4375-07-9 / 表鬼臼毒素的全合成方法

背景及概述^[1]

表鬼臼毒素是從小檗科鬼臼屬植物鬼臼的根莖中分離得到的木脂素類化合物，具有顯著的抗腫瘤活性，主要通過作用于微管蛋白和DNA拓撲異構酶Ⅱ而產生細胞毒活性發揮抗腫瘤作用，但因其對胃及腸道毒副作用較大，所以不適于直接在臨床上應用。20世紀50年代初開始，國內外對鬼臼類化合物的結構改造做了大量工作，瑞士Sandoz公司開發的依托伯甙(Etoposide)、替尼伯甙(Teniposide)和磷酸依托伯甙(Etopophos)已在臨床上用于胃癌、肺癌、乳腺癌、膀胱癌、睪丸癌和卵巢癌等疾病的治療。近年來具有更佳藥理學和藥代動力學性質的表鬼臼毒素衍生物相繼被發現如NK-611、GL-331、TOP-53、F11782和F14512等，其中GL-331能克服多種腫瘤細胞系引起的多藥耐藥性，現已進入2期臨床試驗階段;TOP-53對高度耐受依托伯甙的突變性酵母菌2型酶顯示出很強的抑制作用，現在也已進入1期臨床試驗階段。

制備^[1-2]

1、β-乙烯基-γ-丁內酯(2)的制備

將2-烯-1，4-丁二醇17.90g(203.16mmol)、對苯二酚4.47g(40.63mmol)和三乙氧基乙烷65.91g(406.31mmol)加入反應瓶中，加熱到130℃，攪拌2h揮去生成的乙醇。升溫到145℃攪拌24h，冷卻反應液到室溫，減壓蒸餾(14mmHg)，收集96～98℃的餾分。得到化合物218.65g，收率為81.87%。

2、(3R)-3-羥甲基-N-((S)-1-苯乙基)-4-戊烯酰胺(3)的制備

將化合物2 18.60g(166.07mmol)、(S)-1-苯乙胺21.10g(174.37mmol)和鈦酸四異丙酯56.60g(199.29mmol)溶解在200mL干燥的四氫呋喃中，80℃回流，攪拌過夜。TLC檢測反應完畢后，將反應液冷卻至室溫，加入150mL乙酸乙酯稀釋反應液，用2mol/L的HCl溶液100mL洗滌，分液，水層用乙酸乙酯(100mL×2)萃取。合并有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，過濾濃縮經CH₂Cl₂/CH₃OH40∶1柱層析分離，得到白色固體32.00g，收率為82.71%。將32.00g的固體化合物溶解在160mL苯中，加熱到100℃此時固體全部溶解，自然冷卻至室溫，有晶體析出后過濾收集晶體。將母液冷卻至-10℃攪拌過夜，過濾析出的晶體。再向母液中加入160mL乙醚攪拌20min后，靜置3h過濾析出的晶體，共收集15.17g化合物3，收率為47.40%，經氣質聯用儀檢測純度為97.93%。

3、(3S)-3-乙烯基-4-丁內酯(4)的制備

將化合物3 15.10g(64.81mmol)溶解在200mL1，4-二氧六環中，加入2mol/LH2SO4溶液130mL，反應液在85℃下攪拌12h。TLC檢測反應完畢后，停止加熱并冷卻至室溫，用二氯甲烷(200mL×3)萃取，合并有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，過濾濃縮得6.90g淺黃色油狀液體4，收率為95.05%。

4、(2R，3S)-3-乙烯基-2-(1-羥基-3'，4'，5'-三甲氧基苯甲基)-4-丁內酯(5)的制備

將二異丙胺（303μL，217 mg，2.14 mmol，1.20當量）溶于10 mL無水THF中。將反應混合物冷卻至0°C。向反應混合物中加入丁基鋰（785μL，1.96 mmol，1.10 eq，2.5 M己烷溶液）。將反應混合物攪拌15分鐘。將混合物冷卻至-78°C。向反應混合物中加入谷口內酯（200 mg，1.78 mmol，1.00eq）。再攪拌溶液30分鐘。將3,4,5-三甲氧基苯甲醛（385 mg，1.96 mmol，1.10 eq，溶于5 mL THF）滴加到反應混合物中。保持反應在低溫下。再過3小時后，通過快速加入飽和NH₄Cl水溶液（20 mL）在-78°C的溫度下淬滅反應。將反應混合物溫熱至室溫。用Et₂O（2×20mL）萃取分離的水層。合并的有機層用飽和NaHCO₃水溶液（10mL）和飽和NaCl水溶液（10mL）洗滌。用Na₂SO₄干燥合并的有機層。過濾合并的有機層。在減壓下濃縮合并的有機層。通過快速色譜法（3 x 15 cm，P：Et₂O = 1：9 [Et₂O）純化粗產物，從而獲得以erythro：threo = 52:48的非對映異構體混合物形式的產物。將化合物4 6.85g參見上述方法合成化合物5，得到淺黃色固體化合物517.63g，收率93.62%。EI-MSm/z:326M+NH₄］⁺。

5、(3S)-2［1-(3'，4'，5'-三甲氧基苯基)-1-(2-羥基-4，5-亞甲二氧基苯基)］-3-乙烯基-4-丁內酯(6)的制備

將陽離子前體（326 mg，1.06 mmol，1.00當量）和芝麻酚（584 mg，4.23 mmol，4.00當量）溶于20 mL無水CH₂Cl₂中。向反應混合物中加入FeCl₃（8.6 mg，52.9μmol，5 mol％）。將溶液在60°C攪拌20分鐘。加入飽和碳酸氫鈉水溶液（10 mL）淬滅反應。用Et₂O（2×10mL）萃取分離的水層。用飽和NaCl水溶液（10mL）洗滌合并的有機層。用Na₂SO₄干燥合并的有機層。過濾合并的有機層。在減壓下濃縮合并的有機層。通過快速色譜法（2 x 15 cm，P：Et₂O = 1：9）純化粗產物，以96：4的非對映異構體混合物形式獲得產物。將化合物5 17.60g參見上述方法合成化合物6，得到黃白色固體624.13g，收率為98.69%。

6、(3S)-2［1-(3'，4'，5'-三甲氧基苯基)-1-(2-三氟甲磺氧基-4，5-亞甲二氧基苯基)］-3-乙烯基-4-丁內酯(7)的制備

將相應的苯酚（382 mg，892μmol，1.00當量）溶解在20 mL無水CH₂Cl₂中。將反應混合物冷卻至-10°C。向反應混合物中添加NEt₃（247μL，180 mg，1.78 mmol，2.00當量）和Tf₂O（222μL，377 mg，1.34 mmol，1.50當量）。將混合物在-10°C下攪拌25分鐘。加入飽和NaHCO₃水溶液（10 mL）淬滅反應。用Et₂O（2×10 mL）萃取分離的水層。合并的有機層用2 N HCl（10 mL）和飽和NaCl水溶液（10 mL）洗滌。用Na₂SO₄干燥合并的有機層。過濾合并的有機層。在減壓下濃縮合并的有機層。通過快速色譜法（2 x 15 cm，P：Et₂O = 2：8）純化粗產物，以獲得作為單一非對映異構體的產物（在此階段可以分離前一個反應中生成的次要非對映異構體）。將化合物6 24.10g參見上述方法合成化合物7，得黃色固體化合物727.00g，收率為85.63%。

7、1-(3'，4'，5'-三甲氧基苯基)-2，3反式丁內酯-6，7-亞甲二氧基-4-烯-1，2，3，4-四氫萘表鬼臼毒素(8)的制備

將相應的三氟甲磺酸酯（400 mg，714μmol，1.00當量）溶解在40 mL干燥的無氧MeCN中（通過用氬氣進行超聲波吹掃脫氣）。向反應混合物中加入PPh₃（56.2 mg，214μmol，0.30當量），K₂CO₃（296 mg，2.14 mmol，3.00當量）和Pd（OAc）₂（16.0 mg，71.4μmol，10 mol％）。將混合物加熱至80°C（較高溫度導致進一步分解）。將反應混合物在80℃下攪拌20小時。將反應混合物冷卻至室溫。將懸浮液過濾在硅膠短墊上。用另外的200 mL CH₂Cl₂洗滌懸浮液。減壓濃縮懸浮液。通過快速色譜法（2×15cm，P∶Et₂O ＝ 2∶8）純化獲得的粗產物，以獲得（-）-4-脫氧-4-亞甲基鬼臼毒素。將化合物7 26.90g參見上述方法合成化合物8，得到乳白色固體810.75g，收率為54.60%。

8、1-(3'，4'，5'-三甲氧基苯基)-2，3反式丁內酯-6，7-亞甲二氧基-4-羰基-1，2，3，4-四氫萘表鬼臼毒素(9)的制備

將化合物8 10.70g(56.34mmol)和500mL二氯甲烷-甲醇(1∶1)加至反應瓶中，降溫至-78℃，加入吡啶11mL，向反應瓶內通入臭氧，控制臭氧流速為2L/min。TLC檢測反應完畢時，向反應液內通入氮氣以除去過量的臭氧。臭氧排出后，加入8.20g(31.32mmol)三苯基膦，室溫下攪拌3h。減壓濃縮反應液，經PE/EtOAc3∶1柱層析分離后，得到微黃色粉末狀固體98.20g，收率為76.30%。

9、1-(3'，4'，5'-三甲氧基苯基)-2，3反式丁內酯-6，7-亞甲二氧基-4-羥基-1，2，3，4-四氫萘表鬼臼毒素(1)的制備

將化合物9 8.15g(19.75mmol)溶解在40mL四氫呋喃中，降溫至-78℃，緩慢滴加19.75mL(2mol/L)硼烷四氫呋喃，攪拌24h。TLC檢測反應完畢后，停止攪拌，向反應液內加入30mL(1mol/L)的鹽酸溶液。用二氯甲烷(200mL×3)萃取，合并有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，過濾濃縮，經PE/EtOAc3∶1柱層析分離，得白色固體化合物Ⅰ3.58g，收率為43.71%，mp.154-158℃，HPLC法測純度為97.59%。

參考文獻

[1]王美慧,王桂艷,王旭,楊兆柱,杜永祥.表鬼臼毒素的合成工藝改進[J].天然產物研究與開發,2013,25(12):1722-1725+1730.