合成兒茶素的新方法
【技術領域】
[0001] 本發明提供了用于合成（+)表兒茶素和/或（-)表兒茶素及其中間體（例如，作 為外消旋體或作為其對映體富集形式的2H色烯、4H色烯、花青素）的對映體純或對映體富 集或外消旋混合物的方法。
【背景技術】
[0002] 多酚類天然產物由于其多種生物活性及其產生的與人類健康的相關性而在最近 受到關注。多酚類天然產物具有多于一個且經常為多個的羥基。已經在自然界中發現了數 種不同的羥基化模式。代表性實例包括：(-)-表阿福兒茶精（(-)-epiafzelechin)、（+)-兒 茶素、（_)表兒茶素、（-)-沒食子兒茶素、（-)-表沒食子兒茶素、其各自的3-沒食子酸酯類 以及兩種3-(30-甲基）沒食子酸酯，其在本文中統稱為"兒茶素"。（+)-兒茶素、（-)-兒茶 素、（+)表兒茶素和（_)表兒茶素是黃烷-3-醇類。兒茶素存在于人類飲食巧克力、水果、蔬 菜和酒中，已經發現其在治療以下疾病中的用途：急性冠脈綜合征，包括但不限于心肌梗死 和心絞痛；其他器官和組織中的急性缺血事件，包括但不限于腎損傷、腎缺血和主動脈及其 分支的疾病；由醫療干預產生的損傷，包括但不限于冠狀動脈旁路移植（coronary artery bypass grafting，CABG)手術和動脈瘤修復；癌癥；以及代謝疾病，包括但不限于糖尿病。 兒茶素的健康益處大致歸因于其抗氧化性質和線粒體生物發生性質，對腸微生物和營養物 吸收的作用以及對代謝和代謝酶的作用。
[0003] 通過植物提取，然后（如果需要）通過使用色譜法純化單種兒茶素種類獲得用作 藥物和營養品制備物（nutraceutical preparation)的兒茶素。然而，從天然來源得到各 種純化兒茶素是非常有限且昂貴的。另外，目前的方法，特別是合成期望立體化學的表兒茶 素的方法，涉及非常昂貴的原料和/或試劑，或者在合成方面具有挑戰性且不適于較大規 模合成。
[0004] 現有技術中可使用合成表兒茶素的某些方法。PCT/IN2012/000052中公開了一種 這樣的方法。本發明涉及新的中間體并且適用于商業規模擴大。因此，其一個目的是提供 用于合成對映體純或對映體富集形式的順式兒茶素/表兒茶素及其中間體的有效且有成 本效益的合成方法。
[0005] 發明目的
[0006] 本發明的一個目的是提供合成對映體純或異構體富集和/或外消旋形式的表兒 茶素的新方法。
[0007] 本發明的另一個目的是提供對映體純或異構體富集和/或外消旋形式的表兒茶 素的中間體。
[0008] 發明概述
[0009] 本發明提供了用于合成（+)表兒茶素和/或（_)表兒茶素及其中間體的對映體純 或對映體富集或外消旋混合物的新方法，其包括以下步驟：
[0010] I.獲得五保護的槲皮素（penta-protected quercetin);
[0011] IL還原步驟（i)中獲得的五保護的槲皮素；
[0012] III.任選地使步驟（ii)的化合物脫保護；
[0013] IV.在手性/非手性還原劑的存在下還原步驟（ii)或步驟（iii)中獲得的化合 物，以獲得手性中間體；
[0014] V.使步驟（iv)中獲得的手性中間體脫保護和/或氫化，以獲得㈠ 表兒茶素；
[0015] VI.任選地同時使步驟（ii)中獲得的化合物脫保護和氫化以獲得外消旋表兒茶 素。
[0016] 發明詳述
[0017] 本發明涉及天然的或設計的表兒茶素及其他相關多酚的合成，或者在天然的或設 計的表兒茶素及其他相關多酚合成中的多種中間體如2H色烯、4H色烯、花青素等。
[0018] 多種化合物和其他中間體可以通過改變原料和化學反應合成。例如，多種中間體 可以如以下方案A所述獲得：
[0020] 其中，R和Rl可以為選自以下的任意保護基：11)(3、811、烯丙基、炔丙基、芐基、2-氟 乙基、4-硝基芐基、4-氯芐基、4-甲氧基芐基、4-甲氧基苯甲腈、肉桂基、甲基4-巴豆酰基、 丁-2_稀-1-基、2_戊烯基、（3_丙-1稀-1-基）橫醜基苯、1-二甲基娃基-丙-1-塊_3_基、 2_辛塊_1_基、2_ 丁塊-1-基、2_皮考基、3_皮考基、4_皮考基、卩奎琳_4_基-甲基、乙 腈、2-甲基環氧乙烷、氟甲基、硝基甲基、乙酸甲酯-2-基、甲氧基甲基、乙酰胺、1-苯乙 酬-2-基、2_ 丁酬-1-基、氣甲基、甲基苯基諷、1-漠-丙-1-稀_3_基、叔丁基、甲基、乙基、 烯丙基、叔丁基二甲基硅基、三甲基硅基和叔丁基二苯基硅基乙基。
[0021] 為了獲得方案A中所描述的各種化合物，可以使用如本發明所示的合成方案1、2 或3。
[0022] 因此，本發明提供了用于合成（+)表兒茶素和/或（_)表兒茶素及其中間體的對 映體純或對映體富集或外消旋混合物的方法，其包括以下步驟：
[0023] I.獲得五保護的槲皮素；
[0024] II.還原步驟（i)中獲得的五保護的槲皮素；
[0025] III.任選地使步驟（ii)的化合物脫保護；
[0026] IV.在手性/非手性還原劑的存在下，還原步驟（ii)或步驟（iii)中獲得的化合 物以獲得手性中間體；
[0027] V.使步驟（iv)中獲得的手性中間體脫保護和/或氫化，以獲得㈠ 表兒茶素；
[0028] VI.任選地同時使步驟（ii)中獲得的化合物脫保護和氫化，以獲得外消旋表兒茶 素。
[0029] 本發明使用合適的原料，其中原料可以由天然或合成來源獲得。優選地，原料為槲 皮素或兒茶素。更優選地，原料為槲皮素。
[0030] 步驟（I)的五保護的槲皮素通過一個或多于一個的選擇性保護步驟獲得。對槲皮 素羥基的選擇性保護在保護劑（protecting agent)、堿和極性有機溶劑存在下，在大氣壓 力下，在(TC至80°C的溫度下進行。所述保護劑選自：烯丙基溴、炔丙基溴、芐基溴、芐基氯、 2_氟乙基溴、4-硝基芐基溴、4-氯芐基溴、4-甲氧基芐基溴、α -溴-對甲基苯甲腈、肉桂 基溴、4-溴巴豆酸甲酯、巴豆基溴、1-溴-2-戊烯、3-溴-1-丙烯基苯基砜、3-溴-1-三甲 基娃基_1-丙塊、3-溴_2_辛塊、1-溴_2_ 丁塊、2-皮考基氯、3-皮考基氯、4-皮考基氯、 4-溴甲基喹啉、溴乙腈、表氯醇、溴氟甲燒、溴硝基甲燒、溴乙酸甲酯、甲氧基甲基氯、溴乙酰 胺、2-溴苯乙酮、1-溴-2- 丁酮、溴氯甲烷、溴甲基苯基砜、1，3-二溴-1-丙烯、三甲基氯硅 烷和叔丁基二甲基氯硅烷。所述堿選自：堿金屬氫化物如氫化鈉、二烷基酰胺、雙（三烷基 硅基）酰胺、二氮雜二環十一碳烯（DBU)、堿金屬碳酸鹽如碳酸鉀（K2CO3)或堿金屬氫氧化 物，并且所述極性有機溶劑選自：丙酮、乙腈、四氫呋喃（THF)、乙酸乙酯、二氧六環、Ν，Ν-二 甲基甲酰胺（DMF)、二氯甲烷（DCM)、亞砜如二甲基亞砜（DMSO)或N-甲基吡咯烷酮（NMP)， 優選地，所述溶劑為NMP以及NMP和丙酮的混合物。
[0031] 步驟（II)的還原在有或沒有路易斯酸的情況下在還原劑存在下進行，所述還 原劑選自鈉汞齊、鋅汞齊；金屬氫化物，包括氫化鈉（NaH)、氫化鋁鋰（LAH);紅鋁溶液 (vitride solution)(甲苯中的NaAIH2(OCH2CH2OCH 3)2);所述路易斯酸選自氯化錯、氯化鋪、 氯化鋅、三氟化硼和碘。
[0032] 步驟（IV)的手性/非手性還原劑選自硼氫化鈉（NaBH4)、NaCNBH3(氰基硼氫化 鈉）、硼氫化鉀（KBH4)、硼氫化鋰（LiBH4)、9_硼雜雙環[3. 3. 1]壬烷（9-BBN)、'S'或'R' 型硼-(3-蒎基）-9-硼雜雙環[3.3. 1]壬烷（alpine borane)或（-)二異松蒎烯基硼烷 ((-)diisopinocampheylborane)、L-selectride (三仲丁基（氫化）硼酸裡（1_) (lithium tri-sec-butyl (hydrido) borate (1_)))、威爾金森催化劑（Willkinsons catayst)、2, 3_二 氯-5,6-二氰基-1，4-苯醌、Hantzsch酯（Hantzsch Ester)、氫化錯、二異丁基氫化錯、三 烷氧基氫化鋁和雙（2-甲氧基乙氧基）氫化鋁鈉。
[0033] 步驟（V)的脫保護在20°C至60°C的溫度下，在吸附到固體支持物上的氫化催化劑 和溶劑或溶劑混合物的存在下使用氫氣進行。所述氫化催化劑選自鉑、鈀或鎳，并且所述溶 劑選自甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、乙酸或其混合物，優選地，所述氫化催化劑為鈀碳。
[0034] 本發明的保護、脫保護、羥基化和還原的化學反應可以按照以下方法進行：
[0035] (A)保護和脫保護
[0036] 本發明公開的保護基團的適當方法包括保護羥基的方法。保護羥基的適當方法包 括形成醚、酯、乙酸酯，氯乙酸酯、三氟乙酸酯、新戊酸酯（Pivaloate)、苯甲酸酯、1，2-二醇 和1，3_二醇、異亞丙基、烷基化、硅基化等。脫保護的適當方法將取決于所采用的保護基。
[0037] 保護羥基的適當方法包括烷基化。烷化劑包括烷基氯、烷基溴、烷基碘或烷基磺酸 酯/鹽。燒化劑的具體實例包括：稀丙基漠、塊丙基漠、芐基漠、芐基氣、2_氣乙基漠、4_硝 基芐基溴、4-氯芐基溴、4-甲氧基芐基溴、α -溴-對甲基苯甲腈、肉桂基溴、4-溴巴豆酸 甲酯、巴?基漠、1_漠_2_戊稀、3_漠-1-丙烯基苯基諷、3_漠-1-二甲基娃基-1-丙塊、 3-溴-2-辛炔、1-溴-2- 丁炔、2-皮考基氯、3-皮考基氯、4-皮考基氯、4-溴甲基喹啉、溴 乙腈、表氯醇、溴氟甲烷、溴硝基甲烷、溴乙酸甲酯、甲氧基甲基氯、溴乙酰胺、2-溴苯乙酮、 1-溴-2-丁酮、溴氯甲烷、溴甲基苯基砜和1，3-二溴-1-丙烯。適用于烷基化的試劑為芐 基鹵化物，例如芐基溴。硅烷化試劑包括但不限于叔丁基二甲基氯硅烷。
[0038]
[0039] 通過烷基化反應保護羥基在強堿和極性有機溶劑的存在下進行。
[0040] 所述堿可選自堿金屬氫化物如NaH、二烷基酰胺、雙（三烷基硅基）酰胺、氫氧化 物、堿金屬氫氧化物、二氮雜二環十一碳烯（DBU)、碳酸鹽，更優選堿金屬碳酸鹽如碳酸鉀。
[0041] 所述溶劑可選自丙酮、乙腈、四氫呋喃（THF)、乙酸乙酯、二氧六環、N，N-二甲基甲 酰胺（DMF)、二氯甲烷（DCM)、亞砜如二甲基亞砜（DMSO)、N-甲基吡咯烷酮（NMP)或其混合 物。優選地，所述溶劑為DMF。
[0042] 在氮氣氣氛中在0°C至回流的溫度下將槲皮素或兒茶素在溶劑中攪拌并添加堿。 向該攪拌溶液中逐滴添加保護劑，并在〇°c至回流的溫度下攪拌該混合物。反應物完全消耗 后，用水淬滅反應混合物并用適當溶劑進行萃取。合并的有機層用水、鹽水洗滌并經硫酸鈉 干燥。將有機層旋轉蒸發以獲得粗制產物，然后將粗產物裝載到硅膠柱上并用適當的洗脫 劑洗脫，以獲得經保護的槲皮素/兒茶素。對羥基的保護可以通過一個或更多個步驟進行。
[0043] 脫保護反應在氮氣或氫氣氣氛下在-KTC至0°