張翼軒,張昌浩,趙春暉,付曉磊,陳艷華,李 常,李 鎬,趙龍鉉,
(1.遼寧師范大學 a.化學化工學院;b.生物技術(shù)與分子藥物研發(fā)遼寧省重點實驗室,遼寧 大連 116029;2.延邊大學 藥學院 長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室,吉林 延吉 133002)
·研究簡報·
紅景天苷的全合成*
張翼軒1a,張昌浩2,趙春暉1b,付曉磊1a,陳艷華1a,李 常1a,李 鎬2,趙龍鉉1a,1b
(1.遼寧師范大學 a.化學化工學院;b.生物技術(shù)與分子藥物研發(fā)遼寧省重點實驗室,遼寧 大連 116029;2.延邊大學 藥學院 長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室,吉林 延吉 133002)
以對羥基苯甲醛為原料,經(jīng)酚羥基保護、醛基還原、氯代、氰化、水解、酯化和還原反應制得關(guān)鍵中間體4-芐氧基苯乙醇(6);6與溴代四乙?;咸烟桥悸?lián)后脫保護基合成了紅景天苷,總收率12.8%,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR,IR和HR-MS確證。
紅景天苷;4-芐氧基苯乙醇;全合成
紅景天苷(8)是紅景天最主要的有效成分之一,藥用價值較高。研究發(fā)現(xiàn),8除了具有抗輻射作用,可以作為癌癥患者放療前的保護用藥之外[1-3],還具有抗缺氧、抗衰老、抗心肌缺血、抗癌、抗菌和提高免疫力等作用[4-7]。因此,8在中藥和保健品行業(yè)具有廣闊的市場前景。
目前,合成8常見的方法有以下幾種:(1)Endo等[8]以對羥基苯乙醇和溴代四乙酰基葡萄糖(Ⅰ)為原料,經(jīng)偶聯(lián)反應合成8;(2)紀淑芳等[9]以對氨基苯乙醇為原料,經(jīng)重氮化、水解等多步反應合成8,但反應條件較為復雜;(3)李國青等[10-11],以對羥基苯乙酸乙酯為原料,經(jīng)芐基化、還原、成苷、脫保護基等步驟合成8,該方法原料價格相對較貴;(4)張三奇等[12],以對溴苯酚為原料,經(jīng)烯丙基化、環(huán)氧化、苷化和脫烯丙基等多步反應合成8,此法反應條件苛刻,不易控制,且對實驗設備要求較高。
為降低成本,提高收率,尋求一種條件溫和且易于控制的合成8的方法具有重要的意義。本文以結(jié)構(gòu)更為簡單的4-羥基苯甲醛(1)為原料,經(jīng)酚羥基保護、醛基還原、氯代、氰化、水解、酯化和還原反應制得關(guān)鍵中間體4-芐氧基苯乙醇(6);6與Ⅰ偶聯(lián)后脫保護基合成了8,總收率12.8%,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR,IR和HR-MS確證。
1.1 儀器與試劑
X-5型顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker 500MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標);WGH-30型雙光束紅外分光光度計(KBr壓片);GC-Tof MS型高分辨率質(zhì)譜儀。
Ⅰ按文獻[13-14]方法合成;其余所用試劑均為分析純。
1.2 合成
(1)4-芐氧基苯甲醛(2)的合成
在反應瓶中加入乙醇20mL和水10mL,攪拌下加入氫氧化鈉1mg(29.47mmol),于75℃加入13.0g(24.56mmol),攪拌10min;滴加氯芐3.4mL(29.47mmol),滴畢,反應3h。減壓蒸除乙醇,加水100mL,用二氯甲烷(3×30mL)萃取,合并有機相,用無水硫酸鎂干燥,濃縮后經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑:A=V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶5]純化得白色固體24.96g,收率95.2%,m.p.72.4℃~73.6℃;1H NMRδ: 9.91(s,1H,CHO),7.87~7.08(m,9H,ArH),5.17(s,2H,CH2);IRν: 3067,2850,2740,1690,1592,1575,1450,830cm-1。
(2)4-芐氧基苯甲醇(3)的合成
在反應瓶中加入硼氫化鈉1.0g(26.88mmol),干燥的THF 30mL,攪拌下加入24.8g(22.42mmol),于室溫反應3h(TLC監(jiān)測)。滴加1mol·L-1鹽酸調(diào)至無氣泡產(chǎn)生為止,加水100mL,用二氯甲烷(3×30mL)萃取,合并有機相,用無水硫酸鎂干燥,濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A)純化得白色固體34.5g,收率93.3%,m.p.84.1℃~85.3℃;1H NMRδ: 7.39~6.97(m,9H,ArH),5.09(s,2H,CH2in Bn),4.63(s,2H,1-H);IRν: 3361,3048,2912,2858,1606,1579,1442,1225cm-1。
(3)4-芐氧基苯乙腈(4)的合成
在反應瓶中加入二氯亞砜7.5mL(102.98mmol)和二氯甲烷10.6mL(164.72mmol),冰浴冷卻,攪拌下緩慢滴加34.4g(20.59mmol)的二氯甲烷(25mL)溶液,反應4h。滴加10%碳酸氫鈉溶液至無氣泡產(chǎn)生為止,加水100mL,用二氯甲烷(3×30mL)萃取,合并有機相,用10%碳酸氫鈉洗滌,無水硫酸鎂干燥,濃縮得A。
在反應瓶中加入氰化鈉1.1g(22.94mmol)和二甲基亞砜15mL,充分攪拌下滴加A 3.5g(14.82mmol)的二甲亞砜(20mL)溶液,滴畢,于25℃反應2.5h。加入飽和食鹽水50mL,用乙酸乙酯(3×30mL)萃取,合并有機相,用無水硫酸鎂干燥,濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A)純化得白色固體43.0g,收率84.5%,m.p.62.7℃~63.5℃;1H NMRδ: 7.45~6.98(m,9H,ArH),5.08(s,2H,CH2in Bn),3.69(s,2H,1-H);IRν: 3042,2919,2853,2239,1600,1584cm-1。
(4)4-芐氧基苯乙酸(5)的合成
在反應瓶中依次加入43.4g(15.03mmol),正四丁基溴化銨(TBAB)67mg,氫氧化鈉1.9g(47.19mmol),水1.3mL和二甲苯3.8mL,攪拌使其溶解;于120℃反應6h。降溫至5℃~10℃,用濃鹽酸調(diào)至pH 1,反應3h。加水100mL,用乙酸乙酯(3×30mL)萃取,合并有機相,用無水硫酸鎂干燥,濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A)純化得白色固體53.2g,收率89.0%,m.p.110.8℃~111.5℃;1H NMRδ: 7.44~6.95(m,9H,ArH),5.07(s,2H,CH2in Bn),3.61(s,2H,1-H);IRν: 3108,1614,1457,1408,1121,1074,861,779cm-1。
(5)4-芐氧基苯乙醇(6)的合成
在反應瓶中加入52.5g(10.17mmol),碳酸鉀3.9g(28.47mmol)和DMF 15mL,攪拌使其溶解;滴加碘甲烷1.4mL(22.37mmol),滴畢,于室溫反應6h。加入飽和食鹽水50mL,用乙酸乙酯(3×30mL)萃取,合并有機相,用無水硫酸鎂干燥,濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1∶10)純化得白色固體4-芐氧基苯乙酸甲酯。
在反應瓶中加入氫化鋁鋰268mg(7.08mmol),冰浴冷卻,加入干燥THF 10mL,充分攪拌使其變?yōu)槿闈嵋?,緩慢滴?-芐氧基苯乙酸甲酯1.2g(4.72mmol)的THF(15mL)溶液,滴畢,回流(85℃)反應1h。用硅藻土抽濾,濾液濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A)純化得白色固體60.940g,收率63.3%,m.p.79.1℃~80.4℃;1H NMRδ: 7.46~6.94(m,9H,ArH),5.07(s,2H,CH2in Bn),3.84(t,J=6.6Hz,2H,2-H),2.83(t,J=6.6Hz,2H,1-H);13C NMR(125MHz)δ: 157.56,137.14,130.76,129.99,128.58,127.93,127.44,115.06,70.10,63.79,38.31;IRν: 3180,3040,1607,1519,1463,1124,1059cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C15H16O2[M]228.2863,found 228.1150。
(6)4-芐氧基苯乙基-β-D-葡萄糖苷(7)的合成
在反應瓶中加入6286mg(1.25mmol)和干燥二氯甲烷10mL,充分攪拌下加入碳酸銀517mg(1.87mmol),分子篩(350℃活化)715mg和Ⅰ 771mg(1.87mmol),于室溫避光反應36h。抽濾,濾餅用適量二氯甲烷洗滌,合并濾液和洗液,依次用飽和碳酸氫鈉(30mL)和飽和氯化鈉(3×20mL)洗滌,無水硫酸鎂干燥,濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1∶10)純化得白色固體4-芐氧基苯乙基-β-D-四乙?;咸烟擒?。
在反應器中加入4-芐氧基苯乙基-β-D-四乙?;咸烟擒?91mg(0.34mmol)和無水甲醇8mL,攪拌使其溶解;加入甲醇鈉277mg(5.13mmol),于室溫反應4h。用醋酸調(diào)至pH 6,減壓蒸除溶劑,濃縮后經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑:B=V(甲醇)∶V(二氯甲烷)=1∶10]純化得白色固體795mg,收率49.7%,m.p.104.6℃~105.7℃;1H NMR(CD3OD)δ: 7.35~6.88(m,9H,ArH),5.04(s,2H,CH2in Bn),4.29(d,J=7.8Hz,1H,CH),4.07~3.16(m,8H,2′,3′,4′,5′,6′-H),2.88(dt,J=2.1Hz,7.5Hz,2H,3,4-H);IRν: 3445,3348,3267,2945,1615,1502,1454,1269,1020cm-1。
(7)8的合成
在反應瓶中加入7183mg(0.46mmol)和無水乙醇10mL,攪拌使其溶解;加入10%鈀碳27mg,攪拌下于室溫反應24h(氫氣氛圍)。過濾,濾液濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:B)純化得白色固體883.8mg,收率60.7%,m.p.156.7℃~158.4℃;1H NMRδ: 7.07~6.68(m,4H,ArH),4.30(d,J=7.8Hz,1H,CH),4.05~3.16(m,8H,2′,3′,4′,5′,6′-H),2.85(dt,J=2.8Hz,7.8Hz,2H,3,4-H);13C NMRδ: 156.77,130.91,130.77,116.12,104.36,78.10,77.93,75.11,72.06,71.66,62.77,36.35;IRν: 3283,2920,1607,1532,1443,1251,1026cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C14H20O7[M]300.3044,found 300.1191。
對酚羥基的保護主要有乙?;Wo和芐基保護[15-16]。實驗結(jié)果顯示,采用乙?;鞅Wo基,合成6和7的反應不易控制且產(chǎn)率較低。采用芐基保護,操作簡便、容易純化且產(chǎn)率相對較高。此外,也可利用此方法通過改變苯環(huán)上的取代基種類及位置合成7的類似物。
本文以1為原料,經(jīng)7步反應合成8,總收率12.8%。該方法具有原料易得,反應條件溫和,總收率較高等優(yōu)點,為8的全合成提供了一條新的合成路線。
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TotalSynthesisofSalidroside
ZHANG Yi-xuan1a,ZHANG Chang-hao2,ZHAO Chun-hui1b, FU Xiao-lei1a,CHEN Yan-hua1a,LI Chang1a,LI Gao2,ZHAO Long-xuan1a,1b
( a.Chemistry and Chemical Engineering;b.Liaoning Provincial Key Laboratory of Biotechnology and Drug Discovery,1.Liaoning Normal University,Dalian 116029,China;2.Key Laboratory of Natural Resources of Changbai Mountain and Functional Molecules,Ministry of Education,College of Pharmacy,Yanbian University,Yanji 133002,China)
A key intermediate,4-(benzyloxy)phenethyl alcohol(6),was prepared by the reaction of protection,reduction,chlorination,cyanidation,hydrolysis,esterification,reduction from 4-hydroxybenzaldehyde.Salidroside with total yield of 12.8% was synthesized by coupling reaction of6with tetra-O-acetyl-D-glucopyranosyl bromide,and then removed the acetyl group and the benzyl group.The structures were confirmed by1H NMR,13C NMR,IR and HR-MS.
Salidroside;4-(benzyloxy)phenethyl alcohol;total synthesis
2014-05-23
國家自然科學基金資助項目(81160386)
張翼軒(1987-),男,漢族,內(nèi)蒙古赤峰人,碩士研究生,主要從事藥物合成的研究。
趙龍鉉,教授,碩士生導師,E-mal: lxzhao@lnnu.edu;李鎬,教授,博士生導師,E-mal: gli@ybu.edu.cn
O625.31;R284.3
A
1005-1511(2014)06-0813-04