技术领域
本发明涉及一种灵菌红素衍生物的制备方法。
背景技术
2008年，Fenical研究小组从一种海洋链霉菌属的放线菌沉积物(Streptomyces)中提取出一类具有全新碳骨架的灵菌红素衍生物(1)(2)(Marineosins A和B)(Org.Lett.2008，10，5505-5508)。对这种生物碱化合物的生物活性测试表明：1和2对于结肠癌细胞(HCT-116)显示出较好的生物活性(IC50＝0.5μM和IC50＝46μM)，另外还对黑色素瘤和白血病癌细胞具有很好选择抑制活性，所以对其研究改造有望用于开发新型的抗癌临床药物的先导化合物。
化合物1和2来源于放线菌的代谢衍生物，然而采用此类方法进行提取这类化合物受到产率低、产物单一等特点的限制。利用化学合成的方式，不仅能够大量制备这类化合物，而且，可以制备该类化合物的衍生物，建立化合物库，便于开展相关生物学和药学等方面的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种灵菌红素衍生物的制备方法。
本发明所述的灵菌红素衍生物的结构式如式I所示：
(式I)
式I中，R1和R2均选自下述基团中的任意一种：氢原子、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基甲基、C1-C12烷氧基乙基、C3-C12芳基、苄基、对甲氧基苄基、C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、三甲基硅基、三乙基硅基、叔丁基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三异丙基硅基、三苯基硅基和C1-C12磺酰基；
R3选自下述基团中的任意一种：C1-C12烷基、C1-C12烷氧基甲基、C1-C12烷氧基乙基、C3-C12芳基、苄基、对甲氧基苄基、C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、三甲基硅基、三乙基硅基、叔丁基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三异丙基硅基、三苯基硅基和C1-C12磺酰基；
R4选自下述基团中的任意一种：氢原子、卤素原子、羟基、OR′、氨基、带R′基团单取代基的氨基(NHR′)、带R′基团双取代基的氨基(NR′2)、巯基、SR′、氰基、羧基、C1-C12烷氧羰基、被R″基团取代的C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、被R″基团取代的C1-C12酰基、C1-C12烷基、被R″基团取代的C1-C12烷基、C3-C12环烷基、C3-C12杂环基、C3-C12芳基、被R″基团取代的C3-C12芳基、C3-C12杂芳基、被R″基团取代的C3-C12杂芳基、C1-C12磺酰基、C2-C12烯基和C2-C12炔基；
其中，所述R′基团选自下述任意一种基团：C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、三氟甲基、C1-C12烷基、苄基、对甲氧基苄基、C3-C12芳基、C1-C12磺酰基、C1-C12烷氧基甲基和C1-C12烷氧基乙基；
所述R″基团选自下述任意一种基团：卤素原子、羟基、C1-C12烷氧基、氨基、C1-C12烷基胺基、C1-C12双烷基胺基、C1-C12芳基胺基、C3-C12杂环基、C3-C12芳基、C3-C12杂芳基、巯基、C1-C12烷巯基和C1-C12烷基。
制备式I所示灵菌红素衍生物的方法，包括如下步骤：
1)在碱存在下，使式II所示化合物与式III所示化合物反应，得到式IV所示化合物；
(式II)(式III)(式IV)
式II中，R1、R2均选自下述基团中的任意一种：氢原子、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基甲基、C1-C12烷氧基乙基、C3-C12芳基、苄基、对甲氧基苄基、C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、三甲基硅基、三乙基硅基、叔丁基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三异丙基硅基、三苯基硅基和C1-C12磺酰基；R5选自下述任意一种基团：氢原子、卤原子、羟基、OR′、氨基、带R′基团单取代基的氨基、带R′基团双取代基的氨基、巯基、SR′、氰基、羧基、C1-C12烷氧羰基、被R″基团取代的C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、被R″基团取代的C1-C12酰基、C1-C12烷基、被R″基团取代的C1-C12烷基、C3-C12环烷基、C1-C12杂环基、C3-C12芳基、被R″基团取代的C3-C12芳基、C3-C12杂芳基、被R″基团取代的C3-C12杂芳基、C1-C12磺酰基、C2-C12烯基和C2-C12炔基；
式III中R3选自下述基团中的任意一种：卤原子、羟基、OR′、氨基、带R′基团单取代基的氨基、带R′基团双取代基的氨基、巯基、SR′、氰基、羧基、C1-C12烷氧羰基、被R″基团取代的C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、被R″基团取代的C1-C12酰基、C1-C12烷基、被R″基团取代的C1-C12烷基、C3-C12环烷基、C1-C12杂环基、C3-C12芳基、被R″基团取代的C3-C12芳基、C3-C12杂芳基、被R″基团取代的C3-C12杂芳基、C1-C12磺酰基、C2-C12烯基和C2-C12炔基；
式IV中R1、R2的定义同式II，R3的定义同式III；
2)式IV所示化合物在酸催化剂存在下进行环化反应，得到式V所示化合物；
(式V)
式V中，R1、R2、R3的定义同式IV；
3)式V所示化合物在还原剂作用下进行氢化还原反应，得到式VI所示的化合物；
(式VI)
式VI中，R1、R2、R3的定义同式V；
4)将式VI所示化合物和式VII所示化合物在试剂的作用下进行Vilsmeier-Haack反应，得到式I所示化合物；
(式I)(式VII)
式VII中R4选自下述任意一种基团：氢原子、卤原子、羟基、OR′、氨基、带R′基团单取代基的氨基、带R′基团双取代基的氨基、巯基、SR′、氰基、羧基、C1-C12烷氧羰基、被R″基团取代的C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、被R″基团取代的C1-C12酰基、C1-C12烷基、被R″基团取代的C1-C12烷基、C3-C12环烷基、C1-C12杂环基、C3-C12芳基、被R″基团取代的C3-C12芳基、C3-C12杂芳基、被R″基团取代的C3-C12杂芳基、 C1-C12磺酰基、C2-C12烯基和C2-C12炔基；
其中，所述R′基团选自下述任意一种基团：C1-C12烷氧羰基、C1-C12酰基、三氟甲基、C1-C12烷基、苄基、对甲氧基苄基、C3-C12芳基、C1-C12磺酰基、C1-C12烷氧基甲基和C1-C12烷氧基乙基；
所述R″基团选自下述任意一种基团：卤原子、羟基、C1-C12烷氧基、氨基、C1-C12烷基胺基、C1-C12双烷基胺基、C1-C12芳基胺基、C3-C12杂环基、C3-C12芳基、C3-C12杂芳基、巯基、C1-C12烷巯基和C1-C12烷基。
上述方法，步骤1)中所述碱可使式III去掉氢形成负离子进行Aldol反应。所述的碱具体可为无机碱，如氢氧化钠。所述反应温度可为0℃-100℃，具体可为55℃；所述反应的时间可为1小时-168小时，具体时间为12小时；所述式III所示化合物、式II所示化合物的摩尔比可为(0.5-10)∶1.0，具体可为1.1∶1.0。
上述方法，步骤2)中所述酸催化剂可为一水合对甲苯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、樟脑磺酸或三氟甲磺酸；所述反应温度可为0℃-100℃，具体可为60℃；所述反应的时间可为0.5小时-72小时，具体时间可为24小时；所述酸催化剂、式IV所示化合物的摩尔比可为(0.05-1.0)∶1.0，具体可为0.2∶1。
上述方法，步骤3)中所述还原剂可为钯碳、威尔金森催化剂或氧化铂；所述反应温度可为0℃-100℃，具体可为60℃；氢气的压力可为1-100atm，具体可为50atm；所述反应的时间可为0.5小时-72小时，具体时间可为24小时；所述还原剂与式V所示化合物的摩尔比可为(0.05-1.0)∶1.0，具体可为0.2∶1。
上述方法，步骤4)中所述试剂可为三氯氧磷、三溴氧磷、草酰氯或三氟甲磺酸酐；所述反应温度可为-20℃-100℃，具体可为25℃；所述反应的时间可为0.1小时-50小时，具体时间可为3小时；所述试剂与式VI所示化合物的摩尔比可为(1-10)∶1.0，具体可为2.0∶1.0。
上述方法中，步骤1)、步骤2)、步骤3)与步骤4)所述反应的溶剂均可选自下述溶剂中的至少一种：水、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇、叔丁醇、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、醋酸和乙腈。
本发明提供的化合物是对生物碱化合物(Marineosins)进行结构改造的基础上获得的，其有望用于新型的抗癌临床药物的先导化合物。该化合物制备方法步骤简捷，原料价格便宜，反应条件温和，产率较高，操作简单，便于放大，便于对产物进行衍生，具有较大工业生产的潜力。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料， 如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下述实施例中所用的式II所示化合物(R1＝R2＝H)按照包括如下步骤的方法制备：
(式VIII)(式II-a)
氮气保护下，将7.51gγ-戊内酯(式VIII)加入烧瓶中，加入200mL无水二氯甲烷溶解，冷却至-78℃，用注射泵把溶解在正己烷中浓度为1.3M的二异丁基氢化铝溶液69.2mL用2小时注入到烧瓶中，然后在此温度反应1小时。加入20mL甲醇淬灭反应，再加入200mL饱和酒石酸钾钠溶液，在室温搅拌2小时。用硅藻土过滤。二氯甲烷(300mL x3)萃取，合并有机相。用饱和食盐水(100mLx3)洗。浓缩得到6.92g淡黄色油状液体(90％)式II-a所示化合物。不需进一步提纯直接用于下一步反应。
实施例1、灵菌红素衍生物的制备
所制备的灵菌红素衍生物的结构式如式I-a所示。
(式IV-a)(式III-a)(式V-a)
(式VI-a)(式VII-a)(式I-a)
将8.40g式III-a所示化合物溶解在110mL4N的氢氧化钠溶液中，加热至55℃。把6.90g式II-a所示化合物溶于110mL甲醇中，然后把此溶液滴入到上述的氢氧化钠溶液中，加入完毕后使之在55℃反应12小时。冷却至室温，浓缩把有机溶剂除掉，然后放在冰箱中(0℃)放置24小时，析出白色固体。过滤用水洗即得到式IV-a所示化合物7.28g，白色固体(55％)。
结构确证结果如下：mp.84-86℃，IR(film)：3355，1664，1598cm-1；1H NMR(CDCl3，400MHz)δ9.64(s，1H)，5.52(t，J＝8.8Hz，1H)，5.11(s，1H)，3.81(s，3H)，3.84-3.73(m， 1H)，3.47(s，1H)，2.46-2.30(m，2H)，1.65-1.53(m，2H)，1.18(d，J＝6.4Hz，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ173.3，166.5，134.2，111.5，92.9，66.7，58.2，38.5，23.8，23.4；HRMS Calcd for C10H15NO3(M+)：197.1052；Found：197.1054.
将0.197g式IV-a所示化合物和0.038g一水合对甲苯磺酸溶于16mL氯仿中，然后加热到60℃反应24小时。冷却至室温，加入0.5mL三乙胺淬灭反应。浓缩除去溶剂，过快速色谱柱纯化得到0.106g式V-a所示化合物(54％)，白色固体。
结构确证结果如下：mp.177-180℃；IR(film)：3232，1676，1597cm-1；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.70(br，1H)，4.96(s，1H)，3.85(s，3H)，3.83-3.74(m，1H)，2.04-1.87(m，2H)，1.83-1.66(m，2H)，1.60-1.53(m，1H)，1.40-1.28(m，1H)，1.21(d，J＝6.0Hz，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ176.8，174.0，92.6，88.3，70.7，58.8，32.1，30.9，22.2，20.0；HRMS Calcd for C10H15NO3(M+)：197.1052；Found：197.1055.
将0.099g式V-a所示化合物和0.02g10％钯碳(加50％水湿润)溶于3mL甲醇中，充入50atm的氢气，然后加热到60℃反应24小时，冷却至室温，用氧化铝过滤，浓缩除去甲醇，过快速色谱柱纯化得到0.271g式VI-a所示化合物(27％)，白色固体。
结构确证结果如下：mp.146-149℃；IR(film)：3351，3183，1710cm-1；1H NMR(CDCl3，400MHz)δ7.69(br，1H)，3.71-3.61(m，2H)，3.36(s，3H)，2.74(dd，J＝17.2，5.6Hz，1H)，2.30(dd，J＝17.2，2.0Hz，1H)，1.89-1.80(m，2H)，1.73-1.51(m，3H)，1.31-1.19(m，1H)，1.12(d，J＝6.4Hz，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ177.5，92.5，84.0，68.0，57.7，36.1，32.9，29.1，22.2，19.8；HRMS Calcd for C10H17NO3(M+)：199.1208；Found：199.1211.
氮气条件下，将0.02g式VI-a所示化合物溶于1mL式VII-a所示化合物中，置于0℃反应浴中，滴加入0.0336mL三氟甲磺酸酐后，移至室温反应3小时。加入1mL氢氧化钠(1N)溶液淬灭反应，二氯甲烷(5mL x3)萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥，过滤，浓缩，过快速色谱柱纯化得到0.0226g式I-a所示化合物(91％)，淡黄色固体。
结构确证结果如下：mp.68-70℃；IR(fi1m)：3133，1606cm-1；1H NMR(CDCl3，400MHz)δ6.89(dd，J＝2.4，1.2Hz，1H)，6.55(dd，J＝3.6，1.6Hz，1H)，6.21(dd，J＝3.6，2.8Hz，1H)，4.27-4.18(m，1H)，3.83(dd，J＝7.2，6.4Hz，1H)，3.44(s，3H)，3.20(dd，J＝16.4，6.8Hz，1H)，2.74(dd，J＝16.4，5.6Hz，1H)，2.07-1.92(m，1H)，1.83-1.68(m，2H)，1.68-1.60(m，1H)，1.60-1.52(m，1H)，1.38-1.23(m，1H)，1.10(d，J＝6.4Hz，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ163.4，128.0，122.5，113.9，109.9，103.7，87.2，68.7，58.3，38.8，33.7，29.0，22.6，20.0；HRMS Calcdfor C14H20N2O2(M+)：248.1525；Found：248.1528.
经结构鉴定，所得化合物确为目标化合物式I-a。