β-3,4-二甲氧基苯基乳酸氨基酸衍生物的合成 *

李荣杰, 赵 岩, 杨 慧

(1.内蒙古医科大学附属医院药剂部,内蒙古呼和浩特010050; 2.内蒙古医科大学药学院)

丹参素是中药丹参水溶性成分中抗心肌缺血的主要成分[1～3],其化学名为D-(+)-(3,4-二羟基苯基)乳酸((D)-(+)-3,4-hydroxybenyl lactic acid)。丹参素分子结构具有邻二酚羟基及α-羟基羧酸的结构,易发生氧化、性质不稳定,且极性大、脂溶性差,使得其口服生物利用度相对较差,影响了其在临床中的应用。多年来不断有学者对丹参素的结构进行修饰[4～9],包括酚羟基的醚化、酯化以及α-羟基羧酸的酯化、酰胺化,以求得到稳定性好、生物利用度高的丹参素衍生物。

初步的药理试验显示[10],苯基乳酸是丹参素的药效基团,将丹参素的酚羟基醚化后体外细胞活性与丹参素相当。一些研究还表明[11,12],在药物分子结构中引入氨基酸,可改善药物的溶解性、提高药物的细胞渗透性,增强药物的药效,同时降低药物的细胞毒作用。因此,本研究设计在保留苯基乳酸基本结构的基础上,将丹参素的酚羟基甲基化,并将其羧基与不同结构的氨基酸成酰胺,制得了4个α-羟基-β-(3,4-二甲氧基苯基)丙酰胺衍生物,以提高其稳定性,改善其脂溶性,为开发丹参素类单体药物提供新的结构信息。

1 实验部分

1.1 主要实验仪器

XT4A型双目显微熔点仪;RE-52A型旋转蒸发器;CCA-20型循环水泵;CL-2型磁力搅拌器;ZF-1型紫外分析仪; Agilent1100 LC-MSD-Trap-SL质谱仪;Bruker400型核磁共振波谱仪,avanceIII500型核磁共振波谱仪。

1.2 实验方法

以3,4-二甲氧基苯甲醛为原料,与乙酰甘氨酸在醋酐和无水醋酸钠的条件下缩合,再经开环、水解、还原制得3,4-二甲氧基苯基乳酸IV,再与氨基酸通过DCC缩合成目标化合物 。

1.2.12-甲基-4-(3,4-二甲氧基苄叉基)噁唑酮(化合物II)的合成 在250mL的三颈瓶中加入无水乙酸酐100mL,加热至80℃,剧烈搅拌下依次加入3.4-二甲氧基苯甲醛41.5g(0.25mol),乙酰甘氨酸35.1g(0.3mol),无水乙酸钠24.6g(0.3mol),维持80～90℃反应3.5h,升温至100～110℃反应0.5h,反应完毕后将反应液冷却至室温,将300mL水分批加入反应物,搅拌后静置,大量固体析出,抽滤,得橘黄色固体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圆底烧瓶中加入化合物II12.35g(0.05mol),50%丙酮溶液150mL,加热回流反应3.5h,反应液静置过夜,析出固体,抽滤、蒸馏水洗涤、干燥得白色固体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三颈瓶中,再加入新制备的锌汞齐5.0g,1mol/L的盐酸溶液100mL,加热回流反应7h,冷却过滤除去残渣,滤液用乙酸乙酯(50mL×4)萃取,有机相经无水硫酸镁干燥,减压除去溶剂,得白色固体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 将无水甲醇(或无水乙醇)冰盐浴下冷却至-10℃,滴加二氯亚砜(2eq.),保持温度在-10℃以下。滴毕,室温反应1h,加入干燥的氨基酸(1eq),室温搅拌3h后,加热回流40min,冷却后析出结晶,过滤后即为相应氨基酸甲酯(或乙酯)盐酸盐。

1.2.5β-3,4-二甲氧基苯基-α-羟基-N-(乙氧羰基甲基)丙酰胺(Com-a)的合成 在100mL三颈瓶中,加入化合物V0.68g(3mmol)、DCC0.62g(3mmol)和无水四氢呋喃15mL,搅拌使固体溶解,冰盐浴降温至-15～-10℃后,加入HOSU0.35g(3mmol),搅拌反应30min,加入甘氨酸乙酯盐酸盐0.46g(3.3mmol),滴加三乙胺调pH至7-8,冰浴反应2h后,室温搅拌反应过夜,滤除不溶物,滤液减压除去溶剂,残留物经柱层析(洗脱剂:V(石油醚):V(丙酮)=10∶1)得白色固体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。

同法制备:

β-(3,4-二甲氧基苯基)-α-羟基-N-(2-甲基-1-甲氧羰基丙基)丙酰胺(Com-b),淡黄色固体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-羟基-N-(1-甲氧羰基乙基)丙酰胺(Com-c),无色油状物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-羟基-N-(1,2-二乙氧羰基乙基)丙酰胺(Com-d),淡黄色油状物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 讨论

2.1 3,4-二甲氧基苯基乳酸(化合物V)合成方法的研究

(1)参照文献的方法[13],其中间体化合物III的制备使用水或者丙酮/水为溶剂,本文对该步反应过程中所使用丙酮和水的比例进行了摸索,结果显示,使用50%的丙酮水溶液时,可以在保证产率较高的同时最大程度的缩短反应时间;(2)中间体化合物IV的制备中的水解反应在酸性条件下进行;化合物V的制备使用锌汞齐做还原剂发生还原反应,也在酸性条件下进行。因此,本实验尝试不经分离化合物IV,采用一锅法制备化合物V,并对反应中使用的盐酸浓度进行了考察。结果表明,水解和还原反应可一步完成,盐酸浓度为1mol/L 为宜,即化合物III在1mol/L盐酸溶液中与锌汞齐加热回流7h,不经过化合物IV的分离,直接制备化合物IV,有效缩短了反应时间,同时所得产品杂质少、后处理简单,且产率比分步反应提高了15%。

2.2 目标化合物的合成

化合物V与氨基酸酯缩合成酰胺采用DCC/HOSU缩合反应,反应生成的DCU(N,N-二环己基脲)不易完全除去,将粗品溶于乙酸乙酯后冷冻过夜,DCU可析出,经过滤除去。

3 结论

本文以3,4-二甲氧基苯甲醛为原料,合成了4个β-3,4-二甲氧基苯基乳酸氨基酸衍生物,采用1HNMR和MS(ESI)进行了结构确证。设计合成的甲基醚化的氨基酸衍生物性质稳定,脂溶性增加,引入的氨基酸还有可能增加药物的细胞渗透性及药效,在体内进行O-去甲基代谢与酰胺的水解代谢后可形成丹参素发挥作用。