甾体青蒿素的制作方法

专利名称：甾体青蒿素的制作方法技术领域：本发明属于以氧原子为环杂原子的杂环化合物，具体地讲是属于青蒿素的一类衍生物。青蒿素是当今最有效的抗疟药，但也还存在若干不足，如脂溶性欠佳，这就影响青蒿素作为抗疟药物等的应用。为了改进其脂溶性，更有利于进入红细胞内，改进对作用部位的识别能力，并使之具有更独特的生理活性，设计并合成一类新的青蒿素衍生物是当今世界各国科学家的热门研究课题。本发明的目的是将脂溶性的甾体分子与青蒿素分子结合起来，设计并合成一类甾体青蒿素。本发明是一类新的青蒿素类似物，是将青蒿素的1，2，4-三噁烷有效部位结合到甾体分子中形成的一类甾体青蒿素。其化学式表示如下 式中X为H2，O， Y为CH2，CHCH3本发明甾体青蒿素的合成方法如下面反应式所示 (续见下页) 本发明甾体青蒿素的合成，是以胆固醇为原料，通过11步反应得化合物12(X＝H2，Y＝CH2)，将12再通过氧化可得化合物13(X＝O，Y＝CH2)，将13再继续还原可得化合物14 ，Y＝CH2)。11步反应步骤如下胆固醇1用单过氧邻苯二甲酸镁(MMPP)氧化，立体选择性地得化合物2，2与烯丙基溴格氏试剂反应生成化合物3，接着用一个既能把羟基氧化成酮又能把末端烯烃氧化成酸的试剂NaIO4-RnCl3一步把3氧化成化合物4，4甲酯化定量生成化合物5，再用对甲苯磺酸催化在甲苯中回流脱水生成化合物6，其6位侧链的构型为α型，6在吡啶中用钯黑作催化剂加氢得化合物7，将7的羰基保护起来再将酯基还原得化合物8，8与格氏试剂反应生成化合物9，9脱水得化合物10，10经臭氧化再脱水得化合物11，11溶于二氯甲烷，加入光敏剂，通氧，在-78℃以钠光灯作为光源光照，加入TMSOTf(三氟甲磺酸三甲基硅酯)进行重排关环得产物甾体青蒿素化合物12，有α构型12(α)和β构型12(β)。化合物13(α)和13(β)可通过将相应的12(α)和12(β)用NaIO4氧化得到，将13(β)继续用硼氢化钠还原即得化合物14(β)。在上述11步反应步骤的第二步反应中，将与化合物2反应的烯丙基溴格氏试剂改用烯丁基溴格氏试剂，其它步骤采用类似合成化合物12，13和14的方法可得化合物15(α)和15(β)(X＝H2，Y＝CHCH3)，16(α)和16(β)(X＝O，Y＝CHCH3)和17(β) Y＝CHCH3)。 本发明甾体青蒿素的优点是首次将青蒿素的1，2，4-三噁烷有效部位与甾体骨架结合起来，由于甾体结构的引入，大大增加青蒿素的脂溶性，更有利于进入红细胞内，改进对作用部位的识别能力，从而有可能显著提高抗疟病等药物的效果。此外，甾体青蒿素具有更独特的生理活性，开扩了青蒿素类药物的应用前景。为了更好地理介本发明，下面以实施例说明之。实施例1 化合物2的制备30g胆固醇和0.8g TEBA(三乙基苄基氯化铵)溶于100ml氯仿中，滴入47g单过氧邻苯二甲酸镁(MMPP)水溶液240ml，同时用5%NaOH溶液控制PH为4.5-5.5，50℃反应2-3h，薄板层折显示原料消失，水相用氯仿提取(3×50ml)，合并有机层，水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩得白色固体，丙酮-水重结晶得针状晶体27g化合物2，产率86%。m.p.142-143℃ [α]D＝-41°(CHCl3，c＝0.90)实施例2 化合物3的制备4.8g镁带悬浮于50ml无水乙醚中，慢慢滴入烯丙基溴的乙醚溶液(17.3ml溶于200ml无水乙醚中)，保持溶液平稳回流2小时，然后加入5，6-环氧胆固醇(20g)的250ml苯溶液，蒸出200ml乙醚，然后回流过夜，冷却，加入200ml乙醚，用1M H2SO4酸化，分出有机层，用2×100ml 1M的H2SO4洗，3×100ml饱和食盐水洗，有机层用无水Na2SO4干燥，浓缩，抽干，柱层析，得白色固体，15.9g化合物3，产率72%。m.p.101-102℃ [α]D＝+6.6°(c＝0.91，CHCl3)实施例3 化合物4的制备13.3g化合物3溶于240ml乙腈-四氯化碳中，加入48.2g NaIO4溶于240ml蒸馏水的水溶液，再加入120mgRuCl3·6H2O作催化剂，25℃搅拌24h，薄板层析显示反应结束，加入400ml水使NaIO3溶解，过滤得到粗产物，粗产物用3×30ml水洗，再用3×30ml二氯甲烷洗，干燥得到11.4g固体化合物4，产率83%。m.p.203-204℃ [α]D＝-2.6°(c＝0.97，dioxan)实施例4 化合物5的制备2.14g化合物4悬浮在50ml乙醚中，0℃下滴入CH2N2的乙醚溶液，至溶液呈黄色不褪，继续搅拌1h，浓缩抽去乙醚，得到2.20g白色固体化合物5，产率100%，乙酸乙酯-正己烷重结晶得针状晶体。m.p.153-154℃ [α]D＝-6.9°(c＝1.1，CHCl3)IR(KBr，cm-1)3500(OH)，1720(C＝0)实施例5 化合物6的制备化合物5(2g，4.2mmol)溶于50ml甲苯中，加入50mg对甲苯磺酸，回流1h，薄板层析检测反应完全，抽去溶液，残余物柱层析分离得1.64g油状物化合物6，产率72%。D＝+59.7°(c＝0.95，CHCl3)IR(cm-1)1740，1680，16101H-NMR(200MHz，CDCl3)δ(ppm) 5.61(s，1H)，3.65(s，3H)1.23(s，3H)，0.92(d，3H)，0.89(d，6H)0.72(s，CH3)实施例6 化合物7的制备α，β-不饱和酮酯(化合物6)(16.7g，37mmol)溶于20ml甲醇(或三乙胺)中，加入催化剂200mg钯，30℃，20atm加压加氢15h，反应结束，蒸去吡啶，正己烷重结晶得针状晶体化合物7，13.4g，产率80%。m.p.127-128℃[α]D＝+20.8°(c＝1.1，CHCl3)CD△εmax＝-0.07IR(KBr，cm-1)1740，1716，11601H-NMR(200MHz，CDCl3)δ(ppm)3.63(s，3H)，1.04(s，CH3)，0.86(d，3H)，0.83(d，6H)，0.64(s，3H)MS(m/z)459(M++1)，443(M+-CH3)，3.84(M+-1-CH2CO2CH3)无素分析C30H50O3计算值C，78.55;H，10.99实测值C，78.40;H，10.96实施例7 化合物8的制备化合物7(1.15g，2.5mmol)溶于20ml无水甲醇，加入0.3ml原甲酸三甲酯和10mg对甲苯磺酸，加热回流10-15min，薄板层析显示无原料，稍冷，加入5mg碳酸钾，抽去甲醇，加入50ml水，乙醚提取(3×30ml)，醚层用饱和食盐水洗，用无水Na2SO4干燥，浓缩得到白色固体缩酮1.2g，产率95%。上述缩酮粗品(1.2g，2.4mmol)溶于15ml乙醚，慢慢滴加到1.5g氢化铝锂和50ml无水乙醚的悬浮液中，室温搅拌1.5h，回流过夜，冰水浴冷却下加入8ml水破坏氢化铝锂，滤去固体无机物，3×10ml乙醚洗，合并醚层，饱和食盐水洗，醚层用无水Na2SO4干燥，浓缩，得0.95g白色固体醇，产率84%。硅胶(100-200目)3g悬浮在10ml二氯甲烷中，加入0.3ml15%的硫酸，搅拌2min后再加入上述醇(0.95g，2.0mmol)溶于10ml二氯甲烷的溶液，室温搅拌4h，薄板层析检测反应完毕，加入Na2CO3中和，过滤，干燥浓缩得0.82g白色固体化合物8，产率96%，正己烷重结晶可得针状晶体m.p.105-106℃[α]D＝+21.7°(c＝0.9，CHCl3)IR(KBr，cm-1)3350，1710，1100-1000(br)1H-NMR(200MHz，CDCl3)δ(ppm) 3.64(t，2H)，1.04(s，3H)，0.91(d，3H)，0.89(d，6H)，0.7(s，3H)MS(m/z)430(M+)，412(M+-H2O)，3.85(M+-CH2CH2)无素分析C29H50O2计算值C，80.87;H，11.70实测值C，80.85;H，12.07实施例8 化合物9的制备2.6g镁悬浮在40ml乙醚中，慢慢滴加6.8ml MeI和50ml无水乙醚的溶液，加完后，回流5min，滴入5.41g化合物8的乙醚溶液50ml，回流过夜，饱和NH4Cl中和，乙醚/乙酸乙酯提取，饱和食盐水洗，有机层用无水Na2SO4干燥，浓缩得到5.2g白色固体化合物9，产率93%。IR(KBr，cm-1)3380s1HNMR(200Hz，CDCl3)δ(ppm) 3.63(t，3H)MS(m/z)446(M+)，428(M+-H2O)，4.13(M+-H2O-CH3)实施例9 化合物10的制备5.2g化合物9溶于120ml甲苯中，加入12g CuSO4/SiO2，回流搅拌1.5h，原料消失，滤去固体，滤液浓缩，柱层析分离得4.8g白色固体化合物10，产率96%，正己烷重结晶得针状晶体，m.p.80-81℃[α]D＝+24.0°(c＝0.8，CHCl3)IR(KBr，cm-1)3300，10501HNMR(600Hz，CDCl3)δ(ppm)5.19(s，1H)，3.68(m，2H)1.63(s，3H)，0.89(s，3H)，0.77(d，3H)0.75(d，6H)，0.65(s，3H)MS(m/z)429(M+1)，413(M+-CH3)，3.83(M+-CH2CH2OH)无素分析C30H52O 计算值C，84.04;H，12.23实测值C，83.52;H，12.18实施例10 化合物11的制备化合物10(0.8g，1.9mmol)溶于10ml的甲醇或二氯甲烷中，-78℃下，通臭氧，至溶液兰色不褪，改通氮气30min，然后加入锌粉300mg，再加入0.5mlHOAc，室温搅拌3h，过滤，加水和乙醚各50ml，分出乙醚层，3×30ml水洗，无水Na2SO4干燥，浓缩得粗产物。该粗产物溶于50ml甲苯，加入20mg催化剂PPTS(对甲苯磺酸吡啶盐)，回流去水2h，冷至室温，减压抽去甲苯，残余物溶于乙醚，饱和NaHCO3洗，食盐水洗，有机层用NaSO4干燥，浓缩，柱层析得油状物0.30g化合物11，两步产率为36%。D＝+20.2°(c＝70，CHCl3)IR(film，cm-1)1720，1643，1150-11701H-NMR(200MHz，CDCl3)δ(ppm)6.11(s，1H)，3.70-3.90(m，2H)2.14(s，3H)，1.02(s，3H)，0.92(d，3H)0.85(d，6H)，0.68(s，3H)MS(m/z)442(M+)，427(M+-CH3)，371(M+-CH3COCH2CH3)HRMSC30H50O2计算值442.3811实测值442.3801实施例11 化合物12的制备200mg化合物11溶于50ml二氯甲烷中，加入光敏剂亚甲基兰5mg，通O2，-78℃光照，待原料基本消失，停止通O2，改用N2气保护，然后加入10μl TMSOTf，(三氟甲磺酸三甲基硅酯)0.5h后加入1ml Et3N，升至室温，浓缩上柱，分离到化合物12(α)34mg，12(β)43mg，产率分别为16%，20%。化合物12(α)的物化常数m.p.59-60℃[α]D+54.0°(c＝0.38，CHCl3)IR(KBr，cm-1)1100，1080，880，8401H-NMR(200MHz，CDCl3)δ(ppm)5.023(s，1H)，4.130(d，J＝12Hz，1H)，3.510(dt，J＝1.5Hz，J＝12Hz，1H)，1.424(s，3H)，1.024(s，3H)，0.883(d，3H)，0.855(d，6H)，0.655(s，3H)MS(m/z)474(M+)，459(M+-CH3)HRMSC30H50O4计算值474.3709实测值474.3646化合物12(β)的物化常数m.p.97-98℃[α]D-32.3°(c＝0.3，CHCl3)IR(KBr，cm-1)1100，1070，880，8301H-NMR(600MHz，CDCl3)δ(ppm)5.348(s，1H)，3.935(dd，J＝4.8Hz，J＝12.6Hz，1H)，3.811(t，J＝12.6Hz，1H)，1.424(s，3H)，0.910(s，3H)，0.872(d，6H)，0.661(s，3H)MS(m/z)475(M++1)，459(M+-CH3)，442(M+-O2)HRMSC30H50O4计算值474.3709实测值474.3731实施例12 化合物13(α或β)的制备100mg化合物12(α或β)溶于10ml乙腈及水的混合物溶剂中，加入NaIO42g，及RuCl315mg，室温搅拌60h，分出水层，水层用乙醚提取三次(3×30ml)，合并有机层，无水Na2SO4干燥，浓缩，柱层析得油状产物13(α或β型分别为70和75mg)产率为68%和73%。化合物13(α型)IR(cm-1)1745，8801HNMR(δ，CDCl3)5.67(1H，s)MS(m/z)488(M+)化合物13(β型)IR(cm-1)1740，8901HNMR(δ，CDCl3)5.76(1H，s)MS(m/z)488(M+)实施例13 化合物14(β型)的制备50mg化合物13(β型)溶于3ml甲醇中，冷至0-5℃，搅拌下分批加入50mg硼氢化钠，1小时后，用冰醋酸中和，过柱，得油状物化合物14(β)46mg，产率92%IR(cm-1)34001HNMR(δ，CDCl3)5.56，5.35(合计1H，s);5.27，4.75(合计(1H，均为d，J＝3.5Hz，9Hz)MS(m/z)472(M+-H2O)此外，实施例2中的烯丙基溴以烯丁基溴代替，并采用上述众实施例类似的方法可制得化合物15(α型和β型)，16(α型和β型)和17(β型)。化合物15(α型)油状物IR(cm-1)1080，880，8301H-NMR(90MHz，CDCl3)δ(ppm)5.01(s，1H)，4.14(d，1H)，3.49(dt，1H)MS(m/z)488(M+)，473(M+-CH3)化合物15(β型)油状物IR(cm-1)1100，880，8401H-NMR(90MHz，CDCl3)δ(ppm)5.35(s，1H)，3.94(dd，1H)，3.80(t，1H)MS(m/z)488(M+)，456(M+-O2)化合物16(α型)油状物IR(cm-1)1735，8801H-NMR(90MHz，CDCl3)δ(ppm)5.61(1H，s)MS(m/z)502(M+)化合物16(β型)油状物IR(cm-1)1740，8801H-NMR(90MHz，CDCl3)δ(ppm)5.77(M+)MS(m/z)502(M+)化合物17(β型)油状物IR(cm-1)33001H-NMR(90MHz，CDCl3)δ(ppm)5.33，5.47(合计1H，s)，5.21，5.08(合计1H，均为d)MS(m/z)486(M+-H2O)权利要求1.一类甾体青蒿素，其特征是将青蒿素的1，2，4-三噁烷有效部位与甾体分子相结合，其化学式为式中X为H2，Y为CH2，CHCH3。2.如权利要求1所述的甾体蒿素的合成方法，其特征在于(Ⅰ)以胆固醇为原料通过11步反应可得上述结构式的甾体青蒿素(X＝H2，Y＝CH2，CHCH3)，其反应步骤是(1)胆固醇用单过氧邻苯二甲酸镁(MMPP)氧化(2)与烯丙基溴(或烯丁基溴)格氏试剂反应(3)用一个既能把羟基氧化成酮又能把末端烯烃氧化成酸的试剂NaIO4-RuCl3进行氧化(4)甲酯化(5)用对甲苯磺酸催化回流脱水(6)用钯黑作催化剂加氢(7)将羰基保护起来再将酯基还原(8)与格氏试剂反应(9)脱水(10)臭氧化后再经脱水(11)加入光敏剂，通氧，在-78℃以钠光灯作为光源光照，加入TMSOTf(三氟甲磺酸三甲基硅酯)进行重排关环得产物甾体青蒿素，有α构形和β构型;(Ⅱ)将上述(Ⅰ)法所得的产物用NaIO4氧化，得产物甾体青蒿素(X＝O，Y＝CH2，CHCH3)，有α构型和β构型;(Ⅲ)将上述(Ⅱ)法所得的β型产物用硼氢化钠还原，得产物甾体青蒿素β型(，Y＝CH2，CHCH3)。全文摘要本发明设计并合成一类新的青蒿素类似物，它是将青蒿素的1，2，4-三烷有效部位结合到甾体分子中形成的一类甾体青蒿素。由于甾体的引入，大大增加青蒿素的脂溶性，从而可提高抗疟病等药物的效果。甾体青蒿素并具有更独特的生理活性，开扩了青蒿素类药物的应用前景。文档编号C07D493/08GK1078237SQ93112358公开日1993年11月10日 申请日期1993年3月5日 优先权日1993年3月5日发明者戎娅菁, 吴毓林, 叶斌 申请人:中国科学院上海有机化学研究所