同位素标记的甲基呋喃酮、中间体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明具体涉及同位素标记的甲基呋喃酮、中间体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 独脚金内酯（SLs)是一些天然的独脚金类化合物及人工合成类似物的总称，其发 现源于对寄生植物种子萌发刺激物的研宄。在植物中天然发现的独脚金内酯（SLs) -直被 视为重要的信号分子，当土壤中磷等营养元素缺乏时，植物根际分泌的SLs作为信号分子， 还能够被根际微生物丛枝菌根真菌（AM)识别，促进AM真菌的菌丝形成和孢子萌发，从而帮 助植物吸收土壤中的磷等营养元素。此外，独脚金内酯还作为一类新的植物激素抑制植物 的分枝和侧芽生长，并同生长素和细胞分裂素一起维持植物的株型，协调植物地上部分和 地下部分的生长。目前已发现SLs生物合成途径与胡萝卜素的代谢途径有关，但对其生物 合成途径认识较为有限。
[0003] 为了研宄SLs在生物体内的生理代谢过程及相应的定量分析，稳定同位素标记的 独脚金内酯标准品必不可少，而合成同位素标记SLs的报道很少。2010年，Ueno等人报 道了多氣代5-deoxystrigol的合成，以2, 2-二甲基环己酮作为起始原料，用氣代乙酸、 氘代盐酸、氘水作为同位素引入试剂，发生羰基a位和烯丙位的氘氢交换，得到多氘代的 5-deoxystrigol，总收率为12 %。但用此方法制备的多氣代5-deoxystrigol稳定性差， 氣丰度发生了下降，且M+l，M+2,M-l，M-2的化合物大量存在，以目标化合物的分子量记 为M(括号内的数值为在质谱中所占的比例），M+l(47. 1% )、M+2(11.8% )、M(31.8% )、 M-I(8. 3% )、M-2(0. 9% )，文献作者虽然解决的天然植物激素中存在同位素干扰的问题， 但是给出的标记结果是多种标记混合物存在，不能在植物激素定量分析过程中，起到准确 定量的作用，说明作为植物激素内标时会影响植物激素分析测定的准确性。
[0004] 因此，寻找同位素丰度高、稳定性好、植物激素分析测定的准确性高、收率高、合成 条件温和的同位素标记的独脚金内酯是目前急需解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中同位素标记的独脚金内酯氘 丰度小、稳定性差、植物激素分析测定的准确性差、收率低、合成条件苛刻等缺陷，而提供了 一种同位素标记的甲基呋喃酮、中间体及其制备方法。本发明的方法反应步骤简短，标记位 点稳定，且均标记在独脚金内酯类化合物家族共有的D环上，成功与独脚金内酯家族化合 物不同的ABC环进行对接得到多种不同的同位素丰度均大于99%的同位素标记的独脚金 内酯化合物，适用的底物范围广，用于GC-MS，LC-MS/MS分析的内源标准物，检测灵敏度高、 准确性好，具有广阔的市场应用前景。
[0006] 本发明提供了一种同位素标记的甲基呋喃酮6,其结构式如下所示：
[0007]
【主权项】
1. 一种同位素标记的甲基呋喃酮6,其结构式如下所示：
其中，R'为CD3，13CD^ 13CH3;当R'为CD3时对应化合物6A，当R'为13CD3时对应化合 物6B，当R'为13CH3时对应化合物6C。
2. 如权利要求1所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于其包括以 下步骤：在酸存在的条件下，将化合物20进行脱羟基保护基和异构化反应，得到同位素标 记的甲基呋喃酮6即可；
其中，P为羟基保护基；R'的定义如权利要求1所述。
3. 如权利要求2所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于： 所述的P为三异丙基硅基、三甲基硅基或叔丁基二甲基硅基； 和/或， 在所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法中，所述的酸为无机酸； 和/或， 在所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法中，所述的酸与所述的化合物20的摩 尔比为1:1?5:1 ; 和/或， 在所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法中，所述的脱羟基保护基和异构化反 应的温度为l〇°C?30°C; 和/或， 在所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法中，所述的脱羟基保护基和异构化反 应的时间优选30分钟?1小时； 和/或， 所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法采用以下步骤：向化合物20中加入酸， 进行脱羟基保护基和异构化反应，得到同位素标记的甲基呋喃酮6即可； 和/或， 所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法采用以下后处理步骤：反应结束后，萃 取、干燥、柱色谱分离得到所述的同位素标记的甲基呋喃酮6即可。
4. 如权利要求3所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于： 所述的P为三异丙基硅基； 和/或， 在所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法中，所述的无机酸为盐酸、硫酸和磷 酸中的一种或多种； 和/或， 在所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法中，所述的酸与所述的化合物20的摩 尔比为3:1?5:1 ; 和/或， 所述的加入的方式为滴加。
5. 如权利要求2所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于其包括以 下步骤：保护气体存在的条件下，有机溶剂中，碱存在下，将化合物3与化合物5进行亲核取 代反应，得到所述的化合物20即可；
其中，X为卤素；R'的定义如权利要求1所述；P的定义如权利要求2?4任一项所述。
6. 如权利要求5所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于： 在所述的化合物20的制备方法中，所述的卤素为氯、溴或碘； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的保护气体为氮气、氦气、氩气、氖气、氙气和 氡气中的一种或多种； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的有机溶剂为醚类溶剂； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的有机溶剂与所述的化合物3的体积摩尔比为1ml,/mol?20mL/mol; 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的碱为Ci?C4的烷基锂； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的碱与所述的化合物3的摩尔比值为1?3 ; 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的化合物5与所述的化合物3的摩尔比值为 1?5 ; 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的亲核取代反应的温度优选-78°C?0°C; 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的亲核取代反应的时间为30分钟?10小时； 和/或， 所述的化合物20的制备方法采用以下步骤：-78°C?_60°C下，向化合物3与有机溶剂 形成的溶液中，滴加碱，滴完反应1小时?2小时，升温至-25°C?_30°C，加入化合物5反 应0. 5小时?1小时，再升温至-10°C?0°C反应1小时?2小时，得到所述的化合物20即 可。
7. 如权利要求6所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于： 在所述的化合物20的制备方法中，所述的保护气体为氮气和/或氩气； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的醚类溶剂为四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚 和乙二醇二乙醚中的一种或多种； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的有机溶剂与所述的化合物3的体积摩尔比为 5mL/mol?lOmL/mol； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的Ci?C4的烷基锂为甲基锂、乙基锂、正丁基 锂或叔丁基锂； 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的碱与所述的化合物3的摩尔比值为1?1. 1 ; 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的化合物5与所述的化合物3的摩尔比值为 1 ?1. 3 ; 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的亲核取代反应的温度优选-78°C?0°C; 和/或， 在所述的化合物20的制备方法中，所述的亲核取代反应的时间为5小时?6小时。
8. 如权利要求5所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于进一步包 括以下步骤：在溶剂中，将R' 0D与氢碘酸进行亲核取代反应，得到所述的化合物5即可；
其中，所述的R'的定义如权利要求1所述。
9. 如权利要求8所述的同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其特征在于： 在所述的化合物5的制备方法中，所述的溶剂为水； 和/或， 在所述的化合物5的制备方法中，所述的溶剂与所述的R' 0D的体积比值为1?3 ; 和/或， 在所述的化合物5的制备方法中，所述的R' 0D与所述的氢碘酸的摩尔比为1:3?1:10 ； 和/或， 在所述的化合物5的制备方法中，所述的亲核取代反应的温度为35°C?55°C; 和/或， 在所述的化合物5的制备方法中，所述的亲核取代反应的时间为4小时?6小时； 和/或， 所述的化合物5的制备方法采用以下步骤：将溶剂、R' 0D与氢碘酸形成的溶液在 25°C?40°C反应2小时?3小时，再升温至45°C?55°C反应2小时?3小时，得到所述的 化合物5即可； 和/或， 所述的化合物5的制备方法采用以下后处理步骤：反应结束后，40°C?45°C常压蒸馏， 得到所述的化合物5。
10. -种化合物20,其结构式如下：
R'的定义如权利要求1所述；P的定义如权利要求2?4任一项所述。
11. 如权利要求10所述的化合物20的制备方法，其特征在于包括以下步骤：保护气体 存在的条件下，有机溶剂中，碱存在下，将化合物3与化合物5进行亲核取代反应，得到所述 的化合物20即可；
其中，X的定义如权利要求5或6所述；R'的定义如权利要求1所述；P的定义如权利 要求2?4任一项所述；各反应条件如权利要求5?9任一项所述。
【专利摘要】本发明公开了同位素标记的甲基呋喃酮、中间体及其制备方法。本发明提供了一种同位素标记的甲基呋喃酮6。本发明还提供了同位素标记的甲基呋喃酮6的制备方法，其包括以下步骤：在酸存在的条件下，将化合物20进行脱羟基保护基和异构化反应。本发明的方法反应步骤简短，标记位点稳定，且均标记在独脚金内酯类化合物家族共有的D环上，成功与脱氧独脚金内酯化合物的ABC环进行对接得到多种不同的同位素丰度均大于99％的同位素标记的独脚金内酯化合物，适用的底物范围广，用于GC-MS，LC-MS/MS分析的内源标准物，检测灵敏度高、准确性好，具有广阔的市场应用前景。
【IPC分类】C07D307-58, C07D307-93
【公开号】CN104557815
【申请号】CN201510033026
【发明人】丁文慧, 龙沁, 李晓强, 方童, 杨军
【申请人】中国科学院上海有机化学研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月22日