Nk007的两个光学纯异构体及其合成和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及简称为NK007的两个光学纯异构体及其合成以及它们在抗植物病毒和 调节免疫活性方面的应用。
【背景技术】
[0002]简称为NK007的化合物结构式为：
[0004] 手性是生命过程的基本特征，作为生命活动重要基础的大分子.如核酸、蛋白质、 多糖等均具有手性：当一个手性药物进入生命体时，它的两个对映异构体通常会表现出不 同的生物活性。以前由于对此缺乏认识，人类曾经有过惨痛的教训。例如德国一家制药公司 在上世纪五十年代开发的一种治疗孕妇早期不适的药物一反应停，药效很好，但很快发现 服用了反应停的孕妇生出的婴儿很多是四肢残缺。后来发现反应停中一种构型有致畸作 用，另一种构型无致畸作用，因此研究手性药物的对映体进入生物体内的手性环境及其药 效学，药动学和毒理学方面均存在对映体选择性作用，对临床合理使用手性药物和开发研 制单一异构体的新药具有深远的重要意义。手性药物的生物活性选择性大致分为以下几种 情况:1、一种异构体有显著的治疗作用，另一种异构体无或有很弱的作用:萘普生是临床上 常用的一种抗炎和解热镇痛药，目前主要以S( + )异构体上市，其S( + )异构体的抗炎和解热 镇痛活性约为R(_)异构体的10倍~20倍，因此其R(_)异构体可认为是非活性体，需要先进 行拆分;2、一种异构体有治疗作用，另一种异构体有副作用:L-肉毒碱是从肉中发现的一种 氨基酸，它在人体能量的产生，储藏等方面具有重要的作用，是一种效果不错的心血管病人 的保健药，由于该成分在肉中含量极低，最早是用外消旋体作为代用品，后来发现D-肉毒碱 不但没有作用反而有副作用;3、两种异构体都有治疗作用，但其中一种有副作用:D(-)青酶 胺是代谢性疾病和铅，汞等金属中毒的良好治疗剂，其L(+)对映体虽也具有治疗作用，但由 于有骨髓损伤，嗅觉和视觉衰退以及过敏反应等严重副作用，故临床只能用D(_)青酶胺;4、 一种异构体无治疗作用，但能抵消具有治疗作用的另一种异构体的副作用：茚达立酮是一 种具有促尿酸排泄的利尿药，它的右旋体具有利尿作用也有引起尿潴留的副作用，左旋体 能抵消右旋体所产生的副作用;5、两种异构体有相反的作用:哌西那朵(Picenadol)是一种 阿片受体的激动剂和拮抗剂的独特的麻醉镇痛药，它的右旋体是阿片受体的激动剂，活性 与吗啡相当，而左旋体却是阿片受体的拮抗剂，右旋体的激动作用比左旋体的拮抗作用要 强，外消旋体为激动剂。
[0005] 在农药领域，当今世界使用的商品化农药，大约有25%含有手性中心(Pesticide Science,1996,46:3-9;董慧芬.[硕士研究生学位论文].浙江大学.2013)。在中国，由于拟 除虫菊酯、有机磷等具有手性结构农药的大量使用，这一比例估计超过40% (Chirality， 2009，21:421-427)。在20世纪90年代以前，手性农药被当做单一化合物来研究。现在大量研 究表明，手性农药的生物活性显现出显著的立体特异性，而且活性物质往往存在于一个或 几个异构体中。同时，由于参与代谢的糖类、蛋白质等大分子均具有高度的立体专一性，所 以说手性化合物进入生物体后，其利用度、代谢等均有较大的差异（Toxicological Sciences,2009,110:4-30)〇
[0006]农药是国家农业和国民经济的重要支柱，中国的农药化学行业不断开发出新型的 具有各种生物活性的化合物，旨在开发出具备高利用率、高选择性和高活性的新型农药。进 入新世纪以来，国家越来越重视环境保护，更加提倡绿色化学和绿色农药，这就给农药化学 家提出来一个问题。研究和开发手性农药是绿色农药发展的一条新路径（周珊珊.[博士研 究生学位论文].浙江大学.2009)，因为每个对映体都有系统的熔点、沸点和溶解度等相似 的特征，但是在生物学行为上却有不同的效应(刘一平.[硕士研究生学位论文].湖南农业 大学.2011)。单一手性的农药立体选择性主要体现在对靶标生物的活性和对非靶标生物所 造成的不利影响。同时，使用单一对映体的农药将会降低农药在环境中的残留浓度，以及改 变异构体的残留组成等，进而减轻对环境的压力（生态环境，2008，17:1268-1275)。
[0007]前期工作中，我们课题组从娃儿藤碱的衍生物中优化出了高效的植物病毒病防治 药剂NK007(CN101875657A)。其具有新颖的骨架结构，很好的治疗效果，光稳定性好，水溶性 好和化学合成简单等优点。后续研究我们还发现NK007还具有良好的抗癌活性 (CN102002041A)和抗炎活性(CN101948470A)。但是，NK007为外消旋体，有四个光学异构体， NK007的这四个光学异构体作为新化合物有关它们的抗植物病毒及调节免疫活性还没有报 道。
[0008] 前期工作中我们报道了NK007的制备(王开亮，菲并吲哚里西啶生物碱及其衍生物 的合成与生物活性研究，博士研究生学位论文，南开大学化学学院，2009)，如图1所示。
[0009] 但由菲甲酸5到菲苄醇6的合成以及由10到11的合成过程中都用到了四氢铝锂，成 本高，且在工业化大量生产中有爆炸隐患。由8到9的过程中用到了草酰氯挥发性强，操作时 气味很大，污染环境，而且增加了运输和储存成本。
【发明内容】
[0010] 本发明的NK007的两个光学纯异构体是具有如下所示两个结构的NK007-1和 NK007-2：
[0012]如图2所示为光学异构体的制备方法路线，其中，使用L-苹果酸时得到的产物为NK007-1，使用D-苹果酸时，得到的产物为NK007-2。
[0013]所述的化合物5与硼氢化钠的摩尔比为1:1~1: 2,化合物5与氯化锆的摩尔比为1: 1 ~1:2〇
[0014]所述的化合物8a与固体光气的物质的量比例为1:1~3:1。
[0015] 所述的化合物10a与硼氢化钠的物质的量比例为1:1~1:3,化合物10a与氯化锆的 物质的量比例为1:1~1:2。
[0016] 所述的光学异构体在防治烟草花叶病毒(TMV)病害中的应用。
[0017] 所述的光学异构体在制备调节免疫活性药物中的应用。
[0018] 上述药物制备成丸剂、胶囊剂、片剂或注射剂。
[0019] 所述的光学异构体调节免疫活性的测试方法，该方法用于调节免疫活性药物的筛 选。
[0020] 本发明对图1所示路线进行改进。如图2所示通过条件筛选发现廉价的硼氢化钠一 四氯化锆体系室温条件下就能实现由菲甲酸5到菲苄醇6以及由10a到11a的转化，大大降低 了生产成本。我们以固体光气代替草酰氯实现了由8a到9a的转化降低了运输成本。同时，经 条件尝试我们发现，在室温条件下以甲醇和二氯甲烷做溶剂就能很好的实现由光学纯的生 物碱11a到NK007两种异构体化合物NK007-1和NK007-2的转化。
[0021] 本发明中化合物NK007-1和NK007-2具有很好的抗烟草花叶病毒活性，能够用于治 疗植物病毒病害。本发明中化合物NK007-1和NK007-2具有很好的调节免疫活性，能够用于 制备治疗风湿性关节炎的药物。本发明测试化合物调节免疫活性的方法，能够用于新型关 节炎药物的筛选。
【附图说明】
[0022] 图1是NK007的合成；
[0023] 图 2是NK007-1 和NK007-2 的合成；
[0024] 图3是菲苄醇6的合成；
[0025]图4是化合物9a的合成；
[0026] 图5是化合物11a的合成；
[0027] 图6是由化合物11a合成NK007-1和NK007-2
[0028]图7是脾细胞与空白对照、NK007及其光学异构体在1000ng/mL的LPS溶液中保持24 小时；TNF-α通过ELISA法测定；
[0029]图8是1000ng/mL的LPS引发的脾细胞与ΙΟΟηΜ的空白对照、NK007及其光学异构体 溶液保持24小时;TNF-a通过ELISA法测定；
[0030] 图9是在脾细胞测定条件下，NK007及其光学异构体抑制活性对比；
[0031] 图10是BALB/c小鼠脾细胞用不同剂量的LPS处理并保持24小时；TNF-a通过ELISA法测定；
[0032]图11是LPS滴定.RAW264.7与不同剂量的LPS共同孵育2h，然后再与Golgiplug-块 孵育4h.测定TNF-a;
[0033] 图12是RAW264.7与空白对照和ΙΟΟηΜ的NK007及其光学异构体、CN0004、CN0005共 同孵育2h，然后再与Golgiplug和10ng/mL的LPS-块孵育4h·测定TNF-a;
[0034] 图13是RAW264.7与空白对照和ΙΟΟηΜ的NK007及其光学异构体、CN0004、