一種穩定同位素標記的莨菪亭及其合成方法
【專利摘要】本發明屬于同位素標記化合物合成領域，具體涉及一種穩定同位素標記的莨菪亭?2?13C及其合成方法，其特征在于：是以同位素標記的乙酰氯?2?13C為原料，經與2,4?二羥基?5?甲氧基苯甲醛反應生成2?醛基?4?甲氧基?5?羥基乙酸苯酯，再于堿性催化劑作用下經Perkin反應生成莨菪亭?2?13C。本發明合成步驟簡單、反應條件溫和、操作簡便易行、產物收率高，達26%以上，能夠有效地合成同位素標記的香豆素衍生物，為同位素標記的香豆素衍生物的合成提供了一種新途徑。在有機合成方法學上具有一定的創新性和其獨特的研究意義。
【專利說明】
一種穩定同位素標記的莨菪亭及其合成方法
技術領域
[0001] 本發明屬于同位素標記化合物合成領域，具體地涉及一種制備穩定同位素標記的 莨菪亭-2_13c的合成方法。該化合物是制備同位素標記的香豆素衍生物的重要結構單元。
【背景技術】
[0002] 莨菪亭屬于香豆素類化合物，是一類以苯并吡喃酮為母體的結構修飾的重要有機 雜環化合物。該類化合物廣泛存在于多種中草藥中，由于其特殊的內酯結構，具有廣泛的藥 理活性，除了具有清熱鎮痛和抗菌消炎功效之外，在一些血管疾病如擴張血管、抗凝血等方 面也具有顯著療效，并具有一定的抗癌活性。
[0003] 同位素標記的化合物作為示蹤試劑在微量組分高精度定量分析、反應機理研究和 物質代謝途徑等方面具有重要應用。使用該方法可用來研究生理過程中莨菪亭的作用規 律;也可以用來研究煙草中的莨菪亭在吸食過程中的碎片迀移和對于香氣成分的貢獻。
[0004] 由于同位素標記化合物的特殊性，其合成存在一定難度。經查閱文獻，同位素標記 的莨菪亭研究較少，穩定同位素標記莨菪亭-2_ 13C的合成至今沒有報道。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的正是基于上述現有技術狀況而提供一種穩定同位素標記的莨菪亭-2_13C及其合成方法，為同位素標記的香豆素衍生物的合成提供了一種新途徑。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案來實現的： 一種穩定同位素標記的莨菪亭-2_13C，其化學結構式如下：
[0007] 合成方法是以同位素標記的乙酰氯-2-13C為原料，經與2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲 醛反應生成2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，再于堿性催化劑作用下經Perkin反應生成 首菪￥ _2-13C，反應過程是：
具體步驟如下： a、同位素標記的乙酰氯或直接使用市售產品（可直接購買），或是由同位素標記的乙酸 與二氯亞砜反應生成，乙酸與二氯亞砜的摩爾比為1: (1.1-2.1);
反應溫度為25~200°C，反應時間為1~10 h;蒸餾收集25~52°C的餾分。
[0008] b、在有機溶劑中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標記的乙酰氯以摩爾比 3: (1 -4)反應生成同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯；
反應溫度為10~50 °C;反應時間為10~30 h;反應結束后向反應混合物中加入一定濃度 的鹽酸、硫酸或硝酸，以淬滅反應，用二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶或甲苯萃取，所得粗品 用柱層析分離提純。所用有機溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺DMF、二甲基 亞砜DMSO、吡啶或甲苯，該反應體系中2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度為0.1-3M。
[0009] c、在有機溶劑中，同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性催化劑 作用下經Perkin反應生成莨菪亭-2- 13C。
[0010] 反應溫度為50~200°C，反應時間為3~10 h;反應結束后用一定濃度的鹽酸、硫酸或 硝酸淬滅反應，用苯、甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯或正己烷萃取，所得粗品用柱層 析分離得純品。所用有機溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺DMF或甲苯， 該反應體系中2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯的濃度為0.05-2M。所述堿性催化劑可為 吡啶、碳酸鉀、碳酸銫、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀或三乙胺，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯與 堿性催化劑的摩爾比為1: (2-6)。
[0011] 莨菪亭-2-13(：數據如下：淡黃色粉末狀固體111.?.208°(：~210°(：，豐度98.5 atom% 13C (采用LC-QQQ方法測定，采集模式是多反應檢測MRM)，化學純度> 99% (通過核 磁測定）。
[0012] ΧΗ NMR[19](600 MHz , CDC13, SiMe4), 5：7.59(d, /= 19.2Hz, 1H, CH),6.91 (s, 1H, ArH),6.84(s, 1H, ArH), 6.27(dd, /= 19.2Hz, 364.8Hz, 1H, CH), 6.17(s, 1H, 0H),3.95(s, 3H, CH)〇13C NMRC600 MHz , CD30D),δ：162.8,162.3,151.5, 150.0, 144.8, 111.4, 111.2,110.9, 108.5,102.5,55.4〇FT-IR(KBr),v, cm-1 ： 3337.88 , 2484.81,1701.72,1602.21,1556.27,1510.91,1463.58,1621.30,1625.56〇LC-MS for 2-13C-C9H8〇4 [M+H]+ : 194.000。
[0013] 相關譜圖見附圖1-5。
[0014] 本發明中所用的溶劑為干燥過的，具體指將試劑在干燥劑氫化媽、鈉、氫氧化鉀等 的存在下回流1-10小時后，經過蒸餾純化制備得到。
[0015] 本發明的積極效果是:合成步驟簡單、反應條件溫和、操作簡便易行、產物收率高， 達26%以上，能夠有效地合成同位素標記的香豆素衍生物，為同位素標記的香豆素衍生物的 合成提供了一種新途徑。在有機合成方法學上具有一定的創新性和其獨特的研究意義。
【附圖說明】
[0016] 圖1莨菪亭2_13C的氫譜； 圖2莨菪亭2_13C的碳譜； 圖3莨菪亭2_13C的紅外譜圖； 圖4莨菪亭2-13C的質譜； 圖5 LC-QQQ方法測定莨菪亭2-13C的豐度， 圖中：Total Area = 70420765; Scopoletin_2-13C Area = 69364454; Scopoletin-2-12C Area = 1056311 〇
【具體實施方式】
[0017]本發明以下結合具體實施例做進一步詳細說明： 實施例1 (1)以同位素標記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.5反應生成同位素標記的乙酰氯，反 應溫度60°C，時間3小時，蒸餾45°C的餾分。
[0018] (2)在有機溶劑二氯甲烷中，2，4_二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標記的乙酰氯 (也可直接用市售產品）以摩爾比3:1反應生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應體系 濃度(相當于體系中2,4_二羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為0.25M，反應溫度為20 °C;反應 時間為17 h;反應結束后向反應混合物中加入濃度為0.1M的鹽酸，以淬滅反應，用二氯甲烷 萃取，所得粗品用柱層析分離提純，得同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0019] (3)在有機溶劑氯仿中，同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑碳酸鉀作用下經Perkin反應生成莨菪亭-2- 13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯 與碳酸鉀的摩爾比1:6,有機溶劑為二氯甲烷，反應體系濃度(相當于2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯的濃度）為0.65M，反應溫度為80°C，反應時間為4 h;反應結束后用2M的硝酸 淬滅反應，用苯萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0020] 實施例2 (1)以同位素標記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:2.1反應生成同位素標記的乙酰氯，反 應溫度80°C，時間2小時，蒸餾43°C的餾分。
[0021] (2)在有機溶劑四氫呋喃中，2，4_二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標記的乙酰氯 以摩爾比3: 2反應生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應體系濃度(相當于體系中2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為0.1M，比為反應溫度為50 °C;反應時間為12 h;反應結束 后向反應混合物中加入濃度為1M的硫酸，以淬滅反應，用四氫呋喃萃取，所得粗品用柱層析 分離提純，得同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0022] (3)在有機溶劑吡啶中，同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑吡啶作用下經Perkin反應生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯與 吡啶的摩爾比1:5.2，有機溶劑為四氫呋喃，反應體系濃度(相當于2-醛基-4-甲氧基-5-羥 基乙酸苯酯的濃度）為0.09M，反應溫度為50°C，反應時間為8 h;反應結束后用1M的硫酸淬 滅反應，用二氯甲烷萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0023] 實施例3 (1)以同位素標記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.1反應生成同位素標記的乙酰氯，反 應溫度70°C，時間3小時，蒸餾51°C的餾分。
[0024] (2 )在有機溶劑氯仿中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標記的乙酰氯以摩 爾比3:1.4反應生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應體系濃度(相當于體系中2,4_二 羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度）為3M，反應溫度為35°C;反應時間為20小時；反應結束后向 反應混合物中加入濃度為2M的硝酸，以淬滅反應，用氯仿萃取，所得粗品用柱層析分離提 純，得同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0025] (3)在有機溶劑氯仿中，同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑碳酸銫條件下經Perkin反應生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯 與碳酸銫的摩爾比1:2.3,有機溶劑為氯仿，反應體系濃度(相當于2-醛基-4-甲氧基-5-羥 基乙酸苯酯的濃度)為1.13M，反應溫度為100°C，反應時間為4 h;反應結束后用0.1M的鹽酸 淬滅反應，用甲苯萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0026] 實施例4 (1)以同位素標記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.8反應生成同位素標記的乙酰氯，反 應溫度60°C，時間5小時，蒸餾30°C的餾分。
[0027] (2)在有機溶劑吡啶中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標記的乙酰氯以摩 爾比3:4反應生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應體系濃度(相當于體系中2,4_二羥 基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為2M，反應溫度為10 °C;反應時間為10 h;反應結束后向反應混 合物中加入濃度為5M的硫酸，以淬滅反應，用吡啶萃取，所得粗品用柱層析分離提純，得同 位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0028] (3)在有機溶劑氯仿中，同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑叔丁醇鈉條件下經Perkin反應生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯 酯與叔丁醇鈉的摩爾比1:3.4，有機溶劑為DMF，反應體系濃度(相當于2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯的濃度)為1.17M，反應溫度為200°C，反應時間為3 h;反應結束后用0.5M的硝 酸淬滅反應，用乙酸乙酯萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0029] 實施例5 (1)以同位素標記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.3反應生成同位素標記的乙酰氯，反 應溫度200°C，時間1小時，蒸餾25°C的餾分。
[0030] (2 )在有機溶劑甲苯中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標記的乙酰氯以摩 爾比3:2.7反應生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應體系濃度(相當于體系中2,4_二 羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為0.5M，反應溫度為40 °C;反應時間為30 h;反應結束后向反 應混合物中加入濃度為0.7M的硝酸，以淬滅反應，用甲苯萃取，所得粗品用柱層析分離提 純，得同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0031] (3)在有機溶劑氯仿中，同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑叔丁醇鉀條件下經Perkin反應生成莨菪亭-2- 13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯 酯與叔丁醇鉀的摩爾比1:4.8,有機溶劑為吡啶，反應體系濃度(相對當于2-醛基-4-甲氧 基-5-羥基乙酸苯酯的濃度)為2M，反應溫度為150°C，反應時間為5 h;反應結束后用1.5M的 鹽酸淬滅反應，用二氯甲烷萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2_13C純品。
【主權項】
1. 一種穩定同位素標記的莨菪亭-2-13C，其特征在于:其化學結構式如下：2. -種如權利要求1所述的穩定同位素標記的莨菪亭-2-13C的合成方法，其特征在于： 是以同位素標記的乙酰氯-2_ 13C為原料，經與2,4_二羥基-5甲氧基苯甲醛反應生成2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，再于堿性催化劑作用下經Perkin反應生成莨菪亭-2- 13C。3. 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于:具體步驟如下： a、 同位素標記的乙酰氯或直接使用市售產品，或是由同位素標記的乙酸與二氯亞砜反 應生成，乙酸與二氯亞砜的摩爾比為1: 1.1-2.1; b、 在有機溶劑中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標記的乙酰氯以摩爾比3:1-4 反應生成同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯； c、 在有機溶劑中，同位素標記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性催化劑作用 下經Perkin反應生成莨菪亭-2- 13C。4. 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步驟a中，反應溫度為25~200°C，反應 時間為1~10 h;蒸餾收集25~52°C的餾分。5. 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步驟b中，反應溫度為10~50 °C;反應 時間為10~30 h;反應結束后向反應混合物中加入濃度為0.1-5M的鹽酸、硫酸或硝酸，以淬 滅反應;用二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶或甲苯萃取，所得粗品用柱層析分離提純。6. 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于:步驟b中，所用有機溶劑為二氯甲烷、 四氫呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、吡啶或甲苯，該反應體系中2,4_二羥基-5-甲 氧基苯甲醛的濃度為0.1-3M。7. 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步驟c中，反應溫度為50~200°C，反應 時間為3~10 h;反應結束后用0.1-2M濃度的鹽酸、硫酸或硝酸淬滅反應;用苯、甲苯、四氫呋 喃、二氯甲烷、乙酸乙酯或正己烷萃取，所得粗品用柱層析分離得純品。8. 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于:步驟c中，所用有機溶劑為二氯甲烷、 四氫呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺或甲苯，該反應體系中2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸 苯酯的濃度為0.05-2M。9. 根據權利要求2或3所述的合成方法，其特征在于:所述堿性催化劑為吡啶、碳酸鉀、 碳酸銫、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀或三乙胺。10. 根據權利要求2或3所述的合成方法，其特征在于:2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯 酯與堿性催化劑的摩爾比為1:2-6。
【文檔編號】C07D311/16GK105884733SQ201610324457
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】李炎強, 彭小敏, 張攀科, 薛華珍, 王田田, 楊貫羽, 宗永立
【申請人】中國煙草總公司鄭州煙草研究院, 鄭州大學