抗病毒天然產物Glaucogenin C前體化合物的合成＊

李喚星，朱三勇，謝 琳，楊勁松

(四川大學華西藥學院，四川 成都 610041)

Glaucogenin C(Ⅰ，Chart 1)及其皂苷類化合物分離自蘿藦科植物芫花葉白前Cynanchum glaucescens Hand-Mazz的干燥根。Ⅰ具有新穎的雙裂孕甾烷骨架結構，同時它的皂苷糖鏈部分含多個2-去氧糖片段［1，2］。近年來，國內外多個課題組都對Ⅰ及其苷類化合物進行了研究，其中郝小江課題組［3］研究發現:Ⅰ及其苷類化合物包括Cynatratoside A，Paniculaturnoside C，D及Paniculaturnoside E，都能高效地選擇性抑制 α-正鏈RNA病毒，包括煙草花葉病毒、辛德畢斯病毒、東方馬腦炎病毒以及蓋塔病毒。與傳統抗病毒藥物相比，Ⅰ及其苷類化合物主要作用于病毒的亞基因組RNA而不影響其基因組RNA，因此不作用于其它RNA及DNA病毒，對宿主細胞無毒性，很有希望發展成抗正鏈RNA病毒的一類新抑制劑。到目前為止，Ⅰ相關的合成報道只有田偉生課題組［4］的半合成，其全合成至今仍是空白。

Chart 1

Scheme 1

通過對Ⅰ的結構分析可知:Ⅰ具有13，14和14，15-雙裂孕甾烷骨架，可分為六元并環和五元并環兩部分，兩個并環通過大環內酯相連，其中兩個五元環氧化成為縮醛結構。按逆合成分析，分別完成六元并環部分和五元并環部分，再將其組裝起來。

為此本文首先進行B環的合成，從廉價易得的巴豆酸乙酯(2)出發構建B環的六元環骨架。設計了Ⅰ中B環的重要前體化合物——3-［2-(對甲氧基苯甲醚)-3-甲基-4-環己酮-1-羰基］-4-異丙基-2-噁唑啉酮(10)的合成路線:2在過氧苯甲酰催化下與NBS發生烯丙位H的自由基取代得4-溴代巴豆酸乙酯(3);3在堿性條件與對甲氧基苯酚發生親核取代生成4-(對甲氧基苯酚基)-巴豆酸乙酯(4);4經堿水解得4-(對甲氧基苯酚基)-2-烯-丁酸(5);5與氯化亞砜發生親核取代生成酰氯(6);6在正丁基鋰作用下與輔基4-異丙基噁唑啉-2-酮(7)進行親核取代生成3-［4-(對甲氧基苯酚基)-2-烯-丁酰基］-4-異丙基-2-噁唑啉酮(8)［5］;8在甲基二氯化鋁催化下與雙烯體3-(三甲基硅基)-1，3-二戊烯(9)進行Diels-Alder(D-A)反應成功地合成了 10［6］，總產率 30.5%。

本文還重點對D-A反應(8→10)進行了研究，包括催化劑的種類與用量、溶劑的選擇、反應溫度、反應時間等，確定其最佳反應條件為:以等體積比的硝基甲烷(NM)和1，2-二氯乙烷(DCE)為溶劑，甲基二氯化鋁(1.4 eq)為催化劑，親雙烯體8(1 eq)與雙烯體9(2 eq)于-20℃反應2 h;于室溫繼續反應4 h合成10，產率80.1%。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Varian INOVA 400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)。

9 按文獻［7，8］方法合成;硅膠 G，200 目～300目，青島海洋化工廠;其余所用試劑均為分析純，使用前按常規方法干燥和純化;無水、無氧反應均在氮氣保護下進行。

1.2 合成

(1)3的合成

在反應瓶中加入四氯化碳25 mL，2 5 mL(40 mmol)，攪拌下加入過氧苯甲酰 4 mg(0.017 mmol)，NBS 7.1 g(40 mmol)，回流(90 ℃)反應過夜。冷卻至室溫，過濾，濾餅用二氯甲烷洗滌，合并濾液與洗液，減壓蒸餾，收集(94～95)℃/1.60 MPa餾分得無色液體3 6.2 g，收率80.5%;1H NMR δ:7.05～6.97(m，1H)，6.05(dd，J=1.2 Hz，15.2 Hz，1H)，4.22(q，J=6.8 Hz，2H)，4.02(dd，J=0.8 Hz，7.2 Hz，2H)，1.30(t，J=4.0 Hz，7.2 Hz，3H)。

(2)4的合成

在反應瓶中加入丙酮300 mL和3 8 mL(58 mmol)，攪拌下加入無水 K2CO313.8 g(100 mmol)，對羥基苯甲醚 (PMP-OH)7.5 g(60 mmol)，n-Bu4NI 0.92 g(2.5 mmol)，于室溫反應17 h。過濾，濾液減壓蒸餾，殘余物經硅膠柱層析［洗脫劑:A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=15∶1］純化得淡黃色油狀液體4 8.24 g，收率64%;1H NMR δ:7.09(dt，J=4.0 Hz，15.6 Hz，1H)，6.84(s，4H)，6.21(dt，J=2.0 Hz，15.6 Hz，1H)，4.64(dd，J=2.0 Hz，4.0 Hz，2H)，4.21(q，J=7.2 Hz，2H)，3.76(s，3H)，1.29(t，J=7.2 Hz，3H)。

(3)5的合成

在反應瓶中加入THF 140 mL，水15.5 mL和4 2.5 g(10.6 mmol)，攪拌下加入 LiOH 1.88 g(44.8 mmol)，于45℃反應過夜。用1 mol·L-1鹽酸調至pH 3～4，用乙酸乙酯(3×100 mL)萃取，合并萃取液，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶后經硅膠柱層析(洗脫劑:A=2∶1)純化得白色固體 5 1.98 g，收率 90%;1H NMR δ:7.21(dt，J=4.0 Hz，15.6 Hz，1H)，6.85(t，J=9.6 Hz，4H)，6.23(d，J=15.6 Hz，1H)，4.69(s，2H)，3.78(s，3H)。

(4)7的合成

在反應瓶中加入碳酸二乙酯2.38 mL(19.7 mmol)，L-纈氨酸 3.66 mL(9.69 mmol)，攪拌下加入碳酸鉀0.134 g，緩慢升溫至79℃(不斷除去體系中生成的乙醇)反應2 h。冷卻至室溫，加入二氯甲烷9.69 mL，過濾，濾液依次用1 mol·L-1碳酸氫鈉溶液和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后用混合溶劑(A=2∶1)重結晶得白色晶體 7 869.9 mg，收率 70%;1H NMR δ:6.72(s，1H)，4.43(t，J=8.4 Hz，1H)，4.10(dd，J=6.4 Hz，8.8 Hz，1H)，3.62(dd，J=7.2 Hz，15.6 Hz，1H)，1.76～1.67(m，1H)，0.95(d，J=6.4 Hz，3H)，0.89(d，J=6.4 Hz，3H)。

(5)8的合成

在反應瓶中加入SOCl25 mL和5 1 g(10.6 mmol)，攪拌使其完全溶解;于40℃反應過夜。旋蒸脫溶得6。

在反應瓶中加入THF 2 mL，7 128 mg(1.0 mmol)，攪拌使其完全溶解;于-78℃下緩慢滴加n-BuLi 0.41 mL(1.5 mmol)，滴畢，緩慢升溫至-58℃，活化10 min;降溫至-75℃，加入6 340 mg(1.5 mmol)的 THF(1 mL)溶液，升溫至 -60℃，反應2 h。加入飽和NH4Cl溶液淬滅反應，用乙酸乙酯(3×20 mL)萃取，合并萃取液，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶后經硅膠柱層析(洗脫劑:A=8∶1)純化得白色固體8 265 mg，收率 82%;1H NMR δ:7.62(d，J=15.6 Hz，1H)，7.25(dt，J=5.6 Hz，15.6 Hz，1H)，6.88(dd，J=9.2 Hz，19.2 Hz，4H)，4.71(d，J=4.0 Hz，2H)，4.50(t，J=4.4 Hz，1H)，4.30(t，J=8.8 Hz，1H)，4.24(dd，J=2.8 Hz，9.2 Hz，1H)，3.77(s，3H)，2.45～2.40(m，1H)，0.94(dd，J=7.2 Hz，18.4 Hz，6H)。

(6)10的合成

在反應瓶中加入NM 1 mL，DCE 1 mL和8 110 mg(0.3 mmol)，攪拌使其完全溶解;于 -20℃滴加甲基二氯化鋁(MeAlCl2)0.42 mL(0.42 mmol)，滴畢，活化 10 min，滴加 9 0.108 mL(0.6 mmol)，滴畢，反應2 h;于室溫反應4 h。加入二氯甲烷5 mL，依次用1 mol·L-1鹽酸和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶后經硅膠柱層析(洗脫劑:A=8∶1)純化得黃色油狀液體10 108 mg，收率 80.1%;1H NMR δ:6.82～ 6.75(m，4H)，4.45～4.41(m，1H)，4.38(dt，J=4.8 Hz，11.2 Hz，1H)，4.17(dd，J=4.0 Hz，9.2 Hz，1H)，4.08(t，J=8.4 Hz，1H)，3.92(dd，J=3.6 Hz，5.6 Hz，2H)，3.75(s，3H)，2.93(t，J=6.4 Hz，1H)，2.79(t，J=6.8 Hz，1H)，2.62(dt，J=4.4 Hz，15.2 Hz，1H)，2.51～2.43(m，2H)，2.38～ 2.31(m，2H)，2.05～2.00(m，1H)，1.17(d，J=6.8 Hz，3H)，0.91(dd，J=3.2 Hz，5.6 Hz，6H)。

(7)11的合成

在反應瓶中加入 DCE 1.45 mL，8 30 mg(0.094 mmol)，攪拌使其完全溶解;于-78℃滴加二乙基氯化鋁(Et2AlCl)0.145 mL(0.13 mmol)，滴畢，活化 10 min;滴加 9 68.6 mg(0.44 mmol)，滴畢，反應10 min;于-40℃反應45 min;于-20℃反應2.5 h。加入二氯甲烷1.5 mL，依次用1 mol·L-1鹽酸和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶后經硅膠柱層析(洗脫劑:A=8 ∶1)純化得黃色油狀液體11 18.0 mg，收率55%;1H NMR δ:6.82(s，4H)，4.43(dd，J=5.6Hz，9.6 Hz，1H)，4.18(d，J=5.6 Hz，2H)，3.89(dt，J=4.0 Hz，8.8 Hz，2H)，3.76(s，3H)，3.21(dd，J=8.0 Hz，16.8 Hz，1H)，3.00(dd，J=5.6 Hz，16.8 Hz，1H)，2.40～2.35(m，2H)，1.55～1.48(m，2H)，0.98(t，J=7.6 Hz，3H)，0.91(dd，J=7.2 Hz，16.0 Hz，6H)。

2 結果與討論

2.1 D-A反應條件的優化

［6］方法，以 Et2AlCl為催化劑，帶輔基的親雙烯體8與雙烯體9進行D-A反應。實驗中發現該反應收率非常低，且常伴隨生成一個非目標產物化合物，經1H NMR鑒定該化合物其為帶輔基的親雙烯體8與催化劑 Et2AlCl發生Micheal加成所得產物11(Scheme 2)。

Scheme 2

(1)催化劑的選擇

以二氯甲烷為溶劑，考察催化劑的種類對DA反應的影響。結果見表1。由表1可知，以MeAlCl2(1.4 eq)為催化劑時，于-80℃反應2 h，原料完全反應，主要生成D-A反應產物10，但由于反應中也生成其他雜質，產率不高，故仍需繼續對反應溶劑、溫度等進行進一步優化。

表1 催化劑種類對D-A反應的影響Table 1 Effect of catalyst kind on D-A reaction

(2)溶劑的選擇

以MeAlCl2為催化劑，考察溶劑對D-A反應的影響，結果見表2所示。由表2可見，以NM/DCE(V ∶V=1∶1)為溶劑，于 -20 ℃反應2 h，室溫反應4 h，原料完全反應，且收率較高(80%)。

表2 溶劑對D-A反應的影響Table 2 Effect of solvent on D-A reaction

3 結論

本文以廉價易得的巴豆酸乙酯為原料，通過六步反應，以30.5%的總收率成功合成了具有重要抗α-正鏈RNA病毒活性的天然產物Glaucogenin C的B環的重要前體化合物10。確定D-A反應的最佳條件為:甲基二氯化鋁(1.4 eq)為催化劑，NM/DCE(V∶V=1∶1)為溶劑，于 -20℃反應2 h;室溫反應4 h，收率80%。

10的成功合成為分子內六元并環的構建提供了原料，也為Glaucogenin C的全合成奠定了基礎。

參考文獻

［1］ Z X Zhang，J Zhou，K Hayashi，et al.Studies on the constituents of asclepiadaceae plants LⅧ.The structures of five glycosides，cynatratoside-A，-B，-C，-D，and-E，from the chinese drug“pai-wei”cynanchum atratum BUNGE［J］.Chem Pharm Bull，1985，33(4):1507-1514.

［2］ T Nakagawa，K Hayashi，H Mitsuhashi.Studies on the constituents of asclepiadaceae plants.LⅢ.The structures of glaucogenin-A，-B，and-C mono-D-thevetoside from the chinese drug“pai-ch'ien”cynanchum glaucescens Hang-Mazz［J］.Chem Pharm Bull，1983，31(3):870-878.

［3］ Y M Li，L H Wang，S L Li，et al.Seco-pregnane steroids target the subgenomic RNA of alphavirus-like RNA viruses［J］.Proc Natl Acad Sci，USA，2007，104(19):8083-8088.

［4］ W S Tian，J H Gui，D H Wang.Biomimetic synthesis of 5，6-dihydro-glaucogenin C:Construction of the disecopregnane skeleton by iron(Ⅱ)-promoted fragmentation of an α-alkoxy hydroperoxide［J］.Angew Chem，Int Ed，2011，50(31):7093-7096.

［5］ S Hanessian，N Moitessier，L Cantin.Design and synthesis of MMP inhibitors using N-arylsulfonylaziridine hydroxamic acid as constrained scaffolds［J］.Tetrahedron，2001，57(32):6885-6900.

［6］ D A Evans，K T Chapman，J Bisaha.Asymmetric Diels-Alder cycloaddition reactions with chiral α，βunsaturated N-acyloxazolidinones［J］.J Am Chem Soc，1988，110(4):1238-1256.

［7］ D J Ackland，J T Pinhey.The chemistry of aryl-lead(Ⅳ)tricarboxylates.Reaction with vinylogous β-keto esters［J］J Chem Soc，Perkin Trans 1，1987:2689-2694.

［8］ M C Carreno，J L G Ruano，C Z Remor，et al.Regioand stereoselectivity in Diels-Alder reactions of 1，2-disubstituted dienes with enantiopure(S，S)-(p-tolylsulfinyl)-1，4-benzoquinones［J］.Tetrahedron:Asymmetry，2000，11(21):4279-4296.