Amorfrutin B 中間體10 的合成工藝研究

王 超，孔雅俊，徐娟芳，劉 燕

（西南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010）

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，全世界罹患心腦血管疾病而致死的人數(shù)逐年增多，而高血壓﹑高血糖和高血脂（俗稱“三高”）成為誘發(fā)心腦血管病變的重要因素，我國近年來罹患這類慢性疾病的人數(shù)具有快速增長的趨勢(shì)，因此有效防控“三高”成為全民健康問題的重中之重。研究表明，以Amorfrutin B 為代表的聯(lián)芐類天然產(chǎn)物具有優(yōu)異的“降三高”活性[1-5]，近年來受到許多藥物化學(xué)家的關(guān)注。Amorfrutin B 具有如下結(jié)構(gòu)，是Mitscher 等從紫穗槐和甘草的可食用部位中分離得到[6]。最新研究結(jié)果表明，Amorfrutin B 比現(xiàn)有的同標(biāo)靶降血糖上市藥物具有更好的活性和更低的毒副作用，具有進(jìn)一步開發(fā)成降血糖藥物的潛力。由于Amorfrutin B 在自然界中含量極低，只有大量合成才能保證進(jìn)一步研究的需要。

在前期研究中我們發(fā)現(xiàn)，可以通過鈀催化的脫羧-烷基遷移-芳構(gòu)化串聯(lián)反應(yīng)來構(gòu)建Amorfrutin B的骨架, 再通過常規(guī)的去保護(hù)反應(yīng)來合成Amorfrutin B[7]。該方法具有簡潔可靠﹑操作簡單﹑原料易得﹑易于工業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于在串聯(lián)反應(yīng)中使用了較多的貴重金屬鈀催化劑，產(chǎn)率也較低，這些不利因素可能會(huì)成為進(jìn)一步開發(fā)的障礙。因此，為了進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，我們針對(duì)鈀催化關(guān)鍵步驟進(jìn)行了優(yōu)化，即對(duì)中間體(E)-7-羥基-2,2-二甲基-8-(3, 7-二甲基-2, 6-辛二烯-1-基)-5-苯乙基-4H-苯并[d][1,3 二英]-4-酮(10)的合成條件與產(chǎn)率的關(guān)系進(jìn)行了單因素對(duì)比研究，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 合成路線

1.2 主要試劑與儀器

試劑：四三苯基膦鈀﹑碳酸銫﹑四氫呋喃﹑氯化鈉﹑乙酸乙酯﹑鹽酸﹑無水硫酸鎂(均為分析純)。

儀器：Avance 600 核磁共振光譜儀，Spectrum One 型傅里葉變換紅外光譜儀，EL CUBE 元素分析儀，1200 HPLC-MS 液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

1.3 合成步驟與產(chǎn)物表征

在圓底燒瓶中加入四三苯基膦鈀(80mg,0.07mmol)，碳酸銫(245mg, 0.7mmol)和THF(10mL)，0℃下攪拌10min，化合物9 (300mg, 0.7mmol, 制備方法參考文獻(xiàn)[7]) 溶于THF（10mL）并滴加入反應(yīng)液中，室溫?cái)嚢?8h 后加入100mL 飽和食鹽水，用1mol·L-1HCl 酸化至pH=2，乙酸乙酯萃?。?×100mL），合并有機(jī)相，無水MgSO4干燥，減壓旋蒸后得到138mg 白色無定形固體10，產(chǎn)率53%。IR(KBr),ν/cm-1: 1725,1684,1593,1515,1297,1211,903。1HNMR(CDCl3,600MHz),δ：7.29～7.16 (m,5H,Ar-H),6.36(s, 1H, OHAr-H), 5.16(t, 1H, J=7.1Hz, CH3C=CH),5.04(d, 1H, J= 7.1Hz,(CH3)2C=CH),3.31(m,4H,ArCH2CH2Ar), 2.87 (d, 2H, J=7.3Hz, ArCH2CH=C),2.00～1.96(m,4H,C=CHCH2CH2),1.76 (s, 6H,O2CCH3CH3), 1.67(s, 3H, CH=CCH3), 1.63 (s, 3H,CCH3), 1.56 (s, 3H, CCH3)。ESI-MS, m/z(%)：436.20(M+2+, 4), 435.28 (M+1+, 30), 434.25 (M+, 100)。元素分析, C28H34O4(%)：計(jì)算值C 77.39, H 7.89；實(shí)測(cè)值C 77.15，H 7.80。紅外與核磁數(shù)據(jù)符合文獻(xiàn)值。

2 結(jié)果與討論

2.1 鈀催化劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響

鈀催化劑的用量對(duì)工藝成本的影響很大，用量過大不僅在體系中引入過多的重金屬從而影響后續(xù)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，而且提高了生產(chǎn)成本。但用量過低也可能導(dǎo)致催化不完全，從而降低產(chǎn)率。因此需要實(shí)驗(yàn)確定最佳催化劑用量。采用單因素實(shí)驗(yàn)法，固定原料9 的用量為0.7mmol，碳酸銫的用量為0.7mmol，溶劑THF 20mL，反應(yīng)時(shí)間為 18h，反應(yīng)溫度為室溫，探討催化劑用量對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表1。

由表1 可知，隨著鈀催化劑用量增大，產(chǎn)率逐漸增加，但超過0.07mmol 后隨著用量的繼續(xù)增大，產(chǎn)率增加不顯著并達(dá)到平衡。綜合考慮生產(chǎn)成本和產(chǎn)率，確定0.07mmol 即原料9 用量的10%為最佳鈀催化劑用量。

表1 催化劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響

2.2 碳酸銫用量對(duì)產(chǎn)率的影響

本反應(yīng)中碳酸銫作堿，提供關(guān)環(huán)反應(yīng)所需要的pH 值。堿的用量需要控制在合適的范圍，既保證反應(yīng)順利進(jìn)行，又不會(huì)引起太多的副反應(yīng)。采用單因素實(shí)驗(yàn)法，固定原料9 的用量為0.7mmol，鈀催化劑0.07mmol，溶劑THF 20mL，反應(yīng)時(shí)間為18h，反應(yīng)溫度為室溫，探討碳酸銫用量對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表2。

表2 碳酸銫用量對(duì)產(chǎn)率的影響

由表2 可知，產(chǎn)率先隨碳酸銫用量的增加而緩慢增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)0.7mmol 附近時(shí)，產(chǎn)率不再隨碳酸銫用量的增大而變化，趨于穩(wěn)定。但當(dāng)碳酸銫用量繼續(xù)增加到2mmol 時(shí)，產(chǎn)率反而有所下降，可能是過高的堿用量引發(fā)了不必要的副反應(yīng)。因此確定0.7mmol 即原料9 用量的1∶1 摩爾比為最佳碳酸銫用量。

2.3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響

本反應(yīng)采用0℃投料，室溫反應(yīng)的方式進(jìn)行。為確定最佳投料溫度和最佳反應(yīng)溫度，固定原料9和碳酸銫用量均為0.7mmol，鈀催化劑0.07mmol，溶劑THF 20mL，反應(yīng)時(shí)間為18h，探討溫度對(duì)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表3。

表3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響

由表3 可知，反應(yīng)對(duì)溫度變化較為敏感，投料溫度如果高于0℃或者反應(yīng)溫度超過室溫，都使產(chǎn)率明顯下降，可能是較高的溫度使化合物分解導(dǎo)致。如果投料和反應(yīng)都在0℃進(jìn)行，反應(yīng)進(jìn)行不完全，產(chǎn)率也較低。綜合考慮，最佳投料溫度為0℃，最佳反應(yīng)溫度為室溫。

2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響

合適的反應(yīng)時(shí)間必須通過實(shí)驗(yàn)來加以確定。采用單因素實(shí)驗(yàn)法，固定其他因素為最佳值，即原料9和碳酸銫用量均為0.7mmol，鈀催化劑0.07mmol，溶劑THF 20mL，反應(yīng)溫度為室溫，探討反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表4。

表4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響

由表4 可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，產(chǎn)率也增大，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間到達(dá)18h 時(shí)產(chǎn)率最大，若繼續(xù)延長反應(yīng)時(shí)間，產(chǎn)率趨于穩(wěn)定。因此確定最佳反應(yīng)時(shí)間為18h。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了Amorfrutin B 中間體10 的合成，各結(jié)構(gòu)表征數(shù)據(jù)說明，得到預(yù)期產(chǎn)物化合物10，即(E)-7-羥基-2,2-二甲基-8-(3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-基)-5-苯乙基-4H-苯并[d][1,3]二英-4-酮。探討了各反應(yīng)因素對(duì)產(chǎn)率的影響規(guī)律，確定最佳工藝條件為：物料配比n碳酸銫∶n原料=1∶1，鈀催化劑為原料9 用量的10%，投料溫度為0℃，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間為18h，純化后產(chǎn)率最高為53%。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)所做的優(yōu)化工作進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，可為Amorfrutin B 的藥學(xué)研究提供必要的支持。

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