(±)1-[(苯甲酰氨基)甲基]-1,2,3,4-四氢异喹啉的化学拆分研究

郑小红，陈洁忠，胡清伟，张小娟

(1.重庆医药高等专科学校 药学院，重庆 400030；2.济源职业技术学院 护理系，河南 济源 459000；3.重庆医药高等专科学校 护理学院，重庆 400030)



(±)1-[(苯甲酰氨基)甲基]-1,2,3,4-四氢异喹啉的化学拆分研究

郑小红1，陈洁忠2，胡清伟1，张小娟3Δ

(1.重庆医药高等专科学校 药学院，重庆 400030；2.济源职业技术学院 护理系，河南 济源 459000；3.重庆医药高等专科学校 护理学院，重庆 400030)

目的 获得1-[(苯甲酰氨基)甲基]-1,2,3,4-四氢异喹啉(BTIQ)的2种旋光异构体。方法 以(±)BTIQ为原料，光学纯樟脑磺酸为拆分剂，在丙酮中对其进行反复拆分，比旋光度检测拆分产物。对BTIQ拆分所得产物进行水解，将水解所得产物1,2,3,4-四氢异喹啉(ATIQ)的比旋光度与文献报道值进行比较。结果 经2次反复拆分后产物比旋光度不再发生变化，证明所得产物旋光纯度较高，所得到的(-)BTIQ异构体收率27.52%(按最高收率50%计算)，比旋光度为-35.65°(CH2Cl2，C=0.5)；(+)BTIQ收率31.55%(按最高收率50%计算)，比旋光度为+35.17°(CH2Cl2，C=0.5)。BTIQ拆分后水解产物ATIQ的比旋光度与文献报道值一致。结论 通过拆分法成功同时获得了(-)BTIQ和(+)BTIQ对映异构体，所得产物收率和光学纯度均较高，为一步开发高效低毒的手性抗血吸虫药吡喹酮及其他含有四氢异喹啉结构的手性药物奠定了基础。

四氢异喹啉；化学拆分；樟脑磺酸

血吸虫病是一种危害严重的热带和亚热带流行病，目前全球有76个国家和地区约2亿人感染血吸虫病[1]，近8亿人面临感染威胁，特别是儿童。感染地区以农业为主的经济欠发达国家为主，此病给本不富裕的国家和家庭带来沉重经济负担和社会健康问题[2]。各国血吸虫病专家一直致力于研制新型血吸虫病的治疗药物和治疗手段，如多元不饱和花生四烯酸在体外和动物实验中均被证明具有较强的抗血吸虫作用[3]，而最近埃及血吸虫病学者正在研制的几种疫苗在预防血吸虫病方面的实验结果令人鼓舞[4]。但目前为止，吡喹酮仍然是世界公认的治疗血吸虫病的首选化学治疗药物，目前尚未发现有其他药物可以替代或超越吡喹酮的抗血吸虫作用[5]，遗憾的是吡喹酮的作用机理至今还不明确。

吡喹酮的化学结构中含有一个手性碳原子(见图1)，现临床上均以其消旋体入药。国内外研究表明吡喹酮左旋体是优势构型[6-8]，而右旋体是造成药物发苦及其他副作用的主要原因[9]，对吡喹酮衍生物的研究同样表明R构型在体内外试验中均显示出比S构型更高的药理活性[10]，因此制备高效低毒的吡喹酮优势异构体是血吸虫病专业防治机构及其他相关专家学者共同关心的问题。

迄今为止，文献报道要获取手性吡喹酮主要有不对称催化合成[11]、逆流色谱联合重结晶[12]及对吡喹酮合成中间体吡喹胺进行化学拆分[13]这几种方式，但这些方法试剂昂贵、操作繁琐，收率较低，并没有被广泛应用于吡喹酮药物的生产。

1-(苯甲酰氨基)甲基-1,2,3,4-四氢异喹啉(BTIQ)是我国现代工业化生产吡喹酮的重要中间体[14]，如能获得其光学异构体，可在不改变现有工业化生产路线的情况下实现手性吡喹酮药物的生产。本文拟采用价廉易得的手性拆分剂樟脑磺酸与(±)BTIQ进行反应生成一对非对映异构体盐，再利用其溶解度的差异从而实现对(±)BTIQ的化学拆分。将拆分产物进行水解，通过水解产物1,2,3,4-四氢异喹啉的比旋光度值与文献值进行比较以判断此方法的有效性，(±)BTIQ的拆分及水解路线，以考察拆分产物的旋光性质。见图1。

图1 (±)1-(苯甲酰氨基)甲基-1,2,3,4-四氢异喹啉(BTIQ)的拆分及四氢异喹啉的合成路线Fig.1 The route of resolution from (±)BTIQ and the synthetic route of tetrahydroisoquinoline

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂 WZZ-1型自动指示旋光仪(上海物理光学仪器厂)；PB602-E型电子天平(上海梅特勒托利多公司)。L-(-)和D-(+)樟脑磺酸(分析纯，上海晶纯试剂有限公司)；(±)BTIQ(由重庆医科大学药物化学与生物材料研究室提供，含量>99%)；二氯甲烷、丙酮等试剂均为国产分析纯。

1.2 方法

1.2.1 (±)BTIQ的化学拆分：

① 将11.42g(0.04 mol)(±)BTIQ用100 mL丙酮溶解，向其中按摩尔比1︰0.5的比例加入0.02 mol光学纯L-(-)樟脑磺酸拆分剂，持续搅拌30 min，再于4 ℃静置24 h，有大量白色粉末状固体析出。

② 过滤，用15 mL冰丙酮分3次洗涤滤饼，收集滤液备用。滤饼用过量1.0 mol/L氢氧化钠溶液碱化处理(使BTIQ游离出来)，碱化后水溶液用30 mL二氯甲烷分3次萃取，收集并合并有机层，减压蒸馏并干燥，得到白色粉末1.97 g，其比旋光度值为[α]20=-22.56(CH2Cl2， C=0.5)，记为(-)BTIQ-1。

③ 向步骤“②”的滤液继续加入0.02 mol光学纯D-(+)樟脑磺酸拆分剂，重复上述步骤①和②，得到白色粉末，记为(+)BTIQ-1。

为提高产物光学纯度，将步骤②和③中所得拆分产物进行2次重复拆分，拆分方法同上，(-)BTIQ-1或(+)BTIQ-1与拆分剂樟脑磺酸的摩尔比为1︰0.8。第2次反复拆分产物分别记为(-)BTIQ-2和(+)BTIQ-2，第3次反复拆分产物记为(-)BTIQ-3和(+)BTIQ-3。

1.2.2 (±)BTIQ的水解：称取0.56 g(2 mmol)(-)BTIQ置于100 mL单口圆底烧瓶中，加入2 mol/L盐酸溶液20 mL，磁力搅拌，加热回流，薄层色谱监控反应进程，4 h后停止加热和搅拌，反应液冷却至室温，有片状晶体析出，过滤，收集滤液，减压旋转蒸发进行浓缩，得到淡黄色油状物。向油状物中加入10 mL乙腈后进行磁力搅拌，逐渐析出白色固体，持续搅拌30 min后不再有白色固体析出，过滤，干燥。

2 结果

2.1 (±)BTIQ的化学拆分 (-)BTIQ-1为白色粉末1.97g，其比旋光度值为[α]20=-22.56(CH2Cl2，C=0.5)。(+)BTIQ-1为白色粉末2.73g，其比旋光度值为[α]20=+24.02(CH2Cl2， C=0.5)，3次重复拆分结果见表1。

表1 (-)BTIQ和(+)BTIQ的拆分收率及比旋光度测定数据 (CH2Cl2，C=0.5，n=3)Tab.1 The yield and specific rotation of (-)BTIQ and (+) BTIQ(CH2Cl2，C=0.5，n=3)

2.2 (±)BTIQ的水解 得白色粉末，熔点为265 ℃～267 ℃，与文献报道值吻合[15]，经测定其比旋光度值为[α]20=-79.90(CHCl3，C=1.0)，与Roszkowski等[11]采用手性催化合成所得产物进行比较是吻合的[文献：[α]20=-78.7(CHCl3，C=1.0)。同法，可得(+)ATIQ，比旋光度值为[α]20=+77.70(CHCl3，C=1.0)。

3 讨论

化学拆分法是获得单一对映体的重要手段之一，它是指在化学拆分试剂作用下生成非对映异构体，再利用产物物理性质的不同而实现手性物质的分离，这种方法不需要复杂的设备，加上操作简单，所以至今仍然是获得手性药物的常用方法，在化学拆分法分离过程中拆分剂和拆分溶剂的选择是关键因素[16]。

3.1 拆分剂的选择 本文所拆分的(±)BTIQ属于四氢异喹啉类生物碱，呈碱性，可供选择的手性拆分试剂常见的有酒石酸、扁桃酸、Mosher酸、樟脑磺酸等，但(±)BTIQ结构中是一个仲胺结构，碱性较弱，因此选择了酸性相对较强的樟脑磺酸为拆分剂，通过简单酸碱成盐原理生成得到非对映异构体，成盐反应条件温和，再利用其溶解度的差别从而实现分离。

3.2 拆分溶剂的选择 在拆分溶剂的选择上，研究分别采用常用的3种实验室溶剂乙醇、丙酮和正丁醇为考察对象对(±)BTIQ进行拆分，其收率(%，最高为50%计)和比旋光度[α]20(CH2Cl2，C=0.5)分别为25.70%、-19.81；31.12%、-20.06；34.50%、-22.56。由此可知在丙酮中进行拆分产物的收率较高，同时产物的旋光纯度也是最高的，因此在后续的实验中采用丙酮作为拆分溶剂。

3.3 拆分产物旋光纯度的考察 考虑实验条件的普遍性和价格等因素，本文首先采用测定比旋光度值来判断产物的旋光纯度。由于本文所采用的拆分的方法及产物的比旋光度值尚无文献报道，为验证此方法的有效性和产物的比旋光度，本研究对拆分产物进行3次重复拆分，第二次重复拆分所得产物的旋光度值比第一次明显提高，说明重复拆分有利于提高产物的旋光纯度，但第三次拆分后产物的比旋光度值不再发生变化且产物收率有所下降，提示第二次拆分产物已具有较高的旋光纯度，增加拆分次数不但不能提高旋光纯度反而降低了产物收率。

为进一步考察产物的旋光纯度，将第二次拆分后的产物(-)BTIQ-2和(+)BTIQ-2进行水解后得到(-)ATIQ和(+)ATIQ，经比旋光度测定，与Piotr Roszkowski等[11]采用手性催化合成所得产物进行比较可知，本方法所得产物的比旋光度值比采用手性催化所得产物一致，从而再次证明采用本文方法经2次拆分后所得产物旋光纯度高。

3.4 拆分原理的探讨 根据化学拆分法的基本原理，需要向消旋体中加入等摩尔比的光学纯拆分试剂，形成一对非对映异构体，再利用其溶解度的差异将其分开[17]。这种方法的主要问题是所生成的一对非对映体在化学结构上也非常相似，根据相似相溶的原理，很难筛选到适合的溶剂将一对非对映异构体很好地分开，实际操作中为提高产物的光学纯度往往需要多次重结晶从而降低了拆分效率。

根据动力学拆分原理[18]，手性试剂与外消旋体发生反应生成非对映异构体所需的活化能不同，反应速度就不同，当手性试剂物质的量少于外消旋体物质的量时，反应速度快的对映异构体首先发生反应，从而主要剩下反应速度相对慢的对映异构体。

为提高拆分效率，同时更方便快捷地选择适合的溶剂，本文创新性联合利用化学拆分法和动力学拆分法原理，在消旋体与拆分剂的摩尔比选择上，本研究没有按化学拆分法选择1:1的传统比例，而是只加入了(±)BTIQ一半量的左旋樟脑磺酸作为拆分剂，此时，反应速度快的(-)BTIQ异构体首先与拆分剂发生反应生成盐，剩下的主要是反应速度较慢的另外一种异构体(+)BTIQ，从而拉大了溶解度差异，利于拆分溶剂的快速筛选。但在成盐反应中反应速度慢的(+)BTIQ异构体也有少部分与拆分剂反应生成盐，所以需要进行重复拆分，以提高产物的旋光纯度。

本研究以消旋1-(苯甲酰氨基)甲基-1,2,3,4-四氢异喹啉为原料，采用手性樟脑磺酸为拆分剂，在丙酮溶剂中，经2次反复拆分可同时获得一对对映异构体。该方法操作简单，拆分效率高，同时初步证明产物具有较高的光学纯度，为一步开发高效低毒的手性抗血吸虫药吡喹酮提供新方法和新选择，从而也将为阐明手性吡喹酮的抗血吸虫作用机制奠定物质基础。同时，该方法所获得的(+)和(-)BTIQ也将会为合成含有四氢异喹啉结构的其他手性药物提供重要的手性药物中间体，具有进一步深入研究的价值。

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(编校：王冬梅)

Chemical resolution on (±)1-(Benzamidomethyl)-1,2,3,4-tetrahydro-isoquinoline

ZHENG Xiao-hong1, CHEN Jie-zhong2, HU Qing-wei1, ZHANG Xiao-juan3Δ

(1.Department of Pharmacy, Chongqing Medical and pharmaceutical College, Chongqing 400030, China; 2.Department of Nursing, Jiyuan Vocational and Technical College, Jiyuan 459000, China; 3.Department of Nursing, Chongqing Medical and Pharmaceutical College, Chongqing 400030, China)

ObjectiveTo obtain two types of optical isomers from 1-(Benzamidomethyl)-1,2,3,4-tetrahydro-isoquinoline(BTIQ). Methods(±)BTIQ as raw materials, optically pure camphor sulfonic acid as resolution agent was used and repeated resolution in acetone, And the resolution product was detected by specific optical rotation. The product of BTIQ was hydrolyzed, and the ratio of ATIQ was compared with that of the literature. ResultsAfter two repeated chemical resolutions, the specific rotations of both enantiomers are no longer changed. It was showed that the products of higher optical purity. The specific rotation of both isomers are -35.65°(CH2Cl2, C=0.5)with the yield of 27.52%，and +35.17°(CH2Cl2, C=0.5) with the yield of 31.55% respectively. The specific rotation value of chiral 1,2,3,4-tetrahydroisoquino line (ATIQ) which was the hydrolysis product of BTIQ consistent with values reported in the literature.ConclusionThe (-)BTIQ and (+) BTIQ enantiomers were successfully obtained by the method of resolution, and the yield and optical purity of the obtained products are higher, laying the foundation for the further development of high efficiency, low toxicity of chiral schistosomicide (praziquantel) and other containing tetrahydroisoquinoline structure of chiral drugs.

tetrahydroisoquinoline; chemical resolution; camphor sulfonic acid

重庆市卫生和计划生育委员会面上项目(20142120)

郑小红，女，博士，讲师，研究方向：抗微生物药物合成、筛选及作用机制，E-mail：liuyincen@163.com；张小娟，通讯作者，女，博士，副教授，研究方向：儿科药物开发与研究，E-mail：iwishhh@163.com。

R961

A

1005-1678(2015)08-0170-04