SGLT2抑制劑Dapagliflozin的全合成*

邵 華, 趙桂龍, 劉 巍, 王玉麗, 徐為人, 湯立達

(1. 天津藥物研究院 a. 天津市新藥設計與發現重點實驗室; b. 藥效學與藥代動力學省部共建國家重點實驗室,天津 300193)

2型鈉葡萄糖共轉運子(SGLT2)是近年來發現的一個治療糖尿病的新靶點，由672個氨基酸組成。血漿葡萄糖在腎小球中被過濾，并在近端小管被主動再吸收返回到血液中。SGLT2分布在腎臟，是控制這一過程的主要蛋白，其作用是吸收原尿中的葡萄糖，并將其返回到血液中。因此抑制SGLT2的活性就能夠增加尿中葡萄糖的排泄從而降低血糖濃度，這個方法從與以往不同的途徑降低了血糖水平。由于SGLT2抑制劑不介入葡萄糖代謝，它可以作為一種新穎的血糖控制方法[1，2]。

Dapagliflozin(Ⅰ)是由Bristol-Myers Squibb公司[3]開發的一種SGLT2抑制劑，目前處于Ⅲ期臨床階段，預計2011年或2012年上市。我們在研究SGLT2抑制劑的過程中[4]，全合成了Ⅰ(Scheme 1)用作藥理學實驗的陽性對照。在全合成過程中對文獻方法[3]進行了改進，大幅度提高了收率并簡化了操作過程。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-4型數字顯示顯微熔點儀；Bruker AV-400型核磁共振譜儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)。所用試劑均為分析純。

Scheme 1

1．2 合成

(1) 2,3,4,6-四-O-三甲基硅烷基-D-葡萄糖酸內酯(8)的合成

在燒瓶中依次加入D-葡萄糖酸內酯(7) 4.81 g(27.0 mmol),N-甲基嗎啡啉(NMM)25 mL(217.5 mmol) 和干燥THF 50 mL，冰水浴冷卻，攪拌下緩慢滴加三甲基氯硅烷(TMSCl) 20 mL(167.4 mmol)，滴畢，于室溫反應過夜。加入甲苯200 mL稀釋，冰水冷卻下小心滴加100 mL水，分出有機相，依次用飽和磷酸二氫鈉水溶液和飽和食鹽水各50 mL洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑得淡黃色油狀物812.60 g，產率100%;1H NMRδ: 4.19～4.21(m, 1H), 4.02(d,J=8.0 Hz, 1H), 3.67～3.84(m, 4H), 0.06～0.28(m, 36H)。

(2) (5-溴-2-氯苯基)(4-乙氧基苯基)甲酮(4)的合成

在燒瓶中依次加入5-溴-2-氯苯甲酸(1) 4.71 g(20.0 mmol)，干燥的二氯甲烷10 mL，草酰氯2 mL(23.6 mmol)和二甲基甲酰胺1滴，瓶口加裝CaCl2干燥管，攪拌下于室溫反應過夜。減壓蒸去二氯甲烷和過量的草酰氯得紅色透明液體即為5-溴-2-氯苯甲酰氯(2)的粗品。以干燥二氯甲烷5 mL溶解，加入苯乙醚(3) 2.50 g(20.5 mmol)。冰水浴冷卻，攪拌下分批加入無水三氯化鋁2.80 g(21.0 mmol)，攪拌下于室溫反應2 h(TLC跟蹤)。小心倒入攪動的冰水(100 mL)中，用二氯甲烷(3×50 mL)提取，合并有機相，依次用10%稀鹽酸,10%氫氧化鈉水溶液和飽和食鹽水各50 mL洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸去溶劑得4的粗品，經硅膠柱層析[洗脫劑:A=V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶20]分離得無色棱柱狀晶體44.80 g，產率70.6%, m.p. 69 ℃～70 ℃(60 ℃[3]);1H NMRδ: 7.71～7.76(m, 2H), 7.67(d,J=8.8 Hz, 2H), 7.54(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.06(d,J=8.8 Hz, 2H), 4.13(q,J=7.0 Hz, 2H), 1.34(t,J=7.0 Hz, 3H);13C NMRδ: 191.10, 163.43, 140.45, 133.96, 132.15, 131.66, 131.01, 128.81, 127.99, 120.26, 114.75, 63.76, 14.36。

(3) (5-溴-2-氯苯基)(4-乙氧基苯基)甲烷(5)的合成

在燒瓶中依次加4 4.80 g(14.1 mmol)，干燥二氯甲烷2 mL，乙腈2 mL和三乙基硅烷5 mL(31.4 mmol)，冰水浴冷卻，攪拌下緩慢滴加三氟化硼乙醚3 mL(23.8 mmol)，滴畢，瓶口加裝CaCl2干燥管，攪拌下于室溫反應過夜(TLC跟蹤)。冷卻下小心加入10%氫氧化鉀水溶液50 mL，攪拌10 min后再加水100 mL稀釋，用二氯甲烷(3×50 mL)提取，合并有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后的黃色油狀物經硅膠柱層析(洗脫劑：A=1 ∶40)純化得淡黃色晶體53.76 g,產率81.8%, m.p.40 ℃～41 ℃(37 ℃[3]);1H NMRδ: 7.49(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.42, 7.44(dd,J=2.4 Hz, 8.4 Hz, 1H), 7.38(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.11(d,J=8.4 Hz, 2H), 6.84(d,J=8.4 Hz, 2H), 3.94～3.99(m, 4H), 1.29(t,J=7.0 Hz, 3H);13C NMRδ: 157.05, 141.47, 133.46, 132.31, 131.20, 130.72, 130.34, 129.66, 120.02, 114.39, 62.85, 14.60。

(4) 1-{4-氯-3-[(4-乙氧基苯基)甲基]苯基}-α/β-D-吡喃甲基葡萄糖苷(10)的合成

在燒瓶中加入53.76 g(11.6 mmol)，干燥THF 5 mL和甲苯10 mL，氮氣保護，用橡膠塞封口，用液氮-無水乙醇降溫至-78 ℃，攪拌下用注射器滴加1.6 mol·L-1正丁基鋰正己烷溶液8 mL，滴畢，反應30 min得含6的溶液。用注射器滴加8 12.60 g(27.0 mmol)的甲苯(20 mL)溶液，反應30 min后再加入甲基磺酸2.0 g(20.8 mmol)的無水甲醇(20 mL)溶液，于室溫反應12 h。加水100 mL，用乙酸乙酯(3×50 mL)提取，合并有機相，依次用飽和碳酸氫鈉水溶液和飽和食鹽水各50 mL洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸除溶劑得黃色油狀物10(未經純化直接用于下一步反應) 4.54 g，產率89.6%。

(5) 2,3,4,6-四-O-乙酰基-1-{4-氯-3-[(4-乙氧基苯基)甲基]苯基}-1-脫氧-β-D-吡喃型葡萄糖(13)的合成

在燒瓶中依次加入104.54 g(10.4 mmol)，干燥二氯甲烷20 mL，干燥乙腈5 mL和三乙基硅烷2 mL(12.6 mmol)，冰水冷卻下緩慢滴加三氟化硼乙醚2 mL(15.9 mmol)，滴畢，于室溫反應過夜。加飽和碳酸氫鈉水溶液100 mL，用二氯甲烷(3×50 mL)提取，合并有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得黃色油狀物粗品11。加入乙酸酐50 mL，無水乙酸鈉2.0 g(24.4 mmol)，攪拌下回流反應1 h。冷卻至室溫后倒入100 mL冰水中，攪拌2 h，用二氯甲烷(3×50 mL)提取，合并有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得黃色油狀物12，經硅膠柱層析(洗脫劑：A=1 ∶3)純化得白色晶體13 3.98 g，產率66.7%, m.p.130 ℃(120 ℃[3]);1H NMRδ: 7.41(d,J=8.0 Hz, 1H), 7.24(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.21(d,J=0.8 Hz, 1H), 7.05(d,J=8.4 Hz, 2H), 6.81(d,J=8.4 Hz, 2H), 5.34(t,J=9.6 Hz, 1H), 5.06(t,J=9.6 Hz, 1H), 4.93(t,J=9.6 Hz, 1H), 4.65(d,J=9.6 Hz, 1H), 4.01～4.14(m, 3H), 3.92～3.98(m, 4H), 2.00(s, 3H), 1.99(s, 3H), 1.91(s, 3H), 1.68(s, 3H), 1.28(t,J=7.0 Hz, 3H);13C NMRδ: 170.03, 169.55, 169.34, 168.43, 156.94, 138.45, 136.20, 132.93, 130.88, 130.10, 129.57, 129.35, 126.49, 114.30, 77.28, 74.55, 73.18, 72.29, 68.37, 62.87, 62.24, 37.37, 20.47, 20.37, 20.24, 19.97, 14.61。

(6) Ⅰ的合成

在燒瓶中加入無水甲醇20 mL，金屬鈉0.10 g(4.3 mmol)，攪拌使其溶解后加入13 3.98 g(6.9 mmol), 攪拌下于室溫反應3 h(TLC跟蹤)。加入適量強酸性陽離子交換樹脂，攪拌過夜至pH 7時，加入甲醇100 mL，抽濾，濾液減壓蒸除溶劑，室溫下真空干燥得類白色固體Ⅰ 2.82 g,產率100%, 純度高于99%;1H NMRδ: 7.36(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.31(d,J=1.6 Hz, 1H), 7.21, 7.23(dd,J=1.8 Hz, 8.2 Hz, 1H), 7.08(d,J=8.4 Hz, 2H), 6.82(d,J=8.4 Hz, 2H), 4.91, 4.92(dd,J=1.4 Hz, 4.6 Hz, 2H), 4.79(d,J=5.6 Hz, 1H), 4.41(t,J=5.8 Hz, 1H), 3.92～4.02(m, 5H), 3.67～3.71(m, 1H), 3.41～3.46(m, 1H), 3.07～3.28(m, 4H), 1.29(t,J=7.0 Hz, 3H);13C NMRδ: 156.87, 139.65, 137.77, 131.88, 131.18, 130.77, 129.53, 128.62, 127.31, 114.27, 81.18, 80.67, 78.29, 74.68, 70.28, 62.86, 61.34, 37.63, 14.65。

2 結果與討論

在用三乙基硅烷/三氟化硼乙醚還原4的過程中，我們對反應條件進行了改進，大幅度減少了溶劑的用量，提高了反應物的濃度，使反應在較短時間和較低溫度(室溫)下即可進行完全，避免了原先需要加熱才能使反應完全進行的狀況。

文獻[3]方法對10的純化大大降低了產率；本文直接使用10的油狀物粗品，減少了損失提高了產率。

在11的全乙酰化反應中徹底改進了文獻[3]方法，用無水乙酸鈉為催化劑，用乙酸酐為酰化試劑在140 ℃完成酰化，實驗操作和產品后處理都較文獻[3]方法簡便易行，且收率較高，避免了使用昂貴的4-二甲氨基吡啶。

13的脫乙酰化反應在含有催化量甲醇鈉的無水甲醇溶液中室溫下順利進行，而后經過離子交換樹脂脫鈉離子，避免了加熱反應和涉及酸堿的后處理，使該步收率大幅度提高到接近100%。

[1] 埃爾斯沃斯·B，沃什伯恩·W·N，謝爾·P·M.C-芳基葡糖苷SGLT2抑制劑和方法[P].CN 03 811 353.8,2005.

[2] Francisco C, Kinne R K H, Wilhelm B. Thioglycosides as pharmaceutically active agents[P].EP 1 854 806, 2007.

[3] Meng W, Ellsworth B A, Nirschl A A,etal. Discovery of dapagliflozin:A potent,selective renal sodium-dependent glucose cotransporter 2(SGLT2) inhibitor for the treatment of type 2 ciabetes[J].J Med Chem,2008,51:1145-1149.

[4] 王致峰,趙桂龍,王玉麗,等. 苯萘基糖苷類化合物的合成及其治療糖尿病的活性[J].合成化學,2009,17(5):570-573.