β-3,4-二甲氧基苯基乳酸氨基酸衍生物的合成 *

李榮杰, 趙 巖, 楊 慧

(1.內蒙古醫科大學附屬醫院藥劑部,內蒙古呼和浩特010050; 2.內蒙古醫科大學藥學院)

丹參素是中藥丹參水溶性成分中抗心肌缺血的主要成分[1～3],其化學名為D-(+)-(3,4-二羥基苯基)乳酸((D)-(+)-3,4-hydroxybenyl lactic acid)。丹參素分子結構具有鄰二酚羥基及α-羥基羧酸的結構,易發生氧化、性質不穩定,且極性大、脂溶性差,使得其口服生物利用度相對較差,影響了其在臨床中的應用。多年來不斷有學者對丹參素的結構進行修飾[4～9],包括酚羥基的醚化、酯化以及α-羥基羧酸的酯化、酰胺化,以求得到穩定性好、生物利用度高的丹參素衍生物。

初步的藥理試驗顯示[10],苯基乳酸是丹參素的藥效基團,將丹參素的酚羥基醚化后體外細胞活性與丹參素相當。一些研究還表明[11,12],在藥物分子結構中引入氨基酸,可改善藥物的溶解性、提高藥物的細胞滲透性,增強藥物的藥效,同時降低藥物的細胞毒作用。因此,本研究設計在保留苯基乳酸基本結構的基礎上,將丹參素的酚羥基甲基化,并將其羧基與不同結構的氨基酸成酰胺,制得了4個α-羥基-β-(3,4-二甲氧基苯基)丙酰胺衍生物,以提高其穩定性,改善其脂溶性,為開發丹參素類單體藥物提供新的結構信息。

1 實驗部分

1.1 主要實驗儀器

XT4A型雙目顯微熔點儀;RE-52A型旋轉蒸發器;CCA-20型循環水泵;CL-2型磁力攪拌器;ZF-1型紫外分析儀; Agilent1100 LC-MSD-Trap-SL質譜儀;Bruker400型核磁共振波譜儀,avanceIII500型核磁共振波譜儀。

1.2 實驗方法

以3,4-二甲氧基苯甲醛為原料,與乙酰甘氨酸在醋酐和無水醋酸鈉的條件下縮合,再經開環、水解、還原制得3,4-二甲氧基苯基乳酸IV,再與氨基酸通過DCC縮合成目標化合物 。

1.2.12-甲基-4-(3,4-二甲氧基芐叉基)噁唑酮(化合物II)的合成 在250mL的三頸瓶中加入無水乙酸酐100mL,加熱至80℃,劇烈攪拌下依次加入3.4-二甲氧基苯甲醛41.5g(0.25mol),乙酰甘氨酸35.1g(0.3mol),無水乙酸鈉24.6g(0.3mol),維持80～90℃反應3.5h,升溫至100～110℃反應0.5h,反應完畢后將反應液冷卻至室溫,將300mL水分批加入反應物,攪拌后靜置,大量固體析出,抽濾,得橘黃色固體49.9g,收率80.8%,mp171～172℃。

1.2.2α-乙酰胺基-β-(3,4-二甲氧基苯基)丙烯酸(化合物III)的合成 在250mL圓底燒瓶中加入化合物II12.35g(0.05mol),50%丙酮溶液150mL,加熱回流反應3.5h,反應液靜置過夜,析出固體,抽濾、蒸餾水洗滌、干燥得白色固體12.7g,收率94.3%,mp197～198℃。

1.2.33,4-二甲氧基-β-苯基乳酸(化合物V)的合成 取化合物III2.65g(0.01mol)加入250mL三頸瓶中,再加入新制備的鋅汞齊5.0g,1mol/L的鹽酸溶液100mL,加熱回流反應7h,冷卻過濾除去殘渣,濾液用乙酸乙酯(50mL×4)萃取,有機相經無水硫酸鎂干燥,減壓除去溶劑,得白色固體1.7g,收率75.2%,mp121～123℃。

1.2.4氨基酸酯(化合物VIa～VIb)的合成通法 將無水甲醇(或無水乙醇)冰鹽浴下冷卻至-10℃,滴加二氯亞砜(2eq.),保持溫度在-10℃以下。滴畢,室溫反應1h,加入干燥的氨基酸(1eq),室溫攪拌3h后,加熱回流40min,冷卻后析出結晶,過濾后即為相應氨基酸甲酯(或乙酯)鹽酸鹽。

1.2.5β-3,4-二甲氧基苯基-α-羥基-N-(乙氧羰基甲基)丙酰胺(Com-a)的合成 在100mL三頸瓶中,加入化合物V0.68g(3mmol)、DCC0.62g(3mmol)和無水四氫呋喃15mL,攪拌使固體溶解,冰鹽浴降溫至-15～-10℃后,加入HOSU0.35g(3mmol),攪拌反應30min,加入甘氨酸乙酯鹽酸鹽0.46g(3.3mmol),滴加三乙胺調pH至7-8,冰浴反應2h后,室溫攪拌反應過夜,濾除不溶物,濾液減壓除去溶劑,殘留物經柱層析(洗脫劑:V(石油醚):V(丙酮)=10∶1)得白色固體0.43g,收率46.7%,mp85～87℃。1HNMR(400MHz,MeOD)δ:8.94(t,1H,OH),7.54-7.66(m,3H,-ArH),6.47(t,1H,-CONH),4.88-4.94(m,3H,-CH,-COCH2N-),4.65(q,2H,-OCH2-),4.53(t,6H,-OCH3),3.76/3.44(dd/dd,ArCH2-),2.00(t,3H,-CH3);13CNMR δ:169.47,169.42,169.39,169.11,149.66,133.39,130.50,121.51,74.02,61.72,41.05,36.00,21.16,20.87,14.12;MS(ESI)[M+Na]+m/z334.2。

同法制備:

β-(3,4-二甲氧基苯基)-α-羥基-N-(2-甲基-1-甲氧羰基丙基)丙酰胺(Com-b),淡黃色固體0.54g,收率53.2%,mp90～93℃。1HNMR(400MHz,MeOD)δ:8.49(d,1H,-OH),7.53-7.65(m,3H,-ArH),6.50(d,1H,-CONH-),5.00-5.05(m,1H,-COCHO-),4.99(s,3H,-ArOCH3),4.98(s,3H,-ArOCH3),4.53(s,3H,-COOCH3),3.72/3.50(dd/dd,2H,ArCH2-),2.83-2.86(m,1H,-NCHCOO-)1.89-1.94(m,1H,-CH),1.61(dt,6H,-C(CH3)2);MS(ESI)[M-H]-m/z338.1。

β-(3,4-二甲氧基苯基)-α-羥基-N-(1-甲氧羰基乙基)丙酰胺(Com-c),無色油狀物0.33g,收率35.1%。1HNMR(400MHz,MeOD)δ:8.83(d,1H,-OH),7.57-7.67(m,3H,-ArH),6.41(s,1H,-CONH-),5.16(m,1H,-COCHO-),4.92(m,-NCHCOO-),4.55(d,6H,-Ar(OCH3)2),4.45(s,3H,-COOCH3),3.75/3.49(dd/dd,2H,ArCH2-),2.05(d,3H,CH3);MS(ESI)[M+Na]+m/z334.1。

β-(3,4-二甲氧基苯基)-α-羥基-N-(1,2-二乙氧羰基乙基)丙酰胺(Com-d),淡黃色油狀物0.33g,收率27.4%。1HNMR(400MHz,MeOD)δ:8.87(d,1H,-OH),7.51-7.65(m,3H,-ArH),6.55(d,1H,-CONH-),5.47-5.52(m,1H,-COCHO-),4.83-4.94(m,4H,-OCH2-,-OCH2-),4.54(s,3H,ArOCH3),4.52(s,3H,ArOCH3),4.12(s,1H,-NCHCOO-),3.73/3.44(dd/dd,2H,ArCH2-),3.50(d,2H,-COCH2-),2.00(t,6H,CH3,CH3);MS(ESI)[M-H]-m/z396.0。

2 討論

2.1 3,4-二甲氧基苯基乳酸(化合物V)合成方法的研究

(1)參照文獻的方法[13],其中間體化合物III的制備使用水或者丙酮/水為溶劑,本文對該步反應過程中所使用丙酮和水的比例進行了摸索,結果顯示,使用50%的丙酮水溶液時,可以在保證產率較高的同時最大程度的縮短反應時間;(2)中間體化合物IV的制備中的水解反應在酸性條件下進行;化合物V的制備使用鋅汞齊做還原劑發生還原反應,也在酸性條件下進行。因此,本實驗嘗試不經分離化合物IV,采用一鍋法制備化合物V,并對反應中使用的鹽酸濃度進行了考察。結果表明,水解和還原反應可一步完成,鹽酸濃度為1mol/L 為宜,即化合物III在1mol/L鹽酸溶液中與鋅汞齊加熱回流7h,不經過化合物IV的分離,直接制備化合物IV,有效縮短了反應時間,同時所得產品雜質少、后處理簡單,且產率比分步反應提高了15%。

2.2 目標化合物的合成

化合物V與氨基酸酯縮合成酰胺采用DCC/HOSU縮合反應,反應生成的DCU(N,N-二環己基脲)不易完全除去,將粗品溶于乙酸乙酯后冷凍過夜,DCU可析出,經過濾除去。

3 結論

本文以3,4-二甲氧基苯甲醛為原料,合成了4個β-3,4-二甲氧基苯基乳酸氨基酸衍生物,采用1HNMR和MS(ESI)進行了結構確證。設計合成的甲基醚化的氨基酸衍生物性質穩定,脂溶性增加,引入的氨基酸還有可能增加藥物的細胞滲透性及藥效,在體內進行O-去甲基代謝與酰胺的水解代謝后可形成丹參素發揮作用。