藁本內酯二聚體的合成工藝研究Δ

汪程遠，譚月晗，張 燕，王元忠（1.重慶工商大學催化與功能有機分子重慶市重點實驗室/天然藥物重慶高校市級重點實驗室，重慶 400067；.重慶利莫里亞生物科技有限公司，重慶 400060）

藁本內酯（化合物Ⅵ）是當歸、川芎揮發(fā)油中的主要有效成分。大量藥理研究報道其具有減少節(jié)律性收縮，使子宮松弛；通過降低心肌的興奮性，對心房纖維震顫起治療作用并控制心臟的收縮幅度及頻率；還有鎮(zhèn)痛、抗炎、降血壓、降血脂、防止主動脈病變等功效[1-5]。但化合物Ⅵ的穩(wěn)定性較差[6-7]，極大地制約了其進一步的研究開發(fā)。藁本內酯二聚體（化合物Ⅰ）不但保持化合物Ⅵ原有的某些生物活性[8-10]，且穩(wěn)定性比化合物Ⅵ高，具有廣闊的醫(yī)藥前景，但目前國內對化合物Ⅰ的報道比較少。

本文參考文獻[11-14]，以鄰苯二甲酸酐（化合物Ⅱ）為起始原料，通過硼氫化鈉還原得到苯酞（化合物Ⅲ），化合物Ⅲ經(jīng)三步反應后得到化合物Ⅵ，然后化合物Ⅵ在氬氣保護下經(jīng)高溫反應5 h，最終得到了化合物Ⅰ。化合物Ⅰ的合成路線見圖1。

1 材料

1.1 儀器

圖1 藁本內酯二聚體的合成路線Fig 1 The synthesis route of ligustilide dipolymer

HD-1733型暗箱式紫外觀察儀（北京杰瑞恒達科技有限公司）；Agilent 1260 型液相色譜儀、Agilent 600MHz DD2 核磁共振儀（1H-NMR）[安捷倫科技（中國）有限公司]；HKG-9055A型電熱恒溫干燥箱（廣東環(huán)凱微生物科技有限公司）；AL-204 型電子天平（瑞士梅特勒托利多公司）；LCMC-2020型質譜儀（日本島津公司）。

1.2 藥品與試劑

化合物Ⅱ（分析純，純度：99%）、二異丙胺（色譜純，純度：≥99.5%）、甲磺酰氯（分析純，純度：≥97%）、正丁醛（分析純，純度：98%）、三氯化鋁、異丙醇鋁、氯化亞銅購于阿拉丁試劑公司；吡啶、異丙醇、四氫呋喃、甲醇、異丙醇、石油醚、乙酸乙酯均為分析純，購于川東化工集團。

2 方法

2.1 化合物Ⅲ的合成

氬氣保護下將化合物Ⅱ32.1 g（0.22 mol）用200 ml無水四氫呋喃（THF）溶解，冰鹽?。ǎ?0 ℃）條件下緩慢加入硼氫化鈉（NaBH4）5.1 g（0.22 mol），反應溫度控制在－10 ℃左右；攪拌10 min 后緩慢補加NaBH410.0 g（0.44 mol），反應溫度控制在－10 ℃左右；繼續(xù)低溫反應30 min 后轉移至室溫反應6 h后，將反應液緩慢倒入0 ℃冰水中淬滅反應。以1.0 mol/L 的鹽酸調pH至1～2，溫度控制在0 ℃繼續(xù)攪拌40 min，反應液中析出白色固體。過濾后濾餅減壓烘干得白色固體26.9 g，收率為91.2%（文獻收率88.2%[11]），色譜純度為98.8%，熔點（mp）為71～72 ℃（文獻mp 70～72 ℃[11]），電噴霧質譜（ESI-MS），m/z：135.1[M+H]+。

2.2 化合物Ⅳ的合成

氬氣保護下將二異丙胺15.2 g（0.15 mol）用200 ml 無水THF 溶解，液氮丙酮浴降溫至－78 ℃的條件下緩慢滴加5.5 ml 2.7 mol/L（0.15 mol）正丁基鋰，反應溫度控制在－78 ℃左右；攪拌反應10 min 后緩慢滴加化合物Ⅲ13.4 g（0.10 mol）的干燥THF溶液200 ml，約1 h滴加完成，反應溫度控制在－78 ℃；繼續(xù)反應2 h后緩慢滴加正丁醛14 ml（0.15 mol），約15 min滴加完成；繼續(xù)反應30 min 后向反應液中加入80 ml 水淬滅反應，升溫至室溫后濃縮除去有機溶劑。以1.0 mol/L 的鹽酸調pH至3～4，用乙酸乙酯300 ml×3次萃取，合并有機相，無水硫酸鎂干燥1 h。過濾后真空濃縮，得黃色的油狀物20.1 g，收率為97.5%（文獻收率96%[12]），色譜純度為97.6%，ESI-MS，m/z：207.2[M+H]+。

2.3 化合物Ⅴ的合成

氬氣保護下將化合物Ⅳ20.1 g（0.097 mol）用20 ml 無水THF和1.2 L液氨溶解，液氮丙酮浴降溫至－78 ℃的條件下滴加異丙醇29.1 g（0.49 mol），然后緩慢加入切碎的鈉33.4 g（1.45 mol），保持該溫度反應8 h；緩慢加入氯化銨固體至深藍色完全褪去為止；緩慢滴加1 L 水，約1 h 滴加完成，升溫至室溫后濃縮除去NH3。以1.0 mol/L 的鹽酸調pH 至1，用石油醚500 ml×3 次萃取，合并有機相，用飽和氯化鈉溶液洗至中性，無水硫酸鎂干燥1 h。過濾后真空濃縮，得棕黃色的油狀物14.9 g，收率為74.3%（文獻收率68%[12]），色譜純度為95.3%，ESI-MS，m/z：209.1[M+H]+。

2.4 化合物Ⅵ的合成

避光和氬氣保護下取化合物Ⅴ14.9 g（0.071 mol），冰鹽浴降溫至－10 ℃的條件下滴加200 ml吡啶和75 ml醋酸酐；滴加完成后攪拌30 min，緩慢滴加甲磺酰氯12 ml（0.152 mol）；滴加完畢后回流反應90 min，降溫至0 ℃。以1.0 mol/L 的鹽酸調pH 至2，用石油醚300 ml×3 次萃取，合并有機相，用飽和氯化鈉溶液洗至中性，無水硫酸鎂干燥1 h。過濾后真空濃縮，得棕黃色的油狀物8.9 g，收率為65.9%（文獻收率59%[12]），色譜純度為98.3%，ESI-MS，m/z：191.1[M+H]+。

2.5 化合物Ⅰ的合成

將化合物Ⅵ8.9 g（0.05 mol）加入圓底燒瓶中，加入2%三氯化鋁0.2 g，往燒瓶中充入氬氣，避光，排盡空氣。反應溫度升至150 ℃開始計時，保溫反應5 h。反應完成后持續(xù)通入氬氣至冷卻到室溫。將反應物用80～100 目硅膠拌樣后裝入硅膠柱中，分別先后用石油醚-乙酸乙酯（10∶1和5∶1）依次梯度洗脫，分段收集。將收集的洗脫液用HF254硅膠板點樣，用石油醚-乙酸乙酯（9∶1）為展開劑，于展開缸中展開，在紫外254、365 nm 波長下顯色后觀察結果。合并具有相同斑點的洗脫液，用旋轉蒸發(fā)儀濃縮得到分離粗樣品。將粗分離樣品加入甲醇中溶解重結晶，過濾，用甲醇洗滌，烘干，得提純樣品4.9 g，色譜純度為99.4%，收率為56.1%。

2.6 化合物Ⅰ的結構表征

化合物Ⅰ經(jīng)質譜（MS）、1H-NMR 和13C-NMR 鑒定，結果MS：381[M+H]+（m/z）；1H-NMR（600 MHz，CDCl3）：δ0.92（3H，t，7.5 Hz），0.93（3H，t，7.5 Hz），1.29（2H，dd，J＝7.0、7.5 Hz），1.35（2H，q，J＝7.5 Hz，），1.42（2H，q，J＝7.5 Hz），1.62（4H，m），1.87（2H，m），2.16（2H，m），2.28（2H，ddd，J＝7.8、7.8、2.2 Hz），2.54（1H，dd，J＝7.5、7.5 Hz），2.59（1H，dd，J＝8.4、6.8 Hz），2.69（1H，ddd，J＝7.0、2.4、2.0 Hz），2.97（1H，ddd，J＝8.4、6.3、6.0 Hz），3.24（1H，d，J＝9.0 Hz），5.09（1H，t，J＝7.8 Hz），6.98（1H，d，J＝7.0 Hz）；13C-NMR（125 MHz，CDCl3）：δ168.3，147.9，154.9，19.6，28.8，38.1，41.4，126.4，112.0，27.8，22.2，13.9，164.8，150.4，47.4，30.8，25.6，41.4，142.1，133.9，108.4，27.3，22.1，13.7。與目標產(chǎn)物文獻[13-17]報道的相同，證明合成得到的是目標產(chǎn)物。

2.7 化合物Ⅰ合成條件優(yōu)化

經(jīng)過預試驗發(fā)現(xiàn)，反應溫度、反應時間、催化劑對化合物Ⅰ的合成均有影響，因此以化合物Ⅰ收率為指標，以反應時間（A）、反應溫度（B）和催化劑的種類（C）為因素，利用L9（34）正交表設計試驗優(yōu)化合成條件。因素與水平見表1，正交試驗安排與結果見表2，方差分析結果見表3。

表1 因素與水平Tab 1 Factors and levels

表2 正交試驗安排與結果Tab 2 Design and results of orthogonal tests

表3 方差分析結果Tab 3 Analysis results of variance

由表2和表3結果可知，影響化合物Ⅰ收率的主次因素為C＞B＞A，最優(yōu)合成條件為A2B2C3，即用化合物Ⅵ以2%三氯化鋁的催化下在150 ℃反應5 h為最佳合成工藝。按最優(yōu)合成條件合成化合物Ⅰ，試驗重復3 次。驗證試驗結果顯示，化合物Ⅰ的平均含量為58.41%，平均收率為56.16%，RSD＝1.23%（n＝3），表明該合成條件產(chǎn)率較高、重現(xiàn)性佳。

3 討論

本合成路線運用化合物Ⅱ為原料成功合成了化合物Ⅰ，總的反應產(chǎn)率為24.4%，純度為99.4%。本試驗對用化合物Ⅵ合成化合物Ⅰ的最優(yōu)合成條件進行了3 批驗證試驗，結果表明，化合物Ⅵ以2%三氯化鋁的催化下在150 ℃反應5 h 為最佳合成工藝。

[18-19]上常用的分離方法是常壓或加壓硅膠柱層析法，其耗時長、分離效果低、耗試劑量多。本試驗采用減壓硅膠柱層析來分離，結果發(fā)現(xiàn)此方法方便、快捷、有效，且其具有分離效果好、分離時間短、節(jié)約溶劑用量、處理量大、操作方便、裝置簡單安全等優(yōu)點。因此采用減壓硅膠柱層析法適合用于化合物Ⅰ的分離，比常壓和加壓分離的效率更高。

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