环氧噻酮类似物的制作方法

文档序号:1063357阅读:956来源:国知局
专利名称:环氧噻酮类似物的制作方法
技术领域
本发明涉及环氧噻酮(Epothilone)A,环氧噻酮B,环氧噻酮类似物,环氧噻酮类似物群和用固相和液相化学反应制备这些化合物的方法,它们在治疗疾病或制造用于治疗疾病的药剂中的应用,以及在合成这些化合物中使用的新中间体。发明背景环氧噻酮A(1,图1)和环氧噻酮B(2,图2)是从粘丝菌目纤维堆囊菌菌株90中分离出的天然物质。这些天然物质对于抗紫杉醇的肿瘤细胞具有细胞毒性,可能会有与紫杉醇相似或更优越的临床用途。(对于紫杉醇,参看Horwitz等,Nature(自然)277,665-667(1979);Nicolaou等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)33,15-44(1994))与紫杉醇相似,环氧噻酮也被认为是通过诱导微管组合和稳定而发挥其细胞毒性(Bollag等,Cancer Res(癌症研究)55,2325-2333(1995);Kowalski等,J.Biol.Chem.(生物化学杂志)272 2534-2541(1997))。据报道环氧噻酮类在稳定微管方面的能力约为紫杉醇的2000-5000倍。尽管环氧噻酮类与紫杉醇(TaxolTM)的结构有显著差异,但是发现环氧噻酮类与微管上的同一区域结合并由其结合位顶替掉紫杉醇(TaxolTM)(Grever等,Seminarsin Oncology(肿瘤论坛)1992,19,622-638;Bollag等,Cancer Res.(癌症研究)1995,55,2325-2333;Kowalski等,J.Biol.Chem.(生物化学杂志)1997,272,2534-2541;Horwitz等,Nature(自然)1979,277,665-667;Nicolaou等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)1994,33,15-44)。环氧噻酮A和B因其新奇的分子结构、重要的生物效应和诱人的作用机制而引起了化学家、生物学家和临床医师的强烈兴趣(Hfle等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)35,1567-1569(1996);Grever等,Semin.Oncol.(肿瘤论坛)19,622-638(1992);Bollag等,CancerRes.(癌症研究)55,2325-2333(1995);Kowalski等,J.Biol.Chem.(生物化学杂志)272,2534-2541(1997);Nicolaou等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)35,2399-2401(1996);Meng等,J.Org.Chem.(有机化学杂志)61,7998-7999(1996);Bertinato等,J.Org.Chem.(有机化学杂志)61,8000-8001(1996);Schinzer等,Chem.Eur.J.(欧洲化学杂志)2,1477-1482(1996);Mulzer等,Tetrahedron Lett.(四面体快报)37,9179-9182(1996);Claus等,Tetrahedron Lett.(四面体快报)38,1359-1362(1997);Gabriel et al.Tetrahedron Lett.(四面体快报)38,1363-1366(1997);Balog等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)35,2801-2803(1996);Yang等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)36,166-168(1997);Nicolaou等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)36,525-527(1997);Schinzer等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)36,523-524(1997);Meng等,J.Am.Chem.Soc(美国化学会志)119,2733-2734(1997))。
现在需要的是在微管稳定剂领域显示出优越的药理性质的环氧噻酮A和B的类似物及环氧噻酮A和B的类似物集群。
需要制备合成的环氧噻酮A、环氧噻酮B、环氧噻酮A和B的类似物及环氧噻酮类似物群的方法,包括在微管稳定作用和细胞毒性两方面都显示出最佳水平的环氧噻酮类似物。发明概要本发明提供了合成环氧噻酮衍生物的新方法,这些衍生物具有有利的药理性质,尤其是其活性比紫杉醇更好或者(尤其是就优选化合物而言)活性接近或优于环氧噻酮A或B,而不用这种新方法是无法做到的,本发明还涉及用于合成环氧噻酮A和环氧噻酮B的新的合成方法。
详言之,本发明涉及环氧噻酮类似物。更具体地说,本发明涉及以下结构式(式(1))表示的化合物,或者(在本发明更广的意义上)在存在成盐基团的情形下该化合物的盐

其中n是1至5,优选3,或在本发明更广的含义上优选1。在优选的实施方案中,R*是-OR1,R**是氢,或者R*和R**一起形成另一个键,从而在带有R*和R**的两个碳原子之间形成一个双键;R1是选自氢(优选)或甲基的基团,或者(在本发明的更广的含义上)是一个保护基,特别是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基;R2是选自氢、亚甲基和(优选)甲基的基团;R3选自氢、亚甲基和(优选)甲基;R4选自氢(优选)或甲基,或者是一个保护基,优选选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基;R5选自以下基团氢,甲基,-CHO,-COOH,-CO2甲基、-CO2(叔丁基),-CO2(异丙基),-CO2(苯基),-CO2(苄基),-CONH(糠基),-CO2(N-苯并(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-CON(甲基)2、-CON(乙基)2、-CONH(苄基)、-CH=CH2、HC≡C-和CH2R11;R11选自以下基团-OH,-O-三苯甲基,-O-(C1-C6烷基),-(C1-C6烷基),-O-苄基,-O-烯丙基,-O-COCH3,-O-COCH2Cl,-O-COCH2CH3,-O-COCF3,-O-COCH(CH3)2,-O-CO-C(CH3)3-,-O-CO(环丙烷),-OCO(环己烷),-O-COCH=CH2,-O-CO-苯基,-O-(2-糠酰基),-O-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-O-肉桂酰基,-O-(乙酰苯基),-O-(2-噻吩磺酰基),-S-(C1-C6烷基),-SH,-S-苯基,-S-苄基,-S-糠基,-NH2,-N3,-NHCOCH3,-NHCOCH2Cl,-NHCOCH2CH3,-NHCOCF3,-NHCOCH(CH3)2,-NHCO-C(CH3)3,-NHCO(环丙烷),-NHCO(环己烷),-NHCOCH=CH2,-NHCO-苯基,-NH(2-糠酰基),-NH-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-NH-(肉桂酰基),-NH-(乙酰苯基),-NH-(2-噻吩磺酰基),-F,-Cl,-I,-CH2CO2H和甲基;R6不存在或为亚甲基或氧;R7是氢;R8选自以下化学式代表的基团

其中R9选自氢和甲基;R10选自以下化学式代表的基团


和(在本发明更广的含义上)


;以及

其中Rx是酰基,尤其是低级烷基酰基,如乙酰基;R12选自氢,甲基或保护基,优选为叔丁基二苯基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基、叔丁氧羰基和以下任何化学式代表的基团

最好是,式1化合物具有化学式1A

其中各基团及符号与对式1化合物定义的相同。
在以上结构式中,“a”可以是不存在或是一个单键;“b”可以是单健或双键;“c”可以是不存在或单键;“d”可以是不存在或单键。但要符合以下条件1. 如果R2是亚甲基,则R3是亚甲基;2. 如果R2和R3都是亚甲基,则“a”是单键;3. 如果R2和R3选自氢和甲基,则单键“a”不存在;4. 如果n是3,R2是甲基,R3是甲基,R5选自甲基和氢,R6是氧,R7是氢,R8代表以下化学式

其中R9是氢,且R10由以下化学式表示

则R1和R4不能同时都是氢或甲基或乙酰基;5.如果R6是氧,则“c”和“d”都是单键,且“b”是单键;6.如果R6不存在,则“c”和“d”不存在,且“b”是双键;7.如果“b”是双键,则R6、“c”和“d”不存在;特别优选的是使用该化合物治疗抗性(尤其是药物抗性)肿瘤或制备用于治疗药物抗性肿瘤的药物制剂,或用于治疗患有对其它化学治疗药物(尤其是紫杉醇)产生抗性的增生性疾病的哺乳动物(尤其是人)的药物制剂或方法,其作法是使需要这种治疗的哺乳动物(尤其是人)服用该化合物,尤其是使用用于合成游离化合物的被保护形式的化合物。附图简介图1表示了环氧噻酮A(1)和B(2)的结构与编号。
图2表示天然产物化合物环氧噻酮A(1)的逆合成分析。
图3表示3个结构单元基体的合成,其中A)代表用以下试剂和条件合成醛7(a)1.05当量NaHMDS,2.0当量n-C5H9I,3.0当量HMPA,-78至25℃,5小时;(b)1.1当量LiAlH4THF,-78℃,15分钟,60%(2步);(c)1.5当量NMO,5mol%TPAP,二氯甲烷,4分子筛,25℃,0.5小时,95%。NaHMDS=二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠;HMPA=六甲基磷酰胺,NMO=4-甲基吗啉-N-氧化物;TPAP=过钌酸四丙基铵;B)代表醇18a和18b的合成。试剂和条件(a)1.3当量TPSCl,2.0当量咪唑,DMF,0-25℃,1.5小时(90%17a,94%17b);(b)1.25当量四乙烯基锡,5.0当量正丁基锂,THF,-78℃,45分钟,然后2.5当量CuCN/THF,-78至-30℃;随后17a或17b在THF中,-30℃,1小时,18a(86%),18b(83%)(TPS=Siph2tBu);C)代表酮酸21的合成。试剂和条件(a)1.2当量19,1.6当量NaH,THF,0→25℃,1小时,99%;(b)CF3COOH∶二氯甲烷(1∶1),25℃,0.5小时,99%。
图4表示通过烯烃复分解合成环氧噻酮环形骨架15S系列。试剂和条件(a)1.2当量EDC,0.1当量4-DMAP,二氯甲烷,0→25℃,12小时,86%;(b)21,1.2当量LDA,-78℃→-40℃,THF,45分钟;然后1.6当量7的THF溶液,-78℃→-40℃,0.5小时,23(42%),24(33%);(c)0.1当量RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,二氯甲烷,25℃,12小时,25(85%),26(79%);(d)2.0当量TBAF,5.0当量AcOH,25℃,36小时,27(92%),28(95%)。DCC=二环己基碳化二亚胺,4-DMAP=4-二甲基氨基吡啶,LDA=二异丙基氨基化锂。
图5代表通过烯烃复分解合成环氧噻酮环形骨架15R系列。试剂和条件(a)1.4当量DCC,1.4当量4-DMAP,甲苯,25℃,12小时,95%;(b)21,1.2当量LDA,-78℃→-40℃,THF,45分钟;然后1.6当量7在THF中,-78℃→-40℃,0.5小时,29(54%),30(24%);(c)0.1当量RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,二氯甲烷,25℃,12小时,31(80%),32(81%)。
图6表示在噻唑存在下的复分解法环氧化环氧噻酮类似物39-44的合成。在噻唑存在下的复分解和环氧化环氧噻酮类似物39-44的合成。试剂与条件(a)21,2.3当量LDA,-78℃→-30℃,THF,1.5小时;然后1.6当量7/THF,-78℃→-40℃,1小时(33∶34,2∶3);(b)约2.0当量6,约1.2当量EDC,约0.1当量4-DMAP,二氯甲烷,0→25℃,12小时,35(29%),6(44%)(2步);(c)0.1当量RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,二氯甲烷,25℃,12小时,7(86%),38(66%);(d)0.9-1.2当量mCPBA,CHCl3,-20→0℃,12小时,37→39(或40)(40%),40(或39)(25%),41(18%);38→42(或43)(22%),43(或42)(11%),44(7%);(e)过量的CF3COCH3,8.0当量NaHCO3,5.0当量Oxone,CH3CN/Na2EDTA(2∶1),0℃,37→39(或40)(45%),40(或39)(28%);38~42(或43)(60%),43(或42)(15%)。mCPBA=间氯过苯甲酸。
图7表示结构单元6-8的偶合。试剂和条件(a)8,2.3当量LDA,-78→-30℃,THF,1.5小时;然后1.6当量7在THF中,-78→-40℃,1小时(45∶46,3∶2);(b)约2.0当量6,约1.2当量EDC,约0.1当量4-DMAP,二氯甲烷,0→25℃,12小时,4(52%),47(31%)(2步)。
图8表示环氧噻酮骨架的环氧化环氧噻酮A(1)和类似物51-57的全合成。(a)0.1当量RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,二氯甲烷,25℃,20小时,3(46%),48(39%);(b)20%CF3COOH/二氯甲烷,0℃,3小时,3→49(90%);48→50(92%);(c)0.8-1.2当量mCPBA,CHCl3,-20→0℃,12小时,49→1(35%),51(13%),52(或53)(9%),53(或52)(7%),54(或55)(5%),55(或54)(5%);1→54(或55)(35%),55(或54)(33%),57(6%);(d)1.3-2.0当量mCPBA,CHCl3,-20→0℃,12小时,1(15%),51(10%),52(或53)(10%),53(或52)(8%),54(或55)(8%),55(或54)(7%),56(5%),57(5%);(e)1.0当量二甲基二氧杂丙环,CH2Cl2/丙酮,0℃,1(50%),51(15%),52(或53)(5%),53(或52)(5%);(f)过量的CF3COCH3,8.0当量NaHCO3,5.0当量Oxone,CH3CN/Na2EDTA(2∶1),0℃,1(62%)51(13%)图9表示环氧噻酮58-60的合成。试剂和条件(a)0.9-1.3当量mCPBA,CHCl3,-20°-0℃,12小时,58(或59)(5%),59(或58)(5%),60(60%);(b)1.0当量二甲基二氧杂丙环,二氯甲烷/丙酮,0℃,58(或59)(10%),59(或58)(10%),60(40%);(c)过量的CF3COCH3,8.0当量NaHCO3,5.0当量Oxone,MeCN/Na2EDTA(2∶1),0℃,58(或59)(45%),59(或58)(35%)。
图10表示环氧噻酮64-69的合成。(a)20%CF3COOH/二氯甲烷,0℃,3小时,90%;(b)0.1当量RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,二氯甲烷,25℃,20小时,62(20%),63(69%);(c)0.8-1.2当量mCPBA,CHCl3,-20→0℃,12小时,62→64(或65)(25%),65(或64)(23%);63→67(或68)(24%),68(或67)(19%),69(31%);(d)过量的CF3COCH3,8.0当量NaHCO3,5.0当量Oxone,CH3CN/Na2EDTA(2∶1),0℃,62→64(或65)(58%)65(或64)(29%);63→67(或68)(44%),68(或67)(21%)。
图11表示了环氧噻酮A(1)和B(2)的分子结构和用大环内酯化方法对其进行逆合成分析。
图12表示2个结构单元基体的合成,其中A)代表酮酸76的合成。试剂和条件1.2当量(+)-Ipc2B(烯丙基),Et2O,-100℃,0.5小时,74%(按Mosher酯分析,ee>98%);(b)1.1当量TBSOTf,1.2当量2.6-二甲基吡啶,二氯甲烷,25℃,98%;(c)O3,二氯甲烷,-78℃,0.5小时;然后1.2当量Ph3P,-78→25℃,1小时,90%;(d)3.0当量NaClO2,4.0当量2-甲基-2-丁烯,1.5当量NaH2PO4,叔丁醇∶H2O(5∶1),25℃,2小时,93%;B)代表鏻盐79和醛82的合成。试剂和条件(a)1.6当量DIBAL,二氯甲烷,-78℃,2小时,90%;(b)Ph3P=C(CH3)CHO,苯,回流,98%;(c)1.5当量(+)-Ipc2B(烯丙基),Et2O,-100℃,0.5小时,96%(按Mosher酯分析,ee>97%);(d)1.2当量TBSCI,1.5当量咪唑,DMF,0-25℃,2小时,99%;(e)(i)1.0mol%OsO4,1.1当量4-甲基吗啉N-氧化物(NMO),THF∶叔丁醇∶水(1∶1∶0.1),0→25℃,12小时,95%;(ii)1.3当量Pb(OAc)4,乙酸乙酯,0℃,0.5小时,98%;(f)2.5当量NaBH4,甲醇,0℃,15分钟,96%;(g)1.5当量I2,3.0当量咪唑,1.5当量Ph3P,乙醚∶MeCN(3∶1),0℃,0.5小时,89%;1.1当量Ph3P,纯相,100℃,2小时,98%。
图13说明了醛77和酮78的合成。试剂和条件(a)1.1当量LDA,THF,0℃,8小时;然后1.5当量4-碘代-1-苄氧基丁烷在THF中,-100→0℃,6小时,92%(按1H NMR,de>98%);(b)O3,二氯甲烷,-78℃,77%或MeI,60℃,5小时;然后3N盐酸水溶液,正戊烷,25℃,1小时,86%;(c)3.0当量NaBH4,MeOH,0℃,15分钟,98%;(d)1.5过量TBSCl,2.0当量Et3N,二氯甲烷,0→25℃,12小时,95%;(e)H2,Pd(OH)2催化,THF,50psi,25℃,15分钟,95%;(f)2.0当量(COCl)2,4.0当量DMSO,6.0当量Et3N,二氯甲烷,-78→0℃,1.5小时,98%;(g)1.5当量MeMgBr,THF,0℃,15分钟,84%;(h)1.5当量NMD,0.05当量过钉酸四异丙铵(TPAP),4分子筛,二氯甲烷,25℃,45分钟,96%。
图14说明了环氧噻酮A(1)及其6S,7R-非对映异构体(111和112)的全合成。试剂和条件(a)1.2当量79,1.2当量NaHMDS,THF,0℃,15分钟,然后加1.0当量醛77,0℃,15分钟,77%(Z∶E约9∶1);(b)1.0当量CSA在1小时内分批加入,二氯甲烷∶甲醇(1∶1),0→25℃,0.5小时,86%;(c)2.0当量SO3.吡啶,10.0当量DMSO,5.0当量Et3N,二氯甲烷,25℃,0.5小时,94%;(d)3.0当量LDA,THF,0℃,15分钟;然后1.2当量76/THF,-78→-40℃,0.5小时;然后1.0当量74/THF,-78℃,高产率得到103a及其6S,7R-非对映异构体103b(约1∶1);(e)3.0当量TBSOTf,5.0当量2,6-二甲基吡啶,二氯甲烷,0℃,2小时;(f)2.0当量K2CO3甲醇,25℃,15分钟;由74得到31%105和30%6S,7R-非对映异构体106;(g)6.0当量TBAF,THF,25℃,8小时,78%;(h)同(g),82%;(i)5.0当量2,4,6-三氯苯甲酰氯,6.0当量Et3N,THF,25℃,15分钟;然后加到10.0当量4-DMAP的甲苯溶液(按72计为0.002M),25℃,0.5小时,90%;(j)同(i),85%;(k)20%CF3COOH/二氯甲烷(体积浓度),0℃,1小时,92%;(1)与(k)同,95%;(m)甲基(三氟甲基)二氧杂丙环,MeCN,0℃,75%(约5∶1的非对映异构体);(n)同(m),87%(111∶112约为2∶1的非对映异构体,暂时的立体化学结构)。
图15表示化合物101的合成。试剂和条件(a)1.5当量I2,3.0当量咪唑,1.5当量Ph3P,乙醚∶MeCN(3∶1),0℃,0.5小时,91%;(b)1.1当量Ph3P,纯相,100℃,2小时,91%;(c)1.2当量114,1.2当量NaHMDS,THF,0℃,15分钟;然后1.0当量醛82,0℃,15分钟,69%(Z∶E约9∶1)。
图16说明环氧噻酮B(2)和类似物的全合成。试剂和条件(a)1.5当量79,1.5当量NaHMDS,THF,0℃,15分钟,然后加1.0当量酮78,-20℃,12小时,73%(Z∶E约1∶1);(b)1.0当量CSA于1小时内分批加入,二氯甲烷∶MeOH(1∶1),0℃;然后25℃,0.5小时,97%;(c)2.0当量SO3·吡啶,10.0当量DMSO,5.0当量Et3N,二氯甲烷,25℃,0.5小时,95%;(d)3.0当量LDA,THF,0℃,15分钟;然后1.2当量76/THF,-78→-40℃,0.5小时;随后1.0当量75′/THF,-78℃,以高产率得到117a′及其6S,7R-非对映异构体117b′(约1∶1);(e)3.0当量TBSOTf,5.0当量2,6-二甲基吡啶,二氯甲烷,0℃,2小时;(f)2.0当量K2CO3,MeOH,25℃,15分钟,由75′得31%119′和30%6S,7R-非对映异构体120′;(g)6.0当量TBAF,THF,25℃,8小时,75%;(h)1.3当量2,4,6-三氯苯甲酰氯,2.2当量Et3N,THF,0℃,1小时;然后加到10.0当量4-DMAP的甲苯溶液中(按73′计为0.002M),25℃,12小时,37%121;和40%122;(i)20%CF3COOH(体积)的二氯甲烷溶液,-10→0℃,1小时,91%;(j)与(i)相同,89%;(k)二甲基二氧杂丙环,二氯甲烷,-50℃,75%(2∶124约为5∶1的非对映异构体)或1.5当量的mCPBA,苯,3℃,2小时,66%,(2∶124约为5∶1的非对映异构体)或甲基(三氟甲基)二氧杂丙烷,MeCN,0℃,85%(2∶124约为5∶1的非对映异构体);(1)1.5当量mCPBA,苯,3℃,2小时,73%(125∶126约为4∶1的立体异构体)或甲基(三氟甲基)二氧杂丙环,MeCN,0℃,86%(125∶126约1∶1非对映异构体)。
图17说明了用于环氧噻酮B(2)的醛75的主体选择性合成。试剂和条件(a)1.5当量83,苯回流,5小时,95%;(b)3.0当量DIBAL,二氯甲烷,-78℃,2小时,98%;(c)2.0当量Ph3P,CCl4,回流,24小时,83%;(d)2.0当量LiEt3BH,THF,0℃,1小时,99%;(e)1.2当量9-BBN,THF,0℃,2小时,91%;(f)1.5当量I2,3.0当量咪唑,1.5当量Ph3P,乙醚∶MeCN(3∶1),0℃,0.5小时,92%;(g)1.5当量80,1.5当量LDA,THF,0℃,8小时,随后1.0当量81在THF中,-100→-20℃,10小时,70%;(h)2.5当量单过氧邻苯二甲酸,镁盐(MMPP),MeOH∶磷酸盐缓冲液pH 7(1∶1),0℃,1小时,80%;(i)2.0当量DIBAL,甲苯,-78℃,1小时,82%。
图18表示环氧噻酮B(2)的第一种立体选择性全合成。试剂和条件(a)3.0当量LDA,THF,0℃,15分钟;然后1.2当量76在THF中,-78→-40℃,0.5小时,然后1.0当量75在THF中,-78℃,高产率得到117a和6S,7R-非对映异构体117b(约1.3∶1.0非对映异构体);(b)3.0当量TBSOTf,5.0当量2,6-二甲基吡啶,二氯甲烷,0℃,2小时;(c)2.0当量K2CO3,MeOH,25℃,15分钟,由75得32%119和28%6S,7R非对映异构体119;(d)6.0当量TBAF,THF,25℃,8小时,73%;(e)同(d),71%;(f)5.0当量2,4,6-三氯苯甲酰氯,6.0当量Et3N,THF,25℃,15分钟,然后加到10.0当量4-DMAP的甲苯溶液中(按73计为0.002M),25℃,12小时,77%;(g)同(f),76%;(h)20%CF3COOH(体积)的二氯甲烷溶液,0℃,1小时,91%;(i)见图16。
图19表示环氧噻酮B(2)的第二种立体选择性合成。试剂和条件(a)1.2当量LDA,THF,0℃,15分钟;然后1.2当量136在THF中,-78→-40℃,1小时;随后1.0当量75在THF中,-78℃,85%137和6S,7R-非对映异构体138(约3∶1);(b)1.2当量TBSOTf,2.0当量2,6-二甲基吡啶,二氯甲烷,0℃,2小时,96%;(c)1.0当量CSA,1小时内分批加入,二氯甲烷∶MeOH(1∶1),0→25℃,0.5小时,85%;(c)2.0当量(COCl)2,4.0当量DMSO,6.0当量Et3N,二氯甲烷,-78→0℃,1.5小时,95%;(d)3.0当量NaClO2,4.0当量2-甲基-2-丁烯,1.5当量NaH2PO4,叔丁醇∶H2O(5∶1),25℃,2小时,90%。
图20表示了用固相烯烃复分解方法进行环氧噻酮A(1)的逆合成分析,其中TBS=t-BuMe2Si;实心圆圈=聚苯乙烯。
图21说明了环氧噻酮a的固相合成,其中(a)1,4-丁二醇(5.0当量),NaH(5.0当量),碘化四正丁基铵(0.1当量),DMF,25℃,12小时;(b)Ph3P(4.0当量),I2(4.0当量),咪唑(4.0当量),二氯甲烷,25℃,3小时;(c)Ph3P(10当量),90℃,12小时(3步,按聚合物的增重计为>90%);(d)NaHMDS(3.0当量),THF∶DMSO(1∶1),25℃,12小时;(e)149(2.0当量),THF,0℃,3小时(根据臭氧分解回收的醛,>70%);(f)10%HF吡啶/THF,25℃,12小时;(g)(COCl)2(4.0当量),DMSO(8.0当量),Et3N(12.5当量),-78℃→25℃(2步约95%)*;(h)144(2.0当量),LDA(2.2当量),THF,-78→-40℃,1小时;然后将形成的烯醇化物加到悬浮在ZnCl2(2.0当量)/THF溶液中的树脂里,-78→-40℃,2.0小时(约90%)*;(i)143(5.0当量),DCC(5.0当量),4-DMAP(5.0当量),25℃,15小时(80%产率,由用NaOMe处理回收到的杂环片段确定);(j)153(0.75当量),二氯甲烷,25℃,48小时(52%;154∶155∶156∶141=约3∶3∶1∶3);(k)20%TFA的二氯甲烷溶液(v/v),157为92%,158为90%;(1)160〔甲基(三氟甲基)二氧杂丙环〕,MeCN,0℃,2小时(1为70%,159为45%;除这些产物外,还得到相应的α-环氧化物)。NaHMDS=二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠;DMSO=二甲基亚矾;LDA=异丙基氨基化锂;TBS=t-BuMe2Si;4-DMAP=4-二甲基氨基吡啶。*估算的产率。通过对聚合物键合物质的红外(IR)分析和对用臭氧分解法得到的产物的TLC分析来监测反应。
图22表示环氧噻酮对微管蛋白组合物的活性。反应混合物含有1.0mg/ml的纯化过的微管蛋白,0.4M谷氨酸一钠,5%二甲基亚砜和不同浓度的药物。各化合物均用三个不同的实验评价,列出其平均值。将样品温育,离心,并在室温下处理(黑圈=71,EC50=3.3±0.2μM;黑三角=2,EC50=4.0±0.1μm;圆圈=1,EC50=14±0.4μM;方块=紫杉醇,EC50=15±2μM;三角=123,EC50=22±0.9μM;黑方块=158,EC50=25±1μM;倒三角=123,EC50=39±2μm)。EC50定义为使50%微管蛋白组合成聚合物的药物浓度。在药物不存在时,离心除掉的微管蛋白不足5%,而在高浓度的最有效的药物存在下,形成聚合物的蛋白质超过95%。这表明至少90%的微管蛋白有可能与环氧噻酮和类紫杉醇相互作用。虽然所得到的紫杉醇EC50值比Hofle等于Angew.chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)35,1567-1569(1996)中所述的另一试验中得到的数值高,但在这些实验中该试剂的作用仅是作为对照。
图23提供了用1A9,1A9PTX10(β微管蛋白突变体),1A9PTX22(β-微管蛋白突变体)和A2780AD细胞系进行的细胞毒性实验结果数据表,对比了环氧噻酮A(1)和B(2)与合成类似物71、158、123和125作为微管蛋白组合诱导剂和人工卵巢癌细胞生长抑制剂的相对活性。(a)见图22;(b)细胞系的生长用微量滴定板中蛋白质定量法评价。使用亲代细胞系1A9(A2780细胞系的克隆)来选择两种抗紫杉醇的亚系(1A9PTX10和1A9PTX22)。这些亚系是利用在紫杉醇和维拉帕米(一种P-糖蛋白调制剂)存在下生长来选择的。在β-微管蛋白同种型M40基因中确认有两个清楚的突变点。在1A9PTX10氨基酸残基270中由Phe(TTT)变至Val(GTT),而在1A9PTX22残基364中由Ala(GCA)变至Thr(ACA)。A2780AD系是表达高含量P-糖蛋白的多种抗药性(MDR)细胞系。相对抗性指的是用抗性细胞系得到的IC50与用亲代细胞系得到的IC50的比值。
图24表示了环氧噻酮A(1)和环氧噁酮A(2)的结构和编号。
图25表示前体164和165的结构单元的偶合与结构。试剂和条件(a)2.4当量LDA,-40℃,THF,1.5小时,然后7在THF中,-40℃,0.5小时;94%(45∶46约5∶3);(b)1.2当量(+)-Ipc2B(烯丙基),乙醚,-100℃,0.5小时,91%;(c)2.0当量163,1.5当量DCC,1.5当量4-DMAP,甲苯,25℃,12小时,49%(164)加33%(165),二步。TBS=叔丁基二甲基甲硅烷基;Ipc2B(烯丙基)=二异松蒎烷基烯丙基甲硼烷,LDA=二异丙基氨基化锂;DCC=二环己基碳化二亚胺;4-DMAP=4-二甲基氨基吡啶。
图26表示了前体164的烯烃复分解和环氧噁酮161、171、170和172的合成。试剂和条件(a)2.0mol%RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂,CH2Cl2,25℃,20小时,40%(166)加29%(167);(b)20%TFA在CH2Cl2中,25℃,2小时,89%(168),95%(169);(c)CH3CN/Na2EDTA(2∶1),10.0当量CF3COCH3,8.0当量NaHCO3,3.0当量Oxone,0℃,34%(161)加15%(170),25%(171)加20%(172)。TFA=三氟乙酸。环氧化物161、171、168、169、170和172暂时的立体化学指认是以161和171在微管蛋白聚合试验中的效力比170和172高为基础(见图28)。
图27说明了C6-7非对映异构的前体165的烯烃复分解和环氧噁酮175-180的合成。试剂和条件(a)20mol%RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂,CH2Cl2,25℃,20小时,25%(173)加63%(174);(b)20%TFA在CH2Cl2,25℃,2小时,75%(175),72%(176);(c)CH3CN/Na2EDTA(2∶1),10.0当量CF3COCH3,8.0当量NaHCO3,3.0当量Oxone,0℃,38%(177)加17%(178),22%(179)加13%(180)。
图28表示了环氧噁酮类、环氧噻酮类和紫杉醇对微管蛋白聚合的作用。对于环氧噻酮A和B使用过滤-比色分析法,只是温育度由37℃改为30℃,并用纯微管蛋白代替微管蛋白。在20mM浓度下对所有的环氧噁酮(164、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179和180)进行初步筛选后,将效力最强的(161、168、169、171、和172)与环氧噻酮A(1)和B及紫杉醇在0.1、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0mM下一起试验。B=环氧噻酮B;T=紫杉醇。
图29表示环氧噻酮类似物192、193、194、和195的合成。
图30表示环氧噻酮类似物199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209和210的合成。
图31表示鏻类似物220的合成。
图32表示环氧噻酮高级中间体大环内酯229和230的合成。
图33表示环氧噻酮类似物233、234、235和236的合成。
图34表示高级中间体腈244的合成。
图35表示环氧噻酮类似物249的合成。
图36表示环氧噻酮类似物229的合成。
图37表示高级中间体醛257的合成。
图38表示环氧噻酮类似物263的合成。
图39表示环氧噻酮类似物266的合成。
图40表示4,4-桥亚乙基环氧噻酮A类似物267的逆合成分析。
图41表示酮酸272的合成。试剂和条件(a)1.3当量BrCH2CH2Br,3.0当量K2CO3,DMF,25℃,15小时,60%;(b)2.0当量LiAlH4,乙醚,-20至0℃,2.5小时,93%;(c)4.0当量DMSO,3.0当量(COCl2),8.0当量三乙胺,CH2Cl2-78至0℃,64%;(d)1.1当量(+)-Ipc2B(烯丙基),乙醚,-100℃;(e)3.8当量TBSOTf,4.6当量2,6-二甲基吡啶,CH2Cl2,-78℃;(f)4.1当量NaIO4,0.05当量RuCl3·H2O,MeCN∶H2O∶CCl4(2∶3∶2),25℃,43%(三步)。DMSO=二甲基亚矾;TBS=叔丁基二甲基甲硅烷基;(+)-Ipc2B(烯丙基)=二异松蒎烷基烯丙基甲硼烷。
图42说明了高级中间体269和278的结构单元的偶合及结构。试剂和条件(a)2.4当量LDA,-30℃,THF,2小时,然后7在THF中,-30℃,0.5小时;(29∶36约2∶3);(c)2.5当量30,1.2当量EDC,0.1当量4-DMAP,CH2Cl2,0至25℃,2小时,15%(269)加36%(278),二步。TBS=叔丁基二甲基甲硅烷基;LDA=二异丙基氨基化锂;EDC=1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-3-碳化二亚胺盐酸盐;4-DMAP=4-二甲基氨基吡啶。
图43表示了二烯269的烯烃复分解和4,4-桥亚乙基环氧噻酮A类似物及282-284的合成。试剂和条件(a)10mol%RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,CH2Cl2,25℃,2小时,37%(268)加35%(279);(b)25%氢氟酸吡啶在THF中,0至25℃,28小时,65%(280),62%(281);(c)CH2Cl2∶CH3CN∶Na2EDTA(1∶2∶1.5),50当量CF3COCH3,11当量NaHCO3,7.0当量Oxone,0℃,50%(267或282)加29%(282或267);11%(283或284)加31%(284或283)。
图44表示了C6-C7非对映异构的二烯278的烯烃复分解和4,4-桥亚甲基环氧噻酮A类似物及289-292的合成。试剂和条件(a)9mol%RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,CH2Cl2,25℃,1小时,18%(285)加58%(286);(b)25%氢氟酸吡啶/THF,0至25℃,22小时,54%(287),76%(288);(c)CH2Cl2∶CH3CN∶Na2EDTA(4∶4∶1),50当量CF3COCH3,16当量NaHCO3,10当量Oxone,0℃,39%(289或290)加35%(290或289);22%(291或292)加27%(292或291)。
图45表示了环氧噻酮B的4,4-桥亚乙基类似物(267)的分子结构和逆合成分析。R1=TBS=SitBuMe2。
图46表示酮294的合成。试剂与条件(a)O3,CH2Cl2-78℃,0.5小时;然后1.2当量,Ph3P,-78→25℃,1小时,90%;(b)1.1当量LiAl(OtBU)3H,THF,-78→0℃,15分钟;(c)2.0当量TBSCl,3.0当量三乙胺,0.02当量4-DMAP,CH2Cl2,0→25℃,12小时,83%(二步)。
图47表示环氧噻酮B的4,4-桥亚乙基类似物的全合成。试剂和条件(a)1.5当量LDA,THF,0℃,15分钟;然后1.4当量294在THF中,-78→-60℃,1小时;随后1.0当量75在THF中,-78℃,24%297及47%它的6S,7R-非对映异构体298(约1∶2);(b)1.2当量TBSOTf,2.0当量2,6-二甲基吡啶,CH2Cl2,0℃,2小时,92%;(c)1.0当量CSA分批,CH2Cl2∶MeOH(1∶1),0→25℃,0.5小时,74%;(d)与(b)相同,89%;(e)与(c)相同,60%;(f)2.0当量(COCl)2,4.0当量DMSO,6.0当量三乙胺,CH2Cl2,-78→0℃,1.0小时,96%;(g)与(f)相同,69%;(h)6.0当量NaClO2,10.0当量2-甲基-2-丁烯,3.0当量NaH2PO4,叔丁醇∶水(5∶1),25℃,0.5小时,91%(i)6.0当量TBAF,THF,25℃,8小时,62%;(j)同(h),99%;(k)同(i),50%;(l)1.1当量2,4,6-三氯苯甲酰氯,2.2当量三乙胺,THF,0℃,1小时;然后加到2.0当量4-DMAP的甲苯溶液中(按293计为0.002M),25℃,3小时,70%;(m)同(1),72%;(n)20%氢氟酸吡啶(体积)/THF,0→25℃,24小时,92%;(o)同(n)90%;(p)甲基(三氟甲基)二氧杂丙环,MeCN,0℃,86%(267∶311约为8∶1非对映异构体);(q)同(p),89%(312∶313约为2∶1非对映异构体)。
图48代表化合物309的ORTEP图。
图49表示关键醛320、321、323和329的合成。
图50表示用关键中间体330、331和332及复分解方法合成环氧噻酮类似物的固相反应法。
图51表示环氧噻酮E及支链环氧噻酮类似物的逆合成分析和全合成路线。Aro=芳族部分。
图52表示通过Stille偶合反应合成环氧噻酮类似物。
图53表示通过Stille偶合反应合成环氧噻酮类似物中推荐使用的锡烷的合成。
图54列出了使用所述锡烷可得到的化合物表。化合物356和357互为立体异构体,其中356是顺式烯烃,357表示反式烯烃类似物,表中还标出了产率。
图55列出了使用所述锡烷可得到的化合物表。化合物356和357互为立体异构体,其中356是顺式烯烃,357表示反式烯烃类似物,表中还标出了产率。
图56表示环氧噻酮E的合成。试剂和条件(a)33当量H2O2,60当量CH3CN,9.0当量KHCO3,MeOH,25℃,4小时,65%(以50%转化率为基础)。
图57表示26-羟基化合物的合成。试剂和条件(a)1.3当量Ac2O,1.0当量4-DMAP,EtOAc,0℃,0.5小时,95%;然后25%氢氟酸吡啶/THF(v/v),0→25℃,24小时,92%;(b)3.0当量新戊酰氯,4.0当量三乙胺,0.05当量4-DMAP,CH2Cl2,0℃,0.5小时,93%;然后如(a)中一样脱甲硅烷基化,90%;(c)3.0当量苯甲酰氯,4.0当量三乙胺,0.05当量4-DMAP,CH2Cl2,0℃,0.5小时,85%;然后如(a)中一样脱甲硅烷基化,90%;(d)5.0当量MnO2,乙醚,25℃,3小时,85%;(e)5.0当量NaClO2,70当量2-甲基-2-丁烯,2.5当量NaH2PO4,叔丁醇∶水(5∶1),0℃,0.5小时,98%;(f)CH2N2,乙醚,0℃,80%;(g)4.0当量Ph3P,CCl4,75℃,24小时,85%;然后如(a)中一样脱甲硅烷基化,86%;(h)1.1当量NaH,20当量MeI,DMF,0℃,1小时,65%;然后如(a)中一样脱甲硅烷基化,89%;(i)1.1当量NaH,20当量BnBr,DMF,0→25℃,1小时,40%;然后如(a)中一样脱甲硅烷基化,87%;(j)1.1当量DAST,CH2Cl2,-78→25℃,1小时,60%;然后如(a)中一样脱甲硅烷基化,85%;(k)5.0当量MnO2,乙醚,25℃,3小时,90%;然后2.0当量Ph3P+CH3Br,2.0当量LiHMDS,THF,0℃,85%;然后如(a)中一样脱甲硅烷基化,85%;(a′)1.1当量Ac2O,1.0当量4-DMAP,EtOAc,0℃,0.5小时,90%;(b′)3.0当量新戊酰氯,4.0当量三乙胺,0.05当量4-DMAP,CH2Cl2,0℃,0.5小时,90%;(c′)1.2当量苯甲酰氯,4.0当量三乙胺,0.05当量4-DMAP,CH2Cl2,0℃,0.5小时,75%;(d′)1.5当量TEMPO(0.008M的CH2Cl2溶液),0.1当量NaOCl(在5%NaHCO3水溶液中的0.035M溶液),0.1当量KBr(0.2M水溶液),CH2Cl2,0℃,0.5小时,75%;(e′)5.0当量NaClO2,70当量2-甲基-2-丁烯,2.5当量NaH2PO4,叔丁醇∶水(5∶1),0℃,0.5小时,95%;(f′)CH2N2,Et2O∶EtOAc(1∶2),0℃,2小时,90%;(g′)4.0当量Ph3P,CH3CN∶CCl4(1∶3),25℃,1小时,85%;(h′)1.1当量NaH,20当量MeI,DMF,50%;(i′)1.3当量TsCl,2当量三乙胺,0.1当量DMAP,二氯甲烷,0℃,1小时,85%,然后3当量NaI,CH3C(O)CH3,25℃,10小时,85%的1000 i′;(j′)1.1当量DAST,二氯甲烷,-78至25℃,1小时,65%的1000j’;(k’)6当量TMSCl,10当量三乙胺,二氯甲烷,0至25℃,10小时,67%;然后2当量Ph3PCH3Br,2.0当量NaHMDS,THF,0至25℃,75%,然后HF·吡啶/吡啶,THF,0至25℃,3小时,97%的1000 k′;(l′)同(h′),55%的1000 l’;Bn=苄基;DAST=二乙基氨基三氟化硫;LiHMDS=二(三甲基甲硅烷基)氨基化锂,TEMPO=2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基,自由基。
图58表示26-卤代环氧噻酮类似物的合成。
图59表示26-烷氧基取代的环氧噻酮类似物的合成。
图60表示26-酯取代的环氧噻酮类似物(顶部图)和26-硫醚取代的环氧噻酮类似物(底部图)的合成。
图61表示26-胺取代的环氧噻酮类似物的合成。
图62说明26-醛取代的环氧噻酮类似物414和26-酸及酯取代的环氧噻酮类似物415和416的合成。
图63说明环氧噻酮的结构活性关系(微管蛋白组合)A3S-立体化学结构重要;B4,4-桥亚乙基不能容许;C6R,7S-立体化学结构是决定性的;D8S-立体化学结构重要,8,8-二甲基不允许;E环氧化物对于微管蛋白聚合活性不是决定性的,但对于细胞毒性可能重要;环氧化物立体化学结构可能重要;R基团重要;两种烯烃几何结构均容许;F15S-立体化学结构重要;G庞大的基团减小活性;H容许氧取代;I取代重要;J杂环重要。
图64列出了用复分解法和酯化步骤可得到的化合物表及用各类似物得到的微管蛋白聚合%。
图65列出了用复分解法和酯化步骤可得到的化合物表及用各类似物得到的微管蛋白聚合%。
图66列出和说明如下〔a〕得自图64-65。〔b〕如上所述完成的试验;反应混合物含10mM纯化的微管蛋白,0.7M谷氨酸单钠盐,5%DMSO和药物;在室温下温育20分钟,将反应混合物在14000rpm下离心;测定清液蛋白质浓度,EC50值定义为使上清液蛋白相对于对照值减少50%时的药物浓度;列出的各EC50值是2-4次独立试验的平均值,标准偏差在平均值的20%以内。〔c〕通过测定细胞蛋白的增加来评价细胞生长。〔d〕使用作为细胞系A2780的克隆衍生形成的亲代卵巢细胞系,通过将该细胞用去维拉帕米的浓度增加的紫杉醇培养,产生抗紫杉醇细胞系;细胞在药物存在下生长96小时;图中列出的数值是单次测定结果,但紫杉醇、1和2除外(各为6次测定的平均值);1和2的数值是用合成的及天然的样品(由Merck ResearchLaboratories慷慨提供)得到的数据的平均值,二者无明显差别。〔e〕MCF7细胞得自国家癌症研究所药物筛选计划;细胞在药物存在下生长48小时;各数值表示两次测定的平均值。〔f〕相对抗性定义为由微管蛋白突变系得到的IC50值除以由亲代细胞系得到的数值。
图67表示〔n)-环氧噻酮A的结构和编号,其中n=1-5。
图68表示醛1015和1016的合成。试剂和条件(a)2.0当量Ph3P+CH3,Br-,1.98当量NaHMDS,THF,0℃,15分钟;然后1.0当量1006在THF中,0℃,0.5小时,95%;(b)1.5当量9-BBN 0.5M,THF,25℃,3小时;然后6当量3N NaOH和6.0当量30%H2O2,0℃,1小时,85%;(c)2.0当量(COCl)2,4.0当量DMSO,6.0当量三乙胺,CH2Cl2,-78至0℃,1.5小时,98%;(d)1.2当量1010,1.2当量NaHMDS,THF,0℃,15分;然后加1.0当量醛1006或1007,0℃,15分;对于1011为77%(Z∶E约9∶1),或对于1012为83%(Z∶E约9∶1);(e)1小时内分批加1.0当量CSA,CH2Cl2∶MeOH(1∶1),0至25℃,0.5小时,对于1013为81%,对于1014为61%;(f)2.0当量SO3·吡啶,10.0当量DMSO,5.0当量三乙胺,CH2Cl2,25℃,0.5小时,对于1015为81%,对于1016为84%。NaHMDS=二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠;9-BBN=9-硼双环〔3.3.1〕壬烷;DMSO=二甲基亚砜;CSA=10-樟脑磺酸;TBS=叔丁基二甲基甲硅烷基。
图69表示了醛1033和1035的合成。试剂和条件(a)1.5当量I2,3.0当量咪唑,1.5当量Ph3P,乙醚∶乙腈(3∶1),0℃,0.5小时,95%;(b)1.1当量Ph3P,纯相,100℃,2小时,97%;(c)1.5当量Ph3P,纯相,100℃,7小时,99%;(d)1.2当量1019或1021,1.2当量NaHMDS,THF,0℃,15分;然后加1.0当量醛1022,0℃,15分,对于1023为85%(Z∶E约9∶1),对于1026为79%(Z∶E约9∶1);(e)1小时内分批加入1.0当量CSA,CH2Cl2∶甲醇(1∶1),0至25℃,3小时,1024为99%,1027为95%;(f)1.5当量I2,3.0当量咪唑,1.5当量Ph3P,乙醚∶乙腈(3∶1),0℃,0.5小时,1025为84%,1028为98%;(g)1.5当量1029,1.5当量LDA,THF,0℃,16小时;然后1.0当量1025或1028在THF中,-100至-20℃,10小时,1030为60%,1031为82%;(h)2.5当量单过氧邻苯二甲醇,镁盐(MMPP),甲醇∶磷酸盐缓冲液pH 7(1∶1),0℃,1小时,32为99%,1034为96%;(i)2.0当量DIBAL,甲苯,-78℃,1小时,1033为90%,1035为81%。LDA=二异丙基氨基化锂;DIBAL=氢化二异丁基铝。
图70表示环氧噻酮A类似物1002-1005的合成。试剂和条件(a)1.2当量LDA,THF,0℃,15分;然后1.2当量1036在THF中,-78℃,1小时;然后1.0当量醛(1015、1016、1033、1035)在THF中,-78℃,1037为71%(单个非对映体),1038及其6S,7R-非对映异构体(约4∶1)为72%,1041及其6S,7R-非对映异构体(约6∶1)为77%,1042及其6S,7R-非对映异构体(约5∶1)为60%;(b)1.5当量TBSOTf,2.0当量2,6-二甲基吡啶,二氯甲烷,0℃,1小时,1039为94%,1040为93%;1043为85%;1044为95%;(c)1小时内分批加入1.0当量CSA,二氯甲烷∶甲醇(1∶1),0℃,3小时,1045为77%;1046为82%;1049为91%;1050为83%;(d)2.0当量(COCl)2,4.0当量DMSO,6.0当量三乙胺,CH2Cl2,-78至0℃,1.5小时,1047为93%,1048为85%;1051为99%;1052为95%;(e)5.0当量NaClO2,10.0当量2-甲基-2-丁烯,2.5当量NaH2PO4,叔丁醇∶水(5∶1),0℃,1小时,1053为99%,1054为95%,1057为99%,1058为98%;(f)6.0当量TBAF,THF,25℃,10小时,1055为92%,1056为77%,1059为85%;1060为85%;(g)2.5当量2,4,6-三氯苯甲酰氯,5.0当量三乙胺,THF,0至25℃,1小时;然后慢慢加到(1ml/1小时)2.0当量4-DMAP的甲苯溶液中(按羟基酸计为0.005M),70℃,0.5-8小时,1061为70%,1062为82%,1065为73%,1066为75%;(h)20%氢氟酸吡啶的THF溶液(体积浓度),25℃,24小时,1063为82%,1064为91%,1067为86%,1068为71%;(i)甲基(三氟甲基)二氧杂丙环,MeCN,0℃,1002(单个非对映体)为54%,35%1003,35%1069(约1∶1非对映异构体),1004和1070(约6∶1非对映异构体)为97%,100553%,1071(约2∶1非对映异构体)26%。Tf=三氟甲磺酸,TBAF=氟化四正丁铵;4-DMAP=4-二甲基胺基吡啶。
图71表示选择的一些合成的环氧噻酮类的微管蛋白结合(在过滤-比色微管蛋白聚合试验中的微管蛋白聚合%)和细胞毒性性质(相对于亲代的1A9,以及紫杉醇抗性细胞系PT×10和PT×22)。
图72表示C12取代的类似物1000k′的合成。
图73表示C12取代的类似物2003的合成。
图74表示C12取代的类似物1000n的合成。
图75表示C12取代的类似物1001(l′)的合成;图注1见图1-25图76表示由高级的C12-羟基中间体392合成环丙烷环氧噻酮A2012。发明详述本发明特别涉及环氧噻酮(epothilone)类似物和使用基于合成环氧噻酮A和B所用方法(Nicolaou)等,Angew.Chem.Int.End.Engl(应用化学国际英文版)35,2399-2401(1996);Nicolaou等,Angew.Chem.Int.End.Engl 36,166-168(1997));Nicolaou等,Angew.Chem.Int.End.Engl.,36,525-527(1997))的固相和液相化学反应制备这些类似物的方法,以及用于这些环氧噻酮的中间体及其合成。
在说明书中采用以下的一般定义,且在适当时可用本文所述的更具体的定义代替。
前缀“低级”代表有优选最多7个、最好是最多4个碳原子的部分。“低级烷酰基”优选代表乙酰基,也代表丙酰或丁酰基。
后文在提到式I化合物或中间体时,这一措词意味着包括自由形式以及在存在一种或多种成盐基团时的任何盐。
式I化合物的盐特别是酸加成盐,与碱形成的盐,或者在存在几种成盐基团时,也可以是混合盐或内盐。
所述盐特别是式I化合物的可药用盐。
这些盐是例如由带有酸性基团(例如羧基、磺基或被一或二个羟基取代的磷酰基)的式I化合物形成,例如与合适的碱形成的盐,如由元素周期表Ia、Ib、IIa和IIb族金属衍生形成的无毒的金属盐,尤其是合适的碱金属盐,如锂、钠或钾盐,或碱土金属盐,如镁盐或钙盐,锌盐或铵盐,以及与有机胺,例如未取代的或羟基取代的一、二或三烷基胺,尤其是一、二或三低级烷基胺形成的盐,或者与季铵化合物形成的盐,例如与N-甲基-N-乙基胺、二乙胺、三乙胺、一、二或三(2-羟基低级烷基)胺(如一、二或三(2-羟乙基)胺、2-羟基叔丁胺或三(羟基甲基)甲胺)、N,N-二低级烷基-N-(羟基低级烷基)胺(如N,N-二甲基-N-(2-羟乙基)胺或三(2-羟乙基)胺)或N-甲基-D-葡糖胺形成的盐,或季铵盐,如四丁基铵盐。有碱性基团(如氨基)的式I化合物可以形成酸加成盐,例如与无机酸(例如氢卤酸如盐酸,硫酸或磷酸)或与有机羧酸,磺酸,硫代酸或膦酸,或N-取代的氨基磺酸,例如与乙酸、丙酸、羟基乙酸、丁二酸、马来酸、羟基马来酸、甲基马来酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、葡糖酸、葡糖二酸、葡糖醛酸、柠檬酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、水杨酸、4-氨基水杨酸、2-苯氧基苯甲酸、2-乙酰氧基苯甲酸、双羟萘酸、烟酸或异烟酸形成的盐,以及与氨基酸,例如前文提到的α-氨基酸,尤其是谷氨酸和天冬氨酸形成的盐,和与甲磺酸、乙磺酸、2-羟基乙磺酸、乙烷-1,2-二磺酸、苯磺酸、4-甲基苯磺酸、萘-2-磺酸、2-或3-磷酸甘油酸、葡糖-6-磷酸、N-环己基氨基磺酸(形成环己烷氨基磺酸盐)或与其它酸性有机化合物如抗坏血酸形成的盐。带有酸性和碱性基团的式1化合物也可以形成内盐。
为了分离和纯化,也可以使用不可药用的盐,例如高氯酸盐或吡啶甲酸盐。
本发明特别涉及如上所述的式(I)化合物,或在成盐基团存在时它的盐,但下述的式I化合物除外,其中n是3(或者,在优选的变型中,1-5);R1是氢,甲基(优选低级烷基),乙酰基(优选低级烷酰基)或苯甲酰基(当式I化合物的基团以更优选的方式表示时)三烷基甲硅烷基或苄基;R2是甲基;R3是甲基;R4是氢,甲基(优选低级烷基),乙酰基(优选低级烷酰基)或苯甲酰基,或者(当式I化合物以更优选的方式表示时)三烷基甲硅烷基或苄基;R5是氢或甲基;R6是O或者R6不存在且a是一个双键;R7是氢;R8是下式基团

其中R9是选自氢和甲基的基团;和R10是用下式代表的基团

该化合物被排除在本发明范围之外。需要时,这也适用于后面述及式I化合物的本发明的实施方案。
下面,在存在属于以上给出的式(I)定义的化合物的情形,本发明主要涉及如前文和后文所述的它们的应用;但是,也包括这些化合物中的新化合物本身。
后文中所有中间体和所有属于式I定义的化合物内的任何部分,例如R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、n、a、b、c,如未特别指明,均具有对式I化合物给出的含义,优选具有优选含义。
另外,任何反应顺序都可以包括按照本领域公知的方法去除被保护的前体化合物的保护基以得到环氧噻酮A或环氧噻酮B;这一去保护步骤通常不提及,但是可以存在于本文所述的所有合成步骤与所有合成阶段。
本发明的一个方面涉及式II代表的环氧噻酮类似物

其中,在优选的实施方案中,n是1至5,优选为3,R1是选自氢(优选)、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基的基团,R4选自氢、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R5选自氢、甲基、-CHO、-COOH、-CO2Me、-CO2(叔丁基)、-CO2(异丙基)、-CO2(苯基)、-CO2(苄基)、-CONH(糠基)、-CO2(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-CON(甲基)2、-CON(乙基)2、-CONH(苄基)和-CH2R11;或者在更广的含义上还选自-CH=CH2和HC≡C-;其中R11选自-OH、-O-三苯甲基、-O-(C1-C6烷基)、-O-苄基、-O-烯丙基、-O-COCH3、-O-COCH2Cl、-O-COCH2CH3、-O-COCF3、-O-COCH(CH3)2、-O-CO-C(CH3)3、-O-CO(环丙烷)、-OCO(环己烷)、-O-COCH=CH2、-O-CO-苯基、-O-(2-糠酰基)、-O-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-O-肉桂酰基、-O-(乙酰苯基)、-O-(2-噻吩磺酰基)、-S-(C1-C6烷基)、-SH、-S-苯基、-S-苄基、-S-糠基、-NH2、-N3、-NHCOCH3、-NHCOCH2Cl、-NHCOCH2CH3、-NHCOCF3、-NHCOCH(CH3)2、-NHCO-C(CH3)3、-NHCO(环丙烷)、-NHCO(环己烷)、-NHCOCH=CH2、-NHCO-苯基、-NH(2-糠酰基)、-NH-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-NH-(肉桂酰基)、-NH-(乙酰苯基)、-NH-(2-噻吩磺酰基)、-F、-Cl、-I和CH2COOH;在更广的含义上,还选自-(C1-C6烷基)和甲基;R10是选自以下化学式代表的基团

或者(在本发明更广的含义上)选自




以及(在还要广的本发明含义上)



其中Rx是酰基,尤其是低级烷基酰基,如乙酰基;条件是,如果R5是甲基或氢,且R10是下式表示的基团

则R1和R4不能同时是氢或甲基或乙酰基。本发明这一方面的优选的环氧噻酮类似物包括以下结构式代表的化合物,其中取代基的定义如上

本发明的另一方面涉及以下结构式代表的环氧噻酮类似物

其中n优选为1-5,更优选为3;R1是选自氢(优选)、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基的基团,R4选自氢、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R5选自氢、甲基、-CHO、-COOH、-CO2Me、-CO2(叔丁基)、-CO2(异丙基)、-CO2(苯基)、-CO2(苄基)、-CONH(糠基)、-CO2(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-CON(甲基)2、-CON(乙基)2、-CONH(苄基)和-CH2R11;或者在更广的含义上还选自-CH=CH2和HC≡C-;其中R11选自-OH、-O-三苯甲基、-O-(C1-C6烷基)、-O-苄基、-O-烯丙基、-O-COCH3、-O-COCH2Cl、-O-COCH2CH3、-O-COCF3、-O-COCH(CH3)2、-O-CO-C(CH3)3、-O-CO(环丙烷)、-OCO(环己烷)、-O-COCH=CH2、-O-CO-苯基、-O-(2-糠酰基)、-O-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-O-肉桂酰基、-O-(乙酰苯基)、-O-(2-噻吩磺酰基)、-S-(C1-C6烷基)、-SH、-S-苯基、-S-苄基、-S-糠基、-NH2、-N3、-NHCOCH3、-NHCOCH2Cl、-NHCOCH2CH3、-NHCOCF3、-NHCOCH(CH3)2、-NHCO-C(CH3)3、-NHCO(环丙烷)、-NHCO(环己烷)、-NHCOCH=CH2、-NHCO-苯基、-NH(2-糠酰基)、-NH-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-NH-(肉桂酰基)、-NH-(乙酰苯基)、-NH-(2-噻吩磺酰基)、-F、-Cl、-I和CH2COOH;在更广的含义上,还选自-(C1-C6烷基)和甲基;优选是-CH2F、-CH2Cl、CH2OOCCH3、-CH2CH3或-CH=CH2,与此同时,带有波形线的双键为顺式形式;其中R9是氢,且R10由以下化学式表示

则R1和R4不能同时都是氢或甲基或乙酰基;5.如果R6是氧,则“c”和“d”都是单键,且“b”是单键;6.如果R6不存在,则“c”和“d”不存在,且“b”是双键;7.如果“b”是双键,则R6、“c”和“d”不存在;特别优选的是使用该化合物治疗抗性(尤其是药物抗性)肿瘤或制备用于治疗药物抗性肿瘤的药物制剂,或用于治疗患有对其它化学治疗药物(尤其是紫杉醇)产生抗性的增生性疾病的哺乳动物(尤其是人)的药物制剂或方法,其作法是使需要这种治疗的哺乳动物(尤其是人)服用该化合物,尤其是使用用于合成游离化合物的被保护形式的化合物。附图简介图1表示了环氧噻酮A(1)和B(2)的结构与编号。
图2表示天然产物化合物环氧噻酮A(1)的逆合成分析。
图3表示3个结构单元基体的合成,其中A)代表用以下试剂和条件合成醛7(a)1.05当量NaHMDS,2.0当量n-C5H9I,3.0当量HMPA,-78至25℃,5小时;(b)1.1当量LiAlH4THF,-78℃,15分钟,60%(2步);(c)1.5当量NMO,5mol%TPAP,二氯甲烷,4分子筛,25℃,0.5小时,95%。NaHMDS=二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠;HMPA=六甲基磷酰胺,NMO=4-甲基吗啉-N-氧化物;TPAP=过钌酸四丙基铵;B)代表醇18a和18b的合成。试剂和条件(a)1.3当量TPSCl,2.0当量咪唑,DMF,0-25℃,1.5小时(90%17a,94%17b);(b)1.25当量四乙烯基锡,5.0当量正丁基锂,THF,-78℃,45分钟,然后2.5当量CuCN/THF,-78至-30℃;随后17a或17b在THF中,-30℃,1小时,18a(86%),18b(83%)(TPS=Siph2tBu);C)代表酮酸21的合成。试剂和条件(a)1.2当量19,1.6当量NaH,THF,0→25℃,1小时,99%;(b)CF3COOH∶二氯甲烷(1∶1),25℃,0.5小时,99%。
图4表示通过烯烃复分解合成环氧噻酮环形骨架15S系列。试条件是,如果R5是甲基或氢,且R10用下式表示

则R1和R4不能同时是氢或甲基或乙酰基。
本发明的另一方面涉及以下结构式代表的环氧噻酮类似物

其中R1是选自氢(优选)、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基的基团,R4选自氢、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R5选自氢和甲基,R10选自以下化学式代表的基团


和(在本发明更广的含义上)



其中Rx是酰基,尤其是低级烷酰基,如乙酰基;R3选自氯、亚甲基或甲基;R2是氢、亚甲基或甲基;R9是氢或甲基;条件是如果R3是亚甲基,则R2是亚甲基。如果R3和R2是亚甲基,则R3和R2通过单键“a”彼此化学键合。如果R3和R2是氢或甲基,则单键“a”不存在。如果R5是甲基或氢,且R10用以下化学式表示

则R1和R4不能同时是氢或甲基或乙酰基;在式IV化合物的定义中,特别优选其中R2和R3都不是亚甲基,且键“a”不存在。
本发明的另一方面提供了以下结构式表示的环氧噻酮类似物

其中R1、R2、R3、R4、R5、R9、R10和“a”同式IV中的定义。
本发明的优选实施方案包括以下结构式代表的化合物的合成及属于这些化学式的新化合物。
本发明的又一方面涉及用于合成以下结构式表示的环氧噻酮和环氧噻酮类似物的大环内酯化步骤

其中R1选自氢(优选)、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R4选自氢、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R5选自氢、甲基、-CH2OH、-CH2Cl或-CH2CO2H,或者(作为上述基团的补充或替代物)是-CH2F、-CH=CH2或HC≡C-,R10是选自以下化学式代表的基团

此合成反应可以通过下式表示的酮酸

与以下结构式表示的醛缩合开始

其中R13是保护基,尤其是叔丁基二甲基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基,缩合的结果形成以下结构式表示的带有自由羟基部分的羧酸

然后用式R4-X代表的衍生剂,其中R4-X是用来引入保护基的反应试剂,尤其是叔丁基二甲基氯硅烷、三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯、三甲基氯硅烷、三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯、硫酸甲酯、乙酸酐、乙酸、乙酰氯、苯甲酸、苯甲酰氯和2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯基乙腈,或甲基碘,将上述羧酸的自由羟基部分衍生转化,生成以下结构表示的被保护的或衍生的羧酸

上述衍生的羧酸的R5被保护的羟基部分随后区域选择性地去保护,生成具有以下结构的羟基酸

以上的羟基再进行大环内酯化,生成以下结构的大环内酯

其中各中间体内的基团都具有以上式VI中的含义。
将以上大环内酯环氧化以得到式VI的环氧噻酮或环氧噻酮类似物,从而完成了合成。
本发明涉及此合成的后两步(大环内酯化和环氧化,以及在保护基存在时,在必要时除掉这些保护基),但在全合成的优选形式中包括了上式化合物的所有合成步骤。
根据此顺序的一种合成环氧噻酮B的方法特别可取,该方法的特征在于,使用具有相应取代基的起始物,且在需要时,除掉任何保护基。
本发明的另一模式涉及合成用以下结构式表示的环氧噻酮和环氧噻酮类似物

其中R1是选自氢(优选)、甲基或保护基的基团,特别是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R4选自氢、甲基或保护基,尤其是叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R10是选自以下化学式表示的基团

此合成流程由以下结构式的酮酸

与以下结构式的醛缩合开始

其中R14是氢或(CH2)m-(固相载体),其中的m是正整数,以便得到以下化学式表示的带有自由羟基部分的羧酸

可选择的优选的固体载体包括Merrifield树脂、PEG-聚苯乙烯、羟甲基聚苯乙烯、甲酰基聚苯乙烯、氨甲基聚苯乙烯和苯酚聚苯乙烯。
然后将以上的羧酸用下述结构表示的仲醇酯化

生成以下化学式表示的带有自由羟基部分的酯

此合成的后继步骤是,用式R4-X衍生剂,其中R4-X是用来引入保护基的反应试剂,优选叔丁基二甲基氯硅烷、三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯、三甲基氯硅烷、三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯、硫酸甲酯、乙酸酐、乙酸、乙酰氯、苯甲酸、苯甲酰氯和2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯基乙腈,或甲基碘,将以上的酯的自由羟基部分衍生转化,生成以下结构式表示的被保护的或衍生的酯

随后用有机金属催化剂将此酯复分解,得到具有以下化学式的大环内酯

其中各中间体的基团具有以上对式VI给出的含义。
优选的有机金属催化剂包括二(三环己基膦)次苄基钌二氯化物和2,6-二异丙基苯基酰亚胺基亚叔丁苯基钼二(六氟叔丁氧基化物)。
随后将以上的大环内酯环氧化,得到式VII的环氧噻酮类似物。
本发明涉及此合成过程的最后两步(复分解和环氧化,以及在存在保护基时,在需要时除掉这些保护基),但是在全合成的优选形式中包括了合成式VII化合物的所有步骤。
本发明的另一实施方案涉及合成以下结构式表示的环氧噻酮或类似物的复分解方法

其中R12是氢(优选)或甲基,或是保护基,优选叔丁基二苯基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基、叔丁氧羰基或以下结构式之一代表的基团

其中R4是氢(优选)、甲基或保护基,尤其是叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基或叔丁氧羰基。
此合成由以下化学式的酮酸

与以下化学式的醇发生酯化反应开始

生成下式的酯

随后,此酯与下式的醛缩合

得到以下化学式的双末端烯烃

随后将以上的双末端烯烃用有机金属催化剂复分解,得到具有下式自由羟基部分的大环内酯

优选的有机金属催化剂包括二(三环己基膦)次苄基钌二氯化物,和2,6-二异丙基苯基酰亚氨基亚叔丁苯基钼二(六氟叔丁氧基化物)。
如果需要,随后将上述大环内酯的自由羟基用式R4-X表示的衍生剂衍生转化成下述结构的被保护的或衍生的大环内酯

其中R4-X是氢或用来引入保护基的反应试剂,优选叔丁基二甲基氯硅烷、三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯、三甲基氯硅烷、三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯、硫酸甲酯、乙酸酐、乙酸、乙酰氯、苯甲酸、苯甲酰氟或2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯基乙腈,或甲基碘。
然后将这种被保护的或衍生的大环内酯环氧化,生成式VIII的环氧噻酮类似物,从而完成合成过程。在所有中间体中,如无另外说明,各取代基具有对式VIII给出的含义。
本发明涉及此合成中的最后二或三步(复分解;如果需要,引入保护基;环氧化,以及在存在保护基时,根据需要除掉该保护基),但在全合成的优选形式中,包括式VIII化合物合成的所有步骤。
本发明的另一方面涉及利用复分解合成以下结构的环氧噻酮或类似物的方法

其中R4是氢(优选)、甲基或保护基,优选叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基或叔丁氧羰基;其中R10是以下化学式的基团

此合成由下式的酮酸

与下式的醛缩合开始,

生成下式的带自由羟基的羧酸

然后用式R4-X代表的衍生试剂,其中R4-X是用于引入保护基的反应试剂,特别是叔丁基二甲基氯硅烷、三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯、三甲基氯硅烷、三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯、硫酸甲酯、乙酸酐、乙酸、乙酰氯、苯甲酸、苯甲酰氯和2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯基乙腈,或甲基碘,将以上羧酸的自由羟基部分衍生转化,得到以下结构的被保护的或衍生的羧酸

该衍生的羧酸随后与下式的醇反应

生成以下化学式的双末端烯烃

该双末端烯烃再用有机金属催化剂进行复分解,生成具有以下结构的大环内酯

优选的有机金属催化剂包括二(三环己基膦)次苄基钌二氯化物,和2,6-二异丙基苯基酰亚氨基亚叔丁苯基钼二(六氟叔丁氧基化物)。
随后通过将上述大环内酯环氧化,得到式IX的环氧噻酮类似物,完成合成过程。除非另外说明,中间体中的任何取代基均具有对式IX给出的含义本发明涉及此合成的最后两步(复分解和环氧化,以及在存在保护基的情形,在需要时除掉该保护基),但在全合成的优选形式中包括合成式IX化合物的所有步骤。
本发明的另一(特别优选的)方面涉及利用大环内酯化合成下式的环氧噻酮或类似物的方法

其中R1和R4彼此独立地是氢(优选)、甲基或保护基,尤其是叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基或叔丁氧羰基;R5的定义同式I,特别是氢、甲基、-CH2-OH、-CH2Cl或-CH2CO2H,或者,尤其是CH2CH3、-CH=CH2、-CH2OOCH3、特别是-CH2F;R10是以下基团之一

该合成由下式的酮出发

其中R6是氢或甲基或保护基,尤其是叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基或苄基,该酮与下式的醛缩合

其中R6是保护基,尤其是叔丁基二甲基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基,缩合后得到下式的带有自由羟基部分和R15保护的羟基部分的β-羟基酮

然后用衍生剂R4-X,其中R4-X是用于引入保护基的反应试剂,尤其是叔丁基二甲基氯硅烷、三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯、三甲基氯硅烷、三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯、乙酸酐、乙酸、乙酰氯、苯甲酸、苯甲酰氯或2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯基乙腈,或甲基碘或硫酸甲酯,将该β-羟基酮的自由羟基部分衍生转化,得到下式被保护的或衍生的β-羟基酮

此被保护的或衍生的β-羟基酮的R15保护的羟基部分随后区域选择性地去保护,得到具有以下结构的末端醇

然后将此末端醇氧化,得到下式带有R16保护的羟基部分的衍生的羧酸

接着通过除掉保护基R16将此化合物区域选择性去保护,得到下式的羟基酸

再将此羟基酸大环内酯化,得到下式的大环内酯

将以上的大环内酯环氧化,生成式X的环氧噻酮化合物,完成合成过程。中间体中的任何取代基,如无另外说明,均具有式X给出的含义。
本发明涉及此合成的最后两步(大环内酯化和环氧化,以及在存在保护基的情形,需要时除掉这些保护基),但在优选形式中涉及包括式X化合物所有合成步骤在内的全合成。
此方法优选用于合成环氧噻酮B,其特征在于,使用带有必要时加以保护的相应取代基的起始物,以及除掉任何保护基或基团。
本发明的另一方面涉及合成具有环氧化物和芳族取代基的环氧噻酮类似物的方法。在此方法的第一步,利用Stille偶合反应使第一种环氧噻酮中间体和一种芳族锡烷偶合,生成第二环氧噻酮中间体。第一种环氧噻酮中间体有一个乙烯基碘部分,芳族锡烷与其偶合生成第二环氧噻酮中间体。第一环氧噻酮中间体的优选实施方案用以下结构式表示

在以上结构中,R5是甲基或最好是氢,而R1和R4彼此独立地选自氢(优选)、甲基或保护基,尤其是叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基或叔丁氧羰基。
在优选的实施方案中,芳族锡烷是以下结构式之一代表的化合物


;和(在本发明更广的含义上)

其中Rx是酰基,尤其是低级烷酰基,例如乙酰基。
第二种环氧噻酮中间体带有芳族取代基和顺式烯烃。在优选的实施方案中,第二环氧噻酮中间体用以下结构式表示

其中R10是以下任何化学式代表的基团



;和(在本发明更广的含义上)



其中Rx是酰基,尤其是低级烷基酰基,如乙酰基;且其中其它部分同对式XI的定义,R5优选为氢。
在此方法的第二步,将第二环氧噻酮中间体的顺式烯烃环氧化,生成环氧噻酮类似物。在优选的实施方案中,该环氧噻酮类似物用以下结构式表示

其中各部分的定义与对上述第一和第二环氧噻酮中间体的定义相同;如果需要,可以随后除掉任何保护基。
在上述合成环氧噻酮类似物的优选模式中,Stille偶合之前先进行几个附加步骤。第一个附加步骤涉及下式表示的酮酸

与以下结构的醛的缩合

其中R17是氢或(CH2)m-(固体载体),其中的m是正整数,缩合的结果生成以下结构式表示的羧酸

然后,用以下结构代表的仲醇将该羧酸酯化

生成具有以下化学式的带自由羟基部分的酯

随后有一任选步骤。上述酯的自由羟基可以用引入例如保护基或甲基的衍生剂衍生转化。优选的衍生剂包括用来引入保护基的反应试剂,尤其是叔丁基二甲基氯硅烷、三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯、三甲基氯硅酸、三氟甲磺酸三甲基甲硅烷基酯、乙酸酐、乙酸、乙酰氯、苯甲酸、苯甲酰氯或2-(叔丁氧羰基氧亚氨基)-2-苯基乙腈,或者甲基碘或硫酸甲酯,用以形成下式表示的任选衍生转化的酯

最后,将任选衍生的上述酯用有机金属催化剂进行复分解(如上面其它情形中所述),得到式VIII的环氧噻酮类似物。
本发明的另一方面涉及用上述各复分解法合成环氧噻酮类似物的集群。按照这种模式,使用一种组合的方法合成具有各种优选R基组合的环氧噻酮类似物集群。
本发明的另一方面涉及前文或后文所述合成方法的每个分别步骤。
特别优选的是具有相应取代基的以下式I化合物及中间体(a)式I化合物,其中R10是以下化学式的基团

(b)其中R5是CH2-F,或在更广的含义上是-CH2CH3、-CH2OOCCH3、-CH=CH2或-CH2Cl的化合物;(c)n为1;或属于(a)至(c)的未被排除的任何化合物的组合;尤其是在以下实施例和图中提到的符合(a)至(c)中一个或多个条件的式I化合物。
特别优选的还有附图中的化合物265和266,以及根据图34至39的新的合成路线。
特别优选的还有属于以下定义的任何一种化合物下式化合物

其中R5是-CH2F、-CH2Cl、-CH2OOCCH3、-CH2CH3或-CH=CH2。
特别重要的还有图17的合成其中所述最终产物的方法。
如上所述,式I化合物有适用的药理性质。特别是,它们可用于治疗增生性疾病,例如癌症。这些化合物的众多优点之一是它们也可用于防治抗药性的增生性疾病。式I化合物的药理用途在上面


中叙述的试验体系中特别得到证实;但是,本领域技术人员已知的曾用来鉴定紫杉醇和环氧噻酮A和B的其它试验体系也适用。特别是,这些化合物可用于治疗固体癌和白血病,例如结肠癌、乳腺癌、肺癌、前列腺癌和上皮癌。
本发明还涉及药物组合物,该组合物含有作为活性成分的一种如前文和后文定义的式I药理活性化合物,或其药学上可接受的盐。特别优选经肠用药的(特别是口服的),尤其是非肠道用药的组合物。组合物中含有活性成分本身,或者最好是,还含有可药用的载体。活性成分的剂量取决于要治疗的疾病、种类、年龄、体重、皮肤面积和个体条件,以及用药方式。
该药物组合物中含约5-约95%的活性成分,单剂量施用形式优选含约20-约90%活性成分,非单剂量施用形式优选含约5-约20%活性成分。剂量单位形式,例如包衣片剂,片剂或胶囊剂,含有约0.01-约2g、优选约0.02-约1.0g活性成分,特别是0.02-0.6g。
本发明还涉及使用式I化合物制备药物组合物,用于防治增生性疾病,例如治疗对微管蛋白聚合促进剂有响应的疾病,特别是上述疾病。
本发明的药物组合物用本身已知的方式制备,例如用常规的混合、造粒、包覆、溶解或冷冻干燥方法。例如,用于口服的药物组合物可以制备如下将活性成分与一种或多种固体载体混合,如果合适,将形成的混合物成粒,在需要时将混合物或颗粒加工成片剂或包衣的片剂核心,合适时加入辅助的赋形剂。
合适的载体特别包括填料,例如糖(如乳糖、蔗糖、甘露糖醇或山梨醇),纤维素制品和/或磷酸钙盐(如磷酸三钙或磷酸一氢钙),以及粘合剂,例如淀粉(如玉米、小麦、大米或土豆淀粉)、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮,以及/或者,如果需要,还包括崩解剂,例如上述的淀粉,以及羧甲基淀粉、交联的聚乙烯吡咯烷酮、藻酸或其盐(如藻酸钠)。
辅助的赋形剂特别是流动调节剂和润滑剂,例如硅酸、滑石、硬脂酸或其盐(如硬脂酸镁或硬脂酸钙),或它们的衍生物。
包衣的片剂核心可以包上合适的涂层,合适时是抗胃液的涂层,所用的物质特别是含有阿拉伯树胶、滑石粉、聚乙烯吡咯烷酮和/或二氧化钛(如果合适)的浓糖溶液,在合适的有机溶剂或溶剂混合物中的涂布溶液,或者为制备抗胃液的涂层,使用合适的纤维素制剂(例如邻苯二甲酸乙酸纤维素或邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素)的溶液。可以向片剂或包衣片剂的涂层中混入染料或颜料,用来识别或表征不同的活性成分剂量。
可用于口服的药物组合物还包括干填充的明胶胶囊和软的密闭的明胶胶囊及一种软化剂,例如甘油或山梨醇。干填充胶囊可以装有颗粒形式的活性成分,例如与填料(如玉米淀粉)、粘合剂和/或润滑剂(如滑石或硬脂酸镁)以及合适时与稳定剂混合。在软胶囊中,活性组分最好是溶解或悬浮在合适的液体赋形剂如脂肪油或石蜡油中,也可以加入稳定剂。
其它的口服形式是例如糖浆,它以常用方式制备,其中含有例如悬浮形式的活性成分,浓度为约5-20%,优选约10%,或是当测量出例如5或10ml时能得到合适单次剂量的类似浓度。其它的合适形式还有例如粉末或液体浓缩物,用于制备例如在牛奶中的摇动剂。这类浓缩物也可以包装成单剂量形式。
适合非肠道用药的组合物特别是水溶形式的活性成分(例如水溶性盐)的水溶液,或水基注射悬浮液,该悬浮液中含有增粘物质,例如羧甲基纤维素钠、山梨糖醇和/或葡聚糖,合适时还含有稳定剂。活性成分也可以以冷冻干燥物的形式存在,合适时与赋形剂一起,在非肠道用药之前加入合适的溶剂溶解。
用于非肠道给药的溶液也可以作为输注液使用。
本发明还涉及治疗温血动物上述疾病的方法,该温血动物即是哺乳动物,尤其是人,优选需要这种治疗的温血动物。为此施用本发明式I化合物或其可药用盐(若存在成盐基团)以便预防或治疗,优选以药物组合物的形式使用,例如以适合促进微管蛋白聚合,并且对于所述的响应这种治疗的疾病之一(如肿瘤)有预防活性、特别是治疗活性的数量使用。对于约70kg的体重,施用日剂量约为0.1-约15g,优选约0.2-约5g,更优选约0.5-3g的式I化合物。
药物组合物优选是适合对温血动物(例如人)给药、用于治疗或预防上述疾病之一的组合物,并且含有对于该疾病有效的一定数量的式I化合物或其可药用盐,以及一种赋形剂一起。
特别优选的是在随后的实施例和附图中叙述的最终产品和中间体及在存在成盐基团时它们的盐,以及反应步骤或其任何部分。
以下实施例示例说明了环氧噻酮A(1)环氧噻酮B(2)、设计的类似物的全合成的方法和形成环氧噻酮集群的方法。这些实施例特别依赖作为形成大环的一种方法的烯烃复分解反应与大环化。本公开的方法大有希望发现比现有药剂优越的抗癌药物。实施例中列出了示例的条件,它显示了此方法的多样性,而不意味着局限于所公开的方式和化合物或中间体。实施例1.用烯烃复分解法液相合成环氧噻酮A和B及类似物(图1-10)叙述了一种用烯烃复分解法合成环氧噻酮A(1)和几种类似物(39-41,42-44,51-57,58-60,64-65和67-69)的方法(图1-10)。在此实施例中,我们叙述了烯烃复分解法得到环氧噻酮A(1)及其对它的几种类似物合成的应用的细节。关键的结构单元6、7和8是以旋光形式构成,并且通过醛醇反应和酯化偶合进行偶合与加工,形成烯烃复分解前体4。化合物4在RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂的催化作用下发生烯烃复分解,生成顺式与反式环烯烃3和48。49的环氧化得到环氧噻酮A(1)和几种类似物,而50的环氧化得到另外的环氧噻酮。对异构体和更简单的中间体进行类似的加工得到另一系列的环氧噻酮类似物和模型体系。
A.逆合成分析及路线(图2)环氧噻酮A(1)的结构特征是一个16元的大环内酯,带有一个顺式环氧化物部分、两个羟基、两个仲甲基和一个偕二甲基,以及一个由三取代的双键和噻唑部分构成的支链(图1)。由于有7个立体结构中心和2个几何单元,环氧噻酮A(1)作为合成目标存在相当大的困难,特别是在立体化学和官能基敏感性方面。在探索合适的合成路线时,我们设想利用新的有机合成原理,与此同时,保持了形成结构多样性和集群构建的最佳灵活性。
近年来,烯烃复分解反应成为有机合成的有力工具(关于作为成环反应的烯烃复分解的发展,见Zuercher等,J.Am.Chem.Soc.(美国化学会志)1996,118,6634-6640;Schwab等,J.Am.Chem.Soc.(美国化学会志)1996,118,100-110;Grubbs等,Acc.Chem.Res.(美国化学研究报告)1995,28,446-452;Tsuji等,TetrahedronLett.(四面体快报)1980,21,2955-2959;Katz等,Tetrahedron Lett.(四面体快报)1976,4247-4250;Katz等,Tetrahedron Lett.,1976,4241-4254;Katz等,J.Am.Chem.Soc.(美国化学会志)1976,98,606-608;Katz等,Adrances in Organomet.Chem.(有机金属化学进展)1977,16,283-317)。
特别是,许多文章报道了该化学方法对构成大环的应用(对于烯烃复分解反应在中等环和大环合成中的若干应用,见Borer等,Tetrahedron Lett.(四面体快报)1994,35,3191-3194;Clark等,J.Am.Chem.Soc.(美国化学会志)1995,117,12364-12365;Houri等,美国化学会志,1995,117,2943-2944;Fürstner等,J.Org. Chem.(有机化学杂志),1996,61,3942-3943;Martin等,Tetrahedron(四面体),1996,52,7251-7264;Xu等,J.Am.Chem.Soc.(美国化学会志)1996,118,10926-10927)。
对环氧噻酮A(1,图2)的结构的研究揭示了对双末端烯烃4应用烯烃复分解反应生成含大环内酯的顺式烯烃3的诱人的可能性,顺式烯烃3可以象图2中以逆合成方式概述地,用简单的环氧化方法转化成该天然产物。大胆地采用这种方法,有可能由于结构变化同时生成与4相应的顺式和反式烯烃。由逆合成分析入手,酯化反应被确认为是可以将4与其组分(羧酸5和仲醇6)分开的一种方法。5中的醛醇部分使所述的分开成为可能,限定了醛7和酮酸8作为可能的中间体。随后羧酸8可以追踪到中间体9,中间体9通过已知酮醛12的烯丙基硼化而被不对称合成是一目了然的。不对称的烯丙基硼化预期也可作为构成醇6的一种手段,形成可由已知的噻唑衍生物11衍生得到的前体10。这一逆合成分析导致一种高度会聚的和灵活的合成路线,由于生成环氧噻酮A(1)和这一天然存在物质的一系列用于生物筛选的类似物,这一路线被证明是收益很高的(图2)。
B.图3-6中所示的关键结构单元和模型的构成作为全合成的序曲,合成了一些结构单元并用于模型研究。例如,片段7、18a、18b和21(图3,方案A-C)是合成的目标。醛7用两种不同的方法构成,其一简述在图3A中。例如,将Oppolzer的酰化的磺内酰胺衍生物13(Oppolzer等,Tetrahedron Lett.(四面体快报)1989,30,5603;Oppolzer等,Pure&APPl.Chem.(纯粹与应用化学)1990,62,1241-1250)用5-碘-1-戊烯在二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠(NaHMDS)存在下烷基化,得到单一非对映异构体形式(用1H NMR)的化合物14。将14用氢化铝锂还原,得到醇15,由磺内酰胺13算起总产率为60%。15用四丙基过钌酸(VII)铵(TPAP)和4-甲基吗啉-N-氧化物(NMO)氧化,得到所要的醛7,产率95%。
图3B简述了两个对映的醇18a和18b的合成。例如,缩水甘油16a和16b用标准方法(TPSCI,咪唑)分别转化成相应的叔丁基二苯基甲硅烷基醚(OTPS)17a(产率90%)和17b(产率94%),然后与由氰化铜(I)和乙烯基锂衍生得到的铜酸乙烯酯试剂反应,生成18a(产率86%)和18b(产率83%)。
图3C简述了由已知且容易得到的铜醛12(Inuka等,J.Org.Chem.(有机化学杂志),1967,32,404-407)出发,合成所需的第三种结构单元(酮酸21)。12与膦酸钠盐19缩合,以99%的产率生成α,β-不饱和酯20。在二氯甲烷中用CF3COOH将该叔丁酯裂解,以99%的产率得到羧酸21。
有了必要的片段,我们的注意力转向烯烃复分解路线的可行性研究。图4简述了我们在这一领域的工作结果。例如,片段18a和21在EDC和4-DMAP介导下进行偶合,以86%的产率生成酯22a。酮酯22a的烯醇锂盐(由LDA的作用生成)与醛7的醛醇缩合形成了比例约为4∶3的醛醇23和24。色谱分离可分离出纯23(产率42%)和24(产率33%)。化合物23和24的立体化学结构确认是以后继中间体的X光晶体分析为基础,这将在后面说明。在图4中,使23与RuCl2(=CHPH)(PCy3)2催化剂在二氯甲烷中于25℃和高度稀释的条件下接触12小时,生成纯净的单独的反式大环烯烃(25)(J12,13=15.5Hz),产率85%。对24进行类似处理以79%的产率得到非对映的顺式烯烃26(J12,13=15.2Hz)作为唯一产物。25和26在THF中于25℃用TBAF和AcOH脱甲硅烷基化,分别得到二羟基内酯27(产率92%)和28(产率95%,熔点128-129℃,乙酸乙酯-己烷)。
大环二醇28的X射线分析揭示了双键的反式本质并确定了所有立体结构中心的立体化学结构。将26和28的1H NMR谱与25(J12,13=15.5Hz)、27、31(J12,13=15.7Hz)及32(见后文)的相比较,支持用烯烃复分解法生成的双键的反式几何结构及C6-C7立体化学结构。因此,关于这些模型体系中醛醇产物的这一双键的顺式几何结构及C6-C7立体化学结构的最初指认(Nicolaou等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)1996,35,2399-2401)现在应按所述情形改正过来。具有讽刺意味的是,正是这一错误的但具有鼓动性的指认使我们着手用烯烃复分解法合成环氧噻酮A的最后计划。随着事情的发展(见后),实际体系既生成顺式也生成反式环烯烃,复分解法被证明是收获颇丰的。
为进行类似物合成,如图5中所示,在这些研究中还使用15R片段18b。18b和21用DCC和4-DMAP偶合,以95%产率生成酯22b,它是22a的对映体。22b与醛7进行LDA-介导的醛醇缩合,生成醛醇29(产率54%)和30(产率24%),它们是图4中23和24的非对映体。29和30用RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂进行烯烃复分解,分别形成环状体系31(J12,13=15.7Hz)(产率80%)和32(J12,13=15.4Hz)(81%产率)。化合物27、28、31和32可以作为合适的前体来构成一系列指定的环氧噻酮用于生物研究。但是在这时,更要紧的是研究噻唑支链与烯烃复分解及环氧化反应的相容性。
为此,研究了图6所示的化学过程。酮酸21的烯醇化物(2.3当量LDA、THF、-78℃)与醛7反应,以良好的产率生成羟基酸33和34,为C6-C7的混合物(根据1H NMR为约2∶3)。此混合物在EDC和4-DMAP存在下与醇6偶合,生成两种非对映异构的酯35和36(两步产率分别为29%和44%)。两种产物35和36都进行烯烃复分解反应,令人高兴的是观察到平稳的关环导致形成反式大环37(J12,13=15.5Hz)(86%)和38(J12,13=15.0Hz)(66%)。有了环化产物37和38,接着就着手证实在噻唑支链中存在硫和烯烃官能度的情形下使C12-C13双键环氧化的可行性。于是,用0.9-1.2当量mCPBA在CHCl3中于0℃下处理37和38,结果形成了环氧化物39(或40)(40%),40(或39)(25%,立体化学结构未确定),和41(18%,立体化学结构未确定),以及42(或43)(22%)、43(或42)(11%)和44(7%)及一些未确认的副产物。这些结果为最终得到环氧噻酮A(1)打下了基础。最近我们发现,甲基(三氟甲基)二氧杂丙环(Yang等,J.Org.Chem.(有机化学杂志),1995,60,3887-3889)在环氧化反应的区域选择性和产率方面效果优异。例如,烯烃37和38分别被转化成环氧化物39(或40)(45%)和40(或39)(28%),以及环氧化物42(或43)(60%)和43(或42)(15%)。每种情形都未发现支链环氧化。
C.环氧噻酮A和类似物的全合成受上述模型研究的结果的鼓舞,我们着手组合环氧噻酮A(1)。图7表示除关键结构单元6-8之外的此构筑的初始阶段。于是,8与醛7的醛醇缩合(2.3当量LDA)得到非对映异构产物45和46(按1HNMR,约为3∶2),它们作为混合物与烯丙型醇6在EDC和4-DMAP存在下偶合,经色谱纯化后,得到纯的酯4(由8出发总产率52%)和43(由8出发总产率31%)。
如图8所示,在RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂存在下4(6R,7S立体异构形式,由转化成环氧噻酮A证实)平稳地进行烯烃复分解,得到环状体系8(J12,13=10.5Hz)(46%)和48(J12,13=15.0Hz)(39%)。由3和48形成的甲硅烷基醚通过在二氯甲烷中与CF3COOH接触而被除掉,分别得到二羟基化合物49(产率90%)和50(产率92%)。
顺式烯烃49通过mCPBA(0.8-1.2当量)的作用转化成环氧噻酮A(1),该反应除1(产率35%)之外还生成异构的环氧化物51(产率13%)、52(或53)(产率9%,立体化学结构未确定)和53(或52)(产率7%,立体化学结构未确定)以及双(环氧化物)54(或55)和55(或54)(总产率10%,立体化学结构未确定)。烯烃49与过量的mCPBA(1.3-2.0当量)作用得到不同的产物分布1(15%),51(10%),52(或53)(10%),53(或52)(8%),54(或55)(8%),55(或54)(7%),56(5%)和57(5%)。二甲基二氧杂丙环(Murray等,J.Org.Chem.(有机化学杂志),1985,50,2847-2853)与49作用(二氯甲烷,0℃),主要得到1(50%)和51(15%),以及少量的53(或54)和54(或53)(总产率10%)。
但是,我们发现此环氧化的优选方法是使用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环的方法(CH3CN,Na2EDTA,NaHCO3,Oxone,0℃;Yang等,J.Org.Chem.(有机化学杂志),1995,60,3887-3889),它以62%的产率得到环氧噻酮A(1)及少量的环氧化物差向异构体51(产率13%)。色谱层析纯化过的合成的环氧噻酮A(1)显示出与可信样品的相同性质(TLC,HPLC,〔〕D,IR,1H和13CNMR及质谱)。另外,纯1用mCPBA(0.8-1.1当量)环氧化会形成双(环氧化物)54(或55)(35%)和55(或54)(32%)及亚砜57(6%),证实了图8所示的C12-C13立体化学结构。在类似的条件下,异构的环氧化物51不发生反应而被回收。
反式烯烃化合物50产生如图9中所示的另一系列环噻酮A(58-60)。例如,50用1.0当量mCPBA环氧化,生成化合物58(或59)(5%,立体化学结构未确定),59(或58)(5%,立体化学结构未确定)和60(60%,立体化学结构未确定)。类似地,50用1.0当量二甲基二氧杂丙环环氧化形成了58(或59)(10%)、59(或58)(10%)和60(40%)。有意思的是,甲基(三氟甲基)二氧杂丙环的作用则以纯净得多的方式只形成58(或59)(45%)和59(或58)(35%)。
为了扩大环氧噻酮A集群,我们在烯烃复分解反应中使用6S,7R-立体异构体61(由47经CF3COOH诱发的脱甲硅烷基化得到,产率90%),得到环形化合物62(J12,13=9.8Hz)(20%)和63(J12,13=15.0Hz)(69%)(图10)。二羟基大环化合物62在CHCl3中于-20至0℃下用mCPBA(0.8-1.2当量)环氧化,得到异构的环氧化物64(或65)(25%)和65(或64)(23%)。支链环氧化物66在这种情形下不被分离。类似地,二醇63在同样条件下得到67(或68)(24%)、68(或67)(19%)及69(31%)。环氧噻酮64-69的立体化学结构仍未确定。同样,化合物62和63用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环环氧化则以更纯净的方式分别形成环氧化物64(或65)(58%)和65(或64)(29%),以及环氧化物67(或68)(44%)和68(或67)(21%)(图10)。
在实施例1中,我们说明了用烯烃复分解法最终实现环氧噻酮A(1)及类似物的全合成的各种方法。另外,除了限定了这一新方法在全合成中的应用范围和限制之外,这些方法还提供了一系列用于生物研究和进一步化学探索的环氧噻酮A类似物。在这一构筑中涉及的化学方法的高度会聚性和相对简单性,使这一策略如后文实施例所示,适合组合合成以产生这些结构的大的集群。实施例2.使用图11-19所示的大环内酯化方法进行环氧噻酮A和B的溶液相合成在此实施例中,我们说明用我们的大环内酯化路线(Nicolaou,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)1997,36,525-527)进行环氧噻酮A(1)和B(2)及若干类似物全合成的方法。所报道的路线依靠大环内酯化方法,其特征是将前体70和71中的大环双键分别地选择性环氧化(图1)及高度的会聚性和灵活性。利用不对称合成法构成结构单元76-79和82,并通过Wittig反应、醛醇反应和大环内酯化反应偶合,用较短的路线形成环氧噻酮及其几种类似物的基本骨架。使用通过立体选择性Wittig反应得到的中间体81及其与SAMP腙80的Enders偶合(图17),再结合与改性基体136的立体选择性醛醇反应(图19),改进了这些新的和高度有效的微管结合抗肿瘤剂全合成的立体选择性和效率。
A.逆合成分析图11简述了基于大环内酯化的环氧噻酮A(1)和B(2)的逆合成分析。于是,由1和2逆合成去除环氧化物氧揭示了相应的Z烯烃70和71分别是潜在的前体。沿此路线的第二个主要逆合成步骤是在内酯部位断开大环,导致羟基酸72和73作为可能的关键中间体。沿着逆合成路线继续前进,一个醛醇型切断可产生酮酸76作为普通中间体,以及分别作为72和73的合理结构单元的醛74和75。酮酸76预期会由相应的醛的不对称烯丙基硼化,再对端烯烃作适当加工得到。较大的中间体74和75可以用两种略有不同的方法断开。第一种断开法(路线a)包括逆Wittig型反应及一些官能基交换,结果得到化合物77、78和79。第二种断开方法是特地尝试的,因为它有可能确定环氧噻酮B(2)的三取代双键的几何构型(路线b),它包括(1)逆Enders烷基化,生成腙80和碘化物81;和(2)逆Wittig型断开后一中间体(81),以揭示醛82和稳定的内鎓盐83是可能的结构片段。82的不对称的烯丙基硼化则得到Brown手性烯丙基硼烷和带有所需的噻唑部分的醛作为可能的出发点。
B.全合成1.结构单元的构筑(图12-13)此路线由以上讨论的逆合成分析(图1)、所需的结构单元76-79、82及有关化合物形成。它们以旋光形式构成的方法如下。图12概述了由已知的酮醛84出发合成酮酸76。例如,在-100℃于乙醚中向84加入(+)-Ipc2B(烯丙基),结果形成对映体富集的醇85(74%产率,根据Mosher酯测定,ee>98%)。85用三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯(TBSOTf)甲硅烷基化,以98%的产率得到甲硅烷基醚86。端烯烃86向羧酸76的转化分两步进行(i)在二氯甲烷中于-78℃下臭氧分解,随后与Ph3P接触,生成醛87(90%产率);和(ii)用NaClO2在叔丁醇∶水(5∶1)中于2-甲基-2-丁烯和NaH2PO4存在下将87氧化(93%产率)。
含噻唑的片段82和79的合成如图12中所示完成。于是,已知的噻唑衍生物88用DIBAL(1.6当量,二氯甲烷,-78℃)还原成醛89(90%产率),它与合适的稳定化的内嵛盐〔Ph3P=C(Me)CHO〕在苯中于80℃下反应,生成所要的(E)-,β-不饱和醛90,产率98%。在-100℃于乙醚/戊烷中向90加入(+)-Ipc2B(烯丙基),以96%的产率得到烯丙型醇91(Mosher酯分析,ee>97%)。91中的羟基以TBS酯的形式保护(TBSCl,咪唑,DMF,99%产率),接着将端烯烃化学选择性脱羟基化(OsO4催化剂,NMO)(95%产率),所形成的二醇用Pb(OAc)4裂解(98%产率),经中间体92得醛82。最后,82用NaBH4还原(96%产率),随后利用碘化作用(I2,咪唑,Ph3P,89%产率)和盐形成(Ph3P,纯相,98%产率),经中间体醇93和碘化物94,得到所要的片段79。
醛77和酮78的构成如图13所示由SAMP腙80出发进行。例如,丙醛与SAMP反应生成80,它随后用LDA(THF,0℃)和4-碘-1-苄氧基丁烷(THF,-100℃)处理得到化合物95,产率92%,>98%de(1H NMR)。此腙部分通过与臭氧作用(二氯甲烷,-78℃,产率77%),或用甲基碘在60℃处理并接着进行酸性处理(HCl水溶液,86%产率)来裂解,再对形成的醛(96)用NaBH4还原,得到醇97,产率98%。后一化合物97在二氯甲烷中于三乙胺和4-DMAP存在下用TBSCl甲硅烷基化,以95%的产率得到甲硅烷基醚98。此苄基醚98用氢解法裂解〔H2,Pd(OH)2催化剂,THF,50psi〕,得到仲醇99(产率95%),它在Swern条件下平稳地氧化成所要的醛77〔(COCl)2,DMSO,Et3N,98%产率〕。MeMgBr与77以84%的产率加成,所形成的仲醇(100)随后经TPAP-NMO氧化,得到另一种所要的结构单元(酮78),产率96%(图13)。
有了合适的结构单元,合成环氧噻酮A(1)和B(2)的这种会聚的方法现在可进入其第二阶段。2.图14所示的环氧噻酮A的全合成结构单元76、77和79的偶合与环氧噻酮A(1)及其6S,7R-非对映异构体(111和112)的合成示于图14。于是,由鏻盐79与二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠(NaHMDS)生成内鎓盐,接着与醛77反应,形成所要的Z-烯烃101(J12,13=10.8Hz,由去偶合实验得到)为主产物,产率77%〔Z∶E约为9∶1,次要异构体(E)在后继步骤中用层析法去除〕。另外,关键中间体101也通过鏻盐114和醛82以图15中所示的以两个片段的反应官能基颠倒的方式进行Wittig偶合制备。于是,醇99通过I2、咪唑和Ph3P的作用直接转化成碘化物113(91%产率),然后通过与Ph3P(三苯膦)一起加热转化成鏻盐114(91%产率)。由114用等摩尔量的NaHMDS在THF中生成内鎓盐,然后与醛82反应,生成Z-烯烃101,产率69%,与其E-异构体之比约为9∶1。
回到图14,由101将伯羟基选择性去甲硅烷基化是通过樟脑磺酸(CSA)在甲醇∶二氯甲烷(1∶1)中作用实现的,以86%的产率生成羟基化合物102。然后用SO3·吡啶,DMSO和Et3N将102氧化成醛74(产率94%)。有了74,我们可以研究它与酮酸76的醛醇缩合。发现此偶合反应的最佳条件需要76(1.2当量)与3.0当量二异丙基氨基化锂(LDA)在THF(-78至-40℃)中形成二锂衍生物,然后加入醛74(1.0当量),以高产率形成所要的产物103a与其6S,7R-非对映异构体103b的约1∶1混合物。尽管此反应缺乏立体选择性,但至少就提供了构成环氧噻酮A和B的6S,7R-非对映异构体的前景而言此结果是受人欢迎的。然后将此混合物进行到羧酸105和106阶段(图14),在该阶段被层析分离成它的组分。例如,使103a/103b与过量的TBSOTf和2,6-二甲基吡啶接触,生成四甲硅烷基化产物104a/104b,它随后在MeOH2中用K2CO3短时间处理,在硅胶快速层析或制备型层析之后,得到羧酸105(由7总产率31%)和106(由74总产率30%)(105∶Rf=0.61;39∶Rf=0.70,硅胶,5%甲醇/二氯甲烷)。化合物105和106中C7和C6处标出的立体化学结构是后来确定的,其根据是如下所述的105成功地转化成环氧噻酮A(1)。
在此阶段,必须从105的烯丙型羟基中除掉TBS基团,以便能实现断酸基体72的大环内酯化。此目标是通过用四叔丁基氟化铵(TBAF)在THF中于25℃下处理38实现的,处理的结果以78%的产率得到所要的羟基酸72。关键的72的大环内酯化反应用Yamaguchi方法(2,4,6-三氯苯酰氯,Et3N,4-DMAP)在25℃进行,以90%的产率得到化合物108。由108除掉两个TBS基团(CF3COOH,二氯甲烷,0℃)得到二醇70,产率92%。最后,用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环处理70,纯净地得到环氧噻酮A(1)(62%产率)及其环氧化物差向异构体(产率13%)。合成的环氧噻酮A(1)经色谱层析纯化(制备型薄层色谱,硅胶),显示出与可信样品相同的性质(TLC,HPLC,[]D,IR,1H和13C NMR及HRMS)。
按照类似的程序由化合物106(图14)经中间体107(自106产率82%)、109(自107产率85%)和110(自109产率95%)合成环氧噻酮A(1)的6S,7R-非对映异构体111和112。环氧噻酮111由烯烃前体110用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环环氧化作为主产物得到,同时还生成其环氧化物差向异构体112(总产率87%,约2∶1)。3.环氧噻酮B的全合成(图16)制备环氧噻酮B(2)的第一种方法是设想不仅得到该天然物质,而且也得到它的12S-非映异构体125(图16),它本身又需要生成12Z-和12-E烯烃。为此,由磷盐79与等摩尔量的NaHMDS在THF中生成内鎓盐,再与酮78反应,以73%的总产率得到Z-和E-烯烃115的混合物(约1∶1)。此混合物沿反应顺序进行到羧酸119和120阶段(详见图16),它是可层析分离的。在此阶段将C6和C7处立体化学结构错误的(6S,7R)羧酸120(几何异构体的混合物)丢弃,而C6和C7处立体化学结构正确的(6R,7S)Z-和E-异构体119的混合物则藉助羟基酸6′用以下反应形成大环内酯(化合物121和122)(1)将C15羟基选择性去甲硅烷基化(TBAF,THF,75%产率);和(2)Yamaguchi环化(121产率37%,122产率40%)。用CF3COOH在二氯甲烷中将双(甲硅烷基醚)121去保护,以91%的产率得到二醇71。最后,71在苯中于3℃下用mCPBA环氧化,得到环氧噻酮B(2)及其α-环氧化物差向异构体124,总产率66%,比例约为5∶1(1H NMR),而若使用二甲基二氧杂丙环,则得到比例相同的2和124(约5∶1),总产率75%。71在CH3CN中用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环于0℃下环氧化,环氧噻酮B(2)及其差向异构体124的产率提高到85%,但反应的非对映体选择性无明显变化。环氧噻酮B(2)用硅胶制备型层色谱法纯化,显示出与可信产品相同的性质(TLC,HPLC,〔〕D,IR,1H和13C NMR,及HRMS)。
按照同样的程序和以类似的产率,含有E-桥环双键的大环化合物122(图16)经由二羟基大环化合物123转化成12S-差向异构的环氧噻酮B 125及其环氧差向异构体126(用甲基(三氟甲基)二环氧化物环氧化)。
为了提高制备环氧噻酮B(2)的路线的效率,设计了一种更具立体选择性的全合成方法并进行如下。图17描述了具有12-Z几何构型的中间体75的立体选择性合成。例如,稳定的内鎓盐83(由4-溴-1-丁烯用以下方法得到(i)形成鏻盐;(ii)与NaHMDS形成阴离子;和(iii)用MeOC(O)Cl使反应停止)与醛82平稳地缩合,得到烯烃化合物127,产率95%,为单个异构体。127中的甲酯用DIBAL还原生成烯丙型醇128(98%产率),它先与Ph3P-CCl4、然后与LiEt3BH反应进行脱氧,经过氯化物129,以82%的总产率得到所要的三取代的12 Z-烯烃130。后一化合物130用9-BBN进行区域选择性硼氢化,得到伯醇131(91%),它随后用I2-咪唑-Ph3P处理,得到碘化物81(产率92%),该碘化物随后与SAMP腙80用于Enders烷基化反应,生成作为单个异构体(1H NMR)的化合物132,产率70%。在甲醇∶磷酸盐pH 7缓冲液(1∶1)中用单过氧邻苯二甲酸镁盐(MMPP)处理腙132,实现腈133的纯净转化(产率80%),它在-78℃于甲苯溶液中和DIBAL反应后形成醛75(产率82%)。
均质的醛75利用图18中列出的反应顺序转化成环氧噻酮B(2)。例如,76的二价阴离子与75如前所述地(图16)进行缩合,以高产率得到比例约为1.3∶1.0的两种非对映异构体117a(6R,7S立体异构体)和117b(6S,7R立体异构体)。此混合物按照所列出的顺序得到羧酸119(自75总产率32%)和119(自75总产率28%),用硅胶制备型层色谱或快速柱层析将其分离,沿图16中对相应的立体异构混合物所述的顺序各自反应。于是,将119用TBAF选择性去保护,得到羟基酸73(产率73%),它随后用Yamaguchi方法环化成大环内酯121,产率77%。121向环氧噻酮B(2)及其环氧化物差向异构体119的转化已在前面说明(图16)。
在试图提高C1-C6和C7-C15片段之间的醛醇缩合的非对映体选择性的努力中,考察了以下化学方法(图19)。其中,酮136(由图12的酮87经选择性还原后再甲硅烷基化得到)用化学计量数量的LDA转化或其烯醇化物并与醛75(Z-异构体)反应,以85%的总产率得到偶合产物137和138(约3∶1),由其向119和环氧噻酮B(2)的转化证实,其中主要是所要的化合物137。于是,用色谱法纯化(硅胶,20%乙醚/己烷)得到137,用以下方法将其有效地转化成先前合成的中间体119(图18)。将137中新生成的羟基用TBSOTf-2,6-二甲基吡啶甲硅烷基化,得到139(产率96%),它随后在甲醇-二氯甲烷中利用樟脑磺酸(CSA)的温和作用将伯位选择性去甲硅烷基化,得到140(85%)。最后,该伯醇依次用(COCl)2-DMSO-Et3N(95%产率)和NaClO2-NaH2PO4(90%产率)氧化,经由醛141得到羟基酸119。119向2的转化已在上面说明(图18)。此顺序代表了环氧噻酮B(2)的立体选择性的和高效的合成,并且开辟了这一重要的微管结合剂家族内其它类似物的构筑方法。
此实施例中描述的化学过程定义了一种以大环内酯化路线为基础的构筑环氧噻酮A(1)和B(2)的简洁方法,该方法对于结构多样化具有会聚和灵活的优点。该方法不限于环氧噻酮A(1)和B(2),而且也能扩展到本文中包括的许多中间体和结构类似物。此外,合成的类似物在阐明这些新物质的结构-活性关系和确定它们与癌症的化学疗法的关联方面起重要作用。结合性试验(见后文)已经证实,化合物70、71、123和125对于微管的结合亲和性与环氧噻酮A(1)、B(2)及紫杉醇相近。实施例3图20-21和图49-50所示的环氧噻酮类的固相合成在此实施例中,我们展示了环氧噻酮A(1)的第一次固相合成和环氧噻酮B(2)的全合成,一个小的环氧噻酮集群的形成,和一种与微管蛋白作用比环氧噻酮A(1)和B(2)及紫杉醇更强的合成的环氧噻酮的鉴定(图20-24和图49-50)。1的固相合成可能预兆天然产物合成的新纪元,而且它与2的溶液相合成一起,为用于生物筛选的这些重要分子的大组合集群的形成铺平了道路。
环氧噻酮A(1)的固相合成路线是以图20中所示的逆合成分析(Nicolaou等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)35,2399-2401,1996;Yang等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.36,166-168,1997)为基础。例如,设想三个必需的片段(143-145)之一是在固体载体上(145),它们将依次通过醛醇反应,酯化反应和烯烃复分解反应偶合在一起,后一反应同时将产物环化并从固体载体上释放出来(144+145+143形成142,它再形成141;图20)。随后经过简单的脱甲硅烷基化和环氧化反应,完成环氧噻酮A(1)及其类似物的全合成(141至1,图20)。在醛醇、复分解和环氧化各步骤中得到两种产物的前景被认为有利于集群形成。
如图21所示,Merrifield树脂(146)通过与以下物质的顺序反应以90%以上的产率转化成鏻盐(i)1,4-丁二醇-NaH-碘化四正丁铵催化剂;(ii)Ph3P-碘-咪唑;和(iii)Ph3P。在此步骤中可使用的替代Merrifield树脂的优选树脂包括聚乙二醇-聚苯乙烯、羟甲基聚苯乙烯、甲酰基聚苯乙烯、氨甲基聚苯乙烯和苯酚聚苯乙烯。由147通过NaHMDS在THF∶DMSO中于25℃下作用得到的内鎓盐148与醛149在0℃作用,形成烯属化合物150,产率>70%。150中的双键几何构型暂时判定为Z型,但其几何构型既未严格测定,也与我们的目的无关。150用氢氟酸吡啶脱甲硅基化,再将所形成的伯醇Swern氧化,以高产率(>95%)得到醛145。这一结合聚合物的醛145与从酮酸144衍生的二价阴离子在THF中于ZnCl2存在下进行醛醇缩合,得到非对映异构体混合物(产率约90%,约1∶1)。最后,通过酯化向生长的基体上引入杂环片段143,以约80%的产率得到所需的前体152。152在二氯甲烷中于25℃下与RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂(153)接触,由树脂中释放出烯属化合物154-156和141(总产率52%,HPLC测定154∶155∶156∶141约为3∶3∶1∶3)。化合物154-156和141可以用HPLC或制备型硅胶层色谱分离,具有正确C6-C7立体化学结构的两种化合物(如155和141)用三氟乙酸处理脱甲硅基化,分别得到环氧噻酮前体157(92%)和158(90%)。157和158用三氟(甲基)二氧杂丙环环氧化则分别得到环氧噻酮A(1,70%)及其非对映异构体159(45%)。在这些环氧化反应中还得到1和159的环氧异构体。纯的合成的环氧噻酮A(1)显示出与可信样品相同的性质(TLC,[]D,1H和13C NMR,IR和HRMS)(图21)。
这里所述的环氧噻酮A(1)的固相合成(图20-24及图49-50)代表了天然产物合成的新概念,指示了一条获得天然存在的环氧噻酮的有效途径,并且开辟了形成大的组合的环氧噻酮集群的道路。生物化学结果表明,通过化学合成可以得到微管结合性比母体环氧噻酮更强的类似物(如化合物71;下文生物试验结果)。另外,我们的发现指出,对于结合活性,重要的是亲油取代基而不是环氧化物部分。
为简化起见,将环氧噻酮集群(图24-25)设计成在C-8处无甲基(在进行此集群的构筑之前,先通过合成8-降环氧噻酮A试验该甲基对生物活性的必要性)。C1-C5如图24-25中所述变化,而在C-6、C-7、C-12和C-15处的立体化学结构则有意改变,以便使每个中心的化合物数目增多2倍。此外,基团R1、R3和R4也变化。必需的结构单元(组件,图24-25的下部)是先有技术中已知的,且可用标准方法合成;固体载体如图24-25中所述由聚苯乙烯制备。相应的酮酸的烯醇化物通过LDA的作用生成,而醛醇产物则用R3衍生转化并与165缩合得到166。166与特定的芳族锡烷在钯催化下偶合后进行烯烃复分解,形成大环并同时由固体载体上释放出基体。剩下的两个步骤在溶液中进行。环氧化用固相结合的过酸或二甲基二氧杂丙环进行(后处理步骤最少),脱甲硅基步骤则方便地用氢氟酸吡啶在二氯甲烷中实现。最终产物通常纯度足以用于鉴定和生物试验(或必要时可用HPLC纯化),其数目可以从几百至几千变化(关于这类集群的计算,见

部分关于图25的说明)。实施例4.图24-39所示的环氧噁酮A和环氧噁酮类似物的全合成在此实施例中,我们报道一个设计成在20位有一个氧而不是硫的新系列环氧噻酮的全合成(见图24)。对于这类新化合物提出一个名字环氧噁酮epoxalones(ep表示环氧化物,oxa代表噁唑,one表示酮;比较epothiloneep代表环氧化物,thi表示噻唑,one代表酮)。这些化合物代表了本发明的优选实施方案。
环氧噁酮A系列的合成以我们得到环氧噻酮A(1)的烯烃复分解路线为基础。这一高度会聚和灵活的反应序列由结构单元7、8和163出发,以快速方式构成化合物161、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179和180(图25)。于是,醛162(用Kende等,Tetrahedron Lett.(四面体快报)1995,36,4741-4744中的方法得到)与Brown的(+)-Ipc2B(烯丙基)在乙醚-戊烷中于-100℃下不对称烯丙基硼化,得到化合物163,产率91%,ee>98%。此醇与由片段8和7醛醇得到的羧酸45和46的混合物(约5∶3)进行酯化,得到化合物164和165,为约5∶3的混合物(总产率82%)。此混合物的色谱分离(快速柱,硅胶,20%乙酸乙酯/己烷)得到纯的非对映异构体164和165。
前体164(具有正确的C6-C7立体化学结构)进行烯烃复分解反应〔RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,CH2Cl2,25℃〕,结果形成环烯烃166(产率40%)和167(产率29%),将其色谱分离(快速柱,硅胶,20%乙酸乙酯/己烷,1∶1)(图26)。166用20%的三氟乙酸/CH2Cl2在25℃处理,以89%的产率得到二醇168。对167作类似处理得到169(95%)。168用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环处理,得到环氧化物161(产率34%)和170(产率15%),将其用制备型层色谱分离(硅胶,75%乙酸乙酯/己烷)。对169作类似处理得到环氧化物171(25%)和172(20%)(如图26所示)。
由非对映体165出发的平行的反应序列,如图27中所概述地,形成了6S,7R环氧噁酮系列175-180。
合成的化合物(161、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179和180)用过滤-比色试验法(后文概述)在20mM浓度和30℃用纯微管蛋白试验其微管蛋白组合性质。然后将最有效者(161、168、169、171和172)在0.1、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0mM浓度于同样条件下试验,得到图28中所示的图。因此,两种环氧噁酮161和171在诱发微管蛋白聚合方面均比紫杉醇更强,而化合物168、169和172显示出效力与紫杉醇相近或略低。反式环氧化物环氧噁酮171的高效力或许是这些研究中观察到的最引人注目的结果,而且环氧噻酮A和B的相应的反式环氧化物也是这样。
制备环氧噻酮B的噁唑系列的大环内酯化路线沿着与对环氧噻酮的相应的噻唑系列发展的类似途径进行。图31表示由容易得到的噁唑衍生物213出发,立体选择性地构成所需的醛217和鏻盐220。例如,(+)-Ipc2B(烯丙基)与醛213的不对称加成(见图31),如前节所述,生成醇214。214用TBSCl(关于缩写,见

)和咪唑进行甲硅烷基化,以99%的产率得到甲硅烷基醚215。用Upjohn方法(NMO-OsO4催化剂)将215中的端烯烃选择性二羟基化,随后将形成的二醇用NaIO4裂解,以优异的产率得到醛217(93%)。217中的醛基用NaBH4还原(99%产率),随后与Ph3P-I2-咪唑作用,经由伯醇218得到碘化物219(产率87%),最后,219用Ph3P在100℃加热,以90%的产率得到鏻盐220。
为了得到环氧噻酮B类似物的12E-和12Z-两种异构体,我们首先进行图32和33中所述的非立体选择性合成,其中第一步包括Wittig反应,生成几何异构体的1∶1混合物。于是,由鏻盐220,利用在THF中于-20℃下与NaHMDS反应,随后与酮221作用,以68%的产率得到化合物222,为E∶Z异构体的1∶1混合物。由222制备所要的醛224需要伯羟基脱甲硅烷基化(CSA,CH2Cl2-MeOH,0-25℃,产率92%),并将形成的醇(223)用SO3·吡啶-DMSO-Et3N氧化(98%产率)。
醛224(12E-和12Z-几何异构体的混合物,图32和33)与由酮衍生的阴离子缩合(LDA,THF)在-78℃下平稳地进行,得到非对映异构的醛醇226和227的混合物(约4∶1),总产率为73%。色谱分离(硅胶,制备型层色谱)得到纯的226和227,各由E-和Z-几何异构体组成(约1∶1)。只有6R,7S异构体226(极性较小的D12,13几何异构体的混合物)被继续处理(极性和与天然系列的比较被用来作为在这一阶段选择所要的6R,7S非对映异构体的原则)。在大环内酯化之后将几何异构体分离。
此合成中的下一任务是制备羟基酸(图33)。为此,将226中的羟基甲硅烷基化(TBSOTf-2,6-二甲基吡啶,96%),得到三(甲硅烷基醚),随后将其在MeOH∶CH2Cl2中于0-25℃下和CSA作用,在伯位处选择性地去保护,结果形成228(产率85%)。使用一种多步方案将该伯醇氧化成所要的羧酸(i)(COCl)2-DMSO-Et3N,-78至0℃,生成醛(产率94%);和(ii)NaClO2-2-甲基-2-丁烯,NaH2PO4,得到酸(产率99%)。在THF中用TBAF在烯丙位上选择性地脱甲硅烷基化,以78%的产率得到羟基酸。
象天然系列一样地将羟基酸进行Yamaguchi大环内酯化(2,4,6-三氯苯甲酰氯-Et3N-4-DMAP,高度稀释,25℃),随后用制备型薄层色谱分离(硅胶,20%乙醚/己烷),得到内酯229(Rf=0.24,35%)和230(Rf=0.20,42%)。229通过与用立体选择性路线制得的可信样品作比较得到确认。229和230在THF中于25℃下用氢氟酸吡啶去保护,分别得到二醇231(产率62%)和232(产率82%)。最后,231和232在CHCl3中于0℃用mCPBA环氧化,得到相应的α-和β-环氧化物(2+30,总产率40%,约5∶1,31+32,总产率45%,约6∶1)。示于图33中的这些化合物的立体化学指认是暂时性的,只是基于和与天然环氧噻酮B有关的系列的比较。
还发展了一种立体选择性合成D12,13一系列含噁唑的环氧噻酮(231,233和234)的方法并示于图33、34和35中。于是,所要几何构型的D12,13位通过稳定的内鎓盐(图34)与醛217的缩合(苯,D)而固定下来,此反应以90%的产率形成化合物237,随后将237的酯基还原(DIBAL,CH2Cl2,-78℃,99%产率),氯化(Ph3P,CCl4,D,81%)并进一步还原(LiEt3BH,THF,0℃,97%产率),经烯丙型醇238和氯化物239得到中间体240。240在端烯烃位用9-BBN选择性氢硼化,在氧化处理后,以92%的产率得到伯醇241。随后用标准的I2-咪唑-Ph3P方法将241转化成碘化物242(产率89%)。然后用此碘化物242将SAMP腙烷基化(LDA,THF,-100至-20℃),以70%产率得到腙243。后一化合物(243)随即转化成腈244(MMPP,MeOH-磷酸盐缓冲液,pH7,0℃,46%产率),并由此得到醛224(DIBAL,甲苯,-78℃,产率84%)。
该酮的锂衍生物与立体化学上均一的醛224按着与上述E∶Z混合物的情形相似的方式进行醛醇缩合(图35),得到纯化合物245和246。在色谱分离后,将纯的6R,7S-非对映异构体245〔根据极性(极性较小)和与天然系列比较,暂时确认立体化学结构〕继续按反应顺序进行处理,如图35中详述地得到最终产物233。实施例5环氧噻酮A类似物的4,4-桥亚甲基系列A.图40-48中所示的烯烃复分解法对环氧噻酮应用烯烃复分解法,我们已合成了一系列含环丙烷的环氧噻酮A类似物。这些化合物就分子多样性和数目而言大大丰富了已知的环氧噻酮集群。对这些类似物的生物研究在这类重要的化合物中建立了有用的结构-活性关系。有意思的是,虽然噁唑系列的化合物显示出与相应的噻唑系列相近的微管蛋白聚合活性和细胞毒性,但4,4-桥亚乙基环氧噻酮被证实是无活性的。这些结果强调说明了这些化合物中的准确构型对生物作用的重要性。
按照上面对噁唑类似物概述的同样的逆合成原理,如图40中所述对4,4-桥亚乙基环氧噻酮A作了分析。这次分析导致结构单元271、7和272。后一化合物(272)容易经由273和274追踪到β-酮酯275。267及其同类的前向合成如下。
我们由环丙基酮酸31的合成开始(图41)。1,2-二溴乙烷与丙酰基乙酸乙酯(275)在环境温度和K2CO3存在下反应,结果形成环丙基酮酯276(产率60%)。用LiAlH4将酯基和酮基还原(产率93%)后,将形成的二醇进行Swern氧化〔(COCl)2;DMSO;Et3N〕,以64%的产率得到酮醛274。(+)-IPC2B(烯丙基)与醛274的化学和立体选择性加成(按Mosher酯分析,ee>85%),随后将形成的仲醇甲硅烷基化(TBSOTf;2,6-二甲基吡啶),得到甲硅烷基醚273。最后,在催化数量的RuCl3·H2O存在下于MeCN-H2O-CCl4(2∶3∶2)中在25℃下用NaIO4将端烯烃裂解,得到所要的酮酸272,由环丙基酮醛274算起总产率为43%。
酮酸272的二价阴离子(LDA,THF,-30℃)与醛7反应,形成比例约为2∶3(根据1H NMR)的醛醇270和277(图42)。270和277的混合物与片段271藉助EDC和4-DMAP偶合,形成的羟基酯层析分离,得到纯269(15%)和278(36%)。
高级中间体269的关环和脱甲硅基的环二醇的环氧化示于图43。其中,将269与RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂一起在CH2Cl2中于25℃搅拌,然后层析分离(硅胶,制备型薄层色谱),得到顺式和反式的烯烃268(产率37%)和279(产率35%)。将各甲硅烷基醚在THF中于环境温度下用25%的氢氟酸吡啶处理,得到相应的二醇280(产率65%)和281(产率62%)。最后,280用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环环氧化,得到环氧化物267(或282)(产率50%)和282(或267)(产率29%),而对281的类似处理得到283(或284)(产率11%)和284(或283)(产率31%)。环氧化物267、282-4的立体化学结构未被确定。另一醛醇产物化合物278按照以上对269所述的类似方式处理,如图44所示得到4,4-桥亚乙基环氧噻酮A类似物287-292。同样,这些化合物的立体化学细节也仍未确定。
B.大环内酯化方法设计了环氧噻酮B的4,4-桥亚乙基类似物以便试验受体位对于天然物质的偕二甲基被取代的容许性。正如图45的逆合成分析所扼要表明的,合成所设计的4,4-桥亚乙基环氧噻酮B(267)及其相关物所必需的片段限定为片段75和294。结构单元294的合成连同环氧噻酮B的立体化学全合成一起说明,而结构单元294的合成则示于图46中。
于是,前节中叙述的酮基环丙烷衍生物273(图46)进行臭氧分解并随后用Ph3P还原,以90%的产率得到醛295。进一步还原〔LiAl(OtBu)3H,THF,-78℃〕,随后将形成的伯醇296甲硅烷基化(TBSCl,Et3N,4-DMAP),得到酮基环丙烷片段294,总产率83%。
图47详示了片段294和75的偶合及一系列4,4-桥亚乙基环氧噻酮B类似物的组装。例如,酮294与LDA在THF中于-78至-60℃下反应生成烯醇锂,随后与醛75加成,结果形成比例约为1∶2的醛醇297和298,总产率71%。立体化学指认是以对后继中间体的X射线晶体分析为基础,这将在下面讨论。片段298(约1∶2,图47)与297(约4∶1,见图36)之间的醛醇产物比例的差别相当明显,其原因可能是环丙烷环对反应过渡态的影响。将两种非对映异构的醛醇产物297和298色谱分离(硅胶,快速柱层析)并分别处理,以得到6S,7R和6R,7S两个系列的化合物。
于是,将立体异构体297(图47)用TBSOTf和2,6-二甲基吡啶甲硅烷基化,得到三(甲硅烷基醚)299,产率92%,然后在CH2Cl2∶MeOH中于0至25℃下与CSA作用,得到羟基双(甲硅烷基醚)301(产率74%),其中只释放出伯羟基。将301用以下步骤分步氧化
(i)(COCl)2,DMSO,Et3N,-78至0℃,96%产率,和(ii)NaClO2,2-甲基-2-丁烯,NaH2PO4,91%产率,依次得到醛303和羧酸305。305在THF中于25℃下用TBAF选择性脱甲硅基化,以62%的产率得到所要的羟基酸293。
预定的293的大环内酯化用Yamaguchi方法完成(2,4,6-三氯苯甲酰氯,Et3N,4-DMAP,甲苯,25℃,高度稀释),以70%产率得到化合物308。308在THF中于25℃下和氢氟酸吡啶作用,结果去除了两个甲硅烷基,以92%产率得到二醇268。最后,268在MeCN中用(三氟甲基)甲基二氧杂丙环环氧化,结果形成比例约为8∶1的环氧噻酮B类似物267和311(根据1H NMR),总产率86%。制备型薄层色谱分离(硅胶,5%甲醇/CH2Cl2)得到纯的环氧噻酮B类似物267和312。
对非对映异构体298(图47)作同样的化学处理,经中间体以与对297所述的类似产率得到环氧噻酮B类似物310、312和313。后一化合物(309)以长针形从MeOH-EtOH中结晶(熔点157℃),提供了X-射线晶体分析,揭示了它的立体化学结构(见图48中的ORTEP图)。实施例6如图49-50的图63-66所示,根据组合方法固相合成指定的环氧噻酮类似物,化合物的微管蛋白组合性质和对于肿瘤细胞系的细胞毒性作用在此实施例中,我们说明(a)几种环氧噻酮A类似物基于组合方法的固相合成;(b)一个广泛的化合物集群的微管蛋白组合性质;和(c)选择的一些这类指定的环氧噻酮对于乳腺和卵巢癌细胞(包括一些抗紫杉醇的肿瘤细胞系)的细胞毒性作用。结果提供了关于环氧噻酮的结构-活性关系的全面信息,并建立了它们进一步发展的基础。
环氧噻酮的结构适合于通过改变某些立体中心的构型、双键的几何构型、环的大小和取代基的本性进行调节。因此,我们合成这些分子的策略是基于改变这些要素以达到最佳的分子多样性和获得最大数目集群成员这一前提。图64包括如后文所述的用溶液和固相的组合方法得到的环氧噻酮集群的结构。这些化合物的生物筛选预期可导致建立充分的结构-活性关系,从而使下一阶段可能的药物候选者的规划、设计、合成和鉴定能在较窄的范围内进行。
构筑环氧噻酮A类似物群的策略是基于我们用射频编码组合(RECTM)化学法的环氧噻酮A固相合成法及一种已确立的变型(Nicolaou等,Angew,Chem.(应用化学)1995,107,2476-2479;Angew,Chem.Int.Ed.Engl.(应用化学国际英文版)1995,34,2289-2291;Moran等,J.Am.Chem.Soc.(美国化学会志)1995,117,10787-10788)。图50概述了由一般称为330、331和332的3个关键片段合成12,13-脱氧环氧噻酮A集群。含Merrifield树脂的SMARTMicroreactorsTM如图50所示通过链延长和鏻盐形成,平稳地转化成Microreactor 148(所报道的组合化学法用MicroKansTM进行,但使用单独一个Micro TubeTM合成一组4个环氧噻酮A(即,422、425、455和460,图64和65))。鏻盐树脂148然后根据射频标记分选并用NaHMDS处理以得到相应的内鎓盐,它再与醛330反应。收集SMARTMrcroreactors 333以便洗涤,随即去保护和氧化,以得到结合聚合物的醛335。进一步用酮酸331的二价阴离子进行分选和处理,得到以非对映体混合物形式存在的结合聚合物的羧酸336。用醇332再分选和酯化,得到二烯337。将SMART Mrcroreactors分别地用RuCl2(=CHPh)(PCy3)2催化剂处理,以同时进行通过烯烃复分解的环化和产物的裂解,形成作为四种12,13-脱氧环氧噻酮A(339、340、341、342)的混合物的产物。对各混合物进行鉴定和制备型薄层色谱分离,得到纯化合物,它们逐个在二氯甲烷中用TFA处理去保护,然后相应地环氧化。
环氧噻酮集群(图64)在37℃下以5nM的化合物浓度进行诱发微管蛋白组合的筛选。为对照起见,对预先试验过的化合物(图64)重新鉴定。大多数类似物用人卵巢和乳腺癌细胞系,包括紫杉醇抗性细胞系,作更详细的细胞毒性试验研究和能够区分开有效的类紫杉醇化合物的定量的微管蛋白组合试验(图65)。很快就显而易见,在筛选试验中组合值低于40%的那些化合物在定量试验中的EC50值高,对于细胞生长的抑制作用小(图65中只列出了正结果)。
使用标准的谷氨酸试验考察了下述假设,即,微管蛋白组装活性比紫杉醇强的类紫杉醇,其细胞毒性也更强,这由超过50种的类似物得到证实。但是,对于环氧噻酮,此定量试验不很成功。虽然较高的谷氨酸浓度(如0.7M,图65)在鉴定细胞毒性类似物方面与筛选试验的结果相近,但低谷氨酸浓度在预示细胞毒性方面虚假的负结果比率很高。如果“显著的”细胞毒性被定义为IC50值低于10nM,我们确认了9种类似物具有对抗乳腺和卵巢细胞系的活性(161、234、48、125、171、233、126、172、71和231)。对于筛选试验,不存在虚假的负结果,但在被试验的化合物中有7个虚假的正结果(具有有限细胞毒性的试剂产生>40%的聚合)。用谷氨酸试验得到相同的结果。9种细胞毒性类似物的EC50值为3,3-13mM,但另9种试剂的EC50值为6.0-17mM。
由1A9卵巢细胞生成两个抗紫杉醇细胞系,此抗性起因于M40基因的突变,该基因在亲代和抗性细胞系中编码高度表达的b1同种型。被改变的氨基酸是1A9 PTX10系的残基270(Phe->Val)和1A9PTX22中的364(Al->Thr)。这与紫杉醇的结合位是在β-微管蛋白上的另一观察结果一致。在关于1(见后文)和几种类似物的初步结果中提到,1A9PTX22细胞对环氧噻酮几乎完全保持敏感性,而1A9PTX10细胞则对该药物保持部分抗性。这些发现已被证实(图65)。对于1A9PTX22细胞观察到的相对抗性,对紫杉醇是27倍,而对11种细胞毒性的环氧噻酮是1.0-2.7倍。对于1A9PTX10细胞,对杉紫醇相对抗性是23倍,对环氧噻酮是3.5-9.1倍。紫杉醇和环氧噻酮的结合位可以重叠,因为1和2是紫杉醇与微管蛋白聚合物结合的竞争性抑制剂。如果假设Phe270和Ala364与紫杉醇直接相互作用,则用抗性细胞得到的结果表明,在环氧噻酮于紫杉醇结合位处的相互作用中,Phe270比Ala364更重要。
图64和65中所示数据与先前报道的结果一起,揭示了关于体外微管蛋白聚合和细胞毒性的结构-活性关系的重要信息,并形成几个结论。大环的重要性由开链烯烃复分解前体46缺乏显著的微管蛋白聚合活性得到证实。3-OH立体化学结构的反向会减小微管蛋白聚合效力。但是有意思的是,α,β-不饱和内酯(如42和38)保持明显的微管蛋白组合性质(图65),说明对于该羟基是一种构型作用,而不是直接的结合作用。但是,无论是42还是38都没有明显的细胞毒性,表明该3-OH基团起的是附加作用。4-偕二甲基被4,4-桥亚乙基取代(如267a和267b)在所有情形都造成微管蛋白聚合活性的损失,说明了环氧噻酮的合适构型对于生物活性具有关键重要性。显然,部分的Sp2特点和伴随的C3-C4-C5角的变宽在大环内造成了对于和微管蛋白有效作用不能容许的构型变化。对于微管蛋白聚合活性的另一个明显的要求是(6R,7S)立体化学结构,这是由所有(6S,7R)立体异构体在相当大的浓度都不能诱发微管蛋白聚合(如64、425、432-384、443、289、312、290、313、287、319、450-451、464和37,图64-65)所揭示的。同样有意义的是,在C8甲基反向(如458与49)、在C8处引入偕二甲基(460、49和455与50)和去除C8甲基(如459与49,456与49和439与58)时,与微管蛋白的相互作用有显著的减小。
天然的立体化学形式(12S,13R)对于环氧化物的重要性由非天然12R,13S环氧化物在诱发微管蛋白组合方面的活性较低这一一般趋势得到证实。最有意思的是,与环氧噻酮A和B相应的顺式和反式烯烃在微管蛋白组合试验中都具有活性,而且顺式烯烃的活性与天然物质的相近。但是,我们发现顺式和尤其是反式的烯烃的细胞毒性比天然存在的环氧化物显著减小(49和50与1、71和123与2)。另外,由12,13E-烯烃前体衍生出的α-和β-环氧化物均显示出相当大的诱发微管蛋白组合和抑制细胞生长的能力(58、171和172与1,125和126与2;实际上,化合物125似乎是图64中所示的最具细胞毒性的类似物)。
C12甲基与C12-去甲基对应物相比(如2与1,和233与161),一直使所研究的环氧噻酮具有更高的效力,只有化合物55和57例外,它们得到的结果相近。将C15的构型反向会使诱发微管蛋白聚合的能力丧失(141与49,346与50)。用乙基代替C16-甲基也减小微管蛋白试验中的活性(461与49,457与50),说明甲基可能在保持侧链的平面构型中起一定作用。C16-C17环氧化物不具活性的事实进一步支持这一结论。环氧噻酮药效基团容许作某些杂环改性。例如,一些噁唑衍生物的活性与相应的噻唑类相近。另外,用2-吡啶基代替噻唑只导致微管蛋白试验中活性略有减小,但用苯基取代C23-甲基则产生失活的化合物。图63图示概述了由这些研究及先前研究得到的环氧噻酮家族化合物内的结构-活性关系。
所报道的工作显示了将组合化学与被固相合成促进的化学生物学、REC化学及现在生物试验相结合的威力。另外,此项研究将加速癌症化学治疗学领域中的药物发现和研制过程。实施例7图51-56所示的通过Stille偶合反应的环氧噻酮E和支链环氧噻酮类似物的全合成在此实施例中我们报道通过烯烃复分解反应形成大环和用Stille偶合构成支链,首次实现天然存在的环氧噻酮E的全合成(图51)。此外,将开发的这一路线用于合成其中含有各种芳香体系代替天然环氧噻酮A中2-甲基噻酮的类似物集群(见图54-55)。
图51以逆合成图概述了合成环氧噻酮E和图54-55中所示类似物的高度会聚的复分解-Stille路线。使用一种通用的高级中间体使这一Stille路线具有一个明显的优点,即,快速得到众多的用于生物筛选的支链改性环氧噻酮类似物。
图52中总结了图54-55中所示的环氧噻酮的合成。通过(+)-烯丙基二异松蒎烷基甲硼烷〔Icp2B(烯丙基)〕与醛349加成,以91%产率得到醇350,将其与羧酸348(C6-C7非对映异构体的混合物,约3∶2,348占优)在DCC和4-DMAP作用下偶合,得到酯351(与其C6-C7非对映异构体层析分离后,产率49%)。351在环境温度下与催化数量的RuCl2(=CHPh)(PCy3)2在CH2Cl2中作用,得到顺式和反式环烯烃的混合物,将其在硅胶上色谱分离后脱甲硅基化,分别得到二醇354(84%)和355(85%)。
所需的锡烷或是市售商品,或根据文献步骤合成,或有图53所述顺序合成。为了合成环氧噻酮E,二溴化物358用正丁基锂金属化,然后在HMPA存在下与二甲基甲酰胺(DMF)作用,用NaBH4还原后以63%的总产率得到醇360。360以甲硅烷基醚形式被保护(TBSCl,咪唑,产率96%),随后第二次金属取代(正丁基锂)并与n-Bu3SnCl作用(产率85%),脱甲硅基化后得到锡烷363(TBAF,产率95%)。锡烷371的合成要求(i)二溴化物358与4-戊炔-1-醇Sonogashira偶合〔(Pd(PPh3)4-CuI,i-Pr2NH,70℃,产率83%〕(ii)三键的化学选择性氢化(催化剂PtO2-H2,100%产率);和(iii)与Me3SnSnMe3反应(催化剂Pd(PPh)3,甲苯,100℃,产率93%)。锡烷373由二溴化物358与哌啶反应(60℃,100%产率)后在钯催化下与Me3SnSnMe3偶合制得〔Pd(PPh3)4,甲苯,80℃,100%产率〕。类似地,375由358与NaSMe反应(EtOH,25℃,94%产率)后在Pd(PPh3)4催化下和Me3SnSnMe3反应得到(甲苯,80℃。100%)。
芳香部分与乙烯基碘化物354和355的大环骨架的连接是用图54-55中所示的芳族锡烷在钯催化下的Stille型条件A〔Pd(PPh3)4,甲苯,100℃〕或B〔Pd(CN)2Cl2,DMF,25℃〕下进行。图54-55包括了选择的一些合成的环氧噻酮A类似物、偶合方法和达到的产率。
环氧噻酮E(356b,图56)由其脱氧类似物356a(图54)通过在甲醇中用H2O2-KHCO3-CH3CN环氧化得到,如图56中所示(产率65%,以50%转化率为基础)。合成的356b与天然物质的1H和13CNMR谱相同。
在过滤-比色微管蛋白聚合试验中,环氧噻酮E(356b)的微管蛋白聚合为52%,与之相比,环氧噻酮A为76%,环氧噻酮B为98%,而紫杉醇为50%。实施例8图57-62中所示的26-取代的环氧噻酮类的合成在此实施例中,利用包括选择性Wittig烯化、醛醇反应和大环内酯化作为关键步骤的合成法构筑了一系列26-取代的环氧噻酮类。
形成C26-改性环氧噻酮B的方法遵照对于环氧噻酮B研制的相同途径(见后),包括以下步骤(a)立体选择性的Wittig烯化;(b)醛醇缩合;和(c)大环内酯化(见图57-62)。
有了大量的烯丙型醇392(图37)可供使用,我们的紧要任务是选择合适的基团来保护C26位处的伯羟基。判断三苯基甲基(三苯甲基)最适合此用,并且在合成过程中确实表现极佳。于是,如图37中所示,由251合成关键的C7-C22醛片段257。251以三苯甲基醚的形式被保护(三苯甲基氯,4-DMAP,DMF),以99%的产率得到252。使用9-BBN进行区域选择性硼氢化,随后用碱性过氧化氢处理得到伯醇253(产率94%),将其在MeCN∶Et2O(3∶1)混合溶剂体系中用Ph3P、碘和咪唑处理,转化成碘化物254(90%产率)。经由其锂衍生物(LDA,THF,-78至0℃)将SAMP腙用碘化物254选择性烷基化(-100℃至-20℃,按70%转化率计,产率94%),得到腙255。在MMPP的作用下将腙255平稳地转化成腈256(91%产率),后者在甲苯中于-78℃下用DIBAL还原,以优异的产率(97%)得到关键的醛257。
C1-C6酮片段与醛257按图38中所示通过顺式选择性羟醇反应进行偶合(LDA,-78℃),得到化合物258及其(6S,7R)-非对映异构体(85%总产率,约3∶1,13占优)。层析纯化(硅胶,20%乙醚/己烷)后甲硅烷基化(TBSOTf,2,6-二甲基吡啶,二氯甲烷,0℃,92%产率),得到四(甲硅烷基)醚259。使用缓冲的氢氟酸吡啶/THF(或者在二氯甲烷/甲醇中用CSA)可以使伯TBS基选择性脱甲硅基化(74%产率),随后将其氧化成醛261〔(COCl)2,DMSO,Et3N〕,由此形成羧酸262(NaClO2,99%)。在THF中使用TBAF实现C15处选择性脱甲硅基化,以89%的产率得到断酸263。后一化合物在Yamaguchi所述的大环内酯化条件下反应,可以以75%的产率分离出内酯264。264在THF中与氢氟酸吡啶反应促进了甲硅烷基和三苯甲基的同时去除,以78%的产率生成三元醇265。或者,在甲醇和二氯甲烷中用樟脑磺酸处理264,选择性地除掉三苯甲基,以70%的产率得到265。将265温和地不对称环氧化,得到26-羟基环氧噻酮B(266),产率76%,为单个非对映体(由TLC和1H NMR分析断定)。
上述化合物266和中间体容易得到,这有助于迅速获得大量26-取代的环氧噻酮。如图57-62中所示,烯丙型醇392通过在碱性条件下与相应的酸酐或酰氯反应,然后脱甲硅基化,生成相应的酯1000a-c(各步骤的解释见图57的

)。265用MnO2氧化证实是高度有效的,结果生成α,β-不饱和醛1000d(步骤d,产率85%)。1000d用NaClO2进一步氧化生成羧酸1000e(步骤e)(98%),它再用CH2N2处理,转化成甲基酯1000f(步骤f,80%)。266经甲基化(NaH-MeI)和苄基化(NaH-PhCH2Br)后再脱甲硅基化,分别得到甲氧基和苄氧基化合物1000h和1000i。卤化(DAST或CCl4-Ph3P)后脱甲硅基化,生成氯化物397或398(作为环氧化物)(总产率73%)或氟化物395(总产率51%)。由403的MnO2氧化得到的醛(90%)进行Wittig亚甲基化(85%),在脱甲硅基化(85%)之后,得到端烯烃1000k。如图57-62所示,类似的化学方法用于制备环氧噻酮1000a-n和1000a′-l′、395、398、401、404、407、413和415。实施例9图67-70中所示的环氧噻酮A的14-、15-、17-和18-元环相关物的合成此实施例描叙了环氧噻酮A的14-、15-、17-和18-元环相关物及其脱氧对应物的构筑,如图67-70所示,它们已用全合成方法得到,并对其微管蛋白聚合性质进行了生物评价。
此实施例揭示了,与天然环氧噻酮A([16]-环氧噻酮A)相比,[14]-、[15]-和[17]-元环的环氧噻酮存在固有的结构变形,而[18]-环氧噻酮A的整体形状保持相对不变,从而加强了对于后一化合物(虽然不是对于其它化合物)生物活性的期望。
图示的路线设计了大环的C12-C13双键的环氧化作为最后步骤,以及通过Wittig反应的环氧噻酮骨架的会聚组装,一个醛醇缩合步骤和一个大环内酯化的步骤。这一路线需要片段1006、1007和1010-图67-70(与后文所述的类似物完全一样地制得)或构筑14-元与15-元环需要的关键中间体1015和1016(图67-70)。17-和18-元环需要关键结构单元1033和1035采用略微不同的合成路线,需要片段1019、1021和1022(图67-70,与上述相似的类似物完全一样地制备)。
醛1006(图68)可通过文献方法得到(Eguchi等,J.Chem.Soc.Chem.Commun(英国化学会志,化学通讯,1994,137-138),并作为第二种必需的醛7的前体。因此,1006的烯化、形成的烯烃的硼氢化和形成的伯醇1009的氧化以优异的总产率得到所要的醛1007(见图68)。这两种醛(1006和1007)各分别与由鏻盐1010衍生的内鎓盐缩合(NaHMDS,THF),在每种情形都得到相应的Z-烯烃〔1011(77%)和1012(83%)〕作为主要几何异构体(约9∶1)。甲硅烷基随后通过CSA的作用从伯羟基上选择性除掉,生成醇1013(81%)和1014(61%)。最后,1013和1014用SO3·吡啶氧化(DMSO·Et3N),分别生成目标中间体1015(81%)和1016(84%)。
示于图69的逆内鎓盐-醛缩合法用来构成高级中间体1033和1035。于是,醇1017用Ph3P-I2-咪唑处理,转化成碘化物1018(95%),再通过与Ph3P一起加热,得到鏻盐1019(纯相,100℃,97%)。用类似的反应顺序由作为中间体的溴化物1020制备鏻盐1021。由1019和1021衍生的内鎓盐(NaHMDS,THF)与醛1022反应,分别以85%和79%的产率生成作为主要异构体(Z∶E约9∶1)的Z-烯烃1023和1026。
各产物(1023和1026)在伯位上分别用CSA选择性脱甲硅烷基化,得到醇1024(99%)和1027(95%),然后通过与Ph3P-I2-咪唑相互作用,转化成相应的碘化物1025(84%)和1028(98%)。
根据Enders方法,有1025和1028将SAMP腙1029烷基化,分别以60%和82%的产率得到化合物1030和1031。各个腙(1030和1031)通过与MMPP反应转化成相应的腈(1032,99%;和1034,96%),然后用DIBAL还原,形成所要的醛1033(90%)和1035(81%)。
图70表示了C1-C6片段1036与片段1015、1016、1033和1035的偶合及该产物的加工处理以得到目标环氧噻酮。此实施例中所述合成均以与环氧噻酮A和B相同的条件和数量进行。例如,由酮]036得到的烯醇化物(LDA,THF,-78℃)平稳地与醛1015、1016、1033和1035反应,得到作为醛醇产物的化合物1037(71%)、1038(72%)、1041(77%)和1042(60%)及它们的6S,7R-非对映异构体(各自的产率见图70),后者通过硅胶色谱去除。这些化合物髓后被甲硅烷基化(TBSOTf-2,6-二甲基吡啶),以85-95%的产率得到四(甲硅烷基)醚1039、1040、1043和1044。用CSA从伯位上选择性去除甲硅烷基,生成醇1045、1046、1049和1050,将它们在Swern条件下〔(COCl)2-DMSO-Et3N〕氧化成相应的醛(1047、1048、1051和1052),产率85-99%。进一步氧化成所要的羧酸(1053、1054、1057和1058)是通过与NaClO2反应实现的(产率95-98%)。
该羧酸随后通过与TBAF作用在C-15处选择性脱甲硅基化,以77-92%的产率得到羟基酸1055、1056、1059和1060。1055、1056、1059和1060的关环是与对环氧噻酮A和B所述完全一样地用Yamaquchi方法完成的,以70-82%的产率得到大环内酯1061、1062、1065和1066(图70)。通过在THF中与氢氟酸吡啶反应从1061、1062、1065和1066中除掉甲硅烷基醚,结果生成[14]-、[15]-、[17]-和[18]-脱氧环氧噻酮1063、1064、1067和1068(71-91%产率)。
-脱氧环氧噻酮A(1063)用甲基(三氟甲基)二氧杂丙环环氧化得到基本上为单一产物的[14]-环氧噻酮A(1002)(52%产率),而[15]-脱氧环氧噻酮A(1064)在同样条件下环氧化则形成[15]-环氧噻酮A(1003或1009)及其非对映异构的环氧化物1069(或1003)的混合物(70%产率,约1∶1)。[17]-元环1067生成6∶1的非对映异构的环氧化物(97%总产率),而[18]-元环则生成约2∶1的产物(总产率79%)。在所有情形,异构的环氧化物均用色谱法分离,但其立体化学特征目前尚未确定。
对这些化合物的初步的生物研究揭示,在过滤-比色微管蛋白试验中[18]-脱氧环氧噻酮A(1068)有显著的微管蛋白聚合活性(40%,与之相比,环氧噻酮A为72%,紫杉醇为53%),但两种差向异构的[18]-环氧噻酮A(1005和1071)及所有的[14]-、[15]-、和[17]-环氧噻酮A(1063、1064、1067、1002-1004、1069和1070)活性均较弱。这些结果对于环氧噻酮药效基团的有限耐受性及其对微管蛋白受体的高度特异结合性提供了进一步的支持。对1068和有关化合物的生物研究类似地进行。实施例10在图23、28和64-66中列表的合成化合物的生物评价我们按文献步骤进行了微管试验并评价合成化合物形成与稳定微管的能力。在我们的实验室中还进行了细胞毒性研究,初步结果在后面公布。
采用一种将活性强于紫杉醇的化合物之间的差别放大的试验方法,用纯化的微管蛋白试验了合成的环氧噻酮对微管蛋白组合的作用。如图22中所示,环氧噻酮B(2)(EC50=4.0±1mM)及其前身71(EC50=3.3±0.2mM)都比紫杉醇(EC50=15.0±2mM)和环氧噻酮A(1)(EC50=14.0±0.4mM)的活性更强,而化合物125、158和123则不如紫杉醇有效(Lin等,癌症化学治疗药理学(Cancer Chemother.Pharmocol.)38,136-140(1996);Rogan等,科学(Science)244,994-996(1984))。
如图23中所示,用1A9、1A9PTX10(β-微管蛋白突变体)、1A9PTX22(β-微管蛋白突变体)和A2780 AD细胞系的细胞毒性实验揭示了许多有意思的结果(图23)。例如,尽管在微管蛋白组试验中效力很高,但化合物71不显示2对于1A9细胞的有效的细胞毒性,而是与1和紫杉醇相似。这些数据表明,虽然C12-C13环氧化物并非环氧噻酮-微管蛋白相互作用所必须,但它可能对于该药剂对细胞内目标的定位方面起重要作用。与天然存在的环氧噻酮1和2相似,类似物71对于MDR系A2780 AD和表达改变的β-微管蛋白的细胞系1A9PTX10及1A9PTX22具有显著的活性,这或许表明环氧噻酮和紫杉醇与微管蛋白有不同的接触点(即,与类紫杉醇相比,环氧噻酮在基364周围比基270周围有更强的结合。
关于具有强的微管蛋白结合性质和对肿瘤细胞系具有有效的细胞毒性作用的类似物,进一步的讨论见实施例6(前面)。用于抗癌药物筛选的比色法细胞毒性试验所用的比色法细胞毒性试验采用Skehan等的方法(Journal ofNational Concer Inst(国家癌症研究所杂志),821107-1112,19901)。此法提供了一种在96孔微滴定板内快速、灵敏和廉价的测定粘附与悬浮培养基内细胞蛋白质含量的方法。此方法适合常规实验室用途及很大规模的应用,例如国家癌症研究所以疾病为对象的体外抗癌药物发现筛选,它每年要使用几百万孔培养基。
具体地说,将用三氟乙酸固定的培养基用溶在1%乙酸中的0.4%(w/v)磺基罗丹明B(SRB)染色30分钟。用1%乙酸洗四次以除掉未结合的染料,用10mM未缓冲的Tris碱〔三羟甲基氨基甲烷〕萃取未与蛋白质结合的染料,以便在与计算机接口的96孔微滴定板读数器上测定光密度。SRB分析结果与细胞数目和用Lowry法及Bradford法在从稀疏的亚汇合到多层超汇合的密度范围内测得的细胞蛋白值成线性关系。在564nM的信噪比于每孔1000细胞时约为1.5。SRB试验的灵敏度可有利地与几种荧光分析相比,且优于Lowrg和Brodford试验及20种其它可见染料的灵敏度。
SRB试验提供的比色终点是不会破坏和无限稳定的,而且肉眼可见。它提供了一种对药物诱发的细胞毒性的灵敏量度,可用于对克隆发生的定量化,并且很适合大量的自动化药物筛选。SRB在488nm激光激发下强烈发生荧光,并可用静态荧光细胞计数器在单细胞水平上测量(Skehan等,Journal of National Cancer Inst.(国家癌症研究所杂志)821107-1112,19901)。过滤比色试验将微管蛋白(0.25ml,1mg/ml)放在试验管中,加入2.5μl试验化合物。将样品混合并在37℃温育30分钟。将样品(150μl)转移到96孔Millipore Multiscreen Durapore亲水性0.22μm孔径过滤板中的孔内,该板事先在真空下用200μl MEM缓冲液洗过。然后用200lMEM缓冲液洗孔。
为将捕获在板上的蛋白质染色,向过滤板中加入50μl酰胺黑溶液〔0.1%萘酚蓝黑(Sigma)/45%甲醇/10%乙酸〕2分钟,然后重新抽真空。加入两次200μl酰胺黑脱染液(90%甲醇/2%乙酸)以除去未结合的染料。用Schaffner和Weissmann等方法(Anal.Biochem.(分析生物化学)56,502-514,1973)将信号定量如下向孔中加200μl洗脱液(25mM NaOH-0.05mM EDTA-50%乙醇),5分钟后用移液管将溶液混合。在室温下温育10分钟后,将150μl洗脱液转移到96孔板的孔中,在Molecular Devices MicroplateReader上测量吸光度。
合成方案除非另外说明,所有反应均在氩气氛下用刚蒸馏过的无水溶剂在无水条件下进行。四氢呋喃(THF)、甲苯和乙醚自钠-二苯酮中蒸馏,二氯甲烷自氢化钙中蒸馏。无水溶剂也用流过市售的氧化铝柱的方法得到。除非另外说明,产率是指色谱上和光谱(1H NMR)上均一的物质。购买的试剂除非另外说明均为商业上最高质量且不经进一步纯化直接使用。反应用在0.25mm E.Merck硅胶板(60F-254)上进行薄层色谱来监测,使用紫外光作为显色剂,7%的磷钼酸乙醇溶液或对甲氧基苯甲醛乙醇溶液及加热作为展开剂。快速柱层析用E.Merck硅胶(60,粒度0.040-0.063mm)。制备型薄层色谱(PTLC)分离在0.25、0.50或1mm E.Merck硅胶板(60F-254)上进行。NMR谱用Bruker AMX-600或AMX-500仪器记录,并用残余的未氘化的溶剂作为内标。使用以下缩写表示多重性s=单峰,d=双峰,t=三峰,q=四重峰,m=多重峰,b=宽峰。IR谱用Perkin-Elmer 1600系列FT-IR光谱仪记录。旋光性用Perkin-Elmer 241旋光仪测定。高分辨质谱(HRMS)用VG ZAB-ZSE质谱仪在快原子轰击(FAB)条件下测定,用NBA作为基质。熔点(mp)未经校正,用Thomas HooverUnimet毛细管熔点仪测定。图3A所示的醛7的合成将二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠溶液(NaHMDS,236ml,1M THF溶液,1.05当量)在30分钟内于-78℃下加到N-酰基磺内酰胺13(按照Oppolzer等,四面体快报(Tetrahedron Lett.)1989,30,5603-1989;Oppolzer,W.,纯粹与应用化学(Pure & Appl.Chem)1990,62,1241-1250合成(61.0g,0.225mol)的THF溶液(1.1L,0.2M)中。将形成的烯醇钠溶液在-78℃下搅拌1小时后,加入刚蒸馏的5-碘-1-戊烯(58ml,0.45mol,2.0当量)的六甲基磷酰胺(HMPA,117ml,0.675mol,3.0当量)溶液。令反应混合物缓慢地温热至25℃,用水(1.5L)使反应停止,用乙醚萃取(3×500ml)。干燥(MgSO4)并蒸发溶剂,得到粗制的磺内酰胺14(76.3g),不经进一步纯化直接使用。14的纯样品通过制备型薄层色谱(250mm硅胶板,10%乙酸乙酯/己烷)得到。步骤2(磺内酰胺14的还原裂解)。将磺内酰胺14粗品(76.0g,0.224mol)的乙醚(200ml)溶液在-78℃和搅拌下加到氢化锂铝(LAH,9.84g,0.246mol,1.1当量)的乙醚(900ml)悬浮液中。将反应混合物在-78℃搅拌15分钟,加水(9.8ml)使反应停止并温热于0℃。依次加入15%氢氧化钠水溶液(9.8ml)和水(29.4ml),然后将反应混合物温热至25℃。搅拌5小时后,经硅藻土过滤除去铝盐,滤液用MgSO4干燥,在常压下蒸馏除去溶剂。真空蒸馏(沸点85℃/8mmHg)得到无色油状的纯醇15(17.1g,自磺内酰胺产率为60%)。
步骤3在室温下向醇15(0.768g,6.0mmol)在二氯甲烷(30ml,0.2M)中的溶液加入粉状的4分子筛(1.54g)、4-甲基吗啉N-氧化物(NMO,1.06g,9.0mmol,1.5当量)和过钌酸四丙基铵(TPAP,0.105g,0.3mmol,0.05当量)。搅拌30分钟后,由TLC指示起始物已消失。加入1.54g硅藻土,悬浮液经硅胶过滤,用二氯甲烷洗脱。常压下小心地蒸馏走溶剂,得到酸酐7(0.721g,95%),为无色油状物。图3B所示的醇18a的合成(醇16a的甲硅烷基化)将醇16a(5.0g,0.068mol;缩水甘油;Aldrich/Sigma)溶于DMF中(70ml,1.0M),溶液冷却到0℃,加入咪唑(9.2g,0.135mol,2.0当量)。搅拌10分钟后加入叔丁基二苯基氯硅烷(TPSCl,24ml,0.088mol,1.3当量),将反应混合物在0℃下搅拌30分钟,25℃下搅拌1小时。加入乙醚(70ml),随后加饱和NaHCO3水溶液(70ml)。分离出有机相,水层用乙醚(50ml)萃取,用水(2×120ml)洗,再用饱和NaCl水溶液(120ml)洗。将有机萃取液干燥(MgSO4),经硅藻土过滤,减压除去溶剂。快速柱层析(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷)得到甲硅烷基醚17a(18.9g,90%)。步骤2·醇16b的甲硅烷基化。按照对合成甲硅烷基醚17a所述的步骤,将醇16b(5.0g,0.068mol;Aldrich/Sigma)在DMF(70ml,1.0M)中用咪唑(9.2g,0.135mol,2.0当量)和叔丁基二苯基氯硅烷(24ml,0.088mol,1.3当量)处理,得到甲硅烷基醚17b(19.8g,94%)。Rf=0.28(5%乙酸乙酯/己烷)。步骤3.环氧化物17a用,铜酸乙烯酯开环。在-78℃下向四乙烯基锡(3.02ml,16.6mmol,1.25当量)的THF(44ml)溶液加入正丁基锂(41.5ml,1.6M己烷溶液,5.0当量),将反应混合物搅拌45分钟。形成的乙烯基锂溶液经导管转移到-78℃的经共沸去水(2×5ml甲苯)的氰化铜(I)(2.97g,33.2mmol,2.5当量)THF(44ml)溶液中,将混合物温热至-30℃。环氧化物17a(4.14g,13.3mmol)的THF(44ml)溶液经导管转移到该铜酸乙烯酯溶液中,将该混合物在-30℃搅拌1小时。用饱和NH4Cl水溶液(150ml)使反应混合物停止反应,经硅藻土过滤,用乙醚(2×100ml)萃取,干燥(MgSO4)。减压除去溶剂后,用快速柱层析法(硅胶,3%乙酸乙酯/己烷)得到醇18a。图3B所示的醇18b的合成环氧化物17b用铜酸乙烯酯开环。按照对合成醇18a所述的步骤,由环氧化物17b(1.97g,6.3mmol,由代替16a的市售的16b出发)得到醇18b(1.78g,83%)。图3c所示的酮酸21的合成醛12与膦酸酯19的Horner-Wadsworth-Emmons反应。在25℃下将膦酸酯19(23.6g,94mmol;1.2当量;Aldrich)的THF(100ml)溶液经导管转移到氢化钠(60%矿物油分散体,5.0g,125mmol,1.6当量)在200ml THF中的悬浮液里。搅拌15分钟后,将反应混合物冷却到0℃,经导管加入醛12(10.0g,78mmol;按Inuka,T.,和Yoshizawa,R.有机化学杂志(J.Org.Chem.)1967,32,404-407的方法合成)的THF(20ml)溶液,撤除冰浴。在25℃下1小时后,TLC指示醛12已消失。将混合物分离在水(320ml)和己烷(100ml)之中。水层用己烷(100ml)萃取,合并的有机层依次用水(200ml)和饱和NaCl水溶液(200ml)洗。干燥(MgSO4),减压浓缩,快速层析纯化(硅胶,10%乙酸乙酯/己烷)得到酮酯20(17.4g,99%),为黄色油状物。步骤2.酮酯20的水解。酮酯20(17.4g,77mmol)在二氯甲烷中(39ml,2M)用三氟乙酸(TFA,39ml,2M)在25℃下处理。在30分钟内TLC指示酯已消失。将混合物减压浓缩,溶在饱和NaHCO3水溶液(20ml)中,用乙醚(2×20ml)洗。水相随后用4N HCl酸化至pH~2,用NaCl饱和,用乙酸乙酯萃取(6×20ml)。将有机层干燥(MgSO4),减压浓缩得到纯的酮酸21(13.0g,99%),为透明油状物,放置时固化。图4所示的二烯23和24的合成醇18a与酮酸21的EDC偶合。将酮酸21(2.43g,14.3mmol,1.2当量)、4-(二甲基氨基)吡啶(4-DMAP,0.145g,1.2mmol,0.1当量)和醇18a(4.048g,11.9mmol,1.0当量)在二氯甲烷中的溶液(40ml,0.3M)冷却到0℃,然后用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-3-碳化二亚胺盐酸盐(EDC,2.74g,14.3mmol,1.2当量)处理。将反应混合物在0℃下搅拌2小时,然后在25℃下12小时。将溶液减压浓缩至干,残余物置于乙酸乙酯(10ml)和水(10ml)中。分离出有机层,用饱和NH4Cl溶液(10ml)和水(10ml)洗,干燥(MgSO4)。溶剂蒸发后进行快速柱层析(硅胶,4%乙酸乙酯/己烷),得到纯的酮酯22a(5.037g,86%)。步骤B.酯22a与醛7的醛醇缩合。将酮酯22a(1.79g,3.63mmol,1.0当量)的THF(15ml)溶液在-78℃下通过导管加到刚制得的二异丙基氨基化锂溶液〔LDA;通过在-10℃下向二异丙胺(0.61ml,4.36mmol,1.2当量)的THF(30ml)溶液中加正丁基锂(2.83ml,1.6M己烷溶液,4.58mmol,1.25当量)并搅拌30分钟形成〕中。15分钟后将反应混合物温热至-40℃并搅拌45分钟。将反应混合物冷却至-78℃,逐滴加入醛7(0.740g,5.8mnol,1.6当量)的THF(15ml)溶液。将形成的混合物搅拌15分钟,然后温热至-40℃30分钟,冷回到-78℃,再慢慢加入饱和NH4Cl水溶液(10ml)使反应停止。将反应混合物温热至25℃,用乙酸乙酯(10ml)稀释,水相用乙酸乙酯(3×10ml)萃取。将合并的有机层干燥(MgSO4),减压浓缩,进行快速层析纯化(硅胶,20%乙酸乙酯/己烷),得到醛醇产物23(926mg,42%)和24(724mg,33%)的混合物,以及未反应的起始物酮酯22a(178mg,10%)。示于图4的羟基内酯25的合成二烯23的烯烃复分解。向二烯23(0.186g,0.3mmol)的二氯甲烷(100ml,0.003M)溶液中加入(RuCl2(=CHPh)(PCy3)2(=二氯化二(三环己基膦)次苄基钌)25mg,0.03mol,0.1当量;Aldrich产品),将反应混合物在25℃下搅拌12小时。用TLC确定反应完全后,减压除去溶剂,粗产物用快速层析法纯化(硅胶,30%乙酸乙酯/己烷),得到反式羟基内酯25(151mg,85%)。示于图4的羟基内酯26的合成二烯24的烯烃复分解。按上述合成羟基内酯25的步骤,用RuCl2(=CHPh)(PCy3)2(26mg,0.032mol,0.1当量)处理二烯24(0.197g,0.32mmol)的二氯甲烷溶液(100ml,0.003M),在快速层析后(硅胶,18-25%乙酸乙酯/己烷),得到反式羟基内酯26(150mg,79%)。示于图4的二醇27的合成TPS醚25的脱甲硅烷基化。TPS醚25(145mg,0.23mmol)的THF溶液(4.7ml,0.05M)在25℃下用冰乙酸(70ml,1.15mmol,5.0当量)和氟化四丁铵(TBAF,490ml,1M THF溶液,0.46mmol,2.0当量)处理。搅拌36小时后,TLC检测不到起始物,加入饱和NH4Cl水溶液(10ml)使反应停止。用乙醚(3×10ml)萃取,干燥(MgSO4),浓缩,随后快速层析纯化(硅胶,50%乙酸乙酯/己烷),得到二醇27(78mg,92%)。示于图4的二醇28的合成TPS醚26的脱甲硅基化按照所述的TPS醚25的脱甲硅基化步骤,使用TPS醚26(31mg,0.05mmol)在THF中的溶液(1.0ml,0.05M)。图5所示的酯22b的合成化合物22b按照以上对酯22a所述步骤,用18b代替18a的合成。示于图5的二烯29和30的合成化合物29和30用22b代替22a按照以上对23和24所述的步骤合成。示于图5的羟基内酯31的合成化合物31按照上面对25和26所述步骤,用29代替23合成。示于图5的羟基内酯31的合成化合物32按照上面对25和26所述步骤,用30代替24合成。示于图6的羟基酸33和34的合成酸21与醛7的醛醇缩合。将酮酸21(752mg,4.42mmol,1.0当量)的THF(22ml)溶液在-78℃下逐滴加到刚制得的LDA溶液〔通过在-10℃下向二异丙胺(1.43ml,10.2mmol,2.3当量)的THF(44ml)中加入正丁基锂(6.49ml,1.6M己烷溶液,10.4mmol,2.35当量)并搅拌30分钟形成〕中。在搅拌15分钟后将反应混合物温热至-30℃,在该温度下搅拌1.5小时。将反应混合物冷回到-78℃,经导管加入醛7(0.891g,7.07mmol,1.6当量)的THF(22ml)溶液。形成的混合物在-78℃下搅拌15分钟,然后温热至-40℃并搅拌1小时,冷却到-78℃并慢慢加入饱和NH4Cl水溶液(10ml)使反应停止。将反应混合物温热到0℃,加入乙酸(1.26ml,22.1mmol,5.0当量),随后温热至25℃。用乙酸乙酯萃取(6×15ml),经硅胶短柱过滤并浓缩,以高产率得到醛醇33和34及未反应的起始物酸21,比例为35∶50∶15(1HNMR)。此粗产物不经进一步纯化直接使用。图6所示的酯35和36的合成醇6与酮酸33和34的EDC偶合。与以上对酯22a的合成所述步骤相似,将酮酸33和34(1.034g,粗品)、4-二甲基氨基吡啶(4-DMAP,43mg,0.35mmol)和醇6(1.1g,5.24mmol;象化合物91一样合成(见上);例如,图6中的醇6是与图12中所示的化合物91相同的化合物)在二氯甲烷(4ml)中的溶液用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-3-碳化二亚胺盐酸盐(EDC,1.00g,5.24mmol)处理,在柱层析(硅胶,20%乙酸乙酯/己烷)后得到酯35(0.567g,自酮酸21计29%)和酯36(0.863g,自酮酸21计44%)。示于图6的羟基内酯37的合成二烯35的烯烃双分解。按照对羟基内酯25合成所述的步骤,将二烯35(58mg,0.12mmol)的二氯甲烷溶液(129ml,0.001M)用二氯化二(三环己基膦)次苄基钌((RuCl2(=CHPh)(PCy3)2,10mg,0.0012mmol,0.1当量;Aldrich)处理,经柱层析(硅胶,15%乙酸乙酯/己烷)得到羟基内酯37(48mg,86%)。示于图6的羟基内酯38的合成化合物38是按照以上对35所述方法,用36代替35合成。示于图6的环氧噻酮39、40和41的合成反式羟基内酯37的环氧化。步骤A将反式羟基内酯37(20mg,0.06mmol)的CHCl3溶液(1ml,0.06M)在-20℃下用间氯过苯甲酸(mCPBA,57-86%,15mg,0.05-0.07mol,0.9-1.2当量)处理。将反应混合物温热至0℃。12小时后,TLC检测起始物已消失,反应混合物用饱和碳酸氢钠水溶液(2ml)洗,水相用乙酸乙酯萃取(3×2ml)。合并的有机层用MgSO4干燥,过滤并浓缩。用制备型薄层色谱纯化(250mm硅胶板,30%乙酸乙酯/己烷),得到环氧噻酮39(或40)(12mg,40%)、40(或39)(7.5mg,25%)和41(5.4mg,18%)。步骤B向反式羟基内酯37(32mg,0.07mmol)的乙腈(1.0ml)溶液加入0.0004M乙二胺四乙酸二钠盐水溶液(Na2EDTA,0.5ml),将反应混合物冷却到0℃。加入过量的1,1,1-三氟丙酮(0.2ml),随后在搅拌下分批加入Oxone(200mg,0.35mmol,5.0当量)和NaHCO3(50mg,0.56mmol,8.0当量),直到用TLC检测起始物消失。然后反应混合物用过量的二甲基硫醚(150ml)和水(1.0ml)处理,用乙酸乙酯萃取(4×2ml)。将合并的有机层干燥(MgSO4),过滤并浓缩。用制备型薄层色谱纯化(250mm硅胶板,70%乙酸乙酯/己烷),得到非对映的环氧化物混合物,包括环氧化物39(或40)(15mg,45%)和α-异构的环氧化物40(或39)(9.2mg,28%)。示于图6的环氧噻酮42、43和44的合成化合物42、43和44是用38代替37,按照以上对39、40和41所述步骤合成。示于图7的羟基酮酸45和46的合成化合物45和46是用8代替21,按照以上对33和34所述步骤合成。示于图7的羟基酯4和47的合成化合物4和47是用45和46代替33和34,按照以上对35和36所述步骤合成。示于图8的羟基内酯3和48的合成二烯42经烯烃复分解的环化是采用以上对23向25的转化所述的条件进行,用4代替23以形成3和48。示于图8的顺式二羟基内酯49和50的合成化合物3和48的脱甲硅基化化合物49和50是用3和48代替25和26,按照以上对28和28所述的步骤合成的。示于图8的环氧噻酮A(1)和51-57的合成顺式二羟基内酯49和环氧化。步骤A将顺式二羟基内酯49(24mg,0.05mmol)在CHCl3(4.0ml)中的溶液于-20℃至0℃下按照对37的环氧化所述的步骤用间氯过苯甲酸(mCPBA,57-86%,13.0mg,0.04-0.06mmol,0.8-1.2当量)处理,经两次接连的制备型薄层色谱纯化后(250mm硅胶板,5%甲醇/二氯甲烷和70%乙酸乙酯/己烷),分离出环氧噻酮A(1)(8.6mg,35%)、它的异构的α-环氧化物51(2.8mg,13%),以及化合物52(或53)(1.6mg,9%)、53(或52)(1.5mg,7%)、54(或55)(1.0mg,5%)和55(或54)(1.0mg,5%)(对于52和53及54和55,未确定立体化学结构)。步骤B在0℃下向顺式二羟基内酯49(15mg,0.03mmol)的二氯甲烷(1.0ml)溶液中逐滴加入二甲基二氧杂丙环的丙酮溶液(约0.1M,0.3ml,约1.0当量),直到用TLC检测不出起始物内酯。然后将溶液减压浓缩,粗产物经两次接连的制备型薄层色谱纯化(250mm硅胶板,5%甲醇/二氯甲烷和70%乙酸乙酯/己烷),得到纯环氧噻酮A(1)(74mg,50%),它的异构的α-环氧化物51(2.3mg,15%)和环氧噻酮52(或53)(0.8mg,5%)和53(或52)(0.8mg,5%)(52和53未作立体化学指认)。步骤C如步骤B中对反式羟基内酯37的环氧化所述,将顺式二羟基内酯49(10.0mg,0.02mmol)在MeCN(200ml)中用乙二胺四乙酸二钠盐的0.0004M水溶液(Na2EDTA,120ml),过量的1,1,1-三氟丙酮(100ml)、Oxone(61mg,0.10mmol,5.0当量)和NaHCO3(14mg,0.16mmol,8.0当量)处理,在经制备型薄层色谱(250mm硅胶板,乙醚)纯化后,得到由环氧噻酮A(1)(6.4mg,62%)和α-异构的环氧化物51(1.3mg,13%)构成的非对映环氧化物的混合物。步骤D顺式二羟基内酯49(18mg,0.037mmol)的CHCl3(1.0ml)溶液按照对37的环氧化所述步骤用间氯过苯甲酸(mCPBA,57-86%,15mg,0.049-0.074mmol,1.3-2.0当量)处理,在接连两次制备型薄层色谱纯化后(250mm硅胶板,5%甲醇/二氯甲烷和70%乙酸乙酯/己烷),得到化合物1(2.7mg,15%),51(1.8mg,10%)、52(或53)(1.8mg,10%)、53(或52)(1.4mg,8%)、54(或55)(1.4mg,8%)、55(或54)(1.26mg,7%)、56(0.9mg,5%)和57(0.9mg,5%)(52-57未作立体化学指认)。环氧噻酮A(1)。图8所示的化合物54、55和57的合成环氧噻酮A(1)用mCPBA氧化。按照对37的环氧化所述步骤,将环氧噻酮A(1)(3.0mg,0.006mmol)在CHCl3中的溶液(120ml,0.05M)于-20至0℃用间氯过苯甲酸(mCPBA,57-86%,1.1mg,0.0023-0.0032mmol,0.8-1.1当量;Aldrich)处理,结果形成双(环氧化物)54(或55)(1.1mg,35%)和55(或54)(1.0mg,32%)及亚砜57(0.2mg,6%)。图9所示的环氧噻酮58-60的合成此合成与对1的合成相同,但有以下改变(a)0.9-1.3当量mCPBA,CHCl3,-20→0℃,12小时,58(或59)(5%),59(或58)(5%),60(60%);(b)1.0当量二甲基二氧杂丙环,二氯甲烷/丙酮,0℃,58(或59)(10%),59(或58)(10%),60(40%);(c)过量的CF3COCH3,8.0当量NaHCO3,5.0当量Oxone,MeCN/Na2EDTA(2∶1),0℃,58(或59)(45%),59(或58)(35%)。图10所示的二羟基酯61的合成与合成49和50的方法相同,但有以下变化用47代替3和48。图10所示的二羟基内酯62和63的合成二羟基酯61的烯烃复分解。与图8中转化8成4和48所用的复分解步骤相同,但是使用61以形成62和63。示于图10的环氧噻酮64-69的合成化合物64-69是按照以上对1所述步骤(图8)用62或63代替1合成的。示于图12的醇85的合成酮醛84的烯丙基硼化。将醛84(16.0g,0.125mol;Inuka,T.,Yoshizawa,R.J.Org.Chem(有机化学杂志)1967,32,404-407)溶在乙醚(400ml)中,冷却到-100℃。向此溶液中经导管在45分钟内加入(+)-二异松蒎烷基烯丙基硼烷(800ml,0.15M戊烷溶液,0.125mol,1.0当量)〔(+)-二异松蒎烷基烯丙基硼烷的丙烷溶液采用Brown报导的标准方法制备〕。加完后,将混合物在同一温度下搅拌30分。在-100℃下加入甲醇(20ml),令反应混合物达到室温。向此溶液中依次加入饱和NaHCO3水溶液(200ml)和H2O2(80ml的50%水溶液),反应混合物在室温下搅拌12小时。萃取反应混合物。示于图12的酮86的合成醇85的甲硅烷基化。化合物86按照以上对17a所述步骤,用TBSOTf和84代替17a和TPSCl进行合成。示于图12的酮醛87的合成酮86的臭氧分解。将烯烃86(2.84g,10mmol)溶在二氯甲烷(25ml)中,溶液冷却至-78℃。鼓入氧2分钟,此后通入臭氧,直到反应混合物成为蓝色(约30分钟)。随后在-78℃下用氧吹洗2分钟(蓝色消失),加入Ph3P(3.16g,12.0mmol,1.2当量)。撤除冷却浴,令反应混合物达到室温,再搅拌1小时。减压除去溶剂,混合物用快速柱层析法纯化(硅胶,25%乙醚/己烷),得到纯的酮醛87(2.57g,90%)。图12所示的酮酸76的合成酮醛87的氧化。将醛87(2.86g,10mmol)、叔丁醇(50ml)、异丁烯(20ml,2M THF溶液,40mmol,4.0当量)、H2O(10ml)、NaClO2(2.71g,30.0mmol,3.0当量)和NaH2PO4(1.80g,15.0mmol,1.5当量)混合并在室温下搅拌4小时。将反应混合物减压浓缩,残余物进行快速柱层析(硅胶,50%乙醚/己烷),得到纯酮酸76(2.81g,93%)。Rf=0.12(硅胶,20%乙醚/己烷)。示于图12的醛89的合成酯88的还原。将乙酯88(52.5g,0.306mol;Aldrich)溶于二氯乙烷(1L),冷却到-78℃。经导管逐滴加入DIBAL(490.0ml,1M二氯甲烷溶液,0.4896mol,1.6当量),同时维持反应混合物的温度为-78℃。加完后将反应混合物在同一温度下搅拌,直到TLC结果证实反应完全(约1小时)。在-78℃下加入甲醇(100ml),随后加入乙酸乙酯(1L)和NH4Cl饱和水溶液(300ml)。将停止反应后的反应混合物温热至室温并搅拌12小时。分离出有机层,水相用乙酸乙酯萃取(3×200ml)。合并的有机相用MgSO4干燥,过滤,减压浓缩。快速柱层析(硅胶,10-90%乙醚/己烷)得到所要的醛89(33.6g,90%)Rf=0.68(硅胶,乙醚)。示于图12的醛90的合成将芳香醛89(31.1g,0.245mol)溶于苯(500ml)中,加入2-(三苯膦次基)丙醛(90.0g,0.282mol,1.15当量)。将反应混合物回流加热,直至用TLC判断反应已完全(约2小时)。将溶剂减压蒸发,随后用快速柱层析法分离(10-90%乙醚/己烷),得到所要的醛90(40.08g,98%)。示于图12的醇91的合成醛90的烯丙基硼化。将醛90(20.0g,0.120mol)溶于无水乙醚(400ml)中,冷却到-100℃。在剧烈搅拌下逐滴加入(+)-二异松蒎烷基烯丙基硼烷(1.5当量在戊烷中,由60.0g(-)Ipc2BOMe和1.0当量烯丙基溴化镁按照合成醇(85)所述方法制备),并将反应混合物在同一温度下搅拌1小时。在-100℃下加入甲醇(40ml),将反应混合物温热至室温。加入氨基乙醇(72.43ml,1.2mol,10.0当量),继续搅拌15小时。加入饱和NH4Cl水溶液(200ml),用乙酸乙酯萃取(4×100ml),合并的有机层用MgSO4干燥,完成后处理步骤。过滤后减压蒸发,快速柱层析(硅胶,35%乙醚/己烷用于几个级分直至除去所有的硼络合物,然后用70%乙醚/己烷),得到醇91(24.09g,96%)Rf=0.37(60%乙醚/己烷)。示于图12的化合物92的合成醇91的甲硅烷基化。将醇91(7.0g,0.033mol)溶于DMF(35ml,1.0M)中,冷却到0℃,加入咪唑(3.5g,0.050mol,1,5当量)。搅拌5分钟后,分批加入叔丁基二甲基氯硅烷(6.02g,0.040mol,1.2当量),将反应混合物在0℃搅拌45分钟,然后在25℃2.5小时,在这之后用TLC检测不出起始物醇。在0℃下加入甲醇(2ml),减压去除溶剂。加100ml乙醚,随后加20ml饱和NH4Cl水溶液,分离出有机相,水相用乙醚萃取(2×20ml)。合并的有机溶液用MgSO4干燥,经硅藻土过滤,减压除去溶剂。快速柱层析(硅胶,10-20%乙醚/己烷)得到纯92(10.8g,99%)。示于图12的醛82的合成烯烃92的二羟基化和1,2-乙二醇裂解。将烯烃92(16.7g,51.6mmol)溶于THF/叔丁醇(1∶1,500ml)和水(50ml)中。在0℃下加入4-甲基吗啉N-氧化物(NMO)(7.3g,61.9mmol,1.2当量),随后加OsO4(5.2ml,叔丁醇溶液,1.0摩尔%,2.5重量)。将混合物在0℃下激烈搅拌2.5小时,然后在25℃下12小时。待反应完成后,在0℃下依次加入Na2SO3(5.0g)和水(100ml)。再继续搅拌30分钟,然后加1L乙醚,随后加饱和氯化钠水溶液(2×100ml)。分离出有机相,水相用乙醚萃取(2×100ml)。合并的萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压除去溶剂。快速柱层析(硅胶,乙醚至乙酸乙酯)得到17.54g(95%)所要的1,2-二醇,为1∶1的非对映体混合物。
将上述由92得到的二醇(5.2g,14.5mmol)溶在乙酸乙酯(150ml)中并冷却到0℃,然后在10分钟内分批加入四乙酸铅(8.1g,纯度95%,18.3mmol,1.2当量),将混合物在0℃下激烈搅拌15分。反应完成后,混合物经硅胶过滤,用60%的乙醚/己烷洗。减压除去溶剂,得到纯醛82(4.7g,98%)。示于图12的醇93的合成醛82的还原。醛82(440mg,1.35mmol)的甲醇(13ml)溶液在0℃下用NaBH4(74mg,2.0mmol,1.5当量)处理15分钟。将溶液用乙醚(100ml)稀释,然后小心地加入饱和NH4Cl水溶液(5ml)。有机相用盐水(10ml)洗,干燥(MgSO4)并浓缩。快速柱层析(硅胶,60%乙醚/己烷)得到醇93(425mg,96%),为无色油状物。26Rf=0.52(硅胶,60%乙醚/己烷)。示于图12的碘化物94的合成醇93的碘化。将醇93(14.0g,42.7mmol)在乙醚∶MeCN(3∶1,250ml)中的溶液冷却到0℃。依次加入咪唑(8.7g,128.1mmol,3.0当量)、Ph3P(16.8g,64.1mmol,1.5当量)和碘(16.3g,64.1mmol,1.5当量)将混合物在0℃下搅拌半小时。加入饱和Na2S2O3水溶液(50ml),随后加乙醚(600ml)。有机相用盐水(50ml)洗,干燥(MgSO4),减压除去溶剂。快速柱层析(硅胶,15%乙醚/己烷)得到纯碘化物94(16.6g,89%),为无色油状物。示于图12的鏻盐79的合成将碘化物94(16.5g,37.7mmol)和Ph3P(10.9g,41.5mmol,1.1当量)的混合物在100℃不经稀释地加热2小时。用快速柱层析法纯化(硅胶,二氯甲烷;然后7%甲醇/二氯甲烷)得到鏻盐79(25.9g,98%),为白色固体Rf=0.50(硅胶,7%甲醇/二氯甲烷)。示于图13的腙95的合成腙80的烷基化。将溶在80ml THF中的腙80(20.0g,117.0mmol,1.0当量)在0℃下加到刚制备的LDA溶液〔19.75ml二丙胺(141.0mmol,1.2当量)在0℃下加到88.1ml 1.6M正丁基锂(141mmol,1.2当量)己烷溶液在160ml THF中的溶液〕中。在该温度下搅拌8小时后,将形成的黄色溶液冷却到-100℃,在30分钟内逐滴加入4-碘-1-苄氧基丁烷(36.0g,124.0mmol,1.2当量)在THF(40ml)中的溶液。将混合物在8小时内温热至室温,然后倒入饱和NH4Cl水溶液(40ml)中,用乙醚(3×200ml)萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并蒸发。在硅胶上快速柱层析纯化(20%乙醚/己烷),得到黄色油状的腙95(35.8g,92%,按1H NMR,de>98%)。示于图13的醛96的合成腙95的裂解。步骤A将腙95(13.0g,39.1mmol)在二氯甲烷(50ml)中的溶液于-78℃下用臭氧处理,直到溶液变成蓝绿色。将溶液在-78℃下用氧吹洗2分钟,随后温热至室温,然后浓缩。这样得到的粗品混合物用快速柱层析法纯化(硅胶,10%乙醚/己烷),得到无色油状的醛96(6.6g,77%)。步骤B将腙95(30g,90.3mmol)在甲基碘(100ml)中的溶液于60℃下加热。5小时后,反应已完全(TLC),将混合物浓缩。形成的粗产物悬浮在正戊烷(360ml)中,用3N盐酸(360ml)处理。将此两相体系激烈搅拌1小时,水相用正戊烷萃取(3×200ml)。合并的有机溶液用MgSO4干燥,浓缩,用快速柱层析法纯化(硅胶,10%乙醚/己烷),得到96(17.1g,86%)Rf=0.49(硅胶,50%乙醚/己烷)。示于图13的醇97的合成醛96的还原。将醛96(17.0g,77.0mmol)在甲醇(200ml)中的溶液于0℃下用NaBH4(8.6g,228mmol,3.0当量)处理15分钟。然后将溶液用乙醚(400ml)稀释,小心地加入饱和NH4Cl水溶液(50ml)。有机相用盐水(50ml)洗,干燥(MgSO4)并浓缩。粗产物用快速柱层析法纯化(硅胶,40%乙醚/己烷),得到无色油状的醇97(16.8g,98%)。示于图13的甲硅烷基醚98的合成醇97的甲硅烷基化。将醇97(17.0g,76.mmol)溶于二氯甲烷(350ml)中,溶液冷却到0℃,加入三乙胺(21.2ml,152.0mmol,2.0当量)和4-DMAP(185mg,1.52mmol,0.05当量)。搅拌5分钟后,分批加入叔丁基二甲基氯硅烷(17.3g,115mmol,1.5当量),在0℃下搅拌反应混合物2小时,25℃下10小时。在0℃下加入甲醇(20ml),减压除去溶剂。依次加入乙醚(200ml)和饱和NH4Cl水溶液(30ml),分离出有机相。水相用乙醚萃取(2×100ml),将合并的有机层干燥(MgSO4),过滤并减压浓缩。用快速柱层析法纯化(硅胶,5%乙醚/己烷),得到纯的甲硅烷基醚98(24.4g,95%)。示于图13的醇99的合成苄基醚98的氢解。向苄醚98(21.0g,62.5mmol)的THF(200ml)溶液加10%Pd(OH)2/C(1.0g)。令反应在50psi的H2气氛和25℃下进行(Parr氢化装置)。15分钟后,TLC已检测不到起始物苄醚,将该混合物经硅藻土过滤。将透明的溶液减压浓缩,形成的粗产物快速柱层析法纯化(硅胶,40%乙醚/己烷),得到无色油状的醇99(14.7g,95%)。示于图13的醛77的合成醇99的氧化。在-78℃下向草酰氯(5.6ml,65.0mmol,2.0当量)的二氯甲烷(250ml)溶液中逐滴加入DMSO(9.2ml,130mmol,4.0当量)。搅拌15分钟后,在15分钟内于-78℃下逐滴加入醇99(8.0g,32.0mmol,1.0当量)的二氯甲烷(50ml)溶液。将溶液于-78℃再搅拌30分钟,在同一温度下加入三乙胺(27.1ml,194mmol,6.0当量)。将反应混合物于30分内温热至0℃,然后依次加入乙醚(400ml)和饱和NH4Cl水溶液(100ml)。分离出有机相,水相用乙醚萃取(2×300ml)。将合并的有机溶液干燥(MgSO4),过滤并减压浓缩。用快速柱层析法纯化(硅胶,20%乙醚/己烷),得到无色油状的醛77(7.9g,98%)。示于图13的醇100的合成向醛77(7.8g,32.0mmol)在THF(300ml)中的冷溶液(0℃)缓慢地加入MeMgBr(1.0M THF溶液,48.0ml,48.0mmol,1.5当量)。将反应混合物在0℃下搅拌15分钟,然后用乙醚稀释(500ml),小心地加入饱和氯化铵水溶液(100ml)使反应停止。有机相用盐水(100ml)洗,用MgSO4干燥,浓缩。将这样得到的粗产物用快速柱层析法纯化(硅胶,30%乙醚/己烷),得到醇100(7.0g,84%),为无色油状物。示于图13的酮78的合成醇100的氧化,在室温下向醇100(7.0g,27.0mmol)在二氯甲烷(250ml)中的溶液加入分子筛(4,6.0g)、4-甲基吗啉-N-氧化物(NMO)(4.73g,40.0mmol,1.5当量)。和过钌酸四丙基铵(TPAP)(189mg,0.54mmol,0.02当量)。搅拌45分钟后(起始物消耗光,TLC),反应混合物经硅藻土过滤,溶剂在减压下去除。粗产物用快速柱层析法纯化(硅胶,20%乙醚/己烷),得到酮78(6.6g,96%),为无色油状物。示于图15的碘化物113的合成醇99的碘化。将醇99(3.8g,15.0mmol)在乙醚∶乙腈(3∶1,150ml)中的溶液冷却到0℃。依次加入咪唑(3.1g,45.0mmol,3.0当量),Ph3P(5.9g,22.5mmol,1.5当量)的碘(5.7g,22.5mmol,1.5当量),将反应混合物在0℃下搅拌0.5小时。依次加入饱和Na2S2O3水溶液(200ml)和乙醚(200ml)。有机相用盐水洗(200ml),干燥(MgSO4),减压除去溶剂。粗产物用快速柱层析法(硅胶,10%乙醚/己烷)纯化,得到纯碘化物113(4.9g,91%),为无色油状物。示于图15的鏻盐114的合成将碘化物113(4.7g,13.1mmol)和Ph3P(3.8g,14.4mmol,1.1当量)的混合物不经稀释地在100℃加热2小时。用快速柱层析法纯化(硅胶,二氟甲烷至7%甲醇/二氯甲烷)得到白色固体状鏻盐114(7.4g,91%)Rf=0.42(硅胶,5%甲醇/二氯甲烷)。示于图15的烯烃101的合成方法A。由鏻盐79和醛77出发。将鏻盐79(13.60g,19.4mmol,1.2当量)溶于THF中(80ml,0.2M)将溶液冷却到0℃。缓慢加入六甲基二甲硅烷基氨基化钠(NaHMDS,19.4ml,19.4mmol,1.0M THF溶液,1.2当量),将形成的混合物在同一温度下搅拌15分钟,然后加入醛77(3.96g,16.2mmol,1.0当量,在10ml THF中)。在0℃下再继续搅拌15分钟,然后加入饱和NH4Cl水溶液(25ml)使反应停止。加入乙醚(250ml),分离出有机相,用盐水(2×40ml)洗,干燥(MgSO4),减压浓缩。粗产物用快速柱层析法纯化(硅胶,10%乙醚/己烷),得到烯烃34(6.70g,77%),为Z型和E型异构体的混合物(约9∶1,1HNMR)。方法B。由鏻盐114和醛82的出发。将鏻盐114(7.40g,11.96mmol,1.2当量)溶于THF中(120ml,0.1M),将溶液冷却到0℃。在同一温度下慢慢加入六甲基二甲硅烷基氨基化钠(NaHMDS,11.96ml,11.96mmol,1.0M THF溶液,1.2当量),将形成的混合物搅拌15分,然后慢慢加入醛82(3.20g,9.83mmol,1.0当量,在20ml THF中;见后文)。在0℃下再搅拌15分,然后用饱和NH4Cl水溶液(150ml)使反应停止。加200ml乙醚,分离出有机相,用盐水洗(2×150ml),干燥(MgSO4),减压浓缩得到粗产物。快速柱层析(硅胶,10%乙醚/己烷)得到烯烃101(3.65g,69%产率),为Z型和E型异构体的混合物(约9∶1,1H NMR)。示于图14的醇102的合成将化合物101(1.77g,3.29mmol)溶于二氯甲烷∶MeOH(1∶1,66ml)中,将溶液冷却到0℃并于5分钟内加入CSA(764mg,3.29mmol,1.0当量)。将混合物在0℃下搅拌30分,再在25℃下搅拌1小时。加入Et3N(2.0ml),减压除去溶剂。快速柱层析(硅胶,50%乙醚/己烷)得到所要的醇35(1.2g,86%)。示于图14的醛74的合成醇102的氧化。将醇102(1.9g,4.5mmol)溶于二氯甲烷(45ml,0.1M)。在25℃下加入DMSO(13.5ml)、Et3N(3.0ml,22.4mmol,5.0当量)和SO3·吡啶(1.43g,8.98mmol,2.0当量),将形成的混合物搅拌30分钟。依次加入饱和NH4Cl水溶液(100ml)和乙醚(200ml)。有机相用盐水(2×30ml)洗,干燥(MgSO4),减压除去溶剂。快速柱层析法(硅胶,30%乙醚/己烷)得到醛74(1.79g,94%)。示于图14的化合物105和106的合成酮酸76与醛74的醛醇反应。将酮酸76(1.52g,5.10mmol,1.2当量,如上所述合成)的THF(10ml)溶液在-78℃下逐滴加到刚制得的LDA溶液〔二异丙胺(1.78ml,12.78mmol)在0℃下加到正丁基锂(7.95ml,1.6M己烷溶液,12.78mmol)在20ml THF中的溶液里〕中。搅拌15分钟后,将溶液温热至-40℃,在该温度下0.5小时后,再冷却到-78℃。逐滴加入醛74(1.79g,4.24mmol,1.0当量)的溶液,形成的混合物搅拌15分钟,然后在-78℃下缓慢加入饱和NH4Cl水溶液(20ml)使反应停止。将反应混合物温热至0℃,加入乙酸(2.03ml,26.84mmol,6.3当量),随后加乙酸乙酯(50ml)。分离出有机层,水相用乙酸乙酯萃取(3×25ml)。合并的有机溶液用MgSO4干燥,减压浓缩,得到比例约为1∶1的醛醇产物103a∶103b的混合物(1H NMR)和未反应的酮酸76。将混合物溶于二氯甲烷(50ml)中,在0℃下用2,6-二甲基吡啶(3.2ml,27.36mmol)和三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯(4.2ml,18.24mmol)。在搅拌2小时后(TLC检测反应完全),加入盐酸水溶液(20ml,10%),将形成的二相混合物分离。水相用二氯甲烷萃取(3×20ml),合并的有机溶液用盐水(50ml)洗,干燥(MgSO4),减压浓缩,得到四叔丁基二甲基甲硅烷基醚104a和104b的混合物。将粗产物溶在甲醇(50ml)中,在25℃下加入K2CO3(1.40g,10.20mmol)。将反应混合物激烈搅拌15分,然后过滤。残余物用20ml甲醇洗,溶液用离子交换树脂(DOWEX 50WX8-200)酸化至pH4-5,再次过滤。减压除去溶剂,形成的残余物溶在乙酸乙酯(50ml)中,用饱和的NH4Cl水溶液(50ml)洗。水相用乙酸乙酯萃取(4×25ml),合并的有机溶液用MgSO4干燥,过滤,浓缩后得到羧酸105、106和76的混合物。用制备型薄层色谱纯化(硅胶,5%甲醇/二氯甲烷)得到纯酸105(1.1g,自7为31%)和106(1.0g,自7为30%),为无色油状物。示于图14的羟基酸72的合成三(甲硅烷基)醚105的选择性脱甲硅烷基化。将三(甲硅烷基)醚105(300mg,0.36mmol)在THF(7.0ml)中的溶液在25℃用TBAF(2.2ml,1M THF溶液,2.2mmol,6.0当量)处理。搅拌8小时后,将反应混合物用乙酸乙酯(10ml)稀释,用1N盐酸(10ml)洗。水溶液用乙酸乙酯萃取(4×10ml),合并的有机相用盐水(10ml)洗,干燥(MgSO4)并浓缩。粗制品混合物用快速柱层析法纯化(硅胶,5%MeOH/二氯甲烷),得到黄色油状的羟基酸72(203mg,78%)Rf=0.40(硅胶,5%甲醇/二氯甲烷)。示于图14的羟基酸107的合成三(甲硅烷基)醚106的选择性去甲硅烷基化。按照以上对72所述的方法将羧酸106(150mg,0.18mmol)转化成羟基酸107(107mg,82%)。示于图14的内酯108的合成羟基酸72的大环内酯化。羟基酸72(200mg,0.28mmol)在THF(4ml)中的溶液于0℃下用三乙胺(0.23ml,1.68mmol,6.0当量)和2,4,6-三氯苯甲酰氯(0.22ml,1.40mmol,5.0当量)处理。将反应混合物在0℃下搅拌15分钟,然后在25℃下加到4-DMAP(342mg,2.80mmol,10.0当量)的甲苯(140ml)溶液中并在该温度搅拌0.5小时。将反应混合物减压浓缩至小体积,经硅胶过滤。残余物用40%的乙醚/己烷洗,将得到的溶液浓缩。用快速柱层析法纯化(硅胶,2%甲醇/二氯甲烷),得到内酯108(178mg,90%),为无色油状物。示于图14的内酯109的合成羟基酸107的大环内酯化。羟基酸107(100mg,0.14mmol)的环化与以上对108所述完全一样地进行,得到内酯109(84mg,85%),为无色油状物。示于图14的二羟基内酯70和110的合成向冷却到-20℃的内酯108(50mg,0.071mmol)加入刚制备的20%(v/v)CF3COOH/二氯甲烷溶液(400ml)。令反应混合物达到0℃,在该温度下搅拌1小时。减压蒸发溶剂,粗产物用制备型薄层色谱纯化(硅胶,6%甲醇/二氯甲烷),得到纯的二羟基内酯70(31mg,92%);110如图14所示以类似方式制备。示于图14的6S,7R-环氧噻酮111和112的合成按照以上对1所述的步骤,用70或110代替1来合成。示于图16的烯烃化合物115的合成将鏻盐79(9.0g,12.93mmol,1.5当量,见前文)溶于90ml THF中,将溶液冷却至0℃。慢慢加入二(三甲基甲硅烷基)氨基化钠(NaHMDS,1.0M THF溶液,12.84ml,12.84mmol,1.48当量),将所形成的混合物在0℃下搅拌15分钟。然后将反应混合物冷却至-20℃,加入酮78(2.23g,8.62mmol,1.0当量)的THF(10ml)溶液,将反应混合物在同一温度下搅拌12小时。加入饱和NH4Cl水溶液(50ml),混合物用乙醚(200ml)萃取。有机相用盐水洗(2×100ml)、干燥(MgSO4)并浓缩,经快速柱层析(硅胶,2%乙醚/己烷)后,得到烯烃115(3.8g,73%,用1H NMR得Z∶E约为1∶1)。示于图16的羟基烯烃116的合成甲硅烷基醚115的脱甲硅烷基化。将甲硅烷基醚115(3.80g,6.88mmol)溶于二氯甲烷/甲醇(1∶1,70ml)中,将溶液冷却到0℃,然后在5分钟内加入CSA(1.68g,7.23mmol,1.05当量)。形成的混合物在0℃下搅拌30分钟,然后在25℃搅拌1小时。加入三乙胺(1.57ml,7.23mmol,1.05当量),减压除去溶剂。快速柱层析(硅胶,50%乙醚/己烷)得到纯的羟基化合物116(2.9g,97%)。示于图16的环氧噻酮B(2)及类似物的合成按照以上示于图14对111和112所述的步骤,使用71或123代替110进行合成。示于图17的醛75的合成按照以上示于图15对101所述的类似方式,采用不同的作用物加入次序进行合成;关于条件见图的说明。示于图18的内酯121、71、2、124和135的合成按照以上示于图16中所述步骤,用75代替75′进行合成;关于条件见

。示于图19的羧酸119的合成按照以上示于图16中所述步骤,用136代替75′进行合成;条件见

。示于图21的醛149的合成按照以上示于图13中对77所述步骤合成;条件见

。示于图21的鏻树脂147的合成步骤1)Merrifield树脂的烷基化将1,4-丁二醇(7.18g,80.0mmol,5.0当量)在DMF(600ml)中的溶液冷却到0℃,加入氢化钠(60%,3.20g,80.0mmol,5.0当量)。将反应混合物在0℃搅拌2小时,依次加入Merrifield树脂(40.0g,16.0mmol,1.0当量)和碘化四正丁铵(0.58g,1.60mmol,0.1当量)。将反应混合物在23℃下搅拌20小时,然后倒入玻璃砂漏斗中,用甲醇(2×500ml)、DMF(500ml)、80℃的水(500ml)、DMF(500ml)、甲醇(500ml)、CH2Cl2(500ml)、乙醚(2×300ml)洗该聚合物。将树脂真空干燥至恒重40.8g。
步骤2)树脂的转化。将以上步骤的树脂(40.8g,16.0mmol,1.0当量)在CH2Cl2(700ml)中的悬浮液于23℃下用Ph3P(20.9g,80.0mmol,5.0当量)、咪唑(6.46g,80.0mmol,5.0当量)和碘(16.0g,64.0mmol,4.0当量)处理。将反应混合物在23℃下搅拌3小时,然后倒入玻璃砂漏斗中,依次用CH2Cl2(500ml)、甲醇(500ml)、CH2Cl2(500ml)、甲醇(500ml)、CH2Cl2(500ml)、乙醚(2×300ml)洗该聚合物。将树脂真空干燥至恒重42.6g。
步骤3)步骤2中形成的碘代树脂与Ph3P反应。将碘代树脂(42.6g,16.0mmol,1.0当量)在DMF(200ml)中的悬浮液于23℃下用Ph3P(41.9g,160mmol,10当量)处理。将反应混合物在90℃下搅拌12小时,然后倒入玻璃砂漏斗中,依次用80℃的DMF(3×500ml)、CH2Cl2(500ml)、DMF(500ml)、乙醚(3×500ml)洗该聚合物。将树脂真空干燥至恒重46.61g。示于图21的内鎓盐的树脂148的合成鏻树脂147的去质子化将树脂147(15.0g,5.11mmol,1.0当量)在DMSO(50ml)与THF(35ml)混合物中的悬浮液于23℃下用1M的NaHDMS/THF溶液(15.3ml,15.3mmol,3.0当量)处理。将反应混合物在23℃搅拌12小时,然后用导管转移至Schlenk型玻璃砂漏斗中,在氩气氛下用THF(3×100ml)洗该聚合物。示于图21的树脂150的合成内鎓盐树脂148与醛149(见前文)的Wittig反应。将醛149(2.50g,10.22mmol,2.0当量)在THF(25ml)中的溶液冷却到-78℃,经导管加到刚制得的树脂148(5.11mmol,1.0当量)中,所形成的悬浮液在23℃摇荡3小时,滤掉上清液。依次用THF(100ml)、MeOH(100ml)、CH2Cl2(100ml)、MeOH(100ml)、CH2Cl2(100ml)、乙醚(2×100ml)洗该聚合物。将树脂真空干燥至恒重14.12g。示于图21的树脂145的合成步骤1)树脂150用氢氟酸吡啶络合物脱甲硅烷基化。将树脂150(14.0g,5.05mmol,1.0当量)悬浮在THF(135ml)中,在0℃下用氢氟酸吡啶络合物(15ml)处理。将混合物温热至23℃并摇动12小时,倒入玻璃砂漏斗中,滤出聚合物,用THF(100ml)、CH2Cl2(100ml)、MeOH(100ml)、CH2Cl2(100ml)、乙醚(2×100ml)洗,真空干燥,得13.42g去保护的树脂。
步骤2)被保护的树脂的Swern氧化。在-78℃下向草酰氯(2.56g,1.76ml,20.0mmol,4.0当量)的CH2Cl2溶液(50ml)逐滴加入DMSO(3.12g,2.84ml,40.0mmol,8.0当量)。将溶液在-78℃下搅拌1小时,用导管引入树脂(13.26g,5.0mmol,1.0当量)在CH2Cl2中的悬浮液中,该悬浮液事先预冷到-78℃。形成的混合物再搅拌1小时并用三乙胺(6.25g,8.0ml,62.5mmol,12.5当量)处理,温热至23℃,搅拌1小时。将混合物过滤,聚合物依次用CH2Cl2(250ml)、甲醇(250ml)、CH2Cl2(250ml)、乙醚(2×300ml)洗,在高真空下干燥,得到13.25g树脂145。示于图21的树脂151的合成步骤1).烯醇化物形成,在0℃下用正丁基锂(1.6M THF溶液,4.12ml,6.60mmol,4.4当量)处理在THF(25ml)中的二丙胺(0.92ml,6.60mmol,4.4当量)得到LDA(6.60mmol,4.4当量)溶液,将其冷却到-78℃,通过导管加入酮酸144(见前)(0.93g,3.0mmol,2.0当量)的THF(25ml)溶液。令溶液温热至-40℃并搅拌1小时。
步骤2)醛醇反应。树脂145(4.0g,1.50mmol,1.0当量)和ZnCl2(1.0M乙醚溶液,3.0ml,3.0mmol,2.0当量)在THF(25ml)中的悬浮液在-78℃下用上述的烯醇化物溶液处理。令悬浮液温热至-40℃,搅拌2小时,用饱和NH4Cl水溶液(8ml)使反应停止,在23℃用乙酸(0.76ml,13.2mmol,8.8当量)中和。将混合物倒入玻璃砂漏斗中,聚合物依次用THF(100ml)、乙醚(100ml)、CH2Cl2(100ml)、H2O(100ml)、甲醇(100ml)、CH2Cl2(100ml)、1%TFA/CH2Cl2(v/v,3×75ml)、CH2Cl2(2×100ml)、乙醚(2×100ml)洗,真空干燥,得1.96g树脂151。示于图21的树脂152的合成树脂151与醇143的酯化。将树脂151(1.40g,0.46mmol,1.0当量)、醇143(见前)(0.49g,2.31mmol,5.0当量)4-DMAP(0.32g,2.31mmol,5.0当量)和DCC(0.46g,2.31mmol,5.0当量)在CH2Cl2(10ml)中的悬浮液在23℃摇荡15小时。将聚合物过滤,用CH2Cl2(2×50ml)、甲醇(2×50ml)、CH2Cl2(2×50ml)、乙醚(2×50ml)洗并真空干燥,得1.48g树脂152。示于图21的154的合成树脂152的复分解。将树脂152(500mg)在CH2Cl2(40ml)中的悬浮液在23℃下用二(三环己基膦)次苄基二氯化钌(RuCl2(=CHPh)(PCy3)2)(20mg)处理并搅拌48小时。将聚合物过滤,滤液蒸发,用制备型薄层色谱纯化(硅胶,20%乙酸乙酯/己烷),得到化合物154、155、156、157=约3∶3∶1∶3,自树脂152中计算的杂环负载量得产率为52%。示于图21的157和158的合成反式二羟基内酯157和158。化合物141和155的脱甲硅烷基化。甲硅烷基醚141或155(44mg,0.074mmol)用新制得的20%(v/v)三氟乙酸(TFA)/CH2Cl2溶液(7.4ml,0.01M)处理,快速柱层析后(硅胶,50%乙酸乙酯/己烷)得到反式二羟基酯157或158(33mg,93%)。示于图21的环氧甾酮(Eposterones)159和1的合成顺式羟基内酯157和158的环氧化。向顺式羟基内酯157和158(19mg,0.039mmol)的乙腈溶液(390ml,0.1M)中加入0.0004M乙二胺四乙酸二钠盐水溶液(Na2EDTA,200ml,0.2M),将反应混合物冷却到0℃。加入过量的1,1,1-三氟丙酮(80ml,0.5M),随后在搅拌下分批加入Oxone(120mg,0.20mmol,5.0当量)和NaHCO3(26mg,0.31mmol,8.0当量),直到用TLC检测出起始物已消失。然后使反应混合物直接流过硅胶,用50%乙酸乙酯/己烷洗脱。用制备型薄层色谱纯化(250mm硅胶板,70%乙酸乙酯/己烷),得到非对映异构的环氧甾酮159或1(环氧噻酮A)。醇163的合成。示于图25的醛162的烯丙基硼化将醛162(1.0当量)溶于无水乙醚中(0.3M),溶液冷却到-100℃。在激烈搅拌下逐滴加入(+)-二异松蒎烷基烯丙基硼烷(1.2当量戊烷溶液,由(-)-Ipc2BOMe和1.0当量烯丙基溴化镁制备),将反应混合物在同一温度下搅拌1小时。在-100℃下加入甲醇,令反应混合物温热至室温。加入氨基乙醇(10.0当量),继续搅拌15小时。加入饱和NH4Cl水溶液,用乙酸乙酯萃取并将合并的有机层用MgSO4干燥,完成后处理步骤。过滤后将溶剂减压蒸发,快速柱层析(硅胶,几个级分用35%乙醚/己烷,直到所有的硼络合物均被除掉;然后用70%乙醚/己烷),得到醇163(91%)。羟基酯164和165的合成。示于图25的羧酸45和46及醇163的EDC偶合按着示于图7的上述步骤合成,使用163代替6;条件见

。161、170、171和172的合成按着示于图6的上述步骤合成,使用164代替35或36;条件见

。示于图27的环氧噁酮177、178、179和180的合成按着示于图6的上述步骤合成,使用165代替35或36;条件见

。示于图29的顺式双(TBS)醚183的合成将醇181(141mg,0.32mmol)和2,6-二甲基吡啶(560ml,4.8mmol,15当量)在CH2Cl2中的溶液(3.2ml,0.1M)在0℃用三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯(TBSOTf,735ml,3.2mmol,10当量)处理,并在该温度下搅拌30分,此时用TLC检测已无起始物。将反应混合物倒入饱和NH4Cl水溶液(10ml)中使反应停止。用乙醚(2×10ml)萃取,干燥(MgSO4),浓缩,经快速柱层析(硅胶,7%乙酸乙酯/己烷)得到双(TBS)醚183(182mg,99%)。示于图29的反式双(TBS)醚184的合成醇182的甲硅烷基化。根据对醇181的甲硅烷基化所述的步骤,用三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯(TBSOTf,390ml,1.7mmol,10当量)在0℃下处理醇182(77mg,0.17mmol)和2,6-二甲基吡啶(300ml,2.6mmol,15当量)在CH2Cl2中的溶液(1.7ml,0.1M),得到双(TBS)醚183(92mg,97%)。示于图29的顺式醇185的合成将TBS醚183(182mg,0.31mmol)的甲醇溶液(3.1ml,0.1M)在室温下用10-樟脑磺酸(CSA,72mg,0.31mmol,1.0当量)处理12小时。直至TLC指示起始物已消失。将混合物倒入饱和NaHCO3水溶液(10ml)中,用乙醚萃取(3×10ml),干燥(MgSO4)。快速柱层析(硅胶,20%乙酸乙酯/己烷)得纯185(98mg,67%)。示于图29的反式醇186的合成按照对TPS醚183的脱甲硅烷基化所述步骤,用10-樟脑磺酸(CSA,37mg,0.16mmol,1.0当量)处理TPS醚184(31mg,0.05mmol)的甲醇溶液(1.6ml,0.1M)得到二醇186(51mg,69%),为晶状固体。示于图29的羧酸187的合成将溴丙酮酸乙酯(1.66ml,13.2mmol,1当量)和硫代乙酰胺(1.05g,13.9mmol,1.05当量)溶于95%乙醇水溶液(14ml,1M)中并加热回流5分钟。用TLC检测反应完全。然后将反应混合物冷却到室温,减压浓缩,悬浮在CHCl3(20ml)中,用饱和NaHCO3水溶液(2×20ml)和水(20ml)洗。干燥(MgSO4)后浓缩,然后用快速柱层析法纯化(硅胶,乙酸乙酯),得到相应的酸7的乙酯(2.26g,100%)。将该酯溶在THF-水(1∶1,14ml,1M)中并与氢氧化锂作用(1.66g,39.6mmol,3.0当量)。在室温下搅拌45分钟后,TLC指示起始物消失。将混合物倒入水(20ml)中,用乙醚萃取(2×20ml)。用4N HCl酸化至pH~2-3,随后用乙酸乙酯萃取(6×20ml),干燥(MgSO4)和浓缩,得到纯羧酸187(1.36g,72%)。示于图29的顺式酮酯188的合成醇185与噻唑酸187的EDC偶合。将噻唑酸187(54mg,0.38mmol,2.0当量)、4-(二甲基氨基)吡啶(4-DMAP,2.3mg,0.019mmol,0.1当量)和醇185(88mg,0.19mmol,1.0当量)在CH2Cl2中的悬浮液(3.8ml,0.05M)冷却到0℃,用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-3-碳化二亚胺盐酸盐(EDC,109mg,0.57mmol,3.0当量)处理。将反应混合物在0℃下搅拌2小时,25℃下12小时,直到TLC指示反应完全。将溶液分离在乙酸乙酯(10ml)和水(10ml)之中。水层用乙酸乙酯萃取(2×10ml),干燥(MgSO4)。蒸发溶剂后进行快速柱层析(硅胶,30%乙酸乙酯/己烷),得到纯的酮酯188(102mg,92%)。示于图29的反式酮酯189的合成按照与以上对合成酮酯188所述的类似步骤,将噻唑酸187(28mg,0.198mmol,2.0当量)、4-二甲基氨基吡啶(4-DMAP,1.2mg,0.0099mmol,0.1当量)和醇186(46mg,0.099mmol,1.0当量)在CH2Cl2(2.0ml)中的溶液用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-3-碳化二亚胺盐酸盐(EDC,57mg,0.297mmol,3.0当量)处理,在快速柱层析后(硅胶,20%乙酸乙酯/己烷),得到酮酯189(49mg,84%)。示于图29的顺式羟基内酯190的合成甲硅烷基醚188(95mg,0.16mmol)在0℃下用刚制得的20%(v/v)三氟乙酸/CH2Cl2溶液(16ml,0.01M)处理,在0℃下搅拌45分钟(TLC指示反应完全),然后倒入饱和NaHCO3水溶液(50ml)中,用乙酸乙酯(3×20ml)萃取,用MgSO4干燥,减压蒸发。粗制的反应混合物用快速柱层析法纯化(硅胶,50%乙酸乙酯/己烷),得到顺式羟基内酯190(74mg,96%)。示于图29的反式二羟基内酯191的合成甲硅烷基醚189(44mg,0.074mmol)按照对顺式二羟基内酯8所述的步骤用刚制备的20(v/v)三氟乙酸(TFA)/CH2Cl2溶液(7.4ml,0.01M)处理,经快速柱层析(硅胶,50%乙酸乙酯/己烷),得到反式二羟基内酯191(33mg,93%)。示于图29的环氧甾酮192和194的合成向顺式羟基内酯190(19mg,0.039mmol)的乙腈溶液(390ml,0.1M)中加入0.0004M乙二胺四乙酸二钠盐水溶液(Na2EDTA,200ml,0.2M),将反应混合物冷却到0℃。加入过量的1,1,1-三氟丙酮(80ml,0.5M),接着在搅拌下分批加入Oxone(120mg,0.20mmol,5.0当量)和NaHCO3(26mg,0.31mmol,8.0当量),直到用TLC检测出起始物已消失。然后将反应混合物直接流过硅胶,用50%乙酸乙酯/己烷洗脱。用制备型薄层色谱纯化(250mm硅胶板,70%乙酸乙酯/己烷),得到非对映异构的环氧甾酮192(9.5mg,48%)和194(3.4mg,17%)。示于图29的环氧甾酮193和195的合成如对顺式羟基内酯190所述,将反式羟基内酯191(22mg,0.046mmol)在乙腈中的溶液(460ml,0.1M)用0.0004M乙二胺四乙酸二钠盐水溶液(Na2EDTA,230ml,0.2M)、1,1,1-三氟丙酮(92ml,0.5M)、Oxone(141mg,0.23mmol,5.0当量)和NaHCO3(31mg,0.37mmol,8.0当量)处理,经制备型薄层色谱纯化(250mm硅胶板,乙醚),得环氧甾酮193(7.3mg,32%)和195(5.2mg,23%)。示于图30的环氧甾酮199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209和210的合成简单地改变酯化步骤,即,用在环氧噁酮(198)、eleutherobin(197)和紫杉醇(196)中发现的已知羧酸代替图29中的噻唑羧酸187,可以得到环氧甾酮家族中的其它成员,包括各种异构体199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209和210。示于图31的鏻盐220的合成按照上面图12中所示的步骤,用211代替88进行合成;反应条件见

。示于图33的内酯230和229及其中间体的合成按照图14中所示的上述步骤,用220代替79进行合成;条件见

。示于图33的环氧噻酮23和24及其中间体的合成按照图14中所示的上述步骤,用220代替79作为起始物膦酸盐进行合成;条件见

。示于图34的腈244及其中间体的合成按照图17中所示的步骤用217代替82进行合成;条件见

。示于图35的羧酸249及其中间体的合成按照上面图19中所述步骤用224代替75进行合成;条件见

。示于图35的羟基酸250的合成按照示于图18的上述步骤,用249代替119进行合成;条件见

。示于图36的内酯229的合成按照示于图18的上述步骤,用250代替73进行合成;条件见

。示于图37的化合物252的合成将化合物251、三苯甲基氯(2.0当量)和DMAP(1.1当量)溶在DMF中(0.1M),将反应混合物在60℃下加热12小时。减压除去溶剂,快速柱层析(硅胶,乙醚/己烷)得到纯252。示于图37的伯醇253的合成烯属化合物252的选择性硼氢化。将化合物252冷却到0℃,加入9-BBN(7.0ml,0.5M THF溶液,3.5mmol,1.2当量),将反应混合物在0℃下搅拌2小时。在搅拌下加入NaOH水溶液(7.0ml,3N溶液,21.0mmol,7.2当量),随后加H2O2(2.4ml,30%水溶液),在0℃下继续搅拌0.5小时,然后用乙醚(30ml)将反应混合物稀释。分离出有机溶液,水相用乙醚萃取(2×15ml)。合并的有机层用盐水(2×5ml)洗,干燥(Na2SO4),减压浓缩,快速柱层析(硅胶,50-80%乙醚/己烷),得到伯醇254(1.0g,91%)。示于图37的碘化物254的合成碘化物254(1.18g,92%)由醇253(1.0g,2.53mmol)按照上面对219所述的步骤制备。示于图37的腙255的合成SAMP腙用碘化物254烷基化。在0℃下向在0℃刚制得的LDA溶液〔二异丙胺(277ml,0.20mmol,2.0当量)在0℃下加到正丁基锂(1.39ml,1.42M己烷溶液,0.20mmol,2.0当量)在2.5ml THF中的溶液〕加入SAMP腙(337mg,0.2mmol,2.0当量)的THF(2.5ml)溶液。在该温度下搅拌8小时后,将形成的黄色溶液冷却到-100℃,在5分钟内逐滴加入碘化物254(0.5g,0.99mmol,1.0当量)的THF(3ml)溶液。将混合物在10小时内温热至-20℃,然后倒入饱和NH4Cl水溶液(5ml)中,用乙醚(3×25ml)萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并蒸发。在硅胶上经快速柱层析法纯化(20-40%乙醚/己烷),得到腙255(380mg,70%,1H NMR得de>98%),为黄色油状物。示于图37的腈256的合成在快速搅拌下将单过氧邻苯二甲酸镁盐(MMPP·6H2O,233mg,0.38mmol,2.5当量)在0℃下悬浮在甲醇和pH 7磷酸盐缓冲液的混合物(1∶1,3.0ml)。逐滴加入腙255(83mg,0.15mmol,1.0当量)的甲醇(1.0ml)溶液,将混合物在0℃下搅拌,直到TLC指示反应完全(约1小时)。将形成的悬浮液放入分液漏斗中,加乙醚(15ml)和饱和NaHCO3水溶液(5ml)。分离出有机层,水层用乙醚(10ml)萃取。合并的有机溶液用水(5ml)和盐水(5ml)洗,干燥(MgSO4),浓缩。快速柱层析(硅胶,50%乙醚/己烷),得到腈256(53mg,80%),为无色油状物。示于图37的醛257的合成将腈256(53mg,0.12mmol)溶在2.0ml甲苯中并冷却到-78℃。在-78℃下逐滴加入DIBAL(245ml,1M甲苯溶液,0.22mmol,2.0当量),将反应混合物在该温度下搅拌,直到用TLC证实反应完全(约1小时)。将甲醇(150ml)和盐酸(150ml,1N溶液)依次加入,使形成的混合物升至0℃并在该温度下搅拌30分。加入乙醚(5ml)和水(2ml),分离出有机层。水相用乙醚萃取(2×5ml),合并的有机溶液用盐水(5ml)洗,干燥(MgSO4),过滤并减压浓缩。快速柱层析(硅胶,15%乙醚/己烷),得到纯的醛257(44mg,82%)。示于图38的羟基酸263及其中间体的合成按照示于图16和18的上述步骤,用257代替75进行合成;条件见

。示于图39的环氧化物266及其中间体的合成按照示于图16和18的上述步骤,用257代替75作为起始物进行合成;条件见

。示于图41的螺环丙烷酮酯276的合成丙酰乙酸乙酯275的环丙烷化。在环境温度下将丙酰乙酸乙酯275(75.0ml,0.526mol;Aldrich)加到无水K2CO3(218.0g,1.579mol,3.0当量)在DMF(526ml,1M)中的溶液里。此混合物用1,2-二溴乙烷(60.0ml,0.684mol,1.3当量)处理15分钟,然后快速搅拌15小时,此时NMR指示反应完全。经硅藻土过滤并用乙醚洗后,减压除去溶剂。将粗产物真空蒸馏(bp 64℃/6mmHg),得到无色油状的纯螺环丙烷酮酯276(53.9g,60%)。示于图41的螺环丙烷酮醛274的合成螺环丙烷酮酯276的LiAlH4还原/Swern氧化。在-20℃下于2小时内向螺环丙烷酮酯276(53.9g,0.316mol)的乙醚溶液(1.5L,0.2M)加入氢化锂铝(LAH,1M THF溶液,632ml,0.632mol,2.0当量),反应混合物在-20℃下搅拌2小时。然后将反应混合物用乙醚(250ml)稀释,依次滴加水(24ml)、15%氢氧化钠水溶液(24ml)和另一份水(72ml)使反应停止。将形成的浆体在10小时内温热至25℃,经硅藻土过滤除去铝盐。将滤液干燥(MgSO4),减压除去溶剂,得到粗制的二醇(38.5g,93%),它不经纯化直接用于氧化步骤。用快速柱层析法制备一分析样品(硅胶,33-50%乙酸乙酯/己烷)。在-78℃下于1小时内向草酰氯(35.5ml,0.407mol,3.0当量)的CH2Cl2(360ml)溶液中滴加DMSO(38.5ml,0.543mol,4.0当量)。搅拌35分钟后,在-78℃下于1.5小时内逐滴加入粗制的二醇(17.7g,0.136mol)的CH2Cl2(200ml)溶液。将该溶液在-78℃下再搅拌1.5小时,然后在40分钟内加入三乙胺(115ml,1.085mol,8.0当量)。在-78℃下再经15分钟后,将形成的浆体于1小时内温热至0℃。然后加入700ml乙醚和500ml饱和NH4Cl水溶液,分离出有机相。水相用乙醚(500ml)重新萃取,合并的有机溶液用饱和NH4Cl水溶液(1.0L)洗,干燥(Na2SO4),过滤,减压浓缩。用柱层析法纯化(硅胶,25%乙醚/己烷),得到螺环丙烷酮醛274(10.9g,64%)。示于图41的甲硅烷基醚273的合成螺环丙烷酮醛33的烯丙基硼化及甲硅烷基化。在0℃下将烯丙基溴化镁(1M乙醚溶液,80ml,80.0mmol,1.0当量)逐滴加到充分搅拌的(-)-β-甲氧基二异松蒎烷基硼烷(27.2g,86.0mmol,1.1当量)的乙醚(500ml)溶液中。加完后将此灰色的浆体在室温下搅拌1小时,减压除去溶剂。向残余的固体中加入戊烷(400ml),搅拌混合物10分钟。继续搅拌使镁盐沉淀,透明的上层戊烷溶液经导管小心地转移以避免带出任何固体物质。此过程重复4次。将合并的戊烷级分浓缩至体积约为500ml,然后不经纯化,逐滴加到-100℃下的酮醛274(10.1g,79.7mmol,1.0当量)的乙醚(250ml)溶液中。加完后将混合物在同一温度下搅拌30分钟。在-100℃下加入甲醇(10ml),令反应混合物在40分钟内温热至-40℃。依次加入饱和NaHCO3水溶液(125ml)和H2O2(50%重量水溶液,50ml),使反应混合物在室温下搅拌12小时。分离出有机相,水相用乙酸乙酯萃取(3×250ml)。合并的有机萃取液用NH4Cl饱和水溶液(500ml)洗,干燥(Na2SO4),减压除去溶剂,得到粗制的烯丙型醇,它不经进一步纯化直接使用。用快速层析法制备一分析样品(硅胶,3%丙酮/CH2Cl2)。
将粗制的醇溶在CH2Cl2中(750ml,0.3M),溶液冷却到-78℃。将溶液用2,6-二甲基吡啶(40ml,0.368mol,4.6当量)处理,搅拌5分钟后逐滴加入三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯(70ml,0.305mmol,3.8当量)。反应混合物在-78℃下搅拌35分,此后用TLC检测不出起始物。加入饱和的NH4Cl水溶液(500ml),将反物混合物温热至室温。分离出有机相,水层用乙醚萃取(3×300ml)。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,经硅藻土过滤,减压蒸发溶剂得到粗制的甲硅烷基醚32,它不经纯化直接使用。用快速柱层析法(硅胶,2-17%乙醚/己烷)制得一分析样品。图41所示的螺环丙烷酮酸31的合成烯烃273的氧化。将粗制的烯烃273溶于乙腈(143ml)、CCl4(143ml)和水(214ml)中并将混合物冷却到0℃。加入过碘酸钠(70g,327mmol,4.1当量)和水合氯化钌(III)(898mg,3.98mmol,0.05当量),将混合物在0℃搅拌10分钟。将此深色混合物温热至环境温度并搅拌3小时,此时TLC指示起始物已消失。加入CH2Cl2(1.5L)和饱和NaCl水溶液(1.5L),分离两层。水层用CH2Cl2萃取(3×750ml),经硅藻土过滤,浓缩,快速柱层析(2-80%乙酸乙酯/己烷),得到纯的螺环丙烷酮酸31(10.2g,三步产率43%)。示于图42的酯268和269及其中间体的合成按照示于图7的上述步骤,用272代替8合成;条件见

。示于图43的4,4-桥亚乙基环氧噻酮A类似物267、282、283、284及其中间体的合成按照示于图8的上述步骤,用272代替8作为基体微扰物进行合成;条件见

。示于图44的4,4-桥亚乙基环氧噻酮A类似物289、290、291、292和其中间体的合成按照示于图8的上述步骤,用272代替8作为基体微扰物进行合成;条件见

。示于图46的酮醛295的合成酮273的臭氧分解。将烯烃273(3.6g,12.7mmol,完全按步骤合成)溶在CH2Cl2(50.0ml,0.25M)中,溶液冷却到-78℃。鼓入氧气2分钟,随后通入臭氧,直到反应混合物呈蓝色(约30分)。然后在-78℃向溶液中吹入氧气2分钟(蓝色消失),加入三苯膦(6.75g,25.4mmol,1.2当量)。撤除冷浴,将反应混合物温热至室温,再搅拌1小时。减压除去溶剂,混合物用快速柱层析法(硅胶,30%乙醚/己烷)纯化,得到纯的酮醛295(3.26g,90%)。示于图46的酮294的合成-78℃下向醛295(2.9g,10.2mol)在THF中的溶液(50ml,0.2M)逐滴加入三叔丁氧基氢化铝(11.2ml,1.0M THF溶液,11.2mmol,1.1当量)。5分钟后使反应混合物升温至0℃并在该温度下搅拌15分,然后用酒石酸钠钾饱和水溶液(25ml)使反应停止。水相用乙醇萃取(3×75ml),合并的有机层用MgSO4干燥,过滤并浓缩。将这样得到的粗制的伯醇溶于CH2Cl2中(50ml,0.2M),冷却到0℃,加入三乙胺(68.1ml,30.6mmol,3.0当量)、4-DMAP(120mg,0.18mmol,0.02当量)的叔丁基二甲基氯硅烷(3.0g,20.4mmol,2.0当量)。将反应混合物在0℃下搅拌2小时,然后在25℃下搅拌10小时。加入甲醇(5ml),减压除去溶剂。依次加入乙醚(100ml)和NH4Cl饱和水溶液(25ml),分离出有机相。水相用乙醚萃取(2×50ml),合并的有机溶液用MgSO4干燥,过滤并减压浓缩。用快速层析法纯化(硅胶,5%乙醚/己烷),得到纯的二(甲硅烷基醚)294(1.26g,自45产率83%)。示于图47的三(甲硅烷基醚)297和298的合成酮294与醛75的醛醇反应。酮294(682mg,1.7mmol,1.4当量)与醛75(530mg,1.2mmol,1.0当量;见前)的醛醇反应完全如前文对环氧噻酮合成中酮与醛反应所述方法进行,得到纯297(270mg,24%)和298(480mg,47%)。297无色油状物。示于图47的环氧噻酮267、311-313及其中间体的合成按照以上示于图19中所述步骤,用294代替136合成;条件见对于图47的说明。示于图49的醛320、321和329的合成醛320、321和329的合成条件与对于标准的环氧噻酮醛7(图3)和醛221使用的条件(见前)完全相同;所有反应均采用所示的转化及本领域普通技术人员熟知的标准条件进行,因此这里不作进一步说明。示于图50的化合物339-346及其中间体的合成按照示于图21的前述步骤,用330、331和332代替149、144和143合成;条件同对图50的说明。示于图52的醇350的合成在0℃下向(IPC)2BOMe(1.3当量)的乙醚溶液(0.2M)于45分钟内滴加烯丙基溴化镁(1.3当量),形成的浅灰色浆体在1小时内温热至25℃。减压除去乙醚,向残留的固体中加戊烷。将该浆体在25℃下搅拌10分钟,然后令固体沉降30分钟。通过导管将透明的上清液小心地转移到另一烧瓶中。重复此过程4次,然后将得到的溶液在1小时内逐滴加到醛2(1.0当量)在乙醚中的-100℃溶液中。在-100℃下经1小时后,加入甲醇,将混合物温热40分钟。加入NaHCO3饱和水溶液和50%H2O2水溶液,令混合物温热至25℃过夜。分离两层,水相用乙酸乙酯重新萃取,合并的有机相用NH4Cl饱和水溶液洗。干燥(Na2SO4)并减压浓缩,得到残余物,经快速柱层析纯化(硅胶,20%乙醚/己烷),得到所要的醇350(91%)。示于图52的内酯352和353及其中间体的合成按照示于图5的前述偶合与复分解步骤,用350和348合成。示于图52的顺式二醇354和355的合成在25℃下向顺式甲硅烷基醚352(1.0当量)的THF(8.2ml)溶液加入氢氟酸吡啶(10当量),将形成的溶液在同一温度下搅拌27小时。然后将混合物小心地加到饱和碳酸氢钠水溶液和乙酸乙酯中,将形成的两相混合物在25℃搅拌2小时。分离出两层,有机层用碳酸氢钠饱和水溶液和盐水洗。用硫酸镁干燥,经快速层析纯化(硅胶,20-50%乙酸乙酯/己烷),得到所要的二醇354,产率84%。356和367的合成见上示于图53的2-(羟基甲基)-4-(三正丁基甲锡烷基)噻唑363的合成在-78℃下向2,5-二溴噻唑(358,1.0当量)在无水乙醚中的溶液(0.1M)加入正丁基锂(1.1当量),将形成的溶液在同一温度下搅拌30分钟,然后同时加入DMF(1.2当量)和六甲基磷酰胺(HMPA,1.1当量)。在-78℃下搅拌30分后,将反应混合物在2小时内慢慢升至室温。加入2.0ml己烷,形成的混合物用30%乙酸乙酯/己烷流过短硅胶柱。蒸发溶剂,得到粗制的醛359(72%产率),不经纯化直接用于下一步骤。
在25℃下向粗制的醛359的甲醇溶液(0.1M)加入硼氢化钠(2.0当量),形成的混合物在同一温度下搅拌30分。加入乙酸乙酯和己烷,混合物用乙酸乙酯流过短硅胶柱。蒸发溶剂,粗产物经快速层析法纯化(20-50%乙酸乙酯/己烷),得2-羟甲基-4-溴噻唑360,产率88%。
在25℃下向醇360(1.0当量)的二氯甲烷溶液(0.1M)依次加入咪唑(2.0当量)和叔丁基二甲基氯硅烷(1.5当量)。30分钟后,用甲醇使反应停止,混合物用二氯甲烷流过硅胶。将溶剂蒸发,得到甲硅烷基醚361,产率96%。
将正丁基锂(1.2当量)加到361(0.1当量)在乙醚中的-78℃溶液(0.1M)中,形成的混合物在该温度下搅拌10分钟。然后加入氯化三正丁基锡(1.2当量),反应混合物在-78℃下再搅拌10分钟,然后在1小时内温热至25℃。反应混合物用己烷稀释,用20%乙酸乙酯/己烷流过硅胶。粗产物用快速层析法纯化(经三乙胺预处理的硅胶,5%乙醚/己烷),得到锡烷362,产率85%。
在25℃下向甲硅烷基醚362(1.0当量)的THF溶液(0.1M)加入TBAF(1.0M THF溶液,1.2当量),反应混合物在该温度下搅拌20分。加入己烷,混合物用乙酸乙酯流过硅胶。将溶剂蒸发,得到醇363,产率95%。示于图53的化合物364-367的合成化合物364-367完全按照Dondoni等Synthesis(合成)1986,757-760中的方法制备。示于图53的2-(-乙酰氧基戊基)-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑371的合成向2,4-二溴噻唑(358,1.0当量)在异二丙基胺中的溶液(0.5M)加入4-戊炔-1-醇(2.0当量)、四(三苯膦)钯(0)(0.05当量)和碘化亚铜(0.1当量)。将反应混合物在70℃加热2小时,冷却到25℃后减压除掉溶剂。用快速柱层析纯化(硅胶,10%-75%乙酸乙酯/己烷),得到所要的醇368,产率83%。
将醇368(1.0当量)的PtO2(0.1当量)在乙醇中的溶液(0.1M)在25℃和氢气氛下搅拌4小时,直到1H NMR指示起始物消失。随后经短硅胶柱过滤,用乙酸乙酯洗,减压除去溶剂,得到所要的醇369(100%)。
将醇369在吡啶/乙酸酐(1∶1)中的溶液(0.1M)于25℃下搅拌2小时,此后TLC指示反应完全。减压除去试剂,用快速柱层析法纯化(硅胶,10%-40%乙醚/己烷),得到所要的乙酸酯370,产率90%。
将乙酸酯370(1.0当量)在脱气甲苯中的溶液(0.1M)用六甲基二锡(1.0当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)处理。混合物随后在100℃加热3小时,此后TLC指示芳基溴化物已消失。将反应混合物冷却到25℃,用快速柱层析法纯化(硅胶,50%乙醚/己烷,含三乙胺),得到所要的锡烷371,产率93%。示于图53的2-哌啶基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑373的合成将2,4-二溴噻唑(358,1.0当量)溶于哌啶中(0.5M),反应混合物在50℃温热8小时,此时TLC指示反应完全。将混合物倒入水中,用乙醚萃取2次。干燥(MgSO4),蒸发溶剂,得2-哌啶基-4-溴噻唑372,经快速柱层析(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷),以100%的产率分离。
将2-哌啶基-4-溴噻唑(372,1.0当量)溶于脱气的甲苯中(0.1M),加入六甲基二锡(10当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)。然后将混合物在80℃加热3小时,此后TLC指示芳基溴化物已消失。将反应混合物倒入饱和NaHCO3水溶液中用乙醚萃取,用水洗并用饱和NaCl水溶液(120ml)洗。将有机萃取液干燥(Na2SO4),减压除去溶剂和过量的六甲基二锡。快速柱层析(硅胶,5%三乙胺/己烷),得到2-哌啶基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑373,产率100%。示于图53的2-硫甲基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑375的合成将2,4-二溴噻唑(358,1.0当量)溶于乙醇中(0.1M),用硫代甲醇钠(3.0当量)处理。反应混合物在25℃下搅拌3小时,此时1HNMR指示反应完全。将混合物倒入水中,用乙醚萃取(2×)。干燥(Na2SO4)后蒸发溶剂,得到2-硫甲基-4-溴噻唑374,经快速柱层析分离(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷),产率92%。
将2-硫甲基-4-溴噻唑(374)溶于脱气的甲苯中(0.1M),然后按照对合成2-哌啶基-4-(三甲基甲硅烷基)噻唑(373)所述的步骤,在80℃下用六甲基二锡(10当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)处理3小时,经快速柱层析(硅胶,5%三乙胺/己烷)后,得2-苯硫基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(375,100%)。示于图53的化合物376-377和378-379的合成化合物376-377可购自Aldrich公司。化合物378-379完全按照Dondoni等Synthesis(合成),1986,757和Reynaud等,Bull.Soc.Chem.Fr.(法国化学会通报)1962,1735中所述制备。示于图53的2-苯硫基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑381的合成将2,4-二溴噻唑(358,1.0当量)溶于乙醇中(0.1M),用苯硫酚(3.0当量)和固体氢氧化钠(3.0当量)处理。将反应混合物在45℃下加热4小时,此时TLC指示反应已完全。将混合物倒入水中,用乙醚萃取(2×)。干燥(MgSO4),蒸发溶剂,得到2-苯硫基-4-溴噻唑380,用快速柱层析法分离(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷),产率84%。
将2-苯硫基-4-溴噻吩(380,1.0当量)溶于脱气甲苯中(0.1M),然后按照对合成2-哌啶基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(373)所述步骤,在80℃用六甲基二锡(10当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)处理3小时,经快速柱层析(硅胶,5%三乙胺/己烷)得到2-苯硫基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(381,100%)。示于图53的2-乙基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑384的合成将2,4-二溴噻唑(358,1.0当量)、三丁基(乙烯基)锡(1.1当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)在脱气甲苯中的溶液(0.1M)在110℃加热20分钟,此后TLC指示反应完全。将反应混合物倒入NaHCO3-NaCl饱和水溶液中,用乙醚萃取(2×)。将有机萃取液干燥(Na2SO4),减压除去溶剂,经制备型薄层层析纯化(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷),得2-乙烯基-4-溴噻唑382,产率96%。
将乙烯基噻唑382(1.0当量)溶于乙醇中(0.1M),按照对化合物368的氢化所述步骤,用Adam催化剂(PTO2,0.05当量)和氢(1atm)在25℃下处理4小时,经制备型薄层色谱纯化后(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷),得2-乙基-4-溴噻唑383,产率100%。
将2-乙基-4-溴噻唑(383,1.0当量)溶于脱气甲苯中(0.1M),然后按照对合成2-哌啶基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(373)所述步骤,在80℃用六甲基二锡(10当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)处理3小时,经快速柱层析后(硅胶,5%三乙胺/己烷),得2-乙基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(384),产率100%。示于图53的2-二甲基氨基-4-三甲基甲锡烷基噻唑386的合成将2,4-二溴噻唑(358,1.0当量)溶于DMF中(0.1M),在150-160℃加热8小时,此时TLC指示反应已完全。将混合物倒入水中,用乙醚萃取(2×)。干燥(MgSO4)并蒸发溶剂,得到2-甲基氨基-4-溴噻唑385,用快速柱层析法分离(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷),产率89%。
将2-二甲基氨基-4-溴噻唑(385,1.0当量)溶在脱气甲苯中(0.1M),然后按照对于合成2-哌啶基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(373)所述的步骤,在80℃下用六甲基二锡(10当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)处理3小时,经快速柱层析(硅胶,5%三乙胺/己烷),得2-二甲基氨基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(386,100%)。示于图53的2-乙酰氧基甲基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑388的合成按照形成乙酸酯370的步骤,将醇360(1.0当量)在25℃溶在吡啶/乙酸酐中(1∶1,0.2M)并在此温度下搅拌3小时,经快速柱层析(硅胶,5%乙酸乙酯/己烷)后,得到2-乙酰氧基甲基-4-溴噻唑(387),产率95%。
将2-乙酰氧基甲基-4-溴噻唑(387)溶于脱气甲苯中(0.1M),然后按照对合成2-哌啶基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(373)所述步骤,在80℃用六甲基二锡(10当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)处理3小时,在快速柱层析(硅胶,5%三乙胺/己烷)后,得到2-乙酰氧基甲基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(388,100%)。示于图53的2-氟甲基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑390的合成将醇360的CH2Cl2溶液(0.1M)经注射器加到冷至-78℃的二乙氨基三氧化硫(DAST,1.1当量)的CH2Cl2溶液(0.1M)中。将反应混合物慢慢温热至25℃,然后加入饱和NaHCO3水溶液使反应停止。分离出有机层,用饱和NaCl水溶液洗。经MgSO4干燥后,减压蒸发溶剂,用快速柱层析法(硅胶,5%乙酸乙酯/已烷)纯化,得到2-氟甲基-4-溴噻唑(389),产率88%。
将2-氟甲基-4-溴噻唑(389,1.0当量)溶于脱气甲苯中(0.1M),然后按照对合成2-哌啶基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(373)所述步骤,在80℃下用六甲基二锡(10当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)处理3小时,经快速柱层析(硅胶,5%三乙胺/己烷)后,得到2-氟甲基-4-(三甲基甲锡烷基)噻唑(390),产率100%。示于图53的1-甲基-2-(三甲基甲锡烷基)咪唑391的合成在-78℃下向1-甲基咪唑(1.0当量)的乙醚溶液(0.1M)加入正丁基锂(1.2当量),将形成的混合物在该温度下搅拌10分钟。然后加入氯化三甲锡(1.2当量),将反应混合物在-78℃再搅拌10分钟,然后在1小时内温热至25℃。将反应混合物用己烷稀释,用20%乙酸乙酯/己烷流经硅胶。粗产物经快速层析纯化(用三乙胺预处理的硅胶,5%乙醚/己烷),得锡烷391,产率85%。示于图52的与环氧噻酮类似物Stille偶合的一般步骤及图54-55中的化合物通用方法A.将乙烯基碘(1.0当量,顺或反式化合物)、芳基锡烷(2.0当量)和四(三苯膦)钯(0)(0.1当量)在脱气甲苯中的溶液(0.1M)于100℃下加热30-40分钟。将反应混合物倒入NaHCO3-NaCl饱和水溶液中并用乙酸乙酯萃取。将有机萃取液干燥(Na2SO4),减压除去溶剂,经制备型薄层色谱(250μm硅胶板,75%乙醚/己烷)纯化,得到相应的环氧噻酮类似物(产率见表)。
通用方法B.将乙烯基碘(1.0当量,顺或反式化合物)、芳基锡烷(2.0当量)和二氯化(二苄腈)合钯(II)(0.1当量)在脱气DMF(0.1M)中的溶液在25℃下搅拌10小时。将反应混合物倒入NaHCO3-NaCl饱和水溶液中用乙酸乙酯萃取(2×)。将有机萃取液干燥(Na2SO4),减压除去溶剂,经制备型薄层色谱(250μm硅胶板,75%乙醚/己烷)纯化,得到相应的环氧噻酮类似物(产率见表)。示于图56的由356A合成环氧化物356B条件与图14(见前)所示的由110转化成111完全一样。示于图58的醇392的合成。三苯甲基去保护方法A.
在0℃和搅拌下向三苯甲基醚264(1当量)的CH2Cl2/甲醇溶液(1∶1,0.1M)加樟脑磺酸(1当量),将混合物温热至室温。搅拌2小时后,加入三乙胺(1.5当量),减压去除溶剂。快速层析得到无色油状产物392(70%)。方法B.在搅拌下向三苯甲基醚264(1当量)的MeOH/CH2Cl2(10∶1,0.1M)溶液加入PPTS(1当量)。将反应混合物搅拌72小时后,减压除去溶剂。羟硅胶短柱过滤,得到无色油状的产物392(60%)。方法C.在0℃下向三苯甲基醚264(1当量)中加入乙醚∶甲酸(1∶1,0.2M)混合物。搅拌1小时后,加入碳酸氢钠饱和水溶液使反应停止。分离出两层,水相用乙醚萃取。将合并的有机萃取液干燥(MgSO4),过滤并减压浓缩。快速层析得到无色油状产物392(65%)。示于图58的化合物393的合成。烯丙型醇392的氟化。
在-78℃和搅拌下向烯丙型醇393(1当量)的CH2Cl2溶液加入二乙基氨基三氟化硫(DAST,1当量)。然后使反应混合物缓慢地温热至室温,再加碳酸氢钠饱和水溶液使反应停止。分离两层,水相用CH2Cl2萃取,合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并减压浓缩。闪色谱得到无色油状的氟化物393(30%)。示于图58的化合物394的合成化合物394用与图18中对121转化成71所述(见前)的完全一样的条件制备。示于图58的化合物395的合成化合物395用与图16中对71转化成2(见前)所述的完全一样的条件制备。示于图58的化合物396的制备。烯丙型醇392的氯化。
向烯丙型醇392在CCl4中的溶液(0.1M)加入三苯膦(2.5当量)。将反应混合物加热回流18小时。冷却至室温后,减压去除溶剂,得到的残余物经短硅胶柱过滤,得到无色油状的氯化物396(90%)。示于图58的化合物397的合成化合物397用图18中对121转化成71(见前)所述完全一样的条件制备。示于图58的化合物398的合成化合物398用图16中对71转化成2(见前)所述完全一样的条件制备。示于图59的化合物399的合成。烯丙型醇392的O-烷基化。
向氢化钠(12当量)在THF中的悬浮液(0.1M)加入烯丙型醇392的THF溶液。搅拌30分钟后,加入烷基卤化物的THF溶液(1.0M,烷基卤化物可选自碘甲烷、碘乙烷、2-碘丙烷、1-碘丁烷、1-碘丙烷、苄基碘和烯丙基碘;可自Aldrich/Sigma购得),搅拌所形成的混合物,直到TLC指示反应完全。加入饱和氯化铵水溶液,分离各层。水相用乙醚萃取,合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并减压浓缩,闪色谱得到醚产物399。示于图59的三元醇400的合成将化合物399(1当量)用30%的氢氟酸吡啶/THF溶液处理。搅拌24小时后,将其倒入碳酸氢钠饱和溶液中使反应停止。分离出各层,水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤后减压浓缩,闪色谱得化合物400(78%)。示于图59的化合物401的合成化合物398用图16中对71转化成2(见前)所述完全一样的条件制备。示于图60的环氧化物403的合成。
9.55g(53.6mmol)醇402和0.25当量D-(+)二异丙基酒石酸酯在二氯甲烷中的0.1M溶液冷却到-30℃,加入0.2当量刚蒸馏的四异丙醇钛。将该透明溶液在-20℃搅拌30分,取出一份使反应停止用于GLC分析。在-20℃下再搅拌5分钟后,于10分钟内加入2.0当量的1.5M叔丁基过氧化氢在2,2,4-三甲基戊烷中的溶液。形成的混合物在20℃搅拌3小时,随后将其倒入饱和碳酸氢钠溶液使反应停止。分离两层,水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并减压浓缩,快速层析得到403。酯404的合成。方法1在搅拌下向403(1当量)的THF溶液(0.1M)加入三乙胺(1.1当量)和所需的酸酐(1.1当量,((RCO)2O),选自乙酸酐、氯乙酸酐、丙酸酐、三氯乙酸酐、异丁酸酐;可自Aldrich/Sigma购得)。搅拌2小时后,加入碳酸氢钠饱和水溶液使反应停止。分离各层,水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤后减压浓缩,快速层析得到403。酯404的合成。示于图60的方法2在搅拌下向403(1当量)在CH2Cl2中的溶液(0.1M)加入三乙胺(1.1当量)的所需的酰基氯(1.1当量,选自新戊酰氯、环丙烷碳酰氯、环己烷碳酰氯、丙烯酰氯、苯甲酰氯、2-糠酰氯、N-苯甲酰-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸、肉桂酰氯、苯基乙酰氯、2-苯硫基磺酰氯;可自Aldrich/Sigma购得)。搅拌2小时后,用碳酸氢钠饱和水溶液使反应停止。分离各层,水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压浓缩,闪色谱得到404。示于图60的硫醚405的合成在搅拌下向烯丙型醇392(1当量)的THF溶液(0.1M)加入所需的二硫醚(2当量),随后加入亚磷酸三丁酯(2当量)。搅拌4小时后用盐水使反应停止,分离两层。水相用乙醚萃取,合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并减压浓缩,闪色谱得到硫醚405。示于图60的化合物406的合成化合物406用图18对121转化成71(见前)所述完全一样的条件制备。示于图60的化合物407的合成化合物407用图16中对71转化成2(见前)所述完全一样的条件制备。化合物408的合成。示于图61的烯丙型醇392的甲苯磺酰化在搅拌和0℃下向烯丙型醇392(1当量)的CH2Cl2溶液(0.1M)依次加入三乙胺(4.0当量)和甲苯磺酰氯(2.0当量)。将反应混合物温热至室温并搅拌,直到TLC指示反应完全。加入饱和氯化铵溶液,分离两层。水相用乙醚萃取,合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压浓缩,闪色谱得到甲苯磺酸酯408。示于图61的叠氮化物409的合成在搅拌下向甲苯磺酸酯408(1当量)的DMF溶液加入叠氮化钠。将反应混合物搅拌几小时。加入饱和氯化铵溶液。分离出两层。水相用乙醚萃取,合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压蒸发,闪色谱得到叠氮化物409。示于图61的二醇410的合成将叠氮化物409(1当量)用30%的氢氟酸吡啶/THF溶液处理。搅拌24小时后,将其倒入碳酸氢钠饱和溶液中使反应停止。分离两层。水相用乙醚萃取,合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并减压浓缩,闪色谱得到410。示于图61的胺411的合成在搅拌下向叠氮化物411(1当量)在THF∶H2O(1∶1)混合溶剂中的溶液(0.1M)加入PPh3。将反应混合物搅拌4小时,然后倒入饱和盐水中。分离两层。水相用乙醚萃取,合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压浓缩,闪色谱得到411。示于图61的酰胺412的合成。方法1在搅拌下向胺411(1当量)的THF溶液(0.1M)加入三乙胺(1.2当量)和所需的酸酐(1.1当量,((RCO)2O),选自乙酸酐、氯乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐、异丁酸酐;可自Aldrich/Sigma购得)。搅拌4小时后,用碳酸氢钠饱和水溶液使反应停止。分离开两层,水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压浓缩,闪色谱后得到412。酰胺412。方法2在搅拌下向胺411(1当量)的CH2Cl2溶液(0.1M)加入三乙胺(1.2当量)和所需的酰基氯(1.1当量,选自新戊酰氯、环丙烷碳酰氯、环己烷碳酰氯、丙烯酰氯、苯甲酰氯、2-糠酰氯、N-苯甲酰-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸、肉桂酰氯、苯基乙酰氯、2-苯硫基磺酰氯;可自Aldrich/Sigma公司购得)。搅拌4小时后,用饱和碳酸氢钠水溶液使反应停止。分离开两层,水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压浓缩,闪色谱得到412。示于图61的化合物413的合成化合物413用图16中对71转化成2(见前)所述的完全一样的条件制备。醛414的合成。示于图62的醇403的氧化在-78℃下向醇403(1.0当量)的CH2Cl2溶液(0.1M)加入TEMPO(2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基,自由基)(0.008M CH2Cl2溶液,1.5当量)、KBr(0.2M水溶液,0.1当量)和NaOCl(0.035M在5%NaHCO3水溶液中的溶液,1.0当量)。搅拌0.5小时后,将有机层干燥(MgSO4),过滤,减压浓缩。用制备型色谱纯化,得醛414(75%)。羧酸415的合成、示于图62的醛414的氧化将醛414(1当量)、叔丁醇(0.1M)、异丁烯(3.0当量)、水(0.02M)、NaClO2(3.0当量)和NaH2PO4(3当量)混合并在室温下搅拌1小时。将反应混合物减压浓缩,残余物用快速柱层析纯化,得到羧酸415。酯416的合成。示于图62的酸415与不同的醇和胺的偶合将酸415(1.0当量)、4-(二甲基氨基)吡啶(4-DMAP,0.1当量)和选自甲醇、叔丁醇、异丙醇、苯酚、苯甲醇、糠胺、N-苯甲酰-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸、二甲胺、二乙胺、苄胺的醇或胺(1当量)在CH2Cl2中的溶液(0.3M)冷却到0℃,然后用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)-3-碳化二亚胺盐酸盐(EDC,1.2当量)处理。反应混合物在0℃下搅拌2小时,然后在25℃下搅拌5小时。将溶液减压浓缩至干,残余物置于乙酸乙酯(10ml)和水(10ml)中。分离出有机层,用饱和NH4Cl溶液(10ml)和水(10ml)洗,干燥(MgSO4)。将溶剂蒸发后快速柱层析,得到纯的酯416。示于图68的不同环大小化合物的合成按照图12-19中所述步骤,用1015、1016、1033、1035(合成已说明)代替75进行合成;条件见关于图68的

。示于图69的不同环大小化合物的合成按照图12-19中所述步骤,用1015、1016、1033、1035(合成已说明)代替75进行合成;条件见关于图69的

。示于图70的不同环大小化合物的合成按照图12-19中所述步骤,用1015、1016、1033、1035(合成已说明)代替75进行合成;条件见关于图70的

。示于图72的化合物100k的合成将二醇414(1.0当量)溶于CH2Cl2中(0.1M),溶液冷却到0℃,加入三乙胺(10当量)。搅拌5分钟后,逐滴加入三甲基氯硅烷(5.0当量),将反应混合物在0℃下搅拌1小时,25℃下11小时,此后TLC检测不出起始物醇。在0℃下加入甲醇(2ml),减压除去溶剂。快速柱层析得到2000(67%)。接着,将甲基三苯基溴化鏻(1.5当量)溶在THF中(0.2M),将溶液冷却到0℃。慢慢加入六甲基二甲硅烷基氨基化钠(NaHMDS,1.4当量),将形成的混合物搅拌15分,随后在同一温度下加入醛2000(1.0当量)。在25℃再继续搅拌0.5小时,然后用饱和NH4Cl水溶液使反应停止。加乙醚,分离出有机相,用盐水洗,用MgSO4干燥,减压浓缩。粗产物经快速柱层析纯化,得到烯烃2001(75%)。化合物2001按照上述步骤去保护(用氢氟酸吡啶THF混合物),以99%的产率得到化合物1000k′。示于图73的化合物2003的合成在0℃和搅拌下向醇403(1当量)的CH2Cl2溶液(0.1M)依次加入三乙胺(4.0当量)和甲苯磺酰氯(2.0当量)及DMAP(0.1当量)。将反应混合物温热至室温并搅拌,直到TLC指示反应完全(1小时)。加入饱和氯化铵溶液,分离两层。水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤,减压浓缩,闪色谱得到甲苯磺酸酯2002(85%)。随后,在搅拌下向甲苯磺酸酯2002(1当量)的丙酮溶液(0.1%)加入碘化钠。将反应混合物搅拌12小时。加入饱和氯化铵溶液,分离两层。水相用乙醚萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并减压蒸发。闪色谱后得到碘化物2003(85%)。示于图74的化合物1000n的合成向烯丙型醇392在乙醚中的溶液(0.1M)加入MnO2(5.0当量)。将反应混合物在25℃搅拌3小时。悬浮液经硅藻土短柱过滤,经快速柱层析后得到无色油状化合物2004(85%)。随后,在-78℃和搅拌下向三甲基甲硅烷基重氮甲烷(1.5当量)的THF溶液(0.1M)中加入正丁基锂(1.3当量)。溶液在同一温度下搅拌1小时,然后加入醛2004(1.0当量)。在-78℃下再搅拌1小时,然后将溶液慢慢温热至0℃,随后用碳酸氢钠饱和水溶液使反应停止。分离开两层,水相用CH2Cl2萃取。合并的有机萃取液用MgSO4干燥,过滤并减压浓缩。闪色谱得到无色油状化合物2005(75%)。按照前述步骤(在THF中用氢氟酸吡啶)将化合物2005去保护,得到1000n,产率91%。示于图75的化合物1001′的合成在25℃和氩气氛下,向搅动着的化合物2005(1.0当量)的乙酸乙酯溶液(0.1M)加入Lindlar催化剂(0.1当量),然后在同一温度和H2气氛下搅拌此溶液0.25小时,或直到反应完全。该悬浮液经硅藻土过滤,将溶液减压浓缩。闪色谱得到无色油状化合物2006(30%)。按照对于合成二醇2007所述步骤将化合物2006去保护(用氢氟酸吡啶在THF中),以90%的产率得到2007。最后,按着与环氧噻酮B的合成相同的方式进行氧化,得到1001(l′)。环氧化物2008的合成采用与化合物402转化成403相同的条件,用(-)L-酒石酸二乙酯代替(+)D-酒石酸二乙酯,由392制备环氧化物2008,产率76%。烯丙型醇2009的合成在0℃和搅拌下向2008在乙腈∶乙醚(3∶1)混合溶剂中的溶液(0.1M)加入三苯膦(2.5当量)和碘(1.2当量)。在该温度下搅拌1小时后,用水使反应停止,分离开两层。水相用乙醚萃取3次,合并的有机萃取液用饱和Na2S2O3水溶液洗。用MgSO4干燥后,将有机溶液过滤并减压浓缩。闪色谱得到烯丙型醇2009。锡烷2010的合成在室温和搅拌下,向烯丙型醇2009的THF溶液(0.1M)中加入固体氢氧化钯(0.2当量),随后很慢地加入Bu3SnH(1.5当量)。搅拌1小时后,减压除掉溶剂,残余物经硅胶过滤得到2010。环丙基化合物2011的合成在-15℃和搅拌下向锡烷2010的CH2Cl2溶液(0.1M)加入三乙胺(4当量),随后加入甲磺酰氯(2当量)。在该温度下搅拌1小时后,加入饱和碳酸氢钠水溶液使反应停止。分离各层。水相用CH2Cl2萃取(3次)。将合并的有机萃取液干燥,过滤并减压浓缩。闪色谱纯化得产物2011。环丙烷环氧噻酮A2012的合成如前面对2001转化成1000k′所述,用氢氟酸吡啶在THF中将产物2011去保护。
权利要求
1.一种由以下结构(式(I))表示的化合物,或在存在成盐基团时该化合物的盐
其中n是1至5;或者R*是-OR1且R**为氢,或者R*和R**一起形成另一个键,从而在带有R*和R**的两个碳原子之间存在一个双键;R1是选自氢或甲基的基团,或是一个保护基;R2是选自氢、亚甲基和甲基的基团;R3是选自氢、亚甲基和甲基的基团;R4选自氢或甲基,或是一个保护基;R5选自氢,甲基,-CHO,-COOH,-CO2Me、-CO2(叔丁基),-CO2(异丙基),-CO2(苯基),-CO2(苄基),-CONH(糠基),-CO2(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-CON(甲基)2、-CON(乙基)2、-CONH(苄基)、-CH=CH2、HC≡C-和-CH2R11;R11选自-OH、-O-三苯甲基,-O-(C1-C6烷基),-(C1-C6烷基),-O-苄基,-O-烯丙基,-O-COCH3,-O-COCH2Cl,-O-COCH2CH3,-O-COCF3,-O-COCH(CH3)2,-O-CO-C(CH3)3-,-O-CO(环丙烷),-OCO(环己烷),-O-COCH=CH2,-O-CO-苯基,-O-(2-糠酰基),-O-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-O-肉桂酰基,-O-(乙酰苯基),-O-(2-噻吩磺酰基),-S-(C1-C6烷基),-SH,-S-苯基,-S-苄基,-S-糠基,-NH2,-N3,-NHCOCH3,-NHCOCH2Cl,-NHCOCH2CH3,-NHCOCF3,-NHCOCH(CH3)2,-NHCO-C(CH3)3,-NHCO(环丙烷),-NHCO(环己烷),-NHCOCH=CH2,-NHCO-苯基,-NH(2-糠酰基),-NH-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-NH-(肉桂酰基),-NH-(乙酰苯基),-NH-(2-噻吩磺酰基),-F,-Cl,-I,-CH2CO2H和甲基;R6或是不存在,或是亚甲基或氧;R7是氢;R8是选自以下化学式代表的基团
其中R9是选自氢和甲基的基团;R10是选自以下化学式代表的基团
;和(在本发明的更广的含义上)
其中Rx是酰基;R12是选自氢、甲基或保护基的基团,优选是叔丁基二苯基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基、叔丁氧羰基和以下任何化学式代表的基团
在以上结构中,“a”可以不存在或是一个单键;“b”可以是单键或双键;“c”可以不存在或是一个单键;“d”可以是不存在或是一个单键,并且要服从以下条件a.如果R2是亚甲基,则R3是亚甲基;b.如果R2和R3都是亚甲基,则“a”是一个单键;c.如果R2和R3选自氢和甲基,则单键“a”不存在;d.如果n是3,R2是甲基,R3是甲基,R5选自甲基和氢,R6是氧,R7是氢,R8由以下化学式表示
其中R9是氢,且R10由以下化学式表示
则R1和R4不能同时都是氢或甲基或乙酰基;e.如果R6是氧,则“c”和“d”都是单键,且”b”是单键;f.如果R6不存在,则“c”和“d”不存在,且“b”是双键;和g.如果“b”是双键,则R6、“c”和“d”都不存在。
2.权利要求1的式1化合物,或在存在成盐基团时该化合物的盐,其中n、a、b、c、d、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8具有权利要求1中给出的意义,但以下式1化合物除外,其中n为3;R1是氢、甲基、乙酰基、苯甲酰基、三烷基甲硅烷基或苄基;R2是甲基;R3是甲基;R4是氢、甲基、乙酰基、苯甲酰基、三烷基甲硅烷基或苄基;R5是氢或甲基;R6是氧;或R6不存在且a是一个双键;R7是氢;R8是下式基团
其中R9是选自氢和甲基的基团;R10是以下化学式代表的基团
3.式II表示的权利要求1的化合物
其中n为1到5,R1是选自氢、甲基或保护基的基团,R4是选自氢、甲基或保护基的基团,R5选自氢、甲基、-CHO,-COOH,-CO2Me、-CO2(叔丁基),-CO2(异丙基),-CO2(苯基),-CO2(苄基),-CONH(糠基),-CO2(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-CON(甲基)2、-CON(乙基)2、-CONH(苄基)、-CH2R11、-CH=CH2和HC≡C-;其中R11选自-OH、-O-三苯基甲基,-O-(C1-C6烷基),-O-苄基,-O-烯丙基,-O-COCH3,-O-COCH2Cl,-O-COCH2CH3,-O-COCF3,-O-COCH(CH3)2,-O-CO-C(CH3)3-,-O-CO(环丙烷),-OCO(环己烷),-O-COCH=CH2,-O-CO-苯基,-O-(2-糠酰基),-O-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-O-肉桂酰基,-O-(乙酰苯基),-O-(2-噻吩磺酰基),-S-(C1-C6烷基),-SH,-S-苯基,-S-苄基,-S-糠基,-NH2,-N3,-NHCOCH3,-NHCOCH2Cl,-NHCOCH2CH3,-NHCOCF3,-NHCOCH(CH3)2,-NHCO-C(CH3)3,-NHCO(环丙烷),-NHCO(环己烷),-NHCOCH=CH2,-NHCO-苯基,-NH(2-糠酰基),-NH-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-NH-(肉桂酰基),-NH-(乙酰苯基),-NH-(2-噻吩磺酰基),-F,-Cl,-I,-CH2CO2H、-(C1-C6烷基)和甲基;R10选自以下化学式代表的基团
其中Rx是酰基;条件是,如果R5是甲基或氢,且R10是用下式表示的基团
则R1和R4不能同时是氢或甲基或乙酰基。
4.权利要求3的式II化合物,或在存在成盐基团时该化合物的盐,其中该化合物具有化学式IIa
其中n是3,R1、R4、R5和R10同权利要求3中定义。
5.权利要求3的下式化合物
其中R10同权利要求3的定义,R5是-CH2F、-CH2Cl、-CH2OOCCH3、-CH2CH3或-CH=CH2。
6.权利要求5的下式化合物
其中R5是-CH2F、-CH2Cl、-CH2OOCCH3、-CH2CH3或-CH=CH2。
7.权利要求1的式III化合物,或在有成盐基团存在时该化合物的盐
其中n优选为1到5;R1是选自氢、甲基或保护基的基团;R4是选自氢、甲基或保护基的基团;R5选自氢、甲基、-CHO,-COOH,-CO2甲基、-CO2(叔丁基),-CO2(异丙基),-CO2(苯基),-CO2(苄基),-CONH(糠基),-CO2(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-CON(甲基)2、-CON(乙基)2、-CONH(苄基)和-CH2R11;或者在更广的含义上还选自-CH=CH2和HC≡C-;其中R11选自-OH、-O-三苯基甲基,-O-(C1-C6烷基),-O-苄基,-O-烯丙基,-O-COCH3,-OCOCH2Cl,-O-COCH2CH3,-O-COCF3,-O-COCH(CH3)2,-O-CO-C(CH3)3-,-O-CO(环丙烷),-OCO(环己烷),-O-COCH=CH2,-O-CO-苯基,-O-(2-糠酰基),-O-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-O-肉桂酰基,-O-(乙酰苯基),-O-(2-噻吩磺酰基),-S-(C1-C6烷基),-SH,-S-苯基,-S-苄基,-S-糠基,-NH2,-N3,-NHCOCH3,-NHCOCH2Cl,-NHCOCH2CH3,-NHCOCF3,-NHCOCH(CH3)2,-NHCO-C(CH3)3,-NHCO(环丙烷),-NHCO(环己烷),-NHCOCH=CH2,-NHCO-苯基,-NH(2-糠酰基),-NH-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-NH-(肉桂酰基),-NH-(乙酰苯基),-NH-(2-噻吩磺酰基),-F,-Cl,-I,-CH2CO2H和选自-(C1-C6烷基)和甲基;R10是选自以下化学式代表的基团
其中Rx是酰基;条件是,如果R5是甲基或氢,且R10由下式表示
则R1和R4不能同时是氢或甲基或乙酰基。
8.权利要求7的式III化合物,其中R5是-CH2F、-CH2Cl、-CH2OOCCH3、-CH2CH3或-CH=CH2,带有波纹线的双键是顺式,其余部分同权利要求7中定义。
9.权利要求1的式IV化合物或存在成盐基团时该化合物的盐
其中R1选自氢、甲基或保护基;R4选自氢、甲基或保护基;R5选自氢和甲基;R10选自以下化学式表示的基团
其中Rx是酰基;R3是选自氢和甲基的基团;R2是氢和甲基;R9是氢或甲基;条件是,如果R3和R2是氢或甲基,则单键“a”不存在;且如果R5是甲基或氢,和R10是用以下化学式表示
则R1和R4不能同时是氢或甲基或乙酰基。
10.权利要求1的式V化合物
其中R1是选自氢、甲基或保护基的基团;R4选自氢、甲基或保护基;R5选自氢和甲基;R10选自以下化学式表示的基团
其中Rx是酰基;R3选自氢、亚甲基或甲基;R2是氢、亚甲基或甲基;和R9是氢或甲基;条件是,如果R3是亚甲基,则R2是亚甲基;如果R3和R2是亚甲基,则R3和R2彼此通过单键“a”化学键合;如果R3和R2是氢或甲基,则单键“a”不存在;以及如果R5是甲基或氢,且R10是下式代表的基团
则R1和R4不能同时是氢或甲基或乙酰基。
11.一种用来合成以下结构表示的环氧噻酮和环氧噻酮类似物的大环内酯化方法
其中R1是选自氢、甲基或保护基的基团,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R4选自氢、甲基或保护基,尤其是选自叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲基甲硅烷基、乙酰基、苯甲酰基和叔丁氧羰基,R5选自氢、甲基、-CH2OH、-CH2Cl或-CH2COOH,或者(对前述基团的补充或替代)是-CH2F、-CH=CH2或HC≡C-,R10是选自以下化学式表示的基团
其中该合成由以下化学式表示的酮酸
与以下结构式表示的醛缩合开始
其中R13是保护基,缩合的结果形成以下结构式表示的带有自由羟基部分的羧酸
然后继续合成过程,用式R4-X代表的衍生剂将以上羧酸的自由羟基部分衍生转化,其中R4-X是用于引入保护基的活性试剂或甲基碘,结果得到以下结构式代表的被保护或衍生的羧酸
然后将以上衍生的羧酸中R5保护的羟基部分区域选择性去保护,得到具有以下结构的羟基酸
再将以上的羟基酸大环内酯化,以得到以下结构的大环内酯
将以上大环内酯环氧化,得到式VI的环氧噻酮或环氧噻酮类似物,完成合成过程。
12.权利要求11的合成环氧噻酮B的方法,其特征在于,使用带有相应取代基的起始物,需要时加以保护,和除去任何保护基。
13.一种应用大环内酯化方法合成式X化合物的方法
其中R1和R4彼此独立地是氢、甲基或保护基,R5选自氢、甲基、-CHO,-COOH,-CO2Me、-CO2(叔丁基),-CO2(异丙基),-CO2(苯基),-CO2(苄基),-CONH(糠基),-CO2(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸)、-CON(甲基)2、-CON(乙基)2、-CONH(苄基)、-CH=CH2、HC≡C-和-CH2R11;R11选自-OH、-O-三苯基甲基,-O-(C1-C6烷基),-(C1-C6烷基),-O-苄基,-O-烯丙基,-O-COCH3,-O-COCH2Cl,-O-COCH2CH3,-O-COCF3,-O-COCH(CH3)2,-O-CO-C(CH3)3,-O-CO(环丙烷),-OCO(环己烷),-O-COCH=CH2,-O-CO-苯基,-O-(2-糠酰基),-O-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-O-肉桂酰基,-O-(乙酰苯基),-O-(2-噻吩磺酰基),-S-(C1-C6烷基),-SH,-S-苯基,-S-苄基,-S-糠基,-NH2,-N3,-NHCOCH3,-NHCOCH2CL,-NHCOCH2CH3,-NHCOCF3,-NHCOCH(CH3)2,-NHCO-C(CH3)3,-NHCO(环丙烷),-NHCO(环己烷),-NHCOCH=CH2,-NHCO-苯基,-NH(2-糠酰基),-NH-(N-苯并-(2R,3S)-3-苯基异丝氨酸),-NH-(肉桂酰基),-NH-(乙酰苯基),-NH-(2-噻吩磺酰基),-F,-Cl,-I,-CH2CO2H和甲基;R10是一种下式基团
其中该合成过程由下式的酮
其中R6是氢或甲基或保护基;与下式的醛缩合开始
其中R16是保护基,缩合的结果生成下式的带有自由羟基和R15保护的羟基的β-羟基酮
然后用衍生剂R4-X(R4-X是用以引入保护基的活性试剂)或者甲基碘或硫酸甲酯,将此β-羟基酮的自由羟基部分衍生转化,以便得到下式被保护或衍生的β-羟基酮
这一被保护或衍生的β-羟基酮的R15保护的羟基部分随后区域选择性去保护,以得到以下结构的末端醇
接着将此末端醇氧化,得到下式的带有R16保护的羟基部分的衍生羧酸
2.权利要求1所述的含有苯并三唑基的聚酯的制备方法,其特征在于,通过式(2)或式(2′)表示的化合物使式(3)表示的内酯类进行开环加成聚合反应,
式中,R1表示H、卤原子或碳原子数为1~10的烷基,R2表示H或碳原子数为1~10的烷基,R3表示碳原子数为1~10的亚烷基,R4~R5表示H或碳原子数为1~10的烷基,n表示4~8的整数,m表示1~20。
3.包含权利要求1所述的含有苯并三唑基的聚酯的紫外线吸收剂。
4.包含合成树脂及权利要求3所述的紫外线吸收剂的树脂组合物。
5.如权利要求4所述的树脂组合物,其中的合成树脂为选自聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚酰胺、聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂及热塑性聚氨酯树脂中的至少一种。
全文摘要
合成了环氧噻酮A、环氧噻酮B、环氧噻酮类似物和环氧噻酮类似物集群。环氧噻酮A和B是已知的抗癌药剂,它们通过诱导和稳定微管蛋白组合体而防止有丝分裂,从而具有抗癌活性。环氧噻酮类似物是新化合物。几种这类类似物显示出比环氧噻酮A或B更优的细胞毒性活性,表现为它们诱导微管聚合与稳定的能力提高。
文档编号A61K31/335GK1246862SQ97181771
公开日2000年3月8日 申请日期1997年12月12日 优先权日1996年12月13日
发明者C·K·尼科劳, Y·何, S·宁科维克, J·帕斯托尔, F·罗尚加, F·萨拉比尔, H·瓦尔贝里, D·沃尔罗米斯, N·温辛格, Z·杨, N·P·金, M·R·V·芬莱 申请人:诺瓦蒂斯有限公司, 斯克里普斯研究学院
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