專利名稱:作為抗病毒、抗真菌和/或抗腫瘤制劑的六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶類化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及合成鈲鹽生物堿的改良方法,更具體地講涉及鈲類生物堿的Crambescidin/Ptilomycalin科的完整、會聚式的合成。
本發(fā)明是政府資助項目,批準(zhǔn)文號No.NIH NHLBIS(HL-25854),由國家健康學(xué)會(National Institutes of Health)出資。政府可擁有本發(fā)明的某些權(quán)利。
背景技術(shù):
Crambe crambe,一種常見于地中海多礁石沿岸淺灘的外殼鮮紅色的海綿,是一種富含結(jié)構(gòu)新穎、具有生物活性的生物堿(附
圖1)的資源。最值得注意的海洋生物胍天然產(chǎn)物中,附圖1描述的生物堿類,其具有剛性五環(huán)的胍羧酸核,該核連接ω-羥基羧酸、酯或多胺酰胺。此類產(chǎn)物,用ptilomycalin A(化合物1)、crambescidin類(化合物2-6)、celeromycalin和fromiamycalin(化合物10)舉例,它們的特征是結(jié)構(gòu)獨特的五環(huán)鈲鹽核,其具有亞精胺或羥基亞精胺殘基,該殘基由長鏈ω-羥基羧酸間隔基連接。
生物堿,ptilomycalin A,據(jù)Kashman,Kakisawa及同事報告,得自在加勒比海和紅海收集的海綿(Kashman等,J.Am.Chem.Soc.,1989,1118925)。濃度0.2μg/mL的Ptilomycalin A對P388(IC500.1μg/mL)、L1210(IC500.4μg/mL)和KB(IC501.3μg/mL)表現(xiàn)出細胞毒性,對白色念珠菌具有抗真菌活性(MIC 0.8μg/mL)并對1型單純皰疹病毒(HSV-1)具有相當(dāng)?shù)目共《净钚?Overman,L.E.等,出處同上)。最近,已表明ptilomycalin A抑制腦Na+、K+-ATP酶和來自骨骼肌質(zhì)網(wǎng)狀組織的Ca2+-ATP酶,其IC50值分別是2μM和10μM(Ohtani,I.等,Euro.J.Pharm.1996,310,95)。
除了Ptilomycalin A外,已分離了一些其它復(fù)雜的海洋生物堿,其具有氫化吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-羧酸酯部分結(jié)構(gòu),其中包括得自Crambe crambe的13,14,15-isocrambescidin 800、crambescidin 800和crambescidin 816(Jares-Erijman等,J.Org.Chem.1991,565712-5715;Jares-Erigman等,J.Org.Chem.1993,584805-4808;Tavares等,Biochem.Syst.Ecol.,1994,22645-646;Berlinck等,J.Nat.Prod.1993,56,1007-10015)。
Ptilomycalin A及crambescidin類的若干成員表現(xiàn)出實質(zhì)性的抗腫瘤、抗病毒和抗真菌活性。已描述了Crambescidin生物堿用于抑制鈣離子通道(Jares-Erijman,等,J.Org.Chem.1993,584805);抑制Na+、K+和Ca2+-ATP酶(Ohizumi等,Eur.J.Pharmacol.,1996,31095)。據(jù)報告Batzelladine生物堿,例如batzelladine B和D(附圖1,Patil等,J.Org.Chem.,1995,601182;Patil等,J.Org.Chem.,1997,621814;及Patil等,J.Nat.Prod.,1997,60704),調(diào)節(jié)對免疫應(yīng)答來說很重要的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間的相互作用(Patil等,1995和J.Org.Chem.,1997,出處同上)。
由于其含量很低,13,14,15-isocrambescidin 800尚沒有進行廣泛的篩選,雖然據(jù)報告其對L-1210細胞的細胞毒性小于其它crambescidin(Jares-Erijman等,J.Org.Chem.,1993,584805-4808,出處同上)。
crambescidin生物堿的確定結(jié)構(gòu)特征是五環(huán)胍單元,其通過直鏈ω-羥基羧酸與亞精胺或羥基亞精胺單元連接。深入的NMR研究顯示crambescidin 800、crambescidin 816和ptilomycalin A的五環(huán)核的相對立體化學(xué)是一致的(Jares-Erijman等,出處同上和Tavares等,出處同上),而13,14,15-isocrambescidin 800較crambescidin類的其它成員而言在C13、C14和C15位置發(fā)生差向異構(gòu)(Jares-Erijman等,J.Org.Chem.,1993,出處同上,和Berlinck等,J.Nat.Prod.,出處同上)。13,14,15-isocramescidin 800和crambescidin 816的胍部分的絕對構(gòu)型是通過將這些生物堿的氧雜環(huán)庚烯環(huán)氧化降解得到(S)-2-羥基丁酸建立的(Jares-Erijman等,J.Org.Chem.,1993,出處同上),而crambescidin 816的羥基亞精胺單元的絕對構(gòu)型是用Mosher方法確定的(Berlinck等,出處同上,和Dale等,J.Am.Chem.Soc.,1973,95512-519)。由于13,14,15-isocrambescidin 800的羥基亞精胺片段的1H NMR和13C NMR化學(xué)位移幾乎等于2和3的,故以推測所有的Crambescidin在C43位的立體化學(xué)是相同的(Berlinck等,出處同上)。
顯然在所述生物堿化合物(附圖1)中,出現(xiàn)了氫化吡咯并[1,2c]嘧啶單元,其中氫原子與側(cè)面吡咯烷氮原子的關(guān)系是順式或反式。
在1893年,Biginelli報告了通過縮合乙?;宜嵋阴?、芳族醛和脲來合成二氫嘧啶類(Biginelli,P.,Gazz.Chem.Ital.,1893,23360(1893)。由于Biginelli的公開內(nèi)容,對所有三個反應(yīng)原料進行變化,合成了一系列官能化的二氫嘧啶及類似物(Kappe,C.O.,Tetrahedron,496937(1993)。在1993年,我們報告了“系鏈(tethered)Biginelli”縮合反應(yīng)的價值并證明當(dāng)在Knoevenagel條件下促進脫水縮合反應(yīng)時優(yōu)先完成次甲基氫原子的順式取向,形成順-1-氧代六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶產(chǎn)物(Overman等,J.Org.Chem.,1993,583235-3237)。這些反應(yīng)代表了Biginelli反應(yīng)在立體控制的有機合成中的首次應(yīng)用。已證實系鏈Biginelli縮合反應(yīng)是構(gòu)建Crambescidin(Overman等,J.Am.Chem.Soc.,1995,117265)和batzelladine生物堿(Franklin等,J.Org.Chem.,1999,626379)的有力的反應(yīng)。最近報告用縮醛代替烯烴生成了Biginelli環(huán)化反應(yīng)的醛原料(Cohen等,Organic Letters,1999,V1 N132169-2172)。
在1995年,報告了(-)-Ptilomycalin A的對映異構(gòu)選擇性全合成方法(Overman等,J.Am.Chem.Soc.,1172657(1995)),這是作為Crambescidin生物堿類一員的首次全合成。
還需要具有生物活性如抗真菌、抗病毒和/或抗腫瘤活性的生物堿化合物的完全、會聚式合成的改良方法。
發(fā)明概述因此,本發(fā)明提供了用作抗真菌、抗病毒和/或抗腫瘤活性的治療劑的鈲鹽生物堿化合物的會聚式、完全的對映異構(gòu)選擇性合成的改良方法,所述鈲鹽生物堿化合物包括具有順式-或反式-1-氧代-和1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶單元的化合物,如13,14,15-Isocrambescidin 800、Crambescidin 800和Ptilomycalin A。
本發(fā)明的化合物可以由下列結(jié)構(gòu)式表示化合物I-V 其中R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
化合物IA-VA 化合物VI-X 其中,R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=O-、OH、OG1、亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,其中G1=羧酸保護基而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
本發(fā)明的方法使用會聚式策略來獲得本發(fā)明的化合物。
附圖的簡要描述附圖1描述了得自海洋有機體的五環(huán)海洋胍生物堿。
附圖2描述了Ptilomycalin A/Crambescidin核的分子機械模型。
附圖3描述了由本發(fā)明方法制備的具有反式立體化學(xué)結(jié)構(gòu)的六氫吡咯并嘧啶(化合物B)。
附圖4舉例說明了用本發(fā)明的方法如以下實施例I所述進行的系鏈脲基醛的Biginelli縮合反應(yīng)。
附圖5是制備化合物23-24的合成方案,如下述實施例I所述。
附圖6是制備化合物25-28的合成方案,如下述實施例I所述。
附圖7表示在Knoevenagel條件下對系鏈Bignelli縮合反應(yīng)的兩種假設(shè)(Y=OH或NR2)。
附圖8舉例說明了化合物37-43的合成,如以下實施例II所述。
附圖9描述了合成Ptilomycalin A(化合物46和47)的反應(yīng),如以下實施例II所述。
附圖10描述了化合物49至53的合成,如以下實施例II所述。
附圖11描述了化合物54至56的合成,如以下實施例II所述。
附圖12舉例說明了由化合物57和59合成化合物58和54,如以下實施例II所述.。
附圖13舉例說明了化合物61-68和Ptilomycalin A的合成,如以下實施例II所述。
附圖14是顯示在形成氧雜環(huán)庚烯(oxepene)環(huán)中軸向加成的預(yù)期優(yōu)先性的模型,如以下實施例II所述。
附圖15描述了Crambescidin 800(化合物2)和化合物71-75的合成,如以下實施例III所述。
附圖16描述了化合物76至80的合成,如以下實施例III所述。
附圖17描述了化合物81至84的合成,如以下實施例III所述。
附圖18描述了化合物85至88的合成,如以下實施例III所述。
附圖19描述了化合物89至93,及化合物2(Crambescidin800)的合成,如以下實施例III所述。
附圖20是13,14,15-Isocrambescidin 800核和Ptilomycalin A/Crambescidin核的分子機械模型,如以下實施例IV所述。
附圖21是Isocrambescidin核的逆合成分析,如下文實施例IV所述。
附圖22描述了化合物99-103的合成,如以下實施例IV所述。
附圖23描述了化合物105a-106的合成,如以下實施例IV所述。
附圖24顯示了(-)-Ptilomycalin A合成中的五環(huán)中間體,如下文實施例IVI所述。
附圖25顯示了通過化合物108a和108b合成化合物105a和105b,如以下實施例IV所述。
附圖26顯示了Isocrambescidin 800(化合物2)的合成,如下文實施例IV所述。
附圖27描述了制備化合物114-116,如以下實施例IV所述。
附圖28描述了化合物117的合成,如以下實施例IV所述。
附圖29顯示了化合物10和117的Mosher衍生物的數(shù)據(jù),如下文實施例IV所述。
附圖30是顯示的脒基醛和β-酮基酯之間的Biginelli縮合反應(yīng)方案,其中得到1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶中間體(其與吡咯烷環(huán)是反式關(guān)系),于是提供了構(gòu)建Isocrambescidin核的方法。
附圖31是如下文實施例V所述,4個五環(huán)胍單元的甲酯類似物的三維模型。模型中只指出了與劃線取向一致的重原子;模型還顯示了伸出胍單元背部取向的氫原子。
附圖32是顯示脒基醛(或縮醛胺(aminal))和β-酮基酯之間的Biginelli縮合反應(yīng)方案,其中得到1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶中間體,其與吡咯烷環(huán)約呈反式關(guān)系,因此提供了構(gòu)建Isocrambescidin核的方法。
附圖33顯示了Isocrambescidin 800(化合物10)的五環(huán)核的逆合成,如下文實施例V所述。
附圖34描述了化合物134的合成,如下文實施例V所述。
附圖35描述了五環(huán)135的形成,如下文實施例V所述。
附圖36描述了用對甲苯磺酸吡啶鎓形成五環(huán)135,如下文實施例V所述。
附圖37描述了用HCl形成五環(huán)135,如下文實施例V所述。
附圖38描述了139的甲酯類似物的模型,其中顯示了氫化吡喃環(huán)的兩種椅式構(gòu)型。在構(gòu)型A中,甲基是軸向的而在構(gòu)型B中是平伏的。
附圖39描述了用DCl形成五環(huán)135b,如下文實施例V所述。
附圖40描述了化合物141-143的形成,如下文實施例V所述。
附圖41描述了由化合物138形成化合物141-143,如下文實施例V所述。
附圖42描述了化合物145-146的形成,如下文實施例V所述。
附圖43描述了化合物141-147的形成,如下文實施例V所述。
附圖44描述了化合物10和147的Mosher衍生物的F-19 NMR數(shù)據(jù),如下文實施例V所述。
附圖45描述了五環(huán)胍異構(gòu)體的相對能量,如下文實施例V所述。
附圖46是改良的對映異構(gòu)選擇性全合成方法的示意圖。
附圖47是系鏈Biginelli縮合反應(yīng)的示意圖。
附圖48是化合物152的改良的合成方法。
附圖49是制備對映體純的碘化物化合物166的示意圖,如下文實施例VI所述。
附圖50是C(1)-C(7)片斷與三環(huán)中間體偶聯(lián)的示意圖,如下文實施例VI所述。
附圖51是制備五環(huán)酸的示意圖,如下文實施例VI所述。
附圖52用改良的方法制備五環(huán)酸的示意圖,如下文實施例VII所述。
附圖53是顯示合成化合物180至183的流程圖,如下文實施例VII所述。
附圖54描述了化合物185-189的合成,如下文實施例VII所述。
附圖55描述了化合物194的合成,如下文實施例VII所述。
附圖56是Ptilomycalin A平均圖譜反應(yīng),如下文實施例VIII所述。
附圖57是Isocrambescidin 800三鹽酸鹽的平均圖譜反應(yīng),如下文實施例VIII所述。
附圖58是三乙酰基crambescidin 800氯化物的平均圖譜反應(yīng),如下文實施例VIII所述。
附圖59是Crambescidin 657鹽酸鹽的平均圖譜反應(yīng),如下文實施例VIII所述。
附圖60是Crambescidin 800三鹽酸鹽的平均圖譜反應(yīng),如下文實施例VIII所述。
附圖61是三乙?;鵬socrambescidin 800氯化物的平均圖譜反應(yīng),如下文實施例VIII所述。
附圖62是13-Epiptilomycalin A的平均圖譜反應(yīng),如下文實施例VIII所述。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了鈲鹽生物堿和同類物(congeners)以會聚式方式用系鏈Biginelli反應(yīng)進行對映異構(gòu)選擇性全合成的方法。本發(fā)明使Crambescidin/Ptilomycalin A和Isocrambescidin的五環(huán)核的所有重原子在一個關(guān)鍵步驟中構(gòu)建。所制備的化合物可以用已知方法進行藥理學(xué)篩選,以確定具有所需生物治療活性的化合物,例如,作為抗病毒劑、抗真菌劑和/或抗腫瘤劑。
為了合成本發(fā)明的化合物,開發(fā)了在系鏈Biginelli縮合反應(yīng)中控制立體選擇性的方法,以合成1-氧代和1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶類的順式或反式立體異構(gòu)體。
本發(fā)明還提供了制備五環(huán)酸(例如,附圖1的化合物7)和前體烯丙基酯(例如,附圖1的化合物8)中間體的方法,這樣就能制備不能通過降解海綿提取物得到的類似物(Kashman,Y.等,J.Am.Chem.Soc.1989,111,8925;Ohtani,I.等,J.Am.Chem.Soc.1992,l14,8472;Jares-Erijman,E.A.等,J.Org.Chem.1991,56,5712)。預(yù)計這些類似物將顯示出改善的藥理學(xué)性質(zhì)。
本發(fā)明涉及通式如下的化合物 其中R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
在一個實施方案中R=H而X=Cl-。
在另一個實施方案中R=烯丙基而X=Cl-。
在另一個實施方案中R=(CH2)15CO2H而X=Cl-。
本發(fā)明包括制備這些化合物的方法。在制備下式化合物I的方法中
其中R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子,下式的化合物 其中G=羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或和ω-烷氧基羧酸酯,而Y=醇保護基,與下式的化合物反應(yīng) 其中X2=O或酮基保護基,Z=烯基或羰基保護基,P=醇保護基,而Q=氨基羰基,以制備下式的化合物 其中X2=O或酮保護基,P=醇保護基,而R=羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,其隨后通過脫保護、加入氨并環(huán)化轉(zhuǎn)變?yōu)槲瀛h(huán)化合物。
另一個實施方案是通過將在化合物I的碳-14的立體中心差向異構(gòu)化制備化合物II的方法
其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
在另一個實施方案中,制備化合物IV和V的方法 其中R=H、羧酸保護基,ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子,該方法通過化合物 其中G=羧酸保護基,ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而Y=醇保護基,與如下化合物反應(yīng) 其中X2=O或酮保護基,Z=烯基或羰基保護基,P=醇保護基,而Q=脒基,制備了下式的化合物 其中X2=O或酮保護基,P=醇保護基,R=羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,其接著通過脫保護和環(huán)化轉(zhuǎn)變?yōu)镮V和V。
另一個實施方案是通過將化合物IV的碳-14和碳-15的立體中心差向異構(gòu)化制備化合物III的方法 其中R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
合成有機化合物所用保護基和方法是本領(lǐng)域熟知的(《有機合成中的保護基》(Protective Groups in Organic Synthesis),第2版,T.W.Greene,P.G.M.Wuts,J.Wiley and Sons,Inc.New York,1991)。
羧酸保護基可以選自下列基團,包括但不限于酯和酰胺。
醇保護基可以選自下列基團,包括但不限于醚基,甲硅烷基保護基,如TIPS、TBDMS、SEM、THP、TES、TMS,或酯基,如乙酸酯、苯甲酸酯和間三甲基苯甲酸酯(mesitoate)。
羰基保護基可以選自下列基團,包括但不限于醚、環(huán)或無環(huán)族縮醛、縮酮、酮縮硫醇或硫縮醛。
胺保護基可以選自下列基團,包括但不限于N-烷基,如芐基,甲基、N-甲硅烷基,N-酰基,N-氨基甲酸酯。
本發(fā)明還提供了通式如下的化合物
另一個實施方案是化合物I-A至V-A的制備方法,它們可以按照制備化合物I至V的方法分別制備,并包括了除去羧酸保護基(R)或?qū)Ⅳ人崦摫Wo的附加步驟。
此外,本發(fā)明提供了下式的化合物 其中,R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=O-、OH、OG1、亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,其中G1=羧酸保護基而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
制備化合物VI-X的方法按照化合物I的制備方法制備化合物VI,其中R是下式所描述的ω-烷氧基羧酸
其中R1=任何烷基,芳基或被取代的烷基,并包括以上結(jié)構(gòu)式的五環(huán)化合物與被保護的亞精胺或被保護的被取代的亞精胺反應(yīng),且隨后脫保護以制備VI的附加步驟。
按照制備化合物II的方法制備化合物VII,其中R是下式所描述的ω-烷氧基羧酸 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,并包括以上結(jié)構(gòu)式的五環(huán)化合物與被保護的亞精胺或被保護的被取代的亞精胺反應(yīng),且隨后脫保護以制備VII的附加步驟。
按照制備化合物III的方法制備化合物VIII,其中R是下式所描述的ω-烷氧基羧酸 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,并包括以上結(jié)構(gòu)式的五環(huán)化合物與被保護的亞精胺或被保護的被取代的亞精胺反應(yīng),且隨后脫保護以制備VIII的附加步驟。
按照制備化合物IV的方法制備化合物IX,其中R是下式所描述的ω-烷氧基羧酸 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,并包括以上結(jié)構(gòu)式的五環(huán)化合物與被保護的亞精胺或被保護的被取代的亞精胺反應(yīng),且隨后脫保護以制備IX的附加步驟。
按照制備化合物V的方法制備化合物X,其中R是下式所描述的ω-烷氧基羧酸 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,并包括以上結(jié)構(gòu)式的五環(huán)化合物與被保護的亞精胺或被保護的被取代的亞精胺反應(yīng),且隨后脫保護以制備X的附加步驟。
只要適用,本發(fā)明的化合物包括所述化合物的幾何異構(gòu)體或旋光異構(gòu)體或其外消旋混合物。
藥物可接受的相反離子可以選自如下醋酸根、己二酸根、藻酸根、天冬氨酸根、苯甲酸根、苯磺酸根、硫酸氫根、丁酸根、枸櫞酸根、樟腦酸根、樟腦磺酸根、環(huán)戊丙酸根、二葡萄糖酸根、十二烷基硫酸根、乙磺酸根、富馬酸根、葡萄庚糖酸、甘油磷酸根、半硫酸根、庚酸根、己酸根、鹽酸根、氫溴酸根、氫碘酸根、2-羥基乙磺酸根、乳酸根、馬來酸根、甲磺酸根、2-萘磺酸根、煙酸根、草酸根、雙羥萘酸根、果膠酯酸根、過硫酸根、3-苯基丙酸根、苦味酸根、新戊酸根、丙酸根、琥珀酸根、酒石酸根、硫氰酸根、甲苯磺酸根和十一烷酸根。
本發(fā)明的化合物可以作為抗病毒劑、抗真菌劑和/或抗腫瘤劑用于治療。在這些應(yīng)用中,這些化合物可以靜脈內(nèi)、肌肉內(nèi)、局部、借助皮膚貼劑透皮、頰部、以栓劑形式或口服來給人或其它動物使用。給人和動物用藥的組合物可以存在多種劑型,包括但不限于液體溶液劑或混懸劑、片劑、丸劑、散劑、栓劑、聚合物微膠囊或微載體、質(zhì)脂體、可注射或輸液的溶液劑、顆粒劑、滅菌非腸道給藥溶液劑或混懸劑、口服溶液劑或混懸劑、含適量所述化合物的水包油和油包水乳液、栓劑以及流體混懸劑或溶液劑形式。優(yōu)選的劑型視給藥方式和治療應(yīng)用而定。
對于口服給藥,可以制備固體或液體單位劑型。為了制備固體組合物如片劑,可以將所述化合物與常規(guī)組分如滑石、硬脂酸鎂、磷酸二鈣、硅鋁酸鎂、硫酸鈣、淀粉、乳糖、阿拉伯膠、甲基纖維素以及功能類似的作為藥物稀釋劑或載體的物質(zhì)混合。可以通過將所述化合物與惰性藥物稀釋劑混合并將該混合物填充入適當(dāng)大小的硬明膠膠囊中來制備膠囊。通過用植物油、輕質(zhì)液體凡士林或其它惰性油機器包囊所述化合物的漿來制備軟明膠膠囊。
口服給藥劑型包括糖漿、酏劑和混懸劑。這些劑型可以與糖、芳香矯味劑和防腐劑一起溶解于含水載體中形成糖漿??梢杂煤d體借助于助懸劑如阿拉伯膠、黃茋膠、甲基纖維素等來制備混懸劑。
對于非腸道給藥,可以用所述化合物和滅菌載體制備液體單位劑型。在制備溶液過程中,可以將所述化合物溶解于注射用載體中,并在填充入適宜的小瓶或安瓿前過濾除菌,并密封。可以將輔劑如局麻藥、防腐劑和緩沖劑溶解于所述載體中。填充入小瓶中以后可以將所述組合物冷凍,并真空下除去水分。然后,可以將凍干粉密封于小瓶中并在使用前重新溶解或分散。
本發(fā)明分子的最有效給藥方式和劑量方案依賴于疾病的嚴(yán)重性和病程、患者的健康狀況及對治療的反應(yīng)以及主治醫(yī)的診斷。因此,這些分子的劑量應(yīng)隨個體患者進行調(diào)節(jié)。
調(diào)整劑量方案和/或給藥方式可以使本發(fā)明的化合物獲得最佳的抗病毒、抗真菌或抗腫瘤效果。
本發(fā)明化合物在治療中的效果可以通過已知方法評價。例如,這些化合物作為抗腫瘤劑的效果可以通過腫瘤活組織檢查或非侵入性方法評估,以確定腫瘤生長的抑制。類似地,化合物作為抗病毒或抗真菌劑的效果可以用標(biāo)準(zhǔn)方法確定,如檢測病毒顆?;蛘婢毎麛?shù)量或者病毒或真菌感染細胞的數(shù)量的降低的分析方法。
下列實施例用來舉例說明本發(fā)明并幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員實施并使用本發(fā)明。這些實施例不是用來以任何方式另行限制本發(fā)明的范圍的。
實施例I合成順式-或反式-1-氧代和1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶類化合物此實施例描述了系鏈Biginelli縮合反應(yīng)的立體選擇性的控制方法。親電性反應(yīng)組分的改良使其能夠使用具有順式或反式立體化學(xué)構(gòu)型的六氫吡咯并嘧啶類(附圖3的化合物10)。
材料和方法化合物12-18的合成方法描述于附圖4,化合物21-24的合成方法描述于附圖5,化合物25-28的合成方法描述于附圖6。所用合成方法如在先所公開的內(nèi)容并是本領(lǐng)域已知的,例如,Minor和Overman,J.Org.Chem.,1997,626379,將其引入本文作為參考。
合成(R)-芐氧基-7-甲基辛-6-烯-3-醇(化合物12)(R)-甲基-3-羥基-7-甲基-6-辛烯酸酯(Kitamuram等,Org.Synth.,1992 711)(21.5g,0.115mol)和Et2O(100mL)的溶液滴加到LiAlH4(6.8g,0.18mol)和乙醚(0.5L)的0℃懸浮液中。1小時后,依次加入H2O(6.8mL)、3M NaOH(6.8mL)和H2O(20.4mL)。將所得混合物通過硅藻土板過濾,濃縮此濾液,并將所得油狀物在硅膠上純化(1∶1己烷-EtOAc)得到13.8g(76%)的(R)-7-甲基辛-6-烯-1,3-二醇,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.04-5.08(m,1H)3.82(s,2H)3.68-3.79(m,3H)1.97-2.05(m,2H)1.59-1.67(m,4H)1.54-1.60(m,4H)1.40-1.48(m,2H);13C NMR(125MHz,CDCl3)131.8,123.8,70.8,60.7,38.3,37.5,25.5,24.1,17.5ppm;IR(薄膜)3356cm-1;[α]23D+3.5,[α]23577+4.5,[α]23546+4.7,[α]23425+7.3,[α]23405+8.1,(c1.2,CHCl3)。元素分析理論值C9H18O2C,68.31;H,11.47。實測值C,68.09;H,11.54。
將(R)-7-甲基辛-6-烯-1,3-二醇(7.00g,44.3mmol)和DMF(80mL)的溶液滴加到NaH(3.20g,133mmol,先用己烷3×50mL洗滌)和DMF(130mL)的-40℃懸浮液中。15分鐘后,加入芐基溴(5.30mL,44.3mmol),并在1小時內(nèi)將此反應(yīng)升溫至-10℃。通過倒入到飽和氯化銨水溶液(300mL)中停止此反應(yīng),并將所得混合物用Et2O(4×150mL)萃取。合并的有機層用鹽水(50mL)洗滌,干燥(硫酸鎂),并過濾,并濃縮此濾液。將此粗品油狀物在硅膠上純化(9∶1己烷-EtOAc至4∶1己烷-EtOAc)得到7.74g(71%)的12,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.32-7.36(m,4H)7.26-7.31(m,1H)5.14-5.17(m,1H)4.51(s,2H)3.78-3.83(m,1H)3.66-3.73(m,1H)3.62-3.65(m,1H)3.04(s,1H)2.05-2.16(m,2H)1.73-1.77(m,2H)1.71(s,3H)1.63(s,3H)1.44-1.57(m,2H);13C NMR(125MHz,CDCl3)137.8,131.5,128.2,127.5,127.4,124.0,73.0,70.4,68.8,37.3,36.3,25.5,24.0,17.5ppm;IR(薄膜)3443cm-1;[α]23D+13.0,[α]23577+13.9,[α]23546+15.6,[α]23435+26.5,[α]23405+31.3(c1.4,CHCl3)。元素分析理論值C16H24O2C,77.38;H,9.74。實測值C,77.25;H,9.74。
合成(S)-3-氨基-1-芐氧基-7-甲基-6-辛烯(化合物13)在0℃下,將偶氮二羧酸二乙酯(4.12g,23.7mmol)滴加到13(5.05g,20.3mmol)、Ph3P(6.22g,23.7mmol)、HN3(12mL,2.0M在甲苯中)和甲苯(75mL)的溶液中。15分鐘后,加入己烷(0.2L),將所得混合物通過硅膠塞過濾(此塞用30mL的己烷洗滌),并將此洗脫液濃縮得到粗品疊氮化物,為淡黃色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用。
將此粗品疊氮化物和Et2O(20mL)的溶液滴加到LiAlH4(0.91g,24.0mmol)和乙醚(100mL)的攪拌的、0℃懸浮液中,并在15分鐘后將此反應(yīng)升溫至室溫。1小時后,將此反應(yīng)冷卻至0℃,并依次加入H2O(1mL)、3M NaOH(1mL)和H2O(3mL)。將所得混合物通過硅藻土板過濾,并濃縮此濾液得到4.53g(90%)的胺13,為無色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.35-7.38(m,4H)7.27-7.32(m,1H)5.11-5.14(m,1H)4.52(s,2H)3.56-3.65(m,2H)2.88-2.95(m,1H)2.00-2.12(m,2H)1.74-1.82(m,1H)1.70(s,3H)1.62(s,3H)1.42-1.60(m,2H)1.21-1.37(m,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)138.4,131.5,128.3,127.5,127.4,124.1,72.9,68.1,48.8,38.4,37.6,25.6,24.6,17.6ppm;IR(薄膜)3366cm-1;[α]23D-3.3,[α]23577-2.7,[α]23546-3.2,[α]23435-4.9,[α]23405-6.3(c1.0,CHCl3)。元素分析理論值C16H25NO-HCIC,67.71;H,9.23;N,4.93。實測值C,67.68;H,9.27;N,5.00。
合成(S)-1-芐氧基-7-甲基-3-脲基-6-辛烯(化合物14b)室溫下將三甲基甲硅烷基異氰酸酯(0.90mL,6.7mmol)加入到粗品13(1.15g,4.65mmol)和i-PrOH(7mL)的溶液中。4小時后,濃縮此反應(yīng),并將所得油狀物在硅膠上純化(3∶1己烷-EtOAc至EtOAc)得到873mg(65%)的14b,為無色固體mp79-81℃;1HNMR(500MHz,CDCl3)δ7.27-7.36(m,5H)5.45(s,1H)5.08-5.11(m,1H)5.93(s,2H)4.94(s,2H)3.53-3.63(m,3H)2.05(m,2H)1.83-1.90(m,1H)1.69(s,3H)1.60(m,4H)1.42-1.54(m,2H);13C NMR(125MHz,CDCl3)159.4,138.0,131.8,128.3,127.6,127.5,123.6,72.9,67.3,47.9,35.7,35.3,25.6,24.4,17.6ppm;IR(薄膜)3340,1653,1602cm-1;[α]23D+16.0,[α]23577+17.3,[α]23546+19.6,[α]23435+34.5,[α]23405+42.6(c1.0,CHCl3)。元素分析理論值C17H26N2O2C,70.31;H,9.02;N,9.65。實測值C,70.39;H,9.09;N,9.55。
將化合物14a用臭氧轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g體1a在-78℃下將臭氧通入脲14a(120mg,0.60mmol)、CH2Cl2(5mL)和MeOH(1mL)的溶液中直到此溶液飽和(出現(xiàn)藍色并持續(xù)10分鐘)。然后將氮氣通過此溶液以除去過量的臭氧,加入Ph3P-聚苯乙烯(550mg,3mmol P/g樹脂),并讓此反應(yīng)升溫至室溫。2小時后,將此反應(yīng)混合物過濾,將醋酸嗎啉(140mg,0.90mmol)加入到此濾液中,并將所得溶液濃縮得到無色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用。
在Knoevenagel條件下進行Biginelli縮合反應(yīng)的代表性方法將化合物1a轉(zhuǎn)變?yōu)?7和18a的方法將粗品縮醛胺la(0.60mmol)、乙?;宜崞S基酯(0.16mL,0.90mmol)、醋酸嗎啉(140mg,0.90mmol)和2,2,2-三氟乙醇(0.6mL)的溶液在60℃維持2天。冷卻至室溫后,此反應(yīng)Et2O(20mL)和50%氯化銨水溶液(5mL)在之間分配。分層,將此有機層干燥(硫酸鎂)并過濾,并濃縮此濾液。將所得油狀物在硅膠上純化(2∶1己烷-EtOAc至1∶1己烷-EtOAc)得到126mg(64%)的17a和32mg(16%)的18a。
(4aR,7S)-7-(2-羥乙基)-3-甲基-1-氧代-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(17a)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.67(s,1H)7.29-7.35(m,5H)5.10-5.20(m,2H)4.25(dd,J=11.3,4.7Hz,1H)4.11(dd,J=13.8,8.2Hz,1H)3.84(s,1H)3.56(m,2H)2.43-2.48(m,1H)2.22(s,3H)2.02-2.08(m,1H)1.81-1.87(m,1H)1.65-1.74(m,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)165.6,154.9,149.3,135.9,128.5,128.3,1.28.1,102.2,65.9,59.0,58.4,52.2,39.3,30.6,29.8,18.0ppm;IR(薄膜)3356,1707,1673,1627cm-1;[α]D23-26.5,[α]23577-26.8,[α]23546-37.1,[α]23435-119,[α]23405-184(c1.00,CHCl3);HRMS(CI)m/z 331.1657(MH,331.1658理論值C18H23N2O4)。
(4aS,7S)-7-(2-羥乙基)-3-甲基-1-氧代-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(18a)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.40(s,1H)7.30-7.38(m,5H)5.12-5.22(m,2H)4.42(m,1H)4.35(dd,J=10.2,4.5Hz,1H)4.33-4.44(br s,1H)3.60(m,2H)2.40-2.45(m,1H)2.45(s,3H)2.06-2.10(m,1H)1.76-1.84(m,1H)1.39-1.55(m,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)165.8,153.0,146.0,136.1,128.6,128.6,128.1,99.1,65.9,58.9,57.3,53.6,38.3,34.9,28.2,18.3ppm;IR(薄膜)3377,3232,1713,1682,1633cm-1;[α]23D-29.2,[α]23577-29.0,[α]23546-31.0,[α]23435-30.2(c1.05,CHCl3);HRMS(CI)m/z331.1629(MH,331.1658理論值C18H23N2O4)。元素分析理論值C18H22N2O4C,65.44;H,6.71;N,8.48。
通過二羥基化和1,2-二醇裂解產(chǎn)生系鏈Biginelli前體的代表性方法,將14b轉(zhuǎn)變?yōu)?5將四氧化鋨(0.4mL,0.1M在叔丁醇中)加入到14b(120mg,0.41mmol)、N-甲基嗎啉N-氧化物(230mg,1.96mmol)、吡啶(30mL,0.4mmol)和10∶1 THF-H2O(8mL)的溶液中。30分鐘后,加入硅酸鎂載體(1g)、NaHSO3(1g)和EtOAc(20mL),并攪拌所得混合物。30分鐘后,將此反應(yīng)混合物過濾,并濃縮此濾液得到相應(yīng)的1,2-二醇,為無色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用。
室溫下將此粗品二醇、Pb(OAc)4(0.21g,0.48mmol)和CH2Cl2(8mL)的溶液維持30分鐘。此反應(yīng)混合物再通過硅藻土塞過濾,將醋酸嗎啉(92mg,0.62mmol)加入到此濾液中,并濃縮此溶液得到粗品縮醛胺15,為淡黃色油狀物(Garigipati等,J.Am.Chem.Soc.,1985,1077790)。
在Knoevenagel Biginelli條件下將化合物15轉(zhuǎn)變?yōu)?7b和18b按照Knoevenagel條件下Biginelli縮合反應(yīng)的代表性方法,粗品縮醛胺15(0.41mmol)與16縮合,并將粗產(chǎn)物在硅膠上純化(2∶1己烷-EtOAc to 1∶1己烷-EtOAc)得到140mg(81%)17b和18b的4∶1混合物。通過中壓液相色譜(MPLC)在硅膠上分離異構(gòu)體(2∶1己烷-EtOAc至1∶1己烷-EtOAc)。
(4aR,7S)-7-(2-芐氧基乙基)-3-甲基-1-氧代-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(17b)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.21(s,1H)7.25-7.38(m,10H)5.11-5.21(m,2H)4.43-4.53(m,2H)4.28-4.31(m,1H)3.98-4.02(m,1H)3.51-3.55(m,2H)2.43-2.48(m,1H)2.22-2.28(m,1H)2.20(s,3H)1.86-1.95(m,2H)1.74-1.78(m,1H)1.61-1.66(m,1H);13CNMR(125MHz,CDCl3)165.9,152.7,148.9,138.4,136.1,128.5,128.3,128.3,128.1,127.5,127.4,101.4,72.6,67.8,65.8,58.0,54.4,33.4,30.6,28.9,18.2ppm;IR(薄膜)1682,1633cm-1;[α]23D-18.7,[α]23577-20.3,[α]23546-25.0,[α]23435-71.7,[α]23405-108(c1.4,CHCl3)。元素分析理論值C25H28N2O4C,71.41;H,6.71;N,6.66。實測值C,71.31;H,6.80;N,6.69。
(4aS,7S)-7-(2-芐氧基乙基)-3-甲基-1-氧代-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(18b)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.94(s,1H)7.33-7.40(m,9H)7.26-7.32(m,1H)5.14-5.24(m,2H)4.47-4.56(m,2H)4.33-4.41(m,2H)3.60-3.62(m,2H)2.42-2.47(m,1H)2.26(s,3H)2.00-2.12(m,2H)1.73-1.79(m,1H)1.44-1.55(m,2H);13C NMR(125MHz,CDCl3)166.0,151.8,147.1,138.4,136.3,128.4,128.2,128.0,127.9,127.5,127.4,98.2,72.8,67.7,65.5,57.2,54.6,35.2,34.8,28.1,18.2ppm;IR(薄膜)1681,1640cm-1;[α]23D-37.5,[α]23577-37.0,[α]23546-39.7,[α]23435-34.5,[α]23405-14.1(c1.0,CHCl3)。元素分析理論值C25H28N2O4C,71.41;H,6.71;N,6.66。實測值C,71.30;H,6.73;N,6.59。
在PPE存在下Bisinelli縮合反應(yīng)的代表性方法,將化合物14b轉(zhuǎn)變?yōu)?7b和18b按照烯烴二羥基化的一般方法和1,2-二醇裂解的方法將脲14b(115mg,0.400mmol)轉(zhuǎn)變?yōu)?5。所得粗品縮醛胺15、乙?;宜崞S基酯(110mg,0.59mmol)、聚磷酸酯(0.2mL)和CH2Cl2(0.2mL)的溶液室溫下維持2天.然后通過加入Et2O(20mL)和50%碳酸氫鈉水溶液(5mL)停止反應(yīng)。分層,將此有機層干燥(硫酸鎂)并過濾,并濃縮此濾液。將所得油狀物在硅膠上純化(2∶1己烷-EtOAc至1∶1己烷-EtOAc)得到101mg(60%)的18b和17b的4∶1混合物。
(4aS,7S)-7-(2-羥乙基)-1-亞氨基-3-甲基-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯臨氫重整生成物(化合物23)按照Bernatowicz的總方法(Bernatowicz等,J.Org.Chem.1992,572497),將(S)-3-氨基-7-甲基-6-辛烯醇(Overman等,J.Am.Chem.1995,1172657)(0.95g,6.0mmol)、1H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(0.95g,6.1mmol)、i-Pr2EtN(1.1mL,6.3mmol)和DMF(2.7mL)的溶液在60℃下加熱。4小時后,濃縮此反應(yīng)混合物,而所得粗品21,無色油狀物,不經(jīng)進一步純化直接使用。
在-78℃下,將臭氧通入粗品21的樣本和MeOH(25mL)的溶液中直到溶液飽和。然后將氮氣通過此溶液以除去過量的臭氧,加入Me2S(1mL),并讓此反應(yīng)升溫至室溫。1小時后,將此反應(yīng)混合物干燥(硫酸鎂)并過濾,并濃縮此濾液得到22,為黃色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用。
按照Knoevenagel條件下Biginelli縮合反應(yīng)的代表性方法,縮醛胺22用化合物16縮合并將粗產(chǎn)物在硅膠上純化(100%CHCl3至10∶1 CHCl3-i-PrOH至10∶1∶0.1 CHCl3-i-PrOH-HCO2H)得到0.95g(42%)的反式-Biginelli產(chǎn)物23,為無色油狀物1HNMR(500MHz,CDCl3)δ10.03(br s,2H)8.29(s,2H)7.27-7.35(m,5H)5.19(d,J=12.3Hz,1H)5.12(d,J=12.3Hz,1H)4.28-4.38(m,2H)3.76-3.78(m,1H)3.49-3.53(m,1H)2.45-2.50(m,1H)2.28(s,3H)2.11-2.17(m,1H)1.81-1.87(m,1H)1.58-1.67(m,2H)1.47-1.54(m,1H),此OH信號太寬難以觀察;13C NMR(125MHz,CDCl3)166.6,164.9,150.7,143.8,135.5,128.5,128.2,128.1,101.1,66.2,57.1,56.1,56.0,36.0,34.1,28.0,17.2ppm;IR(薄膜)3180,1684,1572cm-1;[α]23D-30.7,[α]23577-32.2,[α]23546-35.7(c3.1,CDCl3);HRMS(FAB)m/z 330.1820(MH,C18H24O3N3理論值330.1818)。
(4aS,7S)-1-(4-溴苯甲酰基亞氨基)-7-[2-(4-溴苯甲?;趸?乙基]-3-甲基-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(24)在0℃下將4-溴苯甲酰基氯(400mg,1.81mmol)加入到23(220mg,0.60mmol)、Et3N(0.50mL,3.6mmol)、CH2Cl2(10mL)和4-(二甲基氨基)吡啶晶體的溶液中。1小時后,此反應(yīng)在Et2O(50mL)和飽和氯化銨水溶液(10mL)之間分配。分層,此有機層用鹽水(10mL)洗滌,干燥(硫酸鎂),并過濾,并濃縮此濾液。將此殘余物在硅膠上純化(4∶1己烷-EtOAc)得到150mg(36%)的24,為無色固體mp175-176℃1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.98(d,J=7.8Hz,2H)7.88(d,J=7.8Hz,2H)7.56(d,J=7.8Hz,2H)7.37-7.40(m,5H)7.31(d,J=7.8Hz,2H)5.15-5.25(m,2H)4.79-4.82(m,1H)4.52-4.53(m,2H)4.41-4.45(m,1H)2.56-2.61(m,1H)2.48-2.53(m,1H)2.31(s,3H)2.13-2.19(m,1H)1.92-1.96(m,1H)1.56-1.73(m,2H),NH信號太寬難以觀察;13CNMR(125MHz,CDCl3)176.9,165.7,165.4,152.7,143.7,136.8,135.8,131.8,131.0,131.0,130.6,128.9,128.6,128.3,128.3,128.2,126.4,101.0,66.1,62.3,56.0,55.9,34.7,33.7,27.4,18.9ppm;IR(薄膜)1716,1608cm-1;[α]23D-3.3,[α]23577-2.8,[α]23546-1.0,[α]23435+32.5,[α]23405+68.5,(c1.75,CHCl3)。元素分析理論值C32H29Br2N3O5C,55.27;H,4.20;N,6.04。實測值C,55.20;H,4.16;N,6.04。
(S)-N-[(氨基亞甲基)-4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰胺]-3-氨基-7-甲基-6-辛烯醇(25a)將(S)-3-氨基-7-甲基-6-辛烯醇(Overman等,J.M.Chem.Soc.1995.1172657)(19,1.00g,6.36mmol)、S,S-二甲基N-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺?;?-二硫代酰亞胺酸酯(carbonimidodithioate)(1.78g,5.34mmol)和苯(6mL)的溶液維持回流2小時。通過加入Et2O(50mL)和0.1M HCl(5mL)停止此反應(yīng)。分層,將此有機層干燥(硫酸鎂)并過濾,并濃縮此濾液。所得粗品油狀物通過MPLC純化(1∶1己烷-EtOAc)得到1.81g(77%)的相應(yīng)假硫脲,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.86(d,J=9.8Hz,1H)6.40(s,1H)5.04-5.06(m,1H)3.85(s,3H)3.77-3.84(m,1H)3.66-3.73(m,2H)2.72(s,3H)2.64(s,3H)2.36(s,3H)2.15(s,3H)1.96-2.02(m,2H)1.84-1.92(m,2H)1.69(m,3H)1.60-1.68(m,2H)1.56(m,3H),OH信號太寬難以觀察;13C NMR(125MHz,CDCl3)167.4,158.8,138.8,137.0,132.8,132.4,124.9,122.7,111.6,58.7,55.4,52.2,37.7,35.4,25.7,24.1,24.0,18.4,17.6,14.2,11.8ppm;IR(薄膜)3480,3290cm-1;[α]23D-15.3,[α]23577-14.7,[α]23546-17.9,[α]23435-31.8,[α]23405-39.2(c1.9,CHCl3)。元素分析理論值C21H34N2O4S2C,56.98;H,7.74;N,6.33。實測值C,56.90;H,7.69;N,6.34。
將硝酸銀(26mL,0.2M在MeCN中)滴加到1.59g(3.60mmol)部分此假硫脲和MeCN(75mL)的℃溶液中,該溶液已用氨氣飽和(Burgess等,J.Org Chem.1994,592179)。此反應(yīng)混合物升溫至室溫,并在18小時后,加入EtOAc(100mL)并將所得混合物通過硅藻土塞過濾。濃縮此洗脫液得到1.46g(99%)的25a,為無色固體mp107-109℃1HNMR(500MHz,CDCl3)δ6.51(s,2H)6.15(s,1H)4.90(app s,1H)4.36(s,1H)3.80(app s,4H)3.53-3.66(m,3H)2.64(s,3H)2.56(s,3H)2.10(s,3H)1.85-1.86(m,2H)1.71(m,1H)1.56(m,3H)1.39-1.32(m,6H);13C NMR(125MHz,CDCl3)158.5,156.8,138.3,136.6,132.9,131.9,124.8,123.2,111.7,58.1,55.3,47.5,38.4,35.3,25.5,24.5,24.1,18.2,17.4,11.9ppm;IR(薄膜)3442,3354,1621cm-1;[α]23D-20.0,[α]23577-20.7,[α]23546-23.0,[α]23435-33.2,[α]23405-35.7(c2.4,CHCl3)。元素分析理論值C20H33N3O4SC,58.37;H,8.08;N,10.21。實測值C,58.31;H,8.05;N,10.21。
(S)-N-[(氨基亞甲基)-4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰胺]-3-氨基-1-芐氧基-7-甲基-6-辛烯(25b)。按照制備25a所述的方法,將13(0.807g,3.262mmol)以80%的總收率轉(zhuǎn)變?yōu)?5b無色油狀物;1H NMR 500MHz,DMSO,80℃)δ7.25-7.32(m,5H)6.65(s,1H)6.45(s,1H)6.42(s,1H)5.01(m,1H)4.35(s,2H)3.77(s,3H)3.73(m,1H)3.38-3.41(m,2H)3.09(s,3H)2.63(s,3H)2.56(s,3H)1.88(m,2H)1.69(m,1H)1.60(m,4H)1.49(s,3H)1.36-1.42(m,2H);13C NMR(125MHz,DMSO,80℃)157.3,155.6,138.2,137.2,135.3,134.8,130.5,127.7,126.9,126.8,123.4,123.2,111.6,71.6,66.5,55.1,47.5,34.3,34.2,24.8,23.5,22.8,17.4,16.9,11.2ppm;IR(薄膜)3445,3336,1622,1538cm-1;[α]23D+14.6,[α]23577+15.3,[α]23546+18.2,[α]23435+37.4,[α]23405+48.9(c1.80,CHCl3)。元素分析理論值C27H39N3O4SC,64.64;H,7.84;N,8.38。實測值C,64.77;H,7.88;N,8.32。
在Knoevenagel Biginelli條件下將25a轉(zhuǎn)變?yōu)?7c和28c按照代表性烯烴二羥基化和1,2-二醇裂解方法,將25a(100mg,0.24mmol)轉(zhuǎn)變?yōu)?6a。然后將縮醛胺26a與16按照Knoevenagel條件下的Biginelli縮合反應(yīng)的代表性方法縮合,不同的是26a在2,2,2-三氟乙醇中的濃度是0.5M。在硅膠上純化粗產(chǎn)物(1∶1己烷-EtOAc)得到80mg(61%)的27a和28a的6∶1混合物。
按照制備24所描述的方法,將120mg(0.22mmol)可比較產(chǎn)物的樣本用4-溴苯甲酰基氯(160mg,0.72mmol)酯化得到粗品殘余物,將其在硅膠上純化(3∶1己烷-EtOAc)得到160mg(100%)的27c和28c的6∶1混合物。通過HPLC分離這些異構(gòu)體(6∶1己烷-EtOAc;20mL/min,300×22mm 10μm二氧化硅Alltech柱)得到純品27c(tR=62min)和28c(tR=53min)。
(4aR,7S)-7-[2-(4-溴苯甲?;趸?乙基]-1-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺?;鶃啺被?-3-甲基-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(27c)1HNMR(500MHz,CDCl3)δ9.33(s,1H)7.76(d,J=8.4Hz,2H)7.51(d,J=8.4Hz,2H)7.32-7.39(m,5H)6.48(s,1H)5.12-5.21(m,2H)4.20-4.29(m,2H)4.13-4.18(m,1H)4.05-4.09(m,1H)3.78(s,3H)2.66(s,3H)2.59(s,3H)2.46-2.55(m,1H)2.34(s,3H)2.13-2.19(m,1H)2.06(s,3H)1.93-2.00(m,1H)1.75-1.87(m,2H)1.64-1.71(m,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3)165.5,164.9,158.5,148.1,145.6,138.4,136.5,135.6,132.9,131.6,131.0,128.7,128.6,128.4,128.3,128.0,124.7,111.6,103.8,66.3,62.4,57.0,55.3,54.9,32.5,30.0,28.5,24.1,18.5,18.3,11.8ppm;IR(薄膜)3292,1716,1614cm-1;[α]23D+55.5,[α]23577+57.7,[α]23546+66.5,[α]23435+121,[α]23405+150(c2.1,CHCl3)。元素分析理論值C35H38BrN3O7SC,58.01;H,5.29;N,5.80。實測值C,57.98;H,5.42;N,5.52。
(4aS,7S)-7-[2-(4-溴苯甲酰基氧基)乙基]-1-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰基亞氨基)-3-甲基-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(28c)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.20(s,1H)7.76(d,J=8.4Hz,2H)7.51(d,J=8.4Hz,2H)7.33-7.54(m,5H)6.44(s,1H)5.12-5.23(m,2H)4.36-4.44(m,2H)4.27-4.29(m,2H)3.80(s,3H)2.65(s,3H)2.56(s,3H)2.46-2.51(m,1H)2.29(s,3H)2.02-2.10(m,4H)1.75-1.82(m,1H)1.48-1.62(m,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)165.6,165.3,158.5,146.7,143.0,138.4,136.9,135.8,133.0,131.6,131.0,128.7,128.6,128.3,128.2,128.0,124.8,111.6,100.6,66.2,62.0,56.2,56.1,55.4,34.5,33.2,27.7,24.0,18.9,18.3,11.8ppm;IR(薄膜)3298,1716,1614cm-1;[α]23D-17.7,[α]23577+16.1,[α]23546+18.3,[α]23435-19.4,[α]23405-13.3(c0.75,CHCl3)。元素分析理論值C35H38BrN3O7SC,58.01;H,5.29;N,5.80。實測值C,58.06;H,5.41;N,5.55。
在Knoevenagel Bignelli條件下將化合物25b轉(zhuǎn)變?yōu)?7b和28b按照代表性烯烴二羥基化和1,2-二醇裂解方法,將25b(100mg,0.20mmol)轉(zhuǎn)變?yōu)?6b,并將此粗品與16按照Knoevenagel條件下的Biginelli縮合反應(yīng)的代表性方法縮合,不同的是26b在2,2,2-三氟乙醇中的濃度是0.5M。在硅膠上純化粗產(chǎn)物(4∶1己烷-EtOAc至2∶1己烷-EtOAc)得到106mg(84%)的27b和28b的7∶1混合物。由此混合物鑒定的主要產(chǎn)物(4aR,7S)-7-(2-芐氧基乙基)-1-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺?;鶃啺被?-3-甲基-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(27b)的特征數(shù)據(jù)1HNMR(500MHz,CDCl3)δ9.42(s,1H)7.23-7.42(m,10H)6.52(s,1H)5.15-5.25(m,2H)4.28-4.36(m,2H)4.23(d,J=11.1,4.0Hz,1H)4.03-4.07(m,1H)3.82(m,3H)3.40-3.42(m,2H)2.70(s,3H)2.62(s,3H)2.48-2.50(m,1H)2.31(s,3H)2.13(s,3H)2.00-2.05(m,1H)1.93-1.95(m,2H)1.79-1.83(m,1H)1.47-1.53(m,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3)165.1,158.5,148.1,145.6,138.5,138.2,136.4,135.7,133.2,128.6,128.4,128.2,128.2,127.5,127.4,124.7,111.7,103.9,72.5,67.7,66.3,57.0,55.9,55.3,33.4,30.0,28.8,24.0,18.5,18.3,11.9ppm;IR(薄膜)3289,1704,1614cm-1。元素分析理論值C35H41N3O6SC,66.54;H,6.54;N,6.65。實測值C,66.66;H,6.57;N,6.66。
通過Biginelli縮合反應(yīng)在PPE的存在下將化合物25b轉(zhuǎn)變?yōu)?4aS,7S)-7-(2-芐氧基乙基)-1-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰基亞氨基)-3-甲基-1,2,4a,5,6,7-六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶-4-甲酸芐基酯(28b)按照烯烴二羥基化和1,2-二醇裂解的代表性方法,將25b(100mg,0.20mmol)轉(zhuǎn)變?yōu)?6b。然后將粗品縮醛胺26b與16按照Biginelli縮合反應(yīng)的代表性方法在PPE存在下縮合,在硅膠上純化后(2∶1己烷-EtOAc至1∶1己烷-EtOAc),得到77mg(61%)的28b,其中含有痕量的27b(3%)。28b1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.23(s,1H)7.22-7.42(m,10H)6.54(s,1H)5.16-5.26(m,2H)4.36-4.40(m,2H)4.26-4.35(m,2H)3.84(m,3H)3.45-3.48(m,2H)2.72(s,3H)2.65(s,3H)2.45-2.50(m,1H)2.32(s,3H)2.15-2.20(m,1H)2.14(s,3H)2.00-2.05(m,1H)1.62-1.72(m,1H)1.51-1.60(m,2H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ165.4,158.5,146.4,142.9,138.6,136.4,135.8,133.4,128.6,128.3,128.2,128.2,127.5,127.4,127.4,124.7,111.6,100.5,72.5,67.2,66.1,56.4,56.0,55.3,34.5,34.1,27.7,24.0,18.8,18.3,11.9ppm;IR(薄膜)3290,1712,1614cm-1;[α]23D-65.8,[α]23577-67.5,[α]23546-76.7,[α]23435-117,[α]23405-128(c1.1,CHCl3)。元素分析理論值C35H41N3O6SC,66.54;H,6.54;N,6.65。實測值C,66.49;H,6.51;N,6.56。
轉(zhuǎn)化化合物28c為化合物24將28c(15mg,20mmol)和TFA(2mL)的溶液室溫下保持1小時。濃縮此反應(yīng),而所得粗品油狀物不經(jīng)純化直接使用。將4-溴苯甲酰基氯(22mg,0.10mmol)加入到此粗品胍、Et3N(0.15mL,1.08mmol)、CH2Cl2(2mL)和結(jié)晶4-(二甲基氨基)-吡啶的0℃溶液中。1小時后,用Et2O(10mL)和飽和氯化銨水溶液(2mL)停止此反應(yīng)。分層,將此有機層干燥(硫酸鎂)并過濾,并濃縮此濾液。將此殘余物在硅膠上純化(4∶1己烷-EtOAc)得到4mg(29%)的24,為無色固體。
S,S-二甲基N-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺?;?二硫代酰亞胺酸酯脒基化試劑(附圖6)在0℃下,將氨氣通入4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰基氯(Fujino等,Chem.Pharm.Bull.,1981,292825)(10.3g,43.6mmol)和CH2Cl2(100mL)的溶液中。30分鐘后,加入丙酮(0.5L),并將此反應(yīng)混合物通過硅膠塞過濾并濃縮。所得固體用乙醚研磨得到9.18g(92%)的4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰胺,為無色固體mp175-176℃;1H NMR(400MHz,丙酮-d6)δ6.75(s,1H)6.36(s,2H)3.86(s,3H)2.63(s,3H)2.58(s,3H)2.05(s,3H);13C NMR(100MHz,丙酮-d6)159.7,139.0,138.0,134.6,125.3,113.0,56.2,24.4,18.5,12.3ppm;IR(KBr)3385,3279,2983,2942,1582,1560,1486,1309,1148,1113cm-1。元素分析理論值C10H15NO3SC,52.38;H,6.59;N,6.11。實測值C,52.46;H,6.55;N,6.05。
在0℃下,將4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰胺(9.15g,39.9mmol)和DMF(50mL)的溶液加入到NaH(4.11g,98.6mmol,用己烷洗滌3次)和DMF(20mL)混合物中。此反應(yīng)升溫至室溫并劇烈攪拌10分鐘,之后加入CS2(6.9mL,11mmol)。再過10分鐘后,加入MeI(7.85mL,126mmol)。再過15分鐘后,將此反應(yīng)倒入到飽和氯化銨水溶液(200mL)中并用氯仿(3×0.5L)萃取。將合并的有機層干燥(硫酸鎂),通過硅膠塞過濾并濃縮。粗品固體用甲醇研磨得到11.1g(84%)的S,S-二甲基N-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺酰基)二硫代酰亞胺酸酯,為無色固體mp175-176℃;1HNMR(400MHz,CDCl3)δ6.56(s,1H)3.84(s,3H)2.71(s,3H)2.57(s,3H)2.52(s,6H)2.13(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)182.3,159.3,139.2,138.5,130.3,125.0,111.7,55.4,23.9,18.5,16.3,11.9ppm;IR(薄膜)2969,2930,1552,1476,1386,1307,1146,997,925,804cm-1。元素分析理論值C13H19NO3S3C,46.82;H,5.74;N,4.20。實測值C,46.82;H,5.73;N,4.22。
結(jié)果系鏈脲基醛的Biginelli縮合反應(yīng)為了探究中間體化合物1中的游離羥基是否可能影響立體選擇性,檢測此中間體和芐基醚衍生物15的Biginelli縮合反應(yīng)(附圖4)。與化合物1一樣,此芐基醚同類物由(R)-甲基-3-羥基-7-甲基-6-辛烯酸酯(11)開始(Kitamuram等,Org.Synth.,1992,711)。用LiAlH4還原化合物11并通過在DMF中在-40至-10℃下與過量的NaH和芐基溴反應(yīng)將所得二醇選擇性單芐基化得到化合物12。用HN3Mitsunobu轉(zhuǎn)化醇12(Loibner等,Helv.Chim.Acta,1976,592100),接著還原所得疊氮化物并將所得伯胺與三甲基甲硅烷基異氰酸酯反應(yīng),得到脲化合物14b,由化合物11計算總收率32%。
在以前的研究中,已用臭氧裂解化合物14a的雙鍵,用二甲硫處理,生成化合物1(Overman等,出處同上)。一種更據(jù)再現(xiàn)性的方法是在還原處理此臭氧化物后但在濃縮前向粗品反應(yīng)混合物中加入1.5當(dāng)量的醋酸嗎啉。用結(jié)合聚合物的三苯基膦代替二甲硫排除了用DMSO造成的污染。以此方式產(chǎn)生的產(chǎn)物化合物1a的質(zhì)譜數(shù)據(jù)顯示出摻入了嗎啉(損失了H2O)并顯示了高分子量寡聚物的實質(zhì)性缺乏。
或者,將相應(yīng)烯烴前體二羥基化,接著用Pb-(Oac)4裂解所得1,2-二醇得到化合物15(Zelle等,J.Org.Chem.,1986,515032)。縮醛胺1a和15決不能在含水介質(zhì)中進行處理或純化,而是除去膦聚合物或濾出鉛鹽后直接使用,并在加入醋酸嗎啉后濃縮此濾液。這些中間體不是簡單的立體異構(gòu)體的混合物,如通過1H和13CNMR數(shù)據(jù)判斷至少有三種組分;在13C NMR光譜中觀察到很多碳原子的多重信號,而在1H NMR光譜中觀察到寬峰,且沒有明顯的醛信號。
在相同的條件下,通過與1.5當(dāng)量的β-酮酯16和1.5當(dāng)量的醋酸嗎啉在60℃下在2,2,2-三氟乙醇中反應(yīng),進行粗品化合物15或la(得自1當(dāng)量的化合物14a或14b)的Biginelli縮合反應(yīng)。這些條件以4∶1的比例(80%收率)提供了順式和反式-1-氧代六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶17a和18a和相等的4∶1比例(81%收率)的相應(yīng)芐基醚類似物17b和18b。側(cè)鏈的β-氧原子取代基顯然沒有顯著的作用。三氟乙醇作為此反應(yīng)溶劑,這是由于對相關(guān)中間體的早期研究表明在此高極性溶劑中在Knoevenagel條件下順式立體選擇性最佳。例如,當(dāng)使用乙醇時,1和16的縮合反應(yīng)的立體選擇性為2∶1。產(chǎn)物17a和18a不會由于這些反應(yīng)條件而互變。六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶產(chǎn)物的立體化學(xué)排列遵循角次甲基氫原子H4a和H717a(4.25和4.11ppm)和17b(4.29和4.00ppm)的特征性1H NMR信號(Overman和Rab inowitz.,J.Org.Chem.,1993,583235)。
在最近的研究中,Kappe報告了(J.Org.Chem.,1997,627201)溫和的脫水試劑多磷酸酯(PPE)(Cava等,J.Org.Chem.,1969,342665)是此典型的三組分Biginelli縮合反應(yīng)的優(yōu)異助催化劑。15與β-酮酯16在室溫下在PPE和二氯甲烷的1∶1混合物中縮合得到了收率60%的Biginelli產(chǎn)物17b和18b,其中反式異構(gòu)體18b以4∶1占主導(dǎo)地位。與在Knoevenagel條件下觀察的相同,當(dāng)再在PPE反應(yīng)條件下48小時后化合物17b和18b回收率沒有變化。
系鏈脒基醛的Biginelli縮合反應(yīng)雖然胍類、醛類和β-酮酯的三組分縮合反應(yīng)是已知的,人們還未廣泛地探究對Biginelii縮合反應(yīng)進行改良(Kappe,Tetrahedron,1993,496937)。為了驗證系鏈變體,由(S)-氨基醇19(Overman等,J.Am.Chem.Soc.,1995,1172657)通過與1H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(20)進行縮合(附圖5,Bernatowicz等,J.Org.Chem.,1992,572497)制備不飽和鈲鹽醇21。將21進行臭氧分解,接著用二甲硫處理并濃縮得到22,其正如其脲相應(yīng)物質(zhì),是若干組分的混合物。當(dāng)22與1.5當(dāng)量的醋酸嗎啉濃縮時,F(xiàn)AB質(zhì)譜數(shù)據(jù)指出摻入了嗎啉而損失了H2O;對于22(X=OH)或其嗎啉加成物沒有觀察到高分子量寡聚物。兩種中間體在Biginelli縮合反應(yīng)中作用相同。不經(jīng)純化,22與β-酮酯16縮合,使用與用于該脲系列相同的Knoevenagel條件,由19得到單一Biginelli加成物23,總收率42%。此產(chǎn)物具有反式立體化學(xué),如同對二苯甲?;苌?4進行單晶X射線分析嚴(yán)格建立的(化合物24的等同物(coordinates)已存儲在Cambridge Crystallographic DataCentre,12 Union Road,Cambridge CB2 1EZ,U.K.)。
為了追蹤在脲和胍系列中立體化學(xué)逆轉(zhuǎn)的起因,按照附圖6所述研究系鏈N-磺?;胰?6的Biginelli縮合反應(yīng)。由于N-磺?;嶜}的pKa一般約為1,此磺酰基胍取代基從電學(xué)角度更接近于脲而不是胍(Tatlor等,J.Chem.Soc.Perkin Trans.2,1986,1765;Yamamoto等,Synthesis and Chemistry of GuanidineDerivatives,Yamamoto和Kojima編輯,Wiley,New York,1991(Vol.2,pp485-526)。帶有SO2NH2取代基的單取代的鈲鹽的統(tǒng)計學(xué)校正的pKa在水中已確定為1.83。用Tatlor等(出處同上)開發(fā)的線性自由能相關(guān)性,相應(yīng)的SO2Me-取代的鈲鹽的值應(yīng)是0.2。用S,S-二甲基N-(4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺?;?-二硫代酰亞胺酸酯處理氨基醇19,或相應(yīng)氨基醚13,接著用NH3和AgNO3進行氨解,得到收率良好的Mtr-保護的胍25(Burgess等,J.Org.Chem.,1994,592179)。將這些中間體二羥基化,接著進行二醇裂解,得到26a和26b。這些中間體也不是立體異構(gòu)體的簡單的混合物;在13C光譜中觀察到了很多碳原子的多重信號,而1H光譜顯示了寬峰并沒有顯示出明顯的醛信號。
粗品26b與β-酮酯16在與其它底物所用的相同Knoevenagel條件下進行Biginelli縮合反應(yīng)以84%收率得到了順式和反式-1-亞氨基六氫吡咯并嘧啶27b和28b,其比例為7∶1。在羥基乙基系列中幾乎實現(xiàn)了相同的立體選擇性。恰恰相反,當(dāng)26b和16的縮合反應(yīng)在PPE存在下進行時,反式-1-亞氨基六氫吡咯并嘧啶27b以20∶1的比例占主導(dǎo)地位。當(dāng)在Knoevenagel或PPE反應(yīng)條件下再進行48小時反應(yīng)時,磺?;耶a(chǎn)物27b和28b回收率沒有變化。
通過28a與24的化學(xué)相關(guān)性進行立體化學(xué)排列。將在Knoevenagel條件下Biginelli縮合26a和16產(chǎn)生的粗品混合物用4-溴代苯甲酰氯?;又ㄟ^HPLC分離異構(gòu)體得到27c和28c的純樣品。讓小量產(chǎn)物28c在室溫下接觸TFA除去Mtr基團,用4-溴代苯甲酰氯將所得游離的胍?;玫?4。
這些結(jié)果表明在系鏈Biginelli縮合反應(yīng)形成1-氧代-和1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶類的立體選擇性基本上隨反應(yīng)條件和基團X的本質(zhì)而變化(附圖3)。對于具有脲和N-磺?;夜倌軋F的底物,當(dāng)此縮合反應(yīng)在Knoevenagel條件下完成時,觀察到順式立體選擇性(4-7∶1),而當(dāng)此縮合反應(yīng)在多磷酸酯(PPE)的存在下進行時,觀察到反式立體選擇性(4-20∶1)。在兩種條件下,在N-磺?;抑械牧Ⅲw選擇性最高。當(dāng)?shù)孜锞哂袎A性胍單元時,僅僅在Knoevenagel條件下形成反式產(chǎn)物。由于Knoevenagel條件特別溫和(在CF3CH2OH中在60℃下用醋酸嗎啉),后者脒基醛轉(zhuǎn)變?yōu)榉词?1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶類的途徑同樣特別適用于合成Crambescidin和Batzelladine生物堿,其中吡咯烷基氮原子的側(cè)面氫原子具有反式關(guān)系。在下列實施例中,描述了用此方法首次全合成Isocrambescidin 800。
立體選擇性的原因還是未知的。不想囿于任何理論,提出了下列假設(shè)(附圖7)。在Knoevenagel條件下,脲基或N-磺酰基亞氨基醛中間體29的縮合反應(yīng)中的立體化學(xué)決定性步驟,可以環(huán)合Knoevenagel加成物31得到33。如果此反應(yīng)具有較晚的躍遷狀態(tài),則應(yīng)優(yōu)先形成順式-2,5-二取代的吡咯烷(對模型N-?;被?2,5-二取代的吡咯烷36的分子結(jié)構(gòu)計算表明順式異構(gòu)體為1.9kcal/mol,比反式異構(gòu)體穩(wěn)定)。用MM2力場和MacroModel V3.5X的MonteCarlo研究程序進行計算。相反,在脒基醛系列中,特別有利于29失去HY形成相應(yīng)的亞氨基季銨離子30,這是由于30中的氮原子取代基是弱的吸電子脒基團。如果16的烯醇(或烯胺)衍生物的加成主要由側(cè)鏈的去穩(wěn)定的相互作用控制,反式加成物32應(yīng)在立體化學(xué)決定性步驟中優(yōu)先產(chǎn)生?;蛘撸肆Ⅲw化學(xué)決定性步驟可以是面對該側(cè)鏈對烯醇(或烯胺)或30的[4+2]環(huán)加成反應(yīng),接著失去水(或嗎啉)。按照Kappe對典型酸性條件下三組分Biginelli反應(yīng)機理的近期研究(Kappe等,出處同上),在多磷酸酯(PPE)存在下,脲基或N-磺?;鶃啺被┲虚g體29的縮合反應(yīng)也可通過亞氨基季銨離子路徑進行,主要得到反式-1-氧代-和1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶類。
這些結(jié)構(gòu)顯示在附圖3中描述的系鏈Biginelli縮合反應(yīng)中的立體選擇性可以協(xié)調(diào)地得到順式或反式產(chǎn)物。在最佳條件下,可以以高立體選擇性(>20∶1)獲得反式異構(gòu)體和中等的選擇性(4-7∶1)得到順式異構(gòu)體。系鏈Biginelli縮合反應(yīng)可以擴展以包括脒基醛底物而產(chǎn)生Biginelli產(chǎn)物,以證明其在制備復(fù)雜的胍類物質(zhì)中應(yīng)是特別有用的。
實施例IIPtilomycalin A、Crambescidin 800和所選同類物的對映異構(gòu)選擇性全合成合成方案Ptilomycalin A/Crambescidin甲酯核的分子機械模型見附圖2。這些生物堿的三氮雜二氫厄(triazacenaphthalene)環(huán)系接近位于一個平面的7和6元環(huán)醚平面。由于兩個C-O鍵是軸向的(與C10和C13角氫原子為順式),故如果中心三氮雜二氫厄單元為適當(dāng)?shù)捻樖搅Ⅲw化學(xué),則推測C8和C15螺中心可能構(gòu)建成所需的立體化學(xué)。將C10和C13上的角氫原子設(shè)置為順式立體構(gòu)型關(guān)系,并聯(lián)系此單元與氧雜環(huán)庚烯和氫化吡喃環(huán)的C3和C19立體產(chǎn)生中心的手性關(guān)系,證明它們在制備此類胍生物堿的立體控制策略中是關(guān)鍵的因素。
如附圖8所示,C8縮醛胺的斷開以及36的C15-O鍵的可逆合成裂解帶來了1-氧代六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶(X=0)和1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶中間體(X=NH2)37。37的4-烷氧羰基-3,4-二氫嘧啶-2(1H)-酮部分結(jié)構(gòu)暗示此基本的雙環(huán)中間體可以通過三組分Biginelli縮合反應(yīng)的新改良方法制備,其中所述脲和醛組分將按照38所述連接。
此分析具有高度會聚式的要求,由于36的左側(cè)三個環(huán)將得自非環(huán)片斷38,而右邊的兩個環(huán)和酯側(cè)鏈將作為簡單的β-酮酯單元39加入。
Ptilomycalin A的立體異構(gòu)選擇性全合成基于在降解實驗中除去1的酯側(cè)鏈的困難性,最初加入16-羥基十六烷酸片斷(附圖9)。將乙?;宜峒柞?44)的兩個陰離子(Huckin和Weiler,J.Am.Chem.Soc.,1974,961082)用對映體純的(R)-甲硅烷氧基碘化物45烷基化得到收率73%的46。碘化物45方便地以高收率得自(R)-2-羥基丁酸甲酯(Kitamura等,Org.Synth.,1992,711)。用DMAP(4-二甲基氨基吡啶)作為催化劑用16-羥基十六烷酸烯丙基酯將β-酮酯官能基進行選擇性酯基轉(zhuǎn)移(Taber等,J.Org.Chem.,1985 503618)得到47,由44計算總收率64%。
由于所述系鏈Biginelli縮合反應(yīng)剛剛得到證明,在第一代研究中在此合成順序中盡早選擇此決定性反應(yīng)。為此,實行會聚式性稍差的方法,其中Biginelli縮合反應(yīng)的親電性組分只是簡單地通過刪除C1-C7片斷得到。此中間體的前體脲50,由對映體純的(R)-3-羥基-7-甲基辛-6-烯酸甲酯(48)以三個步驟制備(Kitamura等,出處同上),總結(jié)于附圖10。48與疊氮酸進行Mitsunobu置換,接著用LiAlH4還原粗品β-疊氮基酯得到S氨基醇49,收率72%和ee>98%。通過相應(yīng)(R)-和(S)-Mosher酰胺的19F NMR光譜評價來確定對映體過量。在Mitsunobu反應(yīng)中用其它含氮原子的親核試劑如鄰苯二甲酰亞胺帶來大量的相應(yīng)的α,β-不飽和酯。
49與氰酸鉀和HCl在標(biāo)準(zhǔn)條件下縮合得到不飽和的脲50,重結(jié)晶后收率為82%。在甲醇中在-78℃進行臭氧分解50,接著用Me2S還原此中間體氫過氧化物,并濃縮得到粘稠黃色油狀物。在0.1托在50℃下將此產(chǎn)物進一步濃縮5天以除去殘余的Me2SO得到接近無色的無定形粉末。此中間體比制劑51含有的組分更復(fù)雜。在13CNMR光譜和1H NMR光譜中觀察到得自多個碳原子的多個信號是寬峰;沒有明顯的醛信號,而質(zhì)譜數(shù)據(jù)與寡聚物一致。通過色譜提高51純度的所有嘗試都不成功。
在我們的前述模型研究中開發(fā)的條件下進行的粗品51和47的Biginelli縮合反應(yīng)(Overman等,J.Org.Chem.,1993,583235-3237),產(chǎn)率很低。調(diào)查了一些反應(yīng)參數(shù)并發(fā)現(xiàn)在極性溶劑中反應(yīng)效率得以改善。通過在70℃在乙醇中加熱粗品51、1.5當(dāng)量的β-酮酯47、1當(dāng)量的醋酸嗎啉、催化劑量的乙酸和過量的Na2SO4的混合物得到了最佳的結(jié)果。在硅膠上純化所得產(chǎn)物得到收率61%的順式加成物52和收率8%的反式加成物53。六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶產(chǎn)物的立體化學(xué)排布類似于41及其反式差向異構(gòu)體的角次甲基氫原子信號(524.25和4.11ppm和534.44和4.09ppm),后者早已通過單晶X射線分析進行了分析(Overman等,J.Org.Chem.,1993,583235-3237)。在有關(guān)Biginelli縮合反應(yīng)中立體選擇性的最近詳細檢測中(McDonald和Overman,J.Org.Chem.,1999,641520-1528),開發(fā)了產(chǎn)生親電性反應(yīng)組分并進行Biginelli縮合反應(yīng)的可再現(xiàn)性方法;這些條件下會可靠地提供收率60-65%的順式加成物。
雖然通過接觸稍過量的對甲苯磺酸(p-TsOH)52可以一步轉(zhuǎn)變?yōu)槁萑h(huán)中間體54,如果先在甲醇中用對甲苯磺酸吡啶(PPTS)裂解TBDMS基團則大規(guī)模時此反應(yīng)再現(xiàn)性更好,并將所得醇用催化量的p-TsOH在氯仿中室溫下環(huán)合(附圖11)。此反應(yīng)路線得到以接近定量的收率得到了單一的三環(huán)產(chǎn)物54。在C14此化合物與Ptilomycalin A為差向異構(gòu)體,C14次甲基氫原子的11.5Hz雙軸鍵偶合常數(shù)為信號(此處用Crambescidin編號系統(tǒng))。
在形成螺氫化吡喃時在我們的最早期模型研究中建立了高度的非對映異構(gòu)體選擇性并總結(jié)于(附圖12)。將插烯物氨基甲酸酯57質(zhì)子化產(chǎn)生58,接著由凸的β-面螺環(huán)合將產(chǎn)生螺縮醛胺,其具有傾向軸向的氧原子。外環(huán)烯酮半縮醛的軸向質(zhì)子化,不論在螺環(huán)合前或后,將得到54。
雖然此時55差向異構(gòu)化為軸向的酯已成為可能,但是此調(diào)整推遲到該合成的最后階段,希望得益于在天然產(chǎn)物中對此基團的假定的熱力學(xué)優(yōu)先性。為了得到胍核的其余碳原子的加成,用Swern試劑氧化54(Mancuso等,J.Ors.Chem.,1978,432480)得到55,其脲部分被保護并活化以備通過O-甲基化隨后合成胍。重要的是此甲基化在小心進行最佳選擇的溫和條件下進行,而假脲56在三乙胺處理的硅膠上快速純化,或者在C10又帶來明顯的差向異構(gòu)化。
此時,需要增補五環(huán)胍單元的剩余C1-C7碳原子。已證明此處理極具挑戰(zhàn)性。在早期研究中,我們在將得自溴化物61的鋰、銫、鈦或鋯制劑(附圖13)與56的芐基酯同類物的有效偶聯(lián)中沒有成功。復(fù)雜的問題是在Lewis酸性試劑的存在下56在C10快速差向異構(gòu)化。在-78℃加入得自61的Grignard試劑以可接受的收率得到56。在低溫下用醋酸嗎啉停止此反應(yīng)并立即過濾除去鎂鹽得到相應(yīng)的加成物,為醇差向異構(gòu)體的混合物。在Swern條件下將此中間體直接氧化(Mancuso等,J.Org.Chem.,1978,432480)由56以收率58%得到62。此時,除去得自61的少量對映異構(gòu)體的約5%的非對映異構(gòu)體。通過不對稱還原炔酮(ynone)前體以86%ee首先制備溴化物61(Overman等,J.Am.Chem.Soc.,1995,1172657-2658)。此反應(yīng)過程極其敏感,且如果得自Grignard步驟的鎂鹽不快速并徹底除去,則收率顯著被破壞。
用TBAF將62的甲硅烷基保護基的裂解得到醇63,然后在類似于原由Snider(Snider和Shi,J.Am.Chem.Soc.,1994,116549-557)報告的條件下將其用用氨和醋酸銨處理。在硅膠上用含甲酸的洗脫劑純化粗產(chǎn)物,以60%的收率分離了其甲酸鹽形式的64(1HNMRδ8.23,13C NMRδ165.8)。只檢測到單一的五環(huán)胍,形成螺縮醛胺,還是優(yōu)先通過軸向C-O鍵形成??赡苁撬鑫瀛h(huán)胍的直接前體的四環(huán)陽離子69的模型見附圖14;在產(chǎn)生此分子結(jié)構(gòu)模型中用甲基代替C1-C7側(cè)鏈。在此附圖中向缺乏電子的碳原子的軸向加成顯然是扭力優(yōu)選的,并可以造成此高度選擇性的實現(xiàn)。
由64容易完成Ptilomycalin A的全合成。此中間體的烯丙基酯被輕而易舉地裂解(Deziel,Tetrahedron Lett.,1987,284371),用鈀(0)催化并將所得酸與雙-BOC-保護的亞精胺65偶聯(lián)(Cohen,等,Chem.Soc.,Chem.Commun.,1992,298)得到酰胺66(附圖13)。然后,通過在甲醇中在過量的三乙胺的存在下加熱將此酯差向異構(gòu)化,但是,此差向異構(gòu)化的平衡傾向于β差向異構(gòu)體,比例為2-3∶1。結(jié)果,需要3個循環(huán)以50%的收率獲得α-酯67。67的平伏C14次甲基氫原子在δ2.93顯示出了特征性雙峰(J=4.8Hz)。最后,用甲酸裂解BOC保護基,接著濃縮并用含水的NaOH-NaCl洗滌得到高收率的(-)-Ptilomycalin A三鹽酸鹽(1)。合成的化合物1顯示的1H和13C NMR光譜與所報告的(-)-Ptilomycalin A的一致(Kashman等,J.Am.Chem.Soc.,1989,1118925-8926;Ohtani等,J.Am.Chem.Soc.,1992,1148472-8479),且通過TLC與三個吸附劑相比可信樣本沒有明顯差別。合成的1轉(zhuǎn)變?yōu)檠苌锘衔?8,其表現(xiàn)出的1H和13C NMR光譜與所報告的沒有差別(Ohtani等,出處同上)。合成的化合物68顯示出[α]23D-15.9(c0.8,CHCl3),幾乎等于充分鑒定的此天然產(chǎn)物的衍生物(Ohtani等,出處同上)所報導(dǎo)的旋光性,[α]23D-15.8(c0.7,CHCl3)。
第二代合成方案Ptilomycalin A/Crambescidin生物堿的第二代合成基于腦海中兩個特定的目的進行;(1)達到原來由附圖8顯示的高水平的會聚性,其中五環(huán)36的完整碳骨架得自充分構(gòu)建的親電性組分(38)和β-酮酯單元39的Biginelli縮合反應(yīng);和(2)由普通的前體獲得順式或反式的37,于是給由普通中間體得到Crambescidin和Isocrambescidin核提供便利的途徑。13,14,15-Isocrambescidin 800(6)的全合成的細節(jié)描述于下列實施例中。這兩種合成的關(guān)鍵是普通C1-C13片斷(脲38的胺前體)的快速和立體選擇性的構(gòu)建。此目的可以通過將C1-C7片斷56與C8-C13片斷48在Biginelli縮合反應(yīng)前結(jié)合來完成。
實施例III合成Crambescidin 800(化合物2)C1-C13片斷的合成開始于3-丁炔醇(化合物70)向?qū)籽趸S基(PMB)醚71的轉(zhuǎn)變(附圖15)。71的炔用正丁基鋰在-40℃下脫質(zhì)子化,且所得乙炔化物在將中間體α-氨基烷氧化物倒入磷酸緩沖水溶液中停止反應(yīng)后,用無水DMF處理以90%的收率得到炔醛(ynal)72(Journet等,Tetrahedron Lett.,1988,396427)。用Weber和Seebach的方法(Singh等,J.Am.Chem.Soc.,987,1096187)引入C3立體中心,該方法是通過炔醛72與Et2Zn在(-)-TADDOL(20mol%)和Ti(Oi-Pr)4存在下進行縮合反應(yīng)得到(S)-73,收率94%且>98%ee。此不對稱轉(zhuǎn)化反應(yīng)可以以45g的規(guī)??煽康剡M行。炔丙醇73被保護為三異丙基甲硅烷基(TIPS)醚,并用Lindlar′s催化劑將此炔部分氫化得到順式烯烴74。用DDQ將PMB保護基氧化除去并將所得醇轉(zhuǎn)變?yōu)榈饣?5,由73計算總收率為89%。
按照Weinreb(Garigipati等,J.Am.Chem.Soc.,1985,1077790)的方法,通過與N,O-二甲基羥基胺鹽酸鹽反應(yīng),接著將此仲醇保護為三乙基甲硅烷基(TES)醚,對映體純的(R)-3-羥基-7-甲基辛-6-烯酸甲基酯(化合物48)(Kitamura等,Org.Synth.,1992,711)以88%的收率轉(zhuǎn)變?yōu)轷0?附圖16)。碘化物75轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)鋰試劑并與76偶聯(lián)以60-70%的收率產(chǎn)生二烯酮77。需要掩蔽77的C8羰基為縮酮以防止脫水,這種脫水會在用來加入β-氨基官能團的Mitsunobu條件下發(fā)生。但是,當(dāng)β-羥基被保護時,縮酮化很遲鈍,故要發(fā)現(xiàn)裂解TES基團的最佳條件,該條件不促進中間體β-羥基酮的β-羥基的消除,卻能促進縮酮作用。新開發(fā)的縮酮化條件包括在Amberlyst-15的存在下用原酸酯78(Roush和Gillis,J.Org.Chem.,1980,454283-4287;Baganz和Domaschke,Chem.Ber.,1958,91650-653)和1,3-丙二醇處理77得到收率80%的縮酮79。用疊氮化物將此仲醇進行Mitsunobu置換,接著還原為胺得到化合物80,由化合物79計算收率77%。胺80,合成步驟為11步,由商購的3-丁炔醇計算總收率約30%,用作Crambescidin和Isocrambescidin合成的共同C1-C13片斷(見附圖16)。
胺80與TMSNCO的縮合得到脲81,收率89%(附圖17)。81的三取代雙鍵選擇性二羥基化(Sharpless和Williams,TetrahedronLett.,1975,3045-3046),接著在甲苯中Pb(OAc)4裂解鄰位二醇并加成醋酸嗎啉得到中間體82,其不經(jīng)純化即可使用。在最佳Knoevenagel條件下粗品82與β-酮酯47進行Biginelli縮合反應(yīng)(McDonald和Overman,J.Ore.Chem.,1999,641520-1528)得到所需順式加成物83和不需要的反式加成物84的不可分的6-7∶1混合物,由脲81計算總收率61%。六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶產(chǎn)物的立體化學(xué)排布遵循其H13角次甲基氫原子信號(834.22ppm和844.44ppm)與41及其反式差向異構(gòu)體以及52和53的相似性(附圖17)。
接著用TBAF除去83的甲硅烷基保護基得到相應(yīng)的脲二醇(附圖18)。讓此粗品二醇簡單地接觸p-TsOH引起螺氫化吡喃的形成并進行縮酮脫保護,得到85,兩步收率71%。將85的仲醇保護為氯代乙酸酯后,少量的反式異構(gòu)體(約12%)容易地與所需的順式異構(gòu)體86分離,其分離的收率為86%。需要保護85的C3醇以防止在此脲官能團甲基化期間形成甲基醚。在位阻的吡啶堿的存在下讓脲86接觸過量的MeOTf簡潔地得到相應(yīng)甲基假脲,其直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡?,不需要中間硅膠純化。重要的是此甲基假脲不接觸硅膠色譜,因為在一般純化條件下發(fā)生分解及在C10的差向異構(gòu)化。不需要處理中間體假脲,脲官能團能轉(zhuǎn)變?yōu)殡业哪芰Γ@代表了第二代合成與第一代合成相比的主要優(yōu)點之一。通過相當(dāng)?shù)膶嶒灪?,我們發(fā)現(xiàn)最佳脒基化/環(huán)化條件,在用氯化銨緩沖的烯丙醇中在60℃下用NH3飽和1天,直接以81%的收率由86得到五環(huán)87和88,為1.5∶1的在C14的非對映異構(gòu)體混合物。將純化合物88在此反應(yīng)條件下建立此比例作為熱力學(xué)平衡(附圖18)。
這些反應(yīng)條件代表了對于第一代合成的一些顯著改進,例如,收率大大提高,且發(fā)生了C3保護基的脫保護和C14至其熱力學(xué)比例的所需差向異構(gòu)化。還直接獲得了氯相反離子,除去了有害的水洗。應(yīng)注意當(dāng)使用簡單的乙?;Wo基時,發(fā)生了C3醇的不完全脫保護,而氯乙?;Wo基在脒基化/五環(huán)環(huán)合反應(yīng)條件下被定量除去。烯丙基醇用作溶劑以避免烯丙基酯的酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng),當(dāng)用乙醇或甲醇作溶劑時發(fā)生此反應(yīng)。此外,發(fā)現(xiàn)加熱前在0℃下需要用氨氣飽和此反應(yīng)溶液以便達到C14酯側(cè)鏈的熱力學(xué)平衡。令人遺憾的是,1.5∶1的熱力學(xué)比有利于不需要的β-差向異構(gòu)體(H14J=11.5Hz)。五環(huán)87和88通過中壓硅膠液相色譜分離,而此β-差向異構(gòu)體經(jīng)脒基化/環(huán)合條件的兩個循環(huán)來提供主要的α-酯五環(huán)88,從三環(huán)脲86開始總收率52%。
Crambescidin 800(化合物2)的合成完成如下(附圖19)。用Pd(PPh3)4和嗎啉(Deziel,出處同上)除去88的烯丙基保護基后,用苯并三唑-1-基氧基三(二甲基氨基)六氟磷酸鏻(BOP)將酸89與(S)-7-羥基亞精胺90偶聯(lián)(Castro等Tetrahedron Lett.19751219-1222)得到相應(yīng)酰胺91,收率82%。用3M HCl在乙酸乙酯中除去BOC保護基(Stahl等,J.Org.Chem.,1978 432285-2286),接著用反相HPLC純化粗品產(chǎn)物得到Crambescidin 800(2)的三鹽酸鹽,收率75%。合成的2的三鹽酸鹽的數(shù)據(jù)與天然化合物2報告的1H和13C NMR數(shù)據(jù)一致(Jares-Erijman等,J.Org.Chem.,1991,565712-5715;Berlinck等,J.Nat.Prod.,1993,561007-1015)。合成的2還轉(zhuǎn)變?yōu)槿宜猁}衍生物92。合成的92的數(shù)據(jù)也與所報告的由天然2(Id.)制備的92的1H和13C NMR數(shù)據(jù)一致。制備(43S)-和(43R)-crambescidin 800(93)的Mosher′s衍生物,并與由約150μg的天然化合物2制備的相應(yīng)Mosher′s衍生物比較。由天然2和合成的2制備的Mosher′s衍生物的19F NMR數(shù)據(jù)相同,于是首次明確地確立了Crambescidin 800的C43立體化學(xué)是S(附圖19)。
結(jié)論由商購起始物以最長的線性順序以會聚式方式完成了Crambescidin 800(2)的第一次全合成,共25步,總收率3.0%。此合成首次顯示了系鏈Biginelli縮合反應(yīng)可以在適宜的溫和條件下完成,其中醛-脲片斷可以含有3個左環(huán)(C1-C13)的所有原子,因此給Crambescidin/Ptilomycalin A生物堿的合成帶來了高度會聚式性和效率。這些研究證實了2的立體化學(xué)的排布并精確地確立其羥基亞精胺側(cè)鏈的絕對構(gòu)型是S。
實驗部分總述得自A1drich的干燥的THF、Et2O和CH2Cl2通過氧化鋁柱過濾(溶劑純化系統(tǒng))。三乙胺(Et3N)、吡啶、二異丙基乙基胺(i-Pr2NEt)、二異丙基胺和乙腈在常壓下從CaH2中蒸餾。用Merck的硅膠(0.040-0.063)進行閃式色譜。NMR光譜用Bruker儀(500MHz和400MHz)記錄。IR光譜用Perkin-Elmer Series 1600 FTIR檢測,而旋光性用Jasco DIP-360旋光計檢測。質(zhì)譜用MicroMassAnalytical 7070E(CI-異丁烷)或MicroMass AutoSpec E(FAB)光譜儀檢測。紅外光譜用Perkin Elmer 1600 FTIR光譜儀記錄。微量分析由Atlantic Microlabs,Atlanta,GA進行。其它一般性實驗細節(jié)已有描述(Metais等,J.Org.Chem.1997,629210,引入本文供參考)。
合成1-(4-甲氧基芐氧基)-3-丁炔(71)按照已建立的方法(Takaku等,Tetrahedron lett.,1983,245363;Nakajima等,Tetrahedron Lett.,1988,294139,兩篇都引入作為參考),將TfOH(1.6mL,18mmol)滴加到PMBOC(=NH)CCl3(169.3g,0.6mol)、3-丁炔-1-醇(70)(67g,0.66mol)和干燥的Et2O(600mL)的0℃溶液中。30分鐘后,加入飽和碳酸氫鈉水溶液(100mL)讓此反應(yīng)混合物停止反應(yīng)。進行相分離,并將水相用Et2O(50mL)萃取。將合并的有機相用鹽水(50mL)洗滌,干燥(硫酸鎂),過濾并濃縮。所得殘余物用己烷(300mL)稀釋,通過硅膠塞過濾,濃縮并在真空(0.1mm Hg)下在50℃攪拌12小時,得到114g(約100%)的71,其不經(jīng)進一步純化直接使用1HNMR(500MHz,CDCl3)δ7.28(d,J=8.4Hz,2H),6.89(d,J=8.4Hz,2H),4.49(s,2H),3.80(s,3H),3.58(t,J=7.0Hz,2H),2.49(dt,J=7.0,2.7Hz,2H),2.00(t,J=2.6Hz,1H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.2,130.0,129.3,113.7,81.3,72.5,69.2,67.8,55.2,19.8ppm;IR(薄膜)3292,3001,2936,2863,1614,1514,823cm-1;元素分析理論值C12H14O2C,75.76;H,7.42。實測值C,75.60;H,7.49。
合成5-(4-甲氧基芐氧基)-2-戊炔醛(pentynal)(72)按照已建立的方法(Journet等,出處同上),將n-BuLi的己烷溶液(2.5M,32mL)滴加到71(14.45g,76.22mmol)的干燥THF(0.2L)的-40℃溶液中。此反應(yīng)溫度不能超過-35℃。10分鐘后,一批加入無水DMF(11.8mL,153mmol)并除去冷卻浴。30分鐘后,倒入劇烈攪拌并冷卻的(約5℃)的10%磷酸二氫鉀(0.4L)和甲基叔丁基醚(MTBE)(0.38L)水溶液中讓此反應(yīng)混合物停止反應(yīng)。20分鐘后,分層并將此有機層用水(50mL)洗滌。將合并的水層用MTBE(100mL)反萃取并將合并的有機萃取物用鹽水(50mL)洗滌,干燥(硫酸鎂),過濾并將此濾液濃縮。在硅膠上純化此殘余物(10∶1己烷-EtOAc;6∶1己烷-EtOAc)得到14.97g(90%)的72,為淡黃色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.16(s,1H),7.26(d,J=8.5Hz,2H),6.88(d,J=8.6Hz,2H),4.48(s,2H),3.79(s,3H),3.61(t,J=6.7Hz,2H),2.69(t,J=6.7Hz,2H);13CNMR(125MHz,CDCl3)δ177.0,159.2,129.6,129.3,113.8,95.7,81.9,72.7,66.5,55.2,20.6ppm;IR(薄膜)3002,2865,2205,1668,1514,824cm-1;元素分析理論值C13H14O3C,71.54;H,6.47。實測值C,71.42;H,6.54。
合成(5S)-羥基-1-(4-甲氧基芐氧基)-3-庚炔(73)按照Seebach的總合成方法(Webber和Seebach,Tetrahedron1994,507473-7484),將其引入本文作為參考,將Ti(Oi-Pr)4(12.2mL,41.0mmol)加入到(4R,5R)-2,2-二甲基-α,α,α′,α′-四(萘-2-基)-1,3-二氧雜環(huán)戊烷-4,5-二甲醇(27.3g,41.0mmol)和干燥的甲苯(340mL)的23℃溶液中。3小時后,減壓(0.1mm)下除去溶劑。所得殘余物溶解于干燥的乙醚(560mL)并將此反應(yīng)容器冷卻至-50℃,加入Ti(Oi-Pr)4(70mL,0.24mmol)和72(44.7g,0.20mmol)。再在1小時內(nèi)緩慢加入二乙基鋅(243mL,267mmol,1.1M甲苯溶液)。將此反應(yīng)容器再升溫至-27℃。18小時后,用飽和氯化銨水溶液(100mL)讓此反應(yīng)混合物停止反應(yīng)。將有機相干燥(硫酸鎂),通過硅藻土板過濾并濃縮。所得殘余物在硅膠上純化(20∶1己烷-EtOAc;5.6∶1己烷-EtOAc;1∶1己烷-EtOAc)得到47.6g(94%)的73,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.25(d,J=8.4Hz,2H),6.86(d,J=8.4Hz,2H),4.46(s,2H),4.26(t,J=6.4Hz,1H),3.78(s,3H),3.53(t,J=7.0Hz,2H),2.58(s,1H),2.49(dt,J=7.0,1.5Hz,2H),1.66(m,2H),0.97(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.1,129.9,129.2,113.7,82.3,81.7,72.4,67.9,63.5,55.1,30.9,19.9,9.4ppm;IR(薄膜)3418,2965,1613,1514,1249,823,733cm-1;元素分析理論值C15H20O3C,72.55;H,8.12。實測值C,72.26;H,8.14。[α]25D-3.2,[α]25577-3.6,[α]25545-4.0,[α]25435-6.5,[α]25405-7.7,(c2.35,CHCl3)。
按照Ward的總方法(Ward等,Tetrahedron Lett.,1991,327165-7166),引入本文作為參考,將73(23mg)用(R)-α-甲氧基-α-(三氟甲基)苯基乙酸氯[(R)-MTPACl]處理得到相應(yīng)(R)-MTPA酯。毛細管GC分析[150℃至200℃/2.0℃分鐘-1,tR73-(R)-MTPA=3D21.13分鐘,tRE-50-(R)-MTPA=20.69分鐘]顯示73-(R)-MTPA和E-73-(R)-MTPA的比例為99.7∶0.3。
合成(S)-(Z)-1-(4-甲基氧基芐氧基)-5-三異丙基甲硅烷氧基-3-庚烯(74)將三氟甲磺酸三異丙基甲硅烷基酯(19.1mL,71.1mmol)在15分鐘內(nèi)滴加到2,6-二甲基吡啶(10.3mL,88.4mmol)、73(14.6g,58.6mmol)和干燥的CH2Cl2(150mL)的0℃溶液中。1小時后,將此溶液倒入到Et2O(400mL)中并用1N HCl(3×50mL)和鹽水(20mL)洗滌。將有機相干燥(硫酸鎂),過濾并將此濾液濃縮。粗品油狀物置于真空下(0.1mm)過夜得到24.0g(約100%)的(S)-1-(4-甲氧基芐氧基)-5-三異丙基甲硅烷氧基-3-庚炔,為淡黃色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用1H NMR(400MHz,CDCl3)δ(d,J=8.6Hz;2H),6.91(d,J=8.6Hz,2H),4.50(s,2H),4.24-4.45(m,1H),3.83(s,3H),3.59(t,J=7.2Hz,2H),2.54(dt,J=7.2,1.9Hz,2H),1.67-1.76(m,2H),1.01-1.19(m,21H),1.02(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)159.1,130.2,129.2,113.7,82.9,80.8,72.5,68.2,64.3,55.1,32.1,20.1,18.0,12.2,9.4ppm;IR(薄膜)2942,2866,1614,1514,1464,1249,1100cm-1;元素分析理論值C24H40O3SiC,71.24;H,9.86。實測值C,71.18;H,10.04;[α]25D-25.5,[α]25577-26.3,[α]25546-30.5,[α]25435-50.8,[α]25405-60.8,(c1.40,CHCl3)。
將粗品(S)-1-(4-甲氧基芐氧基)-5-三異丙基甲硅烷氧基-3-庚炔(24.0g,58.6mmol)、新蒸餾的喹啉(0.14mL,1.18mmol)、Lindlar′s催化劑(Pd/CaCO3用PbO毒害,1.51g)和干燥的3∶1己烷-EtOAc(360mL)的混合物在23℃、1atm H2中維持17小時。將此混合物再通過硅藻土塞過濾,并將此洗脫液濃縮得到24.0g(約100%)的74,其不經(jīng)進一步純化直接使用1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.30(d,J=8.6Hz,2H),6.91(d,J=8.6Hz,2H),5.47-5.52(m,1H),5.37-5.43(m,1H),4.48-4.52(m,1H),4.48(s,2H),3.83(s,3H),3.46-3.50(m,2H),2.35-2.43(m,2H),1.59-1.68(m,1H),1.47-1.56(m,1H),1.09(app s,21H),0.89(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)159.1,135.8,130.4,129.2,124.4,113.7,72.6,69.9,69.4,55.2,31.6,28.7,18.0,12.3,9.3ppm;IR(薄膜)2942,2866,1613,1514,1248,1097cm-1;元素分析理論值C24H42O3SiC,70.88;H,10.41。實測值C,71.06;H,10.44;[α]25D18.5,[α]25577+19.7,[α]25546+22.6,[α]25435+41.9,[α]25405+52.0,(c1.80,CHCl3)。
合成(S)-(Z)-1-碘-5-三異丙基甲硅烷氧基-3-庚烯(75)將粗品74(24.0g,58.6mmol)、DDQ(17.3g,76.2mmol)和20∶1 CH2Cl2-H2O(210mL)的溶液在23℃維持1小時。倒入Et2O(600mL)中讓此反應(yīng)混合物停止反應(yīng),并用1N NaOH(2×200mL)和鹽水(200mL)洗滌。將有機相干燥(硫酸鎂),過濾并濃縮。通過將對甲氧基苯甲醛還原為對甲氧基芐醇使對甲氧基苯甲醛的色譜分離更容易。進行完畢后,將所得殘余物、MeOH(200mL)和NaBH4(2.9g,77mmol)的溶液在23℃下維持1小時。倒入Et2O(300mL)中使此反應(yīng)混合物停止反應(yīng)并用1N HCl(50mL)和鹽水(50mL)洗滌。將有機相干燥(硫酸鎂),過濾并將此濾液濃縮。將所得油狀物在硅膠上純化(20∶1己烷-EtOAc;15∶1己烷-EtOAc;10∶1己烷∶EtOAc)得到16.0g(95%)的(S)-(Z)-5-三異丙基甲硅烷氧基-3-庚烯醇,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.55-5.51(m,1H),5.38-5.33(m,1H),4.47(ddd,J=13.5,6.5,1.5Hz,1H),3.66(m,2H),2.35-2.30(m,2H),1.65-1.57(m,1H),1.53-1.46(m,1H),1.41(br s,1H),1.05(br s,21H),0.87(t,J=7.5Hz);13C NMR(125MHz,CDCl3)137.0,124.1,69.9,62.3,31.7,31.6,18.0,12.3,9.3;IR(薄膜)3313,2970,2867,1485,1085,1052cm-1;元素分析理論值C16H34O2SiC,67.07;H,11.96。實測值C,66.89;H,11.89;[α]25D+23.2,[α]25577+25.1,[α]25546+29.2,[α]25435+52.9,[α]25405+66.1,(c1.25,CHCl3)。
按照Corey的總方法(Singh等,出處同上,引入本文作為參考),在15分鐘內(nèi)將碘(5.03g,19.8mmol)分批加入到(S)-(Z)-5-三異丙基甲硅烷氧基-3-庚烯醇(5.17g,18.0mmol)、PPh3(5.19g,19.8mmol)、咪唑(1.35g,19.8mmol)和Et2O-MeCN(3∶1,125mL)的0℃溶液中,然后升溫至23℃。1小時后,將此溶液在水(150mL)和乙醚(150mL)之間分配。將水相用Et2O(2×150mL)萃取。再將合并的有機萃取物用Na2SO3(150mL)和H2O(150mL)洗滌,干燥(MgSO4)并過濾。通過閃式色譜純化粗品產(chǎn)物(95∶5己烷-乙醚)得到6.67g(94%)的碘化物75,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.49-5.53(m,1H),5.28-5.32(m,1H),4.41(dd,J=7.1,5.9Hz,1H),3.10-3.14(m,2H),2.59-2.66(m,2H),1.58-1.62(m,1H),1.48-1.52(m,1H),1.05(s,21H),0.86(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)136.2,126.9,70.0,32.2,31.6,18.1,12.3,9.3,4.4ppm;IR(薄膜)3012,2942,1464,1105,883cm-1;元素分析理論值C16H33OSiIC,48.48;H,8.39。實測值C,48.63;H,8.49;[α]25D+22.8,[α]25577+24.4,[α]25546+23.7,[α]25435+53.1,[α]25405+65.8,(c1.2,CHCl3)。
合成(R)-三乙基甲硅烷氧基-N-甲氧基-N-甲基-7-甲基-6-辛烯酰胺(化合物76)向已知(Noyori,R.等,J.Am.Chem.Soc.1987,109,5868)β-羥基酯(10.0g,53.5mmol)的干燥的THF(200mL)0℃溶液中,加入N,O-二甲基羥基胺鹽酸鹽(14g,64.2mmol,1.2eq),接著加入三甲基鋁的2M甲苯(60mL,2.3eq)溶液(通過導(dǎo)管滴加)。將混合物升溫至室溫并在此溫度下維持3小時。然后將此混合物(小心地)倒入冷(0℃)的酒石酸的2M溶液(500mL)中。所得混合物攪拌5小時,之后分層并將水層用EtOAc(3×100mL)萃取。將合并的有機層干燥(硫酸鎂)并濃縮。在硅膠上純化此殘余物得到10.2g(88%)的Weinreb酰胺。將此Weinreb酰胺(10.2g,47.5mmol)溶解于CH2Cl2(150mL)并用Hunig′s堿(25mL,3eq)處理。然后向此混合物中滴加TESCl(8.6g,9.7mL,1.2eq)。用TLC(己烷,EtOAc,3∶1)監(jiān)控反應(yīng)進程。反應(yīng)完畢時,用水稀釋此混合物,分層并將水層用Et2O(3×100mL)萃取。合并的有機層用0.5NHCl(2×100mL)和水(2×100mL)洗滌,干燥(硫酸鎂)并濃縮。將此殘余物在硅膠上純化(己烷-EtOAc,3∶1),得到12.9g(82%)的76,為淡黃色油狀物。1H NMR(CDCl3,300MHz)δ5.05(m,1H),4.20-4.10(m,1H),3.65(s,3H),3.14(s,3H),2.8-2.6(dd,J=17,2Hz,1H),2.3-2.4(dd,J=17,3Hz,1H),2.1-1.9(m,2H),1.65(s,3H),1.55(s,3H),1.55-1.4(m,2H),1.0-0.9(m,9H),0.6-0.4(m,6H);13C NMR(CDCl3,75MHz)d172.38,131.50,124.10,69.10,61.17,39.61,37.96,31.90,25.55,23.81,17.56,6.80,5.24。
合成(6R,11Z,13S)-2-甲基-6-三乙基甲硅烷氧基-13-三異丙基甲硅烷氧基十五碳-2,11-二烯-8-酮(77)將t-BuLi(23.5mL,40.0mmol,1.7M)加入到碘化物75(6.67g,16.8mmol)和Et2O-己烷(1∶1,100mL)的-78℃溶液中。將此溶液在-78℃下維持30分鐘,然后加入溶液酰胺76(6.10g,18.5mmol)和Et2O-己烷(1∶1,40mL)。將所得溶液在-78℃下維持30分鐘,然后升溫至0℃并維持2小時。再將此溶液加入到飽和氯化銨水溶液(150mL)中。進行相分離,水相用Et2O(2×150mL)萃取。將合并的有機萃取物干燥(硫酸鎂),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化粗品產(chǎn)物(98∶2己烷-乙醚)得到5.93g(65%)的77,為清澈油狀物。此產(chǎn)物純度約95%,且不經(jīng)進一步純化直接使用。小量樣品通過閃式色譜進一步純化(98∶2己烷-乙醚)得到下列數(shù)據(jù)1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.41-5.36(m,1H),5.29-5.24(m,1H),5.08(tt,J=7.1,1.3Hz,1H),4.45(app q,J=6.7Hz,1H),4.18(五重峰,J=6.0Hz,1H),2.60(ABX的A,JAB=3D15.3,JAX=3D 7.2Hz,1H),2.48-2.43(m,3H),2.30-2.24(m,2H),2.05-1.93(m,2H),1.68(s,3H),1.64-1.40(m,4H),1.59(s,3H),1.04(s,21H),0.94(t,J=7.9Hz,9H),0.85(t,J=7.5Hz,3H),0.58(q,J=7.9Hz,6H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ208.9,135.1,131.8,126.7,123.8,69.8,68.7,50.2,44.1,37.9,31.6,25.7,23.8,21.9,18.1,18.0,17.6,12.3,9.3,6.9,4.9ppm;IR(薄膜)2958,2867,1717,1463,1378,1086,1014cm-1;MSHRMS(FAB)m/z 37.4141(M-H),(537.4159理論值C31H61O3Si2);[α]25D+4.1,[α]25577+4.8,[α]25546+4.9,[α]25435+11.0,[α]25405+14.3(c1.6,CHCl3)。
合成(6R,11Z,13S)-8-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-6-羥基-2-甲基-13-三異丙基甲硅烷氧基十五碳-2,11-二烯(79)將酮77(3.74g,6.94mmol)、原酸酯78(4.10g,34.7mmol)、1,3-丙二醇(12.6mL,174mmol)、Amberlyst-15樹脂(278mg)和CH3CN(70mL)的溶液在室溫下維持7小時。然后將此混合物通過硅藻土板過濾并將此濾液在Et2O(150mL)和H2O(50mL)之間分配。進行相分離,有機相用水洗滌(250mL),干燥(硫酸鎂),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化粗品產(chǎn)物(85∶15己烷-乙醚)得到2.68g(80%)的縮酮79,為清澈油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.42-5.29(m,2H),5.14(寬t,J=7.1Hz,1H),4.45(app q,J=7.5Hz,1H),4.11-4.08(m,1H),4.02-3.85(m,4H),3.80(s,1H),2.16-1.96(m,6H),1.84-1.76(m,202H),1.68(s,3H),1.65-1.36(m,6H),1.61(s,3H),1.05(s,21H),0.86(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ134.6,131.5,127.5,124.3,101.1,69.9,67.0,59.5,59.5,43.7,37.5,31.7,31.3,25.7,25.2,24.1,22.3,18.1,18.0,17.6,12.4,9.3ppm;IR(薄膜)3532,2960,2866,1464,1381,1246,1109cm-1;MSHRMS(FAB)m/z 505.3683(M+Na),(505.3691為C28H54O4SiNa的理論值)。元素分析理論值C28H54O4SiC,69.65;H,11.27。實測值C,69.40;H,11.28;[α]25D+13.3,[α]25577+14.2,[α]25546+16.8,[α]25435+30.1,[α]25405+37.4(c1.6,CHCl3)。
合成(6S,11Z,13S)-6-氨基-8-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-2-甲基-13-三異丙基甲硅烷氧基十五碳-2,11-二烯(80)。將三苯基膦(2.89g,11.0mmol)和疊氮酸(5.82mL,12.1mmol,2.08M在甲苯中)加入到醇79(2.65g,5.49mmol)和THF(55mL)的0℃溶液中,然后在15分鐘內(nèi)滴加疊氮二甲酸二乙酯(DEAD)(2.60mL,16.5mmol)。溶液在0℃下維持1.5小時,然后真空除去約一半溶劑。所得溶液用己烷(30mL)稀釋并通過硅膠塞過濾,用97∶3己烷-Et2O作為洗脫劑。濃縮此濾液,并將粗品產(chǎn)物通過閃式色譜純化(97∶3己烷-乙醚)得到2.45g(88%)的疊氮化物,為澄清油狀物1HNMR(500MHz,CDCl3)δ5.41-5.29(m,2H),5.10(寬t,J=7.1Hz,1H),4.47(app q,J=7.4Hz,1H),3.96-3.86(m,4H),3.71-3.66(m,1H),2.12-2.07(m,3H),2.00-1.72(m,6H),1.70(s,3H),1.64(s,3H),1.63-1.42(m,5H),1.05(s,21H),0.87(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ134.6,132.4,127.7,123.3,99.1,69.9,59.6,59.6,58.3,42.2,36.1,32.2,31.7,25.7,25.1,24.7,22.2,18.1,18.1,17.6,12.4,9.4ppm;IR(薄膜)2961,2866,2101,1463,1381,1246,1145,1110cm-1;MSHRMS(FAB)(M-H)m/z 506.3776,(506.3781為C28H52N3O3Si的理論值)。元素分析理論值C28H53N3O3SiC,66.22;H,10.52。實測值C,66.27;H,10.50。[α]25D+9.5,[α]25577+10.3,[α]25546+12.1,[α]25435+24.1,[α]25405+31.2(c1.6,CHCl3)。
將上述疊氮化物(2.45g,4.82mmol)和乙醚(18mL)的溶液加入到LiAIH4(12.1mL,12.1mmol,1.0M在乙醚中)和乙醚(18mL)的0℃溶液中。除去冰浴,并將此溶液升溫至室溫。1小時后通過連續(xù)加入H2O(600μL)、NaOH(600μL,3 N)和H2O(1.8mL)停止反應(yīng)。所得混合物攪拌1小時,然后加入硫酸鎂。將此混合物通過硅藻土板過濾并濃縮得到棕色油狀物。通過閃式色譜純化粗品產(chǎn)物(10∶1∶0.1 CHCl3-MeOH-濃NH4OH)得到2.05g(88%)的胺80,為淺黃色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.39-5.29(m,2H),5.11(br t,J=7.1Hz,1H),4.46(app q,J=7.4Hz,1H),3.95-3.84(m,4H),3.15-3.11(m,1H),2.10-1.96(m,4H),1.83-1.69(m,4H),1.68(s,3H),1.63-1.31(m,6H),1.61(s,3H),1.05(s,21H),0.86(t,J=7.5Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ134.3,131.4,127.9,124.1,100.4,69.8,59.4,59.2,46.7,43.1,38.8,32.7,31.6,25.6,25.3,24.6,22.1,18.0,18.0,17.6,12.3,9.3ppm;IR(薄膜)3387,3310,2942,2866,1464,1381,1366,1246,1109cm-1;MSHRMS(FAB)(M+H+)m/z482.4011,(482.4029為C28H56NO3Si的理論值)。元素分析理論值C28H55NO3SiC,69.80;H,11.51。實測值C,69.85;H,11.56;[α]25D+21.2,[α]25577+22.7,[α]25546+26.1,[α]25435+47.2,[α]25405+58.1(c1.6,CHCl3)。
合成(6S,11Z,13S)-8-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-2-甲基-13-三異丙基甲硅烷氧基-6-脲基十五碳-2,11-二烯(81)將三甲基甲硅烷基異氰酸酯(0.55mL,4.1mmol)加入到80(1.61g,3.35mmol)、CH2Cl2(6.8mL)和i-PrOH(0.31mL)的室溫溶液中。15小時后,加入i-PrOH(3mL)并將此溶液維持1小時,然后濃縮。將所得油狀物在硅膠上純化(100%EtOAc)得到1.57g(89%)的81,為無色油狀物1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.24-5.36(m,2H),5.03-5.15(m,4H),4.41(dd,J=13.2,7.1Hz,1H),3.80-3.91(m,4H),3.64(m,1H),1.71-2.03(m,8H),1.63(s,3H),1.55(s,3H),1.36-1.63(m,6H),1.00(s,21H),0.82(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)159.3,134.4,131.8,127.5,123.7,99.9,69.7,59.4,59.2,46.7,36.9,31.5,31.1,25.6,25.0,24.5,22.1,17.9,17.8,17.5,12.2,9.2ppm;IR(薄膜)3354,2960,1660,1600,1556,1463,1381,1109cm-1;[α]25D+7.0,[α]25577+12.0,[α]25546+17.3,[α]25435+20.7,[α]25405+25.4,(c1.05,CHCl3)。元素分析理論值C29H56N2O4SiC,66.36;H,10.75;N,5.34。實測值C,66.31;H,10.70;N 5.41。
合成(4aR,7S)-4-[15-(烯丙基氧基羰基)十五烷基氧羰基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-3-[(4S)-叔丁基二甲基甲硅烷氧基戊基)]-7-[(7S,Z)-2-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-7-三異丙基甲硅烷氧基壬-5-烯基)]-1-氧代-吡咯并[1,=2-c]嘧啶(83)將四氧化鋨(0.75mL,0.1M在t-BuOH中)加入到81(524mg,1.00mmol)、NMO(406mg,3.46mmol)和10∶1 THF-H2O(25mL)的溶液中。1.5小時后,加入硅酸鎂載體(3g),NaHSO3(3g)和EtOAc(50mL)并將此反應(yīng)混合物劇烈攪拌。30分鐘后,將此反應(yīng)混合物過濾,并濃縮此濾液得到無色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用。
將此粗品二醇、Pb(OAc)4(532mg,1.20mmol)和甲苯(60mL)的溶液維持在室溫下。將此反應(yīng)混合物通過硅藻土塞過濾,加入醋酸嗎啉(300mg,2.0mmol),并濃縮此溶液得到粗品縮醛胺82,為淡黃色油狀物。
將此粗品縮醛胺,47(1.95g,3.36mmol)和2,2,2-三氟乙醇(1.0mL)的溶液在60℃維持兩天。通過加入Et2O(20mL)和50%氯化銨水溶液(5mL)停止此反應(yīng)。分層,將此有機層干燥(硫酸鎂),濃縮,并將所得油狀物在硅膠上純化(10∶1己烷-EtOAc;7∶1己烷-EtOAc;3∶1己烷-EtOAc)得到1.5g的24和638mg(61%)的83和84的約6.5∶1的混合物,其不經(jīng)分離直接使用。為了鑒定,將50mg此混合物的樣品通過HPLC純化(7∶1己烷-EtOAc;Altima 5硅膠).601H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.72(s,1H),5.87-5.95(m,1H),5.21-5.37(m,4H),4.56(d,J=5.7Hz,2H),4.51(dd,J=12.7,7.1Hz,1H),4.22(dd,J=11,4.6Hz,1H),4.06-4.13(m,3H),3.97-3.98(m,1H),3.76-3.88(m,4H),2.47-2.58(m,3H),2.39(d,J=13.6Hz,1H),2.32(t,J=7.5Hz,2H),2.26-2.32(m,1H),2.15(dd,J=13.0,6.0Hz,1H),1.99-2.03(m,1H),1.50-1.90(m,13H),1.41-1.48(m,3H),1.11-1.40(m,23H),1.10(d,J=6.1Hz,3H),0.91-1.07(m,21H),0.82-0.91(m,12H),0.03(s,3H),0.02(s,3H);13CNMR(125MHz,CDCl3)173.5,166.0,151.9,151.2,134.3,132.2,128.2,118.0,102.1,99.2,69.9,68.3,64.9,64.2,59.3,57.7,52.7,39.0,37.4,34.5,34.2,31.8,31.3,30.4,29.6,29.57,29.5,29.4,29.3,29.2,29.1,29.0,26.1,25.9,25.3,24.9,24.4,23.6,21.8,18.1,12.3,9.3,-4.4,-4.7ppm;IR(薄膜)3211,3095,2927,2856,1741,1682,1627,1463,1435,1107cm-1;[α]25D-4.5,[α]25577-4.9,[α]25546-5.7,[α]25435-15.5,[α]25405-22.7,(c0.75,CHCl3)。元素分析理論值C59H108N209Si2C,67.77;H,10.41;N,2.68。實測值C,67.68;H,10.27;N 2.65。
(3R,4R,4aR,6′R,7S)-4-[15-(烯丙基氧基羰基)十五烷基氧羰基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-1-氧代-7-[(7S,5Z)-7-羥基-2-氧代-5-壬烯基]-吡咯并[1,2-c]嘧啶-3-螺-6′-(2′-甲基)-3′,4′,5′,6′-四氫-2H-吡喃(85)將83(1.30g,1.24mmol)、TBAF(6.22mL,1.0M乙醚溶液)和DMF(31mL)的溶液在室溫下維持5小時。將此溶液用Et2O(150mL)稀釋并用H2O(50mL)和鹽水(250mL)洗滌。將此有機層干燥(硫酸鎂),過濾,并濃縮此濾液。所得殘余物不經(jīng)進一步純化直接使用。
此粗品二醇、TsOH·H2O(236mg,1.24mmol)和CHCl3(180mL)的溶液在60℃維持15分鐘。通過加入飽和碳酸氫鈉水溶液(20mL)停止此反應(yīng)。分層并將此有機層用鹽水洗滌(20mL),然后將此有機層干燥(硫酸鎂),濃縮,并將所得油狀物在硅膠上純化(1∶3己烷-EtOAc;100%EtOAc)得到630mg(71%)的約6.5∶1混合物異構(gòu)體。621H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.87-5.95(m,1H),5.56(s,1H),5.34-5.43(m,2H),5.31(dd,J=17.2,1.5Hz,1H),5.22(dd,J=10.6,1.3Hz,1H),4.57(dd,J=4.3,1.3Hz,2H),4.38(dd,J=14.5,6.8Hz,1H),4.29-4.31(m,1H),4.08-4.18(m,2H),4.02(dt,J=11.1,4.8Hz,1H),3.77-3.80(m,1H),3.37(d,J=16.8Hz,1H),2.52-2.60(m,2H),2.43-2.50(m,1H),2.32(t,J=7.5Hz,2H),2.22-2.27(m,2H),2.04-2.20(m,4H),1.69-1.76(m,4H),1.56-1.65(m,7H),1.42-1.48(m,3H),1.24-1.28(m,21H),1.06-1.09(m,1H),1.05(d,J=6.0Hz,3H),0.89(t,J=7.5Hz,3H);13CNMR(125MHz,CDCl3)209.0,173.5,168.8,153.0,134.1,132.3,129.8,118.1,82.2,68.4,66.2,65.1,64.9,55.0,54.0,53.2,46.2,42.7,34.3,32.2,32.1,30.3,30.0,29.6,29.57,29.5,29.4,29.3,29.2,29.1,28.7,26.0,24.9,22.0,21.7,18.8ppm;IR(薄膜)3450,3231,3081,2927,2855,1732,1715,1659,1651,1470,1373,1262,1013cm-1;[α]25D+42.2,[α]25577+42.7,[α]25546+49.8,[α]25435+91.0,[α]25405+114,(c0.60,CHCl3)。元素分析理論值C41H68N2O8C,68.68;H,9.56;N,3.91。實測值C,68.71;H,9.51;N3.84。
合成(3R,4R,4aR,6′R,7S)-4-[15-(烯丙基氧基羰基)十五烷基氧羰基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-1-氧代-7-[(7S,5Z)-7-氯乙酰氧基-2-氧代-5-壬烯基]吡咯并[1,2-c]嘧啶-3-螺-6′-(2′-甲基)-3′,4′,5′,6′-四氫-2H-吡喃(86)將氯乙?;?0.34mL,0.46mmol)滴加到85(0.63g,0.88mmol)、吡啶(1.42mL,17.6mmol)和CH2Cl2(50mL)的0℃溶液中。溶液立即升溫至室溫。1小時后,通過加入Et2O(200mL)讓此溶液停止反應(yīng)并用1N NaOH(25mL)、CuSO4(225mL)和鹽水(25mL)洗滌。將此有機層干燥(硫酸鎂),過濾,并濃縮此濾液。所得殘余物在硅膠上純化(2∶1己烷-EtOAc;1∶1已烷-EtOAc;1∶2已烷-EtOAc)得到600mg(86%)的所需順式異構(gòu)體86,為無色油狀物,和約85mg(約12%)的不需要的由84產(chǎn)生的反式異構(gòu)體。861HNMR(500MHz,CDCl3)δ6.34(s,1H),5.87-5.94(m,1H),5.48-5.56(m,2H),5.27-5.32(m,2H),5.22(d,J=10.4Hz,1H),4.56(d,J=5.7Hz,2H),4.31-4.33(m,1H),4.09-4.19(m,2H),4.03(s,2H),4.00-4.06(m,1H),3.77-3.81(m,1H),3.34(d,J=16.6Hz,1H),2.40-2.48(m,3H),2.25-2.38(m,5H),2.05-2.17(m,3H),1.69-1.74(m,4H),1.55-1.62(m,7H),1.42-1.50(m,1H),1.24-1.31(m,22H),1.06-1.15(m,1H),1.05(d,J=6.0Hz,3H),0.89(t,J=7.5Hz,3H);13CNMR(125MHz,CDCl3)207.9,173.4,168.8,166.6,153.4,133.0,132.3,127.8,118.0,82.1,73.7,66.1,64.9,64.8,54.9,53.9,53.1,46.3,42.3,41.1,34.2,32.2,32.0,29.5,29.49,29.4,29.3,29.2,29.1,29.07,29.0,28.6,27.4,25.9,21.8,21.6,18.5,9.3ppm;IR(薄膜)3296,2928,2855,1732,1652,1466,1303,1174,1013cm-1;[α]25D+42.7,[α]25577+47.0,[α]25546+52.6,[α]25435+96.1,[α]25405+120,(c1.00,CHCl3)。元素分析理論值C43H69N2O9ClC,65.09;H,8.77;N,3.53。實測值C,65.16;H,8.79;N 3.57。
合成五環(huán)87和88將86(327mg,0.412mmol)、MeOTf(1.29mL,8.21mmol)、2,6-二-叔丁基吡啶(0.46mL,2.1mmol)和CH2Cl2(20mL)的溶液室溫下維持8小時。然后將溶液倒入Et2O(100mL)中并用1NNaOH(2×10mL)和鹽水(10mL)洗滌。將此有機層干燥(硫酸鎂),過濾,并濃縮此濾液。所得殘余物不經(jīng)進一步純化直接使用。
室溫下將氨氣通入上述粗品假脲、N4HCl(50mg,0.93mmol)和烯丙基醇(5mL)的溶液中,通入20分鐘(飽和溶液)。將此反應(yīng)容器密封并加熱至60℃,保持28小時。再將此反應(yīng)混合物冷卻至室溫,濃縮,并將所得油狀物通過硅膠MPLC純化(100∶0.6CHCl3-i-PrOH)得到147mg的87和98mg的88。通過上述脒基化反應(yīng)條件將87進行兩個循環(huán)又得到60mg的88(52%聯(lián)合收率)。871H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.68(s,1H),8.56(s,1H),5.88-5.95(m,1H),5.64-5.67(m,1H),5.48(d,J=10.9Hz,1H),5.33(dd,J=17.2,1.5Hz,1H),5.25(dd,J=10.4,1.2Hz,1H),4.57(d,J=5.7Hz,2H),4.48(d,J=10.3Hz,1H),4.32-4.38(m,1H),4.10-4.24(m,3H),3.78-3.81(m,1H),2.56-2.61(m,2H),2.45(d,J=11.6Hz,1H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.26-2.36(m,3H),2.15-2.18(m,2H),2.00(dt,J=13.8,4.7Hz,1H),1.87(dd,J=14.6,5.4Hz,1H),1.61-1.78(m,10H),1.53-1.58(m,1H),1.42-1.49(m,1H),1.23-1.35(m,22H),1.05-1.15(m,1H),1.05(d,J=6.1Hz,3H),0.81(t,J=7.2Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)173.5,167.6,147.3,133.4,132.3,129.7,118.0,83.9,81.7,70.9,67.6,65.7,64.9,53.4,53.3,36.8,36.2,34.2,31.8,30.6,29.7,29.6,29.5,29.46,29.4,29.2,29.1,29.08,29.0,28.5,25.9,24.9,23.6,21.3,17.9,10.1ppm;IR(薄膜)3268,3147,3020,2927,2855,1732,1660,1608,1465,1283,1164,1029cm-1;[α]25D+12.2,[α]25577+13.1,[α]25546+14.1,(c2.00,CHCl3)。HRMS(FAB)m/z 698.5108為C41H68N3O6的理論值,實測值698.5096[M].881H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.54(s,1H),8.43(s,1H),5.88-5.95(m,1H),5.64-5.67(m,1H),5.48(d,J=10.9Hz,1H),5.31(dd,J=17.2,1.5Hz,1H),5.22(dd,J=10.4,1.2Hz,1H),4.57(dd,J=5.7,1.2Hz,2H),4.48(d,J=9.7Hz,1H),4.29-4.33(m,1H),4.08(t,J=6.8Hz,2H),3.99-4.05(m,1H),3.84-3.87(m,1H),2.93(d,J=4.8Hz,1H),2.55-2.63(m,2H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.26-2.36(m,2H),2.13-2.24(m,3H),1.98(dd,J=14.7,5.3Hz,1H),1.78-1.84(m,1H),1.51-1.76(m,10H),1.38-1.48(m,2H),1.21-1.30(m,22H),1.07-1.20(m,1H),1.05(d,J=6.1Hz,3H),0.81(t,J=7.2Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)173.5,168.3,148.4,133.5,132.3,129.7,118.0,84.0,80.8,70.9,67.2,65.5,64.9,54.1,52.2,49.9,36.7,36.1,34.4,31.8,31.7,30.5,29.6,29.56,29.5,29.45,29.4,29.2,29.1,29.06,28.4,26.7,25.8,24.9,23.6,21.5,17.7,10.0ppm;IR(薄膜)3263,3154,3025,2928,2854,1732,1652,1614,1516,1464,1298cm-1;[α]25D-9.6,[α]25577-10.5,[α]25546-9.5,[α]25435-16.5,[α]25405-17.2,(c0.75,CHCl3)。HRMS(FAB)m/z 698.5108為C41H68N3O6的理論值,實測值698.5106[M]。
合成羧酸89將88(27mg,37μmol)、Pd(PPh3)4(21mg,18μmol)、嗎啉(13μL,0.15mmol)和MeCN(1.0mL)的溶液室溫下維持5小時。將此溶液用乙醚(30mL)稀釋,并用0.1N HCl(25mL)和鹽水(5mL)洗滌。將有機層干燥(硫酸鎂),過濾,并將濾液濃縮。將所得殘余物在硅膠上純化(100∶1氯仿-甲醇;33∶1氯仿-甲醇)得到24mg(94%)的所需產(chǎn)物89,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.63-5.66(m,1H),5.46-5.49(m,1H),4.48(app d,J=10.2Hz,1H),4.27-4.31(m,1H),4.04-4.12(m,2H),3.96-4.03(m,1H),3.85-3.88(m,1H),2.92(d,J=4.9Hz,1H),2.62(t,J=13.8Hz,1H),2.55(dd,J=12.7,4.7Hz,1H),2.12-2.32(m,7H),1.86(dd,J=14.8,5.3Hz,1H),1.77-1.81(m,1H),1.60-1.73(m,9H),1.51-1.59(m,1H),1.37-1.45(m,2H),1.20-1.30(m,22H),1.16-1.20(m,1H),1.04(d,J=6.1Hz,3H),0.80(t,J=7.2Hz,3H),沒有可觀察的NH和OH信號;13C NMR(125MHz,CDCl3)179.1,168.4,148.7,133.6,129.8,83.9,80.8,70.8,67.0,65.4,54.0,52.0,50.0,36.7,36.0,31.9,31.8,30.5,29.4,29.3,29.29,29.26,29.1,29.0,28.4,26.7,25.8,25.5,23.7,21.5,17.8,10.0ppm;IR(薄膜)3261,3138,2919,2849,1728,1658,1606,1465,1284,1154,1031cm-1;[α]25D-17.7,[α]25577-17.0,[α]25546-18.7,[α]25435-28.5,(c1.10,CHCl3)。HRMS(FAB)m/z 658.4795為C38H64N3O6的理論值,實測值658.4791[M]。
合成41,45-雙-叔丁氧羰基Crambescidin 800(91)
將苯并三唑-1-基氧基三(二甲基氨基)六氟磷酸鏻(22mg,50μmol)加入到羧酸89(23mg,33μmol)、胺90(18mg,50μmol)、Et2N(0.15mL,1.1mmol)和CH2Cl2(5mL)的室溫下的溶液中。4小時后,此反應(yīng)用Et2O(20mL)稀釋并用飽和氯化銨水溶液(5mL)和鹽水(5mL)洗滌。將此有機層干燥(硫酸鎂),過濾,并濃縮此濾液。所得殘余物在硅膠上純化(50∶1 CHCl3-MeOH)得到28mg(82%)的所需產(chǎn)物91,為無色油狀物1H NMR(500MHz,d4-MeOD)δ5.70-5.73(m,1H),5.47-5.52(m,1H),4.40(br d,J=10.3Hz,1H),4.33-4.37(m,1H),4.10-4.16(m,2H),4.02-4.09(m,1H),3.75-3.85(m,2H),3.34-3.59(m,2H),3.23-3.29(m,2H),3.12-3.20(m,2H),3.07(d,J=4.8Hz,1H),2.94-3.06(m,2H),2.64(dd,J=13.0,4.7Hz,1H),2.26-2.46(m,6H),2.10-2.20(m,1H),2.00(dd,J=13.9,5.8Hz,1H),1.79-1.85(m,3H),1.50-1.77(m,11H),1.36-1.47(m,20H),1.22-1.35(m,25H),1.09(d,J=6.1Hz,3H),0.85(t,J=6.1Hz,3H);13C NMR(125MHz,d4-MeOD)176.6/176.2,170.2,158.5,150.2,134.3,131.3,85.1,82.2,80.0,79.96,72.3,69.1,68.4,68.37,66.5,55.6,55.0,54.2,53.5,50.7,45.1,38.9,38.7,38.3,38.1,37.9,36.2,34.3,34.1,33.0,32.6,31.5,30.8,30.7,30.6,30.5,30.3,30.2,29.6,28.8,28.7,27.6,27.0,26.7,26.6,24.4,21.8,19.5,10.8ppm;IR(薄膜)3356,2934,2858,1732,1706,1657,1613,1509,1459,1251,1170cm-1;[α]25D-3.0,[α]25577-2.2,[α]25546-2.8,[α]25435-3.5,[α]25405-3.6,(c0.75,CHCl3)。HRMS(FAB)m/z 1001.7為C55H97N6O10的理論值,實測值1001.7[M]。
合成Crambescidin 800三鹽酸鹽(2)將91(13mg,13μmol)和1.3mL的3.0M HCl的EtOAc溶液在室溫下維持20分鐘,然后濃縮。通過反相HPLC純化此殘余物(4∶1MeOH-0.1M NaCl,Altima C 18,5柱)得到約11.8mg(75%)的crambescidin 800,為其三鹽酸鹽(淺黃色油狀物)。此樣品的數(shù)據(jù)與公開的天然產(chǎn)物2的數(shù)據(jù)一致。合成的2的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,d4-MeOD)δ5.71(m,1H),5.50(app d,J=10.9Hz,1H),4.41(m,1H),4.33(m,1H),4.13(m,1H),4.05(m,1H),3.96(m,1H),3.85(m,1H),3.65(m,2H),3.55(m,1H),3.44(m,2H),3.11(m,2H),3.07(d,J=4.8Hz,1H),2.97(m,0.5H),2.88(m,1.5H),2.64(dd,J=12.8,4.7Hz,1H),2.23-2.51(m,7H),2.17(m,1H),1.50-2.10(m,15H),1.42(t,J=12.2Hz,1H),1.20-1.40(m,25H),1.09(d,J=6.1Hz,3H),0.85(t,J=7.2Hz,3H);1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.74(s,1H),9.50(s,1H),8.00(br s,6H),5.67(app s,1H),5.47(app d,J=10.4Hz,1H),4.49(m,1H),4.28(m,1H),4.07(m,2H),3.97(m,2H),3.45-3.66(m,3H),3.29(m,2H),3.11(m,2H),2.95(m,2H),2.55(m,1H),2.10-2.50(m,7H),2.05(m,1H),1.95(m,1H),1.50-1.70(m,15H),1.40-1.50(m,2H),1.20-1.40(m,25H),1.05(d,J=5.4Hz,3H),0.83(t,J=6.6Hz,3H);13C NMR(125MHz,d4-MeOD)177.5,170.2,150.2,134.3,131.3,85.1,82.1,72.3,69.4,68.4,66.5,55.6,54.8,54.1,50.7,43.8,38.5,38.3,38.2,37.9,33.0,32.9,32.6,31.5,30.8,30.7,30.67,30.6,30.3,30.26,29.6,27.6,27.0,26.6,26.55,24.4,21.8,19.4,10.8ppm;13C NMR(125MHz,CDCl3)175.5/175.0,168.3,148.7,133.6,129.8,83.5,80.6,70.9,67.1,65.4,54.4,53.9,51.8,49.5,44.0,37.9,37.6,37.0,36.9,33.5,33.2,32.0,31.8,30.8,30.6,29.7,29.6,29.59,29.55,29.5,29.1,29.0,28.4,26.9,25.8,25.5,25.4,23.4,21.4,18.3,10.1ppm;IR(薄膜)3382,3231,2923,2852,1732,1659,1614,1469,1167,1086,1015cm-1;[α]25D-4.4,[α]25577-5.0,[α]25546-4.0,[α]25435-6.3,[α]25405-6.2,(c0.70,CHCl3)。HRMS(FAB)m/z 801.6217為C45H81N6O6的理論值,實測值801.6222[M]。
合成Peracetylcrambescidin 800(92)將crambescidin 800(2)(5.0mg,5.5μg)、Ac2O(0.5mL)和吡啶(1mL)的溶液在室溫下維持23,然后真空濃縮(0.9mmHg,23℃),用氯仿(20mL)稀釋并用0.1M HCl(5mL)和鹽水(5mL)洗滌。將此有機層干燥(硫酸鎂),過濾,并濃縮此濾液。所得殘余物在硅膠上純化(20∶1 CHCl3-MeOH;10∶1 CHCl3-MeOH)得到2mg(35%)的peracetylcrambescidin 800(92),為白色蠟狀物。此樣品的數(shù)據(jù)與公開的天然衍生的peracetylcrambescidin 800的數(shù)據(jù)一致。合成的92的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.88(s,1H),9.64(s,1H),6.75(br s,0.7H),6.38(br s,0.7H),6.18(br s,0.7H),5.67(app t,J=10.5Hz,1H),5.49(app d,J=11.0Hz,1H),5.10(m,1H),4.51(m,1H),4.28(app dt,J=9.8,4.9Hz,1H),4.12(m,1H),4.06(m,1H),4.04(m,2H),3.46-3.64(m,2H),3.20-3.39(m,4H),2.99-3.16(m,2H),2.94(d,J=4.6Hz,1H),2.55(dd,J=12.6,4.6Hz,1H),2.49(m,1H),2.17-2.38(m,7H),2.05(s,3H),2.00(s,3H),1.98(s,3H),1.92-196(m,1H),1.52-1.82(m,14H),1.43(t,J=12.2Hz,1H),1.20-1.40(m,25H),1.05(d,J=6.1Hz,3H),0.83(t,J=7.2Hz,3H);1H NMR(500MHz,d4-MeOH)δ5.72(app t,J=10.9Hz,1H),5.51(app d,J=11.0Hz,1H),5.15(m,1H),4.32-4.39(m,2H),4.13(dt,J=6.6,1.8Hz,2H),4.07(m,1H),3.83(m,1H),3.39-3.63(m,4H),3.14-3.25(m,4H),3.08(d,J=4.9Hz,1H),2.64(dd,J=13.0,4.8Hz,1H),2.29-2.47(m,7H),2.17(m,1H),2.02(s,3H),2.01(m,1H),1.94(s,1.5H),1.93(s,1.5H),1.92(s,1.5H),1.91(s,1.5H),1.53-1.86(m,14H),1.42(t,J=12.6Hz,1H),1.20-1.40(m,25H),1.09(d,J=6.2Hz,3H),0.85(t,J=7.2Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)174.5,171.0,170.8,170.5,170.4,168.3,148.8,133.7,129.8,83.6,80.7,71.0,70.6,67.3,65.4,53.9,51.8,50.5,49.7,42.6,37.0,36.96,35.9,35.3,33.2,32.4,32.0,30.6,29.7,29.6,29.5,29.4,29.1,28.5,27.1,26.8,25.8,25.5,23.5,21.4,18.4,10.1ppm;IR(薄膜)3457,3240,2923,1739,1732,1660,1643,1614,1463,1372,1238,1015cm-1;[α]25D-37(c0.2,CHCl3)。HRMS(FAB)m/z 927.6534為C51H87N6O9的理論值,實測值927.6547[M]。
這些結(jié)果顯示了以會聚式方式,以最長的路線順序,由商購起始物進行Crambescidin 800(化合物2)的首次全合成,共25步,總收率3.0%。這些實驗證實了Crambescidin 800(化合物2)的立體化學(xué)排布,并嚴(yán)格地確立了羥基亞精胺側(cè)鏈的絕對構(gòu)型為S。
實施例IV13,14,15-Isocrambescidin 800的對映體選擇性全合成的初步方法合成方案13,14,15-Isocrambescidin 800和Ptilomycalin A/Crambescidin的甲酯的分子機械模型見圖20。這些模型清楚地說明了這兩種結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)差異和相似性。例如,在Isocrambescidin核中C10和C13角氫原子都是反式,而在Ptilomycalin A/Crambescidin核中都是順式,但是在C13、C14和C15上取代基之間的關(guān)系在兩種結(jié)構(gòu)中都是相同的。另外,在兩種結(jié)構(gòu)中C-O鍵都是軸向的。因此,在Ptilomycalin A合成中,我們推測如果中心三氮雜二氫厄(triazacenaphthalene)環(huán)系的所需反式立體化學(xué)是在平面內(nèi),則C8和C15螺中心可以按照所需的立體化學(xué)構(gòu)建。此方法需要將C10和C13角氫原子設(shè)置為反式關(guān)系,并需要將此手性與氧雜環(huán)庚烯(oxopene)和氫化吡喃環(huán)的C3和C19立體中心相聯(lián)系。
此初期合成中面臨的問題是構(gòu)建所需反式立體化學(xué)的三氮雜二氫厄環(huán)系。在(-)-Ptilomycalin A合成中,通過脲基醛和β-酮基酯的“系鏈的Biginelli”縮合反應(yīng)建立所需的順式立體化學(xué)(見Overman,L.E.;Rabinowitz,M.H.,J.Org.Chem.1993,58,3235-3237;Overman,L.E.;Rabinowitz,M.H.;RenhoweP.A.,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657-2658和Kappe,C.O.Tetrahedron 1993,49,6937-6963)。
在我們實驗室內(nèi)進一步的研究表明系鏈的脒基醛和β-酮酯之間的Biginelli縮合反應(yīng)得到1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶中間體,其與吡咯烷環(huán)為反式關(guān)系(附圖30)(McDonald,A.I.;Overman,L.E.,J.Org.Chem.1999,64,1520-1528),于是提供了構(gòu)建Isocrambescidin核的方法。
Isocrambescidin核的逆向合成分析見附圖21。切斷94的C8和C15縮醛胺得到1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶中間體如95。對于平面內(nèi)的胍單元,我們想象由中間體如95直接形成五環(huán)核的最終3個環(huán)。我們進一步設(shè)想通過脒基醛96與β-酮酯如97的Biginelli縮合反應(yīng)形成95。在(-)-Ptilomycalin A合成中,由于其高度的會聚式性,此方法非常吸引人。但是,為了以這種會聚式的方式完成此合成,所述胍單元必須在該合成的極早期引入。可以避免在后期步驟中進一步處理以建立胍單元,就此而言胍單元的早期引入也是誘人的,但是由于我們不想對胍進行保護,我們必須在合成的若干步驟中處理此高極性官能團(附圖21)。
結(jié)果和討論合成13,14,15-Isocrambescidin 800此合成開始于胺98,其已用于(-)-Ptilomycalin A的第二代合成和Crambescidin 800(見附圖22)的合成中。用1-H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(Bernatowicz等,J.Org.Chem.1992,572497-2502)和Hunig′s堿在60℃處理98得到胍99(收率約99%),其不經(jīng)純化直接使用(附圖22)。在檢查關(guān)鍵Biginelli縮合反應(yīng)前,需要將三取代的烯烴選擇性氧化。在此過程中,用催化量的四氧化鋨(OsO4)處理99導(dǎo)致三取代的雙鍵的選擇性二羥基化(Sharpless和Williams,Tetrahedron Lett.)。相應(yīng)的二醇在醋酸嗎啉的存在下用Pb(OAc)4裂解得到縮醛胺100。此二醇裂解后,我們發(fā)現(xiàn)如果將100過濾,并立即用于Biginelli縮合反應(yīng),且不接觸使用水的處理步驟,這是最理想的。此外,通過1H和13C NMR判斷100實質(zhì)上是若干組分的混合物。在13C NMR光譜中觀察到了很多碳原子的多重信號,而在1H NMR光譜中觀察到了寬峰,且沒有明顯的醛信號(附圖22)。
在乙醇中進行的100和β-酮酯101的Biginelli縮合反應(yīng)(Overman等,J.Am.Chem.Soc.,1995,1172657-2658)具有最適的選擇性(3∶1反式∶順式)。幸運的是,我們發(fā)現(xiàn)在60℃下在2,2,2-三氟乙醇中將100(1當(dāng)量)和101(1.5當(dāng)量)加熱20小時,將非對映異構(gòu)體選擇性改善至7∶1反式∶順式。之后用pH7.0緩沖液滅活的硅膠純化。滅活的硅膠通過向Merck硅膠(0.040-0.063)中加入10%(重量)pH7.0緩沖液并混合至均勻來制備。所需反式加成物102以49%的收率分離而順式加成物103以約5%的收率分離。順式加成物103在硅膠上比反式加成物102移動慢。因此,某種程度上很難分離出純的103,這是由于一些反式加成物102將使該柱產(chǎn)生拖尾。起初反式加成物102的立體化學(xué)根據(jù)以前模型研究的結(jié)果排布(McDonald等,J.Org.Chem 1999,64,1520-1528)。用在合成后期制備的五環(huán)中間體(見105a和105b)將此排布是更嚴(yán)格地建立。在DMF中用TBAF將102脫保護36小時得到二醇104,收率80%(附圖23)。此反應(yīng)常常不能反應(yīng)完全,而部分脫保護的中間體(R2=TBS,R3=H)以收率10-15%分離。在60℃下加熱此反應(yīng)混合物持續(xù)得到完全脫保護的104,但是形成了其它產(chǎn)物,并降低了104的分離收率。
A.五環(huán)105a的初期立體化學(xué)排布現(xiàn)將二醇104適當(dāng)?shù)毓倌芑赞D(zhuǎn)變?yōu)閕socrambescidin五環(huán)核。在此過程中,104接觸存在于氯仿中的對甲苯磺酸(p-TsOH)(3當(dāng)量)24小時。然后將此反應(yīng)混合物用HCO2Na水溶液洗滌以約50%的收率得到所需五環(huán)105a和異構(gòu)化的五環(huán)106的約1∶1混合物(五環(huán)20是非對映異構(gòu)體的約1∶1混合物,而此結(jié)構(gòu)根據(jù)1H NMRCOSY研究排布)(附圖23)。由于此甲苯磺酸根相反離子轉(zhuǎn)變緩慢,需要若干次洗滌才能只獲得甲酸鹽,而我們關(guān)心的是多次洗滌會導(dǎo)致此反式化合物形成的收率降低。制備甲酸鹽以便直接比較五環(huán)107(附圖24),(-)-Ptilomycalin A第一代合成中的中間體(Overman等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657-2658)。1HNMR NOE研究證實105a在C13、C14和C15與107是差向異構(gòu)的。因此,在104轉(zhuǎn)變?yōu)?05a的過程中側(cè)鏈醇對此雙鍵的雙鍵反式雙軸向加成在Isocrambescidin核中使氫化吡喃的取向如同在Ptilomycalin A/Crambescidin核一樣。此外,105a與13,14,15-Isocrambescidin 800在C14是差向異構(gòu)的,在C14次甲基氫原子的偶合常數(shù)11.8Hz有信號(McDonald等,J.Org.Chem 1999,64,1520-1528)(見附圖23和24[方案3,附圖3])。
進一步的研究表明化合物105a和106的比例可以通過改變反應(yīng)時間和p-TsOH的當(dāng)量數(shù)進行控制。較大量的p-TsOH和較長的反應(yīng)時間有利于106的形成,且我們發(fā)現(xiàn)用p-TsOH處理純的105a也得到106。我們發(fā)現(xiàn)的條件(2當(dāng)量的p-TsOH,氯仿,7小時)得到105a和106的5∶1的混合物。遺憾的是,我們沒有發(fā)現(xiàn)用p-TsOH只得到105a的條件,且由于105a和106某種程度上難以分離,105a的分離收率從沒有大于45-50%。因此,需要制備105a的更好的方法。
用對甲苯磺酸吡啶鎓(PPTS)(2當(dāng)量)在60℃下在氯仿中將104處理5小時,接著用甲酸鈉處理得到所需105a和四環(huán)108a的1∶5的混合物(附圖25)。但是,對此反應(yīng)條件稍加改良(2當(dāng)量PPTS,氯仿,90℃在密閉的試管中,24小時),得到了105a和108a的2∶1的混合物(附圖25)。遺憾的是,我們沒有發(fā)現(xiàn)用PPTS將104完全轉(zhuǎn)變?yōu)?05a的條件,但是105a和108a可以通過柱色譜分離。分離后,將108a再置于此反應(yīng)條件下,再次得到105a和108a的2∶1的混合物。一個循環(huán)后可以以75%的聯(lián)合收率分離所需105a。起初,為了比較目的,在進行色譜前將105a和108a轉(zhuǎn)變?yōu)榧姿猁},并用95∶5∶0.1乙酸乙酯-異丙醇-甲酸將它們分離。但是,后來我們發(fā)現(xiàn)鹽酸鹽105b和108b比相應(yīng)的甲酸鹽(105a和108a)更容易分離。通過用0.1N HCl和飽和氯化鈉水溶液洗滌此反應(yīng)混合物來制備鹽酸鹽,并在硅膠上用99∶1 CHCl3-MeOH-95∶5 CHCl3-MeOH進行分離。正如在以前的情況下,需要若干次洗滌以將甲磺酸鹽徹底轉(zhuǎn)變?yōu)辂}酸鹽。由于可以以基本上相等的收率獲得甲酸鹽和鹽酸鹽,故易于分離使鹽酸鹽的使用更合適(附圖25)。使用的試劑為PPTS、HCl3,90℃,24小時;HCO2Na洗滌或0.1N HCl洗滌(“a”)。
雖然五環(huán)105a和105b可以以合成上可利用的收率制備,某種程度上而言反應(yīng)順序很麻煩。理想的是,我們需要發(fā)現(xiàn)不促進異構(gòu)化產(chǎn)物如106形成卻能徹底轉(zhuǎn)變?yōu)?05a或105b的條件。為此,我們發(fā)現(xiàn)用HCl(3當(dāng)量)在乙酸乙酯處理104以78%的收率唯一地得到105b。由于在此反應(yīng)過程中形成鹽酸鹽,某種程度上避免了麻煩的相反離子的轉(zhuǎn)化(附圖26)。
在C14差向異構(gòu)化為軸向酯最好在末端酯的烯丙基除去后完成。為此,用(Ph3P)4Pd和嗎啉除去105b中的烯丙基(附圖26)。然后用Et3N在MeOH中在60℃下將C14酯差向異構(gòu)化得到所需β-差向異構(gòu)體109及起始α-差向異構(gòu)體和C15氧原子消除得到類似于108a的產(chǎn)物的混合物的2-3∶1的混合物。通過閃式色譜純化后,以兩步收率50-60%分離了109。觀察到了109的C14次甲基氫原子的特征性3.0Hz偶合常數(shù)。與(-)-Ptilomycalin A和Crambescidin 800的前體對比,在Isocrambescidin系列的平衡中有利于軸向酯。
由109容易完成13,14,15-Isocrambescidin 800的合成(附圖26)。由(R)-表氯醇制備(S)-7-羥基亞精胺片斷110,并用苯并三唑-1-基氧基三(二甲基氨基)六氟磷酸鏻(BOP)與五環(huán)109偶合(Castro等,Tetrahedron Lett.1975,1219-22)得到111,收率71%。用2M HCl在乙酸乙酯中除去BOC基團(Stahl等,J.Org.Chem.1978,43,2285-2286),并通過反相HPLC純化粗品產(chǎn)物得到13,14,15-Isocrambescidin 800的三鹽酸鹽(10),[α]D23-67.7(c0.7MeOH),收率70%。對于1H和13C NMR,合成的10的三鹽酸鹽的數(shù)據(jù)與所報告的天然10的數(shù)據(jù)一致。合成的d1三鹽酸鹽的1H NMR光譜(500MHz,CD3OD)與在參考索引3b的補充材料(Spectrum S-3)公開的天然10的光譜相同;光譜S-3顯然也是三個陽離子的鹽。在參考索引3b的表1中所列數(shù)據(jù)存在錯誤,這是由于所列數(shù)據(jù)和光譜S-3之間存在不相符之處。合成的10三鹽酸鹽的13C NMR光譜也與參考索引3b的補充材料(Spectrum S-8a)中公開的天然的10的光譜相同。同樣,在參考索引3b的表1中所列數(shù)據(jù)存在錯誤,這是由于所列數(shù)據(jù)和光譜S-8a之間存在不相符之處。合成的10也可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿宜猁}衍生物112。合成的112的數(shù)據(jù)也與所報告的由天然10制備112的1H和13C NMR數(shù)據(jù)相同(Jares-Erijman等,J.Org.Chem.1993 584805)。
據(jù)信獲得了10的三鹽酸鹽,這是由于除去BOC基團(111→10)后沒有進行堿性處理。但是,據(jù)報告天然10中的胺是游離堿的形式,然而合成和天然10的1H和13C NMR光譜沒有差別。用以氯化鈉飽和的0.1N NaOH處理合成的10,導(dǎo)致C41和C45質(zhì)子向低磁場位移。為了進一步研究此現(xiàn)象,由酸113制備114以模擬13,14,15-Isocrambescidin 800的羥基亞精胺區(qū)域(附圖27)。用2.0M HCl在乙酸乙酯中將114脫保護得到115,收率95%。在115和10中的C37-C45質(zhì)子的化學(xué)位移相同[C41,2.99-2.84ppm(m),C45,3.14-3.08ppm(m)](表1),但是胍單元的不存在使115的光譜分析在某種程度上更容易。用0.1N氫氧化鈉處理115得到116,為游離堿。在116中C41和C45質(zhì)子顯著位移向高磁場[C41,2.66-2.58ppm(m),C45,2.86-2.78ppm(m)]。此高磁場位移與鹽酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x堿一致。因此,這支持了天然13,14,15-Isocrambescidin800實際上是以其三鹽酸鹽分離的(附圖27)。
表1比較化合物115和116的C41和C45質(zhì)子的化學(xué)位移1H NMR(CD3OD,500MHz),(δppm)多重峰位置 11511641 2.99-2.84,m2.6-2.58,m45 3.14-3.08,m2.86-2.78,m13,14,15-Isocrambescidin 800的C43立體中心的排布基于crambescidin 816(化合物3)的類似性,13,14,15-Isocrambescidin 800的C43立體中心排布為S構(gòu)型。我們的化合物10的完全總合成似乎確證了此排布,但是由于C43距離其它立體中心遠,我們不能確定(43S)-13,14,15-Isocrambescidin 800與(43R)-13,14,15-Isocrambescidin 800可以用光譜法進行區(qū)分。為此,由109和E-110制備(43R)-13,14,15-Isocrambescidin800(117)。E-110由(S)-表氯醇(附圖28)制備。正如所料,通過1H和13C NMR及HPLC發(fā)現(xiàn)117與合成的10和天然的10沒有差別。
為了明確此立體化學(xué)排布,我們預(yù)計需要比較天然的10的衍生物與合成的10和117的衍生物。制備合成的10、117和天然的10的Mosher′s衍生物,并隨后通過19F NMR分析,這是明智的選擇。按照Ward的方法制備Mosher′s衍生物118(43S)和118(43R)(附圖29)。然后制備天然的10的相應(yīng)的Mosher′s衍生物,并與118和119進行比較。由天然的10和合成的10制備的Mosher′s衍生物的19F NMR數(shù)據(jù)相同。由于有關(guān)C38酰胺的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體,在19F NMR光譜中存在6個峰(見附圖27)。這明確確立了在13,14,15-Isocrambescidin 800中C43的立體化學(xué)是S構(gòu)型。
由商購物質(zhì)以會聚式方式用最長的線性順序完成13,14,15-Isocrambescidin 800(10)的首次全合成,共21步。這些研究證實了10的立體化學(xué)排布,并嚴(yán)格確立了其羥基亞精胺側(cè)鏈的絕對構(gòu)型是S。在其現(xiàn)在的形式中,此合成可以提供相當(dāng)量的10和用于藥理學(xué)評價的同類物。此對映體選擇性全合成首次顯示(a)系鏈Biginelli方法可以延及胍中間體,(b)關(guān)鍵的Biginelli縮合反應(yīng)可以在足夠溫和的條件下完成,其中可以使用含Crambescidin核的全部官能基的片斷,及(c)Isocrambescidin系列中的螺縮醛胺單元以高度立體化學(xué)穩(wěn)定性構(gòu)建。
實驗部分總則將購自Aldrich的干燥的THF、乙醚和二氯甲烷通過氧化鋁柱過濾(溶劑純化系統(tǒng))。常壓下用CaH2蒸餾三乙胺(Et3N)、吡啶、二異丙基乙基胺、二異丙基胺和乙腈。購自Merck的硅膠(0.040-0.063)用于閃式色譜。反相HPLC分離使用的HPLC系統(tǒng)由Waters590泵和Waters 486 UV檢測器組成。NMR光譜在Bruker儀器上記錄(500MHz和400MHz)。IR光譜用Perkin-Elmer Series 1600FTIR檢測,而旋光性用Jasco DIP-360旋光計檢測。質(zhì)譜用MicroMass Analytical 7070E(CI-異丁烷)或MicroMass AutoSpecE(FAB)光譜儀檢測。微量分析由Atlantic Microlabs,Atlanta,GA進行。其它一般實驗細節(jié)已有描(Metais,E.等,J.Org.Chem.1997,62,9210-9216)。
(6S,11Z,13S)-6-氨基-N-甲脒-8-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-2-甲基-13-三異丙基甲硅烷氧基十五碳-2,11-二烯(99)將胺98(2.95g,6.12mmol)、1-H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(2.70g,18.4mmol)、Hunig′s堿(4.37mL,24.5mmol)和DMF(6.0mL)的溶液室溫下維持16小時,然后加溫至60℃,并維持4小時。將此溶液冷卻并在氯仿(300mL)和0.1N HCl(75mL)之間分配。將有機相用0.1N HCl(75mL)和水(75mL)洗滌,干燥(硫酸鈉),過濾并濃縮得到胍99和胺98的2∶1的混合物。將此混合物溶解于DMF(6.0mL)并用1-H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(1.35g,9.2mmol)和Hunig′s堿(2.19mL,12.3mmol)處理。將此溶液室溫下保持16小時,然后升溫至60℃,并維持4小時。如上所述處理此反應(yīng)并安裝真空泵(0.1mmHg)以除去殘余的DMF。如此得到3.20g(99%)的胍99,為淡黃色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.82(app d,J=6.7Hz,1H),7.24(br s,1H),5.43-5.39(m,1H),5.29-5.24(m,1H),5.09(br t,J=7.0Hz,1H),4.46(app q,J=7.3Hz,1H),3.98-3.76(m,4H),3.60(m,1H),2.20-2.13(m,2H),2.02-1.74(重疊m,2H),1.69(s,3H),1.64-1.58(重疊m,2H),1.62(s,3H),1.51-1.38(m,2H),1.05(m,21H),0.87(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ157.6,135.0,132.7,126.9,123.1,100.5,69.8,59.8,59.3,46.6,45.0,36.5,31.7,30.5,25.7,25.0,24.8,22.2,18.1,18.0,17.6,12.3,9.3ppm;IR(薄膜)2961,2865,1651,1463,1383,1246,1109cm-1;MSHRMS(FAB)(M-Cl)m/z524.4225,(524.4250為C27H58N3O3Si的理論值);[α]25D+1.7,[α]25577+2.7,[α]25546+3.2,[α]25435+7.3,[α]25405+9.3(c1.3,CHCl3)。
(4aS,7S)-4-[15-(烯丙基氧基羰基)十五烷基氧羰基]-3-[(4S)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基戊基]-7-[(5Z,7S)-2-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-7-三異丙基-甲硅烷氧基-5-壬烯基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-1-亞氨基-吡咯并[1,2,c]-嘧啶鹽酸鹽(102)將4-甲基嗎啉-N-氧化物(2.16g,18.4mmol)和OsO4(3.1mL,0.24mmol,2%在叔丁醇中)加入到胍99(3.2g,約6.1mmol)、THF(105mL)和H2O(15mL)的溶液中。將此混合物攪拌8小時,加入硅酸鎂載體(1.5g)和NaHSO3(1.5g)并將所得混合物再攪拌10小時。加入硅藻土和MgSO4并將此混合物過濾,將此洗脫液濃縮得到棕色油狀物。將此油狀物溶解于甲苯(120mL),然后加入醋酸嗎啉(3.6g,24.5mmol)和Pb(OAc)4(3.3g,7.3mmol)。將溶液維持45分鐘,然后加入硅藻土。將此混合物通過硅藻土塞過濾,此洗脫液用甲苯(200mL)稀釋并濃縮此溶液得到棕色油狀物。將此油狀物與甲苯(200mL)共沸至干并將此殘余物與β-酮酯15(5.3g,9.2mmol)和2,2,2-三氟乙醇(9.0mL)混合。將此溶液在60℃維持20小時,然后在CHCl3(250mL)和0.1N HCl(50mL)之間分配。將此有機相用0.1N HCl(50mL)和鹽水(50mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。1H NMR分析表明反式∶順式Biginelli加成物的比例7∶1。通過閃式色譜純化粗品混合物(CHCl3-99∶1 CHCl3-MeOH-98∶2 CH3Cl-MeOH),使用用pH7.0緩沖液滅活的硅膠,得到3.22g(49%)的所需反式加成物,102,為淡棕色油狀物和331mg(5%)的順式加成物103。102數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.06(s,1H),7.33(s,1H),5.95-5.88(m,1H),5.43(app t,J=9.8Hz,1H),5.31(app dq,J=17.2,1.5Hz,1H),5.27-5.25(m,1H),5.23(app dq,J=10.4,1.3Hz,1H),4.57(br d,J=5.7,2H),4.46-4.41(m,2H),4.27-4.24(m,1H),4.17-4.07(m,2H),4.01-3.95(m,2H),3.91-3.78(m,3H),2.77-2.71(m,2H),2.65-2.59(m,1H),2.45-2.40(m,1H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.07-1.88(m,6H),1.79-1.55(m,11H),1.53-1.43(m,4H),1.31-1.25(m,21H),1.13(d,J=6.1Hz,3H),1.05(s,21H),0.87(t,J=7.4Hz,3H),0.86(s,9H),0.037(s,3H),0.032(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ173.4,165.0,149.9,147.3,135.3,132.2,126.4,117.9,100.9,100.3,69.8,68.3,64.8,64.7,59.9,59.4,57.5,54.1,46.1,39.0,34.8,34.2,33.3,31.6,30.9,30.3,29.6,29.52,29.48,29.42,29.3,29.1,29.0,28.5,26.0,25.8,24.83,24.76,24.4,23.6,22.1,18.01,17.98,12.3,9.2,-4.5,-4.7ppm;IR(薄膜)2926,2856,1738,1713,1681,1538,1462,1382,1256,1086cm-1;HRMS(FAB)(M-Cl)m/z 1044.6,(1044.8是C59H110N3O8Si2的計算值);[α]25D-21.2[α]25577-21.3,[α]25546-23.3,[α]25435-28.8,[α]25405-25.1(c1.9,CHCl3)。
(4aS,7S)-4-[15-(烯丙基氧基羰基)十五烷基氧羰基]-7-[(5Z,7S)-2-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-7-羥基-5-壬烯基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-3-[(4S)-4-羥基戊基]-1-亞氨基-吡咯并[1,2-c]-嘧啶鹽酸鹽(104)將102(2.80g,2.59mmol)、TBAF(13.0mL,13.0mmol,1.0M)和DMF(26mL)的溶液在室溫下維持24小時,然后再加入TBAF(6.0mL,6.0mmol,1.0M)。將此溶液維持6小時,然后在CHCl3(200mL)和0.1N HCl(75mL)之間分配。將有機相用飽和NaHCO2水溶液(2×50mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。粗品產(chǎn)物通過閃式色譜純化(95∶5∶0.1 EtOAc-異丙醇∶甲酸90∶10∶0.1 EtOAc-異丙醇∶甲酸85∶15∶0.1 EtOAc-異丙醇∶甲酸),用pH7.0緩沖液滅活的硅膠,得到此二醇的甲酸鹽1.68g(80%),為淡棕色油狀物。此甲酸鹽易于純化,但是鹽酸鹽更穩(wěn)定。因此,純化后,通過將此甲酸鹽在CHCl3(150mL)和0.1N HCl(25mL)之間分配并用0.1N HCl(25mL)和鹽水(25mL)洗滌,將此甲酸鹽定量轉(zhuǎn)變?yōu)辂}酸鹽104。有機相干燥(Na2SO4),過濾并濃縮得到二醇104∶1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.63(s,1H),7.43(s,1H),5.95-5.87(m,1H),5.51-5.42(m,2H),5.31(ddd,J=17.2,3.0,1.5Hz,1H),5.22(ddd,J=9.2,3.0,1.3Hz,1H),4.57(dt,J=5.7,1.3Hz,2H),4.43(dd,J=9.9,4.3Hz,1H),4.32(appq,J=7.1Hz,1H),4.28-4.25(m,1H),4.17-4.08(m,2H),4.05-3.92(m,3H),3.89-3.82(m,2H),2.91-2.86(m,1H),2.62-2.58(m,1H),2.52(td,J=11.8,4.6Hz,1H),2.42-2.39(m,1H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.16-1.96(m,6H),1.86-1.44(m,14H),1.30-1.24(m,22H),1.19(d,J=6.2Hz,3H),0.91(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ173.5,165.0,149.7,147.5,133.5,132.3,130.4,118.0,101.0,100.5,68.7,65.4,64.85,64.76,60.1,59.6,57.6,54.2,45.8,38.1,34.7,34.2,33.1,30.4,30.2,29.6,29.51,29.46,29.37,29.2,29.1,28.6,26.0,24.9,24.7,24.0,23.5,22.2,9.7ppm;IR(薄膜)3344,2925,2854,1736,1685,1542,1462,1384,1259,1170,1084,1001cm-1;MSHRMS(FAB)(M-Cl)m/z 774.5615,(774.5632為C44H76N3O8的理論值);[α]25D-39.4,[α]25577-40.2,[α]25546-44.8,[α]25435-66.0,[α]25405-70.0(c1.2,CHCl3)。
五環(huán)105b將乙酰氯(320μL,4.5mmol)加入到MeOH(200μL,5.0mmol)和EtOAc(30mL)的0℃溶液中,得到HCl的0.15M乙酸乙酯溶液。然后,將二醇104(1.10g,1.36mmol)溶解于27mL的此溶液(4.1mmol的HCl)。將此溶液在室溫下維持6小時,然后在在CHCl3(250mL)和鹽水(50mL)之間分配。將有機相干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化此殘余物(CHCl399∶1 CH3Cl-MeOH98∶2 CHCl3-MeOH)得到780mg(78%)的五環(huán)105b,為淺黃色油狀物。在一些情況下,五環(huán)105b被約5%的未被定性的雜質(zhì)污染。此雜質(zhì)可以進一步通過反相HPLC純化來除去,但是所需五環(huán)105b的回收率低。因此,五環(huán)105b不再純化,而未知雜質(zhì)在下步轉(zhuǎn)變中除去。
純105b的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ10.45(br s,1H),8.89(br s,1H),5.95-5.87(m,1H),5.68-5.64(m,1H),5.48(寬d,J=11.0Hz,1H),5.31(app dd,J=17.2,1.5Hz,1H),5.23(app dd,J=10.4,1.3Hz,1H),4.57(br d,J=5.7Hz,2H),4.51(br d,J=7.7Hz,1H),4.25-4.21(m,2H),4.12-4.07(m,1H),3.98-3.95(m,1H),3.77-3.72(m,1H),2.91(d,J=11.8Hz,1H),2.61-2.56(m,1H),2.55(dd,J=12.5,2.9Hz,1H),2.32(t,J=7.5Hz,2H),2.30-2.28(m,3H),2.21-2.17(m,2H),1.91(dd,J=14.6,5.3Hz,1H),1.85(br d,J=12.9Hz,1H),1.78-1.36(m,13H),1.32-1.20(m,21H),1.12(d,J=6.0Hz,3H),1.12-1.10(m,1H),0.86(t,J=7.3Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ173.5,169.0,150.8,133.3,132.3,129.8,118.0,85.5,84.8,70.8,68.7,65.5,64.8,58.7,55.1,52.1,37.2,37.1,34.2,32.9,32.1,30.9,30.0,29.6,29.51,29.45,29.4,29.2,29.11,29.07,28.4,25.9,24.9,23.8,22.0,17.9,10.2ppm;IR(薄膜)2926,2853,1732,1659,1615,1462,1349,1202,1022cm-1;HRMS(FAB)(M-Cl)m/z 698.5117,(698.5108為C41H68N3O6的理論值);[α]25D-54.6,[α]25577-55.6,[α]25546-64.2,[α]25435-114.8,[α]25405-141.3(c1.25,CHCl3)。
羧酸109將五環(huán)105b(50mg,0.068mmol)、嗎啉(24μL,0.27mmol)、(Ph3P)4Pd(16mg,0.014mmol)和CH3CN(5mL)的溶液維持2小時。再加入嗎啉(12μL,0.13mmol)和(Ph3P)4Pd(8mg,0.007mmol)并將此溶液維持2小時。然后將溶液在CHCl3(50mL)和0.1N HCl(10mL)之間分配。有機相用0.1N HCl(10mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮得到棕色油狀物。將此棕色油狀物通過硅膠塞過濾(99∶1 CHCl3∶MeOH 98∶2 CHCl3-MeOH),濃縮并溶解于Et3N(95μL,0.68mmol)和MeOH(7mL)。將所得溶液在60℃維持36小時,然后在CHCl3(50mL)和0.1N HCl(8mL)之間分配。將有機相用0.1N HCl(8mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化粗品產(chǎn)物(99∶1 CHCl3∶MeOH 98∶2 CHCl3-MeOH 95∶5CHCl3∶MeOH)得到28mg(60%)的109,為淺黃色油狀物1HNMR(500MHz,CDCl3)δ10.07(br s,1H),9.28(br s,1H),5.64(app t,J=8.1Hz,1H),5.50(d,J=10.6Hz,1H),4.58(br s,1H),4.17-4.12(m,1H),4.02-3.97(m,2H),3.92-3.88(m,1H),3.71-3.68(m,1H),3.46(d,J=3.0Hz,1H),2.63-2.55(m,1H),2.52(d,J=11.0Hz,1H),2.30(t,J=7.4Hz,2H),2.29-2.26(m,1H),2.22-2.16(m,3H),1.85-1.80(m,4H),1.73-1.42(m,11H),1.40-1.24(m,23H),1.18(d,J=5.9Hz,3H),0.95(t,J=7.2Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ178.6,167.8,149.4,133.7,129.6,85.0,83.0,70.7,69.0,65.2,52.9,52.1,41.7,37.9,37.4,35.1,32.5,31.5,30.2,29.7,29.4,29.33,29.29,29.19,29.0,28.4,27.9,25.7,25.3,24.1,22.2,19.7,10.2ppm;IR(薄膜)3200,2924,2852,1732,1660,1621,1189,1167,1027cm-1;HRMS(FAB)(M-Cl)m/z 658.4789,(658.4795為C38H64N3O6的理論值);[α]25D-47.3,[α]25577-49.5,[α]25546-55.9,[α]25435-99.8,[α]25405-121.5(c1.2,CHCl3)。
41,45-雙-叔丁氧羰基-13,14,15-Isocrambescidin 800(111)將苯并三唑-1-基氧基三(二甲基氨基)六氟磷酸鏻(28mg,0.064mmol)加入到羧酸109(30mg,0.043mmol)、胺110(23mg,0.064mmol)、Et3N(29μL,0.22mmol)和CH2Cl2(2.0mL)的溶液中。溶液維持1小時,然后在Et2O(40mL)和0.1N HCl(10mL)之間分配。有機相用鹽水(2×10mL)稀釋,干燥(硫酸鎂),過濾并濃縮得到粗品油狀物。通過閃式色譜純化此殘余物(99∶1 CHCl3-MeOH97∶3 CHCl3-MeOH)得到32mg(71%)的111,為無色泡沫1HNMR(500MHz,CD3OD)δ5.70(br t,J=8.8Hz,1H),5.51(d,J=11.1Hz,1H),4.45(br s,1H),4.19-4.06(m,3H),3.92-3.78(m,3H),3.84(dJ=3.4Hz,1H),3.59-3.23(m,3H),3.19-3.12(m,3H),3.06-2.97(m,2H),2.58(dd,J=12.8,2.3Hz,1H),2.45-2.25(m,6H),2.18-2.12(m,1H),1.96(dd,J=13.1,6.1Hz,1H),1.81-1.44(m,18H)。1.43(s,18H),1.38-1.17(m,23H),1.16(d,J=6.0Hz,3H),0.95(t,J=7.3Hz,3H);13CNMR(125MHz,CD3OD)(C38酰胺為旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的約1∶1混合物的形式)。接近C38的碳原子的一些信號,包括羥基萘嵌間二氮雜苯(permidine)單元的碳,是雙重的。這些信號列于括號中δ(176.6/176.2),169.8,158.6,158.4,150.2,134.1,131.3,86.7,84.6,80.02,79.96,72.0,70.1,(69.0/68.3),66.2,(55.0/53.4),54.8,54.3,45.0,42.6,39.1,(38.9/38.7),38.1,36.2,34.3,34.1,33.7,32.9,31.0,30.78,30.75,30.67,30.64,30.57,30.54,30.50,30.24,30.16,29.7,28.9,28.8,28.7,27.0,(26.7/26.6),25.0,22.4,21.0,10.8ppm;IR(薄膜)3385,2927,2854,1731,1668(br),1614,1449,1366,1253,1167,1028cm-1;HRMS(FAB)m/z 1001.7(M-Cl),(1001.7為C55H97N6O10的理論值)。[α]22D-68.7,[α]22577-72.9,[α]22546-83.3,[α]22435-147.7(c0.6,CHCl3)。
13,14,15-Isocrambescidin 800三鹽酸鹽(10)將111(30mg,0.029mmol)和2.9mL的HCl的2.0M乙酸乙酯溶液在室溫下維持30分鐘,然后濃縮。通過反相HPLC純化殘余物(3.5∶1 MeOH-0.1M NaCl,Altima C18,5μ柱)得到18mg(70%)的13,14,15-isocrambescidin 800,為其三鹽酸鹽(淡黃色油狀物)。此樣品的數(shù)據(jù)與所公開的天然的10的數(shù)據(jù)一致。
合成的10的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CD3OD)δ5.70(br t,J=9.1Hz,1H),5.51(br d,J=11.2,1H),4.46(br s,1H),4.18-4.06(m,3H),3.97-3.86(m,3H),3.84(d,J=3.3Hz,1H),3.70-3.38(m,3H),3.31-3.07(m,3H),2.99-2.84(m,2H),2.57(dd,J=12.9,2.4Hz,1H),2.56-2.36(m,5H),2.31-2.24(m,3H),2.18-1.43(m,18H),1.28(app s,22H),1.16-1.15(重疊m,1H),1.16(d,J=6.0Hz,3H),0.95(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CD3OD)(C38酰胺以旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的約3∶1混合物形式存在。只有緊鄰C38的碳原子,包括羥基亞精胺單元的碳原子,由于次要的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體產(chǎn)生信號。旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的碳原子信號列于括號中,主要的旋光異構(gòu)體列于前δ(177.5/176.4),169.8,150.2,134.1,131.3,86.8,84.6,72.0,70.2,(68.6/69.4),66.2,(54.9/53.2),54.8,54.3,(43.9/47.9),42.7,39.1,38.6(兩個峰),(38.27,38.33),38.1,(34.2/34.0)。33.7,32.9(2峰),31.0,30.84,30.80,30.75,30.67,30.59,30.54,30.4,30.3,29.7,28.9,27.0,(26.63/26.57),25.0,22.5,21.0,10.8ppm;MSHRMS(FAB)m/z 801.6223(M-Cl),(801.6217為C45H81N6O6的理論值)。[α]22D-67.7,[α]22577-70.9,[α]22546-80.6,[α]22435-147.7(c0.73,MeOH)。
全乙酰基-13,14,15-Isocrambescidin 800鹽酸鹽(112)將13,14,15-isocrambescidin 800(1)、乙酸酐(1.2mL)和吡啶(2.4mL)的溶液在室溫下維持20,然后用真空泵濃縮。所得殘余物溶解于CHCl3(40mL)并依次用鹽水(10mL)、0.1N HCl(10mL)和鹽水(10mL)洗滌。將溶液干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化此殘余物(95∶5 CHCl3-MeOH)得到8mg(70%)的全乙?;鵬socrambescidin 800(112)。合成的112的1H NMR和13C NMR數(shù)據(jù)與所報告的由天然的13,14,15-Isocrambescidin 800制備的全乙?;鵬socrambescidin 800的數(shù)據(jù)一致。
合成的112的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ10.0(s,1H),9.97(s,1H屬次要的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),9.23(s,1H),9.19(s,1H屬次要的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),6.86(s,1H),6.70(s,1H屬次要的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),6.57(s,1H屬次要的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),6.40(s,1H),5.66(br t,J=8.7Hz,1H),5.50(br d,J=11.0Hz,1H),5.13-5.07(m,1H),4.55(br s,1H),4.19-4.13(m,1H),4.02-3.97(m,2H),3.91-3.88(m,1H),3.72-3.69(m,1H),3.62-3.37(m,4H),3.46(d,J=2.8Hz,1H),3.32-3.12(m,3H),3.05-2.98(m,1H),2.55-2.52(m,2H),2.37-2.18(m,7H),[2.05,2.04,2.01,2.00,1.99(乙酸酯甲基的單峰,9H)],2.00-1.37(m,18H),1.28-1.18(m,23H),1.18(t,J=6.0Hz,3H),0.96(t,J=7.3Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ174.4,173.8(次要旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),170.9,170.8,170.7,167.7,149.3,133.6,129.7,85.0,82.9,70.8,70.5(次要旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),65.3,52.9,52.1,50.5,48.4(次要旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),46.4(次要旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),42.6,41.73,41.68(次要旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體),38.2,37.4,37.0,36.1,35.6,35.4,33.2,33.1,32.9,32.3,31.4,30.2,29.6,29.5,29.4,29.1,29.0,28.5,27.9,27.0,25.8,25.5,25.4,24.0,23.2,22.1,21.2,20.9,19.6,10.2ppm;MSLRMS(ES)m/z 927.70(M-Cl),(927.6534為C51H87N6O9的理論值)。[α]25D-56.1(c0.3,CHCl3)。
實施例V合成方案兩類Crambescidin之間的結(jié)構(gòu)差異和相似性在13,14,15-Isocrambescidin和Crambescidin/Ptilomycalin A五環(huán)胍部分的甲酯的分子機械模型方面是明顯的(附圖20)。描述了Monte Carlo用Macromodel 5.5版和OPLS力場研究發(fā)現(xiàn)的最低能量構(gòu)型(Chang,G.;Guida,W.C.,Still,W.C.J.Am.Chem.Soc.1989,111,4379-4386)。檢測了一萬個起始的構(gòu)型;在所有的情況中,區(qū)別只在于甲酯片斷的空間取向的若干構(gòu)型全局最小值為幾個千卡。例如,在Isocrambescidin核中C10和C13角氫原子是反式,而在相應(yīng)的Crambescidin/ptilomycalin A單元中是順式,而在兩種結(jié)構(gòu)中C13、C14和C15上的取代基之間的立體化學(xué)關(guān)系相同。對于兩種生物堿類,氫化吡喃和氮雜環(huán)庚烯單元的C-O鍵是軸向的。因此,在Crambescidin/ptilomycalin A系列中(Snider,B.B.;Shi,Z.Tetrahedron Lett.1993,34,2099-2102;Snider,B.B.;Shi,Z.J.Am.Chem.Soc.1994,116,549-557;Overman,L.E.;Rabinowitz,M.H.;Renhowe P.A.J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657-2658;),如果中心三氮雜二氫厄環(huán)系以正確的反式立體化學(xué)構(gòu)建,預(yù)計Isocrambescidin的C8和C15螺中心將具有所需的立體化學(xué)。
在若干年前介紹的引人注目的Biginelli縮合反應(yīng)的分子內(nèi)變化形式(Overman,L.E.;Rabinowitz,M.H.J.Org.Chem.1993,58,3235-3237),已被證實在設(shè)計合成復(fù)雜胍生物堿的精確方法中非常有用。如實施例I詳述,脲基醛和β-酮酯的系鏈Biginelli縮合反應(yīng)可以用于結(jié)合Crambescidin/Ptilomycalin A五環(huán)核的所有碳原子并將H10和H13氫原子設(shè)置為關(guān)鍵的順式關(guān)系(Kappe,C.O.Tetrahedron 1993,49,6937-6963)。在系鏈Biginelli縮合反應(yīng)中立體選擇性的最近考察研究,在如何合成Isocrambescidin生物堿的規(guī)劃方面是嚴(yán)格的(McDonald,A.I.;Overman,L.E.J.Org.Chem.1999,64,1520-1528)。這些研究表明系鏈Biginelli縮合反應(yīng)的立體化學(xué)結(jié)果可以是反向的,如果將脲組分用堿性胍代替。因此,胍醛(或縮醛胺)122與乙酰基乙酸芐基酯的Biginelli縮合反應(yīng),得到具有高度選擇性的反式-1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶123(附圖32)(McDonald,A.I.;Overman,L.E.J.Org.Chem.1999,64,1520-1528)。
基于在Crambescidin/ptilomycalin A系列中的這些考察研究和體驗,容易帶來制備13,14,15-Isocrambescidin 800(10)的會聚式性方案(附圖33)。胍醛126和β-酮酯127的系鏈Biginelli縮合反應(yīng)可以用來設(shè)置決定性的反式C10-C13立體關(guān)系并聯(lián)合五環(huán)胍部分的所有重原子。希望促進125脫水的酸將以一簡單的步驟產(chǎn)生124的剩余的3個雜環(huán)。值得注意的此方法中面臨的一個挑戰(zhàn)是在此合成中應(yīng)早些引入胍官能基。除非加入保護或脫保護步驟,必須帶著此高極性官能基通過合成的若干步驟。
結(jié)果和討論合成反式-1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶13410和10a的全合成開始于二烯胺128,其也用于合成(-)-Crambescidin 800(附圖34)。用1-H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(Bernatowicz,M.S.;Wu,Y.;Matsueda,G.R.J.Org.Chem.1992,57,2497-2502)和二異丙基乙基胺在60℃下處理128產(chǎn)生胍129,其不經(jīng)純化直接使用。接著此中間體的三取代的雙鍵要裂解以釋放Biginelli縮合反應(yīng)的親電組分。幸運的是,在相關(guān)脲系列中用來實現(xiàn)此降解的的氧化方法與胍官能基相容。因此,用催化量的四氧化鋨(OsO4)和N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMO)進行129的三取代的雙鍵的選擇性二羥基化(Sharpless,K.B.;Williams,D.R.Tetrahedron Lett.1975,3045-3046),接著用Pb(OAc)4在醋酸嗎啉的存在下裂解所得二醇得到130。只將此中間體僅通過過濾除去PbO2純化,通過1H和13C NMR分析判斷其是若干組分的混合物。在130和13C NMR光譜中觀察到了很多碳原子的多重信號,而1HNMR光譜顯示了若干寬峰;沒有出現(xiàn)醛信號。
粗品130和β-酮酯131在EtOH中在60℃下的Biginelli縮合反應(yīng)以適當(dāng)?shù)姆词竭x擇性(3∶1)進行。幸運的是,發(fā)現(xiàn)在2,2,2-三氟乙醇中在60℃下將130與1.5當(dāng)量的131加熱20小時將非對映異構(gòu)體選擇性改善至7∶1。在用pH7.0緩沖液滅活的硅膠上純化粗品產(chǎn)物(滅活硅膠通過向Merck硅膠(0.040-0.063μ)加入10%(重量)pH7.0磷酸鹽緩沖液并混合至均勻來制備),以48%收率分離所需反式加成物132并以約5%收率分離順式加成物133(因為在硅膠上順式加成物133比132移動慢,故難以分離出純的133)?;谳^早的考察性研究臨時指定132的立體化學(xué)(McDonald,A.I.;Overman,L.E.,J.Org.Chem.1999,64,1520-1528)。最近看出,此排布可以在較晚的階段精確證實。用四-正丁基氟化銨(TBAF)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)室溫下將132脫保護36小時,以80%收率得到二醇134。在一些過程中,此反應(yīng)不能完全,其中只有TIPS基團被除去的中間體以10-15%收率分離。在60℃加熱此反應(yīng)混合物避免此復(fù)雜性,但是,形成了其它不能鑒定的產(chǎn)物,而134的分離收率沒有改進。
環(huán)化形成五環(huán)135胍二醇134先在室溫下在氯仿中接觸3當(dāng)量的對甲苯磺酸單水合物(p-TsOH-H2O)24小時(附圖35)。將此反應(yīng)混合物用HCO2Na水溶液洗滌后,得到五環(huán)產(chǎn)物的1∶1混合物,隨后顯示為135a和四氫呋喃基異構(gòu)體136a,以約50%收率分離(將甲苯磺酸根相反離子轉(zhuǎn)變?yōu)榧姿岣?,需要用甲酸鈉水溶液洗滌幾次,這給收率帶來了不利影響)。
這些五環(huán)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)確定如下。五環(huán)136a的總結(jié)構(gòu),在中心帶有1-丁烯基側(cè)鏈的立體異構(gòu)體的約1∶1混合物,通過1H NMR COSY和13C NMR研究確定。在C15(在合成的中間體的討論中使用的crambescidin編號系統(tǒng);在實驗部分可以找到正確的IUPAC命名和編號)上136a的立體化學(xué)繼續(xù)C14次甲基氫原子的化學(xué)位移(δ2.88)(135的C14次甲基氫原子觀察于δ2.91,而139的此氫原子出現(xiàn)于δ2.30。這些產(chǎn)物的C15立體化學(xué)是嚴(yán)格測定的(參看下文)),而在C8的立體化學(xué)沒有確定并只是基于類比來排布。五環(huán)胍135a和136a以其甲酸鹽的形式分離,這可直接與五環(huán)137,原始合成(-)-Ptilomycalin A的中間體(Example II和Overman,L.E.;Rabinowitz,M.H.;Renhowe P.A.J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657-2658)進行比較。在C13上135a與137是差向異構(gòu)的,在前者的H10和H13之間的1H NMR NOE不存在信號證明了這一點,而在1353a的C14次甲基氫原子的11.7Hz偶合常數(shù)顯示了酯側(cè)鏈?zhǔn)瞧椒摹?br>
由于在研究期間所制備的五環(huán)胍中間體或產(chǎn)物都不是結(jié)晶,在確定立體化學(xué)排布中1H NMR NOE研究是必不可少的。135a(基于13-Epicrambescidin核的中間體)的胍部分的分子機械模型,其有助于分析決定性NOE提高,見附圖31(描述了用Macromodel 5.5版和OPLS力場進行的Monte Carlo研究發(fā)現(xiàn)的最低能量構(gòu)型。檢測了一萬個起始構(gòu)象。在所有情況下,區(qū)別只在于甲酯片斷的空間取向的若干構(gòu)型全局最小值為幾個千卡。如下文所述,附圖31描述的13,15-Isocrambescidin核構(gòu)型無疑不是最低能量的一種)。在附圖31中還提供了另外兩類胍五環(huán)(13,14,15-isocrambescidin和13,15-epicrambescidin環(huán)系)的模型,以及用于參考的Crambescidin/Ptilomycalin A五環(huán)胍部分的模型。
其它研究揭示了四氫呋喃異構(gòu)體136a由134的形成可以通過改變反應(yīng)時間和p-TsOH·H2O的當(dāng)量數(shù)來控制。較大量的酸和較長的反應(yīng)時間有利于136a的形成。在延長的時間內(nèi)室溫下135a接觸p-TsOH-H2O也帶來136a。所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生135a的最佳條件是讓134室溫下在氯仿中接觸2當(dāng)量的p-TsOH·H2O達7小時;產(chǎn)生135a和136a的5∶1的混合物。由于這些異構(gòu)體難以分離,此種方式產(chǎn)生的135a的分離收率決不會大于50%。
檢驗對甲苯磺酸吡啶鎓(PPTS)對134的1,3-二噁烷保護基的裂解以及對所得酮基胍二醇環(huán)合的促進。對于此較弱酸,需要較高的反應(yīng)溫度,并生成135a、四環(huán)插烯物氨基甲酸酯138a和若干不能鑒定的小量副產(chǎn)物的混合物(附圖36)。當(dāng)134與2當(dāng)量的PPTS在60℃下在氯仿中加熱5小時且此粗產(chǎn)物用甲酸鈉水溶液洗滌時,以1∶5的比例生成135a和138a。將反應(yīng)溫度增加至90℃(密封試管),保持24小時得到了比例2∶1的135a和138a(相對于138a,還制備了約10%的少量139的甲酸鹽類似物。當(dāng)將138a與PPTS在90℃加熱時,也形成了比例約2∶1的135a和138a)。在硅膠上分離這些產(chǎn)物,接著將138a與PPTS再置于90℃下,以75%的聯(lián)合收率得到135a。
首先,在135a和138a轉(zhuǎn)變?yōu)槠浼姿猁},之后進行色譜并用滅活的硅膠以95∶5∶0.1 EtOAc-異丙醇-甲酸洗脫。后來發(fā)現(xiàn)鹽酸鹽135b和138b更易于在硅膠上分離。這些鹽通過將此反應(yīng)混合物用0.1M HCl或飽和氯化鈉水溶液洗滌來制備;完全轉(zhuǎn)變甲苯磺酸根相反離子需要洗滌若干次。
由于兩個NH氫原子在135b的1H NMR光譜中很明顯,進一步NMR研究(1H COSY,HMQC,HMBC和NOESY)最終表明135b具有13-Epicrambescidin立體化學(xué)(即螺氫化吡喃和酯側(cè)鏈相對于10和10a的都是差向異構(gòu)的)。關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)是在N2H和H19、N2H和H17(軸向)及H13和H16(軸向)之間觀察到的特征1H NMR NOE;見附圖31中的13-Epicrambescidin核模型。在下列討論中表明,螺氫化吡喃和酯側(cè)鏈的立體化學(xué)都可以容易地轉(zhuǎn)變,使135b成為得到Isocrambescidins 10和10a的有力中間體。
雖然剛剛描述的方法以合成可利用的收率提供了五環(huán)胍鹽135,其反應(yīng)順序很麻煩。按照理想,需要尋找環(huán)合134的酸性條件,該條件不促進C3醇的烯丙基重排,還要不可逆地將四環(huán)插烯物氨基甲酸酯中間體138轉(zhuǎn)變?yōu)槲瀛h(huán)胍異構(gòu)體。最終發(fā)現(xiàn)用3當(dāng)量的HCl在乙酸乙酯中室溫下處理134以78%的收率得到135b(附圖37)。通過反相HPLC小心地純化環(huán)合粗品(9∶1 MeOH-0.1M NaCl),除135b外,得到5-7%的五環(huán)胍139。
139只在C14(酯側(cè)鏈)與Isocrambescidin差向異構(gòu),這在1HNMR COSY、HMQC、HMBC和NOESY實驗中很明顯。在N2H和H17(軸向)及N2H和H20之間觀察的特征性1H NMR NOE,以及在N2H和H19之間NOE的缺乏,直接推導(dǎo)C15的立體化學(xué)。此NOE數(shù)據(jù)與139的氫化吡喃環(huán)一致,優(yōu)先采用椅式構(gòu)像,其中甲基取代基為軸向(附圖38,構(gòu)型A)。此構(gòu)象的優(yōu)先性無疑由兩種因素驅(qū)使(1)在另一種氫化吡喃椅式構(gòu)象異構(gòu)體,動搖順式戊烷相互作用將存在于氫化吡喃環(huán)的C17和C19與酯基的羰基之間;對這兩種構(gòu)象的綜述,見附圖38,構(gòu)象B和13,15-Epicrambescidin核模型見附圖31。(2)構(gòu)象異構(gòu)體A通過氫化吡喃氧原子和C15-N2鍵的端基異構(gòu)相互作用得到穩(wěn)定(Kirby,A.J.《立體電子作用》(StereoelectronicEffects);Oxford University PressOxford,1995;pp3-24;Kirby,A.J.,《氧原子上端基異構(gòu)作用和相關(guān)的立體電子作用》(The Anomeric Effect and Related Stereoelectronic Effectsat Oxygen);SpringerBerlin,1983;Deslongchamps,P.,《有機化學(xué)中的立體電子》(Stereoelectronic Effects inOrganic Chemistry);PergamonOxford,1983.)。
為了洞悉氫化吡喃形成的機理,將純135b再置于環(huán)化條件(3當(dāng)量HCl在EtOAc中室溫下)下,得到135b和139約8-9∶1的混合物(附圖37)。這代表了在這些條件下C15差向異構(gòu)體的平衡比例通過下列方式建立(a)當(dāng)再置于該反應(yīng)條件下24小時,顯示出135b和139的8-9∶1混合物沒有變化,及(b)當(dāng)接觸存在于乙酸乙酯的3當(dāng)量HCl時,表明純139給出了比例相等的差向異構(gòu)體。由于在HCl促進的134環(huán)合中,或螺氫化吡喃差向異構(gòu)體的HCl促進的平衡中沒有檢測到β面上具有酯側(cè)鏈的中間體或副產(chǎn)物,推測135b和139的平衡中不包括四環(huán)中間體如138。與此假設(shè)一致,讓139接觸存在于乙酸乙酯的DCl,得到135b和139的約8-9∶1的混合物,沒有檢測到氘摻入135b中(附圖39)。亞氨基季銨陽離子140在螺氫化吡喃差向異構(gòu)體的平衡中似乎是中間體(雖然沒有嚴(yán)格的排除,但是通過N2-C15鍵的裂解在C15發(fā)生差向異構(gòu)化形成六元的氧代碳烯陽離子中間體可能性較小)。由這些研究推斷135b作為主要產(chǎn)物由HCl促進的134的環(huán)合作用的形成,由134的插烯物氨基甲酸酯單元的動力學(xué)控制的軸向質(zhì)子化引起,產(chǎn)生適當(dāng)當(dāng)量的140,其進行熱力學(xué)控制的螺環(huán)合反應(yīng)優(yōu)先得到135b(在我們的Ptilomycalin A和Crambescidin 800合成中,只有由相應(yīng)插烯物氨基甲酸酯的酸促進的環(huán)合作用形成的螺氫化吡喃產(chǎn)物才具有氧原子軸向。在這些情況下,通過與附圖39所述有關(guān)的途徑的氫化吡喃差向異構(gòu)體的平衡將以較慢的速度發(fā)生,由于較不穩(wěn)定的N-酰基亞氨基季銨陽離子可能參與其中)。
在C14和C15差異異構(gòu)135b得到五環(huán)胍酸141以及13,14,15-isocrambescidin 657(10a)的全合成在135a先行制備不久,讓此中間體在熱甲醇中接觸Et3N得到五環(huán)胍,其立體化學(xué)與13,14,15-Isocrambescidin 800(10)相同。雖然此事實最初未意識到,但是在C14和C15的差向異構(gòu)體化是伴發(fā)的事件。除去十六烷酸酯的烯丙基后,最好地完成了此重組。為此,將得自HCl-促進的134的環(huán)合作用的135b和139的8-9∶1混合物,用(Ph3P)4Pd和嗎啉脫保護(附圖40)。然后將所得酸的混合物通過在60℃下在甲醇中在10當(dāng)量的Et3N存在下加熱進行差向異構(gòu)化。用0.1M HCl將此產(chǎn)物酸化得到五環(huán)胍酸141和142及四環(huán)胍143的混合物,其比例約為10-14∶1∶1(141與(142和143)的比例在500MHz通過1H NMR分析由粗品混合物測定。由于此光譜的復(fù)雜性以及小量雜質(zhì)的存在,估計此比例僅僅精確到±20%。142∶143的比例更難以確定,雖然這些產(chǎn)物似乎以相類似的量形成。通過HPLC拆分這些混合物的嘗試沒有成功)。沒有檢測到得自139脫烯丙基化的五環(huán)胍酸。通過閃式色譜在硅膠上純化后,141,其平伏C14次甲基氫原子表現(xiàn)出3.3Hz的特征偶合常數(shù),以收率50-60%分兩步分離。當(dāng)純品135b或139分別脫烯丙基化并在甲醇中與三乙胺加熱時,得到了產(chǎn)物的類似混合物。與(-)-PtilomycalinA(1)和Crambescidin 800(2)(Overman,L.E.;Rabinowitz,M.H.;Renhowe P.A.J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657-2658)的前體相反,在Isocrambescidin系列中高度有利于軸向酯。
141的結(jié)構(gòu)進一步通過1H NMR COSY、HMQC、HMBC和NOESY實驗證實。141在C15的立體化學(xué)由在H19和H14之間及H19和H13(較弱)之間觀察到的特征1H NMR NOE,以及在N2H和H19之間NOE的不存在推斷(參見附圖2中的13,14,15-Isocrambescidin核的三維模型)。通過用稀氫氧化鈉洗滌將羧酸141定量轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)內(nèi)鹽。此產(chǎn)物顯示的1H和13C NMR數(shù)據(jù)完全與報告的13,14,15-Isocrambescidin 657(10a)一致(Kashman,Y.;Hirsh,S.;McConnell,O.J.;Ohtani,I.;Kusumi,T;Kakisawa,H.,J.Am.Chem.Soc.1989,111,8925-8926)。合成的10a的專有旋光率為[α]23D-35.4(c0.8 MeOH),其與所報告的天然13,14,15-Isocrambescidin 657(10a)的專有旋光率(Kashman,Y.;Hirsh,S.;McConnell,O.J.;Ohtani,I.;Kusumi,T;Kakisawa,H.,J.Am.Chem.Soc.1989,111,8925-8926),[α]23D-32.7(c 0.3MeOH),吻合得很好。提供了10a和141的1H和13C化學(xué)位移的徹底排布。
由于138b的純樣品得自我們的134與PPTS環(huán)合的早期研究中,此四環(huán)胍經(jīng)脫烯丙基得到143(附圖41)。在60℃下讓143接觸存在于甲醇中的Et3N得到含比例約為12∶1∶1的141、142和143的產(chǎn)品混合物。正如135b和139的相關(guān)轉(zhuǎn)變中,沒有檢測到139的酸同類物。附圖41總結(jié)的實驗在135b在C14和C15進行差向異構(gòu)化得到141的過程中,提供了143中介的證據(jù)。
13,14,15-isocrambescidin 800(10)的全合成將(S)-7-羥基亞精胺片斷144,其得自(R)-表氯醇(Coffey,D.S.;McDonald,A.I.;Overman,L.E.J.Org.Chem.1999,64,8741-8742)用苯并三唑-1-基氧基三(二甲基氨基)六氟磷酸鏻(BOP)(Castro,B.;Dormoy,J.R.;Evin,G.;Selve,C.Tetrahedron Lett.1975,1219-1222)與五環(huán)酸141偶合,得到71%收率的145。用2M HCl在乙酸乙酯中除去BOC保護基(Stahl,G.L.;Walter,R.;Smith,C.W.J.Org.Chem.1978,43,2285-2286)并通過反相HPLC純化粗產(chǎn)物得到13,14,15-isocrambescidin 800(10)的三鹽酸鹽,[α]D23-67.7(c0.7 MeOH),收率70%。所報告的天然的13,14,15-Isocrambescidin800(10)(Jares-Erijman,E.A.;Ingrum,A.L.;Carney,J.R.;Rinehart,K.L.;Sakai,R.J.Org.Chem.1993,58,4805-4808)的專有旋光率是[α]23D-48(c0.5 MeOH)。由于沒有描述天然的10的相反離子,如果有的話,在旋光值方面存在的差異的意義是未知的。合成的10的三鹽酸鹽的NMR數(shù)據(jù)與所報告的天然10的(Jares-Erijman,E.A.;Ingrum,A.L.;Carney,J.R.;Rinehart,K.L.;Sakai,R.J.Org.Chem.1993,58,4805-4808)具有很好的一致性。得到了10的三鹽酸鹽,這是由于在BOC基團除去后沒有進行堿性處理。但是,已描述天然的10具有游離堿形式的亞精胺氮原子(Berlinck,R.G.S.;Braekman,J.C.;Daloze,D.;Bruno,I.;Riccio,R.;Ferri,S.;Spampinato,S.;Speroni,E.J.,Nat.Prod.1993,56,1007-1015;Jares-Erijman,E.A.;Ingrum,A.L.;Carney,J.R.;Rinehart,K.L.;Sakai,R.J.Org.Chem.1993,58,4805-4808),但是合成的10和天然的10的1H和13C NMR光譜是不能區(qū)別的。用以氯化鈉飽和的0.1M氫氧化鈉處理合成的10,導(dǎo)致C41和C45氫原子向低磁場位移。為了進一步研究問題,制備i來模擬13,14,15-Isocrambescidin 800的羥基亞精胺單元。i和合成的10的羥基亞精胺單元的氫原子的化學(xué)位移幾乎相等;胍單元的不存在明確地給出i的排布。用0.1M氫氧化鈉處理i得到ii,為游離堿。正如下表所總結(jié)的,ii脫質(zhì)子化時存在C41和C45氫原子的顯著高磁場位移。對合成的10的此研究和相關(guān)實驗,確證了天然的13,14,15-Isocrambescidin 800(10)以三鹽酸鹽的形式分離。通過HPLC比較用三種洗脫劑,不能區(qū)別合成的10與10的天然樣品。
C41和C45氫原子的1H NMR位移aδ(ppm),多重峰位置 i ii41 2.99-2.84,m 2.66-2.60,m45 3.14-3.08,m 2.86-2.78,ma在CD3OD中在500MHz為了提供比較的另一個基點,將合成的10轉(zhuǎn)變?yōu)槿阴;难苌?46。此產(chǎn)物的數(shù)據(jù)與所報告的天然的10(Berlinck,R.G.S.;Braekman,J.C.;Daloze,D.;Bruno,I.;Riccio,R.;Ferri,S.;Spampinato,S.;Speroni,E.,J.nat.Prod.1993,56,1007-1015)的此衍生物的1H和13C NMR數(shù)據(jù)完全一致。
13,14,15-Isocrambescidin 800(10)的C43立體中心是S的證據(jù)正如早期指出的,已經(jīng)僅僅通過與Crambescidin 816(Berlinck,R.G.S.;Braekman,J.C.;Daloze,D.;Bruno,I.;Riccio,R.;Ferri,S.;Spampinato,S.;Speroni,E.,J.Nat.Prod.1993,56,1007-1015;Jares-Erijman,E.A.;Ingrum,A.L.;Carney,J.R.;Rinehart,K.L.;Sakai,R.,J.Org.Chem.1993,58,4805-4808)的類似性建議13,14,15-Isocrambescidin 800(10)的C43立體中心為S構(gòu)型。從表面上看,我們的10的全合成似乎證實了此排布。但是,由于C43的立體中心與五環(huán)胍部分的立體中心相距甚遠,沒有把握說在此立體中心的差向異構(gòu)體會容易地得以區(qū)分。為了進一步研究此問題,由141和E-144(附圖43)(羥基亞精胺衍生物E-144由(S)-表氯醇(Coffey,D.S.;McDonald,A.I.;Overman,L.E.,J.Org.Chem.1999,64,8741-8742)制備)制備(43R)-13,14,15-Isocrambescidin800(147)。通過1H和13C NMR比較及HPLC分析,147與合成的10及天然的10無法區(qū)別。
為了明確地區(qū)別13,14,15-Isocrambescidin 800的C43差向異構(gòu)體,制備天然的10、合成的10和147的普通衍生物。由于只得到200μg的天然的10,故選擇Mosher衍生物并通過19F NMR光譜學(xué)進行分析(Dale,J.A.;Mosher,H.S.,J.Am.Chem.Soc.1973,95,512-519)。此三Mosher衍生物148(43S)和149(43R)由(S)-(-)-α-甲氧基-α-(三氟甲基)苯基乙酸(MTPA)制備,合成的10和147按照Ward開發(fā)的方法制備(Ward,D.E.;Rhee,C.K.Tetrahedron Lett.1991,32,7165-7166),并記錄其19F NMR光譜。由于這些產(chǎn)物在NMR時標(biāo)上是兩種旋光異構(gòu)體的混合物,觀察到6個19F信號。在非對映異構(gòu)體148和149中有若干信號基本上不同(附圖44)。天然的和合成的10的(S)-MPTA衍生物是相同的,因此明確地確認(rèn)13,14,15-isocrambescidin 800(10)在C43的立體化學(xué)是S。
五環(huán)胍立體異構(gòu)體的相對能量與對Ptilomycalin A/Crambescidin化合物的研究相反,研究Isocrambescidin化合物提供了對若干五環(huán)胍立體異構(gòu)體認(rèn)識。13,15-Epicrambescidin和13-Epicrambescidin五環(huán)胍部分的相對能量容易辨別,這是由于在HCl的存在下在室溫下139與135存在平衡(附圖37)。再沒有類似的清楚的平衡讓我們精確地說明13,14,15-Isocrambescidin環(huán)系的相對能量。盡管如此,13,14,15-Isocrambescidin環(huán)系比13-Epicrambescidin胍部分更穩(wěn)定,這在早期的研究已表明,當(dāng)觀察到13-Epicrambescidin酯135a用三乙胺在熱甲醇中處理時以良好的收率轉(zhuǎn)變?yōu)?3,14,15-Isocrambescidin酸141的烯丙基酯類似物。此外,在60℃下讓142、143或得自139的酸接觸三乙胺的甲醇溶液以約12∶1的比例得到13,14,15-Isocrambescidin酸141和13-Epicrambescidin酸142(附圖40)。雖然此反應(yīng)混合物很復(fù)雜,不能以純的形式分離142,且分析的困難性妨礙了明確的鑒定,141和142的此比例準(zhǔn)確代表了在60℃下的熱力學(xué)平衡,此比例可合理地進行估計。用此估計方法,獲得了附圖45中描述的13-Epicrambescidin、13,15-Epicrambescidin和13,14,15-Isocrambescidin五環(huán)胍環(huán)系的能量次序。
13,15-Epicrambescidin胍部分在C14的差向異構(gòu)作用應(yīng)高度有利于附圖31和38中顯示的分子模型。在13,15-Epicrambescidin環(huán)系的一個氫化吡喃椅式構(gòu)象異構(gòu)體中,酯取代基在氫化吡喃環(huán)上延伸(附圖38的構(gòu)象異構(gòu)體B及附圖31所示的其它視圖),而在其它椅式構(gòu)象異構(gòu)體中,其減輕了此作用,此甲基是軸向(附圖38的構(gòu)象異構(gòu)體A)。在13,14,15-Isocrambescidin環(huán)系中不存在這種不穩(wěn)定的作用。
推論13,14,15-Isocrambescidin 800(10)和13,14,15-Isocrambescidin 657(10a)的首次全合成以會聚式的方式完成。由胺128以總收率11%完成了10的合成,反應(yīng)順序包括5個分離的中間體。如上文所詳述,128可以得自商購的3-丁炔-1-醇,其總收率30%,其反應(yīng)過程中九次分離和純化中間體。因此,本文中記錄的對Isocrambescidin的研究能以有意義的規(guī)模提供這些胍生物堿。
本文中詳述的全合成證實了10和10a的立體化學(xué)的排布,并嚴(yán)格確立了10的羥基亞精胺側(cè)鏈的絕對構(gòu)型是S。此外,此實施例首次證實了制備crambescidin生物堿的系鏈Biginelli方法可以擴展至胍中間體,而關(guān)鍵的Biginelli縮合反應(yīng)可以在足夠溫和的條件下完成,在此條件下可以使用含Crambescidin核的全部官能基的片斷。
實驗部分(實驗細節(jié)與上述實施例所描述的相同)(6S,11Z,13S)-6-氨基-N-甲脒-8-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-2-甲基-13-三異丙基甲硅烷氧基十五碳-2,11-二烯(129)將胺128(2.95g,6.12mmol)、1-H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(2.70g,18.4mmol)、i-Pr2EtN(4.4mL,24mmol)和DMF(6mL)的溶液,在室溫下維持16小時,然后在60℃維持4小時。溶液冷卻至室溫并在氯仿(300mL)和0.1M HCl(75mL)之間分配。將有機相用0.1MHCl(75mL)和水(75mL)洗滌,干燥(硫酸鈉)、過濾并濃縮得到胍129和胺128的2∶1的混合物。將此混合物溶解于DMF(6mL)并再次讓其與1-H-吡唑-1-甲脒鹽酸鹽(1.35g,9.2mmol)和二異丙基乙胺堿(2.2mL,12mmol)反應(yīng)(室溫下16小時,60℃下4小時)。如上所述處理該反應(yīng),通過在0.1mmHg下抽真空若干小時除去殘余的DMF得到3.20g(約99%)的粗品胍129,為淡黃色油狀物。此中間體不經(jīng)純化直接使用1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.82(app d,J=6.7Hz,1H),7.24(br s,1H),5.43-5.39(m,1H),5.29-5.24(m,1H),5.09(br t,J=7.0Hz,1H),4.45(app q,J=7.3Hz,1H),3.98-3.76(m,4H),3.62-3.59(m,1H),2.20-2.13(m,2H),2.02-1.74(重疊m,6H),1.74-1.67(m,2H),1.69(s,3H),1.64-1.58(重疊m,2H),1.62(s,3H),1.51-1.38(m,2H),1.05(m,21H),0.87(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ157.6,135.0,132.7,126.9,123.1,100.5,69.8,59.8,59.3,46.6,45.0,36.5,31.7,30.5,25.7,25.0,24.8,22.2,18.1,18.0,17.6,12.3,9.3ppm;IR(薄膜)2961,2865,1651,1463,1383,1246,1109cm-1;HRMS(FAB)m/z 524.4225(524.4250是C27H58N3O3Si,M-Cl的理論值);[α]25D□+1.7,[α]25577+2.7,[α]25546+3.2,[α]25435+7.3,[α]25405+9.3(c1.3,CHCl3)。
(4aS,7S)-4-[15-(烯丙氧基羰基)十五烷基氧基羰基]-3-[(4S)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基戊基]-7-[(5Z,7S)-2-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-7-三異丙基甲硅烷氧基-5-壬烯基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-1-亞氨基-吡咯并[1,2-c]-嘧啶鹽酸鹽(132)將N-甲基嗎啉-N-氧化物(2.16g,18.4mmol)和OsO4(3.1mL,0.24mmol,2%在叔丁醇中)加入到胍129(3.2g,約6.1mmol)、THF(105mL)和H2O(15mL)的溶液中。此混合物室溫下攪拌8小時,加入硅酸鎂載體(1.5g)和NaHSO3(1.5g),并將所得混合物再攪拌10小時。然后,加入硅藻土和硫酸鎂,將此混合物過濾并將此洗脫液濃縮得到相應(yīng)的粗品二醇,為棕色油狀物。將此油狀物溶解于甲苯(120mL),并加入醋酸嗎啉(3.6g,24mmol)和Pb(OAc)4(3.3g,7.3mmol)。將所得混合物在室溫下維持45分鐘并加入硅藻土。將此混合物通過硅藻土塞過濾,洗脫液用甲苯(200mL)稀釋,并將溶液濃縮得到棕色油狀物。將此油狀物與甲苯(200mL)共沸至干,并將此殘余物與β-酮酯131(5.3g,9.2mmol)和2,2,2-三氟乙醇(9mL)混合。所得溶液在60℃維持20小時,然后在CHCl3(250mL)和0.1M HCl(50mL)之間分配。有機相用0.1M HCl(50mL)和鹽水(50mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。通過1H NMR分析顯示Biginelli加成物的反式∶順式的比例為7∶1。在用pH7.0緩沖液滅活的硅膠上通過閃式色譜純化粗品混合物(CHCl3→99∶1 CHCl3-MeOH→98∶2 CHCl3-MeOH)(McDonald,A.I.;Overman,L.E.,J.Org.Chem.1999,64,1520-1528)得到3.22g(由128計算收率48%)的所需反式加成物132,為淡棕色油狀物,以及331mg(由128計算收率5%)的順式加成物133。132的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.06(s,1H),7.33(s,1H),5.95-5.88(m,1H),5.43(app t,J=9.8Hz,1H),5.31(app dq,J=17.2,1.5Hz,1H),5.27-5.25(m,1H),5.23(app dq,J=10.4,1.3Hz,1H),4.57(br d,J=5.7,2H),4.46-4.41(m,2H),4.27-4.24(m,1H),4.17-4.07(m,2H),4.01-3.95(m,2H),3.91-3.78(m,3H),2.77-2.71(m,2H),2.65-2.59(m,1H),2.45-2.40(m,1H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.07-1.88(m,6H),1.79-1.55(m,11H),1.53-1.43(m,4H),1.31-1.25(m,21H),1.13(d,J=6.1Hz,3H),1.05(s,21H),0.87(t,J=7.4Hz,3H),0.86(s,9H),0.037(s,3H),0.032(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ173.4,165.0,149.9,147.3,135.3,132.2,126.4,117.9,100.9,100.3,69.8,68.3,64.8,64.7,59.9,59.4,57.5,54.1,46.1,39.0,34.8,34.2,33.3,31.6,30.9,30.3,29.6,29.52,29.48,29.42,29.3,29.1,29.0,28.5,26.0,25.8,24.83,24.76,24.4,23.6,22.1,18.01,17.98,12.3,9.2,-4.5,-4.7ppm;IR(薄膜)2926,2856,1738,1713,1681,1538,1462,1382,1256,1086cm-1;HRMS(FAB)m/z 1044.6(理論值1044.8C59H110N3O8Si2M-Cl);[α]25D-21.2,[α]25577-21.3,[α]25546-23.3,[α]25435-28.8,[α]25405-25.1(c1.9,CHCl3)。
(4aS,7S)-4-[15-(烯丙氧基羰基)十五烷基氧基羰基]-7-[(5Z,7S)-2-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-7-羥基-5-壬烯基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-3-[(4S)-4-羥基戊基]-1-亞氨基吡咯并[1,2-c]嘧啶鹽酸鹽(134)將132(2.80g,2.59mmol)、四丁基氟化銨(TBAF,13mL,13mmol,1.0M)和DMF(26mL)的溶液在室溫下維持24小時,然后再加入TBAF(6mL,6mmol,1.0M)。將此溶液維持在6小時,然后在CHCl3(200mL)和0.1M HCl(75mL)之間分配。有機相用飽和甲酸鈉水溶液(2×50mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮此濾液。在用pH7.0緩沖液滅活的硅膠上,粗品產(chǎn)物通過閃式色譜純化(95∶5∶0.1 EtOAc-異丙醇-甲酸→90∶10∶0.1 EtOAc-異丙醇-甲酸→85∶15∶0.1 EtOAc-異丙醇-甲酸)得到二醇的甲酸鹽1.68g(80%),為淡棕色油狀物。
此甲酸鹽易于純化,但是鹽酸鹽更穩(wěn)定。因此,純化后,通過將此甲酸鹽在氯仿(150mL)和0.1M HCl(25mL)之間分配,并用0.1M HCl(25mL)和鹽水(25mL)洗滌有機層,將此甲酸鹽定量轉(zhuǎn)變?yōu)辂}酸鹽134。有機相干燥(Na2SO4),過濾并濃縮得到二醇1341HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.63(s,1H),7.43(s,1H),5.95-5.87(m,1H),5.51-5.42(m,2H),5.31(ddd,J=17.2,3.0,1.5Hz,1H),5.22(ddd,J=9.2,3.0,1.3Hz,1H),4.57(dt,J=5.7,1.3Hz,2H),4.43(dd,J=9.9,4.3Hz,1H),4.32(appq,J=7.1Hz,1H),4.28-4.25(m,1H),4.17-4.08(m,2H),4.05-3.92(m,3H),3.89-3.82(m,2H),2.91-2.86(m,1H),2.62-2.58(m,1H),2.52(dt,J=11.8,4.6Hz,1H),2.42-2.39(m,1H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.16-1.96(m,6H),1.86-1.72(m,3H),1.70-1.44(m,11H),1.30-1.24(m,22H),1.19(d,J=6.2Hz,3H),0.91(t,J=7.4Hz,3H);13CNMR(125MHz,CDCl3)δ173.5,165.0,149.7,147.5,133.5,132.3,130.4,118.0,101.0,100.5,68.7,65.4,64.85,64.76,60.1,59.6,57.6,54.2,45.8,38.1,34.7,34.2,33.1,30.4,30.2,29.6,29.51,29.46,29.37,29.2,29.1,28.6,26.0,24.9,24.7,24.0,23.5,22.2,9.7ppm;IR(薄膜)3344,2925,2854,1736,1685,1542,1462,1384,1259,1170,1084,1001cm-1;MSHRMS(FAB)m/z 774.5615(理論值774.5632,C44H76N3O8,M-Cl);[α]25D-39.4,[α]25577-40.2,[α]25546-44.8,[α]25435-66.0,[α]25405-70.0(c1.2,CHCl3)。
通過與氯化氫甲醇溶液反應(yīng)由18形成五環(huán)19b將乙酰氯(320μL,4.5mmol)加入到MeOH(200μL,5.0mmol)和EtOAc(30mL)的0℃溶液中,得到在乙酸乙酯中的0.15M氯化氫溶液。然后,將二醇134(1.10g,1.36mmol)溶解于27mL的此溶液中。將此溶液(含4.1mmol的氯化氫)在室溫下維持6小時,然后在CHCl3(250mL)和鹽水(50mL)之間分配。有機相干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化此殘余物(CHCl3→99∶1 CHCl3-MeOH→98∶2 CHCl3-MeOH)得到780mg(78%)的五環(huán)135b和139的約8-9∶1混合物,為淡黃色油狀物(難以準(zhǔn)確檢測135b和139的比例,由于在1H NMR光譜中很多峰重疊)。將混合物不經(jīng)進一步純化直接用于下步反應(yīng)。
為了鑒定,將此混合物的樣品通過反相HPLC純化(9∶1 MeOH-0.1M NaCl)。為了確保135b和139的相反離子只是氯離子,將純品135b和139溶解于CHCl3(50mL),用0.1M HCl(10mL)洗滌,并將此有機相干燥(Na2SO4),過濾并濃縮(在用0.1M HCl洗滌前和后,135b、139和10a的1H NMR和13C NMR光譜稍有不同。在實施例IV中,135b和10a在純化后不用0.1M HCl洗滌。
135b的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ10.37(s,1H),9.81(s,1H),5.95-5.87(m,1H),5.69-5.65(m,1H),5.48(brd,J=10.9Hz,1H),5.31(dq,J=17.2,1.5Hz,1H),5.22(dq,J=10.4,1.3Hz,1H),4.57(dt,J=5.7,1.4Hz,2H),4.50(brd,J=8.1Hz,1H),4.31-4.27(m,1H),4.26-4.21(m,1H),4.12-4.07(m,1H),3.98-3.95(m,1H),3.77-3.72(m,1H),2.91(d,J=11.7Hz,1H),2.58-2.53(m,2H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.31-2.28(m,3H),2.21-2.17(m,2H),1.93(dd,J=14.5,5.3Hz,1H),1.86-1.72(m,3H),1.69-1.60(m,7H),1.57-1.36(m,6H),1.32-1.20(m,19H),1.17-1.12(m,1H),1.13(d,J=6.0Hz,3H),0.87(t,J=7.3Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ173.4,169.0,150.9,133.3,132.3,129.8,118.0,85.6,84.7,70.8,68.8,65.5,64.8,58.5,55.1,52.2,37.5,37.2,34.2,33.0,32.1,30.9,30.0,29.56,29.53,29.46,29.38,29.2,29.11,29.09,28.5,25.9,24.9,23.8,22.0,18.0,10.2ppm;IR(薄膜)2926,2853,1732,1659,1615,1462,1349,1202,1022cm-1;HRMS(FAB)m/z698.5117(理論值698.5108 C41H68N3O6,M-Cl);[α]25D-54.6,[α]25577-55.6,[α]25546-64.2,[α]25435-115,[α]25405-141(c1.25,CHCl3)。
少量五環(huán)139的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ10.23(s,1H),9.59(s,1H),5.96-5.88(m,1H),5.68-5.64(m,1H),5.48(br d,J=11.0Hz,1H),5.31(dq,J=17.2,1.5Hz,1H),5.23(dq,J=10.4,1.3Hz,1H),4.57(dt,J=5.7,1.3Hz,2H),4.56(br s,1H),4.16(t,J=6.7Hz,2H),4.08(dt,J=11.0,5.4Hz,1H),3.97-3.92(m,1H),3.91-3.88(m,1H),2.57-2.52(m,2H),2.46-2.43(m,2H),2.33(t,J=7.5Hz,2H),2.30(d,J=11.1Hz,1H),2.30-2.26(m,1H),2.25-2.17(m,2H),1.92(dd,J=14.2,5.8Hz,1H),1.77-1.42(m,16H),1.36(t,J=12.3Hz,1H),1.33(d,J=6.7Hz,3H),1.32-1.24(m,19H),0.85(t,J=7.3Hz,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ173.5,167.9,148.9,133.3,132.3,129.8,118.1,84.7,82.9,70.7,70.1,65.6,64.9,54.6,53.0,52.5,37.8,36.8,34.2,31.1,30.33,30.31,29.61,26.56,29.49,29.42,29.23,29.15,29.11,28.6,28.4,25.9,24.9,23.9,21.8,14.1,10.3ppm;IR(薄膜)2926,2853,1732,1662,1620cm-1;LRMS(FAB)m/z 698.51(理論值698.5108 C41H68N3O6M-Cl);[α]25D-73.2,[α]25577-67.3,[α]25546-81.5,[α]25435-149,[α]25405-184(c0.3,CHCl3)。
羧酸25和13,14,15Isocrambescidin 657(10a)將135b和139的8-9∶1混合物(50mg,0.068mmol)、嗎啉(24μL,0.27mmol)、(Ph3P)4Pd(16mg,0.014mmol)和MeCN(5mL)的溶液在室溫下維持2小時。再加入嗎啉(12μL,0.13mmol)和(Ph3P)4Pd(8mg,0.007mmol),并將此溶液在室溫下再維持2小時。然后將溶液在CHCl3(50mL)和0.1M HCl(10mL)之間分配。有機相用0.1M HCl(10mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮得到棕色油狀物。將此棕色油狀物通過硅膠塞過濾(99∶1 CHCl3-MeOH→98∶2 CHCl3-MeOH),濃縮并將此殘余物溶解于Et3N(95μL,0.68mmol)和MeOH(7mL)。所得溶液在60℃維持36小時,然后在CHCl3(50mL)和0.1M HCl(8mL)之間分配。有機相用0.1MHCl(8mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化此殘余物(99∶1 CHCl3-MeOH→98∶2 CHCl3-MeOH→95∶5 CHCl3-MeOH)得到28mg(60%)的141,為淺黃色油狀物。為了確保相反離子只是氯離子,將141溶解于CHCl3(50mL)并用0.1M HCl(10mL)洗滌。有機相干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。141的數(shù)據(jù)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ10.00(s,1H),9.23(s,1H),5.64(app t,J=8.1Hz,1H),5.50(br d,J=11.0Hz,1H),4.57(br s,1H),4.16-4.11(m,1H),4.03-3.99(m,1H),4.00-3.97(m,1H),3.92-3.88(m,1H),3.72-3.68(m,1H),3.45(d,J=3.3Hz,1H),2.59-2.51(m,2H),2.33(t,J=7.5Hz,2H),2.29-2.24(m,1H),2.24-2.17(m,3H),1.89-1.80(m,4H),1.75-1.45(m,10H),1.39(t,J=12.3Hz,1H),1.30-1.24(m,23H),1.18(d,J=6.0Hz,3H),0.95(t,J=7.3Hz,3H)13C NMR(125MHz,CDCl3)δ178.4,167.7,149.3,133.6,129.6,85.0,82.9,70.8,69.1,65.3,52.8,52.0,41.7,38.1,37.4,33.9,32.7,31.4,30.2,29.5,29.43,29.37,29.35,29.2,29.1,29.0,28.5,27.9,25.8,24.7,24.0,22.1,20.0,10.2ppm;IR(薄膜)3200,2924,2852,1732,1660,1621,1189,1167,1027cm-1;HRMS(FAB)m/z 658.4789,(理論值658.4795 C38H64N3O6,M-Cl) ;[α]25D□-47.3,[α]25577-49.5,[α]25546-55.9,[α]25435-99.8,[α]25405-122(c1.2,CHCl3)。
通過用1M NaOH(1mL)和鹽水(1mL)洗滌此酸(5mg)的氯仿(5mL)溶液,將羧酸141定量轉(zhuǎn)變?yōu)轸人醿?nèi)鹽。有機層干燥(Na2SO4),然后濃縮得到10a,為無色油狀物[α]25D-35.4(c0.8,MeOH)。此樣品的光譜學(xué)和質(zhì)譜數(shù)據(jù)與所公開的天然的10a的數(shù)據(jù)一致。
41,45-二-叔丁氧基羰基-13,14,15-isocrambescidin 800(145)將羧酸141(30mg,0.043mmol)、苯并三唑-1-基氧基三(二甲基氨基)六氟磷酸鏻(28mg,0.064mmol)、(S)-羥基亞精胺衍生物144(23mg,0.064mmol)、Et3N(29μL,0.22mmol)和CH2Cl2(2.0mL)的溶液,在室溫下維持1小時,然后在Et20(40mL)和0.1M HCl(10mL)之間分配。有機相用鹽水(2×10mL)洗滌,干燥(硫酸鎂),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化此殘余物(99∶1CHCl3-MeOH→97∶3 CHCl3-MeOH)得到32mg(71%)的145,為無色泡沫1HNMR(500MHz,CD3OD)δ5.70(br t,J=8.8Hz,1H),5.51(d,J=11.1Hz,1H),4.45(br s,1H),4.19-4.06(m,3H),3.92-3.78(m,3H),3.84(d J=3.4Hz,1H),3.59-3.23(m,3H),3.19-3.12(m,3H),3.06-2.97(m,2H),2.58(dd,J=12.8,2.3Hz,1H),2.45-2.32(m,4H),2.31-2.24(m,2H),2.18-2.12(m,1H),1.96(dd,J=13.1,6.1Hz,1H),1.81-1.44(m,18H),1.43(s,18H),1.38-1.17(m,23H),1.16(d,J=6.0Hz,3H),0.95(t,J=7.3Hz,3H);13C NMR(125MHz,CD3OD)(在NMR時標(biāo)上C38酰胺以旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的約1∶1混合物形式存在。緊鄰C38的碳原子的一些信號,包括羥基亞精胺單元的碳原子,是雙峰的。對于旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體可能區(qū)別的情況,這些信號列于括號中)δ(176.6/176.2),169.8,158.6,158.4,150.2,134.1,131.3,86.7,84.6,80.02,79.95,72.0,70.1,(69.0/68.3),66.2,(55.0/53.4),54.8,54.3,45.0,42.6,39.1,(38.9/38.7),38.1,36.2,34.3,34.1,33.7,32.9,31.0,30.78,30.75,30.67,30.64,30.57,30.54,30.50,30.24,30.16,29.7,28.9,28.8,28.7,27.0,(26.7/26.6),25.0,22.4,21.0,10.8ppm;IR(薄膜)3385,2927,2854,1731,1668(br),1614,1449,1366,1253,1167,1028cm-1;HRMS(FAB)m/z 1001.7(理論值1001.7 C55H97N6O10,M-Cl);[α]22D□-68.7,[α]22577-72.9,[α]22546-83.3,[α]22435-148(c0.6,CHCl3)。
13,14,15-Isocrambescidin 800三鹽酸鹽(10)將145(30mg,0.029mmol)和2.9mL的存在于乙酸乙酯的2.0M氯化氫溶液的溶液,在室溫下維持30分鐘,然后濃縮。通過反相HPLC純化殘余物(3.5∶1 MeOH-0.1M NaCl,5μAltima C18柱)得到18mg(70%)的13,14,15-Isocrambescidin 800(10),淡黃色油狀物,為其三鹽酸鹽[α]22D□-67.7,[α]22577-70.9,[α]22546-80.6(c0.73,MeOH)。此樣品的NMR數(shù)據(jù)與所公開的天然的10的數(shù)據(jù)一致,而通過HPLC比較用三種洗脫劑將合成的10與10的天然樣品無法區(qū)別。
制備全乙酰基-13,14,15-isocrambescidin 800鹽酸鹽(146)將13,14,15-isocrambescidin 800(10)、乙酸酐(1.2mL)和吡啶(2.4mL)的溶液,在室溫下維持20小時,然后用真空泵濃縮。將此殘余物溶解于CHCl3(40mL),并用鹽水(10mL)、0.1MHCl(10mL)和鹽水(10mL)依次洗滌。將溶液干燥(Na2SO4),過濾并濃縮。通過閃式色譜純化此殘余物(95∶5 CHCl3-MeOH)得到8mg(70%)的全乙?;鵬socrambescidin 800(146)。合成的146的1HNMR和13C NMR數(shù)據(jù)與所報告的天然13,14,15-isocrambescidin800的此衍生物的數(shù)據(jù)完全一致(Berlinck,R.G.S.;Braekman,J.C.;Daloze,D.;Bruno,I.;Riccio,R.;Ferri,S.;Spampinato,S.;Speroni,E.J.Nat.Prod.1993,56,1007-1015)。
(4aR,7S)-4-[15-(烯丙氧基羰基)十五烷基氧基羰基]-3-[(4S)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基戊基]-7-[(5Z,7S)-2-(1′,3′-二噁烷-2′-基)-7-三異丙基-甲硅烷氧基-5-壬烯基]-1,2,4a,5,6,7-六氫-1-亞氨基吡咯并[1,2-c]-嘧啶鹽酸鹽(133)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.16(s,1H),6.99(s,1H),5.94-5.87(m,1H),5.42(br t,J=9.8Hz,1H),5.30(dq,J=17.2,1.5Hz,1H),5.27-5.24(m,1H),5.22(dq,J=10.4,1.3Hz,1H),4.56(dt,J=5.6,1.4Hz,2H),4.46-4.41(m,2H),4.24-4.21(m,1H),4.18-4.08(m,2H),4.04-3.89(m,5H),2.82-2.77(m,1H),2.66-2.57(m,2H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.27-2.19(m,1H),2.03-1.55(m,17H),1.31-1.24(m,25H),1.12(d,J=6.0Hz,3H),1.04(s,21H),0.87(t,J=7.6Hz,3H),0.85(s,9H),0.028(s,3H),0.024(s,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ173.4,164.8,150.7,149.6,135.2,132.2,126.5,117.9,102.8,100.0,69.8,69.7,68.2,64.8,60.0,59.4,57.8,52.2,44.4,39.0,34.2,33.5,31.6,30.8,30.1,30.0,29.54,29.52,29.48,29.41,29.3,29.1,29.0,28.5,26.0,25.8,24.8,24.4,23.5,22.1,18.01,17.99,12.3,9.2,-4.6,-4.7ppm;MS(FAB)m/z 1044.3(理論值1044.8 C59H110N3O8Si2,M-Cl)。
四環(huán)胍138b1H NMR(500MHz,CDCl3)δ10.46,(s,1H),5.94-5.87(m,1H),5.67-5.64(m,1H),5.48(br d,J=10.9Hz,1H),5.30(dq,J=17.2,1.5Hz,1H),5.22(dq,J=10.7,1.3Hz,1H),4.56(dt,J=5.7,1.3Hz,2H),4.56(br s,1H),4.20-4.08(m,3H),4.05-3.99(m,1H),3.94-3.91(m,1H),3.68(br s,1H),2.99-2.94(m,1H),2.70-2.58(m,3H),2.52-2.45(m,1H),2.39-2.30(m,3H),2.32(t,J=7.6Hz,2H),2.24-2.19(m,1H),2.04-1.99(m,1H),1.91(dd,J=14.8,5.2Hz,1H),1.87-1.71(m,4H),1.68-1.58(m,5H),1.57-1.40(m,4H),1.38-1.23(m,20H),1.21(d,J=6.2Hz,3H),0.84(t,J=7.2Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ173.5,164.4,151.4,149.4,133.2,132.3,129.7,118.0,104.0,85.1,71.3,65.9,65.0,64.9,55.6,51.8,37.7,37.0,36.4,34.2,31.7,31.3,30.2,29.6,29.54,29.48,29.40,29.2,29.1,28.6,26.1,24.9,24.4,24.2,23.6,10.4ppm;IR(薄膜)3372,2925,1737,1689,1651,1613,1547,1455,1341cm-1;MS(FAB)m/z 698.5106(理論值698.5108,C41H68N3O6,M-Cl)。
N-乙?;u基亞精胺鹽酸鹽鹽i1H NMR(500MHz,CD3OD)δ4.04(t,J=6.7Hz,2H),3.97-3.95(m,1H),3.69-3.38(m,3H),3.32-3.21(m,1H),3.14-3.08(m,2H),2.99-2.84(m,2H),2.54-2.39(m,2H),2.01(s,3H),2.00-1.80(m,3H),1.74-1.71(m,1H),1.63-1.58(m,4H),1.33-1.29(m 22H);13C NMR(125MHz,CD3OD)(在NMR時標(biāo)上此酰胺以旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的約3∶1混合物形式存在。緊鄰此酰胺的碳原子,包括此羥基亞精胺單元的一些碳原子,表現(xiàn)出兩個信號。在觀察到兩種旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的情況下,旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的碳原子信號列于括號中,其中主要的旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體列在前)δ(177.5,176.4),173.0,(68.6,69.4),65.7,(54.8,53.2),(43.9,47.8),38.5,(38.2,38.3),34.2,34.0,(32.9,33.0),30.75,30.72,30.67,30.61,30.5,30.3,29.7,27.0,(26.61,27.8),(26.54,26.59),20.8ppm。
N-乙酰化羥基亞精胺游離堿ii1H NMR(500MHz,CD3OD)δ4.04(t,J=6.7Hz,2H),3.91-3.85(m,1H),3.65-3.32(m,3H),3.27-3.13(m,1H),2.86-2.78(m,2H),2.66-2.60(m,2H),2.45-2.37(m,2H),2.00(s,3H),1.77-1.68(m,2H),1.63-1.51(m,6H),1.32-1.24(m,22H);13C NMR(125MHz,CD3OD)(此酰胺為旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的約1∶1混合物)δ176.6,176.3,173.1,70.0,68.9,65.7,55.0,53.7,44.5,40.0,39.5,39.4,38.1,37.9,34.3,34.0,32.8,30.8,30.73,30.67,30.63,30.5,30.4,29.7,27.0,26.7,20.8ppm。
實施例VI此實施例描述了制備Crambescidin/Ptilomycalin類的鈲鹽生物堿和同類物所用的新的五環(huán)中間體的制備方法。此實施例進一步涉及制備Crambescidin/Pti1omycalin類的鈲鹽生物堿和同類物所用的五環(huán)中間體的改進的化學(xué)合成。
合成系鏈的Biginelli縮合反應(yīng)選擇烯丙基酯來保護此C(22)羧酸,由于此保護基可以在鈲鹽的存在下除去(Overman,L.E.等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657)。化合物151(Overman,L.E.等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657)和152(Overman,L.E.;等1995,出處同上),用上述條件(Overman,L.E.等,1995,出處同上)之間進行的Biginelli縮合反應(yīng),只得到30-40%的產(chǎn)物化合物153,其非對映異構(gòu)體選擇性差(2∶1)。
注意力集中到了化合物152的完整性(附圖48)。通過前體胺154(Overman,L.E.等,1995,出處同上)與三甲基甲硅烷基異硫氰酸酯(Vishnyakova,T.P.等Russ.Chem.Rev.1985,54,249)反應(yīng)(附圖48)反應(yīng),以改進的收率合成脲155(附圖48)。當(dāng)用氫氣和10%Pd/C停止化合物155的臭氧分解反應(yīng),接著過濾并濃縮,在23℃減壓處理(0.1mm)1小時后得到固體產(chǎn)物。在Biginelli縮合反應(yīng)中此物質(zhì)具有優(yōu)異的收率(60%)。但是,非對映異構(gòu)體選擇性仍很差(ds=2∶1)。反應(yīng)條件的廣泛最佳化,表明在非典型溶劑三氟乙醇中,以良好的非對映異構(gòu)體選擇性(ds=6.5∶1(約50%)0.5M,ds=4∶1(80%)1.7M)進行Biginelli縮合反應(yīng)。最近報道,此溶劑的使用改進了Biginelli縮合反應(yīng)的效果和立體選擇性(McDonald和Overman,J.Org.Chemistry,1999,641520-1528)。
選擇醋酸嗎啉作為Biginelli反應(yīng)的催化劑(Renhowe,P.A.Ph.D.Thesis,University of California,Irvine.1995)。在Biginelli反應(yīng)的最佳化期間考慮使用醋酸嗎啉是重大的發(fā)現(xiàn)?;衔?52的臭氧分解產(chǎn)物的還原氫化后,但在過濾和濃縮前,將醋酸嗎啉加入到化合物152的甲醇溶液中。然后,濃縮此溶液得到粘稠的油狀物化合物156,其通過HRMS分析來鑒定。將此油進行Biginelli縮合反應(yīng)以80%的大大改善的收率得到化合物153。此外,此改良導(dǎo)致反應(yīng)時應(yīng)減少至1.5天。
合成對映體純的碘化物化合物166以前合成形成的碘化物166,C(1)-C(7)片斷,只具有中等對映異構(gòu)體純度(86%ee),該合成通過對映體選擇性還原炔酮(ynone)前體進行(Overman,L.E.等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657;Renhowe,P.A.Ph.D.Thesis,University of California,Irvine.1995)。以對映體純提供此中間體的較短的合成路線總結(jié)于方案VIII(附圖34)。在TADDOL化催化劑存在下,對醛159或160(分別由化合物157和158合成)進行二乙基鋅加成(Weber,B.;Seebach,D.Tetrahedron,1994,50,7473-7484)以良好的收率和>99%ee得到手性醇161和162,這通過衍生的Mosher酯的GLC分析測定(Seebach,D.等,Helv.Chim.Acta 1987,70,954;Seebach,D.等,Chimia 1991,238;Seebach,D.等,Helv.Chim.Acta 1992,75,438;Seebach,D.等,Helv.Chim.Acta 1992,75,2171;Seebach,D.等,Tetrahedron 1994,50,4363;Weber,B.;Seebach,D.Tetrahedron 1994,50,7473)。發(fā)現(xiàn)除了旋光性,醇161與我們原合成中使用的中間體相同(Overman,L.E.等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657)。將對映體純的163轉(zhuǎn)變?yōu)?S)-(Z)-1-碘-5-三異丙基甲硅烷氧基-3-庚烯(Overman,L.E.等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657)。此時,認(rèn)為TIPS保護基穩(wěn)定得沒有必要并用TBDMS代替。伯醇的PMB保護允許仲醇進行TBDMS保護,因此,得到伯碘化物166,總結(jié)于附圖49。通過在-78℃進行鋰-碘交換由166得到有機鋰167(Dale,J.A.等,J.Org.Chem.1969,34,2543;Dale,J.A.;Mosher,H.S.,J.Am.Chem.Soc.1973,95,512;Ward,D.E.;Rhee,C.K.Tettrahedron Lett.1991,32,7165)。
C(1)-C(7)片斷與三環(huán)中間體偶聯(lián)合成的此階段是早期合成中滿意度最差的,這是由于與169有關(guān)的醛不穩(wěn)定(Overman,L.E.等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657;Renhowe,P.A.Ph.D.Thesis,University ofCalifornia,Irvine.1995)。在目前的烯丙基系列中,當(dāng)用Swern試劑氧化化合物168時,C(8)位上發(fā)生大量的差向異構(gòu)化。用Dess-Martin過碘氧化劑(periodinane)氧化沒有發(fā)生差向異構(gòu)化(附圖50)。按照已知的方案將所得醛169進行O-甲基化(Overman,L.E.等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,2657;Renhowe,P.A.Ph.D.Thesis,University of California,Irvine.1995)。但是,化合物167與醛170的加成,接著氧化粗品差向異構(gòu)的醇,得到低收率(20-30%)的酮171。當(dāng)純化合物170或171接觸商購或滅活的硅膠約1小時時,觀察到顯著的質(zhì)量損失(約30%)。此觀察結(jié)果是這兩步反應(yīng)收率低的部分原因。開發(fā)另一種反應(yīng)路線來克服此困難(附圖51)。
2.2當(dāng)量的化合物167與醛169加成,及隨后氧化,得到酮172,非優(yōu)化的收率為30-40%(基于消耗的化合物169為46-51%)。酮172進行O-甲基化,脒基化,脫保護并環(huán)合為五環(huán)烯丙基酯8(未純化中間體),非優(yōu)化總收率25-30%。應(yīng)將此路線最佳化并將硅膠色譜時的物質(zhì)損失最小化。
合成五環(huán)酸7在標(biāo)準(zhǔn)條件下用Pd(O)/二甲基環(huán)己二酮成功地除去烯丙基酯,得到五環(huán)酸7(附圖51)。
用下列實施例舉例說明本發(fā)明并有助于普通技術(shù)人員同樣制備和使用。這些實施例并非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
總實驗細節(jié)所有反應(yīng)在氬氣氛下或氮氣氛下進行,而濃縮在減壓下用 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器進行。四氫呋喃(THF)、乙醚和二氯甲烷用氬氣脫氣,然后通過兩個4×36英寸的無水中性A-2氧化鋁柱(8×14目;LaRoche Chemicals;在氬氣流下在350℃活化3小時)以除去水。甲苯用氬氣脫氣,然后通過一個4×36英寸的Q-5反應(yīng)物柱(Englehard;在5%H2/N2流下在250℃活化3小時)以除去O2,然后通過一個4×36英寸的無水中性A-2氧化鋁柱(8×14目LaRoche Chemicals;在氬氣流下在350℃活化3小時)以除去水。三乙胺(Et3N)、吡啶、二異丙基乙基胺(i-Pr2NEt)、二異丙基胺和乙腈用CaH2在常壓下蒸餾。通過用甲醇/芴滴定確定有機鋰試劑的指定摩爾濃度(Posner,G.H.;Lentz,C.M.J.Am.Chem.Soc.1979,101,934)。測試設(shè)備和色譜300MHz1H和 75MHz13C光譜在 QE 300 FT NMR上獲得;500MHz1H和125MHz13CNMR光譜在 GN 500 FT NMR或 Ω 500 FT NMR上獲得。1H NMR化學(xué)位移報告為以ppm為單位的δ值。偶合常數(shù)以Hz報告并指出明顯的多重性。
多重性指示如下s(單峰);d(雙重峰);t(三重峰);m(多重峰);app t(清晰的t);dd(雙雙峰)等。質(zhì)譜用MicroMassAnalytical 7070E(CI-異丁烷)或MicroMass AutoSpec E(FAB)光譜儀檢測。紅外光譜用Perkin Elmer 1600 FTIR光譜儀記錄。微量分析由Atlantic Microlabs,Atlanta,GA.進行。旋光性用JASCO DIP-360數(shù)碼旋光計檢測。TLC和柱色譜用E.Merck硅膠(43-60μm),以約30∶1 SiO2∶底物的加樣量進行。
(R)-烯丙基-7-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-3-氧代辛酸酯(化合物151)將新蒸餾的乙?;宜嵯┍?5.0mL,37mmol)滴加到己烷-洗滌的NaH(1.73g,43mmol)和干燥的THF(50mL)的0℃混合物中。10分鐘后,再滴加正丁基鋰(14.9mL的2.7M溶液,在己烷中)并將所得紅色溶液再在0℃下維持10分鐘。然后,滴加化合物150(4.53g,14.4mmol)和干燥THF(20mL)的溶液。在0℃下20分鐘后,用飽和氯化銨水溶液(20mL)停止此反應(yīng)混合物的反應(yīng)。分層,并用乙醚(2×15mL)萃取水層,合并的有機層用鹽水(15mL)洗滌,干燥(硫酸鎂)并濃縮。在硅膠上純化此殘余物(20∶1己烷-EtOAc)得到2.84g(60%)的化合物151,為無色油狀物(通過1H NMR分析為酮和烯醇形式的9∶1混合物)1H NMR(500MHz CDCl3)δ5.86-5.90(m 1H)5.31(d J=17.0Hz 1H)5.23(d J=10.5Hz 1H)4.60(d J=5.7Hz 2H)3.76(dd J=11.9 6.0Hz 1H)3.44(s 2H)2.52(t J=7.3Hz 2H)1.63-1.66(m 1H)1.55-1.58(m 1H)1.35-1.40(m 2H)1.09(d J=6.0 Hz 3H)0.85(s 9H)0.02(s 6H);13CNMR(125MHz CDCl3) 202.5 166.9 131.5 118.8 68.2 65.9 49.143.1 38.8 25.9 23.7 19.7 18.1-4.4-4.7ppm;IR(薄膜)2956 2857 1748 1716 1255 1149 836 775cm-1;[α]25D-12.8°[α]25577-12.9°[α]25546-14.1°[α]25435-23.8°[α]25405-28.1°(c=1.05 CHCl3)。元素分析理論值C17H32O4SiC 62.15H9.82。實測值C 62.42;H 9.93。
(4aR,7S)-4-(烯丙基氧基羰基)-1,2,4a,5,6,7-六氫-7-(2-羥基乙基)-3-[(4S)-4-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基戊基)]-1-氧代吡咯并[1,2-c]嘧啶(153a)和(4aS,7S)-4-(烯丙氧基羰基)-1,2,4a,5,6,7-六氫-7-(2-羥基乙基)-3-[(4S)-4-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基戊基)]-1-氧代吡咯并[1,2-c]嘧啶(化合物153b)將粗品(S)-156(2.3g 9mmol)、151(2.2g 6.7mmol)和三氟乙醇(4mL)的溶液在60℃下加熱2天。通過倒入乙醚(50mL)中停止此反應(yīng)混合物的反應(yīng),用飽和氯化銨水溶液(2×10mL)和鹽水(10mL)洗滌。將有機層干燥(MgSO4)、濃縮并在硅膠上純化(1∶1己烷-EtOAc)得到2.01g(64%)的所需順式-Biginelli產(chǎn)物153a和0.51g(16%)的反式-Biginelli產(chǎn)物153b。
化合物153a1H NMR(500MHz CDCl3)δ8.26(s,1H)5.89-5.97(m 1H)5.30(dd J=16.7 1.2Hz,1H)3.22(dd J=10.4 1.0Hz 1H)4.60(ddd J=22.6 13.1 5.9Hz 2H)4.26(dd J=11.34.9Hz 1H)4.10-4.14(m 1H)3.74-3.80(m 1H)3.40-3.67(m 2H)2.58(t J=7.5Hz 2H)2.47-2.52(m 1H)2.02-2.11(m 1H)1.84(m 1H)1.60-1.77(m 4H)1.36-1.53(m 3H)1.10(d J=6.0Hz 3H)0.85(s 9H)0.02(s 3H)0.01(s 3H);13C NMR(125MHzCDCl3)δ165.2 155.0 152.9 132.3 118.5 102.2 68.6 64.859.0 58.3 52.2 39.4 38.9 31.1 30.6 29.8 25.8 25.0 23.718.1-4.4-4.7ppm;IR(薄膜)3450 3225 3095 2954 16821626 1431 1111 835 776cm-1;[α]25D-28.6°[α]25577-30.0°[α]25546-36.8°[α]25435-97.7°[α]25405-138°(c=2.20 CHCl3)。元素分析理論值C24H42N2O5SiC 61.77;H 9.07;N 6.00。實測值C61.66;H 9.15;N 5.92。
化合物153b1H NMR(500MHz CDCl3)δ8.52(s 1H)5.87-5.94(m 1H)5.28(d J=17.5Hz 1H)5.21(d J=10.4Hz 1H)4.60(ddd J=13.4 7.5 6.0Hz 2H)4.39-4.45(m 1H) 4.34(ddJ=10.5 4.6Hz 1H)3.77(dd J=11.5 5.7Hz 1H)3.56-3.66(m2H)2.66-2.71(m 1H)2.49-2.54(m 1H)2.42-2.46(m 1H)2.08(dd J=20.7 8.7Hz,1H)1.76-1.81(m 1H)1.62-1.67(m 1H)1.37-1.54(m 6H)1.10(d J=6.04Hz 3H)0.8(s 9H)0.02(s 3H)0.01(s 3H);13C NMR(125MHz CDCl3)165.3 153.2 150.1 132.4118.2 98.7 68.5 64.7 58.9 57.3 53.7 38.9 38.3 35.1 31.328.2 25.9 24.5 23.6 18.1-4.5-4.7ppm;IR(薄膜)3442 32563100 2930 2897 1708 1668 1634 1463 1236 1082 736cm-1;[α]25D-26.3°[α]25557-26.8[α]25546-29.3°[α]25435-54.7°[α]25405-122°(c=2.30 CHCl3)。元素分析理論值C24H42N2O5SiC61.77;H 9.07;N 6.00。實測值C 61.75;H 9.10;N 5.96。
化合物(156)在-78℃下,將臭氧通入化合物155(1.74g 9mmol)和MeOH(50mL)的溶液中,直到此溶液飽和(出現(xiàn)藍色并持續(xù)約10分鐘)。然后將氮氣通過此溶液以去除過量的臭氧。將10%Pd/C(0.6g)加入到無色溶液并將此反應(yīng)混合物維持在-78℃latm的氫氣中。30分鐘后,除去冷卻,加入醋酸嗎啉(2.0g 13mmol)并將此反應(yīng)混合物升溫至23℃。4小時后,將此反應(yīng)混合物干燥(硫酸鎂),過濾并濃縮此濾液。所得殘余物用三氟乙醇(30mL)稀釋并濃縮得到黃色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用MS(CI)m/e C11H21N3O3理論值243.1583,實測值243.1588(M)。
1-(4-甲氧基芐氧基)-3-丁炔(化合物158)按照已建立的方法(Takaku H.等;Tetrahedron Lett.1983,24,5363;Nakajima N.等,Tetrahedron Lett.1988,29,4139),將TfOH(1.6mL 18mmol)滴加到,MBOC(=NH)CCl3(169.3g 0.6mol)、3-丁炔-1-醇(67g 0.66mol)、干燥的EtO(600mL)的0℃溶液中。30分鐘后,通過加入飽和碳酸氫鈉水溶液(100mL)停止此反應(yīng)混合物的反應(yīng),分層,水層用乙醚(50mL)萃取,合并的有機層用鹽水(50mL)洗滌,干燥(硫酸鎂)并濃縮。所得殘余物用己烷(300mL)稀釋,通過硅膠塞過濾,濃縮并在真空下(0.1mm Hg)在50℃下攪拌12小時,得到158(約100%),其不經(jīng)進一步純化直接使用。1H NMR(500MHz CDCl3)δ7.28(d J=8.4Hz 2H)6.89(dJ=8.4Hz 2H)4.49(s 2H)3.80(s 3H)3.58(t J=7.0Hz 2H)2.49(dt J=7.0 2.7Hz 2H)2.00(t J=2.6Hz 1H);13C NMR(125MHz CDCl3)δ159.2 130.0 129.3 113.7 81.3 72.5 69.2 67.855.2 19.8ppm;IR(薄膜)3292 3001 2936 2863 1614 1514 823cm-1;元素分析理論值C12H14O2C 75.76;H 7.42。實測值C75.60;H 7.49。
5-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-2-戊炔醛(化合物159)將n-BuLi(2.5M 4.8mL)的己烷溶液加入到化合物157(2.0g10.9mmol)的干燥的THF(20mL)的-78℃溶液中。10分鐘后,將此反應(yīng)混合物置于冰浴中,并加入存在于THF(20mL)的干燥DMF(5mL)。在0℃30分鐘后,通過倒入劇烈攪拌的5%H2SO4(20mL)溶液中,將此反應(yīng)混合物停止反應(yīng)。1小時后,分層,水層用乙醚(3×15mL)萃取,并將合并的有機層飽和碳酸氫鈉水溶液(1×15mL)和鹽水(1×15mL)洗滌,干燥(MgSO4)并濃縮。將殘余物在硅膠上(4∶1己烷-EtOAc)純化得到0.921g(55%)的化合物159,為淡黃色油狀物1H NMR(500MHz CDCl3)δ9.17(s 1H)3.79(t J=6.7Hz2H)2.62(t J=6.7Hz 2H)0.9(s 9H)0.1(s 6H);13C NMR(125MHz CDCl3)δ177.0 96.2 82.3 60.6 25.8 23.5 18.3-5.3-5.4ppm;IR(薄膜)2930 2205 1671 1111cm-1;HRMS(CI異丁烷)m/e C11H20O2Si理論值212.1232,實測值197.0998(M-CH3)。
5-(4-甲氧基芐氧基)-2-戊炔醛(化合物160)將n-BuLi(2.5M 9.34mL mL)的己烷溶液加入到化合物158(4.04g 21.2mmol)的干燥THF(100mL)的-78℃溶液中。10分鐘后,將此反應(yīng)混合物置于冰浴中并加入存在于THF(100mL)的干燥的DMF(10mL)。在0℃下30分鐘后,此反應(yīng)混合物通過倒入劇烈攪拌的5%硫酸水溶液(100mL)中停止反應(yīng)。1小時后,分層,水層用乙醚(3×30mL)萃取,且合并的有機層用飽和碳酸氫鈉水溶液(1×30mL)和鹽水(1×30mL)洗滌,干燥(MgSO4)并濃縮。將殘余物在硅膠上(4∶1己烷-EtOAc)純化得到2.55g(55%)的化合物160,為淡黃色油狀物1H NMR(500MHz CDCl3)δ9.16(s 1H)7.26(d J=8.5Hz 2H)6.88(d J=8.6Hz 2H)4.48(s 2H)3.79(s 3H)3.61(tJ=6.7Hz 2H)2.69(t J=6.7Hz 2H);13C NMR(125MHz CDCl3)δ177.0 159.2 129.6 129.3 113.8 95.7 81.9 72.7 66.5 55.220.6ppm;IR(薄膜)3002 2865 2205 1668 1514 824cm-1;元素分析理論值C13H14O3C 71.54;H 6.47。實測值C 71.42;H6.54。
(5S)-羥基-1-(4-甲氧基芐氧基)-3-庚炔(化合物162)按照Seebach的總方法,將Ti(Oi-Pr)4(0.50mL 1.68mmol)加入到(4R,5R)-2,2-二甲基-α,α,αэ,αэ-四(萘-2-基)-1,3-二氧雜環(huán)戊烷-4,5二甲醇(1.12g 1.67mmol)和干燥的甲苯(15mL)的23℃溶液中。3小時后,減壓(0.1mm)下除去溶劑。將所得殘余物溶解于干燥的乙醚(33mL)中,并將此反應(yīng)容器冷卻至-26℃,接著加入Ti(Oi-Pr)4(3.0mL 10mmol)、化合物160(1.83g,8.37mmol)和Et2Zn(9.1mL的1.1M溶液,在甲苯中)。在-26℃下18小時后,此反應(yīng)混合物用飽和氯化銨水溶液(1mL)停止反應(yīng),干燥(MgSO4),通過硅藻土板過濾,濃縮并將所得殘余物在硅膠上純化(4∶1己烷-EtOAc)得到1.833g(88%)的化合物162,為無色油狀物1HNMR(500MHz CDCl3)δ7.25(d J=8.4Hz 2H)6.86(d J=8.4Hz2H)4.46(s 2H)4.26(t J=6.4Hz 1H)3.78(s 3H)3.53(tJ=7.0Hz 2H)2.58(s 1H)2.49(dt J=7.0 1.5Hz 2H)1.66(m2H)0.97(t J=7.4Hz 3H);13C NMR(125MHz CDCl3)δ159.1129.9 129.2 113.7 82.3 81.7 72.4 67.9 63.5 55.1 30.9 19.99.4ppm;IR(薄膜)3418 2965 1613 1514 1249 823 733cm;[α]25D-3.2°[α]25577-3.6°[α]25545-4.0°[α]25435-6.5°[α]25405-7.7°(c=2.35CHCl3)。元素分析理論值C15H20O3C72.55;H 8.12。實測值C 72.26;H 8.14。
按照Ward的總方法(Ward D.E.;Rhee C.K.TetrahedronLett.1991 32 7165),將化合物162(23mg)用(R)-α-甲氧基-α-(三氟甲基)苯基乙酰氯[(R)-MT,ACl]處理,得到相應(yīng)(R)-MT,A酯。毛細GC分析[150℃至200℃/2.0℃分鐘-1tR162-(R)-MT,A=21.13分鐘tRE-162-(R)-MT,A=20.69分鐘]顯示了162-(R)-MT,A與E-162-(R)-MT,A的比例為99.7∶0.3。
(5S)-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-1-(4-甲氧基芐氧基)-3-庚炔TBSCl(1.08g 7.2mmol)在15分鐘內(nèi)分批加入到咪唑(0.53g7.8mmol)、化合物162(1.48g 6mmol)和干燥的DMF(5mL)的23℃溶液中。在23℃放置2小時后,將此溶液倒入到20mL H2O,并用乙醚(4×20mL)萃取。合并的有機層用鹽水(20mL)洗滌,干燥(MgSO4)并濃縮。粗品油狀物置于真空(0.1mm)下過夜得到2.16g(100%)的所需產(chǎn)物,為無色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用1H NMR(500MHz CDCl3)δ7.28(d J=8.5Hz 2H)6.89(dJ=8.5Hz 2H)4.48(s 2H)4.28(dt J=6.2 1.7Hz 1H)3.80(dJ=1.6Hz 3H)3.56(dt J=7.2 1.52 Hz 2H)2.51(dt J=7.2 1.7Hz 2H)1.66(appt J=7.0Hz 2H)0.96(dt J=7.3 1.3Hz 3H)0.91(d J=1.4Hz 9H)0.13(d,J=1.4Hz 3H)0.11(d J=1.4Hz3H);13C NMR(125MHz CDCl3)δ159.2 130.2 129.2 113.73 82.880.9 72.6 68.3 64.4 55.2 31.9 25.8 20.1 18.3 9.2-4.5-5.0ppm;IR(薄膜)2930 1614 1514 1249 1099 837cm-1;[α]25D-34.5°[α]25577-35.0°[α]25546-40.9°[α]25435-69.5°[α]25405-83.5°(c=5.35 CHCl3)。元素分析理論值C21H34O3SiC 69.56;H9.45。實測值C 69.49;H 9.50。
(S)-(5)-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-3-庚炔醇將(5S)-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-1-(4-甲氧基芐氧基)-3-庚炔(0.17g 0.46mmol)、DDQ(0.16g 0.68mmol)和20∶1二氯甲烷-H2O(3mL)的溶液在23℃維持2小時。通過倒入乙醚(25mL)中停止此反應(yīng)混合物的反應(yīng),并用飽和NaHCO3水溶液(2×5mL)洗滌,接著鹽水(5mL)洗滌。將有機層干燥(MgSO4)濃縮,并將所得殘余物在硅膠上純化(4∶1己烷-EtOAc)得到88mg(80%)的所需產(chǎn)物,為無色油狀物1H NMR(500MHz CDCl3)δ4.26(t J=6.3Hz 1H)3.69(t J=6.6Hz 2H)2.47(dt J=6.3 1.6Hz 2H)1.98(s 1H)1.61-1.67(m 2H)0.94(t J=7.4Hz 3H)0.9(s 9H)0.11(s 3H)0.10(s 3H);13C NMR(75MHz CDCl3)δ84.0 80.6 64.4 61.131.9 25.8 23.1 18.3 9.7-4.6-5.0ppm;IR(薄膜)3388 29582858 1472 1256 1059cm-1;HRMS(EI-GCMS)m/e理論值C12H26O2Si242.1701實測值242.1655(M);[α]25D-46.0°[α]25577-48.1°[α]25546-54.5°[α]25435-93.2°[α]25405-111.5°(c=1.4 CHCl3)。
(3Z,5S)-1-(4-甲基氧基芐氧基)-3-庚烯-5-醇(化合物163)將化合物162(13.8g 55.6mmol)、新蒸餾的喹啉(138mL 1.20mmol)、Lindlar′s催化劑(用PbO毒化的Pd/CaCO3,1.29g)和干燥的3∶1己烷-EtOAc(138mL)的混合物在23℃、latm下維持在H2氛中3天。再將混合物再通過硅藻土塞過濾,用3∶1己烷-EtOAc(400mL)洗滌此塞,并濃縮洗脫液得到13.9g(100%)的化合物163,其不經(jīng)進一步純化直接使用1H NMR(300MHz CDCl3)δ7.24(d J=8.4 2H)6.86(d J=8.5 2H)5.51-5.55(m 2H)4.44(s2H)4.30(appq J=7.0 1H)3.79(s 3H)3.34-3.53(m 2H)2.25-2.55(m 2H)2.21-2.24(m 1H)1.41-1.64(m 2H)0.86(t J=7.43H);13C NMR(75MHz CDCl3)δ159.1 135.2 129.8 129.3 128.6113.7 72.7 68.61 68.0 55.2 29.7 28.3 9.7ppm;IR(薄膜)3421 3007 2961 2860 1613 1514 1249 1094 821cm-1;[α]25D=-17.9°[α]25577=-17.8°[α]25546=-20.6°[α]25435=-35.0°[α]25405=-42.6°(c=2.2 CDCl3)。元素分析理論值C15H22O3C 71.97;H8.86。實測值C 71.97;H 8.90。
(3Z,5S)-4-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-1-(4-甲氧基芐氧基)-3-庚烯(化合物164)在23℃下,在15分鐘內(nèi)將TBSCl(0.51g 3.4mmol)分批加入到咪唑(0.48g 7.0mmol)、化合物163(0.7g 2.8mmol)和干燥的DMF(1.4mL)的溶液中。在23℃放置2小時后,將此溶液倒入到20mL H2O中并用乙醚(4×20mL)萃取。合并的有機層用鹽水(20mL)洗滌,干燥(MgSO4)并濃縮。粗品油狀物置于真空(0.1mm Hg)下過夜得到1.02g(100%)的164,為無色油狀物1H NMR(300MHz CDCl3)δ7.26(d J=8.3Hz 2H)6.88(d J=8.5Hz 2H)5.34-5.46(m 2H)4.45(s 2H)4.38(appq 1H)3.80(s 3H) 3.45(t J=7.0Hz 2H)2.35(m 2H)1.38-1.56(m 2H)0.84-0.88(m 12H)0.05(s 3H)0.02(s 3H);13C NMR(75MHz CDCl3)159.1 135.8 130.4 129.2124.6 113.7 72.6 70.2 69.4 55.2 31.3 28.6 25.8 18.2 9.8-4.4-4.8ppm;IR(薄膜)2967 2856 1616 1514 1464 1250 1098836cm-1;[α]25D=14.4°[α]25577=15.7°[α]25546=18.4°[α]25435=33.5°[α]25405=42.4°(c=1.98 CHCl3)。元素分析理論值C21H36O3SiC 69.18;H 9.95。實測值C 69.30;H 10.03。
(S)-(Z)-5-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-3-庚烯醇(化合物165)將化合物164(0.17g 0.47mmol)、DDQ(0.16g 0.68mmol)和20∶1 CH2Cl2-H2O(3mL)的溶液在23℃下維持2小時。通過倒入乙醚(25mL)中使此反應(yīng)混合物停止反應(yīng),并用飽和碳酸氫鈉水溶液(2×5mL)洗滌,接著用鹽水(5mL)洗滌。將有機層干燥(MgSO4),濃縮并將所得殘余物在硅膠上純化(4∶1己烷-EtOAc)得到92mg(80%)的所需產(chǎn)物,為無色油狀物1H NMR(500MHz CDCl3)δ5.46-5.50(m 1H)5.30-5.36(m 1H)4.31(dd J=14.6 6.7Hz 1H)3.63(dt J=6.6 2.1Hz 2H)2.29-2.34(m 2H)1.94(s 1H)1.50-1.60(m 1H)1.37-1.24(m 1H)0.86(apps 12H)0.03(s 3H)0.01(s 3H);13C NMR(125MHz C6D6)δ136.6 125.2 70.4 62.131.8 31.7 26.1 18.4 10.0-4.0-4.1ppm;IR(薄膜)3354 30142958 1460 1253 1050cm-1;[α]25D20.8°[α]2555721.3°[α]2554625.2°[α]2543547.4°[α]2540559.7°(c=2.30 CDCl3)。元素分析理論值C13H28O2SiC 63.88;H 11.55。實測值C 63.82;H 11.53。
(S)-(Z)-1-碘-5-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-3-庚烯(化合物166)按照Corey的總方法(Singh S.N.等,J.Am.Chem.Soc.1987,109,6187;Garegg P.J.;Samuelsson B.J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,1980,2866),在15分鐘內(nèi)將碘(2.09g8.24mmol)分批加入到化合物165(1.83g 7.49mmol)、PPh3(2.03g9.0mmol)、咪唑(0.61g 8.99mmol)和乙醚-MeCN(3∶1,40mL)的0℃溶液中,然后升溫至23℃。1.5小時后,溶液用1∶1己烷-EtOAc(200mL)稀釋,再通過堿性氧化鋁(活性-IV)過濾并濃縮。所得混合物通過硅膠塞洗脫(9∶1己烷-乙醚)得到2.5g(94%)的所需產(chǎn)物,為無色油狀物,其不經(jīng)任何進一步純化直接使用1HNMR(300MHz CDCl3)δ5.46-5.52(m 1H)5.23-5.32(m 1H)4.25(dd J=14.4 6.6Hz 1H)3.11-3.16(m 2H)2.60-2.68(m 2H)1.37-1.60(m 2H)0.84-0.89(m 12H);13C NMR(75MHz CDCl3)136.2 127.0 70.2 32.0 31.3 25.8 18.2 9.8 4.6 -4.3 -4.7ppm;IR(薄膜)3612 2957 2530 2857 1699 1650 1252cm-1;[α]25D=21.9°[α]25577=22.6°[α]25546=26.2°[α]25435=49.5°[α]25405=62.2°(c=2.00CHCl3).元素分析理論值C13H27OISiC44.07;H 7.68。實測值C 44.24;H 7.64。
(S)-(Z)-1-碘-5-(三異丙基甲硅烷氧基)-3-庚烯按照Corey的總方法(Singh S.N.等,J.Am.Chem.Soc.1987,109,6187;Garegg P.J.;Samuelsson B.,J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1 1980,2866),將碘(0.80g 3.5mmol)在15分鐘內(nèi)分批加入到(S)-(Z)-5-(三異丙基甲硅烷氧基)-3-庚烯醇(0.900g,3.14mmol)、PPh3(0.78g 3.5mmol)、咪唑(0.24g 3.5mmol)和乙醚-MeCN(3∶1,5mL)的0℃溶液中,然后升溫至23℃。1.5小時后,溶液用1∶1己烷-EtOAc(50mL)稀釋,然后通過堿性氧化鋁(活性-IV)過濾并濃縮。所得混合物通過硅膠塞洗脫(9∶1己烷-乙醚)得到1.29g(97%)的所需產(chǎn)物,為無色油狀物,其不經(jīng)任何進一步純化直接使用1H NMR(500MHz CDCl3)δ5.49-5.53(m1H)5.28-5.32(m 1H)4.41(dd J=7.1 5.9Hz 1H)3.10-3.14(m2H)2.59-2.66(m 2H)1.58-1.62(m 1H)1.48-1.52(m 1H)1.05(s,21H)0.86(t J=7.4Hz 3H);13C NMR(125MHz CDCl3)136.2 126.9 70.0 32.2 31.6 18.1 12.3 9.3 4.4ppm;IR(薄膜)3012 2942 1464 1105 883cm-1;[α]25D22.8°[α]2557724.4°[α]2554623.7°[α]2543553.1°[α]2540565.8°(c=1.2 CHCl3)。元素分析理論值C16H33OSiIC 48.48;H 8.39。實測值C 48.63;H 8.49。
(4aR,7S)-4-(烯丙基氧基羰基)-1,2,4a,5,6,7-六氫-3-[(4S)-4-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基戊基)]-1-氧代-7-(2-氧基乙基)吡咯并[1,2-c]嘧啶將Dess-Martin過碘氧化劑(Dess D.B.;Martin J.C.,J.Org.Chem.,1983,48,4155)(0.50g 1.2mmol)加入到化合物153a(0.46g 1mmol)和CH2Cl2(10mL)的23℃溶液中。1小時后,將此反應(yīng)混合物倒入到乙醚(50mL)中,并用Na2S2O3飽和水溶液(2×10mL)、1N NaOH(2×10mL)和鹽水(10mL)洗滌。將有機層干燥(MgSO4),濃縮并在硅膠上純化(1∶1己烷-EtOAc)得到0.404g(81%)的所需產(chǎn)物,為無色油狀物1H NMR(500MHz CDCl3)δ9.73(s1H)8.21(s 1H)5.88-5.95(m 1H)5.30(dd J=16.7 1.2Hz1H)5.22(d J=10.4Hz 1H)4.60(ddd J=22.6 13.1 5.9Hz2H)4.29-4.35(m 2H)3.75-3.78(m 1H)3.15(dd J=16.7 3.8Hz1H)2.57-2.62(m 1H)2.52-2.56(m 2H)2.44-2.51(m 1H)2.11-2.14(m 1H)1.62-1.73(m 2H)1.57-1.61(m 1H)1.53-1.56(m 1H)1.39-1.45(m 2H)1.09(d J=6.0Hz 3H)0.85(s 9H)0.02(s 3H)0.01(s 3H);13C NMR(75MHz CDCl3)δ200.0 165.3 152.6 152.1132.3 118.5 101.0 68.4 64.8 58.2 51.0 48.4 39.1 31.1 30.629.6 25.8 24.6 23.7 18.1-4.5-4.7ppm;IR(薄膜)32183096 2955 2856 2730.1722.1679 1630 1439 1253 836 775 734cm-1;[α]25D-35.4°[α]25577-35.5°[α]25546-44.6°[α]25435-61.6°[α]2540519.8°(c=1.85 CHCl3)。元素分析理論值C24H40N2O5SiC 62.04;H 8.68;N 6.03。實測值C 61.75;H8.68;N 6.00。
(3R,4R,4aR,6′R,7S)-4-(烯丙氧基羰基)-1,2,4a,5,6,7-六氫-7-(2-羥基乙基)-1-氧代吡咯并[1,2-c]嘧啶-3-螺-6′-(2′-甲基)-3′,4′,5′,6′-四氫-2H-吡喃(化合物168)將化合物153a(0.486g,1.04mmol)、PPTS(0.262g,1.04mmol)和MeOH(20mL)的溶液在50℃加熱5小時。將所得溶液濃縮,通過硅膠塞洗脫(20∶1 EtOAc-MeOH)并濃縮。所得殘余物溶解于CHCl3和p-TsOH(45mg,0.24mmol)的溶液中,將其在23℃下維持1小時,然后倒入乙醚(60mL)中。溶液用飽和碳酸氫鈉水溶液(2×10mL)、鹽水(10mL)洗滌,干燥(硫酸鎂)并濃縮得到0.345g的168(94%),為淡黃色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用1HNMR(500MHz,CDCl3)δ6.26(s,1H),5.84-5.92(m,1H),5.32(d,J=17.4Hz,1H),5.22(d,J=10.4Hz,1H),4.62(ddd,J=21.1,12.5,6.2Hz,2H),4.33(s,1H),4.13-4.33(m,1H),4.02(dt,J=11.1,5.0Hz,1H),3.77-3.80(m,1H)3.53-3.58(m,2H),2.32(d,J=11.1Hz,1H),2.13-2.23(m,2H),1.98-2.03(m,1H),1.52-1.74(m,8H),1.05-1.09(m,1H),1.02(d,J=6.1Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)δ168.4,154.6,131.7,118.5,82.5,66.2,65.4,59.2,55.3,54.4,53.6,39.7,32.4,32.2,30.3,29.4,21.7,18.6ppm;IR(薄膜)3297,3084,2934,1731,1659,1633,1480,1012,733cm-1;[α]25D139°,[α]25577145°,[α]25546166°,[α]25435285°,[α]25405345°,(c=2.25,CHCl3)。元素分析理論值C18H28N2O5C,61.34;H,8.00;N,7.95。實測值C,61.08;H,8.08;N,7.78。
(3R,4R,4aR,6′R,7S)-4-(烯丙氧基羰基)-1,2,4a,5,6,7-六氫-1-氧代-7-(2-氧基乙基)-吡咯并[1,2-c]嘧啶-3-螺-6′-(2′-甲基)-3′,4′,5′,6′-四氫-2H-吡喃(化合物169)將Dess-Martin過碘氧化劑(Dess,D.b.;Martin,J.C.,J.Org.Chem.1983,48,4155)(0.72g,1.7mmol)加入到化合物168(0.500g,1.42mmol)和二氯甲烷(35mL)的23℃溶液中。1小時后,將此反應(yīng)混合物倒入到乙醚(100mL)并用飽和Na2S2O3水溶液(2×10mL)、1N NaOH(2×20mL)、鹽水(20mL)洗滌。將有機層干燥(MgSO4),濃縮,并在硅膠上純化(EtOAc;20∶1EtOAc-MeOH)得到0.404g(81%)的化合物169,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.66(s,1H),6.84(s,1H),5.79-5.87(m,1H),5.28(d,J=17.1Hz,1H),5.16(d,J=10.5Hz,1H),4.59-4.63(m,1H)4.51-4.55(m,1H)4.32(dd,J=12.5,7.9Hz,1H),4.00(dt,J=11.2,4.7Hz,1H),3.76(dd,J=11.1,5.9Hz,1H),3.09(dd,J=16.7,4.1Hz,1H),2.33(dd,J=16.7,7.9Hz,1H),2.28(d,J=11.2Hz,1H),2.09-2.13(m,1H),1.96-2.07(m 2H),1.82(dd,J=25.8,12.2Hz,1H),1.39-16.4(m,5H),1.00-1.04(m,1H),0.97(d,J=6.1Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)200.2,168.3,153.3,131.6,118.2,82.1,66.0,65.2,54.7,53.8,51.8,48.6,32.1,31.9,29.5,29.3,21.5,18.2ppm;IR(薄膜)3229,3079,2932,2730,1732,1660,1651,1470,1014,733cm-1;[α]25D110°,[α]25577115°,[α]25546132°,[α]25435238°,[α]25405299°,(c=2.50,CHCl3)。元素分析理論值C18H26N2O5C,61.70;H,7.48;N,7.99。實測值C,61.80;H,7.53;N,8.06。
(3R,4R,4aR,6′R,7S)-4-(烯丙氧基羰基)-3,4,4a,5,6,7-六氫-1-甲氧基-7-(2-氧基乙基)-吡咯并[1,2-c]嘧啶-3-螺-6′-(2′-甲基)-3′,4′,5′,6′-四氫-2H-吡喃(化合物170)將化合物169(0.285g,0.813mmol)、MeOTf(0.368mL,3.26mmol)、2,6-二-叔丁基-4-甲基吡啶(0.25g,1.22mmol)和干燥的CH2Cl2(5mL)的溶液在23℃下維持5小時。然后將溶液倒入乙醚(40mL)中并用1N NaOH(2×10mL)和鹽水(10mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾,濃縮,并將所得殘余物在用10%pH7磷酸鹽緩沖的硅膠上純化(4∶1己烷-EtOAc;3∶1己烷-EtOAc)得到200mg(68%)的化合物170,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.68(s,1H)5.87-5.95(m,1H)5.35(d,J=17.4Hz,1H)5.21(d,J=10.5,1H)4.64-4.68(m,1H)4.58-4.61(m,1H)4.29-4.33(m,1H)4.03-4.07(m,1H)3.87(dt,J=11.1,5.3Hz,1H)3.66(s,3H)2.76-2.80(m,1H)2.34-2.39(m,1H)2.14-2.24(m,2H)2.02-2.10(m,2H)1.96(dt,J=12.8,3.9Hz,1H),1.66(dt,J=12.8,6.5Hz,1H)1.51-1.55(m,2H)1.39-1.46(m,1H)1.34(d,J=12.6Hz,1H) 1.05(ddd,J=13.4,11.6,4.0Hz,1H)0.97(d,J=6.3Hz,3H);13C NMR(125MHz,CDCl3)200.5,170.6,150.3,132.2,117.8,84.9,65.6,64.9,56.6,54.3,52.5,51.8,50.0,35.0,33.6,29.9,29.2,22.2,19.4ppm;IR(薄膜)2932,2725,1727,1636,1455,1393,1017,754cm-1;[α]25D177°,[α]25577185°,[α]25546213°,[α]25435387°,(c=2.00,CHCl3)。元素分析理論值C19H28O5N2C,62.62;H,7.74;N,7.69。實測值C,62.36;H,7.77;N,7.52。
(3R,4R,4aR,6′R,7S)-4-(烯丙基氧基羰基)-1,2,4a,5,6,7-六氫-1-氧代-7-[(7S)-(Z)-2-氧代-7-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)-5-壬烯基]-吡咯并[1,2-c]嘧啶-3-螺-6′-(2′-甲基)-3′,4′,5′,6′-四氫-2H-吡喃(化合物172)將t-BuLi(1.83mL,1.44M在己烷中)加入到化合物166(439mg,1.24mmol)、乙醚(5mL)和己烷(7.5mL)的-78℃溶液中。20分鐘后,將此溶液通過套管加入到化合物169(0.20g,0.57mmol)和THF(10mL)的-78℃溶液中。5分鐘后,將此反應(yīng)混合物用飽和氯化銨水溶液(10ml)停止反應(yīng)。分層,并將水層用乙醚(10mL)萃取。合并的有機層用鹽水(5mL)洗滌,干燥(MgSO4)并濃縮得到淺黃色油狀物,其不經(jīng)進一步純化直接使用。
將此粗品油狀物、Dess-Martin過碘氧化劑(48mg,0.11mmol)和CH2Cl2(10mL)在23℃下維持45分鐘。此反應(yīng)混合物用Na2S2O3飽和水溶液(10mL)、飽和碳酸氫鈉水溶液(10mL)和乙醚(30mL)停止反應(yīng)。分層并將此有機層用鹽水(5mL)洗滌,干燥(MgSO4)并濃縮得到淺黃色油狀物,將其在硅膠上純化(1∶1己烷-EtOAc)得到99mg(30%)的所需產(chǎn)物,為無色油狀物1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.31(s,1H),5.84-5.90(m,1H),5.29-5.34(m,2H),5.17-5.22(m,2H),4.64-4.68(m,1H),4.56-4.59(m,1H),4.25-4.30(m,2H),4.02(dt,J=11.2,5.0Hz,1H),3.77-3.81(m,1H),3.38(dd,J=16.6,2.1Hz,1H),2.33-2.45(m,2H),2.20-2.27(m,4H),2.00-2.26(m,3H),1.22-1.77(m,8H),1.06-1.09(m,1H),1.02(d,J=6.1Hz,3H),0.79-0.83(m,12H),0.00(s,3H),-0.03(s,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)208.2,168.5,153.1,135.0,131.6,126.7,118.4,52.1,69.8,66.0,65.3,54.9,53.8,53.0,46.4,42.6,32.2,32.1,29.4,28.9,25.7,21.7,21.6,18.4,18.1,9.7,-4.5,-4.9ppm;IR(薄膜)3226,3079,2931,1736,1717,1652,1472,1375,1255,1084,1015cm-1;[α]25D=64.6°,[α]25577=67.9°,[α]25546=78.1°,[α]25435=144°,[α]25405=177°,(c=2.25,CHCl3)。元素分析理論值C31H52O6N2SiC,64.55;H,9.06;N,4.87。實測值C,64.39;H,8.98;N,4.77。
烯丙基酯化合物8將化合物172(110mg,0.19mmol)、MeOTf(0.37μL,3.3mmol)、2,6-二-叔丁基-4-甲基吡啶(10mg,0.05mmol)和干燥的二氯甲烷(8mL)的溶液在23℃下維持12小時。然后將溶液倒入乙醚(30mL)中并1N NaOH(2×5mL)和鹽水(5mL)洗滌,干燥(Na2SO4),過濾,濃縮并將所得殘余物不經(jīng)進一步純化直接使用。
用可再密封的試管,將無水NH3通入粗品殘余物和MeOH(25mL)的0℃溶液中。15分鐘后,將此試管密封并加熱至50℃。2天后,將溶液濃縮,而粗品殘余物不經(jīng)進一步純化直接使用。
將粗品殘余物、TsOH(95mg 0.50mmol)和CHCl3(10mL)維持在23℃。8小時后,將此反應(yīng)混合物用飽和碳酸氫鈉水溶液(2mL)驟冷以停止反應(yīng)。分層并用乙醚(2×5mL)萃取水層。將合并的有機層干燥(MgSO4)并濃縮得到淺黃色油狀物,將其在硅膠上純化(10∶1∶0.1 CHCl3∶i-PrOH∶HCO2H)得到23mg(25%)的所需產(chǎn)物,為淡黃色油狀物。
五環(huán)酸化合物7將化合物8(23mg 0.05mmol),Pd(PPh3)(4mg 3μmol)、二甲基環(huán)己二酮(35mg 0.25mmol)和THF(1mL)的溶液維持在23℃。10分鐘后,將此反應(yīng)混合物濃縮并在硅膠上純化(10∶1∶0.1CHCl3∶i-PrOH∶HCO2H-4∶1 CHCl3∶HCO2H)得到3mg(13%)的所需產(chǎn)物,為淡黃色油狀物HRMS(FAB)m/z 404.2549為C22H34O4N3理論值,實測值404.2541。將有機層干燥(硫酸鎂)并濃縮得到淺黃色油狀物,將其在硅膠上純化(10∶1∶0.1 CHCl3∶i-PrOH∶HCO2H)得到23mg(25%)的所需產(chǎn)物,為淡黃色油狀物。
五環(huán)酸化合物7將化合物8(23mg,0.05mmol)、Pd(PPh3)(4mg,3μmol),二甲基環(huán)己二酮(35mg,0.25mmol)和THF(1mL)的溶液維持在23℃。10分鐘后,濃縮此反應(yīng)混合物并在硅膠上純化(10∶1∶0.1CHCl3∶i-PrOH∶HCO2H-4∶1 CHCl3∶HCO2H)得到3mg(13%)的所需產(chǎn)物,為淡黃色油狀物HRMS(FAB)m/z 404.2549為C22H34O4N3理論值,實測值404.2541。
實施例VII五環(huán)酸的改良合成此實施例提供了合成五環(huán)酸化合物的改良方法?;瘜W(xué)合成方法如實施例VI所述。鈲鹽生物堿的會聚式合成方法見附圖46。
附圖52描述了制備五環(huán)酸化合物的新方法的合成策略,以及用化合物173作為起始物制備的化合物,如化合物176和177?;衔?1是如下如附圖53、54和55所示獲得的脲化合物將3-丁炔醇(化合物178)轉(zhuǎn)變?yōu)閷籽趸S基(PMB)醚179(附圖53)。在-40℃下用正丁基鋰將炔化合物179脫質(zhì)子化,并用無水DMF處理所得的所得乙炔化物,將中間體-氨基烷氧化物倒入磷酸鹽含水緩沖液中驟冷停止反應(yīng)后,以90%的收率得到炔醛180(Journet等,Tetrahedron Lett.,1988,396427)。用Weber和Seebach的方法(Singh等,J.Am.Chem.Soc.,1987,1096187)通過炔醛180與Et2Zn在(-)-TADDOL(20mol%)和Ti(Oi-Pr)4存在下進行縮合反應(yīng)引入C3立體中心,得到(S)-181,收率94%且>98%ee。以45g的規(guī)??煽康剡M行此不對稱轉(zhuǎn)變。將炔丙基醇181保護為三異丙基甲硅烷基(TIPS)醚,并用Lindlar′s催化劑將此炔部分氫化,得到順式烯烴182。用DDZ氧化除去PMB保護基,并將所得醇轉(zhuǎn)變?yōu)榈饣?83(Kitamura等,Org.Synth.,1992,711),由181計算總收率89%。
通過與N,O-二甲基羥基胺鹽酸鹽,按照Weinreb的方法(Garigipati等,J.Am.Chem.Soc.,1985,1077790)進行反應(yīng),接著將仲醇保護為三乙基甲硅烷基(TES)醚,將對映體純的R-3-羥基-7-甲基辛-6-烯酸甲基酯(Kitamura等,Org.Synth.,1992,711)轉(zhuǎn)變?yōu)轷0?85,收率88%(附圖54)。碘化物183轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)鋰試劑并與185偶聯(lián),產(chǎn)生二烯酮186,收率60-70%。需要將186的C8羰基轉(zhuǎn)變?yōu)榭s酮以防止β-羥基消除反應(yīng),該消除反應(yīng)在引入β-氨基官能團的Mitsunobu條件下發(fā)生。但是,當(dāng)β-羥基被保護時,縮酮化反應(yīng)不靈敏,故發(fā)現(xiàn)了反應(yīng)的最佳條件,在該條件下裂解TES基團,但不促進中間體β-羥基酮的β-羥基消除反應(yīng),并促進了縮酮化反應(yīng)。最佳縮酮化反應(yīng)條件包括用原酸酯187(Roush和Gillis,J.Org.Chem.,1980,454283-4287;Baganz和Domascke,Chem.Ber.,1958,91650-653)和1,3-丙二醇在Amberlyst-15存在下處理186,得到縮酮188,收率80%。用疊氮化物進行的仲醇Mitsunobu置換,接著還原為胺,得到化合物189,由188計算收率77%。
胺189與TMSNCO的縮合得到脲190,收率89%(附圖55)。胺189用來制備五環(huán)化合物177,如附圖52所示。
這些結(jié)果顯示了可制備五環(huán)化合物7和177的方法。有了這兩種類型的化合物,側(cè)鏈既可以在該五環(huán)化合物的酯差向異構(gòu)化之前也可以在之后連接。
實施例VIII此實施例描述了用60種腫瘤細胞系體外篩選本發(fā)明的化合物ptilomycalin A、isocrambescidin 800三鹽酸鹽、三乙?;鵦rambescidin 800氯化物、crambescidin 657鹽酸鹽、crambescidin 800三鹽酸鹽、三乙?;鵬socrambescidin 800氯化物和13-epiptilomycalin A,以確定抗腫瘤活性。
篩選方法使用國家癌癥研究所(National Cancer Institute,NCI)DTP人腫瘤細胞系篩選方法,如Monks等,J.Nat′1.CancerInst.83757-766(1991);和Boyd的《抗癌藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)(Cancer Drug Discovery and Development)》,Vol.2;藥物開發(fā);臨床前篩選,臨床試驗和核準(zhǔn),Humana Press,1997,pp 23-43所述。所用細胞系的來源和處理描述于Alley等,Cancer Res.,1988,48589-601;Shoemaker等,Prog.Clin.Biol.Res.,1988,276265-286;和Stinson等,Proc.Am.Assoc.CancerRes.,1989,30613。
簡言之,在此篩選方案中,根據(jù)細胞類型和加入96孔微量滴定板中的預(yù)定的靶細胞濃度(約5000-40000個細胞每孔),來稀釋細胞懸浮液。在37℃下將接種物預(yù)培養(yǎng)24小時以穩(wěn)定化。將兩倍于預(yù)定被測濃度的稀釋液在時間為0時以100μL的等份加入到微量滴定板的孔中。以五個10倍系列稀釋度評價被測化合物。常規(guī)試驗最高孔濃度在10E-4M,但是對于標(biāo)準(zhǔn)試劑,所用最高孔濃度依賴于所用的試劑。在5%二氧化碳氣氛和100%濕度下培養(yǎng)持續(xù)48小時。用Rubenstein等,JNCI,1990,821113-1118和Skehan等,JNCI,1990,821107-1112描述的Sulforhodomine B檢測方法評價細胞。用微量板讀數(shù)器讀取高密度值并用微機將數(shù)據(jù)處理為特殊濃度參數(shù)。
NCI重新命名的IC50值(引起50%生長抑制的濃度)為“GI50”值,目的是強調(diào)在時間為0時的細胞計數(shù)的校正;因此,GI50是其中100×(T-T0)/(C-T0)-50時被測化合物的濃度(Boyd等,細胞毒抗癌藥中藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的模型和概念,Vleriote等編輯,KluwerAcademic,Hingham,MA,1992,pp11-34;和Monks等,JNCI.1991,83,757-766。接觸被測化合物48小時后被測孔的光密度是“T”,時間為0時的光密度是T0,而對照的光密度是“C ”?!?0”被稱為GI50PRCNT,一個T/C類參數(shù),其數(shù)值可以為+100至-100。GI50也檢測被測化合物的生長抑制能力。TGI是其中100×(T-T0)/(C-T0)=0時被測藥物的濃度。因此,TGI表示了細胞靜止作用。表示細胞毒作用的LC50,是其中100×(T-T0)/T0=-50時被測化合物的濃度。對照光密度不用于計算LC50。
這些濃度參數(shù)是以內(nèi)插值替換的數(shù)值。高于或低于參考值的G150PRCNT值的濃度(例如,對G150為50)用于在濃度軸上進行內(nèi)插。通常,在數(shù)據(jù)庫中記錄的G150的約45%是“近似”的。在記錄的42%中,給出細胞系的G150PRCNT不會至50或低于50。為了平均繪圖目的,在此情況下G150的假設(shè)值是被測最高濃度(HICONC)。當(dāng)由于G150PRCNT沒有高達50或50以上(占總數(shù)的3%)而導(dǎo)致G150不能計算時,采用類似的近似法。在此情況下,被測的最低濃度用于G150。對于TGI和LC50采用相應(yīng)的近似法。
腫瘤細胞篩選的結(jié)果見56-62的均值圖。
該均值圖表示了由NCI開發(fā)的體外腫瘤篩選的結(jié)果,用來強調(diào)被測化合物對不同人腫瘤細胞系的特異性作用(Boyd等,《癌癥腫瘤學(xué)原理和實踐》,DeVita等編輯,Lippincott,Philadelphia,PA,1989,Vol.3,pp.1-12;Paull等,JNCI,1989,811088-1092;和Paull等,Proc.Am.Assoc.Cancer Res.,1988,29488)。此均值圖的條框圖描述了由得自一套G150、TGI或LC50值的標(biāo)繪陽性和陰性值產(chǎn)生的圖案。這些陽性和陰性值相對于表示在該組中細胞系對被測化合物的平均反應(yīng)的垂直線作圖。陽性值在此垂直線的右側(cè),并表示對被測試劑的細胞敏感性超過平均值。陰性值在左側(cè),并表示對被測化合物的細胞敏感性低于平均值。陽性和陰性值,稱為“δ”,通過三步計算得自G150數(shù)據(jù)(或TGI或LC40數(shù)據(jù))。對被測化合物所檢測的每種細胞系的G150值轉(zhuǎn)變?yōu)槠鋖og10G150值。此log10G150值是平均值。從平均值中減去每個log10G150值得到此δ。因此,向右突出3個單位的條框表示該細胞系的G150(或TGI或LC50)出現(xiàn)的濃度小于試驗中使用的所有細胞系需要的平均濃度的1000倍。因此,此細胞系通常對該化合物是敏感的。如果對于特定的化合物和細胞系,不可能通過數(shù)值內(nèi)推法測定所需的反應(yīng)參數(shù),則條框的長度顯示了被測的最高濃度(且所列出的反應(yīng)參數(shù)的log10之前加“>”)或者被測最低濃度(且所列出的log10之前將加上“<”)。在兩個限度(>或<)內(nèi)的數(shù)值也以平均值計算,用于均值圖。因此,例如,用于此均值圖的平均值可能不是G150的實際平均值。為此,將此數(shù)值稱為MgMID(均值圖中點)。
這些結(jié)果證明某些癌癥細胞系對ptilomycalin A、三乙?;鵦rambescidin 800氯化物、crambescidin 657鹽酸鹽、crambescidin 800三鹽酸鹽和13-epiptilomycalin A是敏感的。Isocrambescidin 800三鹽酸鹽和三乙酰基Isocrambescidin 800氯化物對被測的細胞系顯示了較差的作用。
權(quán)利要求
1.下式的化合物 其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
2.下式的化合物 其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
3.下式的化合物 其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
4.下式的化合物 其中,R=H,羧酸保護基,ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
5.下式的化合物 其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
6.下式的化合物
7.下式的化合物
8.下式的化合物
9.下式的化合物
10.下式的化合物
11.合成下式五環(huán)化合物的方法 其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子,該方法包含將下式的化合物 其中G=羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而Y=醇保護基,與下式的化合物反應(yīng) 其中X2=O或酮保護基,Z=烯基或羰基保護基,P=醇保護基,而Q=氨基羰基,制備了下式的化合物 其中X2=O或酮保護基P=醇保護基,而R=羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,該化合物隨后通過脫保護、加入氨并環(huán)化轉(zhuǎn)變?yōu)樗鑫瀛h(huán)化合物。
12.權(quán)利要求11所述的方法,其中當(dāng)R=羧酸保護基時,所述方法還包含將權(quán)利要求11所述的五環(huán)化合物脫保護的步驟。
13.合成下式的五環(huán)化合物的方法 其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子,該方法包含將下式化合物的碳-14位的立體中心差向異構(gòu)化
14.權(quán)利要求13所述的方法,其中當(dāng)R=羧酸保護基時,所述方法還包含將權(quán)利要求13所述的五環(huán)化合物脫保護的步驟。
15.合成下式的五環(huán)化合物B和C的方法 其中,R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子,該方法包含將下式的化合物 其中G=羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而Y=醇保護基,與下式的化合物反應(yīng) 其中X2=O或酮基保護基,Z=烯基或羰基保護基,P=醇保護基,而Q=脒基,制備了下式的化合物 其中X2=O或酮基保護基,P=醇保護基,而R=羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,其隨后通過脫保護和環(huán)化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鑫瀛h(huán)化合物。
16.權(quán)利要求15所述的方法,其中當(dāng)R=羧酸保護基時,所述方法還包含將權(quán)利要求15所述的五環(huán)化合物B脫保護的步驟。
17.權(quán)利要求15所述的方法,其中當(dāng)R=羧酸保護基時,所述方法還包含將權(quán)利要求15所述的五環(huán)化合物C脫保護的步驟。
18.合成下式的五環(huán)化合物的方法 R=H、羧酸保護基、ω-烷氧基羧酸或ω-烷氧基羧酸酯,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子,該方法包含將下式的化合物的碳-14和碳-15位的立體中心差向異構(gòu)化
19.權(quán)利要求18所述的方法,其中當(dāng)R=羧酸保護基時,所述方法還包含將權(quán)利要求18所述的五環(huán)化合物脫保護的步驟。
20.權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的化合物,其中R=烯丙基,而X=Cl-。
21.權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的化合物,其中R=H,而X=Cl-。
22.權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的化合物,其中R=(CH2)15CO2G,其中G=H、羧酸鹽的相反離子或羧酸保護基,而X=Cl-。
23.權(quán)利要求1所述的化合物,其中R=(CH2)15CO2H,而X=Cl-。
24.權(quán)利要求2所述的化合物,其中R=(CH2)15CO2H,而X=Cl-。
25.權(quán)利要求3所述的化合物,其中R=(CH2)15CO2H,而X=Cl-。
26.權(quán)利要求4所述的化合物,其中R=(CH2)15CO2H,而X=Cl-。
27.權(quán)利要求5所述的化合物,其中R=(CH2)15CO2H,而X=Cl-。
28.下式的化合物 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=O-、OH、OG1、亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,其中G1=羧酸保護基,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
29.下式的化合物 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=O-、OH、OG1、亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,其中G1=羧酸保護基,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
30.下式的化合物 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=O-、OH、OG1、亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,其中G1=羧酸保護基,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
31.下式的化合物 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=O-、OH、OG1、亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,其中G1=羧酸保護基,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
32.下式的化合物 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=O-、OH、OG1、亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,其中G1=羧酸保護基,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
33.權(quán)利要求11所述的方法,其中當(dāng)R是ω-烷氧基羧酸時,所述方法還包含下式的五環(huán)化合物 其中,R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,與被保護的亞精胺或被保護的取代的亞精胺反應(yīng)并隨后脫保護,以制備下式化合物的步驟 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
34.權(quán)利要求13所述的方法,其中當(dāng)R是ω-烷氧基羧酸時,所述方法還包含下式的五環(huán)化合物 與被保護的亞精胺或被保護的取代的亞精胺反應(yīng),并隨后脫保護,以制備下式化合物的步驟 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
35.權(quán)利要求15所述的方法,其中當(dāng)R是ω-烷氧基羧酸時,所述方法還包含下式的五環(huán)化合物 其中,R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,與被保護的亞精胺或被保護的取代的亞精胺反應(yīng),并隨后脫保護,以制備下式化合物的步驟 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
36.權(quán)利要求15所述的方法,其中當(dāng)R是ω-烷氧基羧酸時,所述方法還包含下式的五環(huán)化合物 其中,R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,與被保護的亞精胺或被保護的取代的亞精胺反應(yīng),并隨后脫保護,以制備下式化合物的步驟 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
37.權(quán)利要求18所述的方法,其中當(dāng)R是ω-烷氧基羧酸時,所述方法還包含下式的五環(huán)化合物 其中,R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,與被保護的亞精胺或被保護的取代的亞精胺反應(yīng),并隨后脫保護,以制備下式化合物的步驟 其中R1=任何烷基、芳基或被取代的烷基,R2=亞精胺部分或被取代的亞精胺部分,而X=任何藥學(xué)可接受的相反離子。
38.合成下式的Ptilomycalin的方法 該方法包含權(quán)利要求22所述的五環(huán)化合物與下式的化合物反應(yīng) 其中R2=胺保護基,以制備下式的化合物 其隨后脫保護以制備Ptilomycalin A。
39.合成下式的Crambescidin 800的方法 該方法包含權(quán)利要求22所述的五環(huán)化合物與下式的化合物反應(yīng) 其中R2=胺保護基,以制備下式的化合物 其隨后脫保護來制備Crambescidin 800。
40.合成下式的13,14,15-Isocrambescidin 800的方法 該方法包含權(quán)利要求24所述的五環(huán)化合物與下式的化合物反應(yīng) 其中R2=胺保護基,以制備下式的化合物 其隨后脫保護制備13,14,15-Isocrambescidin 800。
41.抗腫瘤組合物,其中包含權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的化合物以及與之混合的藥用載體。
42.抗病毒組合物,其中包含權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的化合物以及與之混合的藥用載體。
43.抗真菌組合物,其中包含權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的化合物以及與之混合的藥用載體。
44.治療腫瘤的方法,該方法包含給需要此治療的對象使用有效量的權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的化合物。
45.治療病毒感染的方法,該方法包含給需要此治療的對象使用有效量的權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的化合物。
46.治療真菌感染的方法,該方法包含給需要此治療的對象使用有效量的權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的化合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了用作抗真菌、抗病毒和/或抗腫瘤的治療劑的鈲鹽生物堿化合物的會聚式、完全的對映異構(gòu)選擇性合成的改良方法,所述鈲鹽生物堿化合物包括具有順式-或反式-1-氧代和1-亞氨基六氫吡咯并[1,2-c]嘧啶單元的化合物,如13,14,15-Isocrambescidin 800、Crambescidin 800和Ptilomycalin A。
文檔編號C07D491/22GK1487942SQ00812243
公開日2004年4月7日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月30日
發(fā)明者L·E·奧維爾曼, F·斯塔彭貝克, A·I·麥多納, L E 奧維爾曼, 肀純, 麥多納 申請人:加州大學(xué)評議會