化學(xué)合成喜樹(shù)堿-20-O-3,3-二硫代二丙酰單酯的方法探究,有機(jī)化學(xué)論文

化學(xué)合成喜樹(shù)堿-20-O-(3,3'-二硫代二丙酰)單酯的方法探究,有機(jī)化學(xué)論文內(nèi)容摘要：喜樹(shù)堿具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性,喜樹(shù)堿E環(huán)的修飾主要目的是抑制內(nèi)酯的水解,進(jìn)而提高E環(huán)的穩(wěn)定性。在喜樹(shù)堿的E環(huán)引入二硫鍵即可保衛(wèi)-羥基內(nèi)酯環(huán)又可加強(qiáng)其靶向性。本文以喜樹(shù)堿(CPT)為原料,與3,3-二硫代二丙酸在縮合劑的作用下,發(fā)生部分O-酰化反響,合成了喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯,通過(guò)考察縮合劑、反響時(shí)間和反響溫度對(duì)O-?；错懙挠绊?選定EDCI為縮合劑劑,以DMAP為縮合活化劑,室溫下攪拌反響12小時(shí),經(jīng)柱層析純化,產(chǎn)品收率可達(dá)62%。本文本文關(guān)鍵詞語(yǔ)語(yǔ)：喜樹(shù)堿;縮合劑;?；错?喜樹(shù)堿(Camptothecin,CPT)是從我們國(guó)家特有植物喜樹(shù)中提獲得到的生物堿。喜樹(shù)堿具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性,對(duì)多種實(shí)體腫瘤以及白血病具有明顯的抑制作用。喜樹(shù)堿的構(gòu)效關(guān)系研究證明,喜樹(shù)堿E環(huán)構(gòu)造中閉合的-羥基內(nèi)酯環(huán)是抗腫瘤活性的必需構(gòu)造,但由于-羥基內(nèi)酯環(huán)在人體的生理環(huán)境內(nèi)易水解開(kāi)環(huán)構(gòu)成羧酸鹽,這種開(kāi)環(huán)形式與人血清蛋白結(jié)合就使喜樹(shù)堿喪失了抗腫瘤活性。喜樹(shù)堿E環(huán)的修飾主要目的是抑制內(nèi)酯的水解,進(jìn)而提高E環(huán)的穩(wěn)定性[1]?；诶盟幬飩鬟f系統(tǒng)的專(zhuān)一性和靶向性,將藥物分子輸送至特定的細(xì)胞的設(shè)計(jì)思路,Henne等人設(shè)計(jì)并合成了以葉酸為受體的小分子藥物組合物[2],利用二硫鍵、酰胺鍵和碳酸酯鍵將葉酸、單分散PEG和喜樹(shù)堿連接到一個(gè)分子中,獲得了較好的抗腫瘤效果。為了克制喜樹(shù)堿的毒副作用和低水溶性,Borrelli等人[3]通過(guò)二硫鍵將Squalene連接到喜樹(shù)堿分子構(gòu)造中,合成了在水溶液中能夠構(gòu)成自主腫瘤裝納米粒,進(jìn)入細(xì)胞后能夠釋放出藥物的喜樹(shù)堿前藥分子,抗腫瘤活性加強(qiáng)約10倍。因而,在喜樹(shù)堿的E環(huán)引入二硫鍵即可保衛(wèi)-羥基內(nèi)酯環(huán)又可加強(qiáng)其靶向性。本文以喜樹(shù)堿(CPT)為原料,與3,3-二硫代二丙酸在縮合劑的作用下,發(fā)生部分O-?；错?合成了喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯,研究其可行性及適宜的反響條件,為其工業(yè)化應(yīng)用提供理論和實(shí)驗(yàn)根據(jù)。1、實(shí)驗(yàn)部分1.1、試劑與儀器喜樹(shù)堿(97%,西亞試劑)3,3-二硫代二丙酸(98%,麥克林試劑)、N,N-二環(huán)己基碳酰亞胺(DCC)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDCI)、DMAP、DMF、二氯乙烷、二氯甲烷、甲醇等均為分析純?cè)噭rukerAVANCE-300MHz核磁共振儀,KH-2100法定型雙波長(zhǎng)薄層色譜掃描儀;硅膠H-CMC-Na薄層板。1.2、產(chǎn)品制備將2.1克(0.01摩爾)3,3-二硫代二丙酸溶于50毫升DMF中,依次參加1克二甲氨基吡啶、3.5克(0.01摩爾)喜樹(shù)堿、3克N,N-二環(huán)己基碳酰亞胺(DCC),在室溫下攪拌12小時(shí),向反響液中參加500毫升冰水,靜止過(guò)夜,過(guò)濾,水洗,將濾餅用硅膠柱層析(二氯甲烷:甲醇=20:1),得淺黃色喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯。構(gòu)造鑒定:1HNMR(300MHz,DMSO-d6,ppm):0.96(3H,t,H-19),2.10(2H,m,H-18),2.58-2.72(4H,m,-OOCCH2CH2S-),2.87-2.99(4H,m,-OOCCH2CH2S-),5.11(2H,s,H-5),5.50(2H,s,H-17),6.89(1H,d,N-H),7.14(H,s,H-14),7.72(1H,q,H-10),7.87(H,t,H-11),8.00(1H,d,H-12),8.14(1H,d,H-9),8.42(1H,t,N-H),8.65(1H,s,H-7)。確定產(chǎn)品為喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯。1.3、合成條件優(yōu)化將0.21克(0.001摩爾)3,3-二硫代二丙酸溶于100毫升二氯乙烷中,依次參加0.1克二甲氨基吡啶、0.35克(0.001摩爾)喜樹(shù)堿、一定量的縮合劑,攪拌反響,每2小時(shí)取樣,利用TLCS法[4]測(cè)定反響液中喜樹(shù)堿的含量并計(jì)算喜樹(shù)堿的轉(zhuǎn)化率。薄層條件如下:硅膠H-CMC-Na薄層板,展開(kāi)劑:二氯甲烷-甲醇(20∶1,V/V),喜樹(shù)堿Rf值0.45、喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯Rf值0.20,單波長(zhǎng)線(xiàn)性?huà)呙?s:360nm。2、結(jié)果與討論2.1、縮合劑的選擇羧酸能夠與醇發(fā)生O-?；错懮甚?由于喜樹(shù)堿-羥基內(nèi)酯環(huán)為叔醇,且3,3-二硫代二丙酸的酰化能力較弱,所以喜樹(shù)堿(CPT)與3,3-二硫代二丙酸必須在縮合劑的作用下,才能發(fā)生部分O-?；错?。當(dāng)下,常用的縮合劑主要有三種:二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、二異丙基碳二亞胺(DIC)和1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺(EDCI)。DCC是使用頻率最高的縮合劑,便宜,固體狀,方便實(shí)用。但是,反響中生成的副產(chǎn)物DCU難于除去。DIC性質(zhì)與DCC類(lèi)似,室溫下為液態(tài)。EDCI副產(chǎn)物能夠溶于水,所以能夠很容易被除去,這是其最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因而常應(yīng)用于醫(yī)藥品的工業(yè)合成中,但是價(jià)格比DCC要昂貴。本文分別選用DCC和EDCI做縮合劑,進(jìn)行比擬研究。2.2、反響時(shí)間對(duì)喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化率的影響分別以DCC和EDCI做縮合劑,以DMAP為縮合活化劑,在室溫下攪拌反響,每2小時(shí)取樣,檢測(cè),考察酰化反響時(shí)間對(duì)喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)圖1)表示清楚,隨?；瘯r(shí)間的延長(zhǎng),喜樹(shù)堿的轉(zhuǎn)化率增加,DCC為縮合劑,反響時(shí)間8小時(shí)左右喜樹(shù)堿基本反響完全,而EDCI為縮合劑則需14小時(shí),可見(jiàn)對(duì)于喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯的合成,DCC的催化活性較高。另外,隨著反響時(shí)間的延長(zhǎng),副產(chǎn)物也隨之增加,故反響時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。2.3、反響溫度對(duì)喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化率的影響分別以DCC和EDCI做縮合劑,以DMAP為縮合活化劑,在不同溫度下攪拌反響4小時(shí),取樣,檢測(cè),考察?；错憸囟葘?duì)喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)圖2)表示清楚,DCC為縮合劑,反響溫度升高,喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化率增加,但增幅不顯著,但通過(guò)薄層色譜檢測(cè),發(fā)現(xiàn)隨著反響溫度升高,有較多副產(chǎn)物的生成。EDCI為縮合劑,反響溫度升高,喜樹(shù)堿的轉(zhuǎn)化率先增加后降低,這可能是EDCI在較高溫度下發(fā)生分解反響,失去了催化縮合功能?？紤]到成本和后處理的難度,選定喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯的合成條件為EDCI為縮合劑,室溫下攪拌反響12小時(shí),經(jīng)柱層析純化,產(chǎn)品收率可達(dá)62%。3、結(jié)論為提高喜樹(shù)堿E環(huán)的穩(wěn)定性,以喜樹(shù)堿為原料,與3,3-二硫代二丙酸在縮合劑EDCI的作用下,以DMAP為縮合活化劑,室溫下攪拌反響12小時(shí),經(jīng)柱層析純化,得喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯,產(chǎn)品收率可達(dá)62%。該方式方法用于制備喜樹(shù)堿-20-O-(3,3-二硫代二丙酰)單酯,反響條件簡(jiǎn)單,產(chǎn)品純化容易,具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。圖2反響溫度對(duì)喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化率的影響圖1反響時(shí)間對(duì)喜樹(shù)堿轉(zhuǎn)化率的影響以下為以下為參考文獻(xiàn)[1]張磊,張澤國(guó),王京.喜樹(shù)堿衍生物的抗腫瘤研究進(jìn)展[J].天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2021,28:1830-1837.[2]HenneWA,etal.SynthesisandactivityofafolatetargetedmonodispersePEGcamptothecinconjugate[J].BioorgMedChemLett,2020,23:5810-5813.[3]BorrelliS,etal.Newclassofsqualene-basedreleasable