浆果赤霉素III的C－7金属醇盐

摘要

本发明涉及一种浆果赤霉素III衍生物,在其C－7位含有金属醇盐,本发明也涉及该衍生物的制备方法。

说明书

本发明涉及用于制备抗赘生物化合物紫杉醇(paclitaxel)的中间体。更具体的是，它涉及浆果赤霉素III的C-7金属醇盐及其类似物，以及它的制备方法。

背景技术

已知各种紫杉烷(taxane)化合物具有抗肿瘤活性。结果，紫杉烷引起了科学界和医学界的日渐增长的关注。这些中最主要的是称为“紫杉醇”，文献中也称为“紫杉酚”的化合物。紫杉醇业已被批准用于几种不同种类肿瘤的化学治疗，临床试验表明，紫杉醇有广谱的抗白血病和抑制肿瘤的强效活性。紫杉醇具有下式：

紫杉醇是天然存在的紫杉烷(taxane)双萜类，在几个种的紫杉(Taxus属，红豆杉科)中被发现，不幸的是，此化合物的浓度极低。常青种类的生长也很慢。即使紫杉属树木的树皮典型地具有最高紫杉醇浓度，但生产1公斤紫杉醇约需16,000磅树皮。因此，通过分离得到紫杉醇的远景令人失望。

虽然在紫杉树中的紫杉醇的浓度极低，但可从紫杉树的树皮中提取得到各种其它紫杉烷化合物，如浆果赤霉素III、三尖杉宁碱、10-去乙酰基浆果赤霉素III等，它们更容易以高得率从紫杉属树木中提取。事实上，从紫杉的叶子可以提取较高浓度的10-去乙酰基浆果赤霉素III，叶子是可再生的资源。

为了成功地合成紫杉醇，需要方便地获得手性非外消旋侧链和大量可利用的浆果赤霉素III骨架的天然资源，以及将两者连接起来的有效手段。但是，由于位于半球被护的浆果赤霉素III骨架凹面内的浆果赤霉素III骨架中对C-13羟基的立体位阻，将侧链酯化成被护的浆果赤霉素III骨架是困难的。

Sisti等的美国专利No.5,684,175描述了半合成紫杉醇的一个技术。在该专利中，这样合成紫杉醇：将C-7 TES浆果赤霉素III与N-氨基甲酸酯保护的C2’羟基苄基型-保护的(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸结合，其中C2’羟基由可氢化的苄基-型基团，如苄氧基甲基(BOM)或苄基进行保护。在酯化了受保护的浆果赤霉素III和受保护侧链后，可合适地使化合物去保护，酰化，并进一步去保护，得到紫杉醇。

授予Sisti等的美国专利5,750,737描述了半合成紫杉醇的另一个技术。在该专利中，用C3’-N-CBZ-C2’-O-保护的(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸侧链酯化C7-CBZ浆果赤霉素III，接着去保护，得到紫杉醇。该专利提示，通过给浆果赤霉素III加上正丁基锂和氯甲酸苄酯(CBZ-C1)来生成C7-CBZ浆果赤霉素III。或者，该专利提出，可从10-脱乙酰基浆果赤霉素III中，通过加上正丁基锂、乙酰氯(或乙酸酐)和氯甲酸苄酯，来直接合成C7-CBZ浆果赤霉素III。

虽然已经提出了合成紫杉醇的现有技术，但仍需要改进的化学方法来制备该抗癌化合物和用于合成和半合成的中间体。本发明涉及通过金属醇盐中间体来合成C7-CBZ保护的浆果赤霉素III和其类似物。C-7CBZ被护的浆果赤霉素III然后可用合适被护的侧链酯化，然后使所得的化合物去保护，得到紫杉醇或其它类似物。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种用于合成紫杉醇中新的中间体。

本发明的再一个目的是提供用于制备紫杉醇的新颖中间体化合物的制备方法。

本发明因此涉及具有下式的新颖的化学中间体：其中R是烷基，M⁺是选自钾配对离子和钠配对离子的碱金属配对离子。烷基优选的是甲基。

本发明进一步涉及从浆果赤霉素III或10-脱乙酰基浆果赤霉素III的起始化合物中制备R是烷基，M⁺是选自钾配对离子和钠配对离子的碱金属配对离子的上式化合物的方法。该方法包括将起始化合物溶于第一溶剂，形成第一溶液，然后冷却到-20℃或更低。选自钾碱或钠碱的碱金属碱然后加到第一溶液里，形成C-7位有金属醇盐的中间体化合物。在C-10位处没有乙酰基团的第一溶液里存在的任何中间体化合物然后在C-10位处酰化。

优选的是，起始化合物溶于四氢呋喃(THF)，第一溶液在氮气氛下冷却。碱金属碱优选的是氢化钾或氢化钠。当起始化合物是10-去乙酰基浆果赤霉素III时，优选的是加入至少两当量碱金属碱。加入碱金属碱后，使第一溶液搅拌约五分钟。通过加入酰氯，优选的是乙酰氯，或乙酸酐来选择性地酰化中间体化合物。可加入淬灭剂，优选的是氯化铵来除去过量的碱金属碱和酰化剂。实施优选的方法可得到R是甲基的化合物。

从下面对本发明例举性实施方案的详细描述能更容易地了解和明白本发明的这些目的和其它目的。

发明详述

本发明一般涉及新的化合物，即浆果赤霉素III和其类似物的C-7金属醇盐。本发明也涉及制备这些化合物的方法。这类化合物能用于有效地制备紫杉醇和紫杉醇的类似物。具体的是，本发明揭示了浆果赤霉素III的C-7金属醇盐在合成C-7 CBZ浆果赤霉素III中作为中间体，C-7 CBZ浆果赤霉素III在制备紫杉醇中用作中间体。C-7 CBZ浆果赤霉素III可用C-2’位有可氢化的苄基型羟基保护基团的N-CBZ-3-苯基异丝氨酸酯化，而与被护浆果赤霉素III骨架的C-13羟基处的侧链连接。这里揭示的一般方法涉及通过C-7金属醇盐中间体来制备C-7 CBZ浆果赤霉素骨架，使C-7 CBZ浆果赤霉素III骨架与C-2’处有可氢化的苄基型保护基团的合适被护的N-CBZ-3-苯基异丝氨酸缩合，去保护得到紫杉醇。

A.通过C-7金属醇盐中间体制备C7-CBZ保护的浆果赤霉素III

根据本发明，这里揭示了两个可替换的途径以制备C-7 CBZ保护的浆果赤霉素III。一方面，浆果赤霉素III可在C-7位点处被保护，得到C-7 CBZ浆果赤霉素III。另一方面，10-脱乙酰基浆果赤霉素III(10-DAB)可直接转化为C-7 CBZ浆果赤霉素III，而无通过浆果赤霉素III中间体。以其得率和简单性来说，从浆果赤霉素III进行制备是有利的。

由于与浆果赤霉素III相比，10-脱乙酰基浆果赤霉素III在自然界中含量较多，因此成本较低，故使用10-脱乙酰基浆果赤霉素III的方法是有利的；但是，该替换的方法得率较低。

       途径1

(使用浆果赤霉素III)C-7 CBZ浆果赤霉素III具有下式：可根据下列反应从浆果赤霉素III中合成：

                        反应I

将浆果赤霉素溶于无水THF(四氢呋喃)来形成第一溶液，在氮气氛下冷却到低于-20℃的低温下。然后向第一溶液里滴加入碱金属碱，如氢化钾或氢化钠(1.6M，在己烷中)，形成第二溶液，使之在低温下搅拌约五分钟。这样得到了浆果赤霉素III的C-7金属醇盐：其中M⁺＝K⁺或Na⁺，R＝CH₃。

向第二溶液里滴加入氯甲酸苄酯(CBZ-Cl)，形成第三溶液，然后搅拌，在约1小时里温热到0℃。第三溶液用冰冷饱和的氯化铵淬灭来消除任何过量的碱金属碱和CBZ-Cl，真空浓缩该混合物，得到第一残留物。第一残留物接着溶于乙酸乙酯，用水洗涤一次，以除去不需要的盐。接着，残留物用盐水洗涤。然后干燥有机层，真空浓缩得到第二残留物。第二残留物用乙酸乙酯∶己烷重结晶，或进行柱层析，得到C-7 CBZ浆果赤霉素III的白色固体。

本技术领域的技术人员应当明白，可以使用除了氢化钾和氢化钠外的碱金属碱来形成浆果赤霉素III相应的C-7金属醇盐：其中M⁺＝K⁺或Na⁺，R＝CH₃。

                        途径2

            (使用10-脱乙酰基浆果赤霉素III)

或者，如下可从10-脱乙酰基浆果赤霉素III直接合成C-7 CBZ浆果赤霉素III：

                        反应II

这里，10-DAB溶于THF形成第一溶液，在氮气氛下将其冷却到低于-20℃的低温下。向第一溶液里滴加入至少两当量碱金属碱，如氢化钾或氢化钠(1.6M，在己烷中)-或如上所述的另一种碱金属碱，形成第二溶液，然后在低温下搅拌约五分钟。优选的是，向第二溶液里加入乙酰氯(1当量)，形成第三溶液，使之在低温下搅拌约30分钟。或者，可用乙酸酐(1当量)代替乙酰氯来酰化10-DAB。

在任一种情况下，接着加入氯甲酸苄酯(1当量)，该第四溶液在低温下再搅拌30分钟，然后在30分钟里温热到0℃。第四溶液然后在低温下用冰冷的饱和氯化铵淬灭，以除去任何过量的碱金属碱、乙酰氯和CBZ-Cl；该混合物然后温热到室温。真空除去溶剂，得到开始的残留物，将其溶于乙酸乙酯，用水洗涤，以除去不要的盐。残留物然后用盐水洗涤，干燥，真空浓缩，得到最后的残留物。最后的残留物经层析(硅胶，己烷∶乙酸乙酯)得到C-7 CBZ浆果赤霉素III。重要的是注意到该方法代表了从10-DAB直接合成C-7 CBZ浆果赤霉素III，因反应中形成的中间体是浆果赤霉素III的C-7金属醇盐；即，中间体不是浆果赤霉素本身。

虽然途径1和2都特别涉及生成浆果赤霉素III，但本技术领域人员应当明白，简单地替换途径2第二溶液里的合适的酰氯可从途径2方法中生成浆果赤霉素III的类似物。这会得到C-10具有不同烷基的类似物形成。该方法中得到的中间体是：其中M⁺＝K⁺或Na⁺，R是CH₃或另一种烷基。

应当明白，产生C-7 CBZ浆果赤霉素III的途径1和途径2可表达为一个总的方法。该方法的开始步骤是将选自浆果赤霉素III和10-脱乙酰基浆果赤霉素III溶于第一溶剂形成第一溶液。第一溶液然后冷却到-20℃或更低。此后，向第一溶液中加入碱金属碱，从而形成在C-7位有金属醇盐的中间体化合物。接着，对于10-DAB作为起始化合物，此方法包括在C-10位选择性的酰化，对第一溶液中C-10位没有乙酰基的中间体化合物酰化，得到浆果赤霉素III的C-7金属醇盐的第二溶液。或者，用合适的酰氯酰化第一中间体化合物，形成C-10处具有各种烷基的类似物。当然，当起始化合物是浆果赤霉素III时，C-10位已经有乙酰基了。在任何情况下，此方法可包括向第二溶液中加入CBZ-Cl，以形成C-7 CBZ浆果赤霉素III的第三溶液的步骤。

B.生成3-苯基异丝氨酸侧链

Sisti等的美国专利5,684,175(名称为“C-2’羟基-苄基保护的、N-氨基甲酸酯保护的(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸及其制备方法”)已经阐述了C3’N-CBZ C-2’苄基-型保护的(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸侧链的生成。该化合物具有下式：在此，C-2’羟基上的P₁保护基是可氢化的保护基团，如苄基氧基甲基(BOM)或苄基。

C.C-7 CBZ浆果赤霉素III和侧链的酯化

可如下进行，C-7CBZ浆果赤霉素III与C-3’N-CBZ C-2’-被护的(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸侧链(其中C-2’羟基被任何可氢化的保护基团保护)的酯化。以下所示优选的可氢化的苄基团是BOM(苄基氧基甲基)反应如下所示：

                        反应III

在此，将C-7 CBZ浆果赤霉素III(1当量)和酸侧链(6当量)溶于甲苯。向该混合物中加入0.5当量DMAP(二甲基氨基吡啶)和优选的是6当量二环己基碳化二亚胺(DCC)，所得的混合物在70℃下加热30分钟到1小时，温度范围可为60-80℃。但是，应当注意的是，其它二烷基碳化二亚胺，如二异丙基碳化二亚胺，可用来代替DCC。

接着，将溶液冷却到室温，向溶液里加入等体积的乙酸乙酯或乙醚。然后将所得的混合物冷却到0℃，在此温度下保持24小时。然后过滤，残留物用乙醚或乙酸乙酯淋洗。合并的有机层然后用盐酸(5％)、水，最后用盐水洗涤，分离有机层，干燥，真空浓缩。所得的残留物然后溶于乙酸乙酯∶己烷，经硅胶塞洗脱，洗脱液然后经真空浓缩，得到酯化的化合物：

D.去保护得到紫杉醇

这样将酯化化合物转化为紫杉醇：拿出氮和C-7 CBZ基团，将苯甲酰基放到氮上，最后除去C-2’苄基型保护基团。除去CBZ基团，按如下的方法将苯甲酰基加到氮上(BOM是C-2’羟基位点的保护基团，但也可使用苄基)：

                    反应IV在此，将偶合的产物溶于异丙醇，向内加入Pearlman催化剂。所得的混合物在40psi的氢气压下氢化24小时，或者，使混合物在1大气压的氢气压下搅拌24小时。此后，使混合物经硅藻土过滤，真空浓缩得到残留物。优选的上，残留物溶于甲苯，加入无水碳酸钾。或者，残留物溶于乙酸乙酯或甲苯，加入诸如三乙胺的季胺碱。在任一种情况下，然后滴加入苯甲酰氯，使混合物搅拌2小时。所得的混合物然后用水和盐水洗涤。然后分离所得的有机相，干燥，真空浓缩得到C-2’BOM紫杉醇。

最后，根据下列反应除去C-2’BOM。

                        反应V

将BOM保护的紫杉醇溶于异丙醇，向内加入Pearlman催化剂。使混合物在40psi氢气下氢化24小时，得到紫杉醇。

因此，本发明业已在一定特定的程度上描述了本发明的例举性的实施方案。应当明白，本发明由下列权利要求书相对于现有技术进行限定，可对本发明例举性实施方案做出不背离本发明的发明构思的修饰或改变。