一种灰绿霉素A及类似物的全合成方法与流程

本发明属于化学合成技术领域，涉及一种灰绿霉素A及类似物的全合成方法；通过1-羟基蒽醌类化合物为起始原料，经酰基化、Knoevenagel缩环反应和脱甲基化得到最终产物灰绿霉素A及类似物。

背景技术：
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灰绿霉素A是由海洋灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)HB1-19产的次级代谢产物分离得到的一种具有新颖蒽醌内酯骨架结构的化合物，具有广谱的细胞毒活性，对人体多种癌细胞，如人肺癌A549细胞，人白血病HL-60细胞，人肝癌BEL-7402细胞，小鼠白血病P388细胞有较强的增殖抑制作用，作为一种全新蒽醌类结构的抗肿瘤先导物，有可能在药效、心脏毒性方面展现出与阿霉素等蒽环类抗肿瘤药物不同的特性；由于灰绿霉素A在原始菌株中的含量极其微小，极大的制约了对其体内活性评价和构效关系研究，为此，经过各方研究，通过生物合成途径的研究，对灰绿曲霉培养条件的优化、代谢调控、剪切及溶解氧环境控制，极大提高了灰绿霉素A的产量，并放大到30L至500L，使灰绿霉素A的产量分别提高到37mg及30mg。但是到目前为止，灰绿霉素A的化学全合成还未见文献报道，因此寻求一种制备简单、原料易得，制备条件友好的灰绿霉素A及类似物的全合成方法具有良好的社会效益和经济效益。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求提供一种灰绿霉素A及类似物的全合成方法；以1-羟基蒽醌类化合物为起始原料，经酰基化保护羟基，再与β-酮酸酯经Knoevenagel缩环反应生成9-蒽酮内酯类化合物，最后脱甲基反应得到最终产物灰绿霉素A及类似物。

为了实现上述目的，本发明涉及的灰绿霉素A及类似物的全合 成方法的合成路线反应式为：

本发明涉及的灰绿霉素A及类似物的全合成工艺的具体步骤:

(1)：控制温度在0-50℃下将1-羟基蒽醌类化合物II在第一碱作用下与酰基化试剂在第一反应溶剂中反应1-24小时，得到化合物III，其反应式为：

其中，1-羟基蒽醌类化合物和酰基化试剂的摩尔比为1:1-1:3，酰基化试剂和碱的摩尔比为1:2-1:5；化合物III中的R₁为氢原子、羟基、甲基或甲氧基中的一种或几种，R₁为氢原子的个数为0-7；1-羟基蒽醌类化合物II为起始原料，其化学结构为：

其中R₁为氢原子、羟基、甲基或甲氧基中的一种或几种，R₁为 氢原子的个数为0-6；

(2)：控制温度在20-100℃下将步骤(1)中制得的化合物III在第二碱作用下与β-酮酸酯在第二反应溶剂中经Knoevenagel缩环反应12-72小时，生成化合物IV，其反应式为：

其中，其中化合物III和β-酮酸酯的摩尔比为1:1.5-1:3，化合物III和碱的摩尔比为1:3-1:10；β-酮酸酯化学结构式为：

其中R₂为氢原子、羟基、甲基或甲氧基中的一种或几种，R₂为氢原子的个数为0-5，R″为烷基CnH2n+1，其中n为碳原子的个数，n的大小为1、2或3；

(3)：控制温度在-40-20℃下将步骤(2)中制得的化合物IV与三溴化硼溶液在第三反应溶剂中经脱甲基化反应1-12小时得到化合物I，即灰绿霉素A及类似物，其反应式为：

其中，化合物IV与三溴化硼的摩尔比为1:15-1:30。

本发明涉及的步骤(1)中的第一反应溶剂为二氯甲烷、三氯甲 烷、乙酸乙酯、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺中一种或多种。

本发明涉及的步骤(1)中的酰基化试剂为苯甲酰氯、酰氯R′COCl或酸酐(R′CO)₂O中的一种或多种；其中R′为碳原子数1-2的烷基。

本发明涉及的步骤(1)中的第一碱为三乙胺、哌啶、碳酸钾或碳酸钠中的一种或多种。

本发明涉及的步骤(2)中的第二碱为三乙胺、哌啶、碳酸钾或碳酸钠中的一种或多种；

本发明涉及的步骤(2)中的第二反应溶剂为丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中一种或多种。

本发明涉及的步骤(3)中的第三反应溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或四氢呋喃中一种或多种。

本发明涉及的步骤(3)中的三溴化硼溶液中的溶剂为浓度为0.1-2.0mol/L的二氯甲烷、正庚烷或正己烷的一种或多种。

本发明与现有技术相比，其以1-羟基蒽醌类化合物为起始原料，经酰基化，Knoevenagel缩环反应，脱甲基化得到最终产物灰绿霉素A及类似物；其全合成方法具有原料易得，反应步骤简单，反应条件温和，后处理方便，合成方法具有广泛的适应性等优点，合成的灰绿霉素A及类似物可以用于开发新型抗肿瘤药物。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：4-甲氧基-1-乙酰氧基-9,10-蒽醌的制备

将1-羟基-4-甲氧基-9,10-蒽醌(2.0g，7.87mmol)溶于100mL二氯甲烷中，冰浴搅拌下依次加入三乙胺(6.04mL，43.29mmol)和乙酰氯(2.23mL，31.48mmol)，升至室温继续搅拌反应1小时后，减压浓缩，二氯甲烷萃取过滤，萃取液经饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩后，剩余物快速柱层析分离(V(石油醚(60～90℃)：V(乙酸乙酯)＝2:1，R_f＝0.275)，得4-甲氧基-9,10-蒽醌-1-乙酸酯2.0g，收率86％。橙黄色固体，M.p.：185℃，¹H NMR(CDCl₃,400MHz,23℃),δ8.2(m,1H),8.1(m,1H),7.7(m,2H),7.3(m,2H),4.0(s,3H),2.5(s, 3H)；MS(APCI)for C₁₇H₁₂O₅(M+H⁺)：297.1。

实施例2：4-甲氧基-1-苯甲酰氧基-9,10-蒽醌的制备

将1-羟基-4-甲氧基-9,10-蒽醌(2g,7.87mmol)溶于100mL二氯甲烷中，冰浴下依次加入三乙胺(6.04mL,43.3mmol)和苯甲酰氯(3.63mL,31.5mmol)，室温继续反应2小时后，用饱和食盐水洗，减压浓缩，剩余物快速柱层析分离(V(石油醚(60～90℃)：V(乙酸乙酯)＝2：1，R_f＝0.35)，得2.45g橙黄色固体4-甲氧基-1-苯甲酰氧基-9,10-蒽醌，收率87％。橙黄色固体，M.p.：214℃，¹H NMR(CDCl₃,400MHz,23℃)，δ8.31(dd,2H),8.25(d,1H),8.11(d,1H),7.78(m,3H),7.61(m,2H),7.52(d,1H),7.45(d,1H),4.10(s,3H)；MS(APCI)for C₂₂H₁₄O₆(M+H⁺):358.9。

实施例3：6-甲氧基-(1-苯甲酰基)萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮的制备

氮气下，依次加入无水碳酸钾(120mg，0.85mmol)、苯甲酰乙酸乙酯(43μL，0.225mmol)、1-乙酸-4-甲氧基蒽醌酯(50mg，0.17mmol)和DMSO(2.0mL)，40℃反应24小时后，加入10mL水，二氯甲烷(3×30mL)萃取，合并萃取液，经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，剩余物快速柱层析分离(V(石油醚(60～90℃)：V(乙酸乙酯)＝2:1，Rf＝0.13)，得6-甲氧基-1-苯甲酰基萘[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮72mg，收率为55％。棕褐色固体，M.p.：224℃，¹H NMR(CDCl₃,400MHz,23℃),δ8.47(dd,1H),8.07(d,2H),7.85(d,1H),7.73(m,3H),7.55(m,2H),7.47(m,2H),4.14(s,3H)；MS(APCI)for C₂₄H₁₄O₅(M+H⁺)：383.1。

实施例4：6-甲氧基-(1-对甲氧苯甲酰基)萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮的制备

氮气下，依次加入无水碳酸钾(60mg,0.43mmol)、对甲氧基苯甲酰乙酸乙酯(79μL,0.34mmol)、4-甲氧基-1-苯甲酰氧基-9,10-蒽醌(50mg,0.17mmol)和DMF(4mL)，50℃反应24小时后，加入10mL水，用二氯甲烷(3×30mL)萃取，萃取液经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓 缩，剩余物快速柱层析分离(V(石油醚(60～90℃)：V(乙酸乙酯)＝2：1，R_f＝0.11)，得6-甲氧基-1-对甲氧苯甲酰基萘[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮27mg，收率为37％。棕色固体，M.p.：180℃，¹H NMR(CDCl₃,400MHz,23℃),δ8.46(d,1H),8.03(m,2H),7.95(m,1H),7.72(m,1H),7.67(m,1H),7.46(m,2H),6.99(m,2H),4.17(s,3H),3.89(s,3H)；MS(APCI)for C₂₅H₁₆O₆(M+H⁺)：413.2。

实施例5：6-羟基-(1-苯甲酰基)萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮的制备

氮气下，将6-甲氧基-1-苯甲酰基萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮(50mg,0.13mmol)溶于二氯甲烷(2ml)中，冰浴冷却后，逐滴加入三溴化硼(0.91mL，0.91mmol)的二氯甲烷溶液，升至室温反应3小时后，加入甲醇/水(5mL)混合溶液，二氯甲烷(3×10mL)萃取，经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩后，剩余物柱层析分离(V(石油醚(60～90℃)：V(乙酸乙酯)＝3：1，R_f＝0.45)，得6-羟基-1-苯甲酰基萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮43mg，收率为89％；橙黄色固体，¹H NMR(CDCl₃,400MHz,23℃),δ13.24(s,1H),8.58(dd,1H),8.08(dd,2H),7.95(d,1H),7.73(m,3H),7.71(m,3H),7.69(m,1H)；MS(APCI)for C₂₃H₁₂O₅(M+H⁺):369.1。

实施例6：6-羟基-(1-对羟基苯甲酰基)萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮的制备

氮气下，将6-甲氧基-1-对甲氧苯甲酰基萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮(50mg,0.12mmol)溶于二氯甲烷(2mL)中，冰浴冷却后，逐滴加入三溴化硼(1.82mL，1.82mmol)的二氯甲烷溶液，升至室温反应2小时后，加入甲醇/水(10mL)混合溶液，二氯甲烷(3×20mL)萃取，经无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩后，剩余物柱层析分离(V(石油醚(60～90℃)：V(乙酸乙酯)＝2：1，R_f＝0.20)得6-羟基-(1-对羟基苯甲酰基)萘并[1,2,3-de]苯并吡喃-2,7-二酮25mg，收率54％；橙黄色固体，¹H NMR(CDCl₃,400MHz,23℃),δ13.07(s,1H),10.74(s,1H),8.47(d,1H),8.00(d,2H),7.92(t,2H),7.83(t,1H),7.75(d,1H),7.50(d,1H),6.89 (d,2H)；MS(APCI)for C₂₃H₁₂O₆(M+H⁺)：385.1。