一种含1,2,3-三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物的合成方法 【技术领域】
本发明属于药物化学技术领域,具体涉及一种含1,2,3-三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物的合成方法。
背景技术
1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin,DNJ)化学名为(2R,3R,4R,5S)-2-(羟甲基-3,4,5一三羟基)吡啶,是一种不能在人体代谢的氮杂糖[1]。1976年,Yagid等从桑树根中首次分离得到DNJ,DNJ也存在于其他植物、微生物及蚕体中,自然界以桑中含量最高。DNJ也可通过化学合成或半合成方法得到。DNJ在酶催化的糖代谢过程中与糖基中间体形成竞争,从而表现出对糖苷酶很强的抑制活性[2]。DNJ及其衍生物作为高效的糖苷酶抑制剂,具有降血糖、抗病毒、抑制肿瘤转移等作用,且细胞毒性小,在药物开发中受到广泛重视[3]。
DNJ是目前糖尿病治疗市场上唯一国际公认的零伤害生物制剂,但DNJ的来源和应用仍存在一些问题:一方面是由于天然产物中DNJ含量甚低且纯化困难,而人工合成难度又较大,成本高,目前DNJ商品大多为DNJ粗提物;另一方面是DNJ在体外实验中是糖苷酶有效的抑制剂,但体内单独作用,至少要经过质膜和内质网两个膜障碍,才能到达抑制位点,导致抑制剂在酶水平和细胞水平有所差异。近年来科学家为增加DNJ的体内活性,提高对不同酶的选择性[4],采用多种方法对DNJ进行结构修饰,主要是在DNJ结构中引入疏水性基团以增加其亲脂性,已设计合成了大量具有不同生物活性的DNJ衍生物,部分DNJ衍生物已商品化,但大部分仍处于临床前期和研发阶段,因此开发专一性强,选择性高的新型糖苷酶抑制剂受到国内外药物化学家的高度重视。
参考文献
[1]Lillelund V H,Jensen H H,Liang X F,et al.Chem Rev,2002,102(2),515-553。
[2]Yoshimizu M,Tajima Y,Matsuzawa F,et al.Clinica Chimica Acta,2008,391(1-2),68-73。
[3]Kong W H,OH S H,Ahn Y R,et al.J Agric Food Chem,2008,56(8),2613-2619。
[4]Andersson U,Reinkensmeier G,Butters T D,et al.Biochem Pharmacol,2004,67(4),697-705。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一类含1,2,3-三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物的合成方法。
本发明获得的最终产物为含三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物(I),中间产物为含三氮唑的芳烃衍生物(II)和含三氮唑的环氧化合物(III)。其合成路线如下
其中R为烷基或卤素等取代基。
本发明提出的含三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物的合成方法,具体步骤如下:
(1)含三氮唑的芳烃衍生物(II)的合成
将叠氮基芳烃衍生物、丙炔醇、抗坏血酸钠、碘化亚铜加入到烧瓶中,氮气保护下,室温反应15-24h,TLC检测显示反应完成后,向反应体系内加入水,用乙酸乙酯萃取,有机相水洗,无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙酸乙酯,硅胶柱分离,即得所需产品;其中,叠氮基芳烃衍生物与丙炔醇的摩尔比为1∶1-1∶1.2,丙炔醇与碘化亚铜的摩尔比为1∶0.1-1∶0.2,丙炔醇与抗坏血酸钠的摩尔比为1∶0.1-1∶0.2;
(2)含三氮唑的环氧化合物(III)的合成
将环氧氯丙烷和相转移催化剂加入反应瓶中,以氢氧化钠水溶液为溶剂,常温剧烈搅拌至完全溶解,之后放入冰浴,冷却至0℃,缓慢加入步骤(1)所得的含三氮唑的芳烃衍生物,在0℃下反应8-20h,TLC检测显示反应完成后,将反应液倒入冷水中,用乙醚萃取,饱和食盐水洗至中性,有机相无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙醚,硅胶柱分离,即得所需产品;其中,含三氮唑的芳烃衍生物与环氧氯丙烷的摩尔比为1∶5,含三氮唑的芳烃衍生物与相转移催化剂的摩尔比为20∶1,氢氧化钠水溶液质量浓度是50%;相转移催化剂采用季胺盐;
(3)含三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物(I)的合成
将步骤(2)所得的含三氮唑的环氧化合物和1-脱氧野尻霉素加入反应瓶中,以甲醇为溶剂,室温下搅拌反应12-24h,TLC检测显示反应完成后,真空旋转蒸发除去甲醇,硅胶柱分离,即得所需产品;其中,含三氮唑的环氧化合物与1-脱氧野尻霉素的摩尔比为1∶1-1∶1.2。
本发明中,所述叠氮基芳烃衍生物为带甲基、氟等含供电子或吸电子的取代芳基,如对甲苯,对氟苯等。
本发明中,所述相转移催化剂季胺盐采用四叔丁基溴化铵(TBAB)或四叔丁基碘化铵。
利用本发明方法制备得到的含1,2,3-三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物,其结构通式如下:
其中R为烷基或卤素等取代基。
具体如下:
利用本发明方法合成的含1,2,3-三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物,具有潜在的α-葡萄糖苷酶抑制活性,同时也可以作为进一步修饰的药物中间体,具有开发成新的治疗糖尿病药物的潜在应用价值。该合成路线具有操作简便、反应条件温和、节省溶剂、减少污染等优点,便于工业化生产。
【具体实施方式】
下面通过实施例进一步说明本发明,但不能限制本发明的内容。
实施例1:
(1)含三氮唑的芳烃衍生物(II)的合成路线:
将叠氮苯(119mg,1mmol)、丙炔醇(96μL,1.2mmol)、抗坏血酸钠(20mg,0.1mmol)、碘化亚铜(19mg,0.1mmol)加入到反应瓶中,氮气保护下,室温反应24h,TLC检测显示反应完成后,向反应体系内加入水,用乙酸乙酯萃取,有机相水洗,无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙酸乙酯,硅胶柱分离,即得淡黄色固体114mg,收率60%。
(2)含三氮唑的环氧化合物(II)的合成路线:
将环氧氯丙烷(390μL,5mmol),TBAB(16mg)和50%氢氧化钠水溶液(0.6mL)加入反应瓶中,常温剧烈搅拌至完全溶解,之后放入冰浴,冷却至0℃,缓慢加入步骤(1)所得的对甲基三氮唑的芳烃衍生物(189mg,1mmol)。在0℃下反应18h,TLC检测显示反应完成后,将反应液倒入冷水中,用乙醚萃取,饱和食盐水洗至中性,有机相无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙醚,硅胶柱分离,即得白色固体200mg,收率82%。
(3)含三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物(I)的合成路线:
将步骤(2)所得的三氮唑地环氧化合物(17mg,0.07mmol)和1-脱氧野尻霉素(10mg,0.06mmol)加入反应瓶中,以甲醇作溶剂,室温下搅拌反应16h,TLC检测显示反应完成后,真空旋转蒸发除去甲醇,硅胶柱分离,即得白色固体18mg,收率74%。
表征数据如下:
1HNMR(500MHz,D2O):δ=8.30(s,1H),7.47(d,2H,J=8.1Hz),7.29(d,2H,J=8.1Hz),4.01-4.11(m,2H),3.90(m,1H),3.20-3.83(m,7H),3.04(m,1H),2.80(m,1H),2.54(m,1H),2.21-2.37(m,5H)。
实施例2:
(1)含三氮唑的芳烃衍生物(II)的合成路线:
将对苄基叠氮苯(133mg,1mmol)、丙炔醇(96μL,1.2mmol)、抗坏血酸钠(20mg,0.1mmol)、碘化亚铜(19mg,0.1mmol)加入到反应瓶中,氮气保护下,室温反应24h,TLC检测显示反应完成后,向反应体系内加入水,用乙酸乙酯萃取,有机相水洗,无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙酸乙酯,硅胶柱分离,即得淡黄色固体142mg,收率75%。
(2)含三氮唑的环氧化合物(II)的合成路线:
将环氧氯丙烷(390μL,5mmol),TBAB(16mg)和50%氢氧化钠水溶液(0.6mL)加入反应瓶中,常温剧烈搅拌至完全溶解,之后放入冰浴,冷却至0℃,缓慢加入步骤(1)所得的苄基三氮唑的衍生物(189mg,1mmol)。在0℃下反应8h,TLC检测显示反应完成后,将反应液倒入冷水中,用乙醚萃取,饱和食盐水洗至中性,有机相无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙醚,硅胶柱分离,即得黄色油状液体200mg,收率82%。
(3)含三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物(I)的合成路线:
将步骤(2)所得的三氮唑的环氧化合物(17mg,0.07mmol)和1-脱氧野尻霉素(10mg,0.06mmol)加入反应瓶中,以甲醇作溶剂,室温下搅拌反应24h,TLC检测显示反应完成后,真空旋转蒸发除去甲醇,硅胶柱分离,即得淡黄色固体16mg,收率57%。
表征数据如下:
1HNMR(500MHz,D2O):δ=7.98(s,1H),7.35(m,5H),5.54(d,2H,JH-H=5.5Hz),4.25(m,2H),3.93(m,1H),3.72(m,2H),3.08(m,1H),2.73(m,1H),2.46(m,1H),2.25(m,2H)。
实施例3:
(1)含三氮唑的芳烃衍生物(II)的合成路线:
将对氟叠氮苯(137mg,1mmol)、丙炔醇(96μL,1.2mmol)、抗坏血酸钠(20mg,0.1mmol)、碘化亚铜(19mg,0.1mmol)加入到反应瓶中,氮气保护下,室温反应24h,TLC检测显示反应完成后,向反应体系内加入水,用乙酸乙酯萃取,有机相水洗,无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙酸乙酯,硅胶柱分离,即得黄色固体172mg,收率89%。
(2)含三氮唑的环氧化合物(II)的合成路线:
将环氧氯丙烷(390μL,5mmol),TBAB(16mg)和50%氢氧化钠水溶液(0.6mL)加入反应瓶中,常温剧烈搅拌至完全溶解,之后放入冰浴,冷却至0℃,缓慢加入步骤(1)所得的对氟苯基三氮唑的衍生物(193mg,1mmol)。在0℃下反应20h,TLC检测显示反应完成后,将反应液倒入冷水中,用乙醚萃取,饱和食盐水洗至中性,有机相无水硫酸钠干燥,真空旋转蒸发除去乙醚,硅胶柱分离,即得淡黄色液体221mg,收率89%。
(3)含三氮唑的1-脱氧野尻霉素衍生物(I)的合成路线:
将步骤(2)所得的三氮唑的环氧化合物(17mg,0.07mmol)和1-脱氧野尻霉素(10mg,0.06mmol)加入反应瓶中,以甲醇作溶剂,室温下搅拌反应24h,TLC检测显示反应完成后,真空旋转蒸发除去甲醇,硅胶柱分离,即得白色固体17mg,收率71%。
表征数据如下:
1HNMR(500MHz,D2O):δ=8.41(s,1H),7.70(dd,2H,J=4.2Hz,J=13.3Hz),7.30(t,2H),4.09(m,1H),3.79-3.90(m,2H),3.55-3.65(m,4H),3.28-3.44(m,3H),3.15(m,H),2.94(m,1H),2.66(m,1H),2.45(m,2H)。