Diazepinomicin關(guān)鍵中間體三甲氧基二苯二氮平的合成*

劉啟洪, 陳 雷, 萬維李, 吳 勇

(四川大學(xué) 華西藥學(xué)院,四川 成都 610041)

Diazepinomicin (1)是從海洋放線菌DPJ12和DPJ15提取的二次代謝產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)為法尼基取代的三羥基二苯二氮平。1具有廣譜的抗腫瘤作用，體外實(shí)驗(yàn)顯示出極強(qiáng)的細(xì)胞毒活性，并對小鼠體內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)瘤、乳腺瘤及前列腺瘤細(xì)胞具有殺傷作用，目前已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[1～3]。研究結(jié)果顯示，1作為抗腫瘤藥物具有雙重活性,其廣譜抗腫瘤作用與多靶向抗腫瘤機(jī)制密切相關(guān)，因此將1修飾成多樣的衍生物，初步探索其構(gòu)效關(guān)系，期望得到高效低毒的結(jié)構(gòu)類似物。在1及其衍生物的合成中，三甲氧基二苯二氮平(2)是關(guān)鍵中間體。

近年來，Carter等[3]報道了一種以相關(guān)吲哚衍生物為前體的生物合成法獲得1的類似物；Henriette等[4]也報道了以1為起始原料，完成一系列衍生物的生物合成方法，但1分離困難且產(chǎn)量有限。

迄今為止，1及其衍生物的化學(xué)合成方法還未見文獻(xiàn)報道，我們期望建立合成1及其衍生物的化學(xué)合成方法。1可由2與法尼基(3)通過SN2縮合而得，本文報道合成2的方法(Scheme 1):先進(jìn)行2-硝基-4，6-二甲氧基苯胺(6)與2-碘-3-甲氧基苯甲酸(10)分子間的烏爾曼反應(yīng)制得N-(2-甲氧基-6-甲酸基苯基)-2，4-二甲氧基-6-氨基苯胺(12)；12經(jīng)酰胺關(guān)環(huán)合成了2,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR, IR和MS表征。

也曾嘗試以2,4-二甲氧基苯胺(4)與3-甲基苯酚(7)為起始原料，先完成分子間縮合反應(yīng)制得酰胺，再通過烏爾曼關(guān)環(huán)反應(yīng)合成2，可惜未能如愿。

Scheme1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

用b形管測定熔點(diǎn)(溫度未校正)；Varian Inova 400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))；Agilent 1946B ESI-MS型質(zhì)譜儀測定。

2-硝基-3-甲氧基甲苯(8)按文獻(xiàn)[6]方法合成，其余所用試劑均為市售化學(xué)純或分析純；溶劑經(jīng)常規(guī)干燥處理。

1.2 合成

(1)N-乙酰基-2，4-二甲氧基-6-硝基苯胺(5)的合成[5]

在單頸瓶中加入410 g(67 mmol)的二氯甲烷(60 mL)溶液，冰水浴冷卻,攪拌下滴加醋酸酐7.6 mL(1.2 eq),滴畢,于室溫反應(yīng)2 h(TLC跟蹤)。加水60 mL,攪拌15 min，分液，有機(jī)層依次用1 mol·L-1鹽酸，飽和碳酸氫鈉溶液，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋干得褐色固體11.8 g(收率90%, m.p.112 ℃～114 ℃)。取其中10 g溶于冰醋酸(50 mL),冰水浴冷卻,攪拌下緩慢滴加濃硝酸10 mL(2.8 eq),滴畢,反應(yīng)15 min。倒入冰水中析出大量固體，攪拌15 min，過濾，濾餅干燥得黃色固體511 g，收率91%, m.p.168 ℃～170 ℃;1H NMRδ: 3.78(s,3H), 3.76(s, 3H), 6.64(s, 1H), 7.28(s, 1H), 1.98(s, 3H)。

(2) 2，4-二甲氧基-6-硝基苯胺(6)的合成

在單頸瓶中依次加入520 g和1 mol·L-1鹽酸400 mL，攪拌下回流反應(yīng)2 h。冷卻至室溫，傾入水(400 mL)中，用飽和碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)至pH 9，用二氯甲烷(3×400 mL)萃取,合并萃取液，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋干溶劑得橘紅色固體615 g，收率89%, m.p.124℃～126 ℃;1H NMRδ: 3.68(s, 3H), 3.72(s, 3H), 6.36(s, 1H)， 6.42(s, 1H), 5.82(br s, 2H)。

(3) 2-碘-3-甲氧基苯甲酸(10)的合成

在反應(yīng)瓶中加入8 20 g(120 mmol)的水(860 mL,加熱溶解)溶液，攪拌下分批加入高錳酸鉀(4×20 g),加畢，回流(100 ℃)反應(yīng)8 h。用1 mol·L-1NaOH溶液調(diào)節(jié)至pH 10，滴加少量乙醇使紫色退去，趁熱過濾，濾餅用熱水洗滌。濾液及洗滌液用乙酸乙酯提取兩次回收原料;水層用濃鹽酸調(diào)節(jié)至pH 2,析出大量白色固體，過濾，濾餅干燥得灰白色固體15.6 g(收率66%)。取其中10 g溶于THF(100 mL)，加10%Pd/C 1 g，于室溫通H2攪拌下反應(yīng)24 h。過濾，濾液旋干溶劑得灰色固體2-氨基-3-甲氧基苯甲酸(9) 8.1 g，收率95%。

將93 g(17.9 mmol)懸浮于20%鹽酸(70 mL)中，攪拌下于0 ℃緩慢滴加NaNO21.5 g(1.21 eq)的水(30 mL)溶液,滴畢，反應(yīng)15 min得溶液A。

在反應(yīng)瓶中依次加入碘化鉀9 g(3 eq)的水(75 mL)溶液和二氯甲烷75 mL,攪拌下于0 ℃緩慢滴加溶液A,滴畢，于室溫反應(yīng)4 h。用乙醚(150 mL)提取，有機(jī)層依次用稀亞硫酸氫鈉溶液、水、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋干溶劑得粉色固體4.2 g，用乙酸乙酯重結(jié)晶得粉紅色晶體102.8 g,收率55 %, m.p.148℃～150 ℃;1H NMRδ: 3.92(s, 3H), 6.97(dd,J=7.9 Hz, 1.5 Hz, 1H), 7.36(t,J=7.9 Hz, 1H), 7.46(dd,J=7.9 Hz, 1.5 Hz, 1H)。

(4)N-(2-甲氧基-6-甲酸基苯基)-2，4-二甲氧基-6-硝基苯胺(11)的合成

在單頸瓶中依次加入61.07 g(5.4 mmol),101 g(3.6 mmol),碳酸鉀1 g(7.2 mmol)及CuI 70 mg(0.36 mmol)， 氬氣保護(hù)下加入DMF 50 mL，攪拌下于120 ℃反應(yīng)8 h。冷卻至室溫，加水150 mL，用1 mol·L-1鹽酸調(diào)節(jié)至pH 3，用二氯甲烷(3×100 mL)萃取,合并萃取液，依次用1 mol·L-1鹽酸(2×150 mL)，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋干溶劑得黃色固體110.75 g，收率59.8%, m.p.205℃～207 ℃;1H NMRδ: 13.10(br s, 1H), 8.72(s, 1H), 7.56(d,J=8.0 Hz, 1H), 7.33(d,J=8.0 Hz, 1H), 7.12(t,J=8.0 Hz, 1H), 6.87(d,J=5.6 Hz, 2H), 4.04(s, 3H), 3.95(s, 3H), 3.74(s, 3H); IRν: 3 380, 2 839, 1 677, 1 509, 1 469, 1 262, 1 053, 756 cm-1; MSm/z: 349.1{[M+H]+}。

(5)2的合成

在反應(yīng)瓶中加入SnCl2·2H2O 1.2 g(5.2 mmol)的濃鹽酸(5 mL)溶液和11400 mg(1.2 mmol),攪拌下于100 ℃反應(yīng)15 min。冷卻至-20 ℃，滴加濃NaOH溶液至不再析出沉淀;過濾，濾餅干燥得黃色固體12(含錫鹽,直接用于下步反應(yīng))400 mg。

在反應(yīng)瓶中依次加入12的乙腈(8 mL)溶液,1-羥基苯并三氮唑(HOBt) 242 mg(1.8 mmol), 1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亞胺(EDCl) 346 mg(1.8 mmol),三甲氨基吡啶(DMAP) 40 mg, Et3N 3滴，攪拌2 min,過濾(除去錫鹽)，濾液微波反應(yīng)[7]10 min。旋除乙腈，殘余物用鹽酸調(diào)節(jié)至pH 2，用二氯甲烷(3×15 mL)萃取，合并萃取液，依次用水(2×20 mL)，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋干溶劑得紅棕色固體，依次用乙酸乙酸和石油醚重結(jié)晶得紅色固體2102 mg，兩步收率28.3%, m.p.209℃～211 ℃;1H NMRδ: 8.62(s, 1H), 7.71(d,J=8.0 Hz, 1H), 7.27(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.11(s, 1H), 6.76(s, 1H), 4.02(s, 3H), 3.95(s, 3H), 3.86(s, 3H); IRν: 3 380, 2 838, 1 620, 1 250, 755 cm-1; MSm/z: 301.1{[M+H]+}。

2 結(jié)果與討論

由酰胺通過烏爾曼關(guān)環(huán)反應(yīng)合成2無法成功，可能是由于4,5-甲氧基存在空間位阻，最終使得烏爾曼反關(guān)環(huán)反應(yīng)難以進(jìn)行。

12的合成，開始采用Pd/C還原后發(fā)現(xiàn)其在空氣中穩(wěn)定性很差，極易被氧化；推測在酸性條件下游離氨基穩(wěn)定性可能更好，因此選擇SnCl2/濃鹽酸還原，再經(jīng)微波催化關(guān)環(huán)，成功地合成了2。

由2合成1及其衍生物的研究正在進(jìn)行中。

[1] Charan R D, Feng X D, Carter G T,etal. Diazepinomicin,a new antimicrobial alkaloid from a marine micromonospora sp[J].Journal of Natural Products,2004,67(8):1431-1433.

[2] Ratnayake A S, Janso J E, Carter G T,etal. Evaluating indole-related derivatives as precursors in the directed biosynthesis of diazepinomicin analogues[J].Journal of Natural Products,2009,72(3):496-499.

[3] Campas C. Diazepinomicin.Apotosis inducer,oncolytic[J].Drugs of the Future,2009,34(5):349-351.

[4] Henriette G. Methods of treating ras driven cancer in a subject[P].WO 2010/019 775 A2,2010.

[5] Miller M W. Stonington,conn.2-Phenyl-as-triazine-3,5(2H,4H)diones[P].US 3 912 723A,1975.

[6] Warnell J L. 3-Hydroxyanthranilic acid[J].Biochemical Preparations,1958,6:20.

[7] Olsson R, Ottesen L K. Iron catalyzed cross-coupling reactions of imidoyl derivaties[P].WO 2007/047 776 A1,2007.