3α－溴代表苦鬼臼脂素及其4位取代衍生物及制备方法

摘要

本发明公开了在鬼臼脂素结构中C环3－位立体选择性地引入取代基溴原子制备3α－溴代表苦鬼臼脂素的方法,以其为先导化合物,制备了4β—醚、4β—酯、4’－去甲－4β—醚、4’－去甲－4β—酯取代衍生物,并测试了它们体外抑制KB细胞、L1210白血病细胞活性。

说明书

本发明涉及药物合成。具体涉及3α-溴代表苦鬼臼脂素及其4位取代衍生物及制备方法。

鬼臼脂素作为从植物中分离得到的天然抗肿瘤活性成分，严重的毒副作用限制了其在临床上的应用。对其进行结构改造，发现了迄今最为成功的两个与鬼臼脂素作用机制相异的上市药物依托泊甙(VP-16)和替尼泊甙(VM-26)，但仍然存在着抗瘤谱窄、生物利用度低、骨髓抑制和胃肠道毒副反应等不足，因此对鬼臼脂素的结构修饰仍在广泛开展。对于鬼臼脂素母核(式1)，A、B、C、D、E环均有可供修饰的位点。目前对鬼臼脂素的结构修饰主要集中于C环、E环，尤其以对C环4-位的结构修饰居多。

本发明的目的在于对鬼臼脂素C环进行结构修饰，降低毒副作用，提高生物利用度，增强抗肿瘤效果。

                                    式1

本发明提供了3α-溴代表苦鬼臼脂素及其4位取代衍生物，如结构式2

结构式2

上式中R₁为H、烷基、酯基或取代烷基，R₂为CH₃或H。

对3α-溴-表苦鬼臼脂素进行了体外抑制L1210和KB细胞活性试验，并与阳性对照药品VP-16比较。3α-溴-表苦鬼臼脂素对L1210白血病细胞的IC₅₀为0.0340μg/ml，而VP-16对L1210的IC₅₀为0.642μg/ml，3α-溴-表苦鬼臼脂素对KB细胞的IC₅₀为0.0521μg/ml，而VP-16对KB细胞的IC₅₀为2.97μg/ml，抑制L1210和KB细胞活性均强于VP-16。鉴于此，我们以3α-溴-表苦鬼臼脂素为母体化合物，合成了4β-位醚、4β-位酯取代衍生物，并进行了体外抑制KB细胞和L1219白血病细胞活性试验。

本发明的另一目的是提供了上述3α-溴代表苦鬼臼脂素及其4位取代衍生物的制备方法，该方法在鬼臼脂素结构中C环3-位立体选择性地引入取代基溴原子制备3α-溴代表苦鬼臼脂素，然后以其为先导化合物，制备了4位取代衍生物。见反应式1。

             反应式1

该方法包括下列步骤：

(1)制备3α-溴代表苦鬼臼脂素：

以苦鬼臼脂素经脱水制备α-不饱和苦鬼臼脂素，采用Dalton反应，在含水的二甲砜中与溴代琥珀酰亚胺反应，立体选择性地制备3α-溴代表苦鬼臼脂素

(2)制备3α-4位取代的溴代表苦鬼臼脂素衍生物：a.以二氯甲烷为溶剂，在三氟化硼乙醚的催化下3α--溴代表苦鬼臼脂素与醇反应立体选择性地制备4β-醚-3α-溴代苦鬼臼脂素；b.以二氯甲烷为溶剂，在三氟化硼乙醚的催化下3α--溴代表苦鬼臼脂素与相应羧酸，反应立体选择性地制备4β-酯-3α-溴代苦鬼臼脂素，或由酰氯直接与3α-溴代表苦鬼臼脂素反应制备构型保持的产物；c.以3α-溴代表苦鬼臼脂素为原料在1，2-二氯乙烷中经溴化氢作用，然后水解制备4’-去甲-3α-溴代表苦鬼臼脂素；d.以二氯甲烷为溶剂，在三氟化硼乙醚的催化下4’-去甲-3α-溴代表苦鬼臼脂素与醇反应立体选择性地制备4’-去甲-4β-醚-3α-溴代苦鬼臼脂素。e.以二氯甲烷为溶剂，在三氟化硼乙醚的催化下4’-去甲-3α-溴代表苦鬼臼脂素与相应羧酸，反应立体选择性地制备4’-去甲-4β-酯-3-α-溴代苦鬼臼脂素。

由鬼臼脂素C环不饱和化合物制备对应的羟卤化合物，同时在C环上引入羟基和卤素，可能成为C环上手性碳原子构型转换的潜在中间体，并由此可合成多类型的鬼臼脂素衍生物。不饱和双键的羟卤化反应方法有多种，考虑到内酯环的存在，我们采用NBS为卤化试剂，在含水的二甲亚砜中反应。以α-不饱和苦鬼臼脂素为起始原料，采用上述方法，，可以得到收率很好的、高度立体选择性的对向加成产物，并在C环3-位引入取代基。在C环3-位引入取代基尚未见文献报道。

对于反应所得到的立体选择性的羟卤化合物，其基团的位置、空间取向用一般的波谱分析方法难以完成。经培养单晶，采用X-光衍射图谱，确定了它的结构如结构式2(R＝H)所示。单晶X-光衍射图谱见图1。

为确定3α-溴-表苦鬼臼脂素和羧酸在二氯甲烷中三氟化硼乙醚催化下所得产物4-位取代基的空间取向，采用乙酰氯和3α-溴-表苦鬼臼脂素反应，可得到构型保持的4β-乙酯-3-α-溴代苦鬼臼脂素。采用乙酸和3α-溴-表苦鬼臼脂素在二氯甲烷中三氟化硼乙醚催化制备4-乙酯-3α-溴代苦鬼臼脂素。3-位手性碳原子的存在，4-位氢的不同取向会造成化学位移的差异。上述两化合物¹HMNR图谱一致，说明所得化合物为同一化合物。由此表明3α-溴-表苦鬼臼脂素4-位形成碳正离子后，亲核试剂从正面进攻比从背面进攻遇到的立体位阻小，即在BF₃Et₂O催化下所得产物4-位取代基为β-取向。

化合物理化性质，体外抑制KB细胞、L1210白血病细胞活性分别见表一、二、三、四、五、六、七、八。

表一4β-酯-3α-溴代苦鬼臼脂素的理化性质备注：*C＝0.5，CHCl₃ **ND means no data

表二4β-酯-3α-溴代苦鬼臼脂素体外抑制肿瘤细胞活性

表三4β-醚-3a-溴代苦鬼臼脂素的理化性质备注：*C＝0.5，CHCl₃ **ND means no data

表四4β-醚-3α-溴代苦鬼臼脂素体外抑制肿瘤细胞活性

表五4’-去甲-4β-酯-3α-溴代苦鬼臼脂素的理化性质备注：*C＝0.5，CHCl₃ **ND means no data

表六4’-去甲-4β-酯-3α-溴代苦鬼臼脂素体外抑制肿瘤细胞活性

表七4’-去甲-4β-醚-3α-溴代苦鬼臼脂素的理化性质备注：*C＝0.5，CHCl₃ **ND means no data

表八4β-酯-3α-溴代苦鬼臼脂素体外抑制肿瘤细胞活性

实施例1：

3α-溴代表苦鬼臼脂素的制备

将2.00g α-不饱和苦鬼臼脂素，90ml二甲亚砜，0.2ml水加入到250ml圆底烧瓶中，室温下通氮气，分批加入1.80gN-溴代丁二酰亚胺，反应液中固体逐渐溶解，继续反应3hr.后将反应液在剧烈搅拌下倾入盛有800ml蒸馏水的烧杯中，析出白色固体，搅拌0.5hr.，抽滤，固体反复用水洗涤，风干，得2.2g粗品。以氯仿-丙酮(14∶1)为洗脱剂，柱层析，得1.3g白色固体，收率52％。熔点105℃(dec.)。MS492(M⁺)元素分析：C₂₂H₂₁BrO₈·1/2H2O Calcd.C 52.69 H4.39 Found C 52.77 H 4.29[α]²⁰_D＝+66.4(C＝0.5，氯仿)¹HNMR(溶剂：CDCl₃)δ7.12(S，1H-5)6.70(S，1H-8)6.43(S，2H-2’，6’)6.0(d，2H-13)5.02(S，1H-4)4.50-4.64(dd，2H-11α，11β)4.53(d，1H-1)4.08(d，1H-2)3.85(S，3H-OCH₃)3.75(S，6H-(OCH₃)₂)

实施例2：

4β-酯基-3α-溴表苦鬼臼脂素的制备通法

以4β-乙酯-3α-溴表苦鬼臼脂素的制备为例

方法1：将3α-溴表苦鬼臼脂素300mg，二氯甲烷4ml，乙酰氯20滴加入到10ml圆底烧瓶中，室温搅拌。反应20hr.后转移至50ml的三角烧瓶中，用二氯甲烷稀释，加入20ml水，生成的盐酸用碳酸钡中和，过滤，有机层用无水硫酸钠干燥过夜。过滤，拌和硅胶，采用乙酸乙酯-环己烷(3∶2)为洗脱剂柱层析，得20mg白色固体。收率：9.2％。熔点：173.2℃。MS534(M⁺)HR-MS C₂₄H₂₃BrO₉ Calcd.534.052528 Found 534.053013[α]²⁰_D＝-45.4(C＝0.5，氯仿)

¹HNMR(溶剂：CDCl₃)δ6.80(S，1H-5)6.54(S，2H-2’，6’)6.46(S，1H-8)6.23(S，1H-4)5.97(d，2H-13)4.65-4.75(dd，2H-11α，11β)4.40(d，1H-1)3.87(S，3H-OCH₃)3.84(S，6H-(OCH₃)₂)3.74(d，1H-2)

方法2：将200mg 3α-溴代表苦鬼臼脂素，57mg冰醋酸，10ml二氯甲烷加入到25ml圆底烧瓶中搅拌，冰盐浴中冷却，约10分钟后加入5滴三氟化硼乙醚，反应3hr.，加入4滴吡啶终止反应，搅拌20分钟后用二氯甲烷稀释，水洗，无水硫酸钠干燥过夜。过滤，蒸去溶剂，采用乙酸乙酯-环己烷(3∶2)为洗脱剂柱层析，得52mg白色固体。收率：24.0％。

实施例3：

4β-醚-3α-溴苦鬼臼脂素的制备通法

以4β-正丁醚-3α-溴苦鬼臼脂素的制备通法的制备为例

将200mg 3α-溴代表苦鬼臼脂素，44mg正丁醇，10ml二氯甲烷加入到25ml圆底烧瓶中搅拌，冰盐浴中冷却，约10分钟后加入0.2ml三氟化硼乙醚，反应3hr.，加入0.2ml吡啶终止反应，搅拌20分钟后用二氯甲烷稀释，水洗，无水硫酸钠干燥过夜。过滤，蒸去溶剂，采用乙酸乙酯-环己烷(3∶2)为洗脱剂柱层析，得74mg白色固体。收率：32.3％。熔点：85.5℃。MS548(M⁺)HR-MS C₂₆H₂₉BrO₈Calcd.548.104561 Found 548.104418[α]²⁰_D＝-3.2(C＝0.5，氯仿)

1HNMR(溶剂：CDCl₃)δ6.79(S，1H-5)6.52(S，2H-2’，6’)6.42(S，1H-8)5.95(d，2H-13)4.71(S，2H-11)4.46(S，1H-4)4.31(d，1H-1)3.85(S，3H-OCH₃)3.80(S，6H-(OCH₃)₂)3.70(d，1H-2)3.33-3.47(m，2H-OCH₂CH₂CH₂CH₃)1.45-1.51(m，2H-OCH₂CH₂CH₂CH₃)1.27-1.33(m，2H-OCH₂CH₂CH₂CH₃)0.82-0.88(m，2HOCH₂CH₂CH₂CH₃)

4’-去甲-3α-溴-表苦鬼臼脂素的制备

将3α-溴代表苦鬼臼脂素1.0g，1，2-二氯乙烷40ml加入到100ml三颈烧瓶中，冰水浴中冷却，通溴化氢气体4.5hr.，然后将反应瓶密封置于冰水中过夜，40hr.后取出，加入50ml乙醚，减压蒸去大部分溶剂，加入15ml水，45ml丙酮，反应液呈均相，加入过量的碳酸钡，40℃反应1hr.，冷却后用5％的盐酸溶液除去未反应的碳酸钡，减压蒸去大部分丙酮，二氯甲烷萃取，有机层经无水硫酸钠干燥过夜。过滤，蒸去溶剂，拌和硅胶，采用乙酸乙酯-环己烷(3∶2)为洗脱剂柱层析，得白色固体326mg

收率：33.6％熔点：102℃ MS478(M⁺)元素分析：C₂₁H₁₉BrO₈·H₂O Calcd.C 50.81 H 4.23 Found C 50.71 H3.89[α]²⁰_D＝＝62.8(C＝0.5，氯仿)1HNMR(溶剂：DMSO-d₆)δ7.02(S，1H-5)6.70(S，1H-8)6.51(S，2H-2’，6’)6.00-6.03(d，2H-13)4.80(S，1H-4)4.52-4.64(dd，2H-11α，11β)4.39(d，1H-1)4.26(d，1H-2)3.70(S，6H-(OCH₃)₂)

4’-去甲-4β-酯基-3α-溴-苦鬼臼脂素的制备通法

以4’-去甲-4β-苯甲酸酯-3α-溴-苦鬼臼脂素制备为例

将300mg 3α-溴-4’-去甲苦鬼臼脂素，95mg苯甲酸，5ml二氯甲烷加入到10ml圆底烧瓶中搅拌，冰盐浴中冷却，约10分钟后加入0.5ml三氟化硼乙醚，反应3hr.，加入0.5ml吡啶终止反应，搅拌20分钟后用二氯甲烷稀释，水洗，无水硫酸钠干燥过夜。过滤，蒸去溶剂，柱层析，得135mg白色固体。收率：37.0％。熔点：142.9℃。MS582(M⁺)元素分析：C₂₈H₂₃BrO₉ Calcd.C 56.00 H4.17 Found C 56.30 H 4.08[α]²⁰_D＝+7.0(C＝0.5，氯仿)

1HNMR(溶剂：DOSO-d₆)δ7.51-7.93(m，5H-4位侧链苯环氢)6.89(S，1H-5)6.58(S，2H-2’，6’)6.45(S，1H-8)6.30(s，1H-4)5.97-6.00(d，2H-13)4.81-4.94(dd，2H-11α，11β)4.39(d，1H-1)  4.27(d，1H-2)  3.72(S，3H-(OCH₃)₂)

4’-去甲-4β-醚-3α-溴-苦鬼臼脂素的制备通法

以4’-去甲-4β-异丁基醚-3α-溴-苦鬼臼脂素的制备为例

将300mg 3α-溴-4’-去甲苦鬼臼脂素，83mg异丁醇，4ml二氯甲烷加入到10ml圆底烧瓶中搅拌，冰盐浴中冷却，约10分钟后加入0.25ml三氟化硼乙醚，反应3hr.，加入1.25ml吡啶终止反应，搅拌20分钟后用二氯甲烷稀释，水洗，无水硫酸钠干燥过夜。过滤，蒸去溶剂，柱层析，得61mg白色固体。收率：18.2％。熔点：170℃。MS534(M⁺)采用乙酸乙酯-环己烷(3∶2)为洗脱剂元素分析：C₂₅H₂₇BrO₈·H₂O Calcd.C 55.25 H 5.16 Found C 55.17 H5.03

1HNMR(溶剂：DMSO-d₆)δ7.00(S，1H-5)6.52(S，2H-2’，6’)6.23(S，1H-8)6.00(d，2H-13)4.75-4.82(dd，2H-11α，11β)4.61(S，1H-4)4.12(d，1H-1)3.95(d，1H-2)3.74(S，6H-(OCH₃)₂)3.0-3.6(m，2H-OCH₂)1.65-1.70(m，1H-CH)0.78-0.82(dd，6H(CH₃)₂)