吡咯杂环生物aldisin的溴代衍生物的全合成方法

申请号 CN200510033829.2 申请日 2005-03-31 公开(公告)号 CN100361993C 公开(公告)日 2008-01-16
申请人 暨南大学; 发明人 曾向潮; 徐石海;
摘要 本 发明 公开了吡咯杂环 生物 碱 aldisin的溴代衍生物的全合成方法。本发明所述的全合成方法以吡咯代替2-吡咯 甲酸 为所起始原料,经酰基化反应、溴代反应、缩合反应、 水 解 反应及环化反应五步反应合成吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物3-bromoaldisin及2,3-dibromoaldisin。本发明所需原料简单易得,反应条件温和,反应时间短,成本低,操作简便安全,产品纯度高,产率也高。
权利要求

1、吡咯杂环生物aldisin的溴代衍生物的全合成方法,其特征在于,包括以下步骤: A)酰基化反应:以吡咯为起始原料,经酰基化反应生成2-三氯乙酰基吡咯; B)溴代反应:15~35℃下,2-三氯乙酰基吡咯与溴反应,2-三氯乙酰基吡咯与溴的摩尔比为1∶2,反应时间为1小时,生成4,5-二溴-2-三氯乙酰基吡咯; C)缩合反应:15~35℃下,β-丙酸甲酯与4,5-二溴-2-三氯乙酰基吡咯反应3~8小时,制得N-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸甲酯; D)解反应:步骤C所得产物经水解得N-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-β-丙氨酸; E)环化反应:以三氯磷作脱水剂,步骤D所得产物在三氯氧磷回流状态下反应0.5~1小时,生成吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物为吡咯杂环生物碱2,3-dibromoaldisin。

说明书全文

吡咯杂环生物aldisin的溴代衍生物的全合成方法

技术领域

发明涉及化合物合成方法,具体是涉及吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍
生物的全合成方法。
背录技术
研究表明,从多种海绵中分离得到的吡咯杂环生物碱aldisin (6,7-二氢 -1仏5//-吡咯并[2,3^]氮杂卓-4,8-二)类化合物(徐石海;曾陇梅;苏镜娱,分 桥漱试学叛,1998,/7,32〜34.),具有显著抗脂质过化作用(唐效礼;许实波; 徐石海;^房秀潘学逮叛,1998, W, 148 ~ 150),能有效地清除'0和OH及 DPPH(二苦味酰基),是自由基的清除剂。此外,离体实验证明,它们还具有 独特的强心作用一一有正性肌作用,对正常动物的离体心脏也不增加心率, 其在心血管系统药物中具有明显的优势。鉴于aldisin具有上述双重作用,如能 开发成药物,应当比目前常用的治疗心血管药物的适用范围更广泛,更有临床 应用价值。
Hirokazu Annoura等曾报道3-bromoaldisin的合成方法(Hirokazu Annoura and Toshio Tatsuoka, r"/v^ec^o"丄e仏,1995, 36, 413 ~ 416),其方法是:以甲苯溶剂,在60'C条件下2-吡咯甲酸与二氯亚砜反应1小时,制得2-吡咯甲酰氯, 然后以三乙胺为缚酸剂,2-吡咯甲酰氯与^-丙酸甲酯室温下反应3小时生成 ^(2-吡咯甲酰基)-/?-丙氨酸甲酯,再与W-溴代丁二酰亚胺(NBS)在室温下进 行溴代反应2小时生成AK5-溴-2-吡咯甲酰基)-^丙氨酸甲酯,后者经解,在 多聚磷酸作用下,在100'C反应1小时,获得少量的3-bromoaldisin,总产率为 11,5%。
Hirokazu Annoura报道的合成方法是以2-吡咯甲酸为原料经五步反应备成 目标化合物,存在以下不足:(1) 2-吡咯甲酸价格昂贵;(2) 2-吡咯甲酸经 酰氯化生成的酰化剂2-吡咯甲酰氯难保存,并需要毒性较大的甲苯作溶剂:(3)
W-溴代丁二酰亚胺(NBS)价格昂贵,以其作溴化剂溴代产物收率低,仅为56%;
(4) NBS作溴化剂与W-(2-吡咯甲酰基)-P-丙氨酸甲酯作用,产物为^-(5-溴-2-吡咯甲酰基)-p-丙氨酸甲酯,后者在多聚磷酸作用下进行环化反应,反应过程 中部分溴从吡咯环的a-位转移到々-位从而生成产物;(5)多聚磷酸为粘稠体, 反应物不易分散(溶解不均匀);(6)3-bromoaldisin总产率较低,仅为11.5%。 此外,aldisin的另一溴代衍生物2,3-dibromoaldisin未见有合成的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物的全合成 方法,所合成的两种溴代吡咯杂环生物碱3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin 具有潜在抗心血管疾病活性。
本发明所述的吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物的全合成方法,包括以 下步骤.,
A) 酰基化反应:以吡咯为起始原料,经酰基化反应生成2-三氯乙酰基吡
咯;
B) 溴代反应:15〜35'C下,2-三氯乙酰基吡咯与溴反应,生成溴代2-三 氯乙酰基吡咯;
C) 缩合反应:15〜35'C下,y?-丙氨酸甲酯与溴代2-三氯乙酰基吡咯反应3
〜8小时,制得溴代AK2-吡咯甲酰基)-尽丙氨酸甲酯;
D) 水解反应:步骤C所得产物经水解得溴代A42-吡咯甲酰基)-yff-丙氨酸;
E) 环化反应:以三氯氧磷作脱水剂,步骤D所得产物在三氯氧磷回流状 态下反应0.5 ~ 1小时,生成吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物。
吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物为3-bromoaldisin的合成方法:
所述的步骤B中,2-三氯乙酰基吡咯与溴的摩尔比为1 : 1,反应时间为0.5 小时,生成的溴代2-三氯乙酰基吡咯为4-溴-2-三氯乙酰基吡咯;
所述的步骤C所制得的溴代W-(2-吡咯甲酰基)弄丙氨酸甲酯为7^-(4-溴-2-吡咯甲酰基)-)ff-丙氨酸甲酯;
所述的步骤D所制得的溴代W-(2-吡咯甲酰基)-广丙氨酸为W-(4-溴-2-吡咯 甲酰基)---丙氨酸;
所述的步骤E所生成的吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物为吡咯杂环生 物碱3-bromoaldisin。
吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物为2,3-dibromoaldisin的合成方法:
所述的步骤B中,2-三氯乙酰基吡咯与溴的摩尔比为1 : 2,反应时间为1 小时,生成的溴代2-三氯乙酰基吡咯为4,5-二溴-2-三氯乙酰基吡咯;
所述的步骤C所制得的溴代W-(2-吡咯甲酰基)-^丙氨酸甲酯为^(4,5-二溴 -2-吡咯甲酰基)-^丙氨酸甲酯;
所述的步骤D所制得的溴代iV-(2-吡咯甲酰基)弄丙氨酸为^(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)^-丙氨酸;
所述的步骤E所生成的吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物为吡咯杂环生 物碱2,3-dibromoaldisin。
本发明的有益效果在于:与原有合成方法相比较,本发明所述的全合成方 法以吡咯替代2-吡咯甲酸为起始原料,经五步反应合成目标化合物,所需原料 简单易得,反应条件温和,反应时间短,成本低,操作简便安全,产品纯度高, 产率也高,产物3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin的总产率分别为36.4%和 35.5% (以起始原料吡咯计)。
本发明所人工合成的两个生物碱都是根据aldisin的结构进行设计并加以全 合成,用于寻找和筛选有更好生物活性的化合物,以便开发治疗心血管治病药 物或该类药物的前体。研究表明,许多生物活性物质中,溴的存在使其生物活 性如抗肿瘤、抗菌活性等明显提高,例如,从海绵中发现的许多含溴吡咯环结 构的生物碱显示出特有的药理活性,包括c-erbB-2激酶和cdk4激酶抑制剂,a-肾上腺素受体阻断剂,血清素激活受体的对抗药物,抗组胺药物,肌动球蛋白 ATPase激活药物等[Rino Ragno, Garland R. Marshall, Roberto, et al., Antibacterial Pyrroles: Synthesis, Anti-Mycobacterium Tuberculosis Activity and QSAR Studies, 5i'oor戸!c 3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin,希望得到适用范围广、活性更好,更有临 床应用价值的特效新药。3-bromoaldisin和2,3-dibromoaldisin的抗脂质过氧化 作用和《—葡萄糖苷酶抑制作用等药理实验正在进行中。
附图说明
图1为本发明的合成路线示意图。

具体实施方式

本发明所述的吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物的全合成方法,如图1 所示,包括以下步骤:
A) 酰基化反应:以吡咯为起始原料,经酰基化反应生成2-三氯乙酰基吡 咯(I);图1中,采用的酰基化试剂为Cl3C-COCl (i),也可采用其他酰基化试剂。
B) 溴代反应:15〜35'C下,2-三氯乙酰基吡咯(I)与溴(ii)反应,生成
溴代2-三氯乙酰基吡咯(II);
C) 縮合反应:15〜35'C下,y?-丙氨酸甲酯(iii)与溴代2-三氯乙酰基吡咯 (II)反应3〜8小时,制得溴代iV-(2-吡咯甲酰基)-^丙氨酸甲酯(III);
D) 水解反应:步骤C所得产物经水解得溴代AK2-吡咯甲酰基)-^丙氨酸
(IV);
E) 环化反应:以三氯氧磷作脱水剂,步骤D所得产物在三氯氧磷(v)回 流状态下反应0.5 ~ 1小时,生成吡咯杂环生物碱aldisin的溴代衍生物(V)。
如图1所示,两个取代基X和Y,当X-H且Y-Br时,最终产物为 3-b譲oaldisin (Va);当X = Br且Y = Br时,最终产物为2,3-dibromoaldisin (Vb)。
实施例一:3-bromoaldisin的全合成
(1) 2-三氯乙酰基吡咯(I)的合成
合成方法参考Bailey报道的方法(Denis M. Bailey; Robert E. Johnson; and Noel F. Albertson, Org.办",,1971, KoUJ, 100.)。粗产物用正己烷重结晶,得灰 色片状2-三氯乙酰基吡咯晶体7.14g,产率84%,熔点74〜75'C,与Bailey的 报道相符。该灰色片状晶体为2-三氯乙酰基吡咯(1)。
(2) 4-溴-2-三氯乙酰基吡咯(IIa)的合成
在250 mL圆底烧瓶中加入3.2 g2-三氯乙酰基吡咯(1), lOOmLCCU和2 mg碘,磁力搅拌下缓慢滴加0.8mLBr2的30mLCCU溶液,0.5h滴完,维持 温度25〜30'C,继续搅拌0.5h, TLC跟踪反应。终止反应,滴加20。/。Na2CO3 水溶液至pH-7〜8,过滤除去不溶物,分出有机层,水相用10mL的CCU 萃取,合并有机相,无水Na2S04干燥;减压蒸出CCU,粗产物经C2H5OH : H20 =5 : 1 ( K/ K)作溶剂重结晶,得浅灰色片状晶体4.08g,收率94.6 %。熔点136 ~ 138 。C,与Bdanger的报道(P. Bdanger, r"ra/t"ra" Le". 1979, 27, 2505 ~ 2508.)相符。该浅灰色片状晶体为4-溴-2-三氯乙酰基吡咯(IIa)。
(3) A44-溴-2-吡咯甲酰基)-^丙氨酸甲酯(HIa)的合成
50 mL圆底烧瓶中加入1.4 gy?-丙氨酸甲酯盐酸盐、2.92 g 4-溴-2-三氯乙酰 基吡咯(Ha)和15mL乙酸乙酯,搅拌下滴加2mL三乙胺,室温下反应4小 时。减压蒸出乙酸乙酯,粗产物用95%乙醇重结晶,得浅黄色晶体2.33g,收 率84.7%,熔点78〜79'C。该浅黄色晶体为iV-(4-溴-2-吡咯甲酰基)-^-丙氨酸 甲酯(nia)。
(4) A^(4-漠-2-吡咯甲酰基H?-丙氨酸(IVa)的合成 W-(4-溴-2-吡咯甲酰基)弄丙氨酸甲酯(IHa) 2.75 g, 10 % NaOH水-乙醇
溶液30mL,室温下搅拌8小时,滴加10%盐酸至微酸性,过滤除去不溶物,
水溶液用乙酸乙酯萃取,无水Na2S04干燥;蒸除溶剂,固体剩余物用95%乙 醇重结晶,得棕色棱形晶体2.52g,产率97%,熔点156〜157'C。该棕色棱形 晶体为AH4-溴-2-吡咯甲酰基),丙氨酸(IVa)。 (5) 3-bromoa】disin (Va)的合成 50mL二口瓶,装上带CaCl2干燥管的回流冷凝管,加入10mL三氯氧磷, 和1.31 giV-(4-溴-2-吡咯甲酰基hff-丙氨酸(IVa),加热回流30min;反应物冷 却至40 ~ 50'C,加入到25 g碎-水中,搅拌下滴加10 % NaOH水溶液至中性, 用乙酸乙酯萃取,无水Na2S04干燥,蒸除溶剂,剩余物用甲醇重结晶,得无 色晶体0.67 g,产率55.8 %,熔点238 ~ 240 'C。该无色晶体为3-bromoaldisin (Va)o
实施例二: 2,3-dibromoaldisin的全合成
(1) 2-三氯乙酰基吡咯(1)的合成
合成方法参考Bailey报道的方法(Denis M. Bailey; Robert E. Johnson; and Noel F. Albertson, Org. S"" 1971, Fo/.5;, 100.)。粗产物用正己烷重结晶,得灰 色片状2-三氯乙酰基吡咯晶体7.14g,产率84%,熔点74〜75'C,与Bailey的 报道相符。该灰色片状晶体为2-三氯乙酰基吡咯(1)。
(2) 4,5-二溴-2-三氯乙酰基吡咯(Hb)的合成
在250 mL圆底烧瓶中加入3.2g 2-三氯乙酰基吡咯(U 100 mL CCU和2 mg 碘,磁力搅拌下缓慢滴加1.6mLBr2的30mLCCl4溶液,lh滴完,维持温度 25~30°C,继续搅拌1.5h, TLC跟踪反应。终止反应,滴加20 % Na2C03水 溶液至pH = 7~8,过滤除去不溶物,分出有机层,水相用10 mL的CCU萃取, 合并有机相,无水Na2S04干燥:减压蒸出CCU,粗产物经C2H5OH : H20 = 4 : 1 ( K)作溶剂重结晶,得淡黄色片状晶体5.52 &收率98.4 %熔点116 ~ 117'C。该淡黄色片状晶体为4,5-二漠-2-三氯乙酰基吡咯(IIb)。
(3) iV-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)+丙氨酸甲酯(IIIb)的合成 50mL圆底烧瓶中加入1.4g/?-丙氨酸甲酯盐酸盐、3.7 g4,5-二溴-2-三氯乙
酰基吡咯(lib)和15mL乙酸乙酯,搅拌下滴加2mL三乙胺,室温下反应3 小时。减压蒸出乙酸乙酯,粗产物用95%乙醇重结晶得浅黄色晶体3.11 g,收 率88.3 %,熔点78 ~ 79 'C。该浅黄色晶体为W-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-"-丙 氨酸甲酯(IHb)。
(4) iV-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)^-丙氨酸(IVb)的合成 ^-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)-^丙氨酸甲酯(HIb) 3.54 g, 10%NaOI^_K-
乙醇溶液30mL,室温下搅拌8小时,滴加10%盐酸至微酸性,过滤除去不溶 物,水溶液用乙酸乙酯萃取,无水Na2S04干燥;蒸除溶剂,固体剩余物用95% 乙醇重结晶,得棕色棱形晶体3.32g,产率93.5%,熔点205〜207。C。该棕色 棱形晶体为W-(4,5-二溴-2-吡咯甲酰基)+丙氨酸(IVb)。
(5) 2,3-dibromoaldisin (Vb)的合成
50mL二口瓶,装上带CaCl2干燥管的回流冷凝管,加入10mL三氯氧磷, 和1.78 gAK4,5-二溴-2-吡咯甲酷基)+丙氨酸(IVb),加热回流30min;反应 物冷却至40〜50'C,加入到25g碎冰-水中,搅拌下滴加10。/。NaOH水溶液至 中性,用乙酸乙酯萃取,无水Na2S04干燥,蒸除溶剂,剩余物用甲醇重结晶, 得无色晶体0.85 g,产率52.6 %,熔点260 ~ 262 'C 。该无色晶体为 2,3-dibromoaldisin (Vb)。
实施例三:3-bromoaldisin (Va)的鉴定实验 3-bromoaldisin的表征:
无色晶体,m. p.: 238 ~ 240 'C. m. p.: 238 ~ 240 'C. 'H NMR ( 300MHz,
DMSO-d6 ) (5: 12.53 ( brs, 1H, PyNH ), 8.47 (t, «/= 4.8Hz, 1H, CONH ), 7.19 ( d, J - 2.7Hz, 1H, PyH ), 3.35 ~ 3.31 ( m, 2H, 8-CH2 ), 2.74 ~ 2.71 ( m, 2H, 9-CH2 ); IR ( KBr.)v: 3439, 3202, 3068, 1688, 1649, 1479, 1211 cm — '; FABMS加々(% ): 243, 245 ( [ M + H ] + , 6, 5.5 ). Anal, calcd. for C8H7BrN202: C 39.53, H 2.90, N11.53; found C 39.71, H 2.76, N 11.61.
结构分析:IR谱中,3439处的吸收为吡咯环N—H的伸縮振动吸收,1688 处强而尖的吸收归属于芳香酮羰基的伸缩振动,而3202, 1649, 1423和1211 则为与仲酰胺结构相关的吸收。FABMS谱中可见其两个[M + H ]峰,即243 和245峰,强度分别是6%和5.5%,表明Va分子结构中有一个溴原子。将化 合物Va的1H NMR数据与徐效华等[XU Xiao-Hua, CHEN Xia, LIAO Ren-An, Isolation and crystal structure of 2-dibromoaldisin, C/n'wese J. S&wcf. CTie/w,, 2001, 20(3), 173 ~ 175.]从中国南海海绵Phacellia fusca Schmidt中分离得到的化合物
2- bromoaldisin的相应数据进行比较可见,在化合物Va中,Sh7.19相皮于与C2 相连的氢。根据以上分析,结合元素分析结果,可以推断化合物Va是
3- bromoaldisin。
实施例四:2,3-dibromoaldisin (Vb)的鉴定实验 2,3-dibromoaldisin的表征:
黄色晶体,m. p.: 260 ~ 262 。C. lH NMR ( 300MHz, DMSO-c4 ) <5: 13.45 (brs, 1H, PyNH ), 8.54 ( brs, 1H, CONH ), 3.38 ~ 3.33 ( m, 2H, 8-CH2 ), 2.76 ~ 2.72 ( m, 2H, 9-CH2 ); IR ( KBr )v: 3345, 3110, 1647, 1471, 1418, 1207 cm _】; FABMS w々(% ): 321, 323, 325 ( [ M + H ] + , 3, 5, 2.5 ). Anal, calcd. for C8H6Br2N202: C 29.85, H 1.88, N 8.70; found C 29.62, H 1.75, N 8.71.
结构分析:化合物Vb的IR谱中,3345处的吸收为吡咯环N—H的伸缩振
动吸收,1647处强而尖的吸收归属于芳香酮羰基的伸缩振动,而1418,和1207 则为与仲酰胺结构相关的吸收。其FABMS谱中有三个[M + H]峰,即321、 323 和325峰,强度分别是3%、 5%和2.5%,表明分子结构中存在两个溴原子。 比较Vb与Va的'H NMR谱,可见Vb比Va少了一个低场峰(5H7.19),即分 子结构中少了一个吡咯环上的氢。根据以上分析,结合元素分析结果,可以证 明化合物Vb是2,3-dibromoaldisin。
QQ群二维码
意见反馈