一種抗腫瘤活性化合物的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有抗腫瘤活性的化合物Demethoxyfumitremorgin C的制備方法，該方法包括：以L?色氨酸為起始原料，與異丙醇發生酯化反應得到L?色氨酸異丙酯，隨后與異戊烯酸連接得到酰胺，經Bischler?Napieralski反應得到二氫β?咔啉中間體，再經硼氫化鈉還原亞胺高選擇性得到順式四氫β?咔啉中間體，與保護的脯氨酸連接后脫除保護基，發生分子內環合，得到目標化合物Demethoxyfumitremorgin C (Ⅰ)。本發明原料便宜，立體選擇性高，收率高，適合工業化生產。
【專利說明】
一種抗腫瘤活性化合物的制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于有機化學合成領域，涉及一種具有抗腫瘤活性的化合物 Demethoxyfumitremorgin C的制備方法。
【背景技術】
[0002] Demethoxyfumitremorgin C化學名稱為（5aS, 12S, 14aS)-12_(2_甲基-1-丙稀 基)-l，2,3,5a，6，14a-六氫化吡咯并[1''，2''：4'，5']吡嗪并[1'，2'：1，6]吡啶并[3,4-13] 吲哚-5，14 (IIH，12H)-二酮，具有治療腫瘤的潛力。該化合物于1996年被日本理化學研究所 的Osada小組首次從海底海沉積物樣品Aspergi Ilus fumigatus BM939的發酵液中分離得 到。活性研究表明其對于老鼠的tsFT210細胞的細胞周期進程M期有很好的抑制活性，MIC值 為0.45以11。2006年中國海洋大學的顧謙群小組從青島近海海泥樣品中分離出真菌A-f-11， 并從它的發酵物中分離得到Demethoxyfumitremorgin C。抗腫瘤活性結果表明其有較好的 細胞毒性，抑制率為11.5yM/mL。2011年北京工商大學的任虹小組從山東膠州灣海泥中篩選 到抗腫瘤活性菌株薩氏曲霉Aspergillus sydowi，并從其發酵液中分離得到 Demethoxyfumitremorgin C0
[0003]目前報道的Demethoxyfumitremorgin C的制備方法主要以L-色氨酸的衍生物為 原料，與異戊稀醛發生Pictet-Spengler反應，得到順反混合的四氫β-味啉中間體，柱層析 分離出順式中間體后與保護的脯氨酸連接，脫除保護基后發生分子內環合得到目標產物。 Bai ley 等人在《Tetrahedron Letters》2001年第42期，第113-115頁發表 "A concise, efficient route to fumitremorgins"，該文中首次成功使用α, β-不飽和醛直接發生 Pictet-Spengler反應來制備關鍵的四氫β-味啉中間體。通過降低溫度，動力學控制反應結 果。以4步21%的總收率得到了Demethoxyfumitremorgin C。但Pictet-Spengler反應產率較 低，立體選擇性也不好。北京大學的賈彥興小組在《Tetrahedron》2012年第68期，第4225-4232頁發表"Mg(Cl〇4)2 _catalyzed intramolecular allylic amination: application to the total synthesis of demethoxyfumitremorgin 0-，該文首次該路線通過高氯酉愛 鎂催化下發生分子內的烯丙基氨基化來構建1，2，3，4-四氫β-咔啉骨架。是迄今為止唯一一 條不使用Pictet-Spengler反應的路線，創新性很強。但是合成于路線太長，使用環境不友 好的重金屬汞，立體選擇性也不理想，所以不是一條理想的生產路線。已經報道的方法存在 中間體立體選擇性不高，反應條件苛刻，收率較低等缺點。
【發明內容】
[0004] 本發明提供一種制備Demethoxyfumitremorgin C的方法，該制備方法使用價格較 低的L-色氨酸為起始原料，經Bischler-Napieralski反應得到二氫β-味啉中間體，再經硼 氫化鈉還原亞胺高選擇性得到關鍵的順式四氫β-咔啉中間體，避免了已報道路線中立體選 擇性差的問題，同時反應收率較高。
[0005] 為了實現本發明的目的，采用如下技術手段。
[0006] -種Demethoxyfumitremorgin C的制備方法，包括：以L-色氨酸為起始原料，酯化 后與異戊稀酸反應得到酰胺，經Bischler-Napieralski反應環合后用硼氫化鈉還原，接入 脯氨酸片段后脫除保護基，隨后發生分子內環合得到目標產物。
[0007] 本發明制備方法的反應過程如下所示：
[0008] 具體的說，本發明的制備方法，包括以下步驟： a) 以L-色氨酸（Π )為起始原料，在異丙醇中加入氯化亞砜，反應得到L-色氨酸異丙酯 鹽酸鹽（m); b) L-色氨酸甲酯鹽酸使用IN的碳酸鉀水溶液堿化，并用二氯甲烷萃取，在二環己基碳 二亞胺和4-二甲氨基吡啶的體系中與異戊烯酸反應制得酰胺(IV); c) 化合物(IV)在乙酸乙酯中，加入脫水劑并回流，發生環合，制得二氫β_咔啉中間體 (V ); d)化合物（V )不經分離在甲醇中，反應溫度為-30°C下加入硼氫化鈉還原，較高選擇 性得到順式四氫β-咔啉中間體(VI); e)化合物(VI)與N-Fmoc保護的脯氨酸酰氯反應，得到的酰胺不分離，加入哌啶后脫除 保護基，隨后發生分子內環合，得到目標化合物Demethoxyfumitremorgin C (I)及少量的 非對映異構體(VD)。
[0009] 其中，步驟a)中反應溫度為回流;反應時間為20~28h，優選24h。
[0010] 步驟b)中反應時間為6~IOh，優選9h; L-色氨酸異丙酯，異戊烯酸，二環己基碳二亞 胺和4-二甲氨基吡啶摩爾比為1: 1: 1:0.1。
[0011] 步驟c)中脫水劑為三氯氧磷，五氯化磷，多聚磷酸，五氧化二磷，優選三氯氧磷，應 溫度為回流。
[0012] 步驟d)中反應溫度為-78~-10°C，優選-30°c;反應時間為0.5~1.5h，優選Ih;化合物 (V)與硼氫化鈉摩爾比為1:2~3。
[0013] 步驟e)中（VI)與N-Fmoc保護的脯氨酸酰氯在碳酸氫鈉催化下反應;脫除保護基以 二氯甲烷為溶劑；中反應時間為3~6h，優選3h。
【具體實施方式】
[0014] 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0015] 實施例1 將10.0 g L-色氨酸(49. Ommol)溶于IOOmL無水異丙醇中，冰浴下緩慢滴加8.7g氯化亞 砜(73.4mmol)，半小時內滴加完畢，升溫至回流后繼續反應24h，降至室溫，蒸除異丙醇，用 20mL乙酸乙酯漂洗，得白色固體L-色氨酸異丙酯鹽酸鹽13.4g(47.5mmol)，產率97%。
[0016] 實施例2 將13.4gL-色氨酸異丙酯鹽酸鹽(47.5mmol)加入30mL二氯甲烷中，加入IN K2CO3水溶 液30mL，攪拌半小時，固體全部溶解，分液，水相再用30mL二氯甲烷萃取，合并有機相后，用 飽和食鹽水40mL洗滌一遍，無水硫酸鈉干燥有機相，過濾，濃縮溶劑至40mL，冰浴下依次加 入4.8g異戊稀酸(47.9mmol)，9.8g二環己基碳二亞胺(47.6mmol)，0.58g 4-二甲氨基吡啶 (4.7 mmol)。隨后反應升至室溫。攪拌9h，TLC檢測原料反應完全，抽濾，濾餅用20mL二氯甲 烷洗滌兩次，用IN HCl調節pH至5，萃取分液，有機相用IN K2CO3水溶液調節pH至8，分液，有 機相用無水硫酸鎂干燥，過濾，蒸干，加入石油醚：乙酸乙酯=4:1的混合溶劑洗滌，得白色固 體 14.2gVI(43.2mmol)，產率 91%。
[0017] Mp 143-144 ciC; [a]D20 = +77.9 (c 2.0，CHCl3); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.32 (s, 1H), 7.56 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.34 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.20 - 7.14 (m, 1H), 7.10 (dd, Ji = 11.0 Hz, J2 = 3.9 Hz, 1H), 6.98 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 5.92 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 5.51 (s, 1H), 5.04 - 4.88 (m, 2H), 3.31 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 2.13 (d, J = 0.8 Hz, 3H), 1.80 (d, J = 0.8 Hz, 3H), 1.17 (dd, Ji = 9.3 Hz, J2 = 6.3 Hz, 6H). 13C 匪R (101 MHz, CDCl3) δ 171.89， 166.67， 151.86， 136.22, 127.76, 123.04, 121.87, 119.30, 118.61, 118.17, 111.38, 109.76, 69.19, 53.01, 27.77, 27.10, 21.68, 21.62, 19.85〇
[0018] 實施例3 將4.0gIV( 12.2mmol)加入180mL乙酸乙酯中，加入5.6g新蒸三氯氧磷（36.5mmol)發生 1^8〇11161-他卩丨6抑181^反應，升溫至回流，反應1.511，1']^跟蹤發現原料反應完全，停止反 應，冷卻至室溫，常溫下蒸干溶劑，得二氫β-咔啉中間體V的粗產物，不經純化，加入30mL無 水甲醇，反應液溫度降至_30°C，分批加入0.93g硼氫化鈉(24.6mmol)，半小時內加完，繼續 攪拌半小時，TLC檢測原料反應完全，加入3N檸檬酸水溶液調節pH為6,攪拌十分鐘，加入 50mL乙酸乙酯，并用IN碳酸氫鈉水溶液調節pH至8,分液，水相再用20mL乙酸乙酯萃取一遍。 合并有機相，用飽和食鹽水20mL洗滌，分液，有機相用無水硫酸鎂干燥，過濾，室溫下蒸干溶 劑，加入4mL乙醇，冰浴下靜置，有白色晶體逐漸析出，過濾并用少量無水乙醇洗滌，得白色 晶體2.7gVI(61.4mm〇 1 )，兩步產率71%，由于在Bischler-Napieralski反應產物中檢測到有 少量產物發生異構化，所以最終得到的順式四氫咔啉中間體含有少量消旋化，74% ee。
[0019] Mp 88-90 0G1H 匪R (400 MHz, CDCl3) δ 7.72 (s，1H)，7.49 (d，J = 7.5 Hz, 1H), 7.28 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.14 (dd, Ji = 7.5 Hz, J2 = 6.9 Hz, 1H), 7.09 (dd, Ji = 7.8 Hz, J2 = 6.9 Hz, 1H), 5.26 (d, J = 10.5 Hz, 1H), 5.14 (dt, Ji = 12.5 Hz, J2 = 6.3 Hz, 1H), 4.93 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 3.81 (dd, Ji = 11.1 Hz, J2 = 4.3 Hz, 1H), 3.11 (dd, Ji = 15.1 Hz, J2 = 2.5 Hz, 1H), 2.83 (ddd, Ji =15.1 Hz, J2 = 11.3 Hz, J3= 2.1 Hz, 1H), 2.16 (s, 1H), 1.87 (s, 3H), 1.83 (s, 3H), 1.31 (t， J = 5.7 Hz, 6H). 13C 匪R (101 MHz, CDCl3) δ 172.65， 137.66， 135.94, 135.10, 127.56, 124.15, 121.66, 119.51, 118.16, 110.90, 107.55, 68.71, 56.68, 51.71, 26.06, 25.66, 21.93, 21.88, 18.54〇
[0020] 實施例4 將2 · 5gVI (8 · Ommo 1)加入20mL二氯甲燒，加入0 · 81g碳酸氫鈉（9 · 6mmo 1)，冰浴，稱取 3 · Og R-荷甲氧羰基-2-氯甲酰基吡略燒(Fmoc-L-ProCl)(8 · 4mmol )，溶于IOmL二氯甲燒， 緩慢滴加至反應液中，IOmin滴加完畢，反應升溫至室溫，繼續攪拌一小時，TLC跟蹤原料反 應完全，酰胺中間體不經分離，將反應液濃縮至IOmL，加入2.5mL哌啶，繼續攪拌3小時，TLC 跟蹤中間體反應完全，用30mL二氯甲烷和30mL水萃取兩遍，合并有機相，用無水硫酸鎂干 燥，過濾，蒸干溶液，用乙酸乙酯柱層析，得到1 · 9g目標產物Demethoxyfumitremorgin C為 白色固體（5 · 3mmol)，產率67%。同時得到少量其非對映異構體VHO · 30g(0 · 86mmol)，產率 11%〇
[0021] Mp 210-212 °C; [a]D20 = +16 ·6 (c 1 ·6，CHCl3);匪R (400 MHz，CHCl3) δ 7.96 (s), 7.58 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.34 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.19 (ddd, Ji = 7.5 Hz, J2 = 7.1 Hz, J3 = 1.3 Hz, 1H), 7.15 (ddd, Ji = 7.3 Hz, J2 = 7.1 Hz, J3 =1.1 Hz, 1H), 6.04 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 4.93 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 4.19 (dd, Ji = 11.6 Hz, J2 = 4.8 Hz, 1H), 4.12 (dd, Ji = 8.2 Hz, J2 = 7.8 Hz, 1H), 3.68 -3.61 (m, 2H), 3.58 (dd, Ji = 15.9 Hz, J2 = 5.0 Hz, 1H), 3.13 (dd, J = 15.9, 11.9 Hz, 1H), 2.47 - 2.35 (m, 1H), 2.30-2.18 (m, 1H), 2.12 - 2.03 (m, 1H), 2.01 (d, J = 1.1 Hz, 3H), 1.99 - 1.89 (m, 1H), 1.65 (d, J = 1.0 Hz, 3H). NMR (101 MHz, CHCl3) δ 169.53, 165.71, 136.18, 134.32, 133.51, 126.27, 124.00, 122.21, 120.07, 118.35, 111.18, 106.46, 59.25, 56.85, 51.00, 45.43, 28.60, 25.72， 23.08， 21.90， 18.16。
【主權項】
1. 一種制備具有抗腫瘤活性的化合物Demethoxyfumitremorgin C的方法，其特征在 于， a) 以L-色氨酸（Π )為起始原料，經酯化反應得到L-色氨酸異丙酯鹽酸鹽(ΙΠ ); b) L-色氨酸甲酯鹽酸鹽堿化萃取后在脫水劑作用下與異戊烯酸反應，制得酰胺(IV); c) 化合物(IV)在溶劑中，催化劑和脫水劑作用下加熱，發生環合，制得二氫β_咔啉中 間體（V); d) 使用還原劑在溶劑中對化合物（V)進行還原，高選擇性得到順式四氫β-咔啉中間 體(VI); e) 化合物(VI)與N-Fmoc保護的脯氨酸酰氯反應，得到酰胺，不經分離，加入哌啶后脫 除保護基，隨后發生分子內環合，得到目標化合物Demethoxyfumitremorgin C (I)及少量 的非對映異構體(W)。2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中以無水異丙醇作為溶劑;氯 化亞砜為催化劑;反應溫度為回流;反應時間為20~28h，優選24h。3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b)中使用1N碳酸鉀溶液與二氯甲 烷進行堿化萃取，反應以二氯甲烷作為溶劑;溫度為25°C。4. 根據權利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，步驟b)中反應時間為6~10h，優選 9h;脫水劑為二環己基碳二亞胺，催化劑為4-二甲氨基吡啶。5. 根據權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，L-色氨酸異丙酯，異戊烯酸，二環 己基碳二亞胺和4-二甲氨基吡啶摩爾比為1:1:1:0.1。6. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c)中脫水劑為三氯氧磷，五氯化 磷，多聚磷酸，五氧化二磷，優選三氯氧磷。7. 根據權利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，步驟c)中以甲苯，氯仿，乙酸乙酯 為溶劑，優選乙酸乙酯;反應溫度為回流。8. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟d)中還原劑為硼氫化鈉;溶劑為 甲醇，乙醇，異丙醇，優選甲醇;反應溫度為-78~-10°C，優選-30°C;反應時間為0.5~1.5h，優 選lh。9. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟e)中以二氯甲烷為反應溶劑;反 應溫度為室溫。10. 根據權利要求1或9所述的制備方法，其特征在于，步驟e)脫除保護基使用哌啶為 堿;溶劑為二氯甲烷;反應時間為3~6h，優選3h。
【文檔編號】C07D471/22GK105859719SQ201610365791
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】孟天卓, 施小新, 鄒文慧
【申請人】華東理工大學