一種蟲草素的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合成方法，具體涉及一種蟲草素的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 蟲草素（Cordycepin)，即 3' -脫氧腺苷（3' -deoxyadenosine，3' -dA)為氮配糖 體核酸衍生物，屬于嘌呤類生物堿。其分子式為CltlH13N5O 3，相對分子量為251，熔點(diǎn)為230~ 231°C，溶于水，熱乙醇和甲醇，不溶于苯、乙醚和氯仿，最大之外吸收為259nm。蟲草素在 1951年為德國科學(xué)家Cunningham等發(fā)現(xiàn)，1964年Kaczka等給出了該化合物的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)。 從此對該化合物的藥理作用，生物活性，提取，生物合成以及化學(xué)合成的研宄越來越活躍。 根據(jù)蔡友華等報道蟲草素主要有以下幾個方面的藥理作用：抑制微生物生長（真菌，細(xì)菌 和病毒）、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗炎等幾個方面的作用。
[0003] 文獻(xiàn)（Tetrahedron Letters，2004, vol. 45, #1ρ· 137-140)中有關(guān)蟲草素制備方法 的報道，該方法存在的問題是工藝步驟長，收率低，而且使用了三乙基硼氫化鋰，容易自燃 還有一定的毒性。文獻(xiàn)（Synlett，2008, #16ρ. 2461-2464)中采用乙酰氧基進(jìn)行溴代，然后 用離子交換樹脂處理變成環(huán)氧化合物，再用氫化鋁鋰還原得到蟲草素，該法雖然收率較高， 但是氫化鋁鋰的使用存在安全隱患，并且后處理麻煩，成本也很高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。綜 上所述，現(xiàn)有的蟲草素制備存在工藝路線長，操作復(fù)雜，收率低等缺點(diǎn)，并且用到了有毒有 害、價格昂貴的試劑，不利于環(huán)保。蟲草素的獲得目前主要有如下三種途徑：1.植物提?。?以蛹蟲草為材料提取分離純化。這種方法是最早被采用的，目前仍然被廣發(fā)采用。這種方 法的缺陷就是對資源依賴強(qiáng)，生產(chǎn)費(fèi)時費(fèi)力成功昂貴，得到純度很高（99%以上）的產(chǎn)品更 加麻煩，大量規(guī)?；a(chǎn)困難；2.生物發(fā)酵：用生物發(fā)酵的辦法制備并分離純化技術(shù)。這種 方法較之植物提取有了很大的優(yōu)越性，但是也沒有根本性的改觀，其分離純化工作量大，得 到純品較難的確定任然無法解決；3.化學(xué)合成：結(jié)合腺苷作為起始原料的半合成方法與合 成3-脫氧核糖然后合成核苷的全合成方法比較起來，前者路線一般來說比較短，同時原料 易得，該方法比較適合大規(guī)模生產(chǎn)。但是該合成思路的有關(guān)文獻(xiàn)報道方法都或多或少的存 在這樣或者那樣的缺陷一一要么價格昂貴，要么污染嚴(yán)重或者條件苛刻，抑或是最終產(chǎn)品 品質(zhì)很難保障符合藥用或者保健品使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種蟲草素的合成方法，該方法操作工藝簡 單，反應(yīng)步驟短，反應(yīng)過程無需純化處理，得到的產(chǎn)物的純度和各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于目前市售的 蟲草素的產(chǎn)品。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種蟲草素的合成方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0007] (1)5, -[2, 5, 5-三甲基-1，3-二氧環(huán)戊烷-4-酮-2-基]-3' -溴-3' -脫 氧-2' -0-乙酰基腺苷（化合物III)和5' -[2, 5, 5-三甲基-1，3-二氧環(huán)戊 烷-4-酮-2-基]-2' -溴-2' -脫氧-3' -O-乙?；佘眨ɑ衔颕I)的制備：將腺苷、 乙酸乙酯和/或乙腈加入到瓶中并降溫到20°C以下，向瓶中滴加2-乙酰氧基異丁酰溴，并 保持瓶內(nèi)反應(yīng)液溫度低于25°C，滴加完畢后在室溫下反應(yīng)16~18小時，然后將反應(yīng)液倒 入水/KHCO3配置的溶液中，攪拌均勻后分出有機(jī)層并洗滌若干次，分出有機(jī)相并干燥濃縮， 得到白色固體，即5' _[2,5,5_三甲基-1，3-二氧環(huán)戊烷-4-酮-2-基]-3' -溴-3' -脫 氧-2' -0-乙酰基腺苷（化合物III)和5' -[2, 5, 5-三甲基-1，3-二氧環(huán)戊 烷-4-酮-2-基]-2' -溴-2' -脫氧-3' -0-乙酰基腺苷（化合物II)的混合物；
[0008] (2)3'_溴-3'-脫氧-腺苷鹽酸鹽（化合物IV)的制備：將步驟（1)中得到的化合 物II和III的混合物固體、乙酸乙酯和水加入到瓶中并降溫到10°C以下，然后向瓶中滴加 濃鹽酸，并保持反應(yīng)溫度低于20°C，滴完后在室溫下攪拌反應(yīng)16~18小時，過濾出固體并 洗滌和抽干，最后將固體在40°C~50°C真空干燥24小時，得到白色粉末，即3' -溴-3' -脫 氧-腺苷鹽酸鹽（化合物IV);
[0009] (3)蟲草素即3' -脫氧腺苷（化合物I)的制備：將步驟⑵中得到的化合物IV 溶解在乙醇和水中，然后加入醋酸鈉攪拌1~2小時，過濾掉不溶物得到母液，將母液和 Raney-Ni加入到氫化爸中，抽真空氮?dú)庵脫Q2~3次，后在l-2atm條件下室溫氫化反應(yīng) 36~40小時，過濾掉催化劑并洗滌2~3次，合并母液，減壓濃縮到有大量固體析出，加入 水使固體完全溶解后加入乙酸乙酯攪拌15~20分鐘，分出有機(jī)層，然后減壓濃縮到有少許 固體析出，加入無水乙醇攪拌均勻后，在0 °C~5 °C溫度范圍內(nèi)保溫10~12小時，過濾和干 燥析出的固體并用乙醇沖洗2~3次，抽干后在40°C~50°C減壓干燥24小時，得到白色 片狀晶體3' -脫氧腺苷（化合物I)，即蟲草素；
[0010]
[0011] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述的腺苷取自生物體內(nèi)源物質(zhì)。
[0012] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述的水/KHCO3配置的溶液，水與KHCO 3的比例為ml/g = 4 : 1 ~5 : 1〇
[0013] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述的腺苷與2-乙酰氧基異丁酰溴的摩爾比為1 : 0.8~ 1:4。
[0014] 優(yōu)選地，步驟3中所述的溶解化合物IV的乙醇替換為甲醇。
[0015] 優(yōu)選地，步驟1所述的有機(jī)層的洗滌采用飽和食鹽水來洗滌。
[0016] 優(yōu)選地，步驟2所述的固體的洗滌過程為：用乙酸乙酯洗滌，抽干后再用無水乙醇 洗滌并抽干。
[0017] 優(yōu)選地，步驟（3)中所述的過濾掉催化劑后的洗滌過程采用無水乙醇洗滌，所述 的沖洗干燥析出的固體的乙醇的濃度為95%。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 1、本合成方法的原料試劑均為市場可以買到的大宗工業(yè)品，反應(yīng)條件溫和且對 設(shè)備要求低，反應(yīng)過程綠色環(huán)保；
[0020] 2、反應(yīng)步驟短，易于放大生產(chǎn)，工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品收率高，反應(yīng)過程無需純化處理，最 后得到的產(chǎn)物的純度和各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于目前市售的蟲草素的產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明的蟲草素合成過程可以簡單描述為：該方法以生物體的內(nèi)源物質(zhì)腺苷為起 始原料和2-乙酰氧基異丁酰溴（Mattock's bromide)在以乙腈和/或乙酸乙醋作為反應(yīng)溶 劑，在進(jìn)行羥基保護(hù)的同時進(jìn)行溴化反應(yīng)。溴化反應(yīng)后會得到兩種產(chǎn)物，即5' -[2, 5, 5-三 甲基-1，3-二氧環(huán)戊烷-4-酮-2-基]-3'-溴-3'-脫氧-2'-0-乙?；佘眨ɑ衔颕II) 和5' -[2, 5, 5-三甲基-1，3-二氧環(huán)戊烷-4-酮-2-基]-2' -溴-2' -脫氧-3' -0-乙?；?腺苷（化合物II)，然后去保護(hù)基團(tuán)，得到鹽酸形式的3' -溴-3' -脫氧-腺苷鹽酸鹽（化 合物IV)，化合物IV脫溴后得到3'-脫氧腺苷（化合物I)即蟲草素。合成反應(yīng)過程如下：
[0022]
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 1、5' -[2, 5, 5-三甲基-1，3-二氧環(huán)戊烷-4-酮-2-基]-3' -溴-3' -脫 氧-2' -0-乙酰基腺苷（化合物III)和5' -[2, 5, 5-三甲基-1，3-二氧環(huán)戊 烷-4-酮-2-基]-2' -溴-2' -脫氧-3' -0-乙酰基腺苷（化合物II)的制備
[0025] 將腺苷（267g，Imol)，乙酸乙酯（2500mL)加入到5L的三口瓶中，然后冰水浴降 溫到 20°C 以下，滴加 2-乙酰氧基異丁酰（Mattock' s Bromide，580g，420mL，2. 8mol)，保 持反應(yīng)液內(nèi)溫度小于25°C，約2小時滴加完畢。滴加完畢后室溫反應(yīng)16小時。然后將反 應(yīng)液倒入水/KHCO3 (2L/500g)配置的溶液中，攪拌均勻后分出有機(jī)層，用IL飽和食鹽水洗 滌3次，分出有機(jī)相干燥濃縮，得到白色固體560g，即5' -[2, 5, 5-三甲基-1，3-二氧環(huán)戊 烷-4-酮-2-基]-3' -溴-3' -脫氧-2' -O-乙?；佘眨ɑ衔颕II)和5' -[2, 5, 5-三 甲基-1，3-二氧環(huán)戊烷-4-酮-2-基]-2'-溴-2'-脫氧-3'-0-乙?；佘眨ɑ衔颕I) 的混合體，直接用于下一步反應(yīng)。HPLC檢測產(chǎn)品中化合物II/III = 1/10左右（以上含量 均為面積歸一法得出的結(jié)果，檢測波長λ = 259nm)。取少量的產(chǎn)品進(jìn)行過柱分離出化合物 II和化合物III的混合物，然后用石油醚和乙酸乙酯結(jié)晶出純的產(chǎn)品化合物II和III進(jìn)行 核磁檢測數(shù)據(jù)如下：
[0026] 化合物 III :lHNMR(400MHz，DMS0) : δ I. 46(s，3H)，I. 49(s，3H)，I. 72(s，3H)， 2· 10 (S，3H)，3, 84 ~3· 96 (m，2H)，4, 48 (q，1H)，4· 90 (q，1H)，5, 92 (t，1H)，6, 15 (d，1H)， 7. 37 (brs，2H)，8. 16 (s，1H)，8. 26 (s，1H) 〇
[0027] 化合物 II :lHNMR(400MHz，DMSO) : δ I. 44(s，3H)，I. 50(s，3H)，I. 73(s，3H)， 2. 09 (S，3H)，3, 92 ~4. 01 (m，2H)，4, 21 (q，1H)，5. 14 (q，1H)，5, 94 (t，1H)，6, 46 (d，1H)， 7. 37 (brs，2H)，8. 16 (s，1H)，8. 28 (s，1H) 〇
[0028] 2、3' -溴-3' -脫氧-腺苷鹽酸鹽（化合物IV)的制備
[0029] 將步驟1中得到的化合物II和III的混合物固體（560g)、乙酸乙酯（2L)水（IL) 加入到5L的三口瓶中，冰水浴降溫到10°C以下，然后滴加濃鹽酸（500mL)，保持反應(yīng)溫度小 于20°C，約用去2小時滴加完畢。滴完后體系澄清透明，室溫攪拌反應(yīng)16小時，體系中逐 漸有大量白色固體析出。過濾出固體，然后用乙酸乙酯（500mL)洗滌，干燥后，用無水乙醇 (200mL)洗絳，干燥，將固體在40°C真空干燥24小時，得到白色粉末200g，即3' -溴-3' -脫 氧-腺苷鹽酸鹽（化合物IV)。固體HPLC分析純度為99%，[M+H] = 330. 27/332. 17。（取 少量過濾出固體后的液體即母液進(jìn)行HPLC分析，發(fā)現(xiàn)含有化合物IV為55%，含有化合物 II水解后對應(yīng)溴位置異構(gòu)體約為42% (以上含量均為面積歸一法得出的結(jié)果，檢測波長λ =259nm)，對母液進(jìn)行LC-MS分析，兩個主要化合物的[Μ+Η]峰均為330. 27/332. 17。
[0030] 對產(chǎn)品進(jìn)行核磁檢測數(shù)據(jù)如下：
[0031] IHNMR (600MHz，D2O) : δ 3. 98 (dd，1H)，4. 06 (dd，1H)，4, 59 (dd，1H)，4, 63 (m，1H)， 5, 06 (t，1H)，6, 15 (d，1H)，8. 16 (s，1H)，