江 寧, 陳書艷， 宋 琦， 張莉莉, 史海健

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

角鯊多胺【3β-N-1-{N(3-[4-氨基丁基]-1,3-二氨基丙烷)}-7α,24(R)-二羥基-5α-膽甾烷-24-硫酸氫酯, Ⅰ】是Zasloff于1993年從星鯊內(nèi)臟中分離得到的，是第一個(gè)從哺乳動(dòng)物體內(nèi)分離出的海洋天然抗菌甾體化合物[1]。

Ⅰ具有廣譜的抗細(xì)菌(革蘭氏陰性、陽(yáng)性)、抗真菌作用[2]，隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)Ⅰ不僅能抑制淋病病毒、單純皰疹病毒以及HIV等[3]，還能治療視網(wǎng)膜病變等引起的眼部疾病[4]。最為重要的是，Ⅰ能作為血管生成抑制劑，選擇性抑制腫瘤誘導(dǎo)的新血管及新毛細(xì)血管的形成，而對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響[5]，這種特殊的抗癌機(jī)制，使其具有重要的醫(yī)藥生物學(xué)研究和應(yīng)用價(jià)值。

研究表明，在Ⅰ分子中，24-位硫酸氫酯的構(gòu)型對(duì)活性影響很大，(R)構(gòu)型的24-位硫酸氫酯具有很強(qiáng)的抗菌、抗病毒、抗腫瘤活性；而(S)構(gòu)型的24-位硫酸氫酯活性不高。因此，不對(duì)稱合成24(R)-硫酸氫酯具有重要意義。在已經(jīng)報(bào)道的Ⅰ的合成方法中，24-位硫酸氫酯的構(gòu)建多采用24-位酮羰基的不對(duì)稱還原、Sharpless不對(duì)稱雙羥化和二異丙基鋅與24-醛基的不對(duì)稱加成三種方法[6～8]，但實(shí)驗(yàn)步驟較為繁瑣，試劑昂貴。目前還沒(méi)有用格氏試劑來(lái)構(gòu)建24(R)-硫酸氫酯的報(bào)道。

Scheme1

本文著重研究了格氏試劑對(duì)24-醛基進(jìn)行不對(duì)稱加成構(gòu)建24(R)-硫酸氫酯。利用鈍化的格氏試劑，在手性配體存在下，對(duì)醛進(jìn)行不對(duì)稱加成，在溫和的反應(yīng)條件下順利地構(gòu)建了24(R)-位硫酸氫酯。以3β-乙酰氧基-7α-甲氧基亞甲氧基-5α-膽烷酸甲酯(1)為原料，經(jīng)二異丁基氫化鋁(DIBAL)直接還原得3β-羥基-7α-甲氧基亞甲氧基-24-醛基-5α-膽甾烷(2)；2依次經(jīng)二氫吡喃保護(hù)、格氏試劑對(duì)24-位醛基的不對(duì)稱加成，合成了Ⅰ的重要中間體——3β-四氫吡喃氧基-7α-甲氧基亞甲氧基-24(R)-羥基-5α-膽甾烷(4， Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, IR和MS確證。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

X-4型顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正)；Bruker MD 300 MHz型和500 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Nicolet AVATAR360型紅外光譜儀(KBr壓片)；雙聚焦VGZABMS型質(zhì)譜儀(70 eV)； Perkin Elmer 241C型元素分析儀。

1[9]按文獻(xiàn)方法合成；其余所用試劑均為分析純。

1．2 合成

(1) 2的合成

(2) 5α,3β-四氫吡喃氧基-7α-甲氧基亞甲氧基-24-醛基膽甾烷(3)的合成

(3) 5α-3β-四氫吡喃氧基-7α-甲氧基亞甲氧基-24(R)-羥基膽甾烷(4)的合成

在反應(yīng)瓶中加入(S)-聯(lián)萘酚[(S)-BINOL]43 mg(0.15 mmol)，抽真空充氮?dú)?，加入甲基叔丁基?TBME)4 mL，攪拌使其溶解;滴加鈦酸四異丙酯0.8 g(2.8 mmol)，滴畢，于室溫反應(yīng)1 h(反應(yīng)液顏色由橘紅變?yōu)榈S)得反應(yīng)液A。

2 結(jié)果與討論

2．1 2的合成

實(shí)驗(yàn)中我們采用三種方法合成2(Scheme 2)。方法二用氯鉻酸吡啶嗡鹽(PCC)選擇性氧

Scheme2

化伯醇為醛而保留仲醇，收率不高(16.8%)。方法三用鄰碘酰苯甲酸(IBX)為氧化劑，收率不高(16.4%)。而且以PCC氧化和IBX氧化法合成2，產(chǎn)物是2和6的混合物，無(wú)法分離，只能先將其保護(hù)成醋酸酯，再通過(guò)柱層析分離得2和6。

DIBAL還原法合成2，以甲苯作為溶劑反應(yīng)效果優(yōu)于THF， 2 收率80.7%，時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)變化不大; 當(dāng)1 與DIBAL的摩爾比為1 ∶2.2時(shí)，2 收率最高(84.4%)。

以吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽(PPTS)為酸催化劑順利合成了二氫吡喃保護(hù)產(chǎn)物3，收率達(dá)67.6%。 以格式試劑異丙基溴化鎂對(duì)3的醛基進(jìn)行加成，構(gòu)建24-位異丙基結(jié)構(gòu)。選用不對(duì)稱二齒配體：氨基醇類配體(-)-(N,N)-二丁基氨基-1-苯基-1-丙醇和二醇類配體(S)-聯(lián)萘酚，在非鈍化格氏試劑條件下對(duì)醛進(jìn)行不對(duì)稱加成。以TBME為溶劑，3與i-PrMgBr在(S)-BINOL， Ti(i-PrO)4和BDMAEE存在下，于-5 ℃～0 ℃反應(yīng)，收率49.8%，d/e%值達(dá)95%。

2．2 表征

2的1H NMR分析表明，9.76處的單峰是24-醛基氫；4.68和4.61處的四重峰是7-MOM中亞甲基的2個(gè)氫； 3.60～3.66的多重峰是3α-H和7β-H； 3.37處的單峰是7-MOM中甲基的3個(gè)氫；2.35和2.43處的兩組多重峰是23-位亞甲基的2個(gè)氫；0.92處的雙重峰是21-位角甲基中的3個(gè)氫；0.81和0.64處的單峰分別歸屬為19-和18-兩個(gè)角甲基中的氫；其余質(zhì)子峰都與2 的結(jié)構(gòu)相符合。2 的IR譜圖分析表明，3 426 cm-1處為-OH的伸縮振動(dòng)；2 933 cm-1和2 866 cm-1處為飽和烷基的伸縮振動(dòng)；2 712 cm-1處為醛基C-H的伸縮振動(dòng)；1 738 cm-1和1 725 cm-1為醛基C=O的伸縮振動(dòng)。

3 的1H NMR分析表明，9.76處的單峰是24-醛基氫；4.70處的寬單峰是3-THP保護(hù)基中次甲基的1個(gè)氫；4.68和4.60處的四重峰是7-MOM中亞甲基的2個(gè)氫；3.92處多重峰是3α-H的峰；3.46～3.65的多重峰的3個(gè)氫是7β-H和THP中與氧相鄰的亞甲基的氫；3.37處的單峰是7-MOM中甲基的3個(gè)氫；2.33和2.41處的多重峰是23-亞甲基的2個(gè)氫；0.91處的雙峰是21-位角甲基中的3個(gè)氫；0.81和0.64處的單峰分別歸屬為19-和18-位兩個(gè)角甲基中的氫；其余質(zhì)子峰都與3的結(jié)構(gòu)相符合。

4 的1H NMR譜圖分析表明，4.58～4.70處的峰是3-位THP保護(hù)基中次甲基的1個(gè)氫和7-位MOM中亞甲基的2個(gè)氫；3.92處的多重峰歸屬為3α-H；3.59處的多重峰是THP中與氧相鄰的亞甲基的2個(gè)氫；3.50處的寬峰為7β-H；3.36處的單峰是7-位MOM中甲基的3個(gè)氫；3.30處為連接24(R)-OH的碳上的氫；0.91處的雙峰是21-位角甲基中的3個(gè)氫；0.81和0.64處的單峰分別歸屬為19-和18-位兩個(gè)角甲基中的氫；其余質(zhì)子峰都與4 的結(jié)構(gòu)相符合。4 的13C NMR和MS均表征了結(jié)構(gòu)。4 的IR譜圖分析表明，3 455 cm-1為-OH的伸縮振動(dòng)峰；2 936 cm-1和2 866 cm-1處為飽和烷基的伸縮振動(dòng)；1 040 cm-1和1 024 cm-1處分別出現(xiàn)MOM和THP中C-O的伸縮振動(dòng)。

3 結(jié)論

選用DIBAL還原法由1一步合成了2，收率提高至84.4%。利用二氫吡喃保護(hù)3β-OH，成功合成了3,以PPTS為催化劑，收率達(dá)67.6%。通過(guò)將格氏試劑鈍化的方法，使格氏試劑活性降低，解決了BINOL-Ti體系反應(yīng)重復(fù)性差的問(wèn)題，并配以手性催化劑，成功構(gòu)筑了24(R)-OH-4。該新路線對(duì)構(gòu)建24-位正確的手性結(jié)構(gòu)及為全合成角鯊多胺提供了很好的思路和有效的途徑。

[1] Moore K S, Wehrli S, Zasloff M,etal. Squalamine-anaminosterol antibiotic from the Shark[J].Proc Natl Acad Sci USA,1993,90:1354-1358.

[2] Hinde A, Ramster B. A New Road for Weed Killer[J].Drug Discovery Today,2000,5(11):489-491.

[3] Williams T J, Pinto A, Bedi G. In 4th international conference in chemical synthesis of antibiotic and related microbial products[C]. Nashville,Indiana,1994.

[4] Genaidy M, Kazi A A, Peyman G A. Effect of Squalamine on iris neovascularization in monkeys[J].The Journal of Retinal and Vitreous Diseases,2002,22(6):772-778.

[5] Sills A K, Williams J I, Tyler B M,etal. Squalamine inhibits angiogenesis and solid tumor growthinvivo

and perturbs embryonic vasculature[J].Cancer Research,1998,58(13):2784-2792.

[6] Jones S R, Selinsky B S, Kinney W A,etal. Synthesis of Squalamine utilizing a readily accessible Spermidine equivalent[J].J Org Chem,1998,63(11): 3786-3789.

[7] Zhou X D, Cai F, Zhou W S. A stereoselective synthesis of Squalamine[J].Tetrahedron,2002,58(52):10293-10299.

[8] Zhang D H, Zhou X D, Zhou W S,etal. A concise and stereoselective synthesis of Squalamine[J].Organic Letters,2003,5(18):3257-3259.

[9] 沈季銘,周向東,周維善. 從豬去氧膽酸甲酯表觀合成角鯊多胺[J].化學(xué)學(xué)報(bào),2006,64(14):1513-1516.