6_氰基_1_羟基_7_甲基_5_氧_3_5_二氢中氮茚_2_羧酸甲酯的合成工艺

收稿日期:2003-10-12
基金项目:国家973基金资助项目(G 1998051104)
作者简介:杨松(1975-),男(汉族),安徽宿州人,博士研究生;张万年(1947-),男(汉族),安徽灵壁人,教授,博士
生导师,主要从事抗肿瘤和抗真菌药物研究,Tel/Fax :(021)25074460,E 2mail :zhangwn @online 1sh 1cn 。

文章编号:1005-0108(2004)02-0106-03
62氰基212羟基272甲基252氧23,52二氢中氮茚222
羧酸甲酯的合成工艺改进
杨松,张万年,周有骏,姚建忠,季海涛
(第二军医大学药学院,上海200433)
摘　要:目的改进喜树碱全合成关键中间体62氰基212羟基272甲基252氧23,52二氢中氮茚222羧酸甲
酯(4)的合成工艺。

方法通过控制滴速与反应时间,提高了乙酰丙酮酸乙酯的产率,并由该化合物以“一锅煮”的方法制备了化合物4。

结果总收率由31%提高到4215%。

结论新工艺简化了操作、提高了收率、缩短了反应时间、减少了试剂的用量。

关键词:药物化学;工艺改进;化学合成;喜树碱;中间体中图分类号:R91415 文献标识码:A
喜树碱(camptothecin ,CPT )是从中国喜树中
提取得到的一个五环相并的天然生物碱,
是特异
性的拓扑异构酶Ⅰ抑制剂,在体内外都显示了强大的抗肿瘤活性,由于其作用机理独特,成为当前抗肿瘤药物研究的热点之一。

目前该类已有伊立
替康和拓扑替康两个药物经FDA 批准上市,并有多个药物处于临床开发的不同阶段。

由于天然喜树碱类化合物种类稀少,为了得到更多活性高、毒性小、更具开发价值的CPT 衍生物,需对其进行全合成研究。

62氰基212羟基272甲基252氧23,52二氢中氮茚222羧酸甲酯(4)是喜树碱及其类似物全合成的关键中间体,构成最终目标化合物五个环中的CD 二环。

文献[1～4]报道的合成方法见图1。

首先,丙酮和草酸二乙酯在乙醇钠作用下缩合得化合物1,文献[1]收率61%～66%。

本研究
Fig 11　R eported synthesis route of compound 4
第14卷　第2期
2004年4月　总58期
中国药物化学杂志
Chinese Journal of Medicinal Chemistry
Vol 114　No 12　p.106Apr 12004
Sum 58
通过将投料滴加速度由约400mL/h降低到约160mL/h,同时将滴加完毕后的反应时间由1h 延长到215～3h,使产率提高到75%以上。

其次,由化合物1制备4的过程,文献分3步进行:化合物1与原甲酸三乙酯以氯化铵为催化剂,反应7d后处理,经减压蒸馏后得到化合物2,反应时间长且处理烦琐[2]。

由2到3以丙酮为溶剂,由3到4以DMF为溶剂,两步反应在重复使用大量的碳酸钾后以浓盐酸酸化,造成较大的浪费[3,4,5]。

本研究经过改进,采取了“一锅煮”的方法:先以对甲苯磺酸(p TSA)代替氯化铵为催化剂,将1与原甲酸三乙酯在50℃搅拌70min即可反应完全,所得2的乙醇液,不经分离直接与氰乙酰胺在碳酸钾存在下于DMF中反应约16h后得3,然后向反应液中加入丙烯酸甲酯,搅拌后过滤,酸化,即可得纯品4。

与文献相比,本方法不需对化合物2和3进行分离,大大简化了操作,同时避免了碳酸钾和浓盐酸的重复使用,无需再使用丙酮,并且总反应时间大大缩短,总产率也由原来的31%提高到4215%,更适合大量生产。

1　实验部分
熔点采用XT4A型显微熔点测定仪(北京科仪电光仪器厂)测定,温度未经校正。

1H2NMR 由Bruker-AC-P400型核磁共振仪测定,TMS 为内标。

质谱用MA T-212型质谱仪测定。

元素分析用Carlo Erba-1106型元素分析仪测定。

所用试剂均为市售分析纯。

111　乙酰丙酮酸乙酯(1)的合成
于2L三颈瓶中,加入1200mL绝对无水乙醇,分次加入50g金属钠,约115h加完。

冷至室温后,于215h内加入292g(2mol)草酸二乙酯和116g(2mol)丙酮的混合物,加完后继续搅拌215h。

抽滤,滤饼加入到600mL水和400g冰中,再加入100mL浓硫酸的冰稀释物,搅拌溶解后,以二氯甲烷(200mL×4)提取。

有机层水洗,无水硫酸钠干燥,减压蒸馏,收集94℃/797Pa馏分,得245g化合物1,收率7715%。

(文献[1]bp 130～132℃/4917Pa,117～119℃/3854Pa,收率61%～66%)。

112　62氰基212羟基272甲基252氧23,52二氢中氮茚222羧酸甲酯(4)的合成
将64g(014mol)化合物1、76mL(0146mol)原甲酸三乙酯和018g p TSA溶于100mL乙醇中,置50℃油浴中搅拌70min,得溶液A。

另于2L三颈瓶中加入86g(0162mol)无水碳酸钾和600mL DMF,置60℃油浴加热搅拌,同时滴加溶液A和34g(0140mol)氰乙酰胺的100mL DMF溶液。

搅拌16h后,将油浴温度降至55℃,滴加200mL(212mol)丙烯酸甲酯,继续搅拌72h后,停止反应。

抽滤,滤饼投入800mL 水中,加入浓盐酸调至p H2,抽滤,水洗至中性,得黄色产品。

以80%乙酸重结晶,得淡黄色晶体54g,收率(以1计)5419%,mp218～219℃分解[文献[4]mp250℃分解,收率(以1计)47%]。

1H2 NMR(DMSO)δ:2146(s,3H,CH3),3177(s,3H, OCH3),4162(s,2H,NCH2),6178(s,1H)。

元素分析C12H10N2O4,计算值(%):C58154,H4109, N11138;实测值:C58151,H4113,N11127。

EI2 MS m/z(%):247(5187,M+1),246(50139, M),214(69114),187(100),158(44182),53 (30120)。

2　讨论
文献[4]报道的化合物62氰基212羟基272甲基252氧23,52二氢中氮茚222羧酸甲酯的熔点是250℃,但是本文作者分别以文献[4]报道的方法和本文报道的方法所合成得到目标化合物,测试得到的熔点都是218～219℃,与文献值相差32℃。

为了排除重结晶溶剂不同可能带来的误差,均以文献提供的溶剂重结晶。

为了判断本文所得化合物结构的正误,通过核磁共振氢谱、质谱和元素分析测定又进行了结构的确证,结果均与目标化合物完全相符。

此后本文作者又以该化合物为原料进行了多步反应,每步反应所得化合物的熔点都与文献报道的完全一致。

为此,对文献[4]报道的该化合物的熔点数据提出质疑。

参考文献:
[1]　Marvel CS,Dreger EE.Ethyl acetopyruvate[J].Org
Synthesis,1948,Coll Vol1:238-240.
[2]　Claisen L.Zur Acetalisierung der Aldehyde und K etone
[J].Chem Ber,1907,40:3903-3914.
[3]　Henecka H.β2Dicarbonyl compounds.V.The conden2
sation of acetoneoxalic ester and O2ethylacetoneoxalic
ester with cyanoacetamide[J].Chem Ber,1949,82:36
-41.
[4]　Wani MC,Ronman PE,Lindley J T,et al.Plant anti2
tumor agents.18.Synthesis and biological activity of
701
第2期杨松等:62氰基212羟基272甲基252氧23,52二氢中氮茚222羧酸甲酯的合成工艺改进
camptothecin analogues[J].J Med Chem,1980,23
(5):554-560.
[5]　Shanghai No.5Pharmaceutical Plant,Shanghai No.12
Pharmaceutical Plant,Shanghai Institute of Pharma2ceutical Industrial Research,et al.The total synthesis of dl2camptothecin[J].Scientia Sinica,1978,21(1): 87-98.
Improved synthesis of62cyano212hydroxy272methyl252oxo2 3,52dihydro2indolizine222carboxylic acid methyl ester
YAN G Song,ZHAN G Wan2nian,ZHOU Y ou2jun,YAO Jian2zhong,J I Hai2tao
(School of Pharm acy,The Second M ilitary Medical U niversity,S hanghai200433,Chi na)
Abstract:Aim To improve the synthesis of62cyano212hydroxy272methyl252oxo23,52dihydro2indolizine222car2 boxylic acid methyl ester,an intermediate of the total synthesis of camptothecins.Methods Under control of the speed of dropping and reaction time,the yield of ethyl acetopyruvate was raised,and“one2pot proce2 dure”was taken to prepare the title compound from ethyl acetopyruvate.R esult The overall yield of the title compound was raised from31%to42.5%.Conclusion The operation is simplified,the yield is raised,the reaction time is shortened and the usage of the reagent is reduced.
K ey w ords:medical chemistry;process improvement;chemical synthesis;camptothecin;intermediate
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Synthesis of(4S)212fluorenylmethoxycarbonyl2
42azido2L2proline
YAO Jian2zhong,ZHAN G Wan2nian,YU Jian2xin,YAN G Song,
SON G Yun2long,SHEN G Chun2quan
(School of Pharm acy,The Second M ilitary Medical U niversity,S hanghai200433,Chi na)
Abstract:(4S)212fluorenylmethoxycarbonyl242azido2L2proline,a very important pharmaceutical intermedi2 ate for the synthesis of peptide drugs,was synthesized from(4R)212(tert2butoxycarbonyl)242hydroxy2L2 proline ethyl ester via mesylation,azide displacement,hydrolysis and deprotected,followed by condensation with92fluorenylmethyl succinimidyl carbonate in an overall yield of62.3%.Its structure was confirmed by 1H2NMR and MS spectra.The process developed has several adventages such as facile reaction conditions, convenient workup and high yield.
K ey w ords:medicinal chemistry;process improvement;mesylation;displacement;hydrolysis;condensation; (4S)212fluorenylmethoxycarbonyl242azido2L2proline
801中国药物化学杂志第14卷。