專利名稱：可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體在合成紫杉醇和多烯紫杉醇側(cè)鏈中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體在合成抗癌藥紫杉醇和多烯紫杉醇側(cè)鏈中的應(yīng)用，屬于藥物化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紫杉醇和多烯紫杉醇是高效、低毒和廣譜的抗癌藥，尤其對(duì)婦科腫瘤療效更為顯著，因此是目前臨床上使用量增長最快的化療藥物。2004年的銷售總額已達(dá)到所有其它化療藥物的27％。同時(shí)，對(duì)紫杉醇C13側(cè)鏈略加改造(即把側(cè)鏈的苯甲?；臑槭宥⊙趸驶?后就得到多烯紫杉醇側(cè)鏈。得到的紫杉醇和多烯紫杉醇C13側(cè)鏈再與巴卡亭III偶合，就分別得到抗癌藥紫杉醇和多烯紫杉醇。多烯紫杉醇的活性更高，是紫杉醇的2倍。但它不像紫杉醇那樣可以從紅豆杉中提取，只能人工合成。
紫杉醇可直接從紅豆杉的皮和根中提取，但由于含量很低(僅萬分之0.6)，提取非常困難。加之，紅豆杉是珍稀樹種，大量砍伐紅豆杉既破壞資源，也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來災(zāi)難性的影響。更重要的是，提取法無法滿足人們對(duì)紫杉醇的需求。因此，用人工合成紫杉醇才是解決這一問題的根本路徑。
人工合成紫杉醇的方法有二一、人工全合成[a.J.Am.Chem.Soc.，1988，110(6)，5917-5919.b.J.Am.Chem.Soc.，1994，116(4)，1597-1598.c.Nature，1994，367630.]由于紫杉醇的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，合成路線太長，總產(chǎn)率低，因此人工合成紫杉醇至少在目前沒有實(shí)際意義。
二、人工半合成可通過烯烴的不對(duì)稱環(huán)氧化[a.J.Org.Chem.，1991，56(8)，2869-2875.b.J.Org.Chem.，1992，57(1)，4320-4323.]、雙羥化[J.Org.Chem.，1994，59(17)，5104-5104.]或氨羥化[TetrahedronAsym-metry，1999(10)，671-674.]反應(yīng)合成紫杉醇和多烯紫杉醇的C13側(cè)鏈，然后與從紅豆杉葉中提取的巴卡亭縮合得到紫杉醇或多烯紫杉醇。但不對(duì)稱催化法一般都要使用含有貴重金屬的催化劑和價(jià)格不霏的配體，所以成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種新的可回收的金雞納生物堿衍生物配體，由于配體可重復(fù)使用，有效地降低了生產(chǎn)成本，具有很好的工業(yè)化前景；本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上述配體在烯烴的不對(duì)稱雙羥化或氨羥化反應(yīng)以及合成抗癌藥紫杉醇和多烯紫杉醇側(cè)鏈中的應(yīng)用。
本發(fā)明內(nèi)容如下具有如下結(jié)構(gòu)通式(I)的可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體 R1是C1-C5的烷基，鹵素、硝基、氨基或C1-C3烷基取代的苯基；R2是 R2A為-OH、-S(CH2)nOH(n＝1-5整數(shù))或-SO2(CH2)nOH(n＝1-5整數(shù))，R2B為-H或-OH；R3是H或甲氧基。
R1最好是C1-C5的烷基或C1-C3烷基取代的苯基。
R1可以是C1-C3烷基取代的苯基，如對(duì)甲苯基、對(duì)乙苯基，R2是 R3是甲氧基。
R1還可以是C1-C3烷基取代的苯基，如對(duì)甲苯基、對(duì)乙苯基，R2是 R2A為-SO2(CH2)nOH(n＝1-5整數(shù))，如n＝2、3或4，R2B為-H，R3是甲氧基。
一般的，R2選擇極性基團(tuán)，如羥基、硝基、氨基、磺?；?；如果選擇非極性基團(tuán)，得到的配體難以回收。
結(jié)構(gòu)通式(I)代表的配體可用于烯烴的不對(duì)稱雙羥化或氨羥化反應(yīng)中，當(dāng)然，如果配體能夠用于不對(duì)稱雙羥化反應(yīng)，也同樣能夠進(jìn)行不對(duì)稱氨羥化反應(yīng)。特別是，結(jié)構(gòu)通式(I)代表的配體用于合成紫杉醇C13片段、多烯紫杉醇C13片段以及紫杉醇和多烯紫杉醇。
使用可回收和重復(fù)使用的手性配體，以肉桂酸甲酯為原料，通過不對(duì)稱雙羥化反應(yīng)(簡稱AD，Asymmetric Dihydroxylation)的關(guān)鍵步驟以及酯化、環(huán)化、開環(huán)催化還原和取代反應(yīng)等步驟合成紫杉醇C13側(cè)鏈和多烯紫杉醇C13側(cè)鏈，然后與保護(hù)了羥基的巴卡亭III偶合，生產(chǎn)紫杉醇和多烯紫杉醇。所用肉桂酸酯是肉桂酸甲酯、肉桂酸乙酯、肉桂酸丙酯、肉桂酸異丙酯、肉桂酸正丁酯、肉桂酸異丁酯、肉桂酸叔丁酯。
從肉桂酸甲酯開始通過AD反應(yīng)合成紫杉醇和多烯紫杉醇C13側(cè)鏈的反應(yīng)方程式如下
反應(yīng)條件(1)AD反應(yīng)；(2)PPTs，MeC(OMe)3，AcBr；K2CO3，MeOH；(3)NaN3，DMF；(4)C6H5COCl，Et3N，DMAP，H2，Pd-C，CH3CO2Et；NaOH；(5)(Boc)2O，H2，Pd-C，CH3CO2Et；NaOH。
合成C13側(cè)鏈的關(guān)鍵步驟是烯烴的AD反應(yīng)，其核心工作是AD反應(yīng)中可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體的合成。
在可回收和可重復(fù)使用的金雞納生物衍生物配體的存在下，通過肉桂酸甲酯的AD反應(yīng)合成紫杉醇和多烯紫杉醇側(cè)鏈。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)使用價(jià)廉易得的金雞納生物堿奎寧為原料，通過取代和烯烴的氧化等反應(yīng)制備可回收和重復(fù)使用的手性配體，明顯地降低了合成C13側(cè)鏈的成本；(2)由于配體中R2為極性基團(tuán)，能溶于AD反應(yīng)的體系中，因此活性高(AD反應(yīng)中的手性叔胺配體能夠催化反應(yīng))，立體選擇性好。反應(yīng)結(jié)束后，只需加入非極性溶劑，配體就能沉淀析出，通過簡單過濾就可回收配體，做到了“均相反應(yīng)，兩相分離”，而且配體的回收率≥92％。同時(shí)，回收的配體在重復(fù)使用時(shí)，其活性和立體選擇性未發(fā)生明顯變化。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1配體7的構(gòu)造式如圖所示。
配體7的合成路線如下所示。

試劑和反應(yīng)條件(1)MsCl，Et3N，THF，90％；(2)NaN，DMF，85～90℃；H2，Pd-C，82％；(3)TsCl，K2CO3，PEG-400，CH2Cl2，r.t.，80％，(4)NMO，OsO4，CH2Cl2，83％。
配體7的合成1、甲磺酸奎寧酯9的合成在250mL三口瓶中，加入3.89g(12mmol)奎寧、70mL四氫呋喃(經(jīng)鈉和二苯甲酮回流處理)和7mL三乙胺。上述反應(yīng)混合液冷至0℃，慢慢滴加0.93mL(12mmol)甲磺酰氯的10mL四氫喃喃溶液。滴加完畢后，0℃反應(yīng)2.5h，再室溫反應(yīng)約4h直到反應(yīng)完全(TLC跟蹤)。抽濾，減壓蒸除四氫呋喃，余物用1mol·L-1HCl酸化至pH＝5，水相用乙酸乙酯萃取3次，無水硫酸鎂干燥。過濾，蒸除溶劑后得油狀粗產(chǎn)物。后者再經(jīng)快速柱層析(Et2O/MeOH＝9∶1)得白色晶體4.35g，產(chǎn)率為90％。IR(KBr)v(cm-1)2490，1595，1510，1420，1346，1170，945，922，868，855，834，780。
2、9-氨基-(9-去氧)表奎寧10的合成將甲磺酸奎寧酯9(4.26mmol，1.71g)溶于27mL DMF中，加入疊氮化鈉(420mg，6.4mmol，過量)，85～90℃下攪拌2h。向反應(yīng)液中加入20mL水，用30mL乙酸乙酯萃取3次。用水洗有機(jī)層，無水硫酸鎂干燥。減壓蒸除溶劑得紅色膠狀物。將上述粗產(chǎn)物溶解在絕對(duì)甲醇中(0.1mmol/mL)，加入催化量10％Pd/C，室溫下用高純H2常壓催化氫化直到反應(yīng)完全(TLC監(jiān)測)。反應(yīng)液經(jīng)中性Al2O3填充柱過濾，濾去不溶物，旋轉(zhuǎn)蒸除溶劑。余物經(jīng)快速柱層析(EtOAc/MeOH＝10∶1)分離得淡黃色液體10。產(chǎn)率為82％。[α]D＝+83°(c＝1.0，CHCl3)。IR(KBr)v(cm-1)3380，3290，2080，2940，2860，1625，1600，1515。1HNMR(CDCl3)0.80(m，1H)，1.26～1.63(m，4H)，2.08(s，2H)，2.27(m，1H)，2.77(m，2H)，3.02～3.34(m，3H)，3.97(s，3H)，4.57(d，J＝10.4Hz，1H)，4.97(m，2H)，5.79(m，1H)，7.36～8.05(m，4H)，8.75(d，J＝4.6Hz，1H)。MSm/z＝323(M+)，207，188，136。
3、9-對(duì)甲苯磺酰胺-(9-去氧)表奎寧11的合成將9-氨基-(9-去氧)表奎寧10(0.92g，2.85mmol)，對(duì)甲苯磺酰氯(3.42mmol，651.5mg)、紅外燈下磨細(xì)的無水碳酸鉀(19.95mmol，2.76g)和幾滴PEG 400及15mL CH2Cl2加入50mL圓底燒瓶中，室溫下反應(yīng)24h(TLC監(jiān)測)。反應(yīng)結(jié)束后，濾液用飽和碳酸鈉溶液(25mL×3)洗滌，無水碳酸鈉干燥。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑，得到1.62g粗產(chǎn)品，經(jīng)快速柱層析(EtOAc/MeOH＝9∶1)純化得白色晶體，產(chǎn)率為80％。m.p.65～67℃。[α]D＝+45°(c＝0.55，CHCl3)。IR(KBr)v(cm-1)3435，2941，1392，1332，1175。1H NMR(400MHz，CDCl3)0.87～0.92(m，1H)，1.24～1.30(m，2H)，1.53～1.68(m，5H)，2.13(s，2H)，2.28(s，3H)，2.65～2.90(m，4H)，3.21～3.27(m，2H)，3.84(s，0.9H)，3.98(s，2.1H)，4.33(d，J＝11.2Hz，0.3H)，4.85～4.98(m，2.7H)，5.61～5.65(m，1H)，6.70(d，J＝8.4Hz，1H)，6.92(d，J＝8.0Hz，1H)，7.17～7.54(m，7H)，7.82(d，J＝9.2Hz，0.3H)，7.97(d，J＝9.2Hz，0.7H)，8.50(d，J＝4.8Hz，0.7H)，8.60(d，J＝4.0Hz，0.3H)。
4、可回收配體9-N-TsQNC2H4OH7的合成在100mL圓底燒瓶中先后加入0.95g(2.0mmol)N-對(duì)甲苯磺酰胺基-(9-去氧)表奎寧9-N-TsQN 11，0.7g(6.0mmol)-水合N-氧-4-甲基嗎啉(NMO)，20mL THF，8mLtBuOH，攪拌下滴加0.24mL OsO4甲苯溶液(100mg/mL)，室溫下攪拌12h。加入NaHSO36g(過量)，繼續(xù)攪拌1h。過濾，濾液用無水MgSO4干燥。減壓除去溶劑。殘留固體用柱層析分離(展開劑CHCl3∶Et3N＝5∶1)，得產(chǎn)物9-N-TsQNC2H3(OH)2 7 0.38g，化學(xué)產(chǎn)率75％。1H NMR(CDCl3)0.96(1H，br)，1.09(1H，br)，1.29(3H，m)，1.34(1H，m)，1.47(1H，m)，1.48(1H，m)，1.54(2H，m)，1.59(2H，m)，1.64(1H，m)，2.19(3H，s)，2.29(2H，t)，3.17(1H，m)，3.39(3H，s)，6.94～8.64(9H，Ar-H)。
實(shí)施例2配體8的構(gòu)造式如下所示。
可回收配體8是通過下列反應(yīng)合成的。
配體9-N-TsQNC2H4SO2C2H4OH 8的合成1、中間體9-N-TsQNC2H4SC2H4OH 12的合成在100mL三口瓶中分別加入0.53g(3.2mmol)偶氮二異丁腈(AIBN)，0.6mL(8.4mmol)巰基乙醇，3.8g(8mmol)對(duì)甲苯磺酰胺基奎寧11和60mL氯仿，氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流36h(TLC監(jiān)測反應(yīng))，冷卻至室溫，加40mL水，用氯仿洗滌，無水MgSO4干燥，減壓蒸去溶劑得粗產(chǎn)物，柱層析分離(CH3OH∶Et3N＝5∶1)，得產(chǎn)物70.40g，產(chǎn)率71％。1H NMR(CDCl3)8.57(1H，喹啉環(huán)質(zhì)子)，8.23(1H，br，-NH)，7.76～7.04(8H，Ar-H)，4.78(1H，br，OH)，4.13(1H，d，J＝7.2Hz，C9-H)，3.90(2H，t，CH2-OH)，2.85(1H，q，C8-H)，2.63(2H，t，S-CH2)，2.44(2H，m，S-CH2)，2.33～2.19(4H，2CH2)，1.59～1.29(10H，m)。
2、配體9-N-TsQNC2H4SO2C2H4OH 8的合成在圓底燒瓶中先后加入3.0g(5.4mmol)9-N-TsQNC2H4SC2H4OH 12，1.0g(9mmol)NMO，20mL THF，7mLtBuOH。攪拌下滴加100mg/mL OsO4-甲苯溶液0.33mL。室溫下攪拌26h。加NaHSO310g(過量)，繼續(xù)攪拌1h。過濾，濾液用無水Na2CO3干燥，減壓蒸去溶劑，柱層析分離剩余固體(洗脫液CHCl3∶MeOH∶Et3N＝8∶1∶0.5)。得產(chǎn)物9-N-TsQNC2H4SO2C2H4OH 8 2.0g，產(chǎn)率63％。1H NMR(CDCl3)8.23(1H，s，NH)，7.48～8.64(5H，喹啉環(huán)質(zhì)子)，7.38～7.68(4H，Ar-H)，4.78(1H，加D2O消失)，4.13(1H，C9-H)，4.09(2H，O-CH2)，3.6(2H，S-CH2)，3.41(2H，S-CH2)，2.85(1H，C8-H)，2.33(2H)，2.29(2H)，1.59(2H)，1.54(2H)，1.48(2H)，δ13C(CDCl3)156.7，148.3，142.3，141.6，140.5，136.7，130.7，129.3，128.3，127.2，121.7，60.9，59.0，57.8，56.0，55.8，52.4，49.6，49.2，40.7，37.0，30.8，30.2，24.3，21.5。
實(shí)施例3配體的回收實(shí)驗(yàn)及紫杉醇和多烯紫杉醇C13側(cè)鏈的合成1、在250mL圓底燒瓶中加入丙酮-水(v/v＝9∶1)100mL，OsO451μL 0.02mmol)OsO4甲苯溶液(100mg/mL)和配體75.2mg(0.01mmol)，攪拌10min，加入N-氧-4-甲基嗎啉(NMO)1.35g(10mmol)，肉桂酸乙酯1.76g(10mmol)，0℃下攪拌24h。加固體Na2SO33.5g(過量)，緩慢升至室溫，繼續(xù)攪拌45min。過濾，減壓蒸去濾液中的丙酮，殘留物用30mL CH2Cl2溶解，無水Na2SO4干燥，過濾，將濾液減壓濃縮至三分之一，加乙醚使配體完全沉淀，過濾，回收配體0.47g，回收率92％。減壓蒸去濾液中的乙醚，得連二醇9粗產(chǎn)品，用溶劑洗去雜質(zhì)，得純品2.00g，產(chǎn)率95％，光學(xué)純度99％ee。[α]D＝+6.6°(c 1.0，EtOH)。
*用配體80.059g(0.01mmol)代替配體7，其余操作同上，回收配體0.056g，回收率93％，得雙羥化產(chǎn)物2.00g，產(chǎn)物的光學(xué)純度～99％ee。
*按上述方法將回收配體用于肉桂酸甲酯的AD反應(yīng)，共回收和重復(fù)使用10次，配體的回收率、AD反應(yīng)的產(chǎn)率以及產(chǎn)物的ee值匯集于表1中。
表1配體7和8在AD反應(yīng)中的回收和重復(fù)使用

2、(2R，3R)-3-苯基-2，3-環(huán)氧丙酸甲酯5的合成在圓底燒瓶中加入2.10g(10mmol)連二醇4，15mL CH2Cl2，20mg吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽(PPTS)和1.5mL原甲酸三乙酯，室溫?cái)嚢?0min。蒸去溶劑，殘余物用CH2Cl2溶解，攪拌下滴加乙酰溴90μL，室溫繼續(xù)攪拌30min。蒸去溶劑，剩余的黃色油狀物用35mL MeOH溶解，加入1.8g無水K2CO3，室溫?cái)嚢?.5h。直接將反應(yīng)液倒入70mL飽和的NH4Cl溶液中，然后用CH2Cl2萃取(50mL×3)，合并萃取取液，蒸去溶劑，得黃色油狀物1.63g，收率85％。1H NMR3.67(3H，s，CH3)，3.75(1H，d，j＝7.5Hz，OC*-H)，4.45(1H，d，＝8.5Hz，OC*H)，7.19-7.37(m，5H，Ar-H)。
3、(2R，3S)-2-羥基-3-疊氮基-3-苯基丙酸甲酯6的合成在圓底燒瓶中加入1.92g(10mmol)環(huán)氧化合物5，3.23g NaN3，8mL甲酸乙酯和45mL甲醇-水(體積比8∶1)溶液，50℃反應(yīng)40h。減壓蒸去甲醇，水層用二氯甲烷萃取(50mL×3)，合并萃取液，無水MgSO4干燥，蒸干溶劑，得淡黃色油狀物2.23g，收率為95％。1H NMR3.80(1H，d，j＝7.0，N3C*H)，3.67(3H，s，CH3)，4.14(1H，br，OH)，4.50(1H，d，j＝8.7，OC*H)，7.12-7.32(5H，m，Ar-H)。
4、(2R，3S)-(-)-N-(叔丁氧基羰基)-3-苯基異絲氨酸甲酯2(多烯紫杉醇側(cè)鏈)的合成219mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的Pd-C溶于4.4mL的乙酸乙酯中，再將溶于16mL乙酸乙酯中的2.35g(10mmol)疊氮化合物6和2.62g(12mmol)二叔丁基二碳酸酯[(Boc)2O]在H2保護(hù)下加入反應(yīng)瓶中，在H2氛圍下室溫反應(yīng)48h。過濾，減壓蒸去溶劑，得白色固體，重結(jié)晶得白色針狀晶體2.87g，收率90％。m.p.128.0～129.0℃，[α]D＝+6.9°(c 1.0，CHCl3)，m.p.124℃，[α]D＝+6.3°(c 1.0，CHCl3)]。1H NMR(300MHz，CDCl3)1H NMR 1.32(t，3H)，1.40(s，9H)，3.15(s，1H)，3.82(s，1H)，4.30(q，2H)，4.42(s，1H)，5.22(d，1H，J＝9.0Hz)，5.39(d，1H，J＝8.5Hz)，7.28～7.37(m，5H)。
5、(2R，3S)-(-)-N-苯甲?；?3-苯基異絲氨酸甲酯1(紫杉醇側(cè)鏈)的合成用苯甲酰氯代替(Boc)2O，其余同合成2的操作步驟。產(chǎn)率95％，m.p.184～185℃[α]D＝-48°(c 1.0，MeOH)，1HNMR(CDCl3)8.87(1H，br，-NH)，7.86～7.12(10H，m，Ar-H)，5.59(1H，d，J＝9.4Hz，N-*CH)，5.06(1H，d，J＝8.5Hz，O-*CH)，4.14(1H，br，OH)，3.67(3H，s，CH3)。
權(quán)利要求
1.具有如下結(jié)構(gòu)通式(I)的可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體 R1是C1-C5的烷基，鹵素、硝基、氨基或C1-C3烷基取代的苯基； R2A為-OH、-S(CH2)nOH(n＝1-5整數(shù))或-SO2(CH2)nOH(n＝1-5整數(shù))，R2B為-H或-OH；R3是H或甲氧基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體，其特征在于R1是C1-C5的烷基或C1-C3烷基取代的苯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體，其特征在于R1是C1-C3烷基取代的苯基；R2是 R3是甲氧基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體，其特征在于R1是C1-C3烷基取代的苯基； R2A為-SO2(CH2)nOH(n＝1-5整數(shù))，R2B為-H；R3是甲氧基。
5.權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)通式(I)代表的配體在烯烴的不對(duì)稱雙羥化或氨羥化反應(yīng)中的應(yīng)用。
6.權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)通式(I)代表的配體在紫杉醇C13片段、多烯紫杉醇C13片段以及紫杉醇和多烯紫杉醇合成中的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述用途，其特征在于以肉桂酸酯為原料，在結(jié)構(gòu)通式(I)代表的配體的存在下合成紫杉醇C13片段或多烯紫杉醇C13片段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述用途，其特征在于所用肉桂酸酯是肉桂酸甲酯、肉桂酸乙酯、肉桂酸丙酯、肉桂酸異丙酯、肉桂酸正丁酯、肉桂酸異丁酯、肉桂酸叔丁酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述用途，其特征在于得到的紫杉醇C13片段或多烯紫杉醇C13片段與天然產(chǎn)物巴卡亭偶合進(jìn)一步得到紫杉醇或多烯紫杉醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體在合成抗癌藥紫杉醇和多烯紫杉醇側(cè)鏈中的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)通式(I)表示的可回收和重復(fù)使用的金雞納生物堿衍生物配體可用于合成抗癌藥紫杉醇和多烯紫杉醇側(cè)鏈，使用價(jià)廉易得的金雞納生物堿奎寧為原料，通過取代和烯烴的氧化等反應(yīng)制備可回收和重復(fù)使用的手性配體，明顯地降低了合成C
文檔編號(hào)C07D305/00GK101029049SQ200710017550
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者張生勇, 孫曉莉, 劉鵬, 何煒, 金瑛, 景臨林 申請(qǐng)人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)