Myxopyronin B的合成

王 研，刘宝莲，刘小林，丁年羊，童本定

江苏省肿瘤医院，南京 210009

1983年，Irschik等从微红黄色黏球菌Mxf50菌株中发现了细菌RNA聚合酶抑制剂myxopyronin（A和B）［1-2］。它能抑制金黄色葡萄球菌的RNA合成，且在大肠杆菌中得到确证（可选择性地抑制依赖DNA的RNA聚合酶活性），但对DNA的合成影响不大［3］。2008年《细胞》杂志上发表了美国罗格斯大学和德国赫尔姆霍茨感染研究中心的最新研究成果，即初步揭示了myxopyronin特异的作用靶位和机制,有望开发出基于此类天然物质合成的广谱高效抗生素［4］。体外研究显示，它们对包括耐药结核菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌在内的多种细菌表现出极强活性［5］，是耐药日益严重的感染菌的新杀手，使致死性感染患者重获生机。美国罗格斯大学的研究员Ebright表示，该药将在5年内进入临床评价阶段。

进一步的药效学、安全性评价，药物代谢实验需要较大量的Myxopyronin。然而，该化合物的天然来源有限，且需要复杂的纯化过程。故研究具有实际应用潜力的该化合物的高效合成方法具有重要的意义。

1 合成路线

本研究以丙酰乙酸乙酯为原料来制备消旋的myxopyronin B。丙酰乙酸乙酯在碱性条件下水解为丙酰乙酸，然后在羰基二咪唑（CDI）存在下进行分子间反应并关环得到化合物2。化合物2经过二异丙基氨基锂（LDA）处理后与碘化物反应得到烷基化物3，然后在弱酸性条件下脱去羟基保护基团（二甲基叔丁基硅基）得到化合物4。化合物4在氧化剂IBX的存在下氧化为醛，随后进行Witting-Horner反应生成以E构型为主的烯烃产物6。在强路易斯酸四氯化钛的催化下，化合物6与3-甲基-2-烯庚醛进行羟醛缩合反应和消除反应得到化合物7（E,E构型），然后水解得到游离的酸，再经克提斯重排［6］（用氯乙酰氯与酸生成酸酐，与叠氮化钠反应生成酰基叠氮，高温重排成异氰酸酯，再与甲醇反应）等多步反应得到myxopyronin B(见图1)。

2 实验部分

2.1 仪器与材料

Nicolet 380智能傅立叶红外光谱仪 (赛默飞世尔科技)；Bruker2AC2P400型核磁共振仪（TMS为内标）；GF254硅胶（青岛海洋化工厂）。

2.2 实验操作

2.2.1 3-氧代戊酸（1）的合成 500 mL反应瓶中加入1.5 mol·L-1NaOH水溶液300 mL，室温滴加丙酰乙酸乙酯(50 g，346.8 mmol)，滴完反应液继续在室温下搅拌3 h。反应液冷却到0℃，缓慢滴加3 mol·L-1HCl调节pH到2左右，然后加入适量的NaCl固体使水溶液饱和，用乙酸乙酯（EA，3×150 mL）萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干，得到化合物1粗品30 g，收率74%。ESI-MS(m/z):

2.2.2 6-乙基-4-羟基-3-丙酰基-2H-吡喃-2-酮（2）的合成 500 mL反应瓶中加入400 mL的四氢呋喃，加入化合物 1（39.5 g，340 mmol），室温搅拌溶解， 再加入羰基二咪唑 （CDI）（71.83 g，442 mmol），室温搅拌18 h，然后加入2%HCl水溶液淬灭（pH=2～3），混合液用 EA（3×300 mL）提取，有机相用无水Na2SO4干燥，过滤，滤液浓缩得到粗品，经硅胶柱色谱分离（PE/EA=10:1）得到40 g白色固体2，收率 60%。 ESI-MS(m/z):197[M+H]+；1H-NMR δ(400 MHz,CDCl3):5.94(s,1H)，3.12(q,J=7.2 Hz,2H)，2.54(q,J=7.6 Hz,2H)，1.25(t,J=7.6 Hz,3H)，1.17(t,J=7.2 Hz,3H)。

图1 Myxopyronin B的合成路线

2.2.3 6-[4-（三甲基硅氧基）-1-甲基丁基]-4-羟基-3-丙酰基-4H-吡喃-2-酮（3）的合成 在氮气保护下向干燥三口瓶中依次加入无水四氢呋喃（500 mL），加入二异丙胺（27.24mL，195.71mmol），混合液冷却至-78℃，滴加 n-BuLi （77 mL，2.5 mol·L-1，192.65 mmol），滴完混合液升温至0℃，并且保温搅拌0.5 h，再冷却到-78℃，滴加化合物 2（12 g，61.16 mmol）的四氢呋喃溶液（50 mL）,混合液在-78℃下搅拌1h，再缓慢滴加化合物 S1［5］（22g，73.39mmol）的 THF 溶液（50mL），滴完混合液在-78℃下再搅拌 45 min，用饱和 NH4Cl水溶液淬灭，加乙酸乙酯（3×200 mL）提取，有机相合并，无水Na2SO4干燥，过滤，滤液浓缩得到黄色油状物，经硅胶柱色谱分离 (PE/EA=50:1～10: 1)，得到浅黄色油状物 3（20.2 g），收率90%。 ESI-MS(m/z):369[M+H]+；1H-NMR δ(400 MHz,CDCl3):5.93(s,1H)，3.60(t,J=6.0 Hz,2H)，3.12(q,J=7.2 Hz,2H)，2.60(m,1H)，1.48-1.76(m,4H)，1.25(d,J=7.2 Hz,3H)，1.17(t,J=7.2 Hz,3H)，0.90(s,9H);0.04(s,6H)。

2.2.4 6-（4-羟基-1-甲基丁基）-4-羟基-3-丙酰基-4H-吡喃-2-酮（4）的合成 反应瓶中加入化合物 3 （20.2 g，54.81 mmol），AcOH/THF/H2O（3: 1: 1）的混合溶液300 mL，室温搅拌16 h。混合液加H2O（50 mL）稀释，加乙酸乙酯（3×150 mL）提取，有机相依次用饱和 NaHCO3（100 mL）、饱和食盐水（80 mL）洗涤，无水Na2SO4干燥，过滤，滤液浓缩，粗品经硅胶柱层析得到淡黄色油状物4（10.3 g），收率74%。ESI-MS(m/z):255[M+H]+；1H-NMR δ(400 MHz,CDCl3):5.94(s,1H)，3.66(t,J=6.4 Hz,2H)，3.11(q,J=7.2 Hz,2H)，2.61(m,1H)，1.79(m,1H)，1.60-1.64(m,3H)，1.27(d,J=7.2 Hz,3H)，1.17(t,J=7.2 Hz,3H)。

2.2.5 4-(4-羟基-6-氧代-5-丙酰基-6H-吡喃-2-基)戊醛（5）的合成 反应瓶中加入DMSO（90 mL）室温搅拌，一次性加入 IBX（12.56 g，44.85 mmol），搅拌 5 min 溶解，滴加化合物 4（7.6 g，29.2 mmol）的DMSO 溶液（15 mL），混合液控温 30℃、搅拌 2 h，然后加入80 mL水，充分搅拌，有大量的白色固体析出，过滤，滤饼用少量乙酸乙酯洗涤，滤液用乙酸乙酯提取（3×50 mL），合并乙酸乙酯，用水（50 mL）、饱和食盐水（50 mL）洗涤，无水 MgSO4干燥，过滤，滤液浓缩，浓缩液经硅胶柱层析得到黄色油状物5（5.24 g），收率 69%。ESI-MS(m/z):253[M+H]+；1HNMR δ(400 MHz,CDCl3):9.77(s,1H)，5.95(s,1H)，3.11(q,J=7.2 Hz,2H)，2.65(m,1H)，2.51(t,J=7.2 Hz,2H)，1.89-2.04(m,2H)，1.28(d,J=7.2 Hz,3H)，1.16(t,J=7.2 Hz,3H)。

2.2.6 (2E)-6-(4-羟基-6-氧代-5-丙酰基-6H-吡喃-2-基)庚-2-烯酸甲酯（6）的合成 反应瓶中加入膦酰乙酸三甲酯(9.35 g，51.15 mmol),四氢呋喃（90 mL）室温搅拌，加入 NaH（1.97 g，49.19 mmol，60%），混合液室温搅拌15 min，滴加化合物6（4.96 g，19.67 mmol）的四氢呋喃溶液（10 mL），加完反应液室温搅拌1.5 h，加饱和氯化铵水溶液30 mL淬灭，混合液用乙酸乙酯（3×80 mL）提取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩，得到的粗品经硅胶柱层析（PE/EA=20: 1～5: 1）得到淡黄色固体 4.8 g，收率 80%。 ESI-MS(m/z):309[M+H]+；1H-NMR δ (400 MHz,CDCl3):6.92(dt,J=6.8,15.6 Hz,1H)，5.93(s,1H)，5.83(d,J=15.6 Hz,1H)，3.73(s,3H)，3.12(q,J=7.2 Hz,2H)，2.60(m,1H)，2.22(m,2H)，1.91(m,1H)，1.68(m,1H)，1.27(d,J=7.2 Hz,3H)，1.17(t,J=7.2 Hz,3H)。

2.2.7 (2E)-6-｛5-[（2E,4E)-2,5-二甲基壬-2,4-二烯酰基]-4-羟基-6-氧代-6H-吡喃-2-基｝庚-2-烯酸甲酯（7）的合成 干燥三口瓶中，氮气保护下加入化合物 6（3.13 g，10.15 mmol）、无水二氯甲烷（175mL），搅拌溶解，混合液冷却至-78℃，缓慢滴加新蒸馏的TiCl4（4.47 mL，40.6 mmol），低温下搅拌 20 min，再滴加二异丙基乙胺 （8.53 mL，48.73 mmol），混合液-78℃下搅拌 3 h， 缓慢滴加化合物 S2［5］（4.48 g，35.53 mmol）的二氯甲烷溶液（35 mL），继续搅拌 1 h，升温至0℃搅拌30 min，加30 mL蒸馏水淬灭，混合液用DCM（3×80 mL）提取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，粗品经硅胶柱层析得到黄色油状物1.83 g，收率 13%。 ESI-MS(m/z):309[M+H]+；1H-NMR δ(400 MHz,CDCl3):7.00(d,J=11.6 Hz,1H)，6.92(dt,J=6.8,15.6 Hz,1H)，6.16(d,J=11.6 Hz,1H)， 5.95(s,1H)，5.84(d,J=15.6 Hz,1H)，3.73(s,3H)， 2.61(m,1H)，2.24(m,2H)，2.17(m,2H)，2.0(s,3H),1.92(m,1H)，1.85(s,3H)，1.67(m,1H)，1.45(m,2H)， 1.30(m,2H)，1.27(d,J=7.2 Hz,3H)，0.92(t,J=7.2 Hz,3H)。

2.2.8 (2E)-6-｛5-[(2E,4E)-2,5-二甲基壬-2,4-二烯酰基]-4-羟基-6-氧代-6H-吡喃-2-基｝庚-2-烯酸 （8）的合成 反应瓶中加入化合物7（1.83 g，4.39 mmol），加 1,4-二氧六环（250 mL）搅拌溶解，加LiOH 水溶液 （65.85 mL,65.85 mmol，1 mol·L-1水溶液），混合液室温搅拌16 h，加乙酸乙酯（200 mL）稀释，加饱和氯化铵水溶液（50 mL），用5%的盐酸溶液调节pH=2，分出有机层，水相再用乙酸乙酯 （2×100 mL）提取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得到粗品，粗品经硅胶柱层析得到纯的化合物8（1.7g），白色固体，收率 96%，ESI-MS(m/z):403[M+H]+。

2.2.9 Myxopyronin B的合成 干燥三口瓶中加入化合物8（0.5g，1.24mmol），丙酮（40mL）搅拌溶解，冷却至 0℃，加入二异丙基乙胺（0.52mL，2.95mmol）、氯甲酸乙酯(0.25 mL,2.72 mmol)，反应液在 0°C 搅拌 1.5 h，滴加 NaN3（387 mg，5.96 mmol）的水溶液 6.8 mL，混合液在0°C搅拌70 min，然后加冰水淬灭，用新蒸馏的甲苯（3×50 mL）萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液减压浓缩，粗品加干燥的甲苯溶解，加热回流2 h，生成异氰酸酯中间体，加入无水甲醇（40 mL），混合液继续加热回流13 h，然后减压浓缩至干，得到黄色油状物，粗品经反相柱色谱纯化得到黄色油状物400 mg， 收率 75%。 IR (neat)νmax:3315,2931,1734,1681 cm-1；UV (methanol):λmax213,298 nm；ESI-MS(m/z):432[M+H]+；1H-NMR δ(400 MHz,CD3OD):7.11(d,J=11.2 Hz,1H),6.36(d,J=14.0 Hz,1H),6.23(d,J=11.6 Hz,1H),6.07(s,1H),5.00(dt,J=6.8,14.0 Hz,1H),3.62(s,3H);2.64(m,1H),2.18(t,J=7.6 Hz,2H),1.97(m,2H),1.90(s,3H),1.78(s,3H),1.73(m,1H),1.55(m,1H),1.49(m,2H),1.31(m,2H),1.21(d,J=6.8 Hz,3H),0.90(t,J=7.2 Hz,3H)。13C-NMR (100 MHz,CD3OD)δ199.1,175.2,173.2,165.0,156.9,151.6,138.4,135.2,126.1,122.3,110.7,102.6,101.9,52.8,41.6,39.2,35.9,31.3,29.7,23.6,18.6,17.4,14.4,11.9。

3 讨 论

本研究报道了一种Myxopyronin的合成方法，该方法与目前报道的合成方法［5］相比较，具有以下的优点:（1）化合物4用IBX氧化条件温和，后处理简单，原方法用Dess-Martin试剂氧化，需要无水操作，后处理麻烦；（2）羟醛缩合时的方法更加合理，原方法在-78℃反应72 h，实验发现延长时间并不能提高反应液中产品（化合物 7）的比例［7］；（3）克提斯重排收率稍高，该反应的原料越纯，反应的收率越高。

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