以紫杉寧為原料合成多藥耐藥逆轉(zhuǎn)活性紫杉烷類化合物

1、以紫杉寧為原料合成多藥耐藥逆轉(zhuǎn)活性紫杉烷類化合物于海濤1，潘文龍1，王金蘭1，趙明1，沈敬山2，張樹軍1，(1 齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，齊齊哈爾 161006；2 中國科學(xué)院上海藥物研究所，上海 201203)摘要 目的：以紫杉寧為原料合成具有腫瘤細(xì)胞多藥耐藥逆轉(zhuǎn)活性的taxinine NN-3類似物。方法：先將紫杉寧的9,10-乙酰氧基選擇性水解、保護(hù)，再選擇性水解5-肉桂酰基，然后還原13-酮羰基，重新引入肉桂?；?，再脫保護(hù)、乙氧基化。結(jié)果：以紫杉寧為原料，經(jīng)過8步反應(yīng)合成了具有腫瘤細(xì)胞多藥耐藥逆轉(zhuǎn)活性的taxinine NN-3類似物。結(jié)論：紫杉寧的9,10-二羥基化合物在堿性條

2、件下容易發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，難以獲得9,10-二乙氧基化合物。關(guān)鍵詞 紫杉寧；多藥耐藥；Taxinine NN-1; Taxinine NN-3Synthesis of taxoid analogs against multidrug resistana from taxinineYU Hai-tao1, PAN Wem-long1, WANG Jin-lan1, ZHAO Ming1, SHEN Jing-shan2, ZHANG Shu-jun1 (1 College of Chemistry and Chemical Engineering, Qiqihar University, Qiqih

3、ar 161006; 2 Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201230)Abstract：Objective To synthesize taxinine derivatives with activity against multidrug resistant from taxinine. Methods. The synthesiswas achived by selective deacetoxylation of 9,10 positions, protections

4、, then selective decinnamoyl group of 5 position, at last reduction of 13-carbonyl group, introduction cinnamoyl group over again, then deprotection, ethoxylation. Results Taxinine NN-3 analogs with activity against multidrug resistant were synthesized in 8 steps from taxinine. Conclusion At basic c

5、ondition 9,10-hydroxyl taxinine derivatives favorably get the ring opening reaction than to give 9,10-diethoxyl derivatives.Key words: taxinine; multidrug resistant; taxinine NN-1; taxinine NN-3多藥耐藥 (Multidruge Resistance, MDR) 是指腫瘤細(xì)胞對(duì)一種抗腫瘤藥物產(chǎn)生抗藥性的同時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制完全不同的多種抗腫瘤藥物產(chǎn)生交叉抗藥性，從而大大降低藥物療效的現(xiàn)象。東北紅豆杉針葉

6、中的taxinine NN-11、taxinine NN-32、taxinine NN-73、taxinine NN-14以及從紫杉愈傷組織中分離得到的txinine NN-114等都顯示較強(qiáng)的MDR逆轉(zhuǎn)活性。但是，由于上述紫杉烷類化合物在紫杉針葉中的含量非常少，難以滿足生物活性研究的需要。為了進(jìn)行更高層次的活性試驗(yàn)，本研究用東北紅豆杉針葉中的主要成分（約占新鮮針葉重量的0.1%）紫杉寧 (taxinine) 為原料，對(duì)體外實(shí)驗(yàn)MDR逆轉(zhuǎn)活性最好的taxinine NN-1進(jìn)行了合成5。但是動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果表明，taxinine NN-1未顯示很強(qiáng)的活性。推測(cè)原因可能是由于其9,10位或13-位乙

7、酰氧基在動(dòng)物體液的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，生成了沒有活性的其他衍生物，從而使taxinine NN-1在動(dòng)物試驗(yàn)中失去活性。為了進(jìn)一步探討紫杉烷類化合物MDR逆轉(zhuǎn)活性的構(gòu)效關(guān)系，開發(fā)新型MDR逆轉(zhuǎn)活性劑，本研究設(shè)計(jì)將taxinine NN-1的9,10位和13位乙酰氧基轉(zhuǎn)換成較難水解的乙氧基的化合物1，并參照taxinine NN-1的合成方法，設(shè)計(jì)了如下合成路線 (Scheme 1)。但是，11在堿性條件下（無論是強(qiáng)減還是弱堿，室溫或加熱條件下）的乙氧基化很容易發(fā)生9,10-位的開環(huán)反應(yīng)6，得不到化合物3 (Scheme 2)。推測(cè)可能是由于13-位羰基的存在有利于開環(huán)反應(yīng)的進(jìn)行，所以對(duì)合成路線

8、進(jìn)行了如下調(diào)整（Scheme 3）。但在實(shí)際反應(yīng)過程中，10的9,10-位羥基乙氧基化反應(yīng)同由11合成3一樣，無論是強(qiáng)堿還是弱堿，室溫或者加熱條件下，都容易發(fā)生9,10位的開環(huán)反應(yīng)，得不到目標(biāo)產(chǎn)物1。1 實(shí)驗(yàn)部分1.1 儀器材料Agilent 1100 series G1311A高壓液相色譜儀；Varian Mercury-400核磁共振儀；MAT-95型質(zhì)譜儀 (Thermo Finnigan公司) Perkin EImer 公司質(zhì)譜儀；Model 341 polarimeter旋光儀；美國Nicolet公司Magna FTIR-750型傅立葉變換紅外光譜儀；柱層析用硅膠：200-300 目

9、，青島海洋化工廠。薄層層析硅膠板：煙臺(tái)匯友硅膠開發(fā)有限公司 (20×20 cm)。1.2 主要化學(xué)試劑：紫杉寧（taxinine）由日本神戶天然物化學(xué)有限公司提供。實(shí)驗(yàn)中所用正己烷、乙酸乙酯、甲醇、無水乙醇、氯仿、二氯甲烷、二氧六環(huán)、四氫呋喃、丙酮、苯、吡啶等有機(jī)溶劑為上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司分析純或化學(xué)純化學(xué)試劑。1.3 合成反應(yīng)以紫杉寧為原料合成taninine NN-1類似物 (2) 的合成路線如下：1.3.1. 由紫杉寧合成化合物7的反應(yīng)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于1 L的燒瓶中加入紫杉寧3.00 g、無水1,4-dioxane 310 mL、無水甲醇310 mL、1 mol/L KO

10、H水溶液20 mL，冰浴下攪拌2小時(shí)，室溫?cái)嚢?小時(shí)，加入飽和NH4Cl水溶液100 mL，終止反應(yīng)。然后將該混合液濃縮除去甲醇，用氯仿萃取 (3×200 mL)，再將得到的氯仿層依次用飽和NaHCO3水溶液 (1×300 mL)、飽和食鹽水 (2×200 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得3.90 g粗生成物的無定形固體。將該粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：3.5 cm，硅膠117.0 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (4/6) 得二醇化合物11 (2.33 g, 92%) 的無色晶體。取0.19 g化合物11放入200 mL的燒瓶中，加入2.0

11、0 g PPTS，用38 mL無水CH2Cl2溶解后，加入2,2-二甲氧基丙烷9.6 mL，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，室溫?cái)嚢?.5小時(shí)，加入飽和NaHCO3水溶液50 mL，終止反應(yīng)。然后將該混合液用氯仿萃取 (3×50 mL)，得到的氯仿層依次用飽和NH4Cl水溶液 (1×30 mL)、飽和食鹽水 (2×50 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得2.20 g粗生成物的無定形固體。將該粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：3.5 cm，硅膠110.1 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (4/6) 得化合物12 (2.07 g, 97%) 的白色微晶體。取5.21 g 化

12、合物12放入200 mL的燒瓶中，加入無水1,4-dioxane 47 mL、無水乙醇47 mL、攪拌溶解后，加入由3.80 g的硫酸羥胺、7.59 g的醋酸鈉溶于47 mL水制成的水溶液，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于80oC攪拌20小時(shí)，冷卻至室溫后，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上（45oC）濃縮除去乙醇，加入飽和食鹽水100 mL。然后用乙酸乙酯萃取 (4×100 mL)，再將乙酸乙酯層用飽和食鹽水 (2×100 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得4.77 g粗生成物棕黃色固體。將上述粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：4.2 cm，硅膠200.1 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (1/

13、1) 得化合物7 (2.60 g, 65%) 的白色晶體。. 由化合物7合成8的反應(yīng)于300 mL的燒瓶中加入0.99 g化合物7、1.70 g的CeCl3·7H2O、0.87 g NaBH4，加入60 mL 1,4-dioxane攪拌10分鐘后，分批滴加甲醇20 mL（每隔10分鐘滴加0.5 mL）。甲醇滴加完畢后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，至反應(yīng)原料消失，緩慢滴加30 mL丙酮消除剩余的NaBH4，加入300 mL飽和NH4Cl水溶液，然后用乙酸乙酯萃取 (4×100 mL)，再將得到的乙酸乙酯層用飽和食鹽水 (2×200 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得1.

14、03 g粗生成物白色固體。將上述的粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：2.8 cm，硅膠50.0 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (4/6) 和EtOAc-Hexane (1/1) 得化合物13 (0.57 g, 56%)。于100 mL的燒瓶中加入0.33 g化合物13、DMAP（4-N,N-二甲基吡啶）0.19 g，用19 mL無水吡啶溶解后，加入乙酸酐87 L，室溫?cái)嚢?.5小時(shí)，加入100 mL飽和食鹽水，用乙酸乙酯萃取 (4×50 mL)，再將得到的乙酸乙酯層依次用飽和NH4Cl水溶液 (1×100 mL)、飽和NaHCO3水溶液 (1×100 mL)

15、、飽和食鹽水(2×100 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得0.39 g粗生成物白色固體。將上述的粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：2.8 cm，硅膠50.0 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (4/6) 得化合物8 (0.34 g, 92%) 的白色晶體。. 化合物8的肉桂酰化反應(yīng)于100 mL的燒瓶中加入0.30 g化合物8、DMAP 0.39 g，用13 mL無水吡啶溶解后，加入肉桂酰氯1.05 g，升溫至70-80oC攪拌21小時(shí)，加入100 mL飽和NaHCO3水溶液，用乙酸乙酯萃取 (3×50 mL)，再將得到的乙酸乙酯層依次用飽和NH4Cl水溶液

16、(1×100 mL)、飽和食鹽水 (2×100 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得0.48 g粗生成物棕黃色固體。上述粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：2.8 cm，硅膠50.0 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (3/7) 得化合物9 (0.37 g, 98%) 的白色晶體。. 化合物9的脫保護(hù)反應(yīng)于100 mL的燒瓶中加入0.21 g化合物9、加入36 mL的80%醋酸水溶液，室溫?cái)嚢?4小時(shí)，加入100 mL飽和食鹽水，用乙酸乙酯萃取 (4×50 mL)，再將得到的乙酸乙酯層依次用飽和NaHCO3水溶液 (3×100 mL)、飽和食鹽水

17、 (2×100 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得0.24 g粗生成物白色無定形體。將上述粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：1.0 cm，硅膠12.0 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (4/6)和EtOAc-Hexane (1/1) 得化合物10 (0.17 g, 87%) 的白色晶體，原料回收0.03 g (12%)。. 化合物10的乙氧基化反應(yīng)于5 mL的燒瓶中加入0.04 g化合物10、0.02 g碳酸鉀，用1.5 mL無水DMF溶解，室溫?cái)嚢?2小時(shí)，加入10 mL飽和NH4Cl水溶液，用乙酸乙酯萃取 (3×20 mL)，再將得到的乙酸乙酯層用飽和食鹽

18、水 (2×30 mL) 洗滌，用無水硫酸鈉干燥后過濾、濃縮得0.05 g粗生成物白色無定形固體。將該粗生成物用硅膠柱色譜分離 柱徑：1.5 cm，硅膠15.0 g，洗脫劑：EtOAc-Hexane (3/7) 得化合物2 (5 mg,13%) 的白色晶體，原料回收0.01 g (26%)。2 討論2-1. 關(guān)于化合物7的還原反應(yīng)關(guān)于化合物7的13位羰基的還原反應(yīng)（Scheme 2-5），直接用NaBH4還原，容易發(fā)生1,4-加成，不僅收率低，且生成物比較復(fù)雜，分離困難。因此加入了CeCl3，再用NaBH4還原，可以選擇性地還原13位的羰基，生成物a體和b體的生成比為4/3。2-2. 關(guān)于化合物10的乙氧基化反應(yīng)對(duì)于化合物10的乙氧基化反應(yīng)，盡管13位的