一种紫杉醇及其类似物侧链的合成方法

专利名称：一种紫杉醇及其类似物侧链的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，具体地说，涉及一种基于手性叔丁基亚磺酰胺烯夫碱的紫杉醇及其类似物侧链的合成新方法。
背景技术：
紫杉醇(pacilitaxel)，1967年美国化学家Wall和Wani等首先从太平洋紫杉(短叶红豆杉，Taxus.brevifolia)树皮中提取出来的具有独特抗癌活性的二萜类化合物。该药于1990年进入III期临床试验，1992年底获美国FDA批准上市，用于治疗对常规化疗无效的卵巢癌和乳腺癌。1995年，我国北京协和药厂与海口制药厂分获二类新药批准文号，成为世界上第二个生产紫杉醇及其注射液的国家。由于它独特的抗癌机理和广谱高效的抗癌活性，紫杉醇是继阿霉素和顺铂后最热点的抗癌药物。
紫杉醇是一种高效细胞毒素，具有独特的抗癌机理。它作用于微管蛋白。微管是真核细胞的一种纤维蛋白，与细胞的有丝分裂紧密相关，对于迅速分裂的肿瘤细胞，紫杉醇“冻结”有丝分裂纺锤体，从而使肿瘤细胞停止在G2期和M期，直至死亡。紫杉醇表现出广谱而高效的抗癌活性，对人的卵巢癌、乳腺癌、宫颈癌、肺癌、CNS癌、黑色素瘤、肝癌和白血病细胞系等有细胞毒作用。其抗癌活性高于噻唑呋啉、顺铂、依托泊甙、阿霉素和氟尿嘧啶等常用抗癌药物。
紫杉醇为多年生红豆杉树皮提取的结构复杂的天然产物，多烯紫杉醇为紫杉醇的半合成衍生物，它们作为促进癌细胞中微管聚合的抗肿瘤药物，是目前临床中最有效的抗癌药物之一(Schiff，P.B.；Horwitz，S.B.Proc.Natl.Acad.Sci.USA1980，77，1561；Fant，J.；Horwitz，S.B.Nature 1979，277，665)。据报道，紫杉醇在红豆杉树皮中的含量约为万分之二左右(Wani，M.C.；Taylor，H.L.；Wall，M.E.；Coggin，P.；McPhail，A.T.J.Am.Chem.Soc.1971，93，2325.1986，42，4451)，一个癌症病人一个疗程的紫杉醇用量约需从三至五棵百年生红豆杉树皮中才能获得。由于红豆杉植物属于珍贵濒危树种，资源稀少，生长缓慢，全世界仅有11种，种群密度小，自身繁殖度低。紫杉醇多从树皮中提取，但含量极低，只有0.06-0.07％。从红豆杉树皮提取紫杉醇是以破坏资源为代价，对环境和物种保护极为不利。据估计，仅用于其它药物治疗无效的癌症，每年即需紫杉醇70kg。如果考虑到药物配伍应用等其他方面，年需求量可能超过300kg，约合75万株树木/年。以目前的提取分离方法，这样大的供应量无疑会威胁到红豆杉属植物的长期存留和地区分布，因此，采用各种手段寻找紫杉醇及其类似物的替代资源已成为当前的研究热点。
人工半合成方法是目前获取上述药物的唯一可行方法。研究发现，在红豆杉树叶中含有较为丰富的紫杉醇的母环结构10-去乙酰基巴卡丁III(10-deacetylbaccatin III)，其在树叶中的含量高达一克每公斤(Chauviere，G.；Guenard，D.；Picot，F.；Potier，P.C.R.Senaces Acad.Sci.，Ser 21981，293，501；Gureitte-Voegelein，F.；Senilh，V.；David，B.；Guenard，D.；Potier，P.Tetrehadron 1986，42，4451)。同时，10-去乙酰基巴卡丁III也是从红豆杉树皮提取紫杉醇时的主要副产物。由于树叶资源的可再生性，从物种和生态保护的角度出发，由10-去乙酰基巴卡丁III(化合物3)出发，通过半合成方法与紫杉醇侧链(化合物1或2)接合而制备紫杉醇及其衍生物(式1)，是维持人类可持续发展的重要举措，具有重要的社会意义和经济价值。
式1，人工半合成紫杉醇及其衍生物 物体与其镜像不能叠合的现象称为手性(chirality)。手性化合物至少存在两种互为镜像的对映异构体。具有互为对映异构体的左旋体和右旋体等比例混合组成的是一个没有旋光的外消旋体，而拆分出其中一个左旋体或右旋体则具有旋光性，即光学纯的化合物，就被称为“手性化合物”。
在半合成方法中，光学纯的紫杉醇和多烯紫杉醇侧链的有效合成是目前需要解决的关键技术问题。目前已知的受专利保护的紫杉醇和多烯紫杉醇侧链合成主要有如下几种方法1)以光学纯苯乙胺或光学纯对甲氧基苯乙胺制备的烯夫碱4为起始物，通过与α-乙酰氧基乙酰氯5发生2+2环加成反应而获得四元环β-内酰胺中间体6，再通过若干步反应而制备直链类型的侧链1和β-内酰胺类型侧链2(式2，US5939561；US5608102)。
式2，以光学纯苯乙胺或光学纯对甲氧基苯乙胺为原料制备紫杉醇侧链 2)以三异丙基硅保护的α-羟基乙酸((1R，2S)2-苯基—环己醇)酯7为起始物，在强碱的作用下，通过与三甲基硅保护的烯夫碱9发生亲核环化反应以80％收率和大于95％d.e值来制备β-内酰胺中间体10(式3，US 6218553；US6187916；WO9418164)。
式3，以三异丙基硅保护的α-羟基乙酸((1R，2S)2-苯基—环己醇)酯为原料制备紫杉醇侧链 3)以二苯基叔丁基硅保护的苏氨酸甲酯11为原料，制备烯夫碱12，化合物12再通过与乙酰氧基乙酰氯5发生2+2环加成反应以84％产率和90％非对映选择性得到β-内酰胺中间体13，再通过4步反应脱去苏氨酸甲酯获得β-内酰胺中间体17(式4，EP 0525589)。
式4，以二苯基叔丁基硅保护的苏氨酸甲酯为原料制备紫杉醇侧链 4)由苯丙烯酸或其甲酯18出发，通过不对称Sharpless胺羟基化反应以69％收率和82％d.e值得到中间体19，再通过重结晶和四步反应制备光学纯的直链型的紫杉醇侧链和多烯紫杉醇侧链(式5，US 5859281；US6350905)。
式5，以苯丙烯酸或其甲酯为原料制备紫杉醇侧链 发明内容本发明的目的在于提供一种紫杉醇及其类似物侧链的合成新方法，它通过一个新的合成方法制备用于紫杉醇和多烯紫杉醇人工半合成的光学纯的侧链。该方法具有关键反应的化学收率和非对映选择性高，保护基易于调控，操作简便，合成步骤短等优点。
本发明的技术方案如下本发明紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，它是由羟基被保护的α-羟基乙酸酯25在强碱条件下形成烯醇中间体与光学纯的叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22作用发生不对称加成反应，非对映选择性制备2位羟基被保护的、3位叔丁基亚磺酰基保护的和3位取代的光学纯的2-羟基-3-氨基丙酸酯中间体26，该中间体具有(2R，3S)或(2S，3R)立体构形。
羟基被保护的α-羟基乙酸酯25和手性叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22
光学纯的叔丁基亚磺酰胺诱导的不对称加成反应 本发明所述羟基保护基为醚链系列的甲基，叔丁基，苄基，甲氧基取代的芳香基，甲氧基甲基，乙氧基甲基，2，2，2-三氯乙氧基甲基，2-三甲基硅乙氧基甲基，卞氧基甲基，硅氧基甲基，2-甲氧基乙氧基甲基，4-甲氧基苯氧基甲基；或硅醚系列的三甲基硅基，三乙基硅基，三异丙基硅基，二甲基乙基硅基，二甲基异丙基硅基，二甲基叔丁基硅基，叔丁基二苯基硅基；或羰基系列的新戊酰基，三卤代乙酰基，苯甲酰基，甲氧基甲酰基，乙氧基甲酰基，丙氧基甲酰基，异丙氧基甲酰基，叔丁氧基甲酰基，苯酚基甲酰基取代基。
本发明所述酯基保护基为1至16个碳原子的直链或者支链的饱和或不饱和的烷基，3至8元环的取代、非取代的环状烷基，芳香基，巯基或二取代的胺基。
本发明所述叔丁基亚磺酰胺烯夫碱的取代基为1至16个碳原子的直链或者支链的饱和的和不饱的烷基，3至8元环的取代、非取代的环状烷基，取代、非取代的杂原子芳香基等。
本发明所用溶剂为THF，乙醚，二甲醚，二叔丁基醚，叔丁基甲醚，叔丁基乙醚，异丙醚，石油醚，二氧六环，苯，甲苯，二甲苯，DMF等。
本发明所述碱为二异丙基胺基锂，二异丙基胺基钠，二(三甲基硅)胺基锂，二(三甲基硅)胺基钠，丁基锂，叔丁基锂，苯基锂，醇钠、叔丁醇钾等强碱。
本发明由所述中间体26出发进一步衍生制备光学纯的侧链中间体28和30及其在羟基上具有不同取代基的类似物。
直链类型侧链27和β内酰胺类型的侧链28的制备 具有不同取代基的直链型侧链30的制备 光学纯的叔丁基亚磺酰胺为近年开发出的手性试剂，由于叔丁基亚磺酰胺为含有较大叔丁基位阻基团，在不对称合成反应中具有较好的不对称诱导能力(Ellman，J.A.；Owens，T.D.；Tang，T.P.Acc.Chem.Res.2002，35，984.Qin，Y.；Wang，C.；Huang，Zh.；Xiao，X.；Jiang，Y.J.Org.Chem.2004，69，8533)。同时，叔丁基亚磺酰基具有与叔丁氧基羰基相似特性，在酸性条件下易于从产物中除去，因而，在紫杉醇和多烯紫杉醇侧链的制备过程中可作为保护基使用。本发明以价格便宜的α-羟基乙酸为原料，通过手性叔丁基亚磺酰胺诱导的不对称加成反应作为关键步骤，制备紫杉醇和多烯紫杉醇侧链。
式6，羟基被保护的α-羟基乙酸酯25和手性叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22 如式6所示，研究工作首先从羟基被保护的α-羟基乙酸酯25和手性叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22的制备开始。乙酸酯25由α-羟基乙酸23经酯化，再对羟基进行保护高收率制备。手性叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22可由光学纯的叔丁基亚磺酰胺参照文献方法在CuSO4或KHSO4的催化脱水作用下与醛20缩合高收率的制备(Huang，Zh.；Zhang，M.；Xiao，X.；Qin，Y.Synlett 2005，1334)。
式7，光学纯的叔丁基亚磺酰胺诱导的不对称加成反应 关键反应如式7所示，羟基被保护的α-羟基乙酸酯25在强碱的作用下剥离α-氢，所生成的烯醇负离子进攻手性叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22，高化学收率和高非对映选择性地制备出2位羟基被保护的、3位(R)-叔丁基亚磺酰基保护的和3位取代的(2R，3S)-2-羟基-3-氨基丙酸酯中间体26。该关键反应的化学收率和非对映选择性主要由R2基团的特性和碱的类型所决定，R1基团对反应的影响相对较小。在专利发明过程中发明人重点考察了不同类型的R2基团和碱对反应的影响。被考察的R2基团类型有1)醚链系列的甲基，叔丁基，苄基以及对甲氧基苯基，甲醚甲基等；2)硅醚系列的三甲基硅基，三异丙基硅基，叔丁基二甲基硅基等；3)羰基系列的叔丁基甲酰基，苯甲酰基，甲氧基甲酰基，Boc和CBz等。被考察的碱有丁基锂、叔丁基锂、二异丙基氨基锂、二(三甲基硅)氨基锂、二(三甲基硅)氨基钠、醇钠、叔丁醇钾等强碱。由试验可知，使用醚类溶剂和二异丙基氨基锂、二(三甲基硅)氨基锂为碱，R2为碳酸系列的底物，化合物25与22在低温下反应能获得最佳的收率和非对映选择性。羟基被保护的α-羟基乙酸酯25与(R)-叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22的不对称加成反应结果如表一。
式8，加成产物26i的晶体结构

表一，乙酸酯25与(R)-叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22不对称加成反应结果a



a)at-78℃，1 eq.of 3，5 eq.of 6，5 eq.of base；b)at-45℃ 1 eq.of 3，5 eq.of 6，5 eq.ofbase；c)at-78℃，1 eq.of 3，1.5 eq.of 6，1.5 eq.of base；d)at-78℃，1 eq.of 3，2.5 eq.of 6，2.5 eq.of base；e)at-78℃，1 eq.of 3，3.5 eq.of 6，3.5 eq.of base；f) major isomer’s yield.
由表一结果可知，在LHMDS的作用下，在低温-78℃，由22a分别与25i、525j和25l发生亲核加成反应，能够以大于95％的化学收率和100％的非对映选择性分别得到加成产物26i、26j和26l，它们是制备与巴卡丁III相连接的侧链的重要前体。
式8，加成产物26i的晶体结构

如式8所示，加成产物26在2位和3位的绝对立体构形由其中的一个化合物26i的单晶X-衍射分析确定为2R、3S，与紫杉醇的侧链在相应位置的绝对立体构形相一致。
式9，直链类型侧链27和β内酰胺类型的侧链28的制备 如式9所示，由26i、26j或者26l出发，通过氢解或碱水解，脱去酯基保护基得到(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸27，化合物27可进一步与缩合试剂反应环化得到新结构的β内酰胺侧链28。
式10，具有不同取代基的直链型侧链30的制备 化合物26中的Boc保护基能够被选择性的用三氟乙酸脱去得醇29。化合物29再与2-甲氧基丙烯反应制备出光学纯的直链型侧链30(式10)。化合物30可进一步用于制备紫杉醇及其类似物。
具体实施例方式
(R)-叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22由(R)-叔丁基亚磺酰胺参照文献方法在KHSO4的催化脱水作用下与醛1缩合高收率的制备(Synlett 2005，1334)。
实施例1(R)-苯甲醛缩叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22a 无色液体，[α]20D-122°(c 1.0，CHCl3)；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.27(s，9H)，7.46-7.55(m，3H)，7.85-7.88(m，2H)，8.60(s，1H)ppm。
实施例2(R)-对氯苯甲醛缩叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22b 白色固体，熔点45-47℃。[α]20D-79°(c 2.19，CHCl3)；.1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.26(s，9H)，7.44(d，J＝6.4Hz，2H)，7.78(d，J＝6.4Hz，2H)，8.55(s，1H)；13C NMR(CDCl3)δ22.5，57.8，129.2，130.4，132.4，138.5，161.4ppm。
实施例3(R)-邻溴苯甲醛缩叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22c 无色液体，[α]20D-211.3°(c 1.23，CHCl3)；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.94(s，1H)，8.00(dd，J＝7.6，2.0Hz，1H)，7.60(dd，J＝7.6，0.8Hz，1H)，7.28-7.39(m，2H)，1.24(s，9H).
实施例4(R)-对甲氧基苯甲醛缩叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22d 白色固体，熔点90-92℃。[α]20D-70.4°(c 1.10，CHCl3)；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.51(s，1H)，7.79(d，J＝8.5Hz，2H)，6.96(d，J＝8.5Hz，2H)，3.87(s，3H)，1.25(s，9H)ppm.
实施例5(R)-对硝基苯甲醛缩叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22e 黄色固体，熔点138-139℃。[α]20D-60.4°(c 1.21，CHCl3)；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.68(s，1H)，8.35(d，J＝7.2Hz，2H)，8.04(d，J＝7.2Hz，2H)，1.30(s，9H).
实施例6(R)-2-吡啶甲醛缩叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22f 无色液体，[α]20D-171°(c 2.19，CHCl3)；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.29(s，9H)，7.39(m，1H)，7.80(m，1H)，8.00(m，1H)，8.70(s，1H)，8.74(m，1H)ppm。
实施例7(R)-2-呋喃甲醛缩叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22g 无色液体，[α]20D-169°(c 1.19，CHCl3)；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.25(s，9H)，6.56(d，J＝3.6Hz，1H)，7.00(d，J＝3.2Hz，1H)，7.64(t，J＝0.8Hz，1H)，8.39(s，1H)ppm。
实施例82-羟基乙酸卞酯24a的制备 取30.0g(0.40mol)α-羟基乙酸23溶于400mL干燥乙腈中，加入39.0mL(0.33mol)溴苄，冰水浴下滴入52.5mL(0.33mol)DBU，滴加完毕后加热至35℃。1小时后将反应液倾入冰水中，分出有机层，水层用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相。有机相用2M盐酸(2×200mL)洗涤，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸干溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体24a(45.0g，产率84.0％).1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.18-7.24(m，5H)，5.22(s，2H)，4.17(s，2H)，2.04(s，1H)ppm。
实施例9
2-羟基乙酸甲酯24b为Aldrich商品 2-羟基乙酸烯丙酯24c 取8.5g(0.11mol)α-羟基乙酸23溶于干燥乙腈中，加入6.5mL(74.68mmol)烯丙基溴，室温下滴入17.0mL(0.11mol)DBU。滴加完毕后室温搅拌2小时，减压蒸除溶剂后，残余物溶于150mL二氯甲烷，并用1M稀盐酸洗涤和饱和NaHCO3洗涤。有机相经无水Na2SO4干燥后过滤，减压蒸出溶剂后得12.4g初品24c供制备25l用。
实施例102-三乙基硅氧基乙酸卞酯25a的制备 取2.3g(13.86mmol)24a溶于10mL吡啶中，加入2.8mL(16.53mmol)三乙基氯硅烷，室温搅拌过夜。反应液倾倒入1M稀盐酸中，二氯甲烷萃取三次。合并有机相，有机相经无水Na2SO4干燥后过滤。减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体25a(3.4g，产率87.6％)。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.34(m，5H)，5.17(s，2H)，4.27(s，2H)，0.95(t，J＝7.8Hz，9H)，0.64(m，6H)ppm。
实施例112-叔丁基二甲基硅氧基乙酸卞酯25b的制备
将2.6g(15.66mmol)24a溶于10mL二氯甲烷中，加入2.8g(18.58mmol)叔丁基二甲基氯硅烷后加入2.7g(14.71mmol)咪唑和0.4g(3.27mmol)DMAP，室温搅拌过夜。减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体25b(4.0g，产率91.1％)。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.25-7.34(m，5H)，5.16(s，2H)，4.27(s，2H)，0.90(s，9H)，0.09(s，6H)ppm。
实施例122-(对甲氧基苯酚基)乙酸卞酯25c的制备 将2.50g(15.06mmol)24a溶于干燥THF中，加入1.2mL(12.0mmol)PBr3，室温搅拌过夜。反应液用水洗涤，分离有机相，二氯甲烷萃取水相三次，合并有机相。无水硫酸钠干燥后过滤，减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体α-溴代乙酸卞酯(3.20g，产率92.8％)。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.36(m，5H)，5.19(s，2H)，3.86(s，2H)ppm。将上述3.20g(13.97mmol)α-溴代乙酸卞酯溶于干燥THF中，冰水浴下加入1.87g(15.1mmol)tBuOK，室温搅拌过夜。将反应液倾入水中，分离有机相，水相用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥后过滤。减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到产物25c。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.35(m，5H0，6.83(m，4H)，5.23(s，2H)，4.61(s，2H)，3.76(s，3H)ppm.
实施例132-卞氧基碳酸基乙酸卞酯25d的制备 取3.80g(0.05mol)23溶于水中，加入10.50g(0.13mol)NaHCO3，室温搅拌至无气泡冒出后加入0.5g(1.55mmol)四丁基溴化胺，然后加入15mL(0.13mol)溴化苄。加热回流1小时后，调节反应液PH值至中性，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相。有机相经无水Na2SO4干燥后过滤，减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体25d(10.5g，产率82.0％)。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.34(m，10H)，4.65(s，2H)，4.68(s，2H)，1.90(m，2H)ppm。，实施例142-新戊酸基乙酸卞酯25e的制备 将3.0g(18.1mmol)24a溶于干燥二氯甲烷中，加入2.6mL(21.1mmol)叔丁基甲酰氯后加入3.0mL(21.6mmol)Et3N，室温搅拌过夜，反应液用水洗涤。分离有机相，水相用二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥后过滤，减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体25e(4.3g，产率93％)。1HNMR(200MHz，CDCl3)δ7.25(m，5H)，5.08(s，2H)，4.54(s，2H)，1.13(s，9H)ppm。
实施例152-苯甲酸基乙酸卞酯25f的制备 将2.5g(15.1mmol)24a溶于10mL干燥二氯甲烷中，加入2.5mL(21.5mmol)苯甲酰氯后加入3.1mL(22.3mmol)Et3N，室温搅拌过夜。反应液用水洗涤，分离有机相，水相用二氯甲烷萃取三次，合并有机相。无水硫酸钠干燥后过滤，减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体25f(3.8g，产率93.4％)。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ8.10(d，J＝5.2Hz，2H)，7.33-7.49(m，8H)，5.22(s，2H)，4.89(s，2H)ppm。
实施例162-甲氧基碳酸基乙酸卞酯25g的制备
取2.5g(15.1mmol)24a溶于干燥15mL THF中，分次加入0.8g(20.0mmol)NaH(60％含量)，室温搅拌半小时后，加入1.3mL(16.87mmol)氯甲酸甲酯，室温搅拌3小时后，将反应液倾入水中。分离有机相，水相用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥后过滤。减压蒸除溶剂。粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体产物25g(2.6g，产率76.9％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ7.34(m，5H)，5.22(s，2H)，4.68(s，2H)，3.84(s，3H)ppm。
实施例172-卞氧基碳酸基乙酸卞酯25h的制备 将2.5g(15.1mmol)24a溶于10mL干燥二氯甲烷中，加入2.5mL(17.6mmol)氯甲酸苄酯后加入2.8mL(18.4mmol)DBU，室温搅拌。反应液用1M稀盐酸洗涤，分离有机相，水相用二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥后过滤，减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体25h(3.3g，产率73.0％)1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.36(m，10H)，5.20(s，4H)，4.68(s，2H)ppm。
实施例182-叔丁氧基碳酸基乙酸卞酯25i的制备 11.2g(67.5mmol)24a溶于100mL干燥二氯甲烷中，加入14.8g(67.8mmol)Boc2O，冰水浴下滴加1.65g(13.5mmol)DMAP的5mL二氯甲烷溶液，滴加完毕后，常温搅拌半小时。减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到白色固体6c(16.9g，产率94.0％)。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.34(m，5H)，5.19(s，2H)，4.59(s，2H)，1.47(s，9H)ppm。
实施例192-叔丁氧基碳酸基乙酸甲酯25j的制备 将7.0g(77.8mmol)24b溶于50mL干燥二氯甲烷中，加入17.0g(77.8mmol)Boc2O，冰水浴下滴加1.9g(15.6mmol)DMAP的5mL二氯甲烷溶液，滴加完毕后，常温搅拌半小时。减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体产物25j(14.6g，产率98.3％)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ4.57(s，2H)，3.78(s，3H)，1.51(s，9H)ppm。
实施例20α-叔丁氧基羧酸基乙酸硫卞酯25k的制备 将5.0g(18.8mmol)24i溶于甲醇中，加入2.5g Pd/C(10％)，室温搅拌过夜。过滤后减压蒸除溶剂，粗品溶于干燥二氯甲烷中，加入3.8g(18.45mmol)DCC和3.9mL(28.0mmol)Et3N和2.1mL(17.7mmol)苄硫醇，室温搅拌过夜，反应液用水洗涤，分离有机相，水相用二氯甲烷萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥后过滤，减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到无色液体25k(3.3g，产率62.3％)。1H NMR(200MHz，CDCl3)δ7.30-7.24(m，5H)，4.71(s，2H)，4.18(s，2H)，1.50(s，9H)ppm。
实施例21α-叔丁氧基羧酸基乙酸烯丙酯25l的制备
将12.4g24c初品溶于100mL干燥二氯甲烷中，加入17.6g(80.6mmol)Boc2O后，冰水浴下滴加1.8g(14.7mmol)DMAP的5mL二氯甲烷溶液，滴加完毕后，常温搅拌1小时。减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到淡黄色液体25l(14.6g，产率65.4％)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ5.96-5.86(m，1H)，5.29(m，2H)，4.69(d，J＝6.0Hz，2H)，4.60(s，2H)，1.51(s，9H)ppm。
实施例22α-羟基保护乙酸酯25与(R)-叔丁基亚磺酰胺烯夫碱22不对称加成反应制备丙酸卞酯26的一般过程将化合物25(5.0mmol)置于反应瓶中，N2保护后，加入新鲜干燥的THF，降温至-78℃，加入有机碱(5.0mmol)，1小时后加入化合物22(1.0mmol)。在-78℃反应6小时后加入饱和NH4Cl溶液淬灭反应，分出有机层。水层用乙酸乙酯萃取3次，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸干溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到化合物26，收率及非对映选择性收率见表一。
(2R，3S)-2-(三乙基硅氧基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26a 26a，无色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.18-7.40(m，10H)，5.02(d，2H)，4.64(dd，J＝9.2，6.0Hz，1H)，4.53(d，J＝6.0Hz，1H)，4.01(d，J＝9.2Hz，1H)，1.17(s，9H)，0.84(t，J＝10.8Hz，9H)，0.50(m，6H)ppm.
(2R，3S)-2-(三乙基硅氧基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26b 26b，无色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.20-7.40(m，10H)，5.02(d，J＝2.0Hz，2H)，4.63(dd，J＝9.2，6.0Hz，1H)，4.48(d，J＝6.5Hz，1H)，4.00(d，J＝9.2Hz，1H)，1.17(s，9H)，0.81(s，9H)，-0.08(s，3H)，-0.11(s，3H)ppm； 26b’，无色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.18-7.38(m，10H)，5.01(d，J＝2.0Hz，2H)，4.73(t，J＝5.2Hz，1H)，4.60(d，J＝4.8Hz，1H)，4.37(d，J＝4.8Hz，1H)，1.18(s，9H)，0.86(s，9H)，-0.01(s，3H)，-0.13(s，3H)ppm.
26b”和26b的混合物，无色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.18-7.38(m，10H)，5.22(d，J＝12.0Hz，1H，minor)，5.15(d，J＝12.0Hz，1H，minor)，5.11(d，J＝12.0Hz，1H，major)，5.01(d，J＝12.0Hz，1H，major)，4.90(d，J＝9.0Hz，1H，minor)，4.78(t，J＝5.2Hz，1H，major)，4.42(d，J＝5.2Hz，1H，minor)，4.39(m，2H，major)，4.38(d，J＝2.0Hz，1H，minor)，1.22(s，9H，major)，1.13(s，9H，minor)，0.84(s，9H，major)，0.74(s，9H，minor)，-0.07(s，3H，major)，-0.17(s，3H，major)，-0.20(s，3H，minor)，-0.45(s，3H，minor)ppm；13C NMR(400MHz，CDCl3)δ170.8(major)，170.4(minor)，139.4(major)，138.1(minor)，135.1(major)，135.0(minor)，128.6，128.4，128.36，128.26，128.21，128.10，128.05，127.98，127.70，127.43，127.26，76.8(major)，76.51(minor)，66.98(minor)，66.91(major)，61.47(minor)，61.31(major)，56.5(major)，55.5(minor)，25.4，25.3，22.5，22.2，17.9，-5.5(minor)，-5.7(major)，-5.9(minor)，-6.3(major)ppm.
实施例23(2R，3S)-2-(甲氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26g 26g，粘状液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.24-7.41(m，10H)，5.28(d，J＝2.8Hz，1H)，5.20(d，J＝12.0Hz，1H)，5.16(d，J＝12.0Hz，1H)，5.03(dd，J＝10.0，2.8Hz，1H)，4.14(d，J＝9.6Hz，1H)，3.75(s，3H)，1.14(s，9H)ppm.
26g’，白色固体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.19-7.41(m，10H)，5.41(d，J＝4.8Hz，1H)，5.13(d，J＝11.6Hz，1H)，5.06(d，J＝11.6Hz，1H)，4.92(t，J＝5.2Hz，1H)，4.23(d，J＝5.3Hz，1H)，3.79(s，3H)，1.17(s，9H)ppm.
实施例24(2R，3S)-2-(卞氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26h 26h，粘状液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.35(m，10H)，5.32(d，J＝2.8Hz，1H)，5.15(q，J＝12.8Hz，2H)，5.11(q，J＝16.8，4.4Hz，2H)，5.03(dd，J＝10.0，3.2Hz，1H)，4.13(d，J＝10.0Hz，1H)，1.12(s，9H)ppm；13C NMR(400MHz，CDCl3)δ167.2，154.1，137.7，134.7，134.6，128.64，128.58，128.53，128.4，128.2，128.1，127.1，78.7，70.3，67.6，60.3，56.7，22.4ppm.
实施例25(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26i的制备 26i，白色固体，熔点148-149℃.IR(KBr)3296，2975，1746，1497，1458，1426，1395，1366，1291，1243，1208，1160，1113，1046，1009，956，862cm-1；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.22-7.41(m，10H)，5.27(d，J＝0.8Hz，1H)，5.17(s，1H)，5.01(d，J＝9.6Hz，1H)，4.14(d，J＝9.6Hz，1H)，1.39(s，9H)，1.15(s，9H)ppm；13C NMR(400MHz，CDCl3)δ167.5，152.1，137.8，134.6，128.5，128.4，128.0，127.1，83.3，77.6，67.4，60.4，56.6，27.4，22.3ppm；MS(+)FAB，m/z 476[M+H]+.
实施例26(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸甲酯26j的制备 26j，白色固体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.24-7.43(m，10H)，5.25(d，J＝2.8Hz，1H)，5.01(dd，J＝10.0，2.8Hz，1H)，4.16(d，J＝10.0Hz，1H)，1.41(s，9H)，1.19(s，9H)ppm；13C NMR(400MHz，CDCl3)δ168.1，152.2，138.0，128.6，128.1，127.1，83.4，77.63，60.3，56.7，52.4，27.5，22.5，22.4ppm.

26j’，粘状液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.24-7.43(m，10H)，5.40(d，J＝4.8Hz，1H)，4.97(t，J＝5.6Hz，1H)，3.76(d，J＝7.2Hz，1H)，3.65(s，3H)，1.46(s，9H)，1.12(s，9H)ppm.
实施例27(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸硫卞酯26k的制备 26k，粘状液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.20-7.40(m，10H)，5.38(d，J＝2.8Hz，1H)，5.01(dd，J＝10.4，2.8Hz，1H)，4.11(s，2H)，1.37(s，9H)，1.12(s，9H)ppm.
实施例282R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸烯丙酯26l的制备 26l，粘状液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.27-7.43(m，5H)，5.88(m，1H)，5.36(dd，J＝11.6，1.2Hz，1H)，5.28(dd，J＝11.6，1.2Hz，1H)，5.24(d，J＝2.8Hz，1H)，5.00(dd，J＝10.0，3.2Hz，1H)，4.65(dd，J＝5.6，1.2Hz，2H)，4.14(d，J＝10.0Hz，1H)，1.43(s，9H)，1.19(s，9H)ppm；13C NMR(400MHz，CDCl3)δ167.4，152.2，138.0，131.1，128.5，128.1，127.2，119.1，83.3，77.7，66.2，60.5，56.7，27.5，27.4，22.4ppm.
实施例29(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-邻溴苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26n的制备
26n，白色固体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.57(d，J＝7.6Hz，1H)，7.46(d，J＝8.0Hz，1H)，7.37(m，6H)，7.16(t，J＝7.6Hz，1H)，5.49(dd，J＝10.4，2.4Hz，1H)，5.37(d，J＝2.4Hz，1H)，5，25(dd，J＝9.2，4.8Hz，2H)，4.36(d，J＝10.8Hz)，1.35(s，9H)，1.11(s，9H)ppm.
实施例30(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-对甲氧苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26o的制备 26o，粘状液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.28-7.40(m，5H)，6.85(d，J＝4.8Hz，2H)，5.22(d，J＝3.6Hz，1H)，5.15(dd，J＝1.6Hz，2H)，4.93(dd，J＝9.6，3.2Hz，1H)，4.07(d，J＝9.4Hz，1H)，3.77(s，3H)，1.40(s，9H)，1.14(s，9H)ppm.
实施例31(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-(对硝基苯基)-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26p 26p，白色固体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.19(d，J＝8.8Hz，2H)，7.60(d，J＝8.8Hz，2H)，7.33(m，5H)，5.25(d，J＝2.8Hz，1H)，5.19(dd，J＝14.4，2.4Hz，2H)，4.30(d，J＝10.4Hz，1H)，1.41(s，9H)，1.15(s，9H)ppm；实施例32(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-(2’-吡啶基)-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26q 26q，。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.53(d，J＝4.8Hz，1H)，7.65(dt，J＝7.6，1.6Hz，1H)，7.52(d，J＝8.0Hz，1H)，7.35(m，5H)，7.17(dd，J＝7.2，4.8Hz，1H)，5.58(d，J＝3.2Hz，1H)，5.109d，J＝8.4Hz，2H)，5.09(dd，J＝9.2，3.2Hz，1H)，4.91(d，J＝9.2Hz，1H)，1.41(s，9H)，1.18(s，9H)ppm.
实施例33(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-(2’-呋喃基)-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸卞酯26r 26p，粘状液体。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.35(m，5H)，6.49(d，J＝1.2Hz，1H)，6.32(m，1H)，5.49(d，J＝3.6Hz，1H)，5.20(dd，J＝8.0，2.0Hz，2H)，5.02(dd，J＝10.8，2.8Hz，1H)，3.91(d，J＝10.8Hz，1H)，1.43(s，9H)，1.14(s，9H)ppm.
实施例34由丙酸卞酯26i制备(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸27
将化合物26i(1.010g，2.2mmol))溶于甲醇中，加入0.234g含50％水分的10％Pd(OH)2，在200psi氢气压力下室温搅拌10小时。过滤，减压蒸干溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到白色固体产物27(0.784g，92.6％收率)。
27，白色固体，[α]20D°(c 2.19，CHCl3)；IR(KBr)cm-1；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.20-7.50(m，5H)，5.74(br，2H)，5.17(s，1H)，5.13(s，1H)，1.37(s，9H)，1.10(s，9H)ppm；13C NMR(400MHz，CDCl3)δppm；Anal.Calcd forC18H27NO6SC，56.08；H，7.06；N，3.63；O，24.90；S，8.32.Found；C，；H，；N，；S，；MS(+)FAB，m/z 000[M+H]+；HRMS(+)FAB calcd for[M+H]++386.1559 Found[M+H]++000.0000.
实施例34由丙酸甲酯26j制备(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)丙酸27 将26j(0.50g，1.25mmol)溶于5mL甲醇中，加入5mL饱和Na2CO3溶液，室温搅拌5小时。反应完毕，将反应液倾入10mL冰水中，用0.5M稀盐酸调节pH至7，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，经无水MgSO4干燥后过滤，减压蒸去溶剂。残余物经柱层析纯化后得化合物27(0.43g，89.0％)。
实施例35由丙酸27制备(2R，3S)-2-(叔丁氧基碳酸基)-3-苯基-3-((R)-叔丁基亚磺酰基)-β-内酰胺28
将27(0.385g，1.0mmol)溶于10mL干燥乙腈中，加入2-氯-1-甲基碘代吡啶(0.383g，1.5mmol)和三乙胺(0.202g，2.0mmol)，加热至60℃6小时。减压蒸除溶剂，粗品经硅胶柱分离纯化，得到白色固体产物28(0.140g，36.4％)。1HNMR(400MHz，CDCl3)δ7.43(m，5H)，5.74(d，J＝6.0Hz，1H)，5.37(d，J＝6.0Hz，1H)，1.16(s，9H)，1.03(s，9H)ppm.
实施例36(4R，5S)-2，2-二甲基-4-(甲酸卞酯)-5-苯基-N-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)唑烷30a 将化合物26i溶于20％的三氟乙酸的二氯甲烷溶液，室温搅拌半小时后减压蒸除过量的三氟乙酸和二氯甲烷溶液。残余物加入10％的碳酸氢钠溶液，并用乙酸乙酯萃取。合并有机相，无水硫酸镁干燥后过滤，减压蒸除溶剂后得到29a可直接用于下一步反应。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.28-7.489m，10H)，5.29(d，J＝12.0，1H)，5.18(d，J＝12.0Hz，1H)，4.88(dd，J＝8.8，2.0Hz，1H)，4.55(dd，J＝5.2，2.0Hz，1H)，4.12(d，J＝8.8Hz，1H)，3.30(d，J＝4.8Hz，1H)，1.58(s，9H)，1.14(s，9H)ppm.
将29a与1.5当量的2-甲氧基丙烯和催化量的对甲苯磺酸溶于无水DMF中，室温搅拌12小时。反应完毕，将反应液倾入10％的碳酸氢钠溶液中并用乙酸乙酯萃取。合并有机相，无水硫酸镁干燥后过滤，减压蒸出溶剂并经柱层析分离得到唑烷30a。
权利要求
1.一种紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，其特征在于它是由羟基被保护的α-羟基乙酸酯(25)在强碱条件下形成烯醇中间体与光学纯的叔丁基亚磺酰胺烯夫碱(22)作用发生不对称加成反应，非对映选择性制备2位羟基被保护的、3位叔丁基亚磺酰基保护的和3位取代的光学纯的2-羟基-3-氨基丙酸酯中间体(26)，该中间体具有(2R，3S)或(2S，3R)立体构形。羟基被保护的α-羟基乙酸酯(25)和手性叔丁基亚磺酰胺烯夫碱(22) 光学纯的叔丁基亚磺酰胺诱导的不对称加成反应
2.如权利要求1所述的紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，其特征在于所述羟基保护基为醚链系列的甲基，叔丁基，苄基，甲氧基取代的芳香基，甲氧基甲基，乙氧基甲基，2，2，2-三氯乙氧基甲基，2-三甲基硅乙氧基甲基，卞氧基甲基，硅氧基甲基，2-甲氧基乙氧基甲基，4-甲氧基苯氧基甲基；或硅醚系列的三甲基硅基，三乙基硅基，三异丙基硅基，二甲基乙基硅基，二甲基异丙基硅基，二甲基叔丁基硅基，叔丁基二苯基硅基；或羰基系列的新戊酰基，三卤代乙酰基，苯甲酰基，甲氧基甲酰基，乙氧基甲酰基，丙氧基甲酰基，异丙氧基甲酰基，叔丁氧基甲酰基，苯酚基甲酰基取代基。
3.如权利要求1所述的紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，其特征在于所述酯基保护基为1至16个碳原子的直链或者支链的饱和或不饱和的烷基，3至8元环的取代、非取代的环状烷基，芳香基，巯基或二取代的胺基。
4.如权利要求1所述的紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，其特征在于所述叔丁基亚磺酰胺烯夫碱的取代基为1至16个碳原子的直链或者支链的饱和的和不饱的烷基，3至8元环的取代、非取代的环状烷基，取代、非取代的杂原子芳香基等。
5.如权利要求1所述的紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，其特征在于所用溶剂为THF，乙醚，二甲醚，二叔丁基醚，叔丁基甲醚，叔丁基乙醚，异丙醚，石油醚，二氧六环，苯，甲苯，二甲苯，DMF等。
6.如权利要求1所述的紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，其特征在于所述碱为二异丙基胺基锂，二异丙基胺基钠，二(三甲基硅)胺基锂，二(三甲基硅)胺基钠，丁基锂，叔丁基锂，苯基锂，醇钠、叔丁醇钾等强碱。
7.如权利要求1所述的紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，其特征在于由所述中间体(26)出发进一步衍生制备光学纯的侧链中间体(28)和(30)及其在羟基上具有不同取代基的类似物。直链类型侧链27和β内酰胺类型的侧链28的制备 具有不同取代基的直链型侧链30的制备
全文摘要
本发明公开了一种紫杉醇及其类似物侧链的合成方法，它是由羟基被保护的α－羟基乙酸酯在强碱条件下形成烯醇中间体与光学纯的叔丁基亚磺酰胺烯夫碱作用发生不对称加成反应，非对映选择性制备2位羟基被保护的、3位叔丁基亚磺酰基保护的和3位取代的光学纯的2－羟基－3－氨基丙酸酯中间体，该中间体具有(2R，3S)或(2S，3R)立体构形。本发明以价格便宜的α－羟基乙酸为原料，通过手性叔丁基亚磺酰胺诱导的不对称加成反应作为关键步骤，制备紫杉醇和多烯紫杉醇侧链。具有关键反应的化学收率和非对映选择性高，保护基易于调控，操作简便，合成步骤短等优点。
文档编号C07C313/06GK1709864SQ20051008267
公开日2005年12月21日 申请日期2005年7月8日 优先权日2005年7月8日
发明者秦勇, 王印, 郭培良, 高建, 冯小明, 罗孝君, 章贤民 申请人:成都科杰高新技术发展有限公司