1，4－蒽醌衍生物的合成＊

孟慶山，王 鵬，宋 妮，張秀麗，李 明，顧謙群

（中國海洋大學(xué)醫(yī)藥學(xué)院海洋藥物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島266003）

蒽醌類化合物廣泛存在于自然界并且顯示出多種藥理活性［1］，一直以來受到廣泛的關(guān)注［2］。在蒽醌大家族中，9，10－蒽醌及其衍生物的研究較為廣泛和深入，1，4－蒽醌的研究相對(duì)較少。但近年來研究發(fā)現(xiàn)，1，4－蒽醌不但具有腫瘤細(xì)胞抑制活性等藥理活性［3－4］，而且是有機(jī)合成中的重要中間體［5］，在具有廣譜抗腫瘤藥物如道諾霉素［6］、光電染料和有機(jī)導(dǎo)體材料［7］的合成中具有廣泛的用途。在對(duì)海洋創(chuàng)新藥物的研究過程中，新近從紅樹林根部海泥的真菌灰綠曲霉Aspergillus glaucusHB1－19中分離得到的一個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的蒽環(huán)內(nèi)酯類化合物灰綠霉素A［8］，體外活性測(cè)試表明它具有顯著的抗腫瘤活性。為了完成對(duì)灰綠霉素A的合成和結(jié)構(gòu)改造，對(duì)其重要中間體1，4－蒽醌衍生物的合成進(jìn)行了探索，本文報(bào)道1，4－蒽醌衍生物12和14的合成。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

JEOL JNM－ECP 600 核磁共振 波譜儀 （內(nèi) 標(biāo)：TMS：?jiǎn)挝唬簆pm；室溫）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 （BUCHI，R－114：EYELA，DTC－21）、Finnigan ICQ－DECA ESI質(zhì)譜儀。

正丁基鋰、甲基苯醌、高酞酸酐為阿拉丁分析純?cè)噭?；間苯二酚、硫酸二甲酯、碳酸鉀、NCS，70%HClO4、80%NaH、丙二酸二乙酯、三甲基氯硅烷、四丁基氯化銨、氫氧化鉀、DDQ均為國產(chǎn)分析純?cè)噭槐覵ilica gel 60F254為煙臺(tái)三和產(chǎn)品，（所用溶劑如無特別說明均按常規(guī)方法精制）。

1.2 合成方法

1.2.1 1，3－二甲氧基苯（4） 氬氣保護(hù)下，將間苯二酚 （11.0g，0.1mol）溶于無水丙酮 （200mL）中，加入碳酸鉀 （41.5g，0.3mol），硫酸二甲酯 （24mL，0.3mol），回流過夜，冷至室溫，過濾，殘?jiān)帽礈?，合并濾液，減壓濃縮，濃縮液用乙酸乙酯稀釋，依次用1mol·L－1HCl溶液、飽和NaCl溶液洗滌，無水Na2SO4干燥，減壓濃縮，得黃色漿狀物4（13.3g，97.0mmol，97%），直接用于下一步反應(yīng)。

1.2.2 1－氯－2，4－二甲氧基苯（5） 氬氣保護(hù)下，將NCS（9.4g，70mmol）懸浮于四氯化碳 （35mL）中，加入化合物4（9.7g，70mmol），70%HClO4（98μL，5.6mmol），室溫反應(yīng)20h后，加入碳酸鉀 （140mg，1mmol），過濾，減壓濃縮，殘余物柱層析（石油醚∶乙酸乙酯＝40∶1）純化，得黃色漿狀物5（9.7g，56.7mmol，81%）.1H－NMR （600MHz，CDCl3）δH7.24 （d，1H，J＝8.8Hz），6.50 （d，1H，J＝2.2Hz），6.43（dd，1H，J＝8.8，2.2Hz），3.87 （s，3H），3.80（s，3H）。

1.2.3 2－（2－乙氧基羰甲基）－4，6－二甲氧基苯甲酸乙酯（6） 氬氣保護(hù)下，化合物5（4.3g，25mmol），80%NaH （4.5g，150mmol）溶于 THF （50mL），冰浴下，用微量注射泵緩慢滴加丙二酸二乙酯（15mL，100mmol），加完后冰浴下緩慢滴加新制的LDA（27mmol，3.9mL二異丙胺溶于15mL的 THF中，－20℃下，緩慢滴加2.5mol·L－1正丁基鋰11mL），反應(yīng)20min后，用30mL 1mol·L－1HCl淬滅，乙酸乙酯萃取 （30mL×3），合并有機(jī)相。有機(jī)相用飽和NaCl洗滌，無水Na2SO4干燥后，過濾，減壓濃縮，殘余物經(jīng)柱層析（石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1）純化，得黃色漿狀物 6 （3.2g，11.25mmol，45%）.1H－NMR（600MHz，CDCl3）δH6.40（s，2H），4.34（dd，2H，J＝7.1Hz），4.14（dd，2H，J＝7.1Hz），3.81（s，3H），3.80（s，3H），3.65（s，2H），1.34（t，3H，J＝7.1Hz），1.24（t，3H，J＝7.1Hz）。

1.2.4 2－羧甲基－4，6－二甲氧基苯甲酸（7） KOH（2.4g，43mmol）溶于水 （15mL），冰浴下，滴加至化合物6（3.2g，11mmol）中，加完后，升至70℃，繼續(xù)反應(yīng)2h后，冷至室溫，CH2Cl2洗滌，水相在冰浴下用濃HCl酸化至pH＝1～2，用乙酸乙酯萃?。?0mL×3），合并有機(jī)相，有機(jī)相經(jīng)飽和NaCl洗滌，無水Na2－SO4干燥，過濾，減壓濃縮，殘余物用CH2Cl2重結(jié)晶得乳黃色粉末7（2.5g，10.6mmol，96%）.1H－NMR（600MHz，DMSO－d6）δH12.44（s，2H），6.53（d，1H，J＝2.2），6.47 （d，1H，J＝2.2），3.78 （s，3H），3.76（s，3H），3.57（s，2H）。

1.2.5 6，8－二甲氧基－異色滿－1，3－二酮（8） 氬氣保護(hù)下，將化合物7（2.4g，10mmol）溶于1mL甲苯中，加入 Ac2O （1.2mL，12mmol），回流反應(yīng)2h后，冰浴冷卻至0℃，有固體析出，過濾，濾餅用正己烷洗滌。得淡黃色固體7（2.1g，9.5mmol，95%）。1HNMR（600MHz，CDCl3）δH6.40 （d，1H，J＝2.2Hz），6.28（d，1H，J＝2.2Hz），3.97（s，2H），3.94（s，3H），3.88（s，3H）。

1.2.6 2－氯－5－甲基－1，4－對(duì)苯二酚（10） 氬氣保護(hù)下，將甲基苯醌 （244mg，2mmol）溶于乙腈 （3mL）中，依次加入三甲基氯硅烷 （380μL，3mmol），四丁基氯化銨 （56mg，0.2mmol），室溫反應(yīng)5h后，TLC檢測(cè)表明原料消失。反應(yīng)溶液經(jīng)濃縮后，加入H2O（5mL），攪拌5min，用CH2Cl2萃取 （10mL×3），合并有機(jī)相，所得有機(jī)相經(jīng)飽和NaCl洗，無水Na2SO4干燥、過濾和濃縮，所得殘余物經(jīng)柱層析純化 （石油醚：乙酸乙酯＝6：1），得灰色粉末10（291mg，1.84mmol，92%）.1H NMR （600MHz，DMSO－d6）δH9.13（s，1H），8.93（s，1H），6.69（s，1H），6.66（s，1H），2.02（s，3H）。

1.2.7 2－氯－5－甲基對(duì)苯醌（11）的合成 氬氣保護(hù)下，將2－氯－5－甲基－1，4－對(duì)苯二酚10（158.0mg，1mmol）加入到CH2Cl2（10mL）中，充分?jǐn)嚢?，形成混旋液。向此混旋溶液中加入DDQ （227mg，2.4mmol），室溫反應(yīng)1.5h，濃縮至干，殘余物柱層析分離（石油醚∶乙酸乙酯＝15∶1），得黃色粉末11（142mg，0.91mmol，91%）.1H NMR （600MHz，CDCl3）δH6.99（s，1H），6.75（dd，1H，J＝1.7Hz），2.08（d，3H，J＝1.7Hz）。

1.2.8 3－甲基－9－羥基－1，4－蒽醌（14） 氬氣保護(hù)下，將80%NaH （14.4mg，0.6mmol）混懸于 THF（10mL），冰浴冷卻，加入高酞酸酐 13 （48.6mg，0.3mmol），0℃下反應(yīng)10min，接著向反應(yīng)液中慢慢滴加2－氯－5－甲基對(duì)苯醌11（47.3mg，0.3mmol）的THF溶液 （7mL）。0℃下繼續(xù)反應(yīng)30min，升溫至室溫反應(yīng)20min后，用飽和NH4Cl溶液 （50mL）淬滅，CH2Cl2萃取 （10mL×3），合并有機(jī)相。有機(jī)相用H2O洗，無水Na2SO4干燥、過濾、減壓濃縮，殘余物柱層析純化 （石油醚∶乙酸乙酯＝7∶1），得深紅色固體14（40mg，0.3mmol，56%）.1H－NMR（600MHz，CDCl3）δH13.80（s，1H），8.45（d，1H，J＝7.7Hz），8.08（s，1H），7.93（d，1H，J＝7.7Hz），7.67（m，2H），6.88（d，1H，J＝1.7Hz），2.21（d，3H，J＝1.7Hz）.13C－NMRδc189.2，184.6，162.1，150.8，136.8，135.9，131.1，130.5，129.，127.7，127.6，124.8，122.0，109.0，16.9.LR－MS－ESI m／z：238.06，［M＋H］－。

1.2.9 3－甲基－5，7－二甲氧基－9羥基－1，4－蒽醌（12）氬氣保護(hù)下，將80%NaH （14.4mg，0.6mmol）混懸于THF（10mL），冰浴冷卻，加入化合物8（66.6mg，0.3mmol），其余過程同化合物14，得暗紅色固體12（45mg，0.3mmol，51%）.1H－NMR （600MHz，CDCl3）δH7.84（s，1H），6.83（dd，2H，J＝5.5，7.68Hz），6.61（d，1H，J＝1.7Hz），4.01（s，3H），3.94（s，3H），2.17（d，3H，J＝1.7Hz）.13C－NMR δc188.0，184.9，165.2，162.2，161.4，149.3，140.4，137.5，128.6，121.5，113.4，108.1，103.0，101.3，56.4，55.8，16.6.LR－MS－ESI m／z：299.2，［M＋H］＋。

2 結(jié)果與討論

高酞酸酐與2－氯－1，4－苯醌反應(yīng)是合成蒽醌類化合物的高效方法［9］。據(jù)此，用間苯二酚經(jīng)過甲基化保護(hù)和親電氯代得到化合物5，然后在－20℃，氯代物5經(jīng)LDA處理生成的苯炔中間體5a與丙二酸二乙酯的鈉鹽反應(yīng)得二酯化合物6，沒有生成異構(gòu)體6a，這是由于甲氧基對(duì)芳基陰離子的領(lǐng)基參與作用而使中間體5C穩(wěn)定的緣故，從而使丙二酸二乙酯陰離子區(qū)域選擇性地與苯炔反應(yīng)生成中間體5b，該中間體經(jīng)四元環(huán)中間體5c發(fā)生重排反應(yīng)得到二酯6。接著經(jīng)酯的水解、醋酸酐介導(dǎo)分子內(nèi)脫水環(huán)合反應(yīng)得到高酞酸酐8［10］（見圖1）。2－氯－1，4－苯醌11以甲基苯醌為原料，經(jīng)過還原氯代、DDQ氧化獲得（見圖1）。在反應(yīng)過程中作者使用更加易得的四正丁基氯化銨替代文獻(xiàn)［11］的四乙基四氟硼酸銨，將化合物10的合成產(chǎn)率由77%提高到了92%。在NaH作用下，高酞酸酐化合物8與化合物11反應(yīng)以51%產(chǎn)率生成1，4－蒽醌12［12］（見圖2）。反應(yīng)的具體機(jī)理如圖2所示［13］：高酞酸酐8與NaH反應(yīng)生成的烯醇鈉鹽8a與2－氯苯醌進(jìn)行Michael加成反應(yīng)，生成的中間體11a進(jìn)一步與酸酐基團(tuán)發(fā)生親核加成，接著羧基離去生成中間體11b，繼而脫除CO2和HCl得到1，4－蒽醌12。從上述機(jī)理可知，苯醌2位的氯取代基在Michael加成反應(yīng)的區(qū)域選擇性和通過消除HCl而使加成產(chǎn)物芳構(gòu)化的生程中起到了重要的控制作用。為了考察甲氧基取代基對(duì)活性的影響，在與合成12相同的條件下，商品化的高酞酸酐13與化合物11反應(yīng)以56%的產(chǎn)率得到蒽醌14。

3 結(jié)語

改進(jìn)了2－氯－5－甲基－1，4－苯醌的合成方法。以此為基礎(chǔ)，以間苯二酚為原料，通過最長(zhǎng)線性步驟6步反應(yīng)以16%的總產(chǎn)率得到1，4－蒽醌12；以甲基苯醌作為原料通過最長(zhǎng)線性步驟3步反應(yīng)以47%的總產(chǎn)率得到1，4－蒽醌14。在合成過程中，采用核磁共振波譜學(xué)和質(zhì)譜學(xué)方法對(duì)合成的化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和確定。目前，課題組正在以此為基礎(chǔ)對(duì)灰綠霉素A進(jìn)行合成和結(jié)構(gòu)改造研究。

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