本發(fā)明涉及一種牛樟芝素的制備方法。
背景技術(shù):
antrocin(牛樟芝素)是由姜宏哲(hung-chenchiang)教授和他的合作者于1994年從中國臺(tái)灣牛樟芝(又名牛樟菇,非褶菌目、多孔科、多年生蕈菌類,學(xué)名為antrodiacamphorata)中分離出來的,分子結(jié)構(gòu)式為
牛樟芝的活性成分三萜類化合物除個(gè)別特殊外在其他薄孔菌屬的真菌中也均有發(fā)現(xiàn)。但是倍半萜化合物牛樟芝素卻唯有在野生牛樟芝的子實(shí)體中才能分離到,人工手段培養(yǎng)的牛樟芝尚未有報(bào)道分離得到牛樟芝素。
從結(jié)構(gòu)上看,牛樟芝素是一種倍半萜稀內(nèi)酯,具備一個(gè)6.6.5三環(huán)結(jié)構(gòu),包含三個(gè)手性中心及兩個(gè)全碳取代中心。2011年,臺(tái)灣朝陽科技大學(xué)的曾耀銘教授對(duì)牛樟芝素的生物活性進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)該分子具有選擇性抑制人轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞mda-mb-231細(xì)胞系的生理活性,其ic50值為0.6μm。2013年,曾耀銘教授又發(fā)現(xiàn)牛樟芝素在抑制人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞有很好的抑制增殖作用,對(duì)具野生型表皮生長因子受體(egfr)的肺癌細(xì)胞h441的ic50值為0.75μm,而對(duì)具突變型egfr的h1975肺癌細(xì)胞的ic50值0.83μm。
牛樟芝素具有良好的潛在抗癌活性,目前的人工合成報(bào)道,而且還未見有不對(duì)此合成的報(bào)道,因此目前的合成技術(shù)尚無法提供充足的牛樟芝素,以對(duì)其進(jìn)行深入的活性及構(gòu)效關(guān)系、毒理病理研究。因此,急需找到一種可以大量合成牛樟芝素的方法,以便提供足夠的牛樟芝素來研究其病理毒理、構(gòu)效關(guān)系,并且通過結(jié)構(gòu)修飾來闡明和改進(jìn)它的生物活性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于此,有必要提供一種可以大量合成的牛樟芝素的牛樟芝素的制備方法,通過以化合合成手段大量的得到牛樟芝素,以便對(duì)牛樟芝素進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和活性研究。
一種牛樟芝素的制備方法,包括如下步驟:
步驟一、將結(jié)構(gòu)式為
步驟二、向所述第一反應(yīng)液中加入硼氫化鈉,劇烈攪拌并充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到結(jié)構(gòu)式為
步驟三、在-78℃的條件下,將所述化合物a溶解于第二有機(jī)溶劑中,分批次投入碎鈉塊,攪拌并充分反應(yīng),得到含有結(jié)構(gòu)式為
步驟四、除去所述第二反應(yīng)液中的有機(jī)溶劑后酸化并萃取所得產(chǎn)物,接著除去萃取劑并加入第三有機(jī)溶劑,然后加入對(duì)甲苯磺酸,于60℃~100℃下充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到結(jié)構(gòu)式為
步驟五、將所述化合物d溶解于第四有機(jī)溶劑中,加入碘、三苯基膦和咪唑,攪拌并充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到結(jié)構(gòu)式為
步驟六、將所述化合物d1溶解于第五有機(jī)溶劑中,加入第一有機(jī)堿,在80℃下攪拌并充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到牛樟芝素。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟一中,所述第一有機(jī)溶劑為二氯甲烷、甲醇或體積比為1~6:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體;
步驟一中,所述鼓氣通入臭氧的操作的時(shí)間為1h。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述第一有機(jī)溶劑為體積比為3:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體、體積比為4:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體或體積比為5:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟二中,所述劇烈攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為1h。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟三中還包括在所述分批次投入碎鈉塊的操作之后,加入低元醇的操作,所述低元醇的碳原子數(shù)為1~4。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟三中,所述第二有機(jī)溶劑為液氨或體積比為5~10:1的液氨與四氫呋喃的混合液體;
步驟三中,所述劇烈攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為1h。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟四中,所述酸化的操作所用的酸為鹽酸或醋酸,所述酸化的操作為酸化至ph為1~2;
步驟四中,所述萃取的操作中,所述萃取劑為乙酸乙酯或二氯甲烷。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟四中,所述第三有機(jī)溶劑為甲苯、苯或四氫呋喃;
步驟四中,所述100℃下充分反應(yīng)的時(shí)間為1h~3h。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟五中,所述第四有機(jī)溶劑為四氫呋喃或二氯甲烷;
步驟五中,所述攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為1h~3h。
在一個(gè)實(shí)施例中,步驟六中,所述第一有機(jī)堿為1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯或乙醇鈉;步驟六中,所述在80℃下攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為3h。
這種牛樟芝素的制備方法操作簡(jiǎn)單,步驟簡(jiǎn)短,易于工業(yè)化生產(chǎn),通過步驟一的臭氧氧化切斷反應(yīng)、步驟三的伯奇還原反應(yīng)、步驟四酯縮合反應(yīng)以及步驟五和通過步驟六的碘代-消除反應(yīng),快速地構(gòu)建了分子的骨架結(jié)構(gòu),從而完成了牛樟芝素的不對(duì)稱全合成。這種牛樟芝素的制備方法可以大量合成的牛樟芝素,合成的牛樟芝素可以用來研究其病理毒理、構(gòu)效關(guān)系,并且通過結(jié)構(gòu)修飾來闡明和改進(jìn)它的生物活性。
附圖說明
圖1為一實(shí)施方式的牛樟芝素的制備方法的制備方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn),因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
本發(fā)明的牛樟芝素的制備方法,其各步反應(yīng)均為在氮?dú)獗Wo(hù)下、干燥的溶劑中、無水的條件下進(jìn)行。
本發(fā)明的牛樟芝素的制備方法中,所有使用的化學(xué)試劑都是商業(yè)可得的原料,無須進(jìn)一步處理。
如圖1所示的一實(shí)施方式的牛樟芝素的制備方法,包括如下步驟:
s10、將鼠尾草酸溶解于第一有機(jī)溶劑中,然后冷卻到-78℃,鼓氣通入臭氧,充分反應(yīng)后得到第一反應(yīng)液。
鼠尾草酸的結(jié)構(gòu)式為
s10中,第一有機(jī)溶劑可以為二氯甲烷、甲醇或體積比為2~6:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體。
s10中,鼓氣通入臭氧的操作的時(shí)間為1h。
優(yōu)選的,第一有機(jī)溶劑為體積比為3:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體、體積比為4:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體或體積比為5:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體。
特別優(yōu)選的,第一有機(jī)溶劑為體積比為3:1的二氯甲烷和甲醇的混合液體。
s20、向s10得到的第一反應(yīng)液中加入硼氫化鈉,劇烈攪拌并充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到化合物a。
化合物a的結(jié)構(gòu)式為
s20中,鼠尾草酸與硼氫化鈉的摩爾比為1:3~10。
s20中,劇烈攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為1h。
s20中,反應(yīng)完成后純化得到化合物a的操作為:加入飽和的氯化銨溶液淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮,然后用硅膠柱層析純化,得到化合物a。
s30、在-78℃的條件下,將s20得到的化合物a溶解于第二有機(jī)溶劑中,分批次投入碎鈉塊,攪拌并充分反應(yīng),得到含有化合物b和c的第二反應(yīng)液。
化合物b結(jié)構(gòu)式為
s30中,化合物a與碎鈉塊的摩爾比為1:5~20;
s30中,第二有機(jī)溶劑為液氨或體積比為5:1~10:1的液氨與四氫呋喃的混合液體。
優(yōu)選的,第二有機(jī)溶劑為液氨。
s30中,劇烈攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為1h。
s30中還包括在分批次投入碎鈉塊的操作之后,加入低元醇的操作。低元醇的碳原子數(shù)為1~4。
低元醇與化合物a的摩爾比為5~10:1。
低元醇可以為甲醇、乙醇、叔丁醇或異丙醇。
優(yōu)選的,低元醇可以為乙醇。
s40、除去s30得到的第二反應(yīng)液中的有機(jī)溶劑后酸化并萃取所得產(chǎn)物,接著除去萃取劑并加入第三有機(jī)溶劑,然后加入對(duì)甲苯磺酸,于100℃下充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到化合物d。
化合物d的結(jié)構(gòu)式為
s40中,對(duì)甲苯磺酸和化合物a的摩爾比為0.1~0.5:1。
s40中,酸化的操作所用的酸為鹽酸或醋酸,酸化的操作為酸化至ph為1~2。
優(yōu)選的,酸化的操作所用的酸為鹽酸。
s40中,萃取的操作中,萃取劑為乙酸乙酯或二氯甲烷。
優(yōu)選的,萃取劑為乙酸乙酯。
s40中,第三有機(jī)溶劑為甲苯、苯或四氫呋喃;
s40中,100℃下充分反應(yīng)的時(shí)間為1h~3h。
s40中的反應(yīng),在得到化合物d的同時(shí)還會(huì)得到結(jié)構(gòu)式為
通過在s30中加入低元醇,可以增加s40得到的反應(yīng)物中化合物d的比例,提高了產(chǎn)率。
s40中,反應(yīng)完成后純化得到化合物d的操作為:加入飽和碳酸氫鈉溶液,用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮,然后用硅膠柱層析純化,得到化合物d。
s50、將s40得到的化合物d溶解于第四有機(jī)溶劑中,加入碘、三苯基膦和咪唑,攪拌并充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到化合物d1。
化合物d1的結(jié)構(gòu)式為
s50中,碘與化合物d的摩爾比為1.1~1.6:1,三苯基膦與化合物d的摩爾比為1~1.3:1,咪唑與化合物d的摩爾比為1.2~1.7:1。
s50中,第四有機(jī)溶劑為四氫呋喃或二氯甲烷。
優(yōu)選的,第四有機(jī)溶劑為四氫呋喃。
s50中,攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為3h。
反應(yīng)完成后純化得到化合物d1的操作為:加入飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮,然后用硅膠柱層析純化,得到化合物d1。
s60、將s50得到的化合物d1溶解于第五有機(jī)溶劑中,加入第一有機(jī)堿,在80℃下攪拌并充分反應(yīng),反應(yīng)完成后純化得到牛樟芝素。
s60中,第五有機(jī)溶劑為甲苯、苯或乙醇。
s60中,第一有機(jī)堿為1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯或乙醇鈉。
優(yōu)選的,第一有機(jī)堿為1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯。
s60中,在80℃下攪拌并充分反應(yīng)的操作的時(shí)間為3h。
這種牛樟芝素的制備方法操作簡(jiǎn)單,步驟簡(jiǎn)短,易于工業(yè)化生產(chǎn),通過s10的臭氧氧化切斷反應(yīng)、s30的伯奇還原反應(yīng)、s40酯縮合反應(yīng)以及s50和s60的碘代-消除反應(yīng),快速地構(gòu)建了分子的骨架結(jié)構(gòu),從而完成了牛樟芝素的不對(duì)稱全合成。這種牛樟芝素的制備方法可以大量合成的牛樟芝素,合成的牛樟芝素可以用來研究其病理毒理、構(gòu)效關(guān)系,并且通過結(jié)構(gòu)修飾來闡明和改進(jìn)它的生物活性。
以下為具體實(shí)施例。
實(shí)施例中,反應(yīng)檢測(cè)時(shí)使用的是0.25mm煙臺(tái)銀龍硅膠有限公司生產(chǎn)的薄層色譜硅膠板(60f-254);柱層析使用青島譜科分離材料有限公司生產(chǎn)的200-300目硅膠,使用石油醚沸程為60~90℃;核磁共振數(shù)據(jù)由以下儀器測(cè)得:brükeradvance500或brükeradvance400或brükeradvance300,使用tms或氘代溶劑中殘留的未氘代溶劑做內(nèi)標(biāo),解釋多重裂分時(shí)所用到的簡(jiǎn)寫為s單峰,d雙重裂分,t三重裂分,q四重裂分,m多重裂分,br寬峰;質(zhì)譜由absciex
實(shí)施例1
在無水的條件下,將結(jié)構(gòu)式為
在第一反應(yīng)液中加入硼氫化鈉(12.6g,450.0mmol),劇烈攪拌1小時(shí)后,加入飽和的氯化銨溶液淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取(3×400ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到11.5g結(jié)構(gòu)式為
在-78℃的條件下,將化合物a(9.0g,34.1mmol)溶解于液氨(500ml)中,分批次投入剪碎的鈉塊(11.8g,511.5mmol),攪拌2小時(shí),得到包括結(jié)構(gòu)式為
小心緩慢的往第二反應(yīng)液中滴加氯化銨溶液(250ml),淬滅反應(yīng)后多余的液氨在真空下除去,加入適量鹽酸,調(diào)節(jié)溶液ph=1~2,所得的反應(yīng)液用乙酸乙酯(3×300ml)萃取,有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。濃縮產(chǎn)物溶解于甲苯中(100ml),加入對(duì)甲苯磺酸(1.44g,10.2mmol),于100℃攪拌2小時(shí),冷卻到室溫后小心的加入飽和碳酸氫鈉溶液(100ml),用乙酸乙酯萃取(3×300ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到3.53g結(jié)構(gòu)式為
將化合物d(1.0g,3.97mmol)溶解于四氫呋喃(30ml)中,依次加入碘(1.51g,5.95mmol)、三苯基膦(1.35g,5.16mmol)、咪唑(405mg,5.95mmol),室溫?cái)嚢?小時(shí),加入飽和氯化銨溶液(100ml)淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取(3×300ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到1.44g結(jié)構(gòu)式為
將化合物d1(2.1g,5.80mmol)溶解于甲苯(50ml)中,加入1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯(8.6ml,58.0mmol),在80℃攪拌反應(yīng)3小時(shí),加入飽和氯化銨溶液(100ml)淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取(3×300ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到0.68g牛樟芝素(產(chǎn)率50%)。牛樟芝素的檢測(cè)數(shù)據(jù)如下:
實(shí)施例2
在無水的條件下,將結(jié)構(gòu)式為
在第一反應(yīng)液中加入硼氫化鈉(12.6g,450.0mmol),劇烈攪拌1小時(shí)后,加入飽和的氯化銨溶液淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取(3×400ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到11.5g結(jié)構(gòu)式為
在-78℃的條件下,將化合物a(9.0g,34.1mmol)溶解于液氨(500ml)中,分批次投入剪碎的鈉塊(11.8g,511.5mmol)后加入乙醇(10ml),攪拌2小時(shí),得到包括結(jié)構(gòu)式為
小心緩慢的往第二反應(yīng)液中滴加乙醇(100ml),淬滅反應(yīng)后多余的液氨在真空下除去,加入適量鹽酸,調(diào)節(jié)溶液ph=1~2,所得的反應(yīng)液用乙酸乙酯(3×300ml)萃取,有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。濃縮產(chǎn)物溶解于甲苯中(100ml),加入對(duì)甲苯磺酸(1.44g,10.2mmol),于60℃攪拌1小時(shí),冷卻到室溫后小心的加入飽和碳酸氫鈉溶液(100ml),用乙酸乙酯萃取(3×300ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到4.76g結(jié)構(gòu)式為
將化合物d(1.0g,3.97mmol)溶解于四氫呋喃(30ml)中,依次加入碘(1.51g,5.95mmol)、三苯基膦(1.35g,5.16mmol)、咪唑(405mg,5.95mmol),室溫?cái)嚢?小時(shí),加入飽和氯化銨溶液(100ml)淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取(3×300ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到1.44g結(jié)構(gòu)式為
將化合物d1(2.1g,5.80mmol)溶解于甲苯(50ml)中,加入1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯(8.6ml,58.0mmol),在80℃攪拌反應(yīng)3小時(shí),加入飽和氯化銨溶液(100ml)淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取(3×300ml),有機(jī)相用飽和氯化鈉溶液洗滌、無水硫酸鈉干燥,過濾后真空濃縮。然后用硅膠柱層析純化,得到0.68g牛樟芝素(產(chǎn)率50%)。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。