專利名稱：一種不對稱合成手性紫杉醇側(cè)鏈的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種不對稱合成手性紫杉醇側(cè)鏈的方法，涉及一種抗癌新藥紫杉醇的側(cè)鏈的 合成方法，屬于抗癌新藥紫杉醇的合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紫杉醇(Paditaxel)商品名為(Taxol)泰素。結(jié)構(gòu)如圖所示
Taxol最先是從紅豆杉屬植物的樹皮中分離提取的一種具有獨特抗癌活性的 紫杉烷二萜類化合物。早在60年代即發(fā)現(xiàn)短葉紅豆杉樹干的粗提物具有抗腫瘤 活性，1971年Wall等從中分離得到泰素。美國國立癌癥研究所在體外人的癌細 胞株篩選中發(fā)現(xiàn)它對卵巢癌，乳腺癌和大腸癌療效突出，對移植性動物腫瘤和黑 色素瘤、肺癌也有也有明顯的抑制作用。Taxol于1983年進入臨床研究。由于其 獨特的作用機制(通過誘導(dǎo)和促使微管蛋白聚合成微管，同時抑制所形成微管的 解聚，從而導(dǎo)致微管束的排列異常，形成星狀體，使細胞在有絲分裂時不能形成 正常的有絲分裂紡錘體，從而抑制了細胞的分裂和增殖，導(dǎo)致細胞的死亡)，對 很多耐藥病人有效，被認(rèn)為是一種最有效的抗癌藥物之一。
但是Taxol在使用過程中出現(xiàn)了兩個主要問題 一是水溶性很差(0.03mg/ml)， 難以制成合適的制劑，生物利用度比較低二是在紅豆杉屬的植物中含量很低(最 高約0.07%),加之紫杉醇生長緩慢，樹皮剝?nèi)ズ蟛荒茉偕?，樹木將死亡，使來?受到限制。目前，Taxol的全合成由美國的三個實驗室通過不同的路線獲得成功， 然而由于合成步驟復(fù)雜，成本昂貴，因此尚無工業(yè)應(yīng)用價值。后來人們發(fā)現(xiàn)可以 利用從紅豆杉樹葉中提取的102去乙酰巴卡亭ni(102DAB)進行半合成，只要在102DAB分子中引入手性紫杉醇側(cè)鏈f就可得到紫杉醇。法國Potier等首先報道 了紫杉醇的半合成，Denis等從紫杉醇母核出發(fā)，通過選擇性的保護C一7羥基 和酯化C一13基，然后加上保護的側(cè)鏈，去掉保護基就得到紫杉醇，總收率可 達55%。由于紅豆杉樹葉一年可采4次，樹葉又能夠再生,所以102DAB來源豐 富,只要大量合成C13側(cè)鏈f就能通過半合成的方法獲得這種抗癌藥物。合成紫 杉醇側(cè)鏈f的方法有多種,但大多合成步驟復(fù)雜,產(chǎn)率較低，用不對稱催化方法直 接合成紫杉醇側(cè)鏈的更是少數(shù)，如文獻Shuj Kobayashi.et al J Xm.C/zem. Soc. 1998,720,431-432。但其反應(yīng)條件苛刻(反應(yīng)溫度<一45°0 ，反應(yīng)原料也不易 得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種原料來源廣泛，價格低廉，反應(yīng)條件溫和，操作簡 單，具有較高的工業(yè)化價值的紫杉醇側(cè)鏈的合成方法。
為了達到上述目的，我們通過對催化劑和底物進行篩選，得到了我們所要的 與紫杉醇側(cè)鏈構(gòu)型相一致的中間產(chǎn)物a，并對所得中間產(chǎn)物a的結(jié)構(gòu)進行簡單的 保護基的轉(zhuǎn)化，就可以得到紫杉醇側(cè)鏈，并具有較高的光學(xué)純度。
本發(fā)明以重氮乙酸叔丁酯(i)、 2， 6二氯芐醇(ii)、 N-亞芐基一4一甲氧基 苯胺(m)為原料，以醋酸銠和手性Bransted酸為催化劑對三個組分直接進行不 對稱合成，得到的中間產(chǎn)物a在化學(xué)結(jié)構(gòu)上進行保護基轉(zhuǎn)化就可得到與紫杉醇側(cè) 鏈結(jié)構(gòu)構(gòu)型相一致的產(chǎn)物(如圖)。式中pMp二對甲氧基苯基，TBSC1二叔丁基二甲基氯硅烷，TBS-叔丁基二甲 基,DMF二N，N 二甲基甲酰胺，CAN-硝酸鈰銨，Et:,N^三乙基胺，TBAF^四丁基氟化 銨，THF二四氫呋喃。 具體步驟如下
第1步，中間產(chǎn)物(a)的合成在N2保護下，將原料2， 6二氯芐醇(ii)、 N-亞芐基一4—甲氧基苯胺(iii)、催化劑醋酸銠和Br0nsted酸加入反應(yīng)瓶中，在 -2(TC 3(TC下，用蠕動泵將重氮乙酸叔丁酯(i)加入其中，1 2小時將重氮 乙酸叔丁酯(i)加完后室溫下攪拌0.5 1小時，得到中間產(chǎn)物(a)，然后用柱 層析方法將中間產(chǎn)物(a)分離純化；上述反應(yīng)的投料摩爾比為重氮乙酸叔丁酯 (i): 2， 6二氯節(jié)醇(ii): N-亞芐基一4一甲氧基苯胺(iii):醋酸銠Br0nsted
酸二1 2: 1 2: 1 1.5: 0.005 0.05: 0X)1 0.1;
第2步，化合物(b)的合成在N2保護下，將中間產(chǎn)物(a)溶于甲醇溶 液中，加入Pd/C和甲酸銨，室溫攪拌12 24小時，停止攪拌，過濾，用甲醇洗 滌Pd/C 3 5次，收集濾液旋干后加水洗滌，用乙酸乙酯萃取3 5次，無水硫 酸鈉干燥，旋干得到白色固體化合物(b)，上述反應(yīng)投料摩爾比為中間產(chǎn)物(a)-. Pd/C:甲酸銨=1: 0.5 2: 5 10;
第3步，化合物(c)的合成在N2保護下，將化合物(b)溶于N，N二甲 基甲酰胺溶液中，攪拌下加入叔丁基二甲基氯硅烷和咪唑，2(TC 40'C溫度下攪 拌12 15小時，加入水洗滌，用乙酸乙酯萃取3 5次，收集萃取液，用無水硫 酸鈉干燥，旋干得白色固體化合物(c)，上述反應(yīng)投料摩爾比為化合物(b):叔
丁基二甲基氯硅垸咪唑=1: L5 2.5: 2.5 5;第4步，化合物(d)的合成在N2保護下，將化合物(C)溶于乙腈溶液
中，在冰浴下加入硝酸鈽銨的乙腈水溶液，乙腈水溶液由乙腈:水=3 5: l份質(zhì) 量比組成，0'C下攪拌8 10小時后加入碳酸氫鈉飽和水溶液調(diào)節(jié)PH為8~9, 用乙酸乙酯萃取該溶液3 5次，收集萃取液，用無水硫酸鈉干燥，旋干得到的 橙色油狀物溶于二氯甲烷溶液中，在N2保護下加入三乙胺和苯甲酰氯，室溫攪 拌3 4小時，旋干溶劑，用柱層析方法分離得到白色固體化合物(d);上述反
應(yīng)的投料摩爾比為化合物(C):硝酸鈰銨三乙胺苯甲酰氯二h 3 5: 2 3: 1.5 2;
第5步，化合物(e)的合成在N2保護下，將化合物(d)溶于四氫呋喃 溶液中，加入四丁基氟化銨，室溫攪拌1 2小時，加水洗滌后用乙酸乙酯萃取 3 5次，無水硫酸鈉干燥，收集濾液旋干得到白色固體化合物(e);上述反應(yīng)
的投料摩爾比為化合物(d):四丁基氟化銨=1: 1.2 1.5;
第6步，目標(biāo)物紫杉醇側(cè)鏈(f)的合成在N2保護下，將底物化合物(e) 溶于二氯甲垸溶液中，加入三氟醋酸，室溫攪拌12 15小時，旋干溶劑，加入 乙酸乙酯，析出固體目標(biāo)物(f)，過濾得到白色固體目標(biāo)物(f);上述反應(yīng)的投 料摩爾比為化合物(e):三氟醋酸二l: 5 10。
本發(fā)明的優(yōu)點
1. 本發(fā)明的原料，重氮乙酸脂可由天然氨基酸(甘氨酸及其衍生物) 一步制 得，醇和亞胺均可在市場上購得，來源廣泛，價格低廉。
2. 本發(fā)明將多個組分通過一歩反應(yīng)構(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中間產(chǎn)物a，并能通過催
化劑進行手性控制，這就大大縮短了合成此類化合物的步驟，符合原子經(jīng)濟性和 綠色化學(xué)的要求。
3. 本發(fā)明合成的中間產(chǎn)物a通過簡單的保護基轉(zhuǎn)換就可制得藥物紫杉醇的關(guān) 鍵中間體，反應(yīng)條件溫和，實驗操作簡單，具有較高的工業(yè)化使用價值。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一歩敘述。 實施例1
中間產(chǎn)物(a)的合成在N2氛圍下，將2， 6二氯芐醇(22mmo1)， N-苯亞甲基一4甲氧基苯基亞 胺(20mmo1)，醋酸銠(0. l咖ol)和R-Binal磷酸(0.4mmo1)在0。C下加入二 氯甲烷20ml，用蠕動泵將重氮乙酸叔丁酯(22 mmol)加入到上述原料組成的反 應(yīng)體系中，時間設(shè)定為1.5小時。加完重氮乙酸叔丁酯后室溫攪拌0.5小時，而
后用柱層析方法(乙酸乙酯正己烷=1: 100 乙酸乙酯:正己烷=1: 20)分離
得到中間產(chǎn)物(a)產(chǎn)物dr值67: 33ee值88%,收率為72%。 化合物(b)的合成
在N2氛圍下，將中間產(chǎn)物(a) (5mmo1)溶于20ml甲醇溶液中，力B 10% Pd/C(2.5g)，甲酸銨(20mmo1)，室溫攪拌12小時。停止攪拌，過濾，用甲醇洗滌 Pd/C3次，收集濾液旋干后加水20ml洗滌，用乙酸乙酯萃取(20m"3)，無水硫 酸鈉干燥，旋干得到白色固體bl.00g,收率為58%。在乙酸乙酯正己垸=10: 1溶液中重結(jié)晶得到ee〉99M的產(chǎn)物b 0.81g。
化合物(c)的合成
在N2環(huán)境中，將化合物(b) (2. 5mmol)溶于5mlN，N二甲基甲酰胺溶液中， 攪拌下加入叔丁基二甲基氯硅烷(3mol)和咪唑(6mmol)，3(TC溫度下攪拌12小時， 加入10ml水洗滌，用乙酸乙酯萃取10ml*5，收集萃取液，用無水硫酸鈉干燥， 旋干得白色固體cl.06g，，收率93%。
化合物(d)的合成
在N2氛圍下，將化合物(c) (2mmol)溶于5ml乙腈溶液中，在冰浴下加入 硝酸鈰銨(6mmo1)的乙腈水溶液(2ml)(乙腈水二5: 1)， (TC下攪拌10小時后 加入碳酸氫鈉飽和水溶液調(diào)節(jié)PH為8 9，用乙酸乙酯萃取(20ml*4)，收集收 集萃取液，用無水硫酸鈉干燥，選干得到的橙色油狀物溶于5ml二氯甲烷溶液中， 在N2環(huán)境中加入三乙胺(4mmol)和苯甲酰氯(2.4mmo1)，室溫攪拌4小時，旋干 溶劑，用柱層析方法分離得到化合物(d) 0.32g(乙酸乙酯正己烷=1: 40 乙酸乙酯:正己烷=1: 10)，收率為45%。
化合物(e)的合成 在N2環(huán)境中，將化合物(d) (0.8mmol)溶于2ml四氫呋喃溶液中，加入四丁 基氟化銨(lmmol)，室溫攪拌1小時，加水2ml洗滌后用乙酸乙酯萃取3ml*3，無水硫酸鈉干燥，收集濾液旋干得到白色固體e 0.26g收率94% 。 目標(biāo)物紫杉醇側(cè)鏈(f)的合成
在N2環(huán)境中，將化合物(e) (0.7mmol)溶于3ml 二氯甲烷溶液中，加入三 氟醋1.5ml酸，室溫攪拌12小時，旋干溶劑，加入lml乙酸乙酯，析出固體。 過濾得到產(chǎn)物f0.15g，收率78%。
實施例2
中間產(chǎn)物(a)的合成
在N2氛圍下，將2， 6二氯芐醇(22mmo1)， N-苯亞甲基一4甲氧基苯基亞 胺中(20mmo1)醋酸銠(0. l咖ol) R-Binal磷酸(0. 4mmo1)在(TC下加入二氯 甲烷20ml，用蠕動泵將重氮乙酸叔丁酯(22 mmol)加入到反應(yīng)體系中，時間設(shè) 定為1.5小時。加完重氮乙酸叔丁酯后室溫攪拌0.5小時，而后用柱層析方法(乙
酸乙酯正己垸=1: 100 乙酸乙酯:正己烷=1: 20)分離得到產(chǎn)物dr值67:
33ee值88。/。,收率為71%。 化合物(b)的合成
在N2氛圍下，將中間產(chǎn)物(a) (5mmo1)溶于20ml甲醇溶液中，力n 10% Pd/C(2.5g)，甲酸銨(20mmo1)，室溫攪拌12小時。停止攪拌，過濾，用甲醇洗滌 Pd/C3次，收集濾液旋千后加水20ml洗漆，用乙酸乙酯萃取(20mM3)，無水硫 酸鈉干燥，旋干得到白色固體b0.91g,收率為53%。在乙酸乙酯正己烷=10: 1溶液中重結(jié)晶得到ee〉99W的產(chǎn)物b0.76g。
化合物(c)的合成
在N2環(huán)境中，將化合物(b) (2mmol)溶于5mlN,N二甲基甲酰胺溶液中， 攪拌下加入叔丁基二甲基氯硅烷(2.5mol)和咪唑(5mmo1)， 30'C溫度下攪拌12小 時，加入10ml水洗滌，用乙酸乙酯萃取10ml *5，收集萃取液，用無水硫酸鈉 干燥，旋干得白色固體c0.848g,，收率93%。
化合物(d)的合成
在N2氛圍下，將化合物(c) (1.8mmol)溶于5ml乙腈溶液中，在冰浴下加 入硝酸鈰銨(6mmo1)的乙腈水溶液(2ml)(乙腈水=5: 1)， (TC下攪拌10小時 后加入碳酸氫鈉飽和水溶液調(diào)節(jié)PH為8 9，用乙酸乙酯萃取(20ml*4)，收集 收集萃取液，用無水硫酸鈉干燥，選干得到的橙色油狀物溶于5ml二氯甲烷溶液中，在N2環(huán)境中加入三乙胺(4mmol)和苯甲酰氯(2.4mmo1)，室溫攪拌4小時， 旋干溶劑，用柱層析方法分離得到產(chǎn)物d0.27g (乙酸乙酯正己烷=1: 40 乙 酸乙酯:正己烷=1: 10)，收率為42%。 化合物(e)的合成
在N2環(huán)境中，將化合物(d) (0.8mmol)溶于2ml四氫呋喃溶液中，加入四丁 基氟化銨(lmmol)，室溫攪拌l小時，加水2ml洗滌后用乙酸乙酯萃取3mP3， 無水硫酸鈉干燥，收集濾液旋干得到白色固體e 0.27g收率97% 。
目標(biāo)物紫杉醇側(cè)鏈(f)的合成
在N2環(huán)境中，將化合物(e) (0.7mmol)溶于3ml二氯甲垸溶液中，加入三 氟醋1.5ml酸，室溫攪拌12小時，旋干溶劑，加入lml乙酸乙酯，析出固體。 過濾得到產(chǎn)物f0.14，收率75%。
上述實施例1和2的中間產(chǎn)物a的結(jié)構(gòu)鑒定
!H-NMR( CDCl3,400MHz， S ppm) 7.01畫7.21(8H，m)， 6.54-6,56(2H,d), 6.37 -6.39(2H,d), 4,87-4.89(lH,d), 4.61-4.64(2H,m), 3.99-4.00(lH,d), 3.57(3H,s), 1.31(9H,s);
l3C-NMR(CDCl3,100MHz, S ppm) 169.30, 151.94, 141.30, 139.48, 136.92, 132.18, 130.04, 128.20， 128.13， 127.20, 127.12, 114.85, 114.52, 82.22, 81.97, 66.77， 60.49,55.55,27.90。
權(quán)利要求
1.一種不對稱合成手性紫杉醇側(cè)鏈的方法，其特征在于手性紫杉醇側(cè)鏈(f)通過下例反應(yīng)得到式中PMP＝對甲氧基苯基，TBSCl＝叔丁基二甲基氯硅烷，TBS＝叔丁基二甲基，DMF＝N，N二甲基甲酰胺，CAN＝硝酸鈰銨，Et3N＝三乙基胺，TBAF＝四丁基氟化銨，THF＝四氫呋喃；第1步，中間產(chǎn)物(a)的合成在N2保護下，將原料2，6二氯芐醇(ii)、N-亞芐基-4-甲氧基苯胺(iii)、催化劑醋酸銠和 id="icf0002" file="A2009100530480002C2.tif" wi="15" he="3" top= "204" left = "117" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>酸加入反應(yīng)瓶中，在-20℃～30℃下，用蠕動泵將重氮乙酸叔丁酯(i)加入其中，1～2小時將重氮乙酸叔丁酯(i)加完后室溫下攪拌0.5～1小時，得到中間產(chǎn)物(a)，然后用柱層析方法將中間產(chǎn)物(a)分離純化；上述反應(yīng)的投料摩爾比為重氮乙酸叔丁酯(i)∶2，6二氯芐醇(ii)∶N-亞芐基-4-甲氧基苯胺(iii)∶醋酸銠∶ id="icf0003" file="A2009100530480002C3.tif" wi="15" he="3" top= "237" left = "156" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>酸＝1～2∶1～2∶1～1.5∶0.005～0.05∶0.01～0.1；第2步，化合物(b)的合成在N2保護下，將中間產(chǎn)物(a)溶于甲醇溶液中，加入Pd/C和甲酸銨，室溫攪拌12～24小時，停止攪拌，過濾，用甲醇洗滌Pd/C 3～5次，收集濾液旋干后加水洗滌，用乙酸乙酯萃取3～5次，無水硫酸鈉干燥，旋干得到白色固體化合物(b)，上述反應(yīng)投料摩爾比為中間產(chǎn)物(a)∶Pd/C∶甲酸銨＝1∶0.5～2∶5～10；第3步，化合物(c)的合成在N2保護下，將化合物(b)溶于N，N二甲基甲酰胺溶液中，攪拌下加入叔丁基二甲基氯硅烷和咪唑，20℃～40℃溫度下攪拌12～15小時，加入水洗滌，用乙酸乙酯萃取3～5次，收集萃取液，用無水硫酸鈉干燥，旋干得白色固體化合物(c)，上述反應(yīng)投料摩爾比為化合物(b)∶叔丁基二甲基氯硅烷∶咪唑＝1∶1.5～2.5∶2.5～5；第4步，化合物(d)的合成在N2保護下，將化合物(c)溶于乙腈溶液中，在冰浴下加入硝酸鈰銨的乙腈水溶液，乙腈水溶液由乙腈∶水＝3～5∶1份質(zhì)量比組成，0℃下攪拌8～10小時后加入碳酸氫鈉飽和水溶液調(diào)節(jié)PH為8～9，用乙酸乙酯萃取該溶液3～5次，收集萃取液，用無水硫酸鈉干燥，旋干得到的橙色油狀物溶于二氯甲烷溶液中，在N2保護下加入三乙胺和苯甲酰氯，室溫攪拌3～4小時，旋干溶劑，用柱層析方法分離得到白色固體化合物(d)；上述反應(yīng)的投料摩爾比為化合物(c)∶硝酸鈰銨∶三乙胺∶苯甲酰氯＝1∶3～5∶2～3∶1.5～2；第5步，化合物(e)的合成在N2保護下，將化合物(d)溶于四氫呋喃溶液中，加入四丁基氟化銨，室溫攪拌1～2小時，加水洗滌后用乙酸乙酯萃取3～5次，無水硫酸鈉干燥，收集濾液旋干得到白色固體化合物(e)；上述反應(yīng)的投料摩爾比為化合物(d)∶四丁基氟化銨＝1∶1.2～1.5；第6步，目標(biāo)物紫杉醇側(cè)鏈(f)的合成在N2保護下，將底物化合物(e)溶于二氯甲烷溶液中，加入三氟醋酸，室溫攪拌12～15小時，旋干溶劑，加入乙酸乙酯，析出固體目標(biāo)物(f)，過濾得到白色固體目標(biāo)物(f)；上述反應(yīng)的投料摩爾比為化合物(e)∶三氟醋酸＝1∶5～10。
全文摘要
一種不對稱合成手性紫杉醇側(cè)鏈的方法，涉及一種抗癌新藥紫杉醇的側(cè)鏈的合成方法。不對稱合成手性紫杉醇側(cè)鏈(f)的方法，該方法用催化劑醋酸銠和手性Brnsted酸對重氮乙酸叔丁酯(i)、2，6二氯芐醇(ii)、N-亞芐基-4-甲氧基苯胺(iii)進行不對稱催化合成。反應(yīng)結(jié)束后，通過柱層析方法分離就可以得到兩個手性中心都確定了的單一構(gòu)型中間產(chǎn)物a(其絕對構(gòu)型與紫杉醇側(cè)鏈的一致)。并通過對所得中間產(chǎn)物a的結(jié)構(gòu)進行簡單的保護基的轉(zhuǎn)化，就可以得到紫杉醇側(cè)鏈f。本發(fā)明原料廉價簡單易得，催化劑對底物的選擇性好，所得產(chǎn)物光學(xué)純度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易于儲存、運輸。
文檔編號C07C231/00GK101585780SQ200910053048
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者徐新芳, 楊琍蘋, 胡文浩, 宇 錢 申請人:華東師范大學(xué)