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        一鍋法合成1,4-二叔丁氧羰基亞精胺

        2012-11-21 11:43:58張莉莉史海健
        合成化學(xué) 2012年2期
        關(guān)鍵詞:精胺羰基還原劑

        宋 琦, 張莉莉, 杲 婷, 史海健

        (南京工業(yè)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,江蘇 南京 210009)

        多胺類化合物在細(xì)胞生長(zhǎng)和死亡中起著關(guān)鍵性作用,是重要的細(xì)胞生長(zhǎng)因子[1],對(duì)其進(jìn)行研究,有利于開發(fā)抗癌藥物[2]。在具有抗癌活性的角鯊多胺結(jié)構(gòu)中,亞精胺是連接甾體結(jié)構(gòu)的重要氨基支鏈,對(duì)其生物活性有重要影響[3~5]。

        到目前為止,合成亞精胺多采用分步方法。分步法步驟較多,操作繁瑣[6]。本文在前期工作和文獻(xiàn)[7~9]方法的基礎(chǔ)上,以丁二胺(1)和丙烯腈為原料,采用一鍋法制得N1,N4-二叔丁氧羰基-N4-(2-氰乙基)-1,4-丁二胺(3);以甲基叔丁基醚(TBME)為溶劑,3經(jīng)LiAlH4還原合成了1,4-二叔丁氧羰基亞精胺(4, Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和MS確證。

        Scheme1

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 儀器與試劑

        Bruker MD(300~500) MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));雙聚焦VG-ZAB-MS型質(zhì)譜儀。所用試劑均為分析純。

        1.2 合成

        (1) 3的合成

        在反應(yīng)瓶中加入1 8.8 g(100 mmol)的MeOH(50 mL)溶液,攪拌下于室溫滴加丙烯腈5.3 g(100 mmol)的MeOH(20 mL)溶液,滴畢,反應(yīng)30 min后攪拌過(guò)夜。滴加Boc2O 66.7 g(300 mmol)的CH2Cl2(20 mL)溶液,滴畢,反應(yīng)6 h。濃縮,殘余物加正己烷10 mL,有大量白色固體析出,過(guò)濾,濾液減壓蒸除溶劑得淺黃色油狀液體320 g,粗品收率56%(直接用于下步反應(yīng))。

        (2) 4的合成

        將LiAlH45.07g(133 mmol)懸浮于200 mL TBME中,劇烈攪拌下于0 ℃滴加313 g(38 mmol)的TBME(100 mL)溶液,滴畢,于0 ℃反應(yīng)1.5 h。加入1 mol·L-1NaOH溶液10 mL淬滅反應(yīng)。用硅藻土過(guò)濾,濾液用TBME(10 mL)萃取,合并有機(jī)層,減壓蒸除TBME后經(jīng)快速柱層析[洗脫劑:V(正己烷) ∶V(乙酸乙酯)=20 ∶1)]純化得淡黃色油狀物45.84 g,產(chǎn)率45%;1H NMRδ: 4.64(m, 1H, NHCO), 3.22~3.07(m, 6H, CH2), 2.67(t, 2H, CH2), 1.64(q, 2H, CH2), 1.51(m, 2H, CH2), 1.45~1.39(m, 20H, CH2, CH3); MSm/z: 346.2{[M+H]+}。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 3的合成

        1與丙烯腈反應(yīng)時(shí),除了主產(chǎn)物2,還有未反應(yīng)的1和副產(chǎn)物5(Chart 1),混合物分離十分困難,如果采用柱層析分離,2和5會(huì)同時(shí)洗脫下來(lái),收率很低。而在由2合成3的合成過(guò)程中,副產(chǎn)物則較少。為此,本文嘗試了一鍋法的操作工藝:即在生成2后,直接向反應(yīng)體系中加入Boc2O,經(jīng)薄層層析分析,副產(chǎn)物主要為6和7(Chart 1)。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn),由于6和7均為固體,在正己烷中可析出,剩余的油狀物為較純的3,可以直接用于下步反應(yīng)。因此,在一鍋法后采用析晶的方式處理反應(yīng),方便地除去了雜質(zhì),簡(jiǎn)化了操作步驟,縮短了反應(yīng)時(shí)間,產(chǎn)率由35%(兩步法)提高至56%。

        2.2 4的合成

        在4的合成中,考察了還原劑和反應(yīng)溫度對(duì)還原反應(yīng)的影響,結(jié)果見表1。從表1可以看出,用LiAlH4作為還原劑的還原效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它還原劑。從表1還可以看出,以TBME為溶劑時(shí),還原產(chǎn)率最高。

        Chart1

        表1 還原劑和溶劑對(duì)還原反應(yīng)的影響*Table 1 Effect of reducer and solvent on reduction

        *反應(yīng)條件同1.2(2)

        3 結(jié)論

        亞精胺的修飾與合成是制備新神經(jīng)甾體化合物的有效手段。本文利用一鍋法簡(jiǎn)便地合成3,同時(shí)在后處理的操作上進(jìn)行了簡(jiǎn)化,順利地合成了1,4-二叔丁氧羰基亞精胺。由于亞精胺的特殊的生物活性,該工藝方法對(duì)這類化合物的合成、開發(fā)和應(yīng)用意義重大。

        一鍋法合成3未見文獻(xiàn)報(bào)道,具有操作簡(jiǎn)便,收率較高等優(yōu)點(diǎn)。

        [1] Kaur N, Delcros J G, Archer J,etal. Designing the polyamine pharmacophore:Influence ofN-substituents on the transport behavior of polyamine conjugates[J].J Med Chem,2008,51:2551-2560.

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