經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備天然(-)-石杉鹼甲和非天然(+)-石杉鹼甲的新方法

2023-09-21 08:09:10

專利名稱：經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備天然(-)-石杉鹼甲和非天然(+)-石杉鹼甲的新方法
技術領域：
本發明涉及藥物化學領域，更具體地涉及經非對映異構體鹽的外 消旋體拆分製備天然(-)-石杉鹼曱和非天然(+)-石杉鹼甲的新方法。
背景技術：
天然(_)_石杉鹼曱(Huperzine A)為手性生物鹼，其化學名 (5i ，9i ， 11￡)-5-氨基-11 -亞乙基-5，6，9， 10-四氫-7-甲基-5，9-亞甲環芳辛並-2(1//>吡啶酮，它是在上世紀八十年代年代中期，我國科技人員從中 草藥石松科植物千層塔，又名蛇足草[// 戸^/0>^^^(11111油)T7^v.]的酚性部分分得的新型生物鹼。藥理研究表明天然(-)-石杉鹼曱是高活 性可逆的乙醯膽鹼酯酶抑制劑。目前，天然(-)-石杉鹼甲已作為保健品 在美國銷售，用於提高記憶功能；在國內它已作為治療早老性痴呆症 狀的藥物上市。由中國科學院上海藥物研究所最新開發的石杉鹼甲衍生物"ZT-1" 在歐洲已經進入二期臨床，它比天然(-)-石杉鹼甲對乙醯膽鹼酯酶具有 更有效的選擇性抑制作用，而且它的外周副作用也明顯降低，將是一 個市場前景更好的治療早老性痴呆症藥物。天然(_)_石杉鹼曱在石松科植物千層塔中含量僅為萬分之一左右。 千層塔系草本植物，長於丘陵陰溼處，生長周期長達8 10年，因此 隨著ZT-1的開發，天然資源逐步顯示匱乏，單純的分離提取，難以滿
足ZT-1開發成功上市後的需要。藥理研究發現天然(-)-石杉鹼曱與其對映體非天然(+)-石杉鹼曱對 乙醯膽鹼酯酶的抑制活性有差別，天然產物是其非天然對映體的38 ~ 50倍，這種對映體之間的活性差異與其不同的立體構型與酶作用位點存在密切關係。然而，它們對NMDA酶的抑制卻具有相同活性。由此， 天然(_)_石杉鹼甲及非天然(+)_石杉鹼曱的化學全合成研究受到了藥物化學家的廣泛關注。(綜述D丄.Bai， X.C. Tang and X.C. He， Cwre"f M^fo/w"/ C/2e;w;s/77, 2000, 7， 355-374.)天然(_)_石杉鹼曱的化學製備方法，概括起來主要可分為不對稱合 成法和外消旋體分離方法，其中不對稱合成法包括立體選擇性的 Michael-aldol反應以及手性鈀絡合物催化的不對稱雙環化反應，後者具 有更高的對映選擇性。從理論上而言，不對稱合成是理想的製備方法，反應獲得目標產物，然而，現有的利用不對稱合成技術製備天然(-)-石 杉鹼曱的方法都需要與鈀配位的手性配體，它們的製備、分離以及純 化都有一定難度，目前僅能限於實驗室規模；另一方面，這些手性催 化劑回收又較難，工業上放大生產並不經濟可行。通過外消旋體拆分製備非天然(+)-石杉鹼甲也有報導。Kozikowski 研究小組通過柱層析分離兩個非對映異構酯的途徑來獲得非天然(+)-石杉鹼甲，但這樣的路線比外消旋石杉鹼曱的路線要多出4步反應。 用鋰鋁氫還原得到伯羥基的化合物，與MTPA-C1生成兩個非對映異構 體的Mosher酯(MTPA-酯)，再通過柱層析分離得到那個所需構型的非 對映異構酯。而經Mosher酯製備大量光學活性天然產物非常昂貴，柱 層析分離Mosher酯方法僅限於實驗室小量製備對映純產物。 發明內容本發明就是使用化學拆分劑，經非對映異構體鹽的外消旋體拆分， 製備天然(-)-石杉鹼曱(-)-1和非天然(+)-石杉鹼甲(+)-l方法。天然(-)-石杉鹼甲和非天然(+)-石杉鹼曱化學製備路線圖示:formula see original document page 6天然(-)-石杉鹼曱 非天然(+)-石杉鹼甲製備天然(-)-石杉鹼甲的方法，從p-酮酯2 (通常以無手性烯醇式存 在)合成外消旋橋環化合物(士)-3， (±)-4和(±)-5後，在哪一步進行有 效的經非對映異構體拆分是個實際需要解決的問題。
我們新-沒計的選擇(士)-O-曱基-石杉鹼曱(±)-6作為外消旋拆分對 象是本發明的特色。本發明的實施要點是按圖示路線合成得到外消旋(士)-N-甲氧羰 基-0-曱基-石杉鹼曱中間體(±)-5後，按照我們的設計，經過一步水解 反應，得到外消旋(士)-O-曱基-石杉鹼曱中間體(±)-6，再與拆分劑 (->2，3-二苯甲醯-L-酒石酸形成兩個非對映異構鹽，在有機溶劑中復結 晶純化，得到所需的純的非對映異構鹽，游離後即得所需的(-)-O-曱基 -石杉鹼甲(-)-6，最後經過脫保護反應，製得天然(-)-石杉鹼曱(-)-l。本發明參照已發表的外消旋石杉鹼甲的基本製備路線(C/w'"ase / Med C/iem. 1992， 2f2人l)可從|3-酮酯2出發，合成外消旋化合物(士)-5。按照本發明，以(±)-5為原料，可水解得到拆分原料，即外消旋化 合物(±)-6。拆分劑(-)-2，3-二苯甲醯-L-酒石酸和(+)-2,3-二苯曱醯-D-酒石酸已有商品。按照本發明，外消旋中間體(±)-6與拆分劑(-)-2，3-二苯甲醯-L-酒 石酸的成鹽反應在20 IO(TC進行。按照本發明，外消旋中間體(±)-6與拆分劑(-)-2，3-二苯甲醯-L-酒石 酸生成兩個非對映異構體鹽，在有機溶劑中復結晶純化，得到所需的 純(_)_6和(-)-2，3-二苯曱醯-L-酒石酸組成的非對映異構體鹽。該有機溶 劑為醇、丙酮、四氫呋喃、氯仿、乙酸乙酯或石油醚、或其混合物。按照本發明，由純非對映鹽採用先酸化，回收拆分劑，然後鹼化 水溶液，游離析出對映純中間體(-)-6。 按照本發明，在利用先酸化、後鹼化程序游離出對映純中間體(-)-6 時，所用酸由稀鹽酸或稀硫酸中選擇。按照本發明從p-酮酯2製得(±)-6,與拆分劑(-)-2,3-二苯曱跣-L-酒 石酸獲得非對映異構體鹽，再經復結晶純化並游離得到所需的(-)-6後， 拆分劑還可回收循環利用。然後再從(-)-6製得天然(-)-石杉鹼曱，它的 對映純度接近100% ee。按照本發明由(±)-6與(+)-2， 3-二苯曱醯-D-酒石酸成鹽，用上述 相同的程序可以獲得(+)-6，進而得到非天然(+)-石杉鹼甲。
具體實施方式
本發明工藝由下面的實施例具體i^L明。 實施例1按照外消旋石杉鹼曱的合成路線步驟，從P-酮酯2出發，製備得 到外消旋化合物(±)-5。實施例2將0.314g (lmmol) (士)-5溶於40ml四氫呋喃和50ml甲醇的混合溶 劑中，加入10.18gNaOH和50ml蒸餾水，加熱回流，冷卻，減壓蒸除 溶劑，加入100ml蒸餾水，NaCl飽和水相，6x25ml氯仿萃取，合併有 機相，無水碳酸鉀乾燥。過濾，減壓蒸除溶劑，得產物(士)-6共0.240g, 產率為94%，系黃色油狀物。實施例3向0.256g (lmmol) (±)-6中加入0.358g(lmmoi) (-)-2，3-二苯曱醯
-L-酒石酸，加入適量乙醇，加熱全部溶解，抽乾溶劑，加入丙酮，加 熱沸騰，冷卻後析晶。抽濾，得白色固體。再經重結晶，得到約0.100g 的白色固體，mp: 170 nrc,產率為16.2%。用NaOH游離，並用NaCl飽和水相，適量CHCl3萃取，合併有機 相，無水K2C03乾燥。過濾，濃縮得(-)-6 0.040g， [a]D20 = - 59.5。(c=0.5， CHCl3)經手性高壓液相檢測(CHIRALCEL OD-RH， 280nm檢測， 0.32ml/min,乙腈/水-8/2),對映體過量值幾乎達到100%。實施例4向(-)-6加入三曱基氯矽烷和碘化鈉，按照已報導方法(C7K'從"《/ C&附.1995， 5(7義10),得(-)-石杉鹼曱。經手性高壓液相檢測 (CHIRALPAK AD， 310nm檢領'J, 0.5ml/min，異丙醇/正己烷=1/1)，對映 體過量值接近100%。實施例5按照實施例3的步驟製得(-)-6和(-)-2，3-二苯曱醯-L-酒石酸形成的 非對映鹽。在固體中加入稀鹽酸和乙酸乙酯攪拌處理(調至酸性)，分離 有機相和水相，用乙酸乙酯萃取水相，合併有機相，無水Na2S04乾燥， 由乙酸乙酯中回收拆分劑。再向水相中加入氫氧化鈉溶液和氯仿(調至鹼性)，分離有機相和水相，用氯仿萃取水相，合併有樹目，無水K2C03乾燥，過濾，蒸發氯仿，得到對映純(-)-6,其收率、對映體過量與實施 例3幾乎相同。實施例6向0.256g (lmmol) (±)-6中加入0.358g(lmmoi) (+)-2，3-二苯甲醯-D-酒石酸，按照實施例3的步驟製得白色固體，mp: 170~171.5°C。用NaOH游離，並用NaCl飽和水相，適量CHCl3萃取，合併有機 相，無水K2C03乾燥。過濾，濃縮得(+)-6, [a]D20 = 59.6。 (c=0.5， CHC13) 其收率、對映過量與實施例3幾乎相同。按照實施例4的步驟製得非 天然(+)-石杉鹼甲。
權利要求
1、一種經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備天然(-)-石杉鹼甲的方法，包括以下步驟外消旋N-甲氧羰基-O-甲基-石杉鹼甲，經過水解反應得到外消旋O-甲基-石杉鹼甲，它與拆分劑(-)-2，3-二苯甲醯-L-酒石酸反應生成兩個非對映異構鹽；將該兩個非對映異構鹽在有機溶劑中復結晶純化，得到所需的非對映異構鹽，游離後即得(-)-O-甲基石杉鹼甲；最後經過脫保護基反應，製得天然(-)-石杉鹼甲。
2、 根據權利要求1所述經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備天 然(-)石杉鹼曱的方法，其特徵是外消旋中間體O-甲基-石杉鹼曱與拆分 劑(-)-2，3-二苯甲醯-L-酒石酸的成鹽反應在20~ IOO'C進行。
3、 根據權利要求1所述經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備天 然(-)-石杉鹼甲的方法，其特徵是上述的兩個非對映異構鹽在醇、丙酮、 四氫呋喃、氯仿、乙酸乙酯或石油瞇、或其混合物中進行復結晶純化， 得到所需純的非對映異構鹽。
4、 根據權利要求1所述經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備天 然(_)_石杉鹼甲的方法，其特徵是非對映鹽的游離採用先酸化，回收拆 分劑，然後鹼化水溶液，游離析出對映純中間體O-甲基-(-)-石杉鹼曱。
5、 一種經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備非天然(+)-石杉鹼 甲的方法，包括以下步驟外消旋0-曱基-石杉鹼甲與拆分劑(+)-2，3-二苯甲醯-D-酒石酸反應，生成兩個非對映異構鹽；經復結晶純化，得 到所需的非對映異構鹽，游離後即得到(十)-O-甲基-石杉鹼曱；最後經 過脫保護基反應，製得非天然(+)-石杉鹼甲。
6、 根據權利要求5所述的經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備非天然(+)-石杉鹼甲的方法，其特徵是外消旋(士)-o-曱基-石杉鹼甲中間 體與拆分劑(+)-2,3-二苯甲醯-D-酒石酸的成鹽反應在20~ IO(TC進行.
7、 根據權利要求5所述的經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備 非天然(+)-石杉鹼曱的方法，其特徵是上述的兩個非對映異構鹽在醇、 丙酮、四氫呋喃、氯仿、乙酸乙酯或石油醚、或其混合物中進行復結 晶純化，得到所需純的非對映異構鹽。
8、 根據權利要求5所述的經非對映異構體鹽的外消旋體拆分製備 非天然(+)-石杉鹼甲的方法，其特徵是非對映鹽的游離採用先酸化，回 收拆分劑，然後鹼化水溶液，游離析出對映純中間體(+)-o-甲基-石杉 鹼甲，最後經過脫保護基反應，製得非天然(+)-石杉鹼甲。
全文摘要
本發明涉及經非對映異構體鹽的外消旋體拆分的新方法製備天然(-)-石杉鹼甲和非天然(+)-石杉鹼甲。將化學合成得到的外消旋O-甲基-石杉鹼甲，與酸性拆分劑(-)-2，3-二苯甲醯-L-酒石酸形成非對映異構鹽，經有機溶劑復結晶純化，得到所需的純的非對映異構鹽，游離後即得到(-)-O-甲基-石杉鹼甲，最後經過脫保護反應，製得天然(-)-石杉鹼甲。用酸性拆分劑的對映體(+)-2，3-二苯甲醯-D-酒石酸，通過相同的步驟能得到非天然(+)-石杉鹼甲。
文檔編號C07D221/22GK101130520SQ200610030359
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月24日 優先權日2006年8月24日
發明者何煦昌, 白東魯, 齊創宇 申請人:中國科學院上海藥物研究所