), 5.94-5.87(m, 1H), 5.67-5.64(m, 1H), 5.48(br d, J=10.9 ㎐, 1H), 5.30(dq, J=17.2, 1.5 ㎐, 1H), 5.22(dq, J-10.7, 1.3 ㎐, 1H), 4.56(dt, J=5.7, 1.3 ㎐ 2H), 4.56(br s, 1H), 4.20-4.08(m, 3H), 4.05-3.99(m, 1H), 3.94-3.91(m, 1H), 3.68(br s, 1H), 2.99-2.94(m, 1H), 2.70-2.58(m, 3H), 2.52-2.45(m, 1H), 2.39-2.30(m, 3H), 2.32(t, J=7.6 ㎐, 2H), 2.24-2.19(m, 1H), 2.04-1.99(m, 1H), 1.91(dd, J=14.8, 5.2 ㎐, 1H), 1.87-1.71(m, 4H), 1.68-1.58(m, 5H), 1.57-1.40(m, 4H), 1.38-1.23 (m, 20H), 1.21(d, J=6.2 ㎐, 3H), 0.84(t, J=7.2 ㎐, 3H);13C NMR(125 δ, CDCl3) δ173.5, 164.4, 151.4, 149.4, 133.2, 132.3, 129.7, 118.0, 104.0, 85.1, 71.3, 65.9, 65.0, 64.9, 55.6, 51.8, 37.7, 37.0, 36.4, 34.2, 31.7, 31.3, 30.2, 29.6, 29.54, 29.48, 29.40, 29.2, 29.1, 28.6, 26.1, 24.9, 24.4, 24.2, 23.6, 10.4 ppm; IR(필름) 3372, 2925, 1737, 1689, 1651, 1613, 1547, 1455, 1341 ㎝-1; MS(FAB) m/z 698.5106 (C41H68N3O6, M-C1에 대하여 698.5108).
N-아세틸화된 하이드록시스페르미딘 하이드로클로라이드 염 i:1H NMR(500 ㎒, CD3OD) δ4.04(t, J-6.7 ㎐, 2H), 3.97-3.95(m, 1H), 3.69-3.38 (m, 3H), 3.32-3.21(m, 1H), 3.14-3.08(m, 2H), 2.99-2.84(m, 2H), 2.54-2.39(m, 2H), 2.01(s, 3H), 2.00-1.80(m, 3H), 1.74-1.71(m, 1H), 1.63-1.58(m, 4H), 1.33-1.29(m, 22H);13C NMR(125 ㎒, CD3OD)(아마이드는 NMR 시간 스케일에서 회전이성질체의 대략 3:1 혼합물로 존재한다. 하이드록시스페르미딘 유니트의 탄소를 비롯하여 상기 아마이드에 근접하여 위치하는 탄소는 2개의 시그널을 보인다. 2개의 회전이성질체가 관찰되는 경우에, 회전이성질체의 탄소 시그널은 괄호로 묶어 기재하는데, 주요 회전이성질체를 앞에 기재한다) δ(177.5, 176.4), 173.0, (68.6, 69.4), 65.7, (54.8, 53.2), (43.9, 47.8), 38.5, (38.2, 38.3), 34.2, 34.0, (32.9, 33.0), 30.75, 30.72, 30.67, 30.61, 30.5, 30.3, 29.7, 27.0, (26.61, 27.8), (26.54, 26.59), 20.8 ppm.
N-아세틸화된 하이드록시스페르미딘 자유 염기 ii:1H NMR(500 ㎒, CD3OD) δ4.04(t, J=6.7 ㎐, 2H), 3.91-3.85(m, 1H), 3.65-3.32(m, 3H), 3.27-3.13(m, 1H), 2.86-2.78(m, 2H), 2.66-2.60(m, 2H), 2.45-2.37(m, 2H), 2.00(s, 3H), 1.77-1.68(m, 2H), 1.63-1.51(m, 6H), 1.32-1.24(m, 22H);13C NMR(125 ㎒, CD3OD)(아마이드는 회전이성질체의 대략 1:1 혼합물로 존재한다) δ176.6, 176.3, 173.1, 70.0, 68.9, 65.7, 55.0, 53.7, 44.5, 40.0, 39.5, 39.4, 38.1, 37.9, 34.3, 34.0, 32.8, 30.8, 30.73, 30.67, 30.63, 30.5, 30.4, 29.7, 27.0, 26.7, 20.8 ppm.
실시예 VI
본 실시예는 구아니디늄 알칼로이드의 크램베시딘/프틸로미칼린 군 및 유사종의 제조를 위한 신규한 펜타사이클릭 중간물질을 만드는 방법을 설명한다. 본실시예는 또한, 구아니디늄 알칼로이드의 크램베시딘/프틸로미칼린 군 및 유사종의 제조를 위한 펜타사이클릭 중간물질의 개선된 화학적 합성에 관한다.
사슬 비기넬리 반응.
C(22) 카르복실산 보호기로 알릴 에스테르를 선택하는데, 그 이유는 이 보호기가 구아니디늄 염의 존재하에 제거될 수 있기 때문이다(Overman, L.E.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657). 전술한 조건(Overman, L.E.; et al. 1995, supra)을 활용한 화합물 151(Overman, L.E.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657)과 화합물 152(Overman, L.E.; et al. 1995. supra)간의 비기넬리 응축은 부분입체선택성이 약한(2:1) 30-40%의 153 화합물이 산출된다.
화합물 152의 무결성에 관심을 가졌다(도48). 요소(화합물 152)(도48)는 전구물질 아민(화합물 154)(Overman, L.E.; et al. 1995, supra)와 트리메틸실릴 이소티오시아네이트(Vishnyakova, T.P.; et al. Russ. Chem. Rev. 1985, 54, 249)를 반응시켜 향상된 수율로 합성하였다(도48). 화합물 155의 가용매분해를 H2와 10% Pd/C로 중단시키면, 23℃ 감압(0.1 ㎜)하에서 1시간후 고체 산물이 수득된다. 상기 물질은 비기넬리 응축에서 뛰어난 수율(60%)을 제공한다. 하지만, 부분입체선택성은 여전히 부족하다(ds = 2:1). 반응 조건의 광범위한 최적화는 비-전형적인 용매 트리플루오르에탄올에서 비기넬리 응축이 우수한 부분입체선택성(ds=6.5:1 (~50%) 0.5 M, ds = 4.1 (80%) 1.7 M)으로 진행된다는 것을 보였다. 비기넬리 응축에서 효율 및 입체선택성을 향상시키기 위한 상기 용매의 유용성은 최근에 보고되었다(McDonald and Overman J.Org. Chemistry, 1999, 64:1520-1528).
모르폴리늄 아세테이트는 비기넬리 반응에 대한 촉매제로 선택되었다(Renhowe, P.A. Ph. D. Thesis, University of California, Irvine. 1995). 모르폴리늄 아세테이트의 유용성과 관련된 중요한 발견은 비기넬리 반응의 최적화동안 이루어졌다. 화합물 152의 가용매분해 산물의 환원성 수소첨가이후 그리고 여과와 응축에 앞서 모르폴리늄 아세테이트는 화합물 152의 메탄올성 용액에 첨가하였다. 이후, 용액은 농축하여, 점성 오일 화합물 156을 얻고, 이는 HRMS 분석으로 특성화한다. 이런 오일을 비기넬리 반응에 적용하면, 80%의 훨씬 향상된 수율로 화합물 153이 산출된다. 게다가, 이런 변형은 반응시간을 1.5일로 반감시킨다.
광학활성이 없는 요오드 화합물 166의 합성.
상기 합성에서, 이논(ynone) 전구물질의 광학선택적 환원에 의해 중등도의 거울상이성질체 순도(86% ee)로 C(1)-C(7) 단편인 화합물 166이 만들어진다(Overman, L.E.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657; Renhowe, P. A. Ph. D. Thesis, University of Calfornia, Irvine. 1995). 거울상이성질체 순도로 이 중간물질을 제공하는 좀더 간단한 합성방법은 반응식 Ⅷ(도34)에 요약한다. TADDOLate 촉매제(Weber, B.; Seebach, D. Tetrahedron, 1994, 50, 7473-7484)의 존재하에 각각 화합물 157과 158로부터 합성되는 알데하이드(화합물 159 또는 160)에 디에틸아연을 첨가하면, 유도된 모셔 에스테르의 GLC 분석에서 키랄 알코올(화합물 161과 162)가 높은 수율과 >99% ee로 산출된다(Seebach, D.; et al.Helv. Chim. Acta 1987, 70, 954; Seebach, D.; et al., Chimia 1991, 238; Seebach, D.; et al. Helv. Chim. Acta 1992, 75, 438; Seebach, D.; et al. Helv. Chim. Acta 1992, 75, 2171; Seebach, D.; et al. Tetrahedron 1994, 50, 4363; Weber, B.; Seebach, D. Tetrahedron 1994, 50, 7473). 알코올(화합물 161)은 광학적 회전을 제외하고, 초기 분석에 이용된 중간물질과 동일한 것으로 밝혀졌다(Overman, L.E.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657). 광학활성이 없는 화합물 163은 (S)-(Z)-1-요오도-5-트리이소프로필실록시-3-헵텐으로 전환시켰다(Overman, L.E.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657). 이 시점에서, TIPS 보호기는 불필요하게 많은 것으로 보여 TBDMS과 대체한다. 일차 알코올의 PMB 보호는 이차 알코올의 TBDMS 보호가 가능하게 하고, 따라서 도49에서 요약한 바와 같이 일차 요오드(화합물 166)를 전달하게 된다. 오르게노리튬(organolithium)(화합물 167)은 -78℃에서 리튬-요오드 교환으로 화합물 166으로부터 만든다(Dale, J.A.; et al. J. Org. Chem. 1969, 34, 2543; Dale, J. A.; Mosher, H. S. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 512; Ward, D. E.; Rhee, C.K. Tettrahedron Lett. 1991, 32, 7165).
트리사이클릭 중간물질과 C(1)-C(7) 단편의 대합.
이 합성 단계는 화합물 169와 관련된 알데하이드의 불안정성으로 인해 기존 합성에서 가장 불만족스러웠다(Overman, L.E.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2657; Renhowe, P. A. Ph. D. Thesis, University of Calfornia, Irvine. 1995). 현재의 알릴 시리즈에서, 화합물 168이 Swern 시약으로 산화되는 경우에C(8)에서 상당한 에피머화가 발생한다. Dess-Martin 페리오디난(periodinane) 산화에서 에피머화는 전혀 일어나지 않았다(도50). 생성된 알데하이드(화합물 169)는 기존 프로토콜에 따라 O-메틸화시켰다(Overman, L.E.; et al. J. Am. Chem. Soc.1995, 117, 2657; enhowe, P. A. Ph. D. Thesis, University of California, Irvine. 1995). 하지만, 화합물 167을 알데하이드 170에 첨가하고 이후 정제되지 않은 에피머 알코올을 산화시키면, 낮은 수율로(20-30%) 케톤(화합물 171)이 산출된다. 순수한 화합물 170 또는 171이 ~1시간동안 상업적 또는 불활성화된 실리카겔에 노출되면, 상당한 중량 감소(~30%)가 관찰된다. 이런 관찰결과는 이들 두 단계에서 낮은 수율을 부분적으로 해명한다. 이런 어려움을 극복하기 위하여 다른 과정이 개발되었다(도51).
2.2 당량의 화합물 167을 알데하이드(화합물 169)에 첨가하고 이후 산화시키면, 30-40%(소모된 화합물 169에 기초할 때 46-51%)의 비최적화 수율로 케톤(화합물 172)가 산출된다. 케톤(화합물 172)은 O-메틸화시키고, 구아닐화시키고, 탈보호하고, 비최적화된 25-30% 전체 수율로 펜타사이클릭 알릴 에스테르(화합물 8)(중간물질 정제없음)로 고리화시킨다. 이 과정은 최적화시켜, 실리카겔 크로마토그래피에서 물질의 손실을 최소화시킨다.
펜타사이클 산(화합물 7)의 합성.
알릴 에스테르는 표준 조건하에 Pd(0)/디메돈으로 제거하여, 펜타사이클 산(화합물 7)을 제공한다(도51).
다음의 실시예는 본 발명을 설명하고 당업자의 이해를 돕기 위하여 제시한다. 하기 실시예는 달리 명시하지 않는 경우, 본 발명의 범주에 속한다.
일반적 실험 세부내용: 모든 반응은 Ar 또는 N2대기하에 실시하고, 농축은 감압하에 BUchi 회전 증발기로 실시한다. 테트라하이드로푸란(THF), Et2O, CH2Cl2는 Ar로 가스를 제거하고, 이후 무수성 중성 A-2 알루미나의 4x36인치 칼럼 두개(8x14 메쉬: LaRoche Chemicals; 350℃에서 3시간동안 Ar 흐름하에 활성화)에 통과시켜 수분을 제거한다. 톨루엔은 Ar로 가스를 제거하고, 이후 Q-5 반응물의 4x36 인치 칼럼(Englehard; 250℃에서 3시간동안 5% H2/N2흐름하에 활성화)에 통과시켜 O2를 제거하고, 그 다음 무수성 중성 A-2 알루미나의 4x36인치 칼럼 하나(8x14 메쉬: LaRoche Chemicals; 350℃에서 3시간동안 Ar 흐름하에 활성화)에 통과시켜 수분을 제거한다. 트리에틸아민(Et3N), 피리딘, 이소프로필에틸아민(i-PR2NEt), 디이소프로필아민, 아세토니트릴은 대기압에서 CaH2로부터 증류한다. 오르게노리튬 반응물의 지정된 몰농도는 메탄올/플루엔 적정으로 규정한다(Posner, G.H.; Lentz, C.M. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 934). 수단 및 크로마토그래피: 300 ㎒1H와 75 ㎒13C 스펙트럼은 Bruker QE 300 FT NMR에서 구한다; 500 ㎒1H와 125 ㎒13C NMR 스펙트럼은 Bruker GN 500 FT NMR 또는 Bruker Ω 500 FT NMR에서 구한다.1H NMR 화학적 변이는 δ값/ppm으로 표시한다. 결합상수는 ㎐로 표시하는데, 이는 명백한 복합성을 의미한다.
복합성은 다음과 같이 나타낸다: S(단일항); d(이중항); t(삼중항); m(다중항); app t(명백한 t); dd(이중항의 이중항)등. 질량 스펙트럼은 MicroMass 분석 7070E(CI-이소부탄) 또는 MicoMass AutoSpec E(FAB) 질량분석기에서 측정한다. 비파괴 스펙트럼은 Perkin Elmer 1600 FTIR 질량분석기로 측정한다. 미세분석은 Atlantic Microlabs, Atlanta, GA.로 실시한다. 광학회전은 JASCO DIP-360 디지털 편광계로 측정한다. TLC와 칼럼 크로마토그래피는 대략 30:1 SiO2:기질의 로딩을 갖는 E.Merck 실리카겔(43-60 ㎛)로 실시한다.
(R)-알릴-7-(t-부틸디메틸실록시)-3-옥소옥타노에이트(화합물 151).
새로 증류된 알릴 아세토아세테이트(5.0 ㎖, 37 mmol)는 헥산-세척된 NaH(1.73 g, 43 mmol)와 건조 THF (50 ㎖)의 0℃ 혼합물에 한방울씩 첨가한다. 10분후, n-부틸리튬(헥산 용매의 14.9 ㎖의 2.7 M 용액)을 한방울씩 첨가하고, 생성된 적색 용액은 0℃에서 추가로 10분동안 유지시킨다. 이후, 화합물 150(4.53 g, 14.4 mmol)과 건조 THF (20 ㎖)의 용액을 한방울씩 첨가한다. 20분후 0℃에서 반응 혼합물은 포화된 수성 NH4Cl(20 ㎖)로 냉각시킨다. 층은 분리하고, H2O층은 Et2O(2×15㎖)로 추출하고, 결합된 유기층은 브린(15 ㎖)으로 세척하고건조시키고(MgSO4) 농축한다. 실리카겔(20:1헥산-EtOAc)에서 잔류물을 정제하여, 무색 오일로 2.84 g(60%)의 화합물 151(1H NMR 분석에서 케토와 에놀형의 9:1 혼합물)을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.86-5.90(m, 1H), 5.31(d, J=.17.0 ㎐, 1H), 5.23(d, J=10.5 ㎐, 1H), 4.60(d, J=5.7 ㎐, 2H), 3.76(dd, J=11.9 6.0 ㎐, 1H), 3.44(s, 2H), 2.52(t, J=7.3 ㎐, 2H), 1.63-1.66(m, 1H), 1.55-1.58(m, 1H), 1.35-1.40(m, 2H), 1.09(d, J=6.0 ㎐, 3H), 0.85(s, 9H), 0.02(s, 6H) ;13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 202.5, 166.9, 131.5, 118.8, 68.2, 65.9, 49.1, 43.1, 38.8, 25.9, 23.7, 19.7, 18.1, -4.4, -4.7 ppm; IR(필름) 2956 2857 1748 1716 1255 1149 836 775 ㎝-1; [α]25 D:-12.8°, [α]25 577:-12.9°[α]25 546:-14.1°,[α]25 435:-23.8°, [α]25 405:-28.1°(c=1.05, CHCl3). C17H32O4Si에 대한 Anal.: C 62.15: H 9.82. Found: C 62.42; H 9.93.
(4aR,7S)-4-(알릴옥시카르보닐)-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-7-(2-하이드록시에틸)-3-[(4S)-4-(t-부틸디메틸실록시펜틸)]-1-옥소피롤로[1,2-c]피리미딘(화합물 153a) 및 (4aS,7S)-4-(알릴옥시카르보닐)-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-7-(2-하이드록시에틸)-3-[(4S)-4-(t-부틸디메틸실록시펜틸)]-1-옥소피롤로[1,2-c]피리미딘(화합물 153b).
정제되지 않은 (S)-화합물 156(2.3 g 9 mmol), 화합물 151(2.2g 6.7 mmol), 트리플루오르에탄올(4㎖)의 용액은 2시간동안 60℃로 가열한다. 반응 혼합물은 Et2O(50 ㎖)를 부어 냉각시키고 포화된 수성 NH43Cl(2 ×10 ㎖)과 브린(10 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하고 실리카겔(1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 2.01 g(64%)의 소요 cis-비기넬리 산물(화합물 153a)와 0.51 g(16%)의 trans-비기넬리 산물(화합물 153b)을 얻는다.
화합물 153a:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ8.26(s, 1H), 5.89-5.97(m, 1H), 5.30(dd J=16.7, 1.2 ㎐, 1 H), 3.22(dd J=10.4 1.0 ㎐ 1H), 4.60 (ddd J=22.6 13.1 5.9 ㎐ 2H), 4.26(dd J=11.3 4.9 ㎐ 1H), 4.10-4.14(m, 1H), 3.74-3.80(m, 1H), 3.40-3.67(m, 2H), 2.58(t J=7.5 ㎐ 2H), 2.47-2.52(m, 1H), 2.02-2.11(m, 1H), 1.84(m, 1H), 1.60-1.77(m, 4H), 1.36-1.53(m, 3H), 1.10(d J=6.0 ㎐ 3H), 0.85(s 9H), 0.02(s 3H), 0.01(s 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ165.2 155.0 152.9 132.3 118.5 102.2 68.6 64.8 59.0 58.3 52.2 39.4 38.9 31.1 30.6 29.8 25.8 25.0 23.7 18.1 -4.4 -4.7 ppm; IR(필름) 3450 3225 3095 2954 1682 1626 1431 1111 835776 ㎝-1; [α]25 D:-28.6° [α]25 577:-30.0° [α]25 546:-36.8° [α]25 435:-97.7° [α]25 405:-138° (c=2.20 CHCl3). C24H42N2O5Si에 대한 Anal.: C 61.77 ; H 9.07; N 6.00. Found: C 61.66 ; H 9.15; N 5.92.
화합물 153b:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ8.52(s, 1H) 5.87-5.94(m, 1H) 5.28(d J=17.5 ㎐ 1H) 5.21(d J=10.4 ㎐ 1H) 4.60(ddd J=13.4 7.5 6.0 ㎐ 2H) 4.39-4.45(m, 1H) 4.34(dd J=10.5 4.6 ㎐ 1H) 3.77(dd J=11.5 5.7 ㎐ 1H) 3.56-3.66(m, 2H) 2.66-2.71(m, 1H) 2.49-2.54(m, 1H) 2.42-2.46(m, 1H) 2.08(dd J=20.7 8.7㎐ 1H) 1.76-1.81(m, 1H) 1.62-1.67(m, 1H) 1.37-1.54(m 6H) 1.10(d J=6.04 ㎐ 3H) 0.8(s 9H) 0.02(s 3H) 0.01(s 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 165.3 153.2 150.1 132.4 118.2 98.7 68.5 64.7 58.9 57.3 53.7 38.9 38.3 35.1 31.3 28.2 25.9 24.5 23.6 18.1 -4.5 -4.7 ppm; IR(필름) 3442 2356 3100 2930 2897 1708 1668 1634 1463 1236 1082 736 ㎝-1; [α]25 D:-26.3° [α]25 577:-26.8° [α]25 546:-29.3° [α]25 435:-54.7° [α]25 405:-122° (c CHCl3). C24H42N2O5Si에 대한 Anal.: C 61.77; H9.07; N 6.00. Found: C 61.75; H 9.10; N 5.96.
화합물 156.
화합물 155(1.74 g 9 mmol)와 MeOH(50 ㎖)의 용액은 포화될 때까지(청색이 나타나고 10분동안 지속된다), -78℃에서 오존 거품을 일으킨다. 이후, 용액에 질소 거품을 일으켜 과도한 오존을 제거한다. 무색 용액에 d/C(0.6 g)를 첨가하고, 반응 혼합물은 1atm H2하에 -78℃에 유지시킨다. 30분후 냉각 수조는 제거하고, 모르폴리늄 아세테이트(2.0 g 13 mmol)를 첨가하고, 반응 혼합물은 23℃로 데운다. 4시간후, 반응 혼합물은 건조시키고(MgSO4) 여과하고, 여과물은 농축한다. 생성된 잔류물은 트리플루오르에탄올(30 ㎖)로 희석하고 농축하여, 황색 오일을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다: C1H21N3O3에 대한 MS(CI)m/e 243.1583 found 243.1588 (M).
1-(4-메톡시벤질옥시)-3-부틴(화합물 158).
기존 과정(Takaku H. et al.,; Tetrahedron Lett. 1983 24 5363; Nakajima N.; et al. Tetrahedron Lett. 1988 29 4139)에 따라, TfOH(1.6 ㎖ 18 mmol)는 MBOC(=NH)CCl3(169.3 g 0.6 mol), 3-부틴-1-올(67 g 0.66 mol), 건조 Et2O (600 ㎖)의 0℃ 용액에 한방울씩 첨가한다. 30분후, 반응 혼합물은 포화된 수성 NaHCO3(100 ㎖)을 첨가하여 냉각시킨다. 층은 분리하고, 수층은 Et2O(50 ㎖)로 추출하고, 결합된 유기층은 브린(50 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축한다. 생성된 잔류물은 헥산(300 ㎖)으로 희석하고 실리카겔 플러그를 통하여 여과하고 농축하고 50℃ 진공(0.1 ㎜ Hg)하에서 12시간동안 교반하여, 화합물 158(~100%)을 산출하는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.28(d J=8.4 ㎐ 2H) 6.89(d J=8.4 ㎐ 2H) 4.49(s, 2H) 3.80(s, 3H) 3.58(t J=7.0 ㎐ 2H) 2.49(dt J=7.0 2.7 ㎐ 2H) 2.00(t J=2.6 ㎐ 1H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ159.2 130.0 129.3 113.7 81.3 72.5 69.2 67.8 55.2 19.8 ppm; IR(필름) 3292 3001 2936 2863 1614 1514 823 ㎝-1; C12H14O2에 대한 Anal.: C 75.76; H 7.42. Found: C 75.60; H 7.49.
5-(t-부틸디메틸실록시)-2-펜티날(화합물 159).
n-BuLi(2.5 M 4.8 ㎖)의 헥산 용액은 건조 THF(20 ㎖)에 녹인 화합물 157(2.0 g 10.9 mmol)의 -78℃ 용액에 첨가한다. 10분후, 반응 혼합물은 얼음 수조에 넣고, THF(20 ㎖)에 녹인 건조 DMF(5 ㎖)를 첨가한다. 30분후, 0℃에서 반응 혼합물은 5% H2SO4(20 ㎖)의 교반 용액에 넣어 냉각시킨다. 1시간후, 층은 분리하고, H2O층은 Et2O(3 ×15 ㎖)로 추출하고, 결합된 유기층은 포화된 수성 NaHCO3(1 ×15 ㎖)과 브린(1×15 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축한다. 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc)에 잔류물을 정제하면, 연한 황색 오일로 0.921 g(55%)의 화합물 159가 산출된다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.17(s, 1H) 3.79(t J=6.7 ㎐ 2H) 2.62(t J=6.7 ㎐ 2H) 0.9(s 9H) 0.1(s 6H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ177.0 96.2 82.3 60.6 25.8 23.5 18.3 -5.3 -5.4 ppm; IR(필름) 2930 2205 1671 1111 ㎝-1; C11H20O2Si에 대한 HRMS(CI 이소부탄) m/e 212.1232 found 197.0998(M-CH3).
5-(4-메톡시벤질옥시)-2-펜티날(화합물 160).
n-BuLi(2.5 M 9.34 ㎖)의 헥산 용액은 건조 THF(100 ㎖) 용매의 화합물 157(2.0 g 10.9 mmol)의 -78℃ 용액에 첨가한다. 10분후, 반응 혼합물은 얼음 수조에 넣고, THF(20 ㎖)에 녹인 건조 DMF(5 ㎖)를 첨가한다. 30분후, 0℃에서 반응 혼합물은 5% 수성 H2SO4(100 ㎖)의 교반 용액에 넣어 냉각시킨다. 1시간후, 층은 분리하고, H2O층은 Et2O(3 ×30 ㎖)로 추출하고, 결합된 유기층은 포화된 수성 NaHCO3(1 ×30 ㎖)과 브린(1×30 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축한다. 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc)에 잔류물을 정제하면, 연한 황색 오일로 2.55 g(55%)의 화합물 160 산출된다:1H NMR (500 ㎒, CDCl3) δ9.16(s, 1H) 7.26(d J=8.5 ㎐ 2H) 6.88(d J=8.6 ㎐ 2H) 4.48(s 2H) 3.79(s, 3H) 3.61(t J=6.7 ㎐ 2H) 2.69(t J=6.7 2H);13C NMR (125 ㎒, CDCl3) δ177.0 159.2 129.6 129.3 113.8 95.7 81.9 72.7 66.5 55.2 20.6 ppm; IR(필름) 3002 2865 2205 1668 1514 824 ㎝-1; C13H14O3에 대한 Anal.: C 71.54; H 6.47. Found: C 71.42; H 6.54.
(5S)-하이드록시-1-(4-메톡시벤질옥시)-3-펩틴(화합물 162).
Seebach의 일반 과정에 따라, (Ti(Oi,4)4(0.50 ㎖ 1.68 mmol)은 (4R, 5R)-2 2-디메틸-α,α,α∋,α∋-테트라(나프트-2-일)-1,3-디옥솔란-4,5-디메탄올(1.12 g 1.67 mmol)과 건조 톨루엔(15 ㎖)의 23℃ 용액에 첨가한다. 3시간후, 용매는 감압(0.1 ㎜)하에서 제거한다. 생성된 잔류물은 건조 Et2O(33 ㎖)에 녹이고, 반응 용기는 -26 ℃로 냉각시키는데, 여기에 Ti(Oi-,r)4(3.0 ㎖ 10 mmol), 화합물 160(1.83 g 8.37 mmol), Et2Zn(9.1 ㎖의 1.1 M 용액/톨루엔)을 첨가한다. 18시간후 -26℃에서, 반응 혼합물은 포화된 수성 NH4Cl(1 ㎖)로 냉각시키고 건조시키고(MgSO4) Celite®을 통하여 여과하고 농축하고, 생성된 잔류물은 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 1.833 g(88%)의 화합물 162를 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.25(d J=8.4 ㎐ 2H) 6.86(d J=8.4 ㎐ 2H) 4.46(s 2H) 4.26(t J= 6.4 ㎐ 1H) 3.78(s, 3H) 3.53(t J=7.0 ㎐ 2H) 2.58(s, 1H)2.49(dt J=7.0 1.5 ㎐ 2H) 1.66(m, 2H) 0.97(t J=7.4 ㎐ 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ 159.1 129.9 129.2 113.7 82.3 81.7 72.4 67.9 63.5 55.1 30.9 19.9 9.4 ppm; IR(필름) 3418 2965 1613 1514 1249 823 733 ㎝-1; [α]25 D:-3.2° [α]25 577:-3.6° [α]25 545:-4.0° [α]25 435:-6.5° [α]25 405:-7.7°(c=2.35 CHCl3). C15H20O3에 대한 Anal.: C 72.55; H 8.12. Found: C 72.26; H 8.14.
Ward의 일반 과정(Ward D. E.; Rhee C.K. Tetrahedron Lett. 1991 32 7165)에 따라, 화합물 162(23 ㎎)는 (R)-α-메톡시-α-(트리플루오르메틸)페닐 산 클로라이드[(R)-MT,AC1]로 처리하여, 상응하는 (R)-MT,A 에스테르를 얻는다. 모세관 GC 분석[150 ℃ 내지 200℃/2.0℃min-1tR162-(R)-MT,A = 21.13분 tRent -162-(R)-MT,A=20.69분]은 99.7:0.3의 162-(R)-MT,A와 ent-162-(R)-MT,A. 비율을 보였다.
(5S)-(t-부틸디메틸실록시)-1-(4-메톡시벤질옥시)-3-헵틴.
TBSCl(1.08 g 7.2 mmol)는 이미다졸(0.53 g 7.8 mmol), 화합물 162(1.48 g 6 mmol), 건조 DMF(5 ㎖)의 23℃ 용액에 15분동안 일부를 첨가한다. 23℃에서 2시간유지시킨 후, 용액은 20㎖ H2O에 넣고 Et2O(4 ×20 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기층은 브린(20 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축한다. 정제되지 않은 오일은 하룻밤동안 진공(0.1 ㎜)하에 위치시켜, 무색 오일로 2.16 g(100%)의 소요 산물을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.28(d J=8.5 ㎐ 2H) 6.89(d J=8.5 ㎐ 2H) 4.48(s 2H) 4.28(dt J=6.2 1.7 ㎐ 1H) 3.80(d J=1.6 ㎐ 3H) 3.56 (dt J=7.2 1.52 ㎐ 2H) 2.51(dt J=7.2 1.7 ㎐ 2H) 1.66(appt J=7.0 ㎐ 2H) 0.96(dt J=7.3 1.3 ㎐ 3H) 0.91(d J=1.4 ㎐ 9H) 0.13(d J=1.4 ㎐ 3H) 0.11(d J=1.4 ㎐ 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ159.2 130.2 129.2 113.73 82.8 72.6 68.3 64.4 55.2 31.9 25.8 20.1 18.3 9.2 -4.5 -5.0 ppm; IR (필름) 2930 1614 1514 1249 1099 837 ㎝-1; [α]25 D:-34.5° [α]25 577:-35.0° [α]25 546:-40.9° [α]25 435:-69.5° [α]25 405:-83.5°(c=5.35 CHCl3). C21H34O3Si에 대한 Anal.: C 69.56; H 9.45. Found: C 69.49; H 9.50.
(S)-(5)-(t-부틸디메틸실록시)-3-헵티놀.
(5S)-(t-부틸디메틸실록시)-1-(4-메톡시벤질옥시)-3-헵틴(0.17g 0.46 mmol), DDQ (0.16 g 0.68 mmol), 20:1 CH2Cl2-H2O(3 ㎖)의 용액은 2시간동안 23℃에 유지시킨다. 반응 혼합물은 Et2O(25 ㎖)에 넣어 냉각시키고 포화된 수성 NaHCO3(2 ×5 ㎖)과 브린(5 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하고, 생성된 잔류물은 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 88 ㎎(80%)의 소요 산물을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ 4.26(t J=6.3 ㎐ 1H) 3.69(t J=6.6 ㎐ 2H) 2.47(dt J=6.3 1.6 ㎐ 2H) 1.98(s, 1H) 1.161-1.67(m, 2H) 0.94(t J=7.4 ㎐ 3H) 0.9(s 9H) 0.11(s, 3H) 0.10(s, 3H);13C NMR(75 ㎒, CDCl3) δ84.0 80.6 64.4 61.1 31.9 25.8 23.1 18.3 9.7 -4.6 -5.0 ppm; IR(필름) 3388 2958 2858 1472 1256 1059 ㎝-1; C12H26O2Si에 대한 HRMS(EI-GCMS) m/e 242.1701 found 242.1655 (M); [α]25 D:-46.0° [α]25 577:-48.1° [α]25 546:-54.5° [α]25 435:-93.2° [α]25 405:-111.5°(c=1.4 CHCl3).
(3Z,5S)-1-(4-메톡시벤질옥시)-3-헵텐-5-올(화합물 163).
화합물 162(13.8 g 55.6 mmol), 새로 증류된 퀴놀린(138 ㎖ 1.20 mmol), Lindlar 촉매제(bO가 섞인 d/CaCO3, 1.29 g), 건조 3:1 헥산-EtOAc(138 ㎖)의 혼합물은 1am H2하에 23℃에 유지시킨다. 이후, 이 혼합물은 셀리트 플러그를 통하여 여과하고, 상기 플러그는 3:1 헥산-EtOAc(400 ㎖)로 세척하고, 용리액은 농축하여, 13.9 g(100%)의 화합물 163을 산출하는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ7.24(d J=8.4 2H) 6.86(d J=8.5 2H) 5.51-5.55(m, 2H) 4.44(s 2H) 4.30(appq J=7.0 1H) 3.79(s, 3H) 3.34-3.53(m, 2H) 2.25-2.55(m, 2H) 2.21-2.24(m, 1H) 1.41-1.64(m, 2H) 0.86(t J=7.4 3H);13C NMR(75 ㎒, CDCl3) δ159.1 135.2 129.8 129.3 128.6 113.7 72.7 68.61 68.0 55.2 29.7 28.3 9.7 ppm; IR(필름) 3421 3007 2961 2860 1613 1514 1249 1094 821 ㎝-1; [α]25 D:-17.9° [α]25 577:-17.8° [α]25 546:-20.6° [α]25 435:-35.0° [α]25 405:-42.6°(c=2.2 CDCl3). C15H22O3에 대한 Anal.: C 71.97; H 8.86. Found: C 71.97; H 8.90.
(3Z,5S)-4-(t-부틸디메틸실록시)-1-(4-메톡시벤질옥시)-3-헵텐(화합물 164).
TBSCl(0.51 g 3.4 mmol)는 23℃에서 이미다졸(0.48 g 7.0 mmol), 화합물 163(0.7 g 2.8 mmol), 건조 DMF(1.4 ㎖)의 용액에 15분동안 일부를 첨가한다. 23℃에서 2시간 유지시킨 후, 용액은 20㎖ H2O에 넣고 Et2O(4 ×20 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기층은 브린(20 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축한다. 정제되지 않은 오일은 하룻밤동안 진공(0.1 ㎜)하에 위치시켜, 무색 오일로 1.02 g(100%)의 화합물 164를 얻는다:1H NMR(300 ㎒, CDCl3) δ7.26(d J=8.3 ㎐ 2H) 6.88(d J=8.5 ㎐ 2H) 5.34-5.46(m, 2H) 4.45 (s 2H) 4.38(appq 1H) 3.80(s, 3H) 3.45(t J=7.0 ㎐ 2H) 2.35(m, 2H) 1.38-1.56(m, 2H) 0.84-0.88(m 12H) 0.05(s, 3H) 0.02(s, 3H);13C NMR(75 ㎒, CDCl3) 159.1 135.8 130.4 129.2 124.6 113.7 72.6 70.2 69.4 55.2 31.3 28.6 25.8 18.2 9.8 -4.4 -4.8 ppm; IR(필름) 2967 2856 1616 1514 1464 1250 1098 836 ㎝-1; [α]25 D:-14.4° [α]25 577:15.7° [α]25 546:18.4° [α]25 435:33.5° [α]25 405:42.4°(c=1.98 CHCl3). C21H36O3Si에 대한 Anal.: C 69.18; H 9.95. Found: C 69.30; H 10.03.
(S)-(Z)-5-(t-부틸디메틸실록시)-3-펩테놀(화합물 165).
화합물 164(0.17 g 0.47 mmol), DDQ (0.16 g 0.68 mmol), 20:1 CH2Cl2-H2O(3 ㎖)의 용액은 2시간동안 23℃에 유지시킨다. 반응 혼합물은 Et2O(25 ㎖)에 넣어 냉각시키고 포화된 수성 NaHCO3(2 ×5 ㎖)과 브린(5 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하고, 생성된 잔류물은 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 92 ㎎(80%)의 소요 산물을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.46-5.50(m, 1H) 5.30-5.36(m, 1H) 4.31(dd J=14.6 6.7 ㎐ 1H) 3.63(dt J=6.6 2.1 ㎐ 2H) 2.29-2.34(m, 2H) 1.94(s, 1H) 1.50-1.60(m, 1H) 1.37-1.24(m, 1H) 0.86(app s 12H) 0.03(s, 3H) 0.01(s, 3H);13C NMR(125 ㎒, C6D6) δ136.6 125.2 70.4 62.1 31.8 31.7 26.1 18.4 10.1 -4.0 -4.1 ppm; IR(필름) 3354 3014 2958 1460 1253 1050 ㎝-1; [α]25 D:20.8° [α]25 577:21.3° [α]25 546:25.2° [α]25 435:47.4° [α]25 405:59.7°(c=2.30 CDCl3). C13H28O2Si에 대한 Anal.: C 63.88; H 11.55. Found: C 63.82; H 11.53.
(S)-(Z)-1-요오드-5-(tert-부틸디메틸실록시)-3-헵텐(화합물 166).
Corey의 일반 과정(Singh S.N.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1987 109 6187; Garegg., J.; Samuelsson B. J.Chem. Soc., Perkin Trans. 1 1980 2866)에 따라, 요오드(2.09 g 8.24 mmol)는 화합물 165(1.83 g 7.49 mmol), ,,h3(2.03 g 9.0 mmol), 이미다졸(0.61 g 8.99 mmol), Et2O-MeCN(3:1 40 ㎖)의 0℃ 용액에 15분동안 일부를 첨가하고, 이후 23℃로 데운다. 1.5시간후, 용액은 1:1 헥산-EtOAc(200 ㎖)으로 희석하고, 이후 염기성 알루미나(활성-Ⅳ)를 통하여 여과하고 농축한다. 생성된 혼합물은 실리카겔(9:1 헥산-Et2O)의 플러그를 통하여 정제하고 농축하여, 무색 오일로 2.5 g(94%)의 소요 산물을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(300 ㎒, CDCl3) δ5.46-5.52(m, 1H) 5.23-5.32(m, 1H) 4.25(dd J=14.4 6.6 ㎐ 1H) 3.11-3.16 (m, 2H) 2.60-2.68(m, 2H) 1.37-1.60(m, 2H) 0.84-0.89(m 12H);13C NMR(75 ㎒, CDCl3) δ136.2 127.0 70.2 32.0 31.3 25.8 18.2 9.8 4.6 -4.3 -4.7 ppm; IR(필름) 3612 2957 2530 2857 1699 1650 1252 ㎝-1; [α]25 D:21.9° [α]25 577:22.6° [α]25 546:26.2° [α]25 435:49.5° [α]25 405:62.2°(c=2.00 CHCl3). C13H27OISi에 대한 Anal.: C 44.07; H 7.68. Found: C 44.24; H 7.64.
(S)-(Z)-1-요오드-5-(트리이소프로필실록시)-3-헵텐.
Corey의 일반 과정(Singh S.N.; et al. J. Am. Chem. Soc. 1987 109 6187; Garegg., J.; Samuelsson B. J.Chem. Soc., Perkin Trans. 1 1980 2866)에 따라, 요오드(0.80 g 3.5 mmol)는 (S)-(Z)-1-요오드-5-(트리이소프로필실록시)-3-헵테놀(0.900 g 3.14 mmol),,h3(0.78 g 3.5 mmol), 이미다졸(0.24 g 3.5 mmol), Et2O-MeCN(3:1 5 ㎖)의 0℃ 용액에 15분동안 일부를 첨가하고, 이후 23℃로 데운다. 1.5시간후, 용액은 1:1 헥산-EtOAc(50 ㎖)으로 희석하고, 이후 염기성 알루미나(활성-Ⅳ)를 통하여 여과하고 농축한다. 생성된 혼합물은 실리카겔(9:1 헥산-Et2O)의 플러그를 통하여 정제하고 농축하여, 무색 오일로 1.29 g(97%)의 소요 산물을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ5.49-5.53(m, 1H) 5.28-5.32(m, 1H) 4.41(dd J=7.1 5.9 ㎐ 1H) 3.10-3.14(m, 2H) 2.59-2.66(m, 2H) 1.58-1.62 (m, 1H) 1.48-1.52(m, 1H) 1.05(s 21H) 0.86(t J=7.4 ㎐ 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 136.2 126.9 70.0 32.2 31.6 18.1 12.3 9.3 4.4 ppm; IR(필름) 3012 2942 1464 1105 883 ㎝-1;[α]25 D:22.8° [α]25 577:24.4° [α]25 546:23.7° [α]25 435:53.1° [α]25 405:65.8°(c=1.2 CHCl3). C16H33OSi에 대한 Anal.: C 48.48; H 8.49. Found: C 48.63; H 8.49.
(4aR,7S)-4-(알릴옥시카르보닐)-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-3-[(4S)-4-(t-부틸디메틸실록시펜틸)]-1-옥소-7-(2-옥시에틸)피롤로[1,2-c]피리미딘
Dess-Martin 페리오디난(periodinane)(Dess D.B.; Martin J.C.J.Org. Chem., 1983 48 4155)(0.50 g 1.2 mmol)은 화합물 153a(0.46 g 1 mmol)와 CH2Cl2(10 ㎖)의 23℃ 용액에 첨가한다. 1시간후, 반응 혼합물은 Et2O(50 ㎖)에 넣고 포화된 수성 Na2S2O3(2 ×10 ㎖), 1 N NaOH(2 ×10 ㎖), 브린(10 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하고 실리카겔(1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 0.404g(81%)의 소요 산물을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.73(s, 1H) 8.21(s, 1H) 5.88-5.95(m, 1H) 5.30 (dd J=16.7 1.2 ㎐ 1H) 5.22(d J=10.4 ㎐ 1H) 4.60(dd J=22.6 13.1 5.9 ㎐ 2H) 4.29-4.35(m, 2H) 3.75-3.78(m, 1H) 3.15(dd J=16.7 3.8㎐ 1H) 2.57-2.62(m, 1H) 2.52-2.56(m, 2H) 2.44-2.51(m, 1H) 2.11-2.14(m, 1H) 1.62-1.73(m, 2H) 1.57-1.61(m, 1H) 1.53-1.56(m, 1H) 1.39-1.45(m, 2H) 1.09(d J=6.0 ㎐ 3H) 0.85(s 9H) 0.02(s, 3H) 0.01(s, 3H);13C NMR(75 ㎒, CDCl3) δ200.0 165.3 152.6 152.1 132.3 118.5 101.0 68.4 64.8 58.2 51.0 48.4 39.1 31.1 30.6 29.6 25.8 24.6 23.7 18.1 -4.5 -4.7 ppm; IR(필름) 3218 3096 2955 2856 2730 1722 1679 1630 1439 1253 836 775 734 ㎝-1; [α]25 D:-35.4° [α]25 577:-35.5° [α]25 546:-44.6° [α]25 435:-61.6° [α]25 405:19.8°(c=1.85 CHCl3). C24H40N2O5Si에 대한 Anal.: C 62.04; H 8.68; N 6.03. Found: C 61.75; H 8.68; N 6.00.
(3R,4R,4aR,6'R,7S)-4-(알릴옥시카르보닐)-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-7-(2-하이드록시에틸)-1-옥소피롤로[1,2-c]피리미딘-3-스피로-6'-(2'-메틸)-3',4',5',6'-테트라하이드로-2H-피란
화합물 168.
화합물 153a(0.486g, 1.04 mmol), PPTS(0.262 g, 1.04 mmol), MeOH(20 ㎖)의 용액은 5시간동안 50℃에서 가열한다. 생성된 용액은 농축하고 실리카겔(20:1EtOAc-MeOH)의 플러그를 통하여 정제하고 농축한다. 생성된 잔류물은 CHCl3과 p-TsOH(45 ㎎, 0.24 mmol)의 용액에 녹이고, 이는 1시간동안 23℃에 유지시키고, 이후 Et2O(60 ㎖)에 넣는다. 용액은 포화된 수성 NaHCO3(2 ×10 ㎖)과 브린(10 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축하여, 연한 황색 오일로 0.345g(94%)의 화합물 168을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ6.26(s, 1H) 5.84-5.92(m, 1H) 5.32(d, J=17.4 ㎐ 1H), 4.62(ddd, J=21.1, 12.5, 6.2 ㎐, 2H), 4.33(s, 1H), 4.13-4.33(m, 1H), 4.02(dt, J=11.1, 5.0 ㎐, 1H), 3.77-3.80(m, 1H), 3.53-3.58(m, 2H), 2.32(d, J=11.1 ㎐, 1H), 2.13-2.23(m, 2H), 1.98-2.03 (m, 1H), 1.52-1.74(m, 8H), 1.05-1.09(m, 1H), 1.02(d, J=6.1 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ168.4, 154.6, 131.7, 118.5, 82.5, 66.2, 65.4, 59.2, 55.3, 54.4, 53.6, 39.7, 32.4, 32.2, 30.3, 29.4, 21.7, 18.6 ppm; IR(필름) 3297, 3084, 2934, 1731, 1659, 1633, 1480, 1012, 733 ㎝-1; [α]25 D:139°, [α]25 577:145°, [α]25 546:166°, [α]25 435:285°, [α]25 405:345°(c=2.25, CHCl3). C18H28N2O5에 대한 Anal.: C 61.34; H 8.00; N 7.95. Found: C 61.08; H 8.08; N 7.78.
(3R,4R,4aR,6'R,7S)-4-(알릴옥시카르보닐)-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-옥소-7-(2-옥시에틸)-피롤로[1,2-c]피리미딘-3-스피로-6'-(2'-메틸)-3',4',5',6'-테트라하이드로-2H-피란(화합물 169).
Dess-Martin 페리오디난(Dess D.B.; Martin J.C.J.Org. Chem., 1983 48 4155)(0.72 g, 1.7 mmol)은 화합물 168(0.500g, 1.42 mmol)과 CH2Cl2(35 ㎖)의 23℃ 용액에 첨가한다. 1시간후, 반응 혼합물은 Et2O(100 ㎖)에 넣고 포화된 수성 Na2S2O3(2 ×10 ㎖), 1 N NaOH(2 ×20 ㎖), 브린(20 ㎖)으로 세척한다. 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하고 실리카겔(EtOAc; 20:1 EtOAc-MeOH)에서 정제하여, 무색 오일로 0.404g(81%)의 화합물 169를 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.66(s, 1H), 6.84(s, 1H), 5.79-5.87(m, 1H), 5.28(d, J=17.1 ㎐, 1H), 5.16(d, J=10.5 ㎐, 1H), 4.59-4.63(m, 1H), 4.51-4.55(m, 1H), 4.32(dd, J=12.5, 7.9㎐, 1H), 4.00(dt, J=11.2, 4.7 ㎐, 1H), 3.76(dd, J=11.1, 5.9 ㎐, 1H), 3.09(dd, J=16.7, 4.1 ㎐, 1H), 2.33(dd, J=16.7 7.9 ㎐, 1H), 2.28(d, J=11.2 ㎐, 1H), 2.09-2.13(m, 1H), 1.96-2.07(m, 2H), 1.82(dd, J=25.8, 12.2 ㎐, 1H), 1.39-1.64(m,5H), 1.00-1.04(m, 1H), 0.97(d, J=6.1 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) δ200.2, 168.3, 153.3, 131.6, 118.2, 82.1 ,66.0, 65.2, 54.7, 53.8, 51.8, 48.6, 32.1, 31.9, 29.5, 29.3, 21.5, 18.2 ppm; IR(필름) 3229, 3079, 2932, 2730, 1732, 1660, 1651, 1470, 1014, 733 ㎝-1; [α]25 D:110°, [α]25 577:115°, [α]25 546:132°, [α]25 435:238°, [α]25 405:299°(c=2.50, CHCl3). C18H26N2O5에 대한 Anal.: C, 61.70; H, 7.48; N,7.99. Found: C, 61.80 ; H, 7.53 ; N, 8.06.
(3R,4R,4aR,6'R,7S)-4-(알릴옥시카르보닐)-3,4,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-메톡시-7-(2-옥시에틸)-피롤로[1,2-c]피리미딘-3-스피로-6'-(2'-메틸)-3',4',5',6'-테트라하이드로-2H-피란(화합물 170).
화합물 169(0.285 g, 0.813 mmol), MeOTf(0.368 ㎖, 3.26 mmol), 2,6-디-t-부틸-4-메틸피리딘(0.25 g, 1.22 mmol), 건조 CH2Cl2(5 ㎖)의 용액은 5시간동안 23℃에 유지시킨다. 이후, 용액은 Et2O(40 ㎖)에 넣고 1 N NaOH(2 ×10 ㎖)와 브린(10 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축하고, 생성된 잔류물은10% pH 7 인산염 완충된 실리카겔(4:1 헥산-EtOAc; 3:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 200 ㎎(68%)의 화합물 170을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ9.68(s, 1H) 5.87-5.95(m, 1H) 5.35 (d, J=17.4 ㎐, 1H), 5.21(d, J=10.5, 1H) 4.64-4.68(m, 1H) 4.58-4.61(m, 1H) 4.29-4.33(m, 1H) 4.03-4.07(m, 1H) 3.87(dt, J=11.1, 5.3 ㎐, 1H) 3.66(s, 3H) 2.76-2.80(m, 1H) 2.34-2.39(m, 1H) 2.14-2.24(m, 2H) 2.02-2.10(m, 2H) 1.96(dt, J=12.8, 3.9 ㎐, 1H), 1.66(dt, J=12.8, 6.5㎐, 1H) 1.51-1.55(m, 2H) 1.39-1.46(m, 1H) 1.34(d, J=12.6 ㎐, 1H) 1.05 (ddd, J=13.4, 11.6, 4.0 ㎐, 1H) 0.97(d, J=6.3 ㎐, 3H);13C NMR(125 ㎒, CDCl3) 200.5, 170.6, 150.3, 132.2, 117.8, 84.9, 65.6, 64.9, 56.6, 54.3, 52.5, 51.8, 50.0, 35.0, 33.6, 29.9, 29.2, 22.2, 19.4 ppm; IR(필름) 2932, 2725, 1727, 1636, 1455, 1393, 1017, 754 ㎝-1; [α]25 D:177°, [α]25 577:185°, [α]25 546:213°, [α]25 435:387°(c=2.00, CHCl3). C19H28O5N2에 대한 Anal.: C, 62.62; H, 7.74; N, 7.69. Found: C, 62.36; H, 7.77; N, 7.52.
(3R,4R,4aR,6'R,7S)-4-(알릴옥시카르보닐)-1,2,4a,5,6,7-헥사하이드로-1-옥소-7-[(7S)-(Z)-2-옥소-7-(t-부틸디메틸실록시)-5-노네닐]-피롤로[1,2-c]피리미딘-3-스피로-6'-(2'-메틸)-3',4',5',6'-테트라하이드로-2H-피란(화합물 172).
t-BuLi(1.83 ㎖, 1.44 M/헥산)은 화합물 166(439 ㎎, 1.24 mmol), Et2O(5 ㎖), 헥산(7.5 ㎖)의 -78℃ 용액에 첨가한다. 20분후, 용액은 화합물 169(0.20 g, 0.57 mmol)와 THF(10 ㎖)의 -78℃ 용액에 첨가한다. 5분후, 반응 혼합물은 포화된 수성 NH4Cl(10 ㎖)로 냉각시킨다. 층은 분리하고, 수층은 Et2O(10 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기층은 브린(5 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축하여, 연한 황색 오일을 얻는데, 이는 추가 정제없이 사용한다:
정제되지 않은 오일, Dess-Martin 페리오디난(48 ㎎, 0.11 mmol), CH2Cl2(10 ㎖)는 45분동안 23℃에 유지시킨다. 반응 혼합물은 포화된 수성 Na2S2O3(10 ㎖), 포화된 수성 NaHCO3(10 ㎖), Et2O(30 ㎖)로 냉각시킨다. 층은 분리하고, 유기층은 브린(5 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(MgSO4) 농축하여, 연한 황색 오일을 산출하고, 이는 실리카겔(1:1 헥산-EtOAc)에서 정제하여, 무색 오일로 99 ㎎(30%)의 소요 산물을 얻는다:1H NMR(500 ㎒, CDCl3) δ6.31(s, 1H), 5.84-5.90(m, 1H), 5.29-5.34(m, 2H), 5.17-5.22(m, 2H), 4.64-4.68(m, 1H), 4.56-4.59(m, 1H), 4.25-4.30(m, 2H), 4.02(dt, J=11.2, 5.0 ㎐, 1H), 3.77-3.81(m, 1H), 3.38(dd, J=16.6,2.1 ㎐, 1H), 2.33-2.45(m, 2H), 2.20-2.27(m, 4H), 2.00-2.26(m, 3H), 1.22-1.77(m, 8H), 1.06-1.09(m, 1H), 1.20(d, J=6.1 ㎐, 3H), 0.79-0.83(m, 12H), 0.00 (s, 3H), -0.03(s, 3H);13C NMR(75 ㎒, CDCl3) δ208.2, 168.5, 153.1, 135.0, 131.6, 126.7, 118.4, 52.1, 69.8, 66.0, 65.3, 54.9, 53.8, 53.0, 46.4, 42.6, 32.2, 32.1, 29.4, 28.9, 25.7, 21.7, 21.6, 18.4, 18.1, 9.7, -4.5, -4.9 ppm; IR(필름) 3226, 3079, 2931, 1736, 1717, 1652, 1472, 1375, 1255, 1084, 1015 ㎝-1; [α]25 D=64.6°, [α]25 577=67.9°, [α]25 546=78.1°, [α]25 435=144°, [α]25 405=177°, (c=2.25, CHCl3). C31H52O6N2Si에 대한 Anal.: C, 64.55; H, 9.06; N, 4.87. Found: C, 64.39; H, 8.98; N, 4.77.
알릴 에스테르 화합물 8.
화합물 172(110 ㎎, 0.19 mmol), MeOTf(0.37 ㎕, 3.3 mmol), 2,6-디-t-부틸-4-메틸피리딘(10 ㎎, 0.05 mmol), 건조 CH2Cl2(8 ㎖)의 용액은 12시간동안 23℃에유지시킨다. 이후, 용액은 Et2O(30 ㎖)에 넣고 1 N NaOH(2 ×5 ㎖)와 브린(5 ㎖)으로 세척하고 건조시키고(Na2SO4) 여과하고 농축하고, 생성된 잔류물은 추가 정제없이 사용한다.
무수성 NH3은 재밀봉가능한 튜브에서 정제되지 않은 잔류물과 MeOH(25 ㎖)의 0℃ 용액에 거품으로 제공한다. 15분후, 튜브는 밀봉하고 50℃로 가열한다. 2시간후, 용액은 농축하고, 정제되지 않은 잔류물은 추가 정제없이 사용한다.
정제되지 않은 잔류물 TsOH(95 ㎎, 0.50 mmol)와 CHCl3(10 ㎖)은 23℃에 유지시킨다. 8시간후, 반응 혼합물은 포화된 수성 NaHCO3(2 ㎖)으로 냉각시킨다. 층은 분리하고, 수층은 Et2O(2 ×5 ㎖)로 추출한다. 결합된 유기층은 건조시키고(MgSO4) 농축하여, 연한 황색 오일을 산출하고, 이는 실리카겔(10:1:0.1 CHCl3;i-PrOH:HCO2H)에서 정제하여 연한 황색 오일로 23 ㎎(25%)의 소요 산물을 얻는다.
펜타사이클 산 화합물 7.
화합물 8(23 ㎎ 0.05 mmol), d(,,h3)(4 ㎎, 3 μmol), 디메돈(35 ㎎ 0.25 mmol), THF(1 ㎖)의 용액은 23℃에 유지시킨다. 10분후, 반응 혼합물은 농축하고 실리카겔(10:1:0.1 CHCl3:i-PrOH:HCO2H-4:1 CHCl3:HCO2H)에 정제하여, 연한 황색 오일로 3㎎(13%)의 소요 산물을 얻는다: C22H34O4N3에 대한 HRMS(FAB) m/z 404.2549 Found 404.2541.
실시예 Ⅵ
펜타사이클산의 개선된 합성방법
본 실시예는 펜타사이클산 화합물을 합성하기 위한 개선된 방법을 제공한다. 화학적 합성 과정은 실시예 VI에서 전술한 바와 동일하다. 구아니딘 알칼로이드에 대한 집중 합성 전략은 도46에 도시한다.
도52는 펜타사이클산 화합물 및 화합물 173을 출발물질로 하여 생산된 화합물(예, 화합물 176과 177)을 제조하는 신규한 방법에 대한 합성 전략을 도시한다. 화합물 61은 다음의 과정으로, 도53,54,55에 도시된 바와 같이 수득되는 요소 화합물이다: 3-부티놀(화합물 178)은 p-메톡시벤질(PMB) 에테르(화합물 179)로 전환시킨다(도53). 화합물 179의 알킨은 -40℃에서 n-부틸 리튬으로 양성자를 제거하고, 중간물질-아미노알콕시드를 수성 인산염 완충액에 넣어 냉각시킨 이후에 생성된 아세틸리드(acetylide)는 무수성 DMF로 처리하여, 90% 수율로 화합물 180을 산출한다(Journet et al.,Tetrahedron Lett.,1988, 39:6427). C3 입체중심은 (-)-TADDOL(20 mol%)과 Ti(Oi-Pr)4의 존재하에 Et2Zn으로 화합물 180의 응축을 통한 Weber와 Seebach 방법(Singh et al., J. Am. Chem. Soc., 1987, 109:6187)으로 도입하여, 94% 수율과 >98% ee로 (S)-화합물 181을 산출한다. 이런 비대칭적 변환은 45 g 스케일에서 확실하게 실시한다. 프로파르길릭 알코올(화합물 181)은 트리이소프로필실릴(TIPS) 에테르로 보호하고, 알킬은 Lindlar 촉매제로 부분적으로 수소첨가하여, cis 알켄(화합물 182)을 제공한다. PMB-보호기는 DDZ로 산화제거하고, 생성된 알코올은 화합물 181로부터 89% 수율로 요오드(화합물 183)(Kitamura et al., Org. Synth., 1992, 71:1)으로 변환시킨다.
광학활성이 없는 메틸 R-3-하이드록시-7-메틸옥트-6-에노에이트(Kitamura et al., Org. Synth., 1992, 71:1)는 Weinreb의 과정(Garigipati et al., J. Am. Chem. Soc., 1985, 107:7790)에 따라 N,O-디메틸하이드록시아민드 하이드로클로라이드과 반응시키고, 트리에틸실릴(TES) 에테르로 이차 알코올을 보호하여, 88% 수율로 아마이드(화합물 185)로 변환시킨다. 요오드(화합물 183)은 상응하는 리튬 약물로 변환시키고 화합물 185와 결합시켜, 60-70% 수율로 디에논(화합물 186)을 얻는다. 화합물 186의 C8 카르보닐을 케탈로 마스킹하는 것은 β-하이드록시 제거를 예방하는데 필요한데, 이는 β-아미노 작용기를 도입하는데 활용되는 미추노부 조건하에 발생한다. 하지만, β-하이드록시기가 보호되는 경우에 케탈화는 느리게 진행되고, 따라서 TES기를 절단하는 최적 반응 조건은 중간 β-하이드록시 케톤의 β-하이드록시 제거를 촉진하지 않고 케탈화를 촉진하게 된다. 최적 케탈화 조건에는 오르토에스테르(화합물 187)(Roush and Gillis, J. Org. Chem., 1980, 45:4283-4287; Baganz and Domascke, Chem. Ber., 1958, 91:650-653) 및 Amberlyst-15의 존재하에 1,3-프로판디올로 화합물 186을 처리하여, 80% 수율로 케탈(화합물 188)을 제공하는 것이 포함된다. 아자이드로 이차 알코올을 미추노부 치환하고 아민으로 환원시키면, 화합물 188로부터 77% 수율로 화합물 189가 산출된다.
TMSNCO으로 아민(화합물 189)를 응축하면, 89% 수율로 요소(화합물 190)이 산출된다(도55). 아민(화합물 189)는 도52에 도시한 바와 같이 펜타사이클릭 화합물 177을 제조하는데 사용한다.
이들 결과는 양 펜타사이클릭 화합물 7과 177의 제조를 가능하게 하는 방법을 확인한다. 양 유형의 화합물에 대한 접근은 펜타사이클릭 화합물의 에스테르의 에피머화 전후에, 측쇄의 부착이 가능하도록 한다.
실시예 VIII
본 실시예는 항-종양 활성을 측정하기 위한 본 발명의 화합물: 프틸리미칼린 A, 이소크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드, 트리아세틸크램베시딘 800 클로라이드, 크램베시딘 657 하이드로클로라이드, 크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드, 트리아세틸이소크램베시딘 800 클로라이드, 13-에피프틸로미칼린 A에 대한 60가지 종양 세포주의 시험관내 스크리닝을 설명한다.
스크리닝 방법은 국립 암 연구소(NCI)DTP 사람 종양 세포주 스크린 프로토콜을 활용한다(Monks et al.,J. Nat'l. Cancer Inst.83:757-766(1991); BoydIn"Cancer Drug Discovery and Development, Vol. 2; Drug Development; Preclinical Screening, Clinical Trial and Approval, Humana Press, 1997, pp 23-43). 사용된 세포주의 기원과 처리는 Alley et al.,Cancer Res., 1988, 48:589-601; Shoemaker et al.,Prog. Clin. Biol. Res., 1988, 276:265-286; and Stinson et al.,Proc. Am. Assoc. Cancer Res., 1989, 30:613에서 제시한다.
간단히 말하면, 스크린 프로토콜에서 세포 현탁액은 세포형 및 96 웰 미세역가 평판에서 예상되는 표적 세포 밀도(대략 5000-40,000 세포/웰)에 따라 희석한다. 접종물은 안정화를 위해, 37℃에서 24시간동안 사전 배양한다. 의도한 실험 농도의 2배 농도인 희석물은 0시에 100 ㎕ 분취량으로 미소역가 평판 웰에 첨가한다. 실험 화합물은 5가지 10배 희석물에서 평가한다. 일상적 실험 농도는 10E-4M에서 최대 웰 농도를 갖지만, 표준 약물에 사용된 최대 웰 농도는 사용된 약물에 따라 달라진다. 배양은 5% CO2대기압 및 100% 습도에서 48시간동안 지속한다. 세포는 Sulforhodomine B 분석으로 분석한다(Rubenstein et al.,JNCI, 1990, 82:1113-1118; Skehan et al.,JNCI, 1990, 82:1107-1112). 광학적 밀도는 평판 판독기로 판독하고, 데이터는 소형컴퓨터를 이용하여 특정 농도 변수로 처리한다.
NCI는 50% 성장 저해를 유발하는 농도인 IC50값을 0시에서 세포 개수에 대한 보정을 강조하는 "GI50"값으로 개명하였다; 따라서, GI50은 100 X (T-T0)/(C-TO)가 -50인 실험 약물의 농도다(Boyd et al.,InCytotoxic Anticancer Drugs: Models and Concepts for Drug Discovery and Development, Vleriote et al., Eds.,Kluwer Academic, Hingham, MA, 1992, pp 11-34; Monks et al.,JNCI, 1991, 83, 757-766). 실험 화합물에 대한 48시간 노출이후 실험 웰의 광학 밀도는 "T"이고, 0시에서 광학 밀도는 TO이고, 대조군 광학 밀도는 "C"이다. "50"은 +100 내지 -100의 값을 가질 수 있는 GI50PRCNT, aT/C-유사 변수다. 또한, GI50은 실험 화합물의 성장 저해 능력을 측정한다. TGI는 100 X(T-T0)/(C-T0)가 0인 실험 약물의 농도다. 따라서, TGI는 세포증식 억제효과를 나타낸다. 세포독성을 나타내는 LC50은 100 X (T-T0)/T0가 -50인 실험 화합물의 농도다. 대조군 광학 밀도는 LC50의 계산에 사용하지 않는다.
이들 농도 변수는 내삽된 값이다. 참고값(예, G150에 대하여 50)상하의 G150PRCNT 값을 제공하는 농도는 농도축에 내삽하는데 사용된다. 현재, 데이터에서 G150 기록의 45%정도는 근사값이다. 기록의 42%에서, 임의 세포주에 대한 G150PRCNT는 50미만이다. 평균 그래프 목적으로 G150에 대하여 추정된 값은 최고 실험 농도(HICONC)이다. G150을 계산할 수 없는 경우에 유사한 어프락시메이션(approximation)이 가능한데, 그 이유는 G150PRCNT가 50이상이 안되기 때문이다(전체중 3%만 50이상임). 이런 경우에, 최저 실험 농도를 G150에 사용한다. TGI와 LC50에 대하여 상응하는 어프락시메이션을 실시한다.
종양 세포 스크리닝의 결과는 도면 56-62에 도시한다.
평균 그래프는 다양한 사람 세포주에 대한 실험 화합물의 상이한 효과를 강조하기 위하여, NCI에 의해 개발된 시험관내 종양 세포 스크린의 표현이다(Boyd et al., In Cancer: Principles and Practice of Oncology, DeVita et al., Eds.,Lippincott, Philadelphia, PA, 1989, Vol. 3, pp. 1-12; Paull et al.,JNCI, 1989, 81:1088-1092; Paull et al.,Proc. Am. Assoc. Cancer Res., 1988, 29:488). 평균 막대 그래프는 일단의 G150, TGI 또는 LC50으로부터 파생된 파지티브와 네거티브 값을 플랏하여 만들어진 패턴을 보여준다. 파지티브와 네거티브 값은 실험 화합물에 대한 패널에서 모든 세포주의 평균 반응을 나타내는 수직축에 대하여 플랏한다. 파지티브 값은 수직선의 오른쪽에 투영하는데, 이는 평균을 초과하는 실험 약물에 대한 세포 감수성을 나타낸다. 네거티브 값은 수직선의 왼쪽에 투영하는데, 이는 평균을 밑도는 실험 화합물에 대한 세포 감수성을 나타낸다. "델타(delta)"라고 하는 파지티브와 네거티브 값은 3단계 계산으로, G150 데이터(또는 TGI 또는 LC40 데이터)로부터 파생된다. 실험 화합물에 대하여 조사된 각 세포주의 G150값은 log10G150값으로 변환시킨다. log10G150값은 평균한다. 각 log10G150값은 평균을 감하여 델타를 작성한다. 따라서, 오른쪽에서 3 유니트를 투영하는 막대는 세포주에 대한 G150(또는 TGI 또는 LC50)이 모든 실험 세포주에 대하여 필요한 평균 농도보다 1000배나 적은 농도에서 발생한다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 세포주는 이 화합물에 대하여 민감하다. 특정 화합물과 세포주에서 내삽으로 소요의 반응 변수를 결정하는 것이 불가능한 경우, 막대 폭은 최고 실험 농도(반응 변수의 log10앞에 ">"가 선행한다) 또는 최저 실험 농도(log10앞에 "<"가 선행한다)로 표시한다. 각 한계(> 또는 <)에서 수치 또한 평균그래프에 활용되는 평균으로 계산된다. 따라서, 평균그래프에 활용되는 평균은 예로써 G150에 대한실제적인 평균이 아닐 수 있다. 이런 이유로, 상기 값은 MgMID(평균그래프 중점)이라 한다.
이들 결과는 특정 세포주가 프틸로미칼린 A, 트리아세틸크램베시딘 800 클로라이드, 크램베시딘 657 하이드로클로라이드, 크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드, 13-에피프틸로미칼린 A에 대하여 민감하다는 것을 입증한다. 이소크램베시딘 800 트리하이드로클로라이드와 트리아세틸이소크램베시딘 800 클로라이드는 실험 세포주에 대한 효과가 덜하다.

Claims (46)

  1. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 I
    여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  2. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 II
    여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  3. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 III
    여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  4. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 IV
    여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  5. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 V
    여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  6. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 I-A
  7. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 II-A
  8. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 III-A
  9. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 IV-A
  10. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 V-A
  11. 다음의 화학식을 갖는 화합물을 제조하는 방법에 있어서,
    화학식 I
    (여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다)
    다음의 화학식을 보유하는 화합물:
    (여기서, G는 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, Y는 알코올 보호기이다)은 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
    (여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, Z는 알켄 또는 카르보닐 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, Q는 아미노 카르보닐기이다)과 결합시켜 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
    (여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, R은 카르복실산 보호기이고, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이다)을 산출하고, 이후 탈보호, 암모니아의 통합, 고리화반응으로 펜타사이클릭 화합물로 전환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, R은 카르복실산 보호기이고, 상기 방법은 제11항에 따른 펜타사이클 화합물의 탈보호 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 다음의 화학식을 갖는 펜타사이클릭 화합물을 합성하는 방법에 있어서,
    화학식 II
    여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이고, 상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 화합물의 탄소-14에서 입체중심을 에피머화시키는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법:
    화학식 I
  14. 제 13항에 있어서, R은 카르복실산 보호기이고, 상기 방법은 제13항에 따른 펜타사이클 화합물의 탈보호 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 다음의 화학식을 갖는 화합물을 제조하는 방법에 있어서,
    화학식 IV
    화학식 V
    (여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다)
    다음의 화학식을 보유하는 화합물:
    (여기서, G는 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, Y는 알코올 보호기이다)은 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
    (여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, Z는 알켄 또는 카르보닐 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, Q는 아미노 카르보닐기이다)과 결합시켜 다음의 화학식을 보유하는 화합물:
    (여기서, X2는 O 또는 케톤 보호기이고, P는 알코올 보호기이고, R은 카르복실산 보호기이고, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이다)을 산출하고, 이후 탈보호 및 고리화반응으로 펜타사이클릭 화합물로 전환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, R은 카르복실산 보호기이고, 상기 방법은 제15항에 따른 펜타사이클 화합물 B의 탈보호 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서, R은 카르복실산 보호기이고, 상기 방법은 제15항에 따른 펜타사이클 화합물 C의 탈보호 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 다음의 화학식을 갖는 펜타사이클릭 화합물을 합성하는 방법에 있어서,
    화학식 III
    여기서, R은 H, 카르복실산 보호기, ω-알콕시카르복실산 또는 ω-알콕시카르복실산 에스테르이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이고, 상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 화합물의 탄소-14와 탄소-15에서 입체중심을 에피머화시키는 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법:
    화학식 IV
  19. 제 18항에 있어서, R은 카르복실산 보호기이고, 상기 방법은 제18항에 따른 펜타사이클 화합물의 탈보호 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1항, 2항, 3항, 4항 또는 5항에 있어서, R은 알릴이고 X는 Cl-인 것을 특징으로 하는 화합물.
  21. 제 1항, 2항, 3항, 4항 또는 5항에 있어서, R은 H이고 X는 Cl-인 것을 특징으로 하는 화합물.
  22. 제 1항, 2항, 3항, 4항 또는 5항에 있어서, R은 (CH2)15CO2G이고, 여기서 G는 H, 카르복실산의 반대이온 또는 카르복실산 보호기이고, X는 Cl-인 것을 특징으로 하는 화합물.
  23. 제 1항에 있어서, R은 (CH2)15CO2H이고, X는 Cl-인 것을 특징으로 화합물.
  24. 제 2항에 있어서, R은 (CH2)15CO2H이고, X는 Cl-인 것을 특징으로 화합물.
  25. 제 3항에 있어서, R은 (CH2)15CO2H이고, X는 Cl-인 것을 특징으로 화합물.
  26. 제 4항에 있어서, R은 (CH2)15CO2H이고, X는 Cl-인 것을 특징으로 화합물.
  27. 제 5항에 있어서, R은 (CH2)15CO2H이고, X는 Cl-인 것을 특징으로 화합물.
  28. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 VI
    여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고,
    R2는 O-, OH, OG1, 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, 이때 G1은 카르복실보호기이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  29. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 VII
    여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고,
    R2는 O-, OH, OG1, 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, 이때 G1은 카르복실보호기이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  30. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 VIII
    여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고,
    R2는 O-, OH, OG1, 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, 이때 G1은 카르복실보호기이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  31. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 IX
    여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고,
    R2는 O-, OH, OG1, 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, 이때 G1은 카르복실보호기이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  32. 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물:
    화학식 X
    여기서, R1은 임의 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고,
    R2는 O-, OH, OG1, 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, 이때 G1은 카르복실보호기이고,
    X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다.
  33. 제 11항에 있어서, R은 ω-알콕시카르복실산이고, 상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 펜타사이클릭 화합물:
    화학식 XI
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다)과 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페르미딘을 반응시키고, 이후 탈보호하여 다음의 화학식을 갖는 화합물을 생산하는 단계를 추가로 포함하는 특징으로 하는 방법:
    화학식 VI
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고, R2는 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다).
  34. 제 13항에 있어서, R은 ω-알콕시카르복실산이고, 상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 펜타사이클릭 화합물:
    화학식 XII
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다)과 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페르미딘을 반응시키고, 이후 탈보호하여 다음의 화학식을 갖는 화합물을 생산하는 단계를 추가로 포함하는 특징으로 하는 방법:
    화학식 VII
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고, R2는 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다).
  35. 제 15항에 있어서, R은 ω-알콕시카르복실산이고, 상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 펜타사이클릭 화합물:
    화학식 XIII
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다)과 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페르미딘을 반응시키고, 이후 탈보호하여 다음의 화학식을 갖는 화합물을 생산하는 단계를 추가로 포함하는 특징으로 하는 방법:
    화학식 VIII
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고, R2는 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다).
  36. 제 15항에 있어서, R은 ω-알콕시카르복실산이고, 상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 펜타사이클릭 화합물:
    화학식 XV
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다)과 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페르미딘을 반응시키고, 이후 탈보호하여 다음의 화학식을 갖는 화합물을 생산하는 단계를 추가로 포함하는 특징으로 하는 방법:
    화학식 IX
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고, R2는 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다).
  37. 제 18항에 있어서, R은 ω-알콕시카르복실산이고, 상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 펜타사이클릭 화합물:
    화학식 XV
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이다)과 보호된 스페르미딘 또는 보호된 치환 스페르미딘을 반응시키고, 이후 탈보호하여 다음의 화학식을 갖는 화합물을 생산하는 단계를 추가로 포함하는 특징으로 하는 방법:
    화학식 X
    (여기서, R1은 알킬, 아릴 또는 치환된 알킬기이고, R2는 스페르미딘 성분 또는 치환된 스페르미딘 성분이고, X는 임의의 제약학적으로 수용가능한 반대이온이다).
  38. 다음의 화학식을 갖는 프틸로미칼린을 합성하는 방법에 있어서,
    상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 화합물:
    여기서, R2는 아민 보호기이다)과 제22항에 따른 펜타사이클릭 화합물을 반응시켜, 다음의 화학식을 갖는 화합물:
    을 산출하고, 이를 탈보호하여 프틸로미칼린 A를 생산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 다음의 화학식을 갖는 크램베시딘 800을 합성하는 방법에 있어서,
    상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 화합물:
    (여기서, R2는 아민 보호기이다)과 제22항에 따른 펜타사이클릭 화합물을 반응시켜, 다음의 화학식을 갖는 화합물:
    을 산출하고, 이를 탈보호하여 크램베시딘 800을 생산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 다음의 화학식을 갖는 13,14,15-이소크램베시딘을 합성하는 방법에 있어서,
    상기 방법은 다음의 화학식을 갖는 화합물:
    (여기서, R2는 아민 보호기이다)과 제24항에 따른 펜타사이클릭 화합물을 반응시켜, 다음의 화학식을 갖는 화합물:
    을 산출하고, 이를 탈보호하여 13,14,15-이소크램베시딘 800을 생산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 1항, 2항, 3항, 4항, 5항, 6항, 7항, 8항, 9항 또는 10항에 따른 화합물 및 제약학적으로 수용가능한 담체로 구성되는 것을 특징으로 하는 항종양 조성물.
  42. 제 1항, 2항, 3항, 4항, 5항, 6항, 7항, 8항, 9항 또는 10항에 따른 화합물 및 제약학적으로 수용가능한 담체로 구성되는 것을 특징으로 하는 항바이러스 조성물.
  43. 제 1항, 2항, 3항, 4항, 5항, 6항, 7항, 8항, 9항 또는 10항에 따른 화합물 및 제약학적으로 수용가능한 담체로 구성되는 것을 특징으로 하는 항진균 조성물.
  44. 제 1항, 2항, 3항, 4항, 5항, 6항, 7항, 8항, 9항 또는 10항에 따른 화합물의 효과량을 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 특징으로 하는 종양의 치료 방법.
  45. 제 1항, 2항, 3항, 4항, 5항, 6항, 7항, 8항, 9항 또는 10항에 따른 화합물의 효과량을 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 특징으로 하는 바이러스 감염의 치료 방법.
  46. 제 1항, 2항, 3항, 4항, 5항, 6항, 7항, 8항, 9항 또는 10항에 따른 화합물의 효과량을 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 특징으로 하는 진균 감염의 치료 방법.
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