一种抗肿瘤活性化合物的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有抗肿瘤活性的化合物Demethoxyfumitremorgin C的制备方法，该方法包括：以L?色氨酸为起始原料，与异丙醇发生酯化反应得到L?色氨酸异丙酯，随后与异戊烯酸连接得到酰胺，经Bischler?Napieralski反应得到二氢β?咔啉中间体，再经硼氢化钠还原亚胺高选择性得到顺式四氢β?咔啉中间体，与保护的脯氨酸连接后脱除保护基，发生分子内环合，得到目标化合物Demethoxyfumitremorgin C (Ⅰ)。本发明原料便宜，立体选择性高，收率高，适合工业化生产。
【专利说明】
一种抗肿瘤活性化合物的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于有机化学合成领域，涉及一种具有抗肿瘤活性的化合物 Demethoxyfumitremorgin C的制备方法。
【背景技术】
[0002] Demethoxyfumitremorgin C化学名称为（5aS, 12S, 14aS)-12_(2_甲基-1-丙稀 基)-l，2,3,5a，6，14a-六氢化吡咯并[1''，2''：4'，5']吡嗪并[1'，2'：1，6]吡啶并[3,4-13] 吲哚-5，14 (IIH，12H)-二酮，具有治疗肿瘤的潜力。该化合物于1996年被日本理化学研究所 的Osada小组首次从海底海沉积物样品Aspergi Ilus fumigatus BM939的发酵液中分离得 到。活性研究表明其对于老鼠的tsFT210细胞的细胞周期进程M期有很好的抑制活性，MIC值 为0.45以11。2006年中国海洋大学的顾谦群小组从青岛近海海泥样品中分离出真菌A-f-11， 并从它的发酵物中分离得到Demethoxyfumitremorgin C。抗肿瘤活性结果表明其有较好的 细胞毒性，抑制率为11.5yM/mL。2011年北京工商大学的任虹小组从山东胶州湾海泥中筛选 到抗肿瘤活性菌株萨氏曲霉Aspergillus sydowi，并从其发酵液中分离得到 Demethoxyfumitremorgin C0
[0003]目前报道的Demethoxyfumitremorgin C的制备方法主要以L-色氨酸的衍生物为 原料，与异戊稀醛发生Pictet-Spengler反应，得到顺反混合的四氢β-味啉中间体，柱层析 分离出顺式中间体后与保护的脯氨酸连接，脱除保护基后发生分子内环合得到目标产物。 Bai ley 等人在《Tetrahedron Letters》2001年第42期，第113-115页发表 "A concise, efficient route to fumitremorgins"，该文中首次成功使用α, β-不饱和醛直接发生 Pictet-Spengler反应来制备关键的四氢β-味啉中间体。通过降低温度，动力学控制反应结 果。以4步21%的总收率得到了Demethoxyfumitremorgin C。但Pictet-Spengler反应产率较 低，立体选择性也不好。北京大学的贾彦兴小组在《Tetrahedron》2012年第68期，第4225-4232页发表"Mg(Cl〇4)2 _catalyzed intramolecular allylic amination: application to the total synthesis of demethoxyfumitremorgin 0-，该文首次该路线通过高氯酉爱 镁催化下发生分子内的烯丙基氨基化来构建1，2，3，4-四氢β-咔啉骨架。是迄今为止唯一一 条不使用Pictet-Spengler反应的路线，创新性很强。但是合成于路线太长，使用环境不友 好的重金属汞，立体选择性也不理想，所以不是一条理想的生产路线。已经报道的方法存在 中间体立体选择性不高，反应条件苛刻，收率较低等缺点。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种制备Demethoxyfumitremorgin C的方法，该制备方法使用价格较 低的L-色氨酸为起始原料，经Bischler-Napieralski反应得到二氢β-味啉中间体，再经硼 氢化钠还原亚胺高选择性得到关键的顺式四氢β-咔啉中间体，避免了已报道路线中立体选 择性差的问题，同时反应收率较高。
[0005] 为了实现本发明的目的，采用如下技术手段。
[0006] -种Demethoxyfumitremorgin C的制备方法，包括：以L-色氨酸为起始原料，酯化 后与异戊稀酸反应得到酰胺，经Bischler-Napieralski反应环合后用硼氢化钠还原，接入 脯氨酸片段后脱除保护基，随后发生分子内环合得到目标产物。
[0007] 本发明制备方法的反应过程如下所示：
[0008] 具体的说，本发明的制备方法，包括以下步骤： a) 以L-色氨酸（Π )为起始原料，在异丙醇中加入氯化亚砜，反应得到L-色氨酸异丙酯 盐酸盐（m); b) L-色氨酸甲酯盐酸使用IN的碳酸钾水溶液碱化，并用二氯甲烷萃取，在二环己基碳 二亚胺和4-二甲氨基吡啶的体系中与异戊烯酸反应制得酰胺(IV); c) 化合物(IV)在乙酸乙酯中，加入脱水剂并回流，发生环合，制得二氢β_咔啉中间体 (V ); d)化合物（V )不经分离在甲醇中，反应温度为-30°C下加入硼氢化钠还原，较高选择 性得到顺式四氢β-咔啉中间体(VI); e)化合物(VI)与N-Fmoc保护的脯氨酸酰氯反应，得到的酰胺不分离，加入哌啶后脱除 保护基，随后发生分子内环合，得到目标化合物Demethoxyfumitremorgin C (I)及少量的 非对映异构体(VD)。
[0009] 其中，步骤a)中反应温度为回流;反应时间为20~28h，优选24h。
[0010] 步骤b)中反应时间为6~IOh，优选9h; L-色氨酸异丙酯，异戊烯酸，二环己基碳二亚 胺和4-二甲氨基吡啶摩尔比为1: 1: 1:0.1。
[0011] 步骤c)中脱水剂为三氯氧磷，五氯化磷，多聚磷酸，五氧化二磷，优选三氯氧磷，应 温度为回流。
[0012] 步骤d)中反应温度为-78~-10°C，优选-30°c;反应时间为0.5~1.5h，优选Ih;化合物 (V)与硼氢化钠摩尔比为1:2~3。
[0013] 步骤e)中（VI)与N-Fmoc保护的脯氨酸酰氯在碳酸氢钠催化下反应;脱除保护基以 二氯甲烷为溶剂；中反应时间为3~6h，优选3h。
【具体实施方式】
[0014] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0015] 实施例1 将10.0 g L-色氨酸(49. Ommol)溶于IOOmL无水异丙醇中，冰浴下缓慢滴加8.7g氯化亚 砜(73.4mmol)，半小时内滴加完毕，升温至回流后继续反应24h，降至室温，蒸除异丙醇，用 20mL乙酸乙酯漂洗，得白色固体L-色氨酸异丙酯盐酸盐13.4g(47.5mmol)，产率97%。
[0016] 实施例2 将13.4gL-色氨酸异丙酯盐酸盐(47.5mmol)加入30mL二氯甲烷中，加入IN K2CO3水溶 液30mL，搅拌半小时，固体全部溶解，分液，水相再用30mL二氯甲烷萃取，合并有机相后，用 饱和食盐水40mL洗涤一遍，无水硫酸钠干燥有机相，过滤，浓缩溶剂至40mL，冰浴下依次加 入4.8g异戊稀酸(47.9mmol)，9.8g二环己基碳二亚胺(47.6mmol)，0.58g 4-二甲氨基吡啶 (4.7 mmol)。随后反应升至室温。搅拌9h，TLC检测原料反应完全，抽滤，滤饼用20mL二氯甲 烷洗涤两次，用IN HCl调节pH至5，萃取分液，有机相用IN K2CO3水溶液调节pH至8，分液，有 机相用无水硫酸镁干燥，过滤，蒸干，加入石油醚：乙酸乙酯=4:1的混合溶剂洗涤，得白色固 体 14.2gVI(43.2mmol)，产率 91%。
[0017] Mp 143-144 ciC; [a]D20 = +77.9 (c 2.0，CHCl3); 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.32 (s, 1H), 7.56 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.34 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.20 - 7.14 (m, 1H), 7.10 (dd, Ji = 11.0 Hz, J2 = 3.9 Hz, 1H), 6.98 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 5.92 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 5.51 (s, 1H), 5.04 - 4.88 (m, 2H), 3.31 (t, J = 5.6 Hz, 2H), 2.13 (d, J = 0.8 Hz, 3H), 1.80 (d, J = 0.8 Hz, 3H), 1.17 (dd, Ji = 9.3 Hz, J2 = 6.3 Hz, 6H). 13C 匪R (101 MHz, CDCl3) δ 171.89， 166.67， 151.86， 136.22, 127.76, 123.04, 121.87, 119.30, 118.61, 118.17, 111.38, 109.76, 69.19, 53.01, 27.77, 27.10, 21.68, 21.62, 19.85〇
[0018] 实施例3 将4.0gIV( 12.2mmol)加入180mL乙酸乙酯中，加入5.6g新蒸三氯氧磷（36.5mmol)发生 1^8〇11161-他卩丨6抑181^反应，升温至回流，反应1.511，1']^跟踪发现原料反应完全，停止反 应，冷却至室温，常温下蒸干溶剂，得二氢β-咔啉中间体V的粗产物，不经纯化，加入30mL无 水甲醇，反应液温度降至_30°C，分批加入0.93g硼氢化钠(24.6mmol)，半小时内加完，继续 搅拌半小时，TLC检测原料反应完全，加入3N柠檬酸水溶液调节pH为6,搅拌十分钟，加入 50mL乙酸乙酯，并用IN碳酸氢钠水溶液调节pH至8,分液，水相再用20mL乙酸乙酯萃取一遍。 合并有机相，用饱和食盐水20mL洗涤，分液，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，室温下蒸干溶 剂，加入4mL乙醇，冰浴下静置，有白色晶体逐渐析出，过滤并用少量无水乙醇洗涤，得白色 晶体2.7gVI(61.4mm〇 1 )，两步产率71%，由于在Bischler-Napieralski反应产物中检测到有 少量产物发生异构化，所以最终得到的顺式四氢咔啉中间体含有少量消旋化，74% ee。
[0019] Mp 88-90 0G1H 匪R (400 MHz, CDCl3) δ 7.72 (s，1H)，7.49 (d，J = 7.5 Hz, 1H), 7.28 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.14 (dd, Ji = 7.5 Hz, J2 = 6.9 Hz, 1H), 7.09 (dd, Ji = 7.8 Hz, J2 = 6.9 Hz, 1H), 5.26 (d, J = 10.5 Hz, 1H), 5.14 (dt, Ji = 12.5 Hz, J2 = 6.3 Hz, 1H), 4.93 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 3.81 (dd, Ji = 11.1 Hz, J2 = 4.3 Hz, 1H), 3.11 (dd, Ji = 15.1 Hz, J2 = 2.5 Hz, 1H), 2.83 (ddd, Ji =15.1 Hz, J2 = 11.3 Hz, J3= 2.1 Hz, 1H), 2.16 (s, 1H), 1.87 (s, 3H), 1.83 (s, 3H), 1.31 (t， J = 5.7 Hz, 6H). 13C 匪R (101 MHz, CDCl3) δ 172.65， 137.66， 135.94, 135.10, 127.56, 124.15, 121.66, 119.51, 118.16, 110.90, 107.55, 68.71, 56.68, 51.71, 26.06, 25.66, 21.93, 21.88, 18.54〇
[0020] 实施例4 将2 · 5gVI (8 · Ommo 1)加入20mL二氯甲烧，加入0 · 81g碳酸氢钠（9 · 6mmo 1)，冰浴，称取 3 · Og R-荷甲氧羰基-2-氯甲酰基吡略烧(Fmoc-L-ProCl)(8 · 4mmol )，溶于IOmL二氯甲烧， 缓慢滴加至反应液中，IOmin滴加完毕，反应升温至室温，继续搅拌一小时，TLC跟踪原料反 应完全，酰胺中间体不经分离，将反应液浓缩至IOmL，加入2.5mL哌啶，继续搅拌3小时，TLC 跟踪中间体反应完全，用30mL二氯甲烷和30mL水萃取两遍，合并有机相，用无水硫酸镁干 燥，过滤，蒸干溶液，用乙酸乙酯柱层析，得到1 · 9g目标产物Demethoxyfumitremorgin C为 白色固体（5 · 3mmol)，产率67%。同时得到少量其非对映异构体VHO · 30g(0 · 86mmol)，产率 11%〇
[0021] Mp 210-212 °C; [a]D20 = +16 ·6 (c 1 ·6，CHCl3);匪R (400 MHz，CHCl3) δ 7.96 (s), 7.58 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.34 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.19 (ddd, Ji = 7.5 Hz, J2 = 7.1 Hz, J3 = 1.3 Hz, 1H), 7.15 (ddd, Ji = 7.3 Hz, J2 = 7.1 Hz, J3 =1.1 Hz, 1H), 6.04 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 4.93 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 4.19 (dd, Ji = 11.6 Hz, J2 = 4.8 Hz, 1H), 4.12 (dd, Ji = 8.2 Hz, J2 = 7.8 Hz, 1H), 3.68 -3.61 (m, 2H), 3.58 (dd, Ji = 15.9 Hz, J2 = 5.0 Hz, 1H), 3.13 (dd, J = 15.9, 11.9 Hz, 1H), 2.47 - 2.35 (m, 1H), 2.30-2.18 (m, 1H), 2.12 - 2.03 (m, 1H), 2.01 (d, J = 1.1 Hz, 3H), 1.99 - 1.89 (m, 1H), 1.65 (d, J = 1.0 Hz, 3H). NMR (101 MHz, CHCl3) δ 169.53, 165.71, 136.18, 134.32, 133.51, 126.27, 124.00, 122.21, 120.07, 118.35, 111.18, 106.46, 59.25, 56.85, 51.00, 45.43, 28.60, 25.72， 23.08， 21.90， 18.16。
【主权项】
1. 一种制备具有抗肿瘤活性的化合物Demethoxyfumitremorgin C的方法，其特征在 于， a) 以L-色氨酸（Π )为起始原料，经酯化反应得到L-色氨酸异丙酯盐酸盐(ΙΠ ); b) L-色氨酸甲酯盐酸盐碱化萃取后在脱水剂作用下与异戊烯酸反应，制得酰胺(IV); c) 化合物(IV)在溶剂中，催化剂和脱水剂作用下加热，发生环合，制得二氢β_咔啉中 间体（V); d) 使用还原剂在溶剂中对化合物（V)进行还原，高选择性得到顺式四氢β-咔啉中间 体(VI); e) 化合物(VI)与N-Fmoc保护的脯氨酸酰氯反应，得到酰胺，不经分离，加入哌啶后脱 除保护基，随后发生分子内环合，得到目标化合物Demethoxyfumitremorgin C (I)及少量 的非对映异构体(W)。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中以无水异丙醇作为溶剂;氯 化亚砜为催化剂;反应温度为回流;反应时间为20~28h，优选24h。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中使用1N碳酸钾溶液与二氯甲 烷进行碱化萃取，反应以二氯甲烷作为溶剂;温度为25°C。4. 根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中反应时间为6~10h，优选 9h;脱水剂为二环己基碳二亚胺，催化剂为4-二甲氨基吡啶。5. 根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，L-色氨酸异丙酯，异戊烯酸，二环 己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶摩尔比为1:1:1:0.1。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中脱水剂为三氯氧磷，五氯化 磷，多聚磷酸，五氧化二磷，优选三氯氧磷。7. 根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中以甲苯，氯仿，乙酸乙酯 为溶剂，优选乙酸乙酯;反应温度为回流。8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤d)中还原剂为硼氢化钠;溶剂为 甲醇，乙醇，异丙醇，优选甲醇;反应温度为-78~-10°C，优选-30°C;反应时间为0.5~1.5h，优 选lh。9. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤e)中以二氯甲烷为反应溶剂;反 应温度为室温。10. 根据权利要求1或9所述的制备方法，其特征在于，步骤e)脱除保护基使用哌啶为 碱;溶剂为二氯甲烷;反应时间为3~6h，优选3h。
【文档编号】C07D471/22GK105859719SQ201610365791
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】孟天卓, 施小新, 邹文慧
【申请人】华东理工大学