专利名称：9,10－α,α－OH紫杉烷类似物及其制备方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于治疗癌症患者的化合物。更详细地说，本发明涉及新的和有用的紫杉烷类似物以及用于制备该紫杉烷类似物的方法。具体地说，本发明涉及9，10-α，α-OH紫杉烷类似物、其制备方法、以及可用于其形成的中间体。
背景技术：
已知各种紫杉烷化合物具有抗肿瘤活性。由于这种活性，紫杉烷在科学和医学界受到越来越多的关注，并被认为是癌症化疗剂中特别有前景的家族。例如，诸如紫杉醇和多西紫杉醇的各种紫杉烷对肿瘤的若干不同的变种已表现出有前景的活性，并且进一步的研究表明这些紫杉烷可以具有广泛的有效白血病抗性和肿瘤抑制活性。
开发新抗癌药物的一种途径是确定生物活性化合物的优良的类似物和衍生物。复杂分子的不同部分的修饰可能产生新的更好的药物，这些药物具有改善的性能，如增加的生物活性、对已产生多药抗性(MDR)的癌细胞的有效性、更少或程度更小的副作用、改善的溶解特性、更好的治疗特性等。
鉴于紫杉烷家族的有前景的抗肿瘤活性，希望研究新的和改善的紫杉烷类似物和衍生物以供癌症治疗之用。一个特别重要的领域是开发具有改善的MDR逆转性能的药物。因此，需要提供用于治疗癌症的具有改善生物活性的新的紫杉烷化合物。还需要提供制备这些化合物的方法。最后，需要用这些化合物来治疗患者的方法，以供癌症治疗方案之用。本发明旨在满足这些需要。
发明内容
根据本发明，提供了用于癌症治疗的新的有用的化合物，这些化合物具有以下化学式
当在本文的整个披露内容中提及化合物时，所考虑的可能的Rx基团和Px基团列于下述表1中表1 考虑的Rx基团和Px基团
具体地说，R1可以是苯基、或叔丁氧基、或甲基巴豆酰基，R2可以是苯基或异丁基，R6可以是O-甲硫基甲基或其它杂取代的醚，P1可以是诸如TBDMS或TES的甲硅烷基保护基团，以及P2可以是诸如TES的甲硅烷基保护基团。根据本发明的化合物可以在C-10被单酰化，例如，当R5和R6是羟基、并且R4是R7COO时，其中R7COO具有选自以下结构的化学式 根据本发明的化合物可以可选地在7、9、和/或10位被单酰化、双酰化、或三酰化。例如，当R4和R5是羟基时，R6可以是R7COO；当R5是羟基时，R4和R6可以都是R7COO；或R4、R5以及R6可以各自是R7COO；其中R7COO是 另外，根据本发明的化合物可以具有以下化学式 其中，R1至R4如在上述表1中所定义的，而R8和R9各自是H 、烷基、烯基或芳基。根据本发明的化合物可以在C10被单酰化，例如，当R4是R7COO时，其中R7COO是
R8可以具体地是H或甲基，而R9可以具体为 根据本发明的化合物可以具有连接7、9-位的丙烯醛(acroline)缩醛基团。例如，提供了具有以下化学式的化合物 其中R4是羟基或CH3COO。
考虑的7，9-缩醛连接的化合物的另一个实例具有以下化学式 本发明还提供了用于形成可用于癌症治疗的化合物的中间体，包括
其中，R2、R4、R8、以及R9如在上述表1中所定义，P3是诸如苄氧羰基(CBZ)的NH保护基团，以及R11和R12如在上述表1中分别对R8和R9所定义的。
本发明还提供了用于制备供癌症治疗之用的紫杉烷类似物以及其衍生物的方法。根据本发明的一种方法包括提供具有以下化学式的起始化合物 并将起始化合物转化成具有以下化学式的第一紫杉烷类似物 其中R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、或O-芳基；R7是烷基、烯基、或芳基；以及P1和P2各自是羟基保护基团；
起始化合物可以被氧化，以形成具有以下化学式的第一中间体化合物 该方法可以进一步包括在C-10位酰化第一紫杉烷类似物的步骤，以形成具有以下化学式的第二紫杉烷类似物 其此后可以被去保护，从而形成具有以下化学式的第三紫杉烷类似物 其中，R1、R2、R7、P1、以及P2如在上述表1中所定义的。可以使用羧酸R7COOH、羧酸卤化物R7COX(例如，酰基氯)、或羧酸酐R7COOCOR7来完成酰化步骤。当P1和P2是诸如TES或TBDMS的甲硅烷基保护基团时，对第二紫杉烷类似物的去保护步骤可以利用四丁基氟化铵(TBAF)一步完成。可替换地，对第二紫杉烷类似物的去保护步骤可以包括在C-7位对第二化合物去保护的第一步骤，从而形成具有以下化学式的第四紫杉烷类似物 然后对第四紫杉烷类似物的2′O位置进行去保护，以形成具有以下化学式的第五紫杉烷类似物 可以利用HF-ACN来完成第一步骤，以及可以利用HF-吡啶来完成第二步骤。
可替换地，不对第一紫杉烷类似物进行酰化，而可以在7-O位进行去保护，以形成具有以下化学式的第六紫杉烷类似物
其后，可以在C-7位、C-9位、或C-10位酰化第六紫杉烷类似物，以形成具有以下化学式的第七紫杉烷类似物 可以在2′O位置对第七紫杉烷类似物进行去保护，以形成具有以下化学式的第八紫杉烷类似物 可以使用羧酸R7COOH、羧酸卤化物R7COX(例如，酰基氯)、或羧基酐R7COOCOR7来完成第六紫杉烷类似物的酰化步骤。第七紫杉烷类似物在C-2′位置的去保护作用可以利用四丁基氟化铵(TBAF)来完成。
根据本发明的另一种方法包括提供以下化学式的起始化合物 其中
R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、或O-芳基；R7是烷基、烯基、或芳基；以及P1和P2各自是羟基保护基团；起始化合物可以转化成以下化学式的第一紫杉烷类似物 其中R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、以及O-芳基；R3是羟基或OP1；R7＝烷基、烯基、或芳基；P1是羟基保护基团。
第一紫杉烷类似物可以具有选自以下结构的化学式
然后第一紫杉烷类似物可以被保护为7，9-缩醛连接的类似物，以形成以下化学式的第二紫杉烷类似物 其可以具体地具有以下化学式之一 其后，可以使第二紫杉烷类似物的侧链在C-13位断裂，以将第二紫杉烷类似物转化成具有以下化学式的第一中间体化合物
其后，可以用以下化学式的第二中间体化合物酯化第一中间体化合物 从而形成以下化学式的第三紫杉烷类似物 其中R2选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、以及O-芳基；R4是羟基或R7COO；R7是烷基、烯基、或芳基；R8、R9、R11、以及R12各自选自H、烷基、烯基、或芳基；以及P3是NH保护基团。
具体地说，R9和R12部分可以具体地是
并且，P3可以具体地是苄氧羰基(CBZ)。
根据本发明的另外一种方法包括将以下化学式的第一化合物 转化成以下化学式的第二化合物 将第二化合物保护为N，O-缩醛，形成以下化学式的第三化合物 以及使第三化合物皂化成具有以下化学式的第四化合物 其中R2、R11、R12和P3如在上述表1中所定义，而R10是诸如甲基或乙基的烷基。
最后，本发明设计了一种治疗患者癌症的方法，包括给予患者一种药物制剂，该药物制剂包括选定浓度的紫杉烷以及用于其的药用载体，其中，紫杉烷具有以下化学式 及其C-2′S异构体，其中，R1至R9如在上述表1中所定义。
根据下文结合附图对本发明的典型具体实施例进行的详细描述，本发明的这些以及其它的目的将更为明了，在附图中
图1是用于形成根据本发明的9，10-α，α紫杉烷类似物的通用方案1的示图；图2是用于形成根据本发明的9，10-α，α紫杉烷类似物的通用方案2的示图；图3是用于形成根据本发明的9，10-α，α紫杉烷类似物的通用方案3的示图；图4是用于方案3的典型R7COO基团的示图；
图5是用于形成根据本发明的单酰化、双酰化以及三酰化9，10-α，α紫杉烷类似物的通用方案4的示图；图6是用于方案4的典型R7COO基团的示意图；图7是用于形成根据本发明的9，10-α，α紫杉烷类似物的通用方案5的示图；图8是用于形成根据本发明的9，10-α，α-7，9-缩醛紫杉烷类似物的通用方案6的示图；图9是按照方案6形成的典型化合物的示图；图10是用于使根据本发明的9，10-α，α紫杉烷类似物的侧链断裂的通用方案7的示图；图11是用于形成羧酸的通用方案8的示图，该羧酸用于将可替换的紫杉烷侧链连接到根据本发明的9，10-α，α紫杉烷类似物；图12是用于将图11的侧链酯化成根据本发明的13-羟基-9，10-α，α紫杉烷类似物的通用方案9的示图；图13是根据本发明的紫杉醇的典型2′-羟基保护的示图；图14是在图13中形成的化合物的典型的10-脱酰化的示图；图15是在图14中形成的化合物的典型的7-羟基保护的示图；图16是在图15中形成的化合物的典型的10-羟基氧化的示图；图17是在图16中形成的化合物的典型的9，10-二酮还原的示图；
图18是在图17中形成的化合物的典型的10-酰化的示图；图19是在图17和图18中形成的化合物的典型的7-去保护的示图；图20是在图19中形成的化合物的典型的2′-去保护的示图；图21是在图17和图18中形成的化合物的典型的2′，7-去保护的示图；图22是在图19中形成的化合物的典型的单、双、以及三酰化的示图，其中，R7COO可以选自图6的化学式；图23是在图20和图21中形成的化合物的典型的2′-保护的示图；图24是在图23中形成的化合物的典型的7-O-甲硫基甲基化的示图；图25是在图24中形成的化合物的典型的2-去保护的示图；图26是在图19中形成的化合物的典型的7，9-缩醛化反应的示图；图27是在图26中形成的化合物的典型的2′-去保护的示图；图28是在图20和图2 1中形成的化合物的典型的7，9-缩醛化的示图；图29是用于使在图28中形成的化合物的紫杉烷侧链断裂的典型反应的示图；
图30是用于制备异丁基N-保护的酯化合物的典型反应的示图，该化合物用于形成根据本发明的可替换的紫杉烷侧链；图31是用于将在图30中形成的化合物保护为茴香醛缩醛的典型反应的示图；图32是用于将在图31中形成的化合物皂化成羧酸的典型反应的示图；图33是用于将在图32中形成的侧链化合物连接到在图29中形成的13-羟基紫杉烷类似物的典型反应的示图；图34是在图33中形成的化合物的典型去保护和酰化的示图；以及图35是在图34中形成的化合物的典型的7，9-缩醛化的示图。
具体实施例方式
紫杉醇和多西紫杉醇具有以下化学式 紫杉醇R1＝苯基，R4＝AcO多西紫杉醇R1＝叔丁氧基，R4＝OH值得注意的是如上所示的分子的顶部，可以看到其具有9-酮结构和10-β羟基或10-β乙酰立体化学。本发明提供在分子的C-9和C-10 OH位具有α立体化学的新颖的紫杉烷类似物。一般来说，已发现这些化合物对于MDR敏感癌细胞系表现出极好的细胞生长抑制。例如，在表2中讨论的9，10-α，α羟基紫杉烷衍生物在若干已试验的细胞系中对细胞生长表现出有利的抑制作用。
表2 所选紫杉烷的生物活性数据
上述表2确定了化合物TPI 287、TPI 285、以及TPI 251，已发现这些化合物对于MDR敏感癌细胞系表现出极好的细胞生长抑制作用。以下将更详细讨论化合物TPI 287、TPI 285、以及TPI 251，这些化合物分别具有下面的结构
从下面的讨论将显而易见，TPI 287是确定为化学式31和化学式33的化合物的混合物，以下将参照图35对它们进行讨论。例如，关于图1中的通式A(其中，R1是叔丁氧基，R2是异丁基，以及R7是乙酰基)，例举了TPI 285的2′R异构体，。虽然未在图1中示出，如上所示，TPI 285的2′S异构体也被考虑。例如，关于图9中的通式Z(其中，R8是H，以及R9是亚乙基)，例举了TPI 251。除化合物TPI 287、TPI 285、以及TPI 251以外，各种其它9，10-α，α羟基紫杉烷衍生物对于各种癌细胞系也表现出显著的抑制作用。
1.9，10-α，α-羟基紫杉烷的合成根据本发明，可以用多种方法制备这种化合物。例如，如图1(方案1)和图2(方案2)所示，可以通过各种转化直接从标准紫杉烷A或A′制备9，10-α，α羟基紫杉烷F，其中各种转化包括将10-羟基紫杉烷D氧化成9，10-二酮紫杉烷E，以及还原成9，10-α，α-羟基紫杉烷F。在方案1和方案2中所示的化合物中，R1和R2可以各自是H，诸如异丁基或叔丁基的烷基，诸如惕各酰基团的烯基，诸如苯基的芳基，O-烷基，O-烯基，或O-芳基；R7可以是诸如甲基的烷基，烯基，或芳基；而P1和P2可以各自是羟基保护基团，如甲硅烷基保护基团，包括TBDMS或TES。
在图13至图17中举例说明该过程。例如，如图13所示，化学式1(其中，在方案1的通式A中，R1＝R2＝Ph；R7＝CH3)的紫杉醇首先在2′-羟基处用诸如叔丁基二甲基甲硅烷基(TBDMS)的羟基保护基团保护。在装有磁性搅拌棒的500mL圆底烧瓶(RBF)中装入50.0g(58.55mmol)紫杉醇(化学式1)、13.96g(204.8mmol，3.5当量)咪唑、以及26.47g(175.7mmol，3.0当量)TBDMS-Cl。将烧瓶放置在氮气氛下，并向烧瓶中加入350mL(7mL/g紫杉醇)无水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。在室温下搅拌反应20小时，然后通过下述来处理该反应将反应溶液稀释在600mL乙酸异丙酯(IPAc)中，用水洗涤直到洗涤水达到pH7，然后用盐水洗涤。有机相用硫酸镁干燥，过滤，然后蒸发至白色泡沫状固体，得到66.9g(面积百分比93.0)具有化学式2(其中，在方案1的通式B中，R1＝R2＝Ph；R7＝CH3；P1＝TBDMS)的未纯化的2′-O-TBDMS紫杉醇产物。此反应几乎是定量的。存在少量的2′，7-双-TBDMS，但这不是显著量的。
接着，如图14所示，通过肼解作用除去10-乙酰基。在装有磁性搅拌棒的1L RBF中加入59.5g化学式2的2′-O-TBDMS紫杉醇以及600mL(10mL/g)IPAc。搅拌溶液以溶解2′-O-TBDMS紫杉醇，然后向烧瓶中加入60mL(mL/g)水合肼，并在室温下搅拌反应1小时。通过下述来处理该反应将反应溶液稀释在1.2L IPAc中，首先用水洗涤，然后用氯化铵溶液洗涤，然后再次用水洗涤，直到含洗涤水pH为7，最后用盐水洗涤。有机相用硫酸镁干燥，过滤，并蒸发至55.8g的固体。将该固体再次溶解在3∶1的IPAc(1％水)∶庚烷中，溶解至总溶解固体(TDS)浓度为0.25g/mL，然后在YMC硅胶柱上纯化；监测层析柱洗脱液的紫外吸收。根据HPLC分析汇集级份并蒸发，得到39.3g(面积百分比98.6)化学式3(其中，在方案1的通式C中，R1＝R2＝Ph；P1＝TBDMS)的2′-O-TBDMS-10-脱乙酰基紫杉醇固体。如果反应进行太长时间(超过2小时)，产物会在C-7位开始差向异构化。除通过形成7-差向降解物而降低产率之外，这种杂质还需要增加色谱步骤来除去杂质。
如图15所示，现在用诸如三乙基硅烷基(TES)的保护基团保护7-羟基。在装有磁性搅拌棒的500mL RBF中加入39.3g(42.46mmol)化学式3的2′-O-TBDMS-10-脱乙酰基紫杉醇和15.6g(127.4mmol，3当量)DMAP。将烧瓶放置在氮气氛下，并向烧瓶中加入390mL(10mL/g)无水二氯甲烷(DCM)以溶解固体，接着加入14mL(84.92mmol，2当量)TES-Cl。在室温下搅拌反应3小时。通过下述来处理该反应将反应溶液蒸发至起始体积的大约一半，并稀释在300mL的EtOAc中，然后用水和稀HCl溶液洗涤，直到洗涤水的pH大约为7，然后用盐水洗涤。有机相用硫酸镁干燥，然后蒸发，得到42.0g(面积百分比97.7)化学式4(其中，在方案1的通式D中，R1＝R2＝Ph；P1＝TBDMS；P2＝TES)的白色固体。此反应几乎是定量的，并且和上述2′-TBDMS保护步骤一样，在处理后的固体中存在少许量的7，10-双-TES和过量的甲硅烷基化合物。
接下来，如图16中所例举的，10-羟基的氧化产生9，10-二酮化合物。在装有磁性搅拌棒的1L RBF中装入41.0g(39.43mmol)化学式4的2′-O-TBDMS-7-O-TES-10-脱乙酰基紫杉醇、2.1g(5.92mmol，0.15当量)TPAP、13.9g(118.3mmol，3当量)NMO。将烧瓶放置在氮气氛下，并向烧瓶中加入720mL(～20mL/g)无水DCM以溶解固体。在室温下搅拌反应22小时。通过下述来处理反应浓缩反应溶液至其一半体积，然后在175g硅胶(EM Sciences40-63μ)上干燥反应物。将含有二氧化硅的紫杉烷放置在30g的清洁硅胶(EM Sciences 40-63μ)上，然后用4L MTBE从硅胶洗脱产物。蒸发MTBE，得到37.3g(面积百分比93.2)化学式5(其中，在方案1的通式E中，R1＝R2＝Ph；P1＝TBDMS；P2＝TES)的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9，10-二酮紫杉醇。
最后，例如在图17中所示，9，10-二酮紫杉烷的还原产生9，10-α，α-羟基紫杉烷，。在装有磁性搅拌棒的2L圆底烧瓶中加入37.3g(35.9mmol)化学式5的受保护的9，10-二酮紫杉醇和900mL(～30mL/g紫杉烷)的3∶1 EtOH/MeOH。搅拌溶液以溶解固体，然后将烧瓶放置在冰/水浴中，之后搅拌溶液30分钟。将8.1g(215.7mmol，6当量)硼氢化钠(NaBH4)加入烧瓶中，然后在冰/水浴中搅拌反应5小时。通过下述来处理反应将反应溶液稀释在1L IPAc中，并用4×750mL水洗涤，然后用200mL盐水洗涤。用硫酸镁干燥有机配分物。用500mL IPAc再提取水洗涤液。用100mL盐水洗涤有机再提取溶液，然后用硫酸镁干燥，并和首次有机配分物合并。浓缩IPAc溶液直到固体开始沉淀出来，然后将庚烷加入溶液中，以结晶出具有化学式6(其中，方案1的通式F中R1＝R2＝苯基；P1＝TBDMS；P2＝TES)的受保护的9，10-α，α-OH，9-脱氧，10-脱乙酰基紫杉醇产物。将结晶溶液放置在冷冻器中过夜。对该物质进行三次结晶，第一次产生4.1g(面积百分比95.3)受保护的9，10-α，α-OH，9-脱氧，10-脱乙酰基紫杉醇产物，第二次产生18.3g(面积百分数90.9)产物，以及第三次产生2.9g(面积百分比81.7)产物。最初采用快速层析法处理该反应以纯化产物。然而，通过HPLC分析，进行的结晶作用给出和来自早先工作的层析出的物质相类似的纯度。
如图2(方案2)所示，当起始物质是例如图2中通式A′的10-脱乙酰基紫杉烷时，可以进行和上述相同的步骤——没有肼解作用步骤。
II.10-酰化以及2′，7-去保护接着，如图3(方案3)所示，获得的通式F的紫杉烷可以在7-位置去保护以产生通式H的紫杉烷，然后在2′-位置去保护以产生通式I的紫杉烷。在2′-位置和7-位置的去保护作用可以是两步过程或可以用一步进行。
可替换地，如方案3所示，通式F的紫杉烷可以在7位和2′位去保护之前首先在10位酰化。按照这条路线，通式F的紫杉烷的10-酰化作用产生了通式G的紫杉烷，然后通式G的紫杉烷可以在7位去保护以产生通式H′的紫杉烷，在2′-位去保护以产生通式I′的紫杉烷。这里再一次说明，在7-位和2′-位的去保护作用可以是两步过程，或可以一步完成。
如图18所例举的，通式F的紫杉烷的10-酰化作用可以用许多方式来完成。本发明特别考虑使用通式R7COOH的羧酸、或酰卤化物如通式R7COCl的酰基氯、或通式R7COOCOR7的酸酐。在示于方案3的化合物中，R1、R2、R7、P1以及P2如在方案1和方案2所定义，虽然应当明了，在方案3中连接在C-10的R7COO基团可以不同于在方案中被除去的R7COO基团。
当使用的试剂是羧酸时，典型的程序(如图18所示)如下在装有磁性搅拌棒的25mL圆底烧瓶中加入300mg(0.288mmol)化学式6(其中，在方案3的通式F中R1＝R2＝苯基；P1＝TBDMS；P2＝TES)的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9，10-α，α-OH，9-脱氧，10脱乙酰基紫杉醇、(0.720mmol，2.5当量)羧酸(CH3COOH)、178mg(0.864mmol，3.0当量)的DCC、以及13mg(0.086mmol，0.3当量)4-吡咯烷吡啶(4-Pp)。将烧瓶内的物质放置在氮气氛中，然后在烧瓶中加入10mL无水DCM。在室温下搅拌反应15+小时(借助TLC或HPLC检测所有反应的起始物质的消耗)；这些反应通常进行过夜。通过下述来处理该反应将反应溶液稀释在20mL的EtOAc中，然后搅拌15分钟以使二环己脲(DCU)沉淀。通过真空过滤从溶液除去DCU，然后用水洗涤滤液，直到水洗涤物的pH大约为7。然后用盐水洗涤有机溶液，并用硫酸钠干燥，然后蒸发至干燥。
当使用的试剂是酰卤化物时，典型的程序(如图18所示)如下。在装备有磁性搅拌棒并在氮气氛下的25mL圆底烧瓶中加入300mg(0.288mmol)化学式6的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9，10-α，α-OH，9-脱氧，10脱乙酰基紫杉醇、(0.720mmol，2.5当量)酰基氯(CH3COCl)、140μL(1.008mmol，3.5当量)TEA、13mg(0.086mmol，0.3当量)4-Pp、以及10mL无水DCM。在室温下搅拌反应15+小时；反应通常进行过夜，并在上午借助TLC和/或HPLC检测反应的起始材料的消耗。通过下述来处理该反应将反应溶液稀释在20mL的EtOAc中，然后用水洗涤直到水洗涤物的pH大约为7。之后用盐水洗涤有机溶液，并用硫酸钠干燥，然后蒸发至干燥。
当使用的试剂是酸酐时，典型的程序(如图18所示)如下。在装备有磁性搅拌棒并在氮气氛下的25mL圆底烧瓶中加入300mg(0.288mmol)化学式6的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9，10-α，α-OH，9-脱氧，10脱乙酰基紫杉醇、(2.880mmol，10当量)酸酐(CH3COOCOCH3)、106mg(0.864mmol，3当量)DMAP、以及5mL无水DCM。在室温下搅拌反应15+小时。通过下述来处理反应在反应烧瓶中加入5mL饱和碳酸氢钠溶液，并搅拌5分钟。将溶液转移到分液漏斗中，并用20mL EtOAc萃取有机相。然后用饱和碳酸氢钠和水洗涤有机萃取液直到水洗涤物的pH大约为7。然后用盐水洗涤有机配分物，并用硫酸钠干燥，然后蒸发至干燥。
得到的产物是化学式7(其中，在方案3的通式G中R1＝R2＝苯基；P1＝TBDMS；P2＝TES；R7＝CH3)的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9-α-OH，9-脱氧，10-表紫杉醇。图4示出许多可替换的基团，这些基团可以用于通式G的10-α-位的R7COO基团。本领域技术人员应当明了，这些酰化作用可以例如通过在上述程序中取代适当的羧酸R7COOH、酰卤化物R7COX、或酸酐R7COOCOR7来进行。
如上所述以及如在方案3中进一步说明的，通式F或G的紫杉烷可以用两步法或一步法在2′-位和7-位去保护。图19至图21示出典型的2′-位和7-位的去保护作用。
例如，如图19所示，可以分别利用乙腈(ACN)和含水HF，从化学式6除去7-O-TES基团以得到化学式8(其中，在方案3的通式H中，R1＝R2＝苯基；P1＝TBDMS)，或从化学式7除去7-O-TES基团以得到化学式9(其中，在方案3的通式H′中，R1＝R2＝苯基；P1＝TBDMS；R7＝CH3)。在装有磁性搅拌棒的500mL聚四氟乙烯瓶中加入2.50g(2.40mmol)化学式6的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9，10-α，α-OH，9-脱氧，10脱乙酰基紫杉醇，以及100mLACN。将该瓶放置在冰/水浴中，然后搅拌溶液30分钟。接着，将0.8mL的48％的HF水溶液缓慢加入反应液，然后在冰/水浴中搅拌反应20分钟。借助TLC监测反应中起始材料的消失。通过下述来处理反应通过加入200mLEtOAc来稀释反应液，通过在瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液来对中和，然后搅拌10分钟。之后将溶液转移到分液漏斗，用水洗涤有机配分物直到水洗涤物的pH大约为7，然后用盐水洗涤。用硫酸钠干燥有机配分物，然后蒸发成为化学式8的固体。如果在10-α-羟基上存在酰基(即，图19中的化学式7至化学式9或方案3中的通式G至通式H′)，也按照此程序进行。
接着，如图20所示，可以分别从化学式8除去2′-O-保护基团以得到化学式10(其中，在方案3的通式I中，R1＝R2＝苯基)或从化学式9除去2′-O-保护基团以得到化学式11(其中，在方案3的通式I′中，R1＝R2＝苯基；R7＝CH3)。在装有磁性搅拌棒的50mL聚四氟乙烯瓶中加入500mg化学式8的2′-O-TBDMS-9，10-α，α-OH，9-脱氧，10-脱乙酰基紫杉醇(或化学式9的2′-O-TBDMS-9-α-OH，9-脱氧，10-表紫杉醇)以及5mL无水THF。接着，在反应液中缓慢加入1mL的HF-吡啶溶液。在室温下搅拌反应1小时；借助TLC和/或HPLC监测反应进程，等待起始物质的消失。通过下述来处理反应在瓶中加入10mL的EtOAc以稀释反应液，然后在瓶中缓慢加入饱和碳酸氢钠以中和HF。将溶液转移到分液漏斗，并用重量百分比为10％的碳酸氢钠溶液洗涤有机配分物，然后用水洗涤，直到水洗涤物的pH大约为7。之后用盐水洗涤有机配分物，然后在蒸发成为化学式10(或化学式11)的固体之前用硫酸钠进行干燥。
本领域技术人员应当明了，可以颠倒上述去保护步骤的次序，从而首先除去2′-羟基保护基团，接着除去7-羟基保护基团。
另外，如上所述，可以利用四丁基氟化铵(TBAF)可以以一步法对通式F或通式G的紫杉烷的2′-位和7-位进行去保护。这里，如图21中所举例示出的，化学式6可以直接去保护成为化学式10，化学式7可以直接去保护成为化学式11。在装有磁性搅拌棒的10mL圆底烧瓶中加入100mg化学式6的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9，10-α，α-OH ，9-脱氧10脱乙酰基紫杉醇(或化学式7的2′-O-TBDMS-7-O-TES-9-α-OH-10-表紫杉醇)以及5mLEtOAc或THF以溶解紫杉烷。接着，在烧瓶中加入100μL的在THF中的1M TBAF，然后在室温下搅拌反应1小时；借助TLC和/或HPLC监测反应中起始材料的消失。通过下述来处理反应用水洗涤反应液，然后用盐水洗涤。用硫酸钠干燥有机配分物，然后蒸发成为具有化学式10(或化学式11)的固体。此方法同时除去2′-O-TBDMS保护基团和7-O-TES保护基团。
III.7，9，10-酰化现在，如图5(方案4)所示，可以用各种基团R7COO(如图6中所示的基团)酰化7-位、9-位、和/或10-位。在方案4所示的化合物中，R1、R2、R7、以及P1如上述对方案1和方案2所定义，虽然应当明了，方案4中的R7COO基团可以不同于方案1中被除去的R7COO基团。例如，如图22所示，化学式8(其中，在方案4的通式H中，R1＝R2＝苯基；P1＝TBDMS)的2′-O-TBDMS-9，10-α，α-OH，9-脱氧，10脱乙酰基紫杉醇可以在7-羟基单酰化为化学式12(对应于方案4的通式J)、在7，10-羟基双酰化为化学式13(对应于方案4的通式J′)、和/或在7，9，10-羟基被三酰化为化学式14(对应于方案4的通式J″)。本领域技术人员应当明了，可以在以下的程序中对应于所期望的R7COO基团(如那些来自图6的基团或其它需要的基团)来替换适宜的羧酸R7COOH。在装有磁性搅拌棒并通上氮气的5mL圆底烧瓶中加入100mg(0.108mmol)化学式8的2′-O-TBDMS-9，10-α，α-OH，9-脱氧，10脱乙酰基紫杉醇、(0.324mmol，3当量)羧酸、66.8mg(0.324mmol，3当量)DCC、6.6mg(0.054mmol，0.5当量)DMAP、以及1.5mL无水DCM。在室温下搅拌反应2.5小时。借助TLC和/或HPLC监测反应进程。如果没有检测到酰基增加，则加入另外的试剂以尝试引发反应。该反应产生单酰化、双酰化、以及某些三酰化产物的混合物。通过用0.2μm尼龙Acrodisc过滤反应溶液来处理反应。在滤液外加1mL的固体DCM洗涤物中加入100mg的IRC-50离子交换树脂。在室温下搅拌混合物30分钟。用另一个0.2μm尼龙Acrodisc再次过滤混合物。如在图22中所进一步示出的，得到的滤液溶液直接用于反应，以利用上述TBAF方法从2′-羟基除去TBDMS，从而分别由化学式6和化学式7得到化学式10和化学式11；将150μL试剂直接加入滤液，并在室温下搅拌4小时。其后处理与上述对去保护方法所述的相同。在反相半制备尺度的HPLC柱上对化合物进行纯化以提供化学式15(对应于方案4的通式K)、化学式16(对应于方案4的通式K′)、以及化学式17(对应于方案4的通式K″)。
IV.7-醚官能团如图7(方案5)所示，可以保护2′-羟基并且官能团可以连接在C-7位，例如在图23至图25中所示。在方案5所示的化合物中，R1、R2、R7、以及P1如以上对方案3所定义，而R6是醚官能团，例如O-甲硫基甲基基团或其它杂取代的醚官能团。最初试图从2′-O-TBDMS-9-α-OH-10-表紫杉醇合成7-O-甲硫基甲基化合物遇到下述困难甲硫基甲基基团大活泼以致不能经受住使用如上所述的HF-吡啶法或TBAF法的2′-羟基去保护步骤。因此，使用在不太苛刻的条件下可以除去的2′-羟基保护基团，例如TES保护基团是理想的。在图23中，化学式11的9-α-OH-10-表紫杉醇(其可以按照以上关于方案3所描述的途径之一加以制备)首先被保护为化学式18(其中，在方案5的通式L，中R1＝R2＝苯基；P1＝TES；R7＝CH3)的2′-O-TES醚。在装有磁性搅拌棒并通上氮气的25mL圆底烧瓶中加入1.2g(1.415mmol)化学式11的9-α-OH-10-表紫杉醇、6mL无水DCM、以及6mL无水吡啶。将烧瓶放置在冰/水浴中，然后搅拌溶液15分钟。在溶液冷却以后，在烧瓶中加入0.95mL(5.659mmol，4.0当量)TES-Cl。在冰/水浴中搅拌反应3小时。通过下述来处理反应将反应液稀释在30mLEtOAc中，并用水然洗涤，然后用盐水洗涤。用硫酸钠干燥有机配分物，然后蒸发至固体。利用EtOAc/庚烷梯度法通过快速层析纯化化学式18的2′-O-TES-9-α-OH-10-表紫杉醇产物。
如在图24中举例示出的，甲硫基甲基基团可以连接在7-O-位以得到化学式19(其中，在方案5的通式M中，R1＝R2＝苯基；P1＝TES；R7＝CH3；R6＝OCH2SCH3)。因为C-9羟基非常易于氧化，所以作为优选，在将甲硫基甲基醚附加到修饰的紫杉烷上的反应中不存在氧化试剂。100mL的圆底烧瓶装有磁性搅拌棒、氮气保护、以及冷凝器，并用铝箔包裹。在烧瓶中加入850mg(0.877mmol)化学式18的2′-O-TES-9-α-OH-10-表紫杉醇、894mg(5.261mmol，6当量)硝酸银、156mg(1.052mmol，1.2当量)的4-Pp、50mL无水甲苯、以及0.8mL(5.701mmol，6.5当量)的TEA。搅拌溶液以溶解固体，然后在烧瓶中加入441μL(5.261mmol，6.0当量)氯甲基甲基硫醚。将反应加热到70℃。在70℃下搅拌反应24小时。通过以硅藻土过滤反应溶液来处理反应。用80mL的EtOAc洗涤反应烧瓶和固体。将合并的滤液转移到分液漏斗，用水洗涤，然后依次用稀氯化铵、稀碳酸氢钠、以及水洗涤，直到水洗涤物的pH大约为7。接着，用盐水洗涤有机配分物，然后硫酸钠进行干燥，再浓缩至大约5mL。利用EtOAc/庚烷梯度法通过快速层析对溶液进行纯化。蒸发级份得到0.13g化学式19的2′-O-TES-7-O-甲硫基甲基-9-α-OH-10-表紫杉醇。
然后对2′-羟基进行去保护(如图25中举例示出的)以提供化学式20(其中，在方案5的通式N中，R1＝R2＝苯基；R7＝CH3；R6＝OCH2SCH3)。在装有磁性搅拌棒的10mL圆底烧瓶中加入0.12g(0.117mmol)化学式19的2′-O-TES-7-O-甲硫基甲基-9-α-OH-10-表紫杉醇以及8mL ACN。将烧瓶放置在冰/水浴中，然后搅拌溶液30分钟。将233μL(0.233mmol，2当量)1N HCl加入烧瓶中，并在冰/水浴中搅拌反应45分钟。甲硫基甲基醚在酸性条件下相当不稳定，因此如果利用在ACN中的1N HCl来除去TES基团的反应进行太长时间，则可以除去甲硫基甲基基团。通过下述来处理该反应将反应溶液注入盛有20mL EtOAc和30mL饱和碳酸氢钠溶液的分液漏斗。在振荡以后，除去水相，并用水洗涤有机配分物，直到水洗涤物的pH大约为7，然后用盐水洗涤。用硫酸钠干燥有机配分物，然后蒸发至淡黄色油状物。用反相半制备尺度的HPLC柱对产物进行纯化，得到50mg化学式20的7-O-甲硫基甲基-9-α-OH-10-表紫杉醇，其为白色固体。
V.7，9-缩醛连接类似物如图8(方案6)所示，本发明还提供了9，10-α，αOH紫杉烷的7，9-缩醛连接类似物。尤其是，7-位和9-位可以通过通式-OC(R8)(R9)O-结构加以连接，并且可以对2′-位去保护。在方案6的化合物中，R1、R2、R7、以及P1如以上对方案3所定义，而R8和R9可以各自是H、烷基、烯基、或芳基。图9示出了具有根据以下描述的方法制备的化学式Z的各种7，9-缩醛连接类似物。来自对图9中的化合物(其中，R8＝R9＝H)的细胞毒性研究的最初的数据表明该缩醛具有良好的活性。应当明了，本发明考虑了这种7，9-缩醛连接类似物的取代基的进一步的变化。例如，图9或其它附图中所示R8和R9基团可以取代在方案6的通式O和通式P中的R8和R9，并且如本文所述，可以进一步改变其R1、R2、R7以及P1基团。
例如，如图26所示，化学式9的化合物(其可以如以上关于图19所述地加以制备)可以被保护为化学式21(其中，在方案6的通式O中，R1＝R2＝苯基；P1＝TBDMS；R7＝CH3；R8＝R9＝H)的7，9-缩醛连接类似物。在装有磁性搅拌棒并通上氮气的10mL圆底烧瓶中加入100mg(0.103mmol)化学式9的2′-O-TBDMS-9-α-OH-10-表紫杉醇、2.5mg(0.013mmol，0.13当量)对甲苯磺酸、以及5mL无水DCM。搅拌溶液以溶解固体，然后加入CH2(OCH3)2(0.515mmol，5当量)，并在室温下搅拌反应1.5小时。借助TLC和/或HPLC监测反应进程。通过下述来处理反应将反应溶液稀释在10mL中，用水、然后用盐水洗涤得到的溶液。用硫酸钠干燥有机配分物，然后蒸发至化学式21的固体。如图27所示，在进行TBAF去保护法之前，在反相半制备尺度HPLC上纯化受保护的产物，以除去TBDMS基团，从而形成化学式22(其中，在方案6的通式O中，R1＝R2＝苯基；R7＝CH3；R8＝R9＝H)。从方案6可以明显看出，应当明了，在上述反应中通式R8R9C(OCH3)2的化合物可以被取代，以提供具有R8和R9基团的7，9-缩醛连接类似物，如在图9或其它附图中所示的7，9-缩醛连接类似物。
VI.紫杉烷侧链的取代以上讨论和相应的
了制备9，10-α，α-OH紫杉烷以及可用于形成该紫杉烷的中间体化合物的各种方法。就由那些方法制备的9，10-α，α-OH紫杉烷而论，可以使这些紫杉烷的侧链断裂以便连接可替换的侧链，该可替换的侧链具有和所示的和所描述的取代基不同的取代基。因此，图10提供了通用方案7，该方案用于使根据本发明的9，10-α，α-OH紫杉烷类似物的侧链断裂。例如，可以用根据通用方案9(图12所示)的化学式12的化合物取代该铡链。
更具体地说，如方案7所示、以及图28和图29所例举的，9，10-α，α-OH紫杉烷可以被保护为如上所述的7，9-缩醛连接类似物，之后可以断开侧链以提供13-羟基紫杉烷。在方案7所示的化合物中，R3是羟基或OP1；R1、R2、R7、以及P1如以上对方案3所定义；以及R8和R9如以上对方案6所定义。
例如，首先根据以上关于图18和图21所描述的程序如下地制备化学式11的化合物。在200mL圆底烧瓶中加入5.0g(4.800mmol)2′-O-TBDMS-7-O-TES-9，10-α，α-OH，9脱氧10脱乙酰基紫杉醇(化学式6)、1.75g(14.400mmol，3.0当量)DMAP、以及60mL无水DCM以溶解固体。将烧瓶密封，并放置在氮气氛中，然后将烧瓶放置在冰-水浴中。接着，在烧瓶中缓慢加入4.5mL(48.000mmol，10.0当量)乙酸酐。在0℃下搅拌反应，温度在一夜间升至室温。18小时以后，通过加入100mL饱和碳酸氢钠溶液来停止反应。用EtOAc提取产物，并用碳酸氢钠溶液、然后用水洗涤。干燥有机配分物，产生大约5.5g(5.075mmol)化学式7的粗产物。在氮气氛下，将粗制产物加入盛有110mL THF的250mL圆底烧瓶中。接着加入14.2mL、1.0M的TBAF在THF中的溶液。在室温下搅拌反应2.5小时，然后通过用EtOAc萃取以及用水洗涤来处理反应。蒸发有机配分物，得到约5.9g粗制固体。以快速层析纯化粗制物质，以产生1.5g纯化的化学式11的化合物。
如在例如图28中所示，化学式11的化合物可以被保护为7，9-缩醛(例如使用茴香醛二甲基缩醛)以形成化学式23(其中，在方案7的通式Q中，R1＝R2＝苯基；R3＝OH；R7＝CH3；R8＝H；R9＝PhOMe)的化合物。在氮气氛下，在50mL圆底烧瓶中加入1.15g(1.345mmol)化学式11的9-α-OH-10-表紫杉醇、以及25mL无水DCM。在烧瓶中加入343μL(2.017mmol，1.5当量)茴香醛二甲基缩醛，接着加入51mg(0.269mmol，0.2当量)的PTSA。在室温下搅拌反应45分钟，然后通过下述来处理反应用EtOAc萃取产物，并且用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，接着用水洗涤。蒸发有机配分物，得到约1.5g粗产物。通过快速层析纯化粗产物，以产生0.72g化学式23的纯产物。
接着，如图29所举例说明的，使侧链断裂以形成化学式24(其中，在方案7的通式R中，R7＝CH3；R8＝H；R9＝PhOMe)的化合物。在氮气氛下，在25mL圆底烧瓶中加入720mg(0.740mmol)化学式23的7，9-茴香醛缩醛-10-表紫杉醇、以及15mL无水THF。将烧瓶放置在-13℃的冰/水/氯化铵浴中。将固体硼氢化锂(29.0mg，1.331mmol，1.8当量)加入反应烧瓶中，并在-13℃下搅拌反应两小时，然后升温到0℃。在5小时15分钟以后，通过下述来处理反应用EtOAc稀释反应液，然后用水和氯化铵溶液进行洗涤。蒸发有机配分物，得到650mg粗制化合物，但HPLC表明仅有约20％的产物而大部分是未反应的起始物质；因此，通过重复上述程序再次开始反应，并使反应又进行6小时。蒸发有机配分物，得到约660mg粗产物。在YMC硅柱上对化合物进行纯化，以产生化学式24的化合物。
如图11(方案8)所说明的、以及例如在图30至图32中所示的，接着可以形成取代侧链。在方案8所示的化合物中，R2如以上对方案1和方案2所定义；P3是羟基保护基团，例如苄氧羰基(CBZ)基团；R10是烷基，例如甲基或乙基；以及R11和R12分别如以上对方案6的R8和R9所定义。应当明了，连接在方案8中的C-3上的R2基团可以不同于在方案7中被除去的铡链上的R2基团。另外，虽然典型的示图示出了异丁基侧链，但应当明了，其它基团可以取代方案8的化学式中的各种取代基。
如图30所示，化学式25(其中，在方案8的通式S中，R2＝CH2CH(CH3)2)的羧酸被转化成化学式26的酯(其中，在方案8的通式T中，R2＝CH2CH(CH3)2；P3＝CBZ；R10＝甲基)。在1L圆底烧瓶中加入8.65g(53.69mmol)化学式25的2-R，S-羟基-3-S-氨基-5-甲基己酸、以及130mL的MeOH以使该酸悬浮。将烧瓶放置在冰-水浴中，并在烧瓶中缓慢加入17.6mL(241.62mmol，4.5当量)亚硫酰二氯(SOCl2)。在0℃下搅拌反应4个半小时，然后在烧瓶中加入160mL的EtOAc和100mL水，接着用3M NaOH将反应溶液的pH调节到大约8。接着，在烧瓶中加入16.9mL(118.1mmol，2.2当量)的CBZ-Cl，然后将pH再调节到大约8。再搅拌反应3小时，然后通过下述来处理反应用EtOAc稀释反应液，除去含水配分物，并用水洗涤有机溶液，然后蒸发有机溶液，得到约22g粗制油状物。以正相色谱对产物进行纯化，产生8.4g化学式26的产物。
如图31所示，化学式26的化合物可以保护为化学式27(其中，在方案8的通式U中，R2＝CH2CH(CH3)2；P3＝CBZ；R10＝甲基；R11＝H；R12＝PhOMe)的N，O-茴香醛缩醛。在装有回流冷凝器的10mL圆底烧瓶中加入250mg(0.809mmol)2-R，S-羟基-3-S-N-(Cbz)-5-甲基己酰甲酯和6mL甲苯以溶解固体。接着，加入15mg(0.081mmol，0.1当量)PTSA，然后加入165μL(0.970mmol，1.2当量)茴香醛二甲基缩醛。回流反应两个半小时，然后通过用4mL饱和碳酸氢钠溶液洗涤反应溶液来使反应停止。蒸发有机配分物至油状物，然后通过快速层析进行纯化，以产生218mg化学式27的产物。
虽然保护侧链的N，O-缩醛优选与保护紫杉烷骨架(即，R8＝R11和R9＝R12)的7，9-缩醛相同，以致它们之后可以在单步化学步骤中被除去，但应当明了，可以使用不同的缩醛保护基团，并且分开的去保护步骤可能是必需的。
如图32所示，化学式27的酯化合物接着被皂化成其相应的化学式28(其中，在方案8的通式V中，R2＝CH2CH(CH3)2；P3＝CBZ；R11＝H；R12＝PhOMe)的羧酸。在5mL圆底烧瓶中加入280mg(0.656mmol)化学式27的3-N，2-O-茴香醛缩醛-3-N-Cbz-5-甲基己酰甲酯、以及2.8mL的EtOH以溶解固体。接着加入51.3mg的LiOH一水合物在420μL水中的溶液。在室温下搅拌反应4小时15分钟，然后通过下述来处理反应用稀HCl调至pH为1来停止反应，并将产物萃取到20mL甲苯中。然后用水洗涤有机相，并蒸发至216mg化学式28的酸产物。
如方案9所示，取代侧链接着被偶联到紫杉烷骨架。在方案9所示的化合物中，R2、R11、R12以及P3如以上对方案8所定义；R7、R8、以及R9如以上对方案7所定义；R1如以上对方案1和方案2所定义；以及R13和R14如以上分别对方案6的R8和R9所定义。应当明了，在方案9中的R1基团可以不同于在方案7中被除去的侧链上的R1基团。
例如，图33提供了化学式24(来自图29)与化学式28(来自图32)的偶联反应以提供化学式29(其中，在方案9的通式W中，R2＝CH2CH(CH3)2；P3＝CBZ；R11＝H；R12＝PhOMe；R7＝CH3；R8＝H；R9＝PhOMe)的化合物。在5mL圆底烧瓶中加入180mg(0.255mmol)7，9-茴香醛缩醛，9-脱氧10-表浆果赤霉素III(化学式24)和105mg(0.510mmol，2.0当量)的DCC。然后加入甲苯(2mL)以溶解固体。接着，将158mg(0.383mmol，1.5当量)异丁基侧链酸(化学式28)溶解于1.0mL的DCM中，然后将此溶液加入反应烧瓶，再加入6mg(0.038mmol，0.15当量)的4-Pp。在室温下搅拌反应23小时，然后通过加入11.5μL乙酸和4μL水并搅拌1小时使反应停止。在反应烧瓶中加入MTBE以使DCU沉淀，然后过滤反应溶液以除去沉淀物。用活性碳使滤液变成淤浆，然后通过短硅胶柱以除去4-Pp盐。蒸发洗脱液至固体，以产生270.7mg化学式29的粗制偶联产物。
如图34所示，然后可以除去7，9-缩醛和N，O-缩醛保护基团，并且增加N-酰基基团，以形成化学式30和化学式32(其中，在方案9的通式X中，R1＝叔丁氧基；R2＝CH2CH(CH3)2；R7＝CH3)的化合物，其可以通过液相色谱彼此分离或保持在一起用于下一步骤。虽然在化学式29的典型化合物中的7，9-缩醛和N，O-缩醛都使用了相同的茴香醛基团，以致可以在一步中除去两种基团，但应当明了，其它的缩醛保护基团也被考虑在内，以致可能需要多个去保护步骤。在10mL圆底烧瓶中加入270mg(0.245mmol)化学式29的7，9-茴香醛缩醛-10-表-3′-异丁基-3′，2′-N，O-茴香醛缩醛偶联酯、220mg(0.8g/g偶联酯)的Degussa型碳上钯、以及4.1mL的THF。在分开的管瓶中，将99μL浓HCl稀释在198μL水和1.0mL的THF中。将此溶液加入反应烧瓶中，密封烧瓶，并放置在氢气氛下。搅拌该加氢反应31小时，然后通过下述操作使该反应停止移走氢气，并从反应溶液中滤去催化剂，之后在反应溶液中加入分子筛以除去水，然后加入84.5μL(0.368mmol，1.5当量)叔丁氧基羰基(t-BOC)酐，以及再加入684μL的TEA。再搅拌反应21小时，然后通过下述来处理反应从反应溶液中滤出分子筛，用EtOAc稀释滤液，并用水洗涤。蒸发有机配分物至大约370mg油状物。首先通过快速层析、然后通过制备性TLC(pTLC)、接着通过半制备反相柱对所述油状物进行纯化，以产生3.9mg化学式30和化学式32的纯产物。
最后，如图35所示，如果需要，可以形成交替的7，9-缩醛，以提供化学式31或化学式33(其中，在方案9的通式Y中，R1＝叔丁基；R2＝CH2CH(CH3)2；R7＝CH3；R13＝H；R14＝CH＝CH2)的化合物。虽然在图35中形成了丙烯醛缩醛，但应当明了，其它基团可以取代方案9的R13和R14，如那些为图9或其它附图中例举的R8和R9基团所定义的基团。在HPLC管瓶插入物中装入3.4mg(4.13μmol)化学式30和化学式32的9-α-羟基，10-α-乙酰基-2′-R，S-羟基-3′-S-异丁基-3′-N-叔丁氧基羰基紫杉烷，接着加入70μL的DCM。接着，在插入物中加入12.8μL的1至20倍稀释在DCM中的丙烯醛二甲基缩醛(0.64μL缩醛，5.37μmol，1.3当量)溶液，再加入8.4μL(0.413μmol，0.1当量)0.05M在DCM中的PTSA溶液。轻微地振荡反应，然后在室温下放置。反应需要加入更多的缩醛溶液以促使反应完全，然后在两天以后通过下述来处理反应以约80mg的碱性活性氧化铝过滤溶液。用DCM、然后用EtOAc洗涤氧化铝，并将级份蒸发至干燥。用正相分析柱纯化粗制化合物，得到605μg化合物(该产物是异构体混合物)，即化学式31和化学式33的7，9-丙烯醛缩醛-10-α-乙酰基-2′-R，S-羟基-3′-S-异丁基-3′-N-叔丁氧基羰基紫杉烷，其可以通过液相色谱加以分离。
VII.用于合成7，9-缩醛连接类似物的替代方法9，10-α，α-OH紫杉烷的7，9-缩醛连接类似物也可以直接由以下化学式的10-脱乙酰基浆果赤霉素III(10-DAB)形成
使用10-DAB是有利的，因为它在自然界非常丰富，因而比上述图1和图2所示以及所论述的起始化合物A或A′便宜。
在本替代方法中，10-DAB(化学式34)首先在C-7位和C-10位被保护以按照下述反应形成C7，C10二-CBZ 10-脱乙酰基浆果赤霉素III(化学式35) 化学式34 化学式35通过在温浴中升温到40℃将化学式34的C7，C10二-CBZ10-脱乙酰基浆果赤霉素III(50g，91.8mmol)溶解于THF(2L，40ml/g)中。在Neslab冷却器中使溶液冷冻到-41℃，然后在搅拌的冷冻溶液中加入氯甲酸苄酯(46mL，3.2当量，293.8mmol)，接着进一步冷到-44℃。在此溶液中在45分钟内逐步加入2.3M己基锂溶液(130mL，3.3当量，303mmol)，同时维持反应混合物的温度≤-39℃。在Neslab中持续搅拌45分钟，此时HPLC表明反应已完全。在总反应时间为2小时时，通过加入1N HCl(400mL)和IPAc(1L)并将反应移出Neslab冷却器使反应停止。在升温到10℃期间反应可以搅拌。分离各层，并依次用水(500mL)、饱和NaHCO3(200L)、以及水(4×500mL)洗涤IPAc层，然后用硅胶，填塞进行过滤。浓缩滤液直到开始形成固体。加入IPAc(850mL)并将混合物加热至60℃以溶解一些固体。在热溶液中加入庚烷(800mL)，然后在冰箱中冷却溶液并过滤。用庚烷洗涤通过过滤收集的固体，然后在45℃下使其真空干燥，得到35。
接着，按照下述反应，使化学式35与化学式36的侧链偶联以形成化学式37 化学式35 化学式37这里，将化学式36的侧链(38g，99.6mmol)溶解在甲苯中，并达到已知浓度(0.09524g/mL)。将此溶液加入化学式35(54.0g，66.4mmol)中。在温浴中对溶液加热，并将在甲苯(540mL)中的DMAP(8.13g，66.4mmol)和DCC(25.28g，119.6mmol)加入热的反应混合物中。在维持温度约51℃的同时，连续搅拌反应并定期取样用于HPLC。3小时以后，加入另外的在甲苯(140mL)中的DCC(13.0g)。
第二天上午(25.25小时)，加入MTBE(450mL)，并通过硅胶填塞过滤反应混合物，用MTBE洗涤，接着用EtOAc洗涤，然后浓缩至产生61.8g油状物。用EtOAc再次洗涤硅胶，并浓缩该二次洗出液至50mL，然后静置。次日该二次洗出液已开始结晶。对其进行过滤，并用1∶1的庚烷/IPAc洗涤滤液，然后在40℃下真空干燥，以产生化学式37的固体。
接着，按照以下反应，在C7位和C10位对化学式37进行去保护，以产生化学式38 化学式37 化学式38将THF(300mL)和HCl(22mL)的溶液加入化学式37(61.8g，52.5mmol)在THF(15mL/g，920mL)的溶液中。用氮气吹扫得到的溶液。加入催化剂(含有50％水的10％Pd/C，99.1g)，并用氮气吹扫烧瓶三次，然后用氢气吹扫三次。在氢气包下剧烈搅拌反应混合物21小时。此时，对反应进行取样，HPLC表明仍有38％(面积百分此)的起始物质存在。加入水(10mL)并继续搅拌。20小时以后，HPLC表明仍有相同量的起始物质存在。用硅藻土过滤反应混合物，并用THF进行洗涤。然后浓缩以除去过量的THF；加入新鲜的催化剂(101g)，并和以前一样将反应混合物放回在氢气氛下。又一个24小时后，仍然存在中间体化合物，并加入更多的催化剂(20g)。在1小时后，HPLC表明反应已完全。用硅藻土过滤反应混合物，并用IPAc充分洗涤。用NH4Cl溶液(500mL)、水(500mL)、5％NaHCO3(500mL)、水(300mL)、以及盐水(300mL)洗涤合并的滤液。干燥、过滤、以及浓缩有机层，以产生化学式38的泡沫。
然后按照以下反应，使化学式38转化成化学式39
化学式38 化学式39在室温下将化学式38(41.37g，52.5mmol)溶解于DCM(500mL)。溶液混浊，其可能是由在先前反应中产生的DCU的存在所引起的。在杂质是水的情况下，将Na2SO4加入溶液，然后用滤纸将溶液过滤到2L烧瓶中。收集固体然后用DCM(250mL)洗涤到烧瓶中，并用隔膜和氮气包覆盖烧瓶。在溶液中加入TEA(35mL)，接着加入DMAP(1.284g)和TES-Cl(～30mL，3.5当量)，并搅拌。加入另外的TES-Cl(15mL)和TEA(20mL)，在6小时以后HPLC表明反应已完成。
然后通过加入EtOH(25mL)使反应停止。分出各层，用饱和NH4Cl(～500mL)洗涤有机层，然后用Na2SO4干燥并浓缩。用硅胶装填快速柱，并用8∶2的庚烷/IPAc(1.5L)润湿。将固体溶解于8∶2的庚烷/IPAc(250mL)并过滤以除去未溶解的固体。将此溶液浓缩至～100mL然后加到柱子上。用8∶2的庚烷/IPAc洗脱该柱并收集级份。汇集包含产物的级份并浓缩，以得到化学式39的泡沫。
然后按照以下反应，氧化化学式39以形成化学式40 化学式39 化学式40这里，将固体Na2SO4加入化学式39(24.45g，24.0mmol)和4-甲基吗啉N-氧化物(10.1g，84mmol)在DCM(340mL)中的溶液，以确保反应是干燥的。搅拌混合物1小时，然后用24cm槽纹滤纸过滤到2L的3-N圆底烧瓶中。用DCM(100mL)将Na2SO4固体洗涤到烧瓶中。在溶液中加入分子筛(6.1g，重量为15％/g)，并开始搅拌。加入TPAP(1.38g)并使反应在氮气覆盖下搅拌。定期取样用于HPLC。在2小时以后加入另外的TPAP(0.62g)，并在15小时以后再次加入TPAP(0.8g)。将反应混合物加到硅胶(86g)填塞上，用8∶2的庚烷/IPAc湿润，然后用IPAc进行洗脱。收集、汇集、并浓缩级份至油状物。加入4-甲基吗啉N-氧化物(5.0g)和DCM(100mL)，并搅拌。将Na2SO4(13g)加入混合物，并用滤纸过滤。用DCM(45mL)洗涤Na2SO4固体，并加入分子筛(5g)和TPAP(1.03g)。45分钟以后，加入更多的TPAP(1.05g)。制备硅胶填塞，并用80∶20的庚烷/IPAc湿润。将反应混合物加到该填塞上，并用IPAc进行洗脱。收集级份，并汇集包含产物的级份，然后浓缩，以产生化学式40的油状产物。
接着，按照以下反应还原化学式40以形成化学式41。
化学式40化学式41将NaBH4(365mg，6当量)加到搅拌着的化学式40(1.6g)在EtOH(19mL)和MeOH(6.5mL)中的溶液(在冰-水浴中冷却)中。1小时以后，从冰-水浴中移出反应混合物，并在2小时时，对反应进行取样用于HPLC，其表明反应已完成。在冰-水浴中冷却反应混合物，然后加入NH4OAc在MeOH(15mL)中的溶液，接着加入IPAc(50mL)和水(20mL)。对其进行混合并分离。用水(20mL)和盐水(10mL)洗涤有机层，再次用水(15mL)和盐水(10mL)洗涤有机层，然后用水(2×15mL)洗涤两次。用Na2SO4干燥并放置在冷冻器中过夜。第二天上午取样用于HPLC，然后对反应进行干燥，并在旋转蒸发器上浓缩有机层。将有机层放置在真空烘箱中，以产生化学式41的泡沫产物。
接着，按照以下反应，酰化化学式41以形成化学式42 化学式41化学式42在化学式41(14.1g，13.84mmol)的DCM(50mL)溶液中加入TEA(5.8mL，41.5mmol)、Ac2O(2.62mL，27.7mmol)、以及DMAP(724mg，5.5mmol)。搅拌反应并定期取样用于HPLC。18.5小时以后，加入另外的TEA(1.5mL)和Ac2O(1mL)。在19小时之后，HPLC表明反应已完成。用IPAc(300mL)稀释反应混合物，并将其倒入5％NaHCO3(100mL)中。然后搅拌，分离，接着用水(100mL)、饱和NH4Cl(2×100mL)、水(3×50mL)、以及盐水(50mL)洗涤有机层，然后用Na2SO4过滤。浓缩混合物，以产生化学式42的泡沫产物。
接着，按照以下反应，将化学式42转化成化学式43的化合物
化学式42化学式43将一定量的化学式42(3.0g，2.829mmol)称量到100mL烧瓶中。接着，在室温下向烧瓶中加入DCM(24mL)，再加入MeOH(6mL)。在氮气氛下开始搅拌混合物，并加入CSA(0.0394g，0.17mmol)。4小时以后，LCMS表明产物已形成。将5％NaHCO3(15mL)加入反应混合物；对其剧烈振荡，然后加入分液漏斗。用5％NaHCO3(25mL)冲洗反应烧瓶到分液漏斗，其后振荡反应混合物并对层进行分离。用盐水洗涤有机层，用Na2SO4干燥，然后浓缩。加入MTBE(3×25mL)，并在每次加入后浓缩反应混合物至干燥，最后得到3.7068g泡沫。将泡沫溶解于MTBE(10mL)中并搅拌。在反应液中缓慢加入庚烷(50mL)，并立即生成固体。真空过滤固体，然后用庚烷(720mL)冲洗。收集固体，并在40℃的真空烘箱中干燥，以产生化学式43。
然后，在下述反应中将化学式43转化成化学式44 化学式43化学式44在室温下搅拌化学式43(2.1g，2.52mmol)的DCM(10.5mL)溶液。接着，在溶液中加入3，3-二甲氧基-1-丙烯(2.03g，17.7mmol)，再加入CSA(0.035g，0.15mmol)。在搅拌溶液3.5小时以后，LCMS表明反应已完成。用DCM(25mL)对反应进行稀释，然后加入盛有55mL的5％NaHCO3溶液的分液漏斗。对层进行分离，然后用DCM(25mL)洗涤水层。合并两个有机层，用盐水洗涤，用Na2SO4干燥并浓缩。用硅胶装填快速层析柱，然后用50∶50的MTBE/庚烷(1000mL)润湿。将反应混合物溶解于MTBE(10mL)，加到柱上，用50∶50的MTBE/庚烷洗脱。收集级份，汇集，浓缩，然后在50℃的真空烘箱中干燥，得到化学式44的产物。
IX.交替侧链偶联反应如上述在形成9，10-α，α-OH紫杉烷的7，9-缩醛连接类似物的可替换方法的第二反应步骤中所说明的，化学式35的C7，C10二-CBZ10-脱乙酰基浆果赤霉素III与化学式36的侧链偶联以形成化学式37。本发明还考虑了可替换的化学式35的侧链的偶联。考虑的化学式45的可替换侧链具有以下结构 化学式45按照以下反应，可以由化学式36(上述)的结构形成化学式45 化学式36化学式45这里，在氮气氛下，将BOM-酸、化学式36(3.8g，～10.0mmol)溶解于DCM(30mL)中，搅拌并在0℃的冰-水浴中冷却。在此溶液中加入DCM(2mL)和二乙基三氟化硫(1.575g，20.0mmol)，然后搅拌反应4小时。温度增加到约10℃。LCMS表明反应已完成。加入水(50mL)和DCM(50mL)，然后将反应混合物转移到分液漏斗。对层进行分离，用水(50mL)和盐水(50mL)洗涤有机层，用Na2SO4干燥并浓缩，得到化学式45的产物。
接着，按照以下反应，化学式35和化学式45的侧链偶联，从而产生化学式46的产物 化学式35 化学式46这里，将化学式35(0.2g，0.246mmol)和DMAP(0.5g，4.1mmol)称量到用通有氮气的烘干的梨形烧瓶中。将烘干的通有氮气的回流冷凝器放置在烧瓶的顶部，并将它放入加热到75℃的油浴中。在烧瓶中加入在甲苯(1mL)中的BOM酰基氟(化学式45，0.5g，1.31mmol)，并将温度升到85℃。在氮气氛下连续搅拌5.5小时以产生化学式46的产物。
因此，通过本发明的典型具体实施例已在一定详细程度上对本发明进行了描述。然而应当明了，本发明由下述依据现有技术解释的权利要求所限定，以致可以对本发明的典型实施例进行改进或变化而不偏离本文所包括的本发明的精神。
权利要求
1.一种具有以下化学式的化合物 其中R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、或O-芳族基；R3是羟基或OP1；R4和R5各自是羟基或R7COO；R6是羟基、OP2、R7COO、或醚官能团；R7是烷基、烯基、或芳基；P1和P2各自是羟基保护基团；以及其中，当R3是OP1；R4是羟基；R5是羟基；以及R6是OP2时，R1和R2不都是苯基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中R1是异丁基或叔丁氧基。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中R1是甲基巴豆酰基。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中R1是苯基。
5.根据权利要求1所述的化合物，其中R2是异丁基。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中R2是苯基。
7.根据权利要求1所述的化合物，其中R6是O-甲硫基甲基或其它杂取代的醚。
8.根据权利要求1所述的化合物，其中P1和P2选自TBDMS和TES。
9.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自以下化学式
10.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物具有以下化学式 其中，R1是t-BOC；R2是异丁基；R7是CH3；以及P1是羟基保护基团。
11.一种具有以下化学式的化合物 其中R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、或O-芳基；R3是羟基或OP1；R4是羟基或R7COO；R7是烷基、烯基、或芳基；R8和R9各自选自H、烷基、烯基、或芳基；以及P1是羟基保护基团。
12.根据权利要求11所述的化合物，其中R4是R7COO，以及其中，R7COO选自以下结构
13.根据权利要求11所述的化合物，其中R3是羟基，R8是H或CH3，以及R9选自
14.根据权利要求11所述的化合物，其中所述化合物选自以下化学式
15.根据权利要求11所述的化合物，其中，所述化合物具有以下化学式 其中，R4是羟基或CH3COO。
16.一种用于制备紫杉烷类似物及其衍生物的方法，包括(A)提供具有以下化学式的起始化合物 其中R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、或O-芳基；R7是烷基、烯基、或芳基；以及P1和P2各自是羟基保护基团；(B)将所述起始化合物转化成具有以下化学式的第一紫杉烷类似物
17.根据权利要求16所述的方法，包括氧化所述起始化合物以形成具有以下化学式的第一中间体化合物的步骤
18.根据权利要求16所述的方法，包括在C-10位酰化所述第一紫杉烷类似物以形成具有以下化学式的第二紫杉烷类似物的步骤
19.根据权利要求18所述的方法，包括对所述第二紫杉烷类似物的2′-O位和7-O位进行去保护以形成具有以下化学式的第三紫杉烷类似物的步骤
20.根据权利要求18所述的方法，包括对所述第二紫杉烷类似物的7-O位进行去保护以形成具有以下化学式的第四紫杉烷类似物的步骤
21.根据权利要求16所述的方法，包括对所述第一紫杉烷类似物的2′-O位和7-O位进行去保护以形成具有以下化学式的第五紫杉烷类似物的步骤
22.根据权利要求16所述的方法，包括对所述第一紫杉烷类似物的7-O位进行去保护以形成具有以下化学式的第六紫杉烷类似物的步骤
23.根据权利要求22所述的方法，包括在C-7位、C-9位、或C-10位酰化所述第六紫杉烷类似物以形成具有以下化学式的第七紫杉烷类似物的步骤
24.根据权利要求23所述的方法，包括对所述第七紫杉烷类似物的2′-O位进行去保护以形成具有以下化学式的第八紫杉烷类似物的步骤
25.一种用于制备紫杉烷类似物及其衍生物的方法，包括(A)提供具有以下化学式的起始化合物 其中R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、或O-芳基；R7是烷基、烯基、或芳基；以及P1和P2各自是羟基保护基团；(B)将所述起始化合物转化成具有以下化学式的第一紫杉烷类似物 其中R1和R2各自选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、以及O-芳基；R3是羟基或OP1；R7＝烷基、烯基、或芳基；P1是羟基保护基团。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述第一紫杉烷类似物具有选自下述化学式的化学式
27.根据权利要求25所述的方法，包括将所述第一紫杉烷类似物保护为7，9-缩醛连接类似物以形成具有以下化学式的第二紫杉烷类似物的步骤
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述第二紫杉烷类似物具有选自以下化学式的化学式
29.根据权利要求27所述的方法，包括在C-13位使所述第二紫杉烷类似物的侧链断裂以将所述第二紫杉烷类似物转化成具有以下化学式的第一中间体化合物的步骤
30.根据权利要求29所述的方法，包括用具有以下化学式的第二中间体化合物酯化所述第一中间体化合物的步骤 从而形成具有以下化学式的第三紫杉烷类似物 其中R2选自H、烷基、烯基、芳基、O-烷基、O-烯基、以及O-芳基；R4是羟基或R7COO；R7是烷基、烯基、或芳基；R8、R9、R11、以及R12各自选自H、烷基、烯基、或芳基；以及P3是NH保护基团。
31.根据权利要求30所述的方法，其中R9和R12各自选自
32.根据权利要求30所述的方法，其中，P3是苄氧羰基(CBZ)。
全文摘要
9，10－α，α－OH紫杉烷化合物及其生产方法。
文档编号A61K31/337GK1886400SQ200480034638
公开日2006年12月27日 申请日期2004年9月27日 优先权日2003年9月25日
发明者詹姆斯·D·麦克切斯尼, 詹姆斯·费拉拉, 扬·齐格穆特 申请人:泰普斯特医药公司