專利名稱:吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物的全合成方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及化合物合成方法,具體是涉及吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物的全合成方法。
背景技術(shù):
研究表明,從多種海綿中分離得到的吡咯雜環(huán)生物堿aldisin(6,7-二氫-1H,5H-吡咯并[2,3-c]氮雜卓-4,8-二酮)類化合物(徐石海;曾隴梅;蘇鏡娛,分析測試學(xué)報(bào),1998,17,32~34.),具有顯著抗脂質(zhì)過氧化作用(唐效禮;許實(shí)波;徐石海;中國藥理學(xué)通報(bào),1998,14,148~150),能有效地清除·O和·OH及DPPH(二苦味?;?,是自由基的清除劑。此外,離體實(shí)驗(yàn)證明,它們還具有獨(dú)特的強(qiáng)心作用——有正性肌力作用,對正常動(dòng)物的離體心臟也不增加心率,其在心血管系統(tǒng)藥物中具有明顯的優(yōu)勢。鑒于aldisin具有上述雙重作用,如能開發(fā)成藥物,應(yīng)當(dāng)比目前常用的治療心血管藥物的適用范圍更廣泛,更有臨床應(yīng)用價(jià)值。
Hirokazu Annoura等曾報(bào)道3-bromoaldisin的合成方法(Hirokazu Annouraand Toshio Tatsuoka,Tetrahedron Lett.,1995,36,413~416),其方法是以甲苯作溶劑,在60℃條件下2-吡咯甲酸與二氯亞砜反應(yīng)1小時(shí),制得2-吡咯甲酰氯,然后以三乙胺為縛酸劑,2-吡咯甲酰氯與β-丙氨酸甲酯室溫下反應(yīng)3小時(shí)生成N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯,再與N-溴代丁二酰亞胺(NBS)在室溫下進(jìn)行溴代反應(yīng)2小時(shí)生成N-(5-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯,后者經(jīng)水解,在多聚磷酸作用下,在100℃反應(yīng)1小時(shí),獲得少量的3-bromoaldisin,總產(chǎn)率為11.5%。
Hirokazu Annoura報(bào)道的合成方法是以2-吡咯甲酸為原料經(jīng)五步反應(yīng)合成目標(biāo)化合物,存在以下不足(1)2-吡咯甲酸價(jià)格昂貴;(2)2-吡咯甲酸經(jīng)酰氯化生成的酰化劑2-吡咯甲酰氯難保存,并需要毒性較大的甲苯作溶劑;(3)N-溴代丁二酰亞胺(NBS)價(jià)格昂貴,以其作溴化劑溴代產(chǎn)物收率低,僅為56%;(4)NBS作溴化劑與N-(2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸甲酯作用,產(chǎn)物為N-(5-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯,后者在多聚磷酸作用下進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),反應(yīng)過程中部分溴從吡咯環(huán)的α-位轉(zhuǎn)移到β-位從而生成產(chǎn)物;(5)多聚磷酸為粘稠體,反應(yīng)物不易分散(溶解不均勻);(6)3-bromoaldisin總產(chǎn)率較低,僅為11.5%。
此外,aldisin的另一溴代衍生物2,3-dibromoaldisin未見有合成的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物的全合成方法,所合成的兩種溴代吡咯雜環(huán)生物堿3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin具有潛在抗心血管疾病活性。
本發(fā)明所述的吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物的全合成方法,包括以下步驟A)?;磻?yīng)以吡咯為起始原料,經(jīng)?;磻?yīng)生成2-三氯乙?;量籅)溴代反應(yīng)15~35℃下,2-三氯乙?;量┡c溴反應(yīng),生成溴代2-三氯乙?;量?;C)縮合反應(yīng)15~35℃下,β-丙氨酸甲酯與溴代2-三氯乙?;量┓磻?yīng)3~8小時(shí),制得溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯;D)水解反應(yīng)步驟C所得產(chǎn)物經(jīng)水解得溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸;E)環(huán)化反應(yīng)以三氯氧磷作脫水劑,步驟D所得產(chǎn)物在三氯氧磷回流狀態(tài)下反應(yīng)0.5~1小時(shí),生成吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物。
吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物為3-bromoaldisin的合成方法所述的步驟B中,2-三氯乙?;量┡c溴的摩爾比為1∶1,反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí),生成的溴代2-三氯乙?;量?-溴-2-三氯乙酰基吡咯;所述的步驟C所制得的溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯為N-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯;所述的步驟D所制得的溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸為N-(4-溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸;所述的步驟E所生成的吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物為吡咯雜環(huán)生物堿3-bromoaldisin。
吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物為2,3-dibromoaldisin的合成方法所述的步驟B中,2-三氯乙?;量┡c溴的摩爾比為1∶2,反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí),生成的溴代2-三氯乙?;量?,5-二溴-2-三氯乙?;量?;所述的步驟C所制得的溴代N-(2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸甲酯為N-(4,5-二溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯;所述的步驟D所制得的溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸為N-(4,5-二溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸;所述的步驟E所生成的吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物為吡咯雜環(huán)生物堿2,3-dibromoaldisin。
本發(fā)明的有益效果在于與原有合成方法相比較,本發(fā)明所述的全合成方法以吡咯替代2-吡咯甲酸為起始原料,經(jīng)五步反應(yīng)合成目標(biāo)化合物,所需原料簡單易得,反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)時(shí)間短,成本低,操作簡便安全,產(chǎn)品純度高,產(chǎn)率也高,產(chǎn)物3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin的總產(chǎn)率分別為36.4%和35.5%(以起始原料吡咯計(jì))。
本發(fā)明所人工合成的兩個(gè)生物堿都是根據(jù)aldisin的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并加以全合成,用于尋找和篩選有更好生物活性的化合物,以便開發(fā)治療心血管治病藥物或該類藥物的前體。研究表明,許多生物活性物質(zhì)中,溴的存在使其生物活性如抗腫瘤、抗菌活性等明顯提高,例如,從海綿中發(fā)現(xiàn)的許多含溴吡咯環(huán)結(jié)構(gòu)的生物堿顯示出特有的藥理活性,包括c-erbB-2激酶和cdk4激酶抑制劑,α-腎上腺素受體阻斷劑,血清素激活受體的對抗藥物,抗組胺藥物,肌動(dòng)球蛋白ATPase激活藥物等[Rino Ragno,Garland R.Marshall,Roberto,et al.,Antibacterial PyrrolesSynthesis,Anti-Mycobacterium Tuberculosis Activity andQSAR Studies,Bioorganic & Medicinal Chemistry,2002,8,1423~1432.]。為進(jìn)一步研究aldisin類化合物的生物活性,本發(fā)明合成了aldisin的溴代產(chǎn)物3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin,希望得到適用范圍廣、活性更好,更有臨床應(yīng)用價(jià)值的特效新藥。3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin的抗脂質(zhì)過氧化作用和α-葡萄糖苷酶抑制作用等藥理實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中。
圖1為本發(fā)明的合成路線示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物的全合成方法,如圖1所示,包括以下步驟A)?;磻?yīng)以吡咯為起始原料,經(jīng)?;磻?yīng)生成2-三氯乙酰基吡咯(I);圖1中,采用的?;噭镃l3C-COCl(i),也可采用其他酰基化試劑。
B)溴代反應(yīng)15~35℃下,2-三氯乙?;量?I)與溴(ii)反應(yīng),生成溴代2-三氯乙?;量?II);C)縮合反應(yīng)15~35℃下,β-丙氨酸甲酯(iii)與溴代2-三氯乙?;量?II)反應(yīng)3~8小時(shí),制得溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯(III);D)水解反應(yīng)步驟C所得產(chǎn)物經(jīng)水解得溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸(IV);E)環(huán)化反應(yīng)以三氯氧磷作脫水劑,步驟D所得產(chǎn)物在三氯氧磷(v)回流狀態(tài)下反應(yīng)0.5~1小時(shí),生成吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物(V)。
如圖1所示,兩個(gè)取代基X和Y,當(dāng)X=H且Y=Br時(shí),最終產(chǎn)物為3-bromoaldisin(Va);當(dāng)X=Br且Y=Br時(shí),最終產(chǎn)物為2,3-dibromoaldisin(Vb)。
實(shí)施例一3-bromoaldisin的全合成(1)2-三氯乙酰基吡咯(I)的合成合成方法參考Bailey報(bào)道的方法(Denis M.Bailey;Robert E.Johnson;andNoel F.Albertson,Org.Syn.,1971,Vol.51,100.)。粗產(chǎn)物用正己烷重結(jié)晶,得灰色片狀2-三氯乙?;量┚w7.14g,產(chǎn)率84%,熔點(diǎn)74~75℃,與Bailey的報(bào)道相符。該灰色片狀晶體為2-三氯乙?;量?I)。
(2)4-溴-2-三氯乙?;量?IIa)的合成在250mL圓底燒瓶中加入3.2g 2-三氯乙酰基吡咯(I),100mL CCl4和2mg碘,磁力攪拌下緩慢滴加0.8mL Br2的30mL CCl4溶液,0.5h滴完,維持溫度25~30℃,繼續(xù)攪拌0.5h,TLC跟蹤反應(yīng)。終止反應(yīng),滴加20%Na2CO3水溶液至pH=7~8,過濾除去不溶物,分出有機(jī)層,水相用10mL的CCl4萃取,合并有機(jī)相,無水Na2SO4干燥;減壓蒸出CCl4,粗產(chǎn)物經(jīng)C2H5OH∶H2O=5∶1(V/V)作溶劑重結(jié)晶,得淺灰色片狀晶體4.08g,收率94.6%。熔點(diǎn)136~138℃,與Bélanger的報(bào)道(P.Bélanger,Tetrahedron Lett.1979,27,2505~2508.)相符。該淺灰色片狀晶體為4-溴-2-三氯乙?;量?IIa)。
(3)N-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯(IIIa)的合成50mL圓底燒瓶中加入1.4gβ-丙氨酸甲酯鹽酸鹽、2.92g 4-溴-2-三氯乙?;量?IIa)和15mL乙酸乙酯,攪拌下滴加2mL三乙胺,室溫下反應(yīng)4小時(shí)。減壓蒸出乙酸乙酯,粗產(chǎn)物用95%乙醇重結(jié)晶,得淺黃色晶體2.33g,收率84.7%,熔點(diǎn)78~79℃。該淺黃色晶體為N-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯(IIIa)。
(4)N-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸(IVa)的合成N-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯(IIIa)2.75g,10%NaOH水-乙醇溶液30mL,室溫下攪拌8小時(shí),滴加10%鹽酸至微酸性,過濾除去不溶物,水溶液用乙酸乙酯萃取,無水Na2SO4干燥;蒸除溶劑,固體剩余物用95%乙醇重結(jié)晶,得棕色棱形晶體2.52g,產(chǎn)率97%,熔點(diǎn)156~157℃。該棕色棱形晶體為N-(4-溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸(IVa)。
(5)3-bromoaldisin(Va)的合成50mL二口瓶,裝上帶CaCl2干燥管的回流冷凝管,加入10mL三氯氧磷,和1.31gN-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸(IVa),加熱回流30min;反應(yīng)物冷卻至40~50℃,加入到25g碎冰-水中,攪拌下滴加10%NaOH水溶液至中性,用乙酸乙酯萃取,無水Na2SO4干燥,蒸除溶劑,剩余物用甲醇重結(jié)晶,得無色晶體0.67g,產(chǎn)率55.8%,熔點(diǎn)238~240℃。該無色晶體為3-bromoaldisin(Va)。
實(shí)施例二2,3-dibromoaldisin的全合成(1)2-三氯乙酰基吡咯(I)的合成合成方法參考Bailey報(bào)道的方法(Denis M.Bailey;Robert E.Johnson;andNoel F.Albertson,Org.Syn.,1971,Vol.51,100.)。粗產(chǎn)物用正己烷重結(jié)晶,得灰色片狀2-三氯乙?;量┚w7.14g,產(chǎn)率84%,熔點(diǎn)74~75℃,與Bailey的報(bào)道相符。該灰色片狀晶體為2-三氯乙?;量?I)。
(2)4,5-二溴-2-三氯乙?;量?IIb)的合成在250mL圓底燒瓶中加入3.2g 2-三氯乙?;量?I),100mL CCl4和2mg碘,磁力攪拌下緩慢滴加1.6mL Br2的30mL CCl4溶液,1h滴完,維持溫度25~30℃,繼續(xù)攪拌1.5h,TLC跟蹤反應(yīng)。終止反應(yīng),滴加20%Na2CO3水溶液至pH=7~8,過濾除去不溶物,分出有機(jī)層,水相用10mL的CCl4萃取,合并有機(jī)相,無水Na2SO4干燥;減壓蒸出CCl4,粗產(chǎn)物經(jīng)C2H5OH∶H2O=4∶1(V/V)作溶劑重結(jié)晶,得淡黃色片狀晶體5.52g,收率98.4%,熔點(diǎn)116~117℃。該淡黃色片狀晶體為4,5-二溴-2-三氯乙?;量?IIb)。
(3)N-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸甲酯(IIIb)的合成50mL圓底燒瓶中加入1.4gβ-丙氨酸甲酯鹽酸鹽、3.7g 4,5-二溴-2-三氯乙?;量?IIb)和15mL乙酸乙酯,攪拌下滴加2mL三乙胺,室溫下反應(yīng)3小時(shí)。減壓蒸出乙酸乙酯,粗產(chǎn)物用95%乙醇重結(jié)晶得淺黃色晶體3.11g,收率88.3%,熔點(diǎn)78~79℃。該淺黃色晶體為N-(4,5-二溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯(IIIb)。
(4)N-(4,5-二溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸(IVb)的合成N-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸甲酯(IIIb)3.54g,10%NaOH水-乙醇溶液30mL,室溫下攪拌8小時(shí),滴加10%鹽酸至微酸性,過濾除去不溶物,水溶液用乙酸乙酯萃取,無水Na2SO4干燥;蒸除溶劑,固體剩余物用95%乙醇重結(jié)晶,得棕色棱形晶體3.32g,產(chǎn)率93.5%,熔點(diǎn)205~207℃。該棕色棱形晶體為N-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸(IVb)。
(5)2,3-dibromoaldisin(Vb)的合成50mL二口瓶,裝上帶CaCl2干燥管的回流冷凝管,加入10mL三氯氧磷,和1.78gN-(4,5-二溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸(IVb),加熱回流30min;反應(yīng)物冷卻至40~50℃,加入到25g碎冰-水中,攪拌下滴加10%NaOH水溶液至中性,用乙酸乙酯萃取,無水Na2SO4干燥,蒸除溶劑,剩余物用甲醇重結(jié)晶,得無色晶體0.85g,產(chǎn)率52.6%,熔點(diǎn)260~262℃。該無色晶體為2,3-dibromoaldisin(Vb)。
實(shí)施例三3-bromoaldisin(Va)的鑒定實(shí)驗(yàn)3-bromoaldisin的表征無色晶體,m.p.238~240℃.m.p.238~240℃.1H NMR(300MHz,DMSO-d6)δ12.53(brs,1H,PyNH),8.47(t,J=4.8Hz,1H,CONH),7.19(d,J=2.7Hz,1H,PyH),3.35~3.31(m,2H,8-CH2),2.74~2.71(m,2H,9-CH2);IR(KBr.)ν3439,3202,3068,1688,1649,1479,1211cm-1;FABMS m/z(%)243,245([M+H]+,6,5.5).Anal.calcd.for C8H7BrN2O2C 39.53,H 2.90,N 11.53;found C 39.71,H 2.76,N 11.61.
結(jié)構(gòu)分析IR譜中,3439處的吸收為吡咯環(huán)N-H的伸縮振動(dòng)吸收,1688處強(qiáng)而尖的吸收歸屬于芳香酮羰基的伸縮振動(dòng),而3202,1649,1423和1211則為與仲酰胺結(jié)構(gòu)相關(guān)的吸收。FABMS譜中可見其兩個(gè)[M+H]峰,即243和245峰,強(qiáng)度分別是6%和5.5%,表明Va分子結(jié)構(gòu)中有一個(gè)溴原子。將化合物Va的1H NMR數(shù)據(jù)與徐效華等[XU Xiao-Hua,CHEN Xia,LIAO Ren-An,Isolation and crystal structure of 2-dibromoaldisin,Chinese J.Struct.Chem.,2001,20(3),173~175.]從中國南海海綿Phacellia fusca Schmidt中分離得到的化合物2-bromoaldisin的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可見,在化合物Va中,δH7.19相應(yīng)于與C2相連的氫。根據(jù)以上分析,結(jié)合元素分析結(jié)果,可以推斷化合物Va是3-bromoaldisin。
實(shí)施例四2,3-dibromoaldisin(Vb)的鑒定實(shí)驗(yàn)2,3-dibromoaldisin的表征黃色晶體,m.p.260~262℃.1H NMR(300MHz,DMSO-d6)δ13.45(brs,1H,PyNH),8.54(brs,1H,CONH),3.38~3.33(m,2H,8-CH2),2.76~2.72(m,2H,9-CH2);IR(KBr)ν3345,3110,1647,1471,1418,1207cm-1;FABMS m/z(%)321,323,325([M+H]+,3,5,2.5).Anal.calcd.forC8H6Br2N2O2C 29.85,H 1.88,N 8.70;found C 29.62,H 1.75,N 8.71.
結(jié)構(gòu)分析化合物Vb的IR譜中,3345處的吸收為吡咯環(huán)N-H的伸縮振動(dòng)吸收,1647處強(qiáng)而尖的吸收歸屬于芳香酮羰基的伸縮振動(dòng),而1418,和1207則為與仲酰胺結(jié)構(gòu)相關(guān)的吸收。其FABMS譜中有三個(gè)[M+H]峰,即321、323和325峰,強(qiáng)度分別是3%、5%和2.5%,表明分子結(jié)構(gòu)中存在兩個(gè)溴原子。比較Vb與Va的1H NMR譜,可見Vb比Va少了一個(gè)低場峰(δH7.19),即分子結(jié)構(gòu)中少了一個(gè)吡咯環(huán)上的氫。根據(jù)以上分析,結(jié)合元素分析結(jié)果,可以證明化合物Vb是2,3-dibromoaldisin。
權(quán)利要求
1.吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物的全合成方法,其特征在于,包括以下步驟A)酰基化反應(yīng)以吡咯為起始原料,經(jīng)?;磻?yīng)生成2-三氯乙酰基吡咯;B)溴代反應(yīng)15~35℃下,2-三氯乙酰基吡咯與溴反應(yīng),生成溴代2-三氯乙?;量籆)縮合反應(yīng)15~35℃下,β-丙氨酸甲酯與溴代2-三氯乙?;量┓磻?yīng)3~8小時(shí),制得溴代N-(2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸甲酯;D)水解反應(yīng)步驟C所得產(chǎn)物經(jīng)水解得溴代N-(2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸;E)環(huán)化反應(yīng)以三氯氧磷作脫水劑,步驟D所得產(chǎn)物在三氯氧磷回流狀態(tài)下反應(yīng)0.5~1小時(shí),生成吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全合成方法,其特征在于所述的步驟B中,2-三氯乙?;量┡c溴的摩爾比為1∶1,反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí),生成的溴代2-三氯乙?;量?-溴-2-三氯乙酰基吡咯;所述的步驟C所制得的溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯為N-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯;所述的步驟D所制得的溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸為N-(4-溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸;所述的步驟E所生成的吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物為吡咯雜環(huán)生物堿3-bromoaldisin。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全合成方法,其特征在于所述的步驟B中,2-三氯乙?;量┡c溴的摩爾比為1∶2,反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí),生成的溴代2-三氯乙酰基吡咯為4,5-二溴-2-三氯乙酰基吡咯;所述的步驟C所制得的溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸甲酯為N-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸甲酯;所述的步驟D所制得的溴代N-(2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸為N-(4,5-二溴-2-吡咯甲?;?-β-丙氨酸;所述的步驟E所生成的吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物為吡咯雜環(huán)生物堿2,3-dibromoaldisin。
全文摘要
本發(fā)明公開了吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物的全合成方法。本發(fā)明所述的全合成方法以吡咯代替2-吡咯甲酸為所起始原料,經(jīng)?;磻?yīng)、溴代反應(yīng)、縮合反應(yīng)、水解反應(yīng)及環(huán)化反應(yīng)五步反應(yīng)合成吡咯雜環(huán)生物堿aldisin的溴代衍生物3-bromoaldisin及2,3-dibromoaldisin。本發(fā)明所需原料簡單易得,反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)時(shí)間短,成本低,操作簡便安全,產(chǎn)品純度高,產(chǎn)率也高。
文檔編號C07D487/04GK1687068SQ200510033829
公開日2005年10月26日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者曾向潮, 徐石海 申請人:暨南大學(xué)