一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法。
【背景技术】
[0002]海洋天然药物apratoxin是迄今发现的抗癌活性最强的物质之一，对癌细胞的半抑制浓度(IC5。)在纳摩尔级别和皮摩尔级别之间。更重要的是海洋天然药物apratoxin是一种独特的新型抗癌药物，能使癌细胞的细胞分裂停止在G1阶段并迅速凋亡，能阻止癌细胞分泌蛋白的迀移(扩散)，不能阻止正常人体细胞分泌蛋白的迀移。美国国家癌症研究中心(http://dtp.nc1.nih.gov/ index.html)的科研人员研究发现海洋天然药物apratoxin对60种癌细胞的生物活性表现出特殊的作用机制，与现有的抗癌药物作用机制都不同，是一类新型的抗癌药物OVa1.Rev.Cancer, 2006, 6, 813)。其中，apratoxinE对结肠癌、宫颈癌和骨癌等癌细胞具有很强的杀伤作用Nat.Prod., 2008，71,1113)。研究该类海洋天然产物的活性构像是顺式构型(以Ο-Me-Tyr-N-Me-Ala酰胺键为基准，方10rg Med.Chem., 2002, 10, 1973)，27号位置的羟基氢原子和12-13号位置之间的氮原子之间的分子内氢键是保持顺式构型关键性因素(沿Med.Chem., 2002,
10,1973)。27号位置的轻基来源于27号位置原羰基的稀醇化，apratoxin E的moCys片段(27 - 30位置)中的C27 - C28为单键，其27号位置羰基的烯醇化不会影响其30号位置的手性消旋化。然而，其它apratoxin类海洋天然产物的moCys片段(27 - 30位置)中的C27 -C28为双键，其27号位置羰基的烯醇化会导致其30号位置的手性消旋化，从而使其抗癌活
ChemBi oChem, 2010, 11, 1458)。因此，apratoxin E 的 moCys 片段是 apratoxin类海洋天然产物的优良moCys片段，对该类海洋天然产物的结构优化至关重要。
[0003]Apratoxin E的moCys片段的合成目前只有一种报道，以价格昂贵、市场上买不到的N-Boc-CyS(S-Trt)-0H等为原料，不适合工业化生产。本发明以便宜易得的L-谷氨酸为原料，具有原料便宜易得、总收率高、产物选择性好、适合工业化生产等特点。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法。原料易得、步骤经济、适合工业化生产。
[0005]为实现上述目的，本发明包括以下步骤:
a)以L-谷氨酸为原料，经过酸的酯化反应和胺基的Boc保护反应，合成N-BocL_谷氨酸酯；
b)N-Boc L-谷氨酸酯经过邻胺基酯的选择性还原反应和邻胺基醇的Mitsunobu环化反应，合成N-Boc吖啶酯；
c)N-Boc吖啶酯经过三苯基硫醇的吖啶开环反应、酯的水解反应和酸的烯丙醚化反应，合成海洋天然产物apratoxin E的moCys片段。
[0006]2.所述步骤a优化方案:酸的酯化反应优先选择三甲基氯硅烷/醇反应体系，反应温度为零度到室温。胺基的Boc保护反应优先选择Boc20/Et3N反应体系，反应温度为室温。
[0007]3.所述步骤b优化方案:邻胺基酯的选择性还原反应优先选择NaBH4/MeOH反应体系，反应温度为零度。邻胺基酯的选择性还原反应优先选择DIAD/Ph3P反应体系，反应温度为零度到室温。
[0008]4.所述步骤c优化方案:三苯基硫醇的吖啶开环反应优先选择iBuOK/DMSO反应体系，反应温度为室温。酯的水解反应优先选择以L1H为碱，以THF/H20 (3:1)为混合溶剂，反应温度为零度。酸的烯丙醚化反应优先选择以AllylBr/NaI/Cs2C03/DMF，反应温度为室温。
[0009]与apratoxin E的moCys片段的现有合成方法比，本发明具有以下特点:
1.以L-谷氨酸为原料，便宜易得、适合工业化生产；
2.反应路线所涉及的均为简单常规反应，反应条件容易操作；
3.总收率高、产物选择性好。
【附图说明】
[0010]附图:为本发明具体合成路线图。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:N_Boc L-谷氨酸酯的合成
7.4克L-谷氨酸(6，50.0 mmol)和100毫升甲醇加入反应瓶中，在零度条件下滴加32毫升三甲基氯硅烷(TMSC1，250.0 mmol)，室温搅拌6小时，TLC检测酯化反应结束。在零度条件下向反应体系中加入49毫升三乙胺(Et3N，350.0 mmol)和13.2克Boc20 (60.0mmol )，室温搅拌48小时。减压蒸馏回收乙醇后加入200毫升乙酸乙酯和100毫升水，震荡后分液，水相用乙酸乙酯萃取(100 mL X 3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到13.1克N-Boc卜谷氨酸酯(7)。2步总收率为95%。旋光[€[][)28 +12.7° (c=1.8，CHC13);核磁共振氢谱虫 NMR (300 MHz, CDC13) δ 5.14 (s, br, 1H)，4.29 (s,br, 1H), 3.70 (s, 3H)，3.63 (s, 3H)，2.43 - 2.30 (m, 2H)，2.19-1.84 (s, 2H)，
1.39 (s, 9H);核磁共振碳谱 13C NMR (75 MHz, CDC13) δ 173.0，172.6，155.3，79.9,52.8, 52.3, 51.6, 29.9, 28.2, 27.6;红外 FTIR (film): 2977，2953，1736，1711，1697，1513，1437，1365，1248，1208，1160，1049，1027 cm1;高分辨质谱 HRMS (T0FMS ES+) m/z\ Calcd for C12H21N06Na [M+Na] +: 298.1267.Found: 298.1273。
[0012]实施例2:N-Boc吖啶酯的合成
2.8克N-Boc L-谷氨酸酯(7，10.0 mmol)和20毫升甲醇加入反应瓶中，在零度条件下加入0.5克硼氢化钠(NaBH4，12.0 mmol )，搅拌7小时。TLC检测反应结束，加入20毫升水淬灭，待无气泡产生后用旋转蒸发仪将无水甲醇蒸干，用乙酸乙酯萃取(50 mL X 3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到1.8克邻胺基醇(8)，收率为72%。取1.1克邻胺基醇(7，4.3 mmol)，溶入10毫升四氢呋喃。在零度条件下向反应体系中加入1.0克DIAD (5.1 mmol)和1.5克三苯基膦(5.5 mmol)，室温搅拌24小时。TLC检测反应结束，加入20毫升水淬灭，乙酸乙酯萃取(50 mL X 3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到0.8克N-Boc吖啶酯(9)，收率为81%。
[0013]实施例3:海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成
1.15克N-Boc吖啶酯(9，5.0 mmol)溶入10毫升DMS0，在零度条件下依次加入1.41克三苯甲基硫醇(98%，5.0 mmol)和0.56克叔丁醇钾(5.0 mmol)，室温搅拌1小时。TLC检测反应结束，加入20毫升饱和氯化铵水溶液淬灭，乙酸乙酯萃取(50 mL X 3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到开环产物(9，收率为81%)。取0.51克开环产物(9，1.0 mmol )，溶入3毫升四氢呋喃和1毫升水，加入3毫摩尔L1H，在零度条件下搅拌6小时，TLC检测反应结束。调节pH值至6，用乙酸乙酯萃取(20 mL x 3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，然后溶入5毫升DMF，依次加入0.33克碳酸铯(1.0 mmol )，0.09毫升烯丙基溴(1.0 mmol)和0.083克碘化钠(1.0 mmol),室温搅拌10小时。TLC检测反应结束，加入10毫升饱和氯化铵水溶液淬灭，乙酸乙酯萃取(20 mL X 3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到0.44克海洋天然产物apratoxin E的moCys片段(5，2步收率为87%)。旋光[a ]D20 +10.0° (c = 0.2，CH2C12);核磁共振氢谱虫 NMR (400 MHz,CDC13) δ 7.42-7.41 (m, 6H), 7.31-7.27 (m, 6H)，7.23-7.20 (m, 3H)，5.95-5.85(m, 1H), 5.32-5.21 (m, 2H)，4.55 (d, J = 5.6 Hz, 2H), 4.49 (d, J = 8.8 Hz, 1H)，3.65 (br m, 1H)，2.34 (br, m, 2H)，2.26 (t, J = 7.6 Hz, 2H)，1.80 - 1.62 (m,2H), 1.44 (s, 9H);核磁共振碳谱 13C NMR (75 MHz, CDC13) δ 172.9，155.3，144.7，132.2，129.6，128.1，126.8，118.3，79.4, 66.7,65.3，49.5, 37.2, 31.0, 29.7,28.5;高分辨质谱 HRMS (T0F MS ES+) m/z: Calcd for C32H37N04SNa [M+Na] +: 554.2336.Found: 554.2355.本发明涉及L-谷氨酸的酯化反应、其胺基的Boc保护反应、生成的邻胺基酯的选择性酯基还原反应、生成的邻胺基醇的Mitsunobu环化反应、三苯基硫醇的吖啶开环反应、酯的水解反应和酸的稀丙醚化反应等7步反应，合成海洋天然产物apratoxin E的moCys片段(C27-C30片段)。上述具体实施举例紧是本发明的较佳实例而已，并非是对本发明作其它形式的限制。
【主权项】
1.一种海洋天然产物apratoxin E的moCys片段的合成方法，其特征在于，包括以下合成步骤: a)以L-谷氨酸为原料，经过酸的酯化反应和胺基的Boc保护反应，合成N-BocL_谷氨酸酯； b)N-Boc L-谷氨酸酯经过邻胺基酯的选择性还原反应和邻胺基醇的Mitsunobu环化反应，合成N-Boc吖啶酯； c)N-Boc吖啶酯经过三苯基硫醇的吖啶开环反应、酸的水解反应和酸的烯丙醚化反应，合成海洋天然产物apratoxin E的moCys片段。2.根据权利要求1所述的酸的酯化反应优先选择三甲基氯硅烷/醇反应体系，反应温度为零度到室温。3.根据权利要求1所述的胺基的Boc保护反应优先选择Boc20/Et3N反应体系，反应温度为室温。4.根据权利要求1所述的邻胺基酯的选择性还原反应优先选择NaBH4/MeOH反应体系，反应温度为零度。5.根据权利要求1所述的邻胺基酯的选择性还原反应优先选择DIAD/Ph3P反应体系，反应温度为零度到室温。6.根据权利要求1所述的三苯基硫醇的吖啶开环反应优先选择iBuOK/DMSO反应体系，反应温度为室温。7.根据权利要求1所述的酯的水解反应优先选择以L1H为碱，以THF/H20(3:1)为混合溶剂，反应温度为零度。8.根据权利要求1所述的酸的烯丙醚化反应优先选择以AllylBr/Nal/Cs2C03/DMF，反应温度为室温。
【专利摘要】本发明涉及一种海洋天然产物apratoxin？E的moCys片段的合成方法，属于化学合成领域。本发明以便宜易得的L-谷氨酸为原料，经过酸的酯化反应、胺基的Boc保护反应、邻胺基酯的选择性还原反应、邻胺基醇的Mitsunobu环化反应、三苯基硫醇的吖啶开环反应、酯的水解反应和酸的烯丙醚化反应等7步反应，合成了海洋天然产物apratoxin？E的moCys片段（C27-C30片段）。本发明具有原料便宜易得、总收率高、产物选择性好、适合工业化生产等特点。
【IPC分类】C07C319/20, C07C323/59
【公开号】CN105294519
【申请号】CN201510803709
【发明人】李惠静, 王欢, 吴彦超
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月20日