合成儿茶素的新方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供了用于合成（+)表儿茶素和/或（-)表儿茶素及其中间体（例如，作 为外消旋体或作为其对映体富集形式的2H色烯、4H色烯、花青素）的对映体纯或对映体富 集或外消旋混合物的方法。
【背景技术】
[0002] 多酚类天然产物由于其多种生物活性及其产生的与人类健康的相关性而在最近 受到关注。多酚类天然产物具有多于一个且经常为多个的羟基。已经在自然界中发现了数 种不同的羟基化模式。代表性实例包括：(-)-表阿福儿茶精（(-)-epiafzelechin)、（+)-儿 茶素、（_)表儿茶素、（-)-没食子儿茶素、（-)-表没食子儿茶素、其各自的3-没食子酸酯类 以及两种3-(30-甲基）没食子酸酯，其在本文中统称为"儿茶素"。（+)-儿茶素、（-)-儿茶 素、（+)表儿茶素和（_)表儿茶素是黄烷-3-醇类。儿茶素存在于人类饮食巧克力、水果、蔬 菜和酒中，已经发现其在治疗以下疾病中的用途：急性冠脉综合征，包括但不限于心肌梗死 和心绞痛；其他器官和组织中的急性缺血事件，包括但不限于肾损伤、肾缺血和主动脉及其 分支的疾病；由医疗干预产生的损伤，包括但不限于冠状动脉旁路移植（coronary artery bypass grafting，CABG)手术和动脉瘤修复；癌症；以及代谢疾病，包括但不限于糖尿病。 儿茶素的健康益处大致归因于其抗氧化性质和线粒体生物发生性质，对肠微生物和营养物 吸收的作用以及对代谢和代谢酶的作用。
[0003] 通过植物提取，然后（如果需要）通过使用色谱法纯化单种儿茶素种类获得用作 药物和营养品制备物（nutraceutical preparation)的儿茶素。然而，从天然来源得到各 种纯化儿茶素是非常有限且昂贵的。另外，目前的方法，特别是合成期望立体化学的表儿茶 素的方法，涉及非常昂贵的原料和/或试剂，或者在合成方面具有挑战性且不适于较大规 模合成。
[0004] 现有技术中可使用合成表儿茶素的某些方法。PCT/IN2012/000052中公开了一种 这样的方法。本发明涉及新的中间体并且适用于商业规模扩大。因此，其一个目的是提供 用于合成对映体纯或对映体富集形式的顺式儿茶素/表儿茶素及其中间体的有效且有成 本效益的合成方法。
[0005] 发明目的
[0006] 本发明的一个目的是提供合成对映体纯或异构体富集和/或外消旋形式的表儿 茶素的新方法。
[0007] 本发明的另一个目的是提供对映体纯或异构体富集和/或外消旋形式的表儿茶 素的中间体。
[0008] 发明概述
[0009] 本发明提供了用于合成（+)表儿茶素和/或（_)表儿茶素及其中间体的对映体纯 或对映体富集或外消旋混合物的新方法，其包括以下步骤：
[0010] I.获得五保护的槲皮素（penta-protected quercetin);
[0011] IL还原步骤（i)中获得的五保护的槲皮素；
[0012] III.任选地使步骤（ii)的化合物脱保护；
[0013] IV.在手性/非手性还原剂的存在下还原步骤（ii)或步骤（iii)中获得的化合 物，以获得手性中间体；
[0014] V.使步骤（iv)中获得的手性中间体脱保护和/或氢化，以获得㈠ 表儿茶素；
[0015] VI.任选地同时使步骤（ii)中获得的化合物脱保护和氢化以获得外消旋表儿茶 素。
[0016] 发明详述
[0017] 本发明涉及天然的或设计的表儿茶素及其他相关多酚的合成，或者在天然的或设 计的表儿茶素及其他相关多酚合成中的多种中间体如2H色烯、4H色烯、花青素等。
[0018] 多种化合物和其他中间体可以通过改变原料和化学反应合成。例如，多种中间体 可以如以下方案A所述获得：
[0020] 其中，R和Rl可以为选自以下的任意保护基：11)(3、811、烯丙基、炔丙基、苄基、2-氟 乙基、4-硝基苄基、4-氯苄基、4-甲氧基苄基、4-甲氧基苯甲腈、肉桂基、甲基4-巴豆酰基、 丁-2_稀-1-基、2_戊烯基、（3_丙-1稀-1-基）横醜基苯、1-二甲基娃基-丙-1-块_3_基、 2_辛块_1_基、2_ 丁块-1-基、2_皮考基、3_皮考基、4_皮考基、卩奎琳_4_基-甲基、乙 腈、2-甲基环氧乙烷、氟甲基、硝基甲基、乙酸甲酯-2-基、甲氧基甲基、乙酰胺、1-苯乙 酬-2-基、2_ 丁酬-1-基、氣甲基、甲基苯基讽、1-漠-丙-1-稀_3_基、叔丁基、甲基、乙基、 烯丙基、叔丁基二甲基硅基、三甲基硅基和叔丁基二苯基硅基乙基。
[0021] 为了获得方案A中所描述的各种化合物，可以使用如本发明所示的合成方案1、2 或3。
[0022] 因此，本发明提供了用于合成（+)表儿茶素和/或（_)表儿茶素及其中间体的对 映体纯或对映体富集或外消旋混合物的方法，其包括以下步骤：
[0023] I.获得五保护的槲皮素；
[0024] II.还原步骤（i)中获得的五保护的槲皮素；
[0025] III.任选地使步骤（ii)的化合物脱保护；
[0026] IV.在手性/非手性还原剂的存在下，还原步骤（ii)或步骤（iii)中获得的化合 物以获得手性中间体；
[0027] V.使步骤（iv)中获得的手性中间体脱保护和/或氢化，以获得㈠ 表儿茶素；
[0028] VI.任选地同时使步骤（ii)中获得的化合物脱保护和氢化，以获得外消旋表儿茶 素。
[0029] 本发明使用合适的原料，其中原料可以由天然或合成来源获得。优选地，原料为槲 皮素或儿茶素。更优选地，原料为槲皮素。
[0030] 步骤（I)的五保护的槲皮素通过一个或多于一个的选择性保护步骤获得。对槲皮 素羟基的选择性保护在保护剂（protecting agent)、碱和极性有机溶剂存在下，在大气压 力下，在(TC至80°C的温度下进行。所述保护剂选自：烯丙基溴、炔丙基溴、苄基溴、苄基氯、 2_氟乙基溴、4-硝基苄基溴、4-氯苄基溴、4-甲氧基苄基溴、α -溴-对甲基苯甲腈、肉桂 基溴、4-溴巴豆酸甲酯、巴豆基溴、1-溴-2-戊烯、3-溴-1-丙烯基苯基砜、3-溴-1-三甲 基娃基_1-丙块、3-溴_2_辛块、1-溴_2_ 丁块、2-皮考基氯、3-皮考基氯、4-皮考基氯、 4-溴甲基喹啉、溴乙腈、表氯醇、溴氟甲烧、溴硝基甲烧、溴乙酸甲酯、甲氧基甲基氯、溴乙酰 胺、2-溴苯乙酮、1-溴-2- 丁酮、溴氯甲烷、溴甲基苯基砜、1，3-二溴-1-丙烯、三甲基氯硅 烷和叔丁基二甲基氯硅烷。所述碱选自：碱金属氢化物如氢化钠、二烷基酰胺、双（三烷基 硅基）酰胺、二氮杂二环十一碳烯（DBU)、碱金属碳酸盐如碳酸钾（K2CO3)或碱金属氢氧化 物，并且所述极性有机溶剂选自：丙酮、乙腈、四氢呋喃（THF)、乙酸乙酯、二氧六环、Ν，Ν-二 甲基甲酰胺（DMF)、二氯甲烷（DCM)、亚砜如二甲基亚砜（DMSO)或N-甲基吡咯烷酮（NMP)， 优选地，所述溶剂为NMP以及NMP和丙酮的混合物。
[0031] 步骤（II)的还原在有或没有路易斯酸的情况下在还原剂存在下进行，所述还 原剂选自钠汞齐、锌汞齐；金属氢化物，包括氢化钠（NaH)、氢化铝锂（LAH);红铝溶液 (vitride solution)(甲苯中的NaAIH2(OCH2CH2OCH 3)2);所述路易斯酸选自氯化错、氯化铺、 氯化锌、三氟化硼和碘。
[0032] 步骤（IV)的手性/非手性还原剂选自硼氢化钠（NaBH4)、NaCNBH3(氰基硼氢化 钠）、硼氢化钾（KBH4)、硼氢化锂（LiBH4)、9_硼杂双环[3. 3. 1]壬烷（9-BBN)、'S'或'R' 型硼-(3-蒎基）-9-硼杂双环[3.3. 1]壬烷（alpine borane)或（-)二异松蒎烯基硼烷 ((-)diisopinocampheylborane)、L-selectride (三仲丁基（氢化）硼酸裡（1_) (lithium tri-sec-butyl (hydrido) borate (1_)))、威尔金森催化剂（Willkinsons catayst)、2, 3_二 氯-5,6-二氰基-1，4-苯醌、Hantzsch酯（Hantzsch Ester)、氢化错、二异丁基氢化错、三 烷氧基氢化铝和双（2-甲氧基乙氧基）氢化铝钠。
[0033] 步骤（V)的脱保护在20°C至60°C的温度下，在吸附到固体支持物上的氢化催化剂 和溶剂或溶剂混合物的存在下使用氢气进行。所述氢化催化剂选自铂、钯或镍，并且所述溶 剂选自甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、乙酸或其混合物，优选地，所述氢化催化剂为钯碳。
[0034] 本发明的保护、脱保护、羟基化和还原的化学反应可以按照以下方法进行：
[0035] (A)保护和脱保护
[0036] 本发明公开的保护基团的适当方法包括保护羟基的方法。保护羟基的适当方法包 括形成醚、酯、乙酸酯，氯乙酸酯、三氟乙酸酯、新戊酸酯（Pivaloate)、苯甲酸酯、1，2-二醇 和1，3_二醇、异亚丙基、烷基化、硅基化等。脱保护的适当方法将取决于所采用的保护基。
[0037] 保护羟基的适当方法包括烷基化。烷化剂包括烷基氯、烷基溴、烷基碘或烷基磺酸 酯/盐。烧化剂的具体实例包括：稀丙基漠、块丙基漠、苄基漠、苄基氣、2_氣乙基漠、4_硝 基苄基溴、4-氯苄基溴、4-甲氧基苄基溴、α -溴-对甲基苯甲腈、肉桂基溴、4-溴巴豆酸 甲酯、巴?基漠、1_漠_2_戊稀、3_漠-1-丙烯基苯基讽、3_漠-1-二甲基娃基-1-丙块、 3-溴-2-辛炔、1-溴-2- 丁炔、2-皮考基氯、3-皮考基氯、4-皮考基氯、4-溴甲基喹啉、溴 乙腈、表氯醇、溴氟甲烷、溴硝基甲烷、溴乙酸甲酯、甲氧基甲基氯、溴乙酰胺、2-溴苯乙酮、 1-溴-2-丁酮、溴氯甲烷、溴甲基苯基砜和1，3-二溴-1-丙烯。适用于烷基化的试剂为苄 基卤化物，例如苄基溴。硅烷化试剂包括但不限于叔丁基二甲基氯硅烷。
[0038]
[0039] 通过烷基化反应保护羟基在强碱和极性有机溶剂的存在下进行。
[0040] 所述碱可选自碱金属氢化物如NaH、二烷基酰胺、双（三烷基硅基）酰胺、氢氧化 物、碱金属氢氧化物、二氮杂二环十一碳烯（DBU)、碳酸盐，更优选碱金属碳酸盐如碳酸钾。
[0041] 所述溶剂可选自丙酮、乙腈、四氢呋喃（THF)、乙酸乙酯、二氧六环、N，N-二甲基甲 酰胺（DMF)、二氯甲烷（DCM)、亚砜如二甲基亚砜（DMSO)、N-甲基吡咯烷酮（NMP)或其混合 物。优选地，所述溶剂为DMF。
[0042] 在氮气气氛中在0°C至回流的温度下将槲皮素或儿茶素在溶剂中搅拌并添加碱。 向该搅拌溶液中逐滴添加保护剂，并在〇°c至回流的温度下搅拌该混合物。反应物完全消耗 后，用水淬灭反应混合物并用适当溶剂进行萃取。合并的有机层用水、盐水洗涤并经硫酸钠 干燥。将有机层旋转蒸发以获得粗制产物，然后将粗产物装载到硅胶柱上并用适当的洗脱 剂洗脱，以获得经保护的槲皮素/儿茶素。对羟基的保护可以通过一个或更多个步骤进行。
[0043] 脱保护反应在氮气或氢气气氛下在-KTC至0°