高純度(>99%)6-羥基犬尿喹啉酸的合成

鄭永勝， 連春霞， 袁偉成， 張曉梅

(1. 中國科學院 成都有機化學研究所，四川 成都 610041； 2. 中國科學院大學，北京 10039)

6-羥基犬尿喹啉酸(1)大量存在于銀杏葉中，是廣譜中樞神經(jīng)氨基酸拮抗劑，它作用于N-甲基-D-天冬氨酸，能改善腦缺氧，近年來已引起國內(nèi)外廣泛重視。為了檢測銀杏葉提取物中1的準確含量，需要高純度的標準樣品作對照，因此合成高純度的1具有重要意義。

本文在文獻[1～6]方法的基礎上，對1的合成路線和1的純化方法進行了改進，得到高純(>99%)的1，可作為標準樣品用于銀杏葉提取物中1的含量檢測。氨基苯酚(2)與丁炔二酸二甲酯(3)經(jīng)邁克爾加成反應生成2-(4-羥基苯胺基)-富馬酸二甲酯(4)； 4在伊頓試劑的作用下發(fā)生環(huán)化反應生成6-羥基犬尿喹啉酸甲酯(5)； 5經(jīng)堿水解得到1,純度93%(HPLC)。 1與溴芐經(jīng)衍生化制得4,6-二芐氧基喹啉-2-甲酸芐酯(6)； 6在Pd(OH)2/C催化下氫化脫芐基合成了1(Scheme 1)，純度>99%。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Bruker-300型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標)；BioTOF Q型質(zhì)譜儀；島津LC-10ATVP型液相色譜儀[色譜柱C18，檢測波長：254 nm；流動相：V(水) ∶V(甲醇) ∶V(磷酸)=40 ∶60 ∶0.1，流速：0.5 mL·min-1]。

伊頓試劑，自制；DMF經(jīng)無水硫酸鎂干燥；其余所用試劑均為分析純。

Scheme1

1．2 合成

(1) 4的合成

在單口瓶中加入241.8 g(383 mmol)和無水甲醇500 mL，攪拌下于室溫緩慢滴加356.5 g(398 mmol)的甲醇(100 mL)溶液，滴畢，于50 ℃反應2 h。減壓蒸餾除溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=4 ∶1]純化得黃色黏稠物(冷凍為黃色固體)4 77.1 g，收率80.5%；1H NMRδ： 3.69(s, 3H), 3.71(s, 3H), 5.27(s, 1H), 6.44(brs, 1H), 6.70(d,J=8.6 Hz, 2H), 6.76(d,J=8.6 Hz, 2H), 9.46(s, 1H)。

(2) 5的合成

在反應瓶中加入4 88.2 g(351 mmol)和伊頓試劑618 mL，用惰性氣體置換反應體系的空氣,攪拌下于50 ℃反應6 h(體系變?yōu)楹谏こ頎?。倒入冰水中，用4 mol·L-1NaOH溶液調(diào)至pH 10，于室溫攪拌反應1 h。過濾，濾餅用冷水洗滌數(shù)次。合并濾液與洗液，用3 mol·L-1鹽酸調(diào)至pH 2，析出大量灰白色絮狀固體，過濾，濾餅用水洗滌數(shù)次，干燥得灰色固體5，不純化，直接用于下步反應。

(3) 1的合成

在反應瓶中依次加入5，水180 mL， THF 180 mL及NaOH 26 g,攪拌下回流反應10 h。過濾，濾液加入冰塊，用3 mol·L-1鹽酸緩慢調(diào)至pH 2，析出大量灰白色絮狀固體，過濾，濾餅用純凈水洗滌數(shù)次，干燥得灰色固體1 68.4 g，兩步收率94.9%，純度93%。

(4) 6的合成

在反應瓶中依次加入1 42.0 g(205 mmol)，溴化芐151.2 mL(1．273 mol)，碳酸鉀184.8 g(1．337 mol)，四丁基碘化銨(TBAI)7.56 g(20 mmol)及DMF 2 L，攪拌下于100 ℃反應18 h。倒入冰水中充分攪拌，析出固體，過濾，濾餅用水洗活，干燥后用混合溶劑[V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=4 ∶1]重結晶得白色固體6 68.0 g，收率69.9%，純度>99%；1H NMRδ： 5.19(s, 2H), 5.32(s, 2H), 5.52(s, 2H), 7.43(m, 16H), 7.58(s, 1H), 7.63(s, 1H), 8.16(d,J=9.2 Hz, 1H)。

(5) 1的合成

在單口燒瓶中加入6 40.0 g(84 mmol)， 10%Pd(OH)2/C 8 g和無水甲醇4 L，用氮氣置換反應體系的空氣三次，攪拌下于室溫反應過夜。減壓蒸除大部分溶劑，殘余物用NaOH溶液調(diào)至pH 10(固體全部溶解)，用硅藻土過濾除去Pd(OH)2/C，濾餅用純凈水洗滌數(shù)次，合并濾液與洗液，用3 mol·L-1鹽酸調(diào)至pH 2，析出大量灰白色絮狀沉淀，過濾，濾餅用純凈水洗滌數(shù)次，干燥得灰色固體1 14.0 g，收率81.0%,純度>99%；1H NMR(DMSO-d6)δ： 7.46(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.53(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.56(s, 1H), 7.90(brs, 1H), 8.18(d,J=9.2 Hz, 1H), 8.90(brs, 1H), 10.85(brs, 1H)；13C NMR(DMSO-d6)δ： 104.5, 105.3, 122.9, 123.9, 126.9, 134.0, 140.3, 157.5, 161.9, 170.3； HR-ESI-MSm/z： Calcd for C10H6NO4[M-H+]204.030 2, found 204.031 1。

2 結果與討論

1的合成文獻[1]方法是以4-甲氧基苯胺與3發(fā)生Michael加成反應生成2-(4-甲氧基苯胺基)-富馬酸二甲酯(7)； 7經(jīng)環(huán)化反應得6-甲氧基犬尿喹啉酸甲酯(8)； 8脫掉兩個甲基得到1。但在重復該實驗的過程中我們發(fā)現(xiàn)苯甲氧基上的甲基很難完全脫除。另外，1因溶解性很差，難以通過柱層析或重結晶的方法提純，致使1的純度達不到標準品要求。

為此，本文對文獻[1]方法進行了改進，合成路線見Scheme 1，避免了脫苯甲氧基的甲基的難題。4在伊頓試劑的作用下發(fā)生環(huán)化反應生成5； 5經(jīng)過堿水解得到1，但HPLC測定純度只有93%。本文采取了衍生化方法，即1與溴芐反應得到6；由于6良好的溶解性能，重結晶后純度達99%。高純度的6在Pd(OH)2/C催化下進行氫化脫芐基合成了高純度(99%)的1。衍生化方法將1的純度從93%提高至99%。

另外，吡啶酮結構具有雙親核性，在對1進行芐基保護時，主要產(chǎn)物為氧烷基化產(chǎn)物，反應具有很好的選擇性。主要原因可能一方面是在加熱條件下反應傾向于生成共軛體系更大的更穩(wěn)定產(chǎn)物，另一方面是由于氧原子的電負性強于氮原子。

6在氫化脫芐基保護基時，鈀碳作催化劑不能催化該反應徹底進行，而采用氫氧化鈀碳可以在室溫常壓下快速徹底脫除芐基保護基。

3 結論

通過工藝改進和衍生化法合成了高純度(>99%)的6-羥基犬尿喹啉酸。其可作為標準品用于銀杏葉提取物中1的含量檢測。

[1] Akino K， Akaha H. The conversion of 5-hydroxykynurenine to 6-hydroxykynurenic acid and 6,4-dihydroxyquino line with liver homogenates[J].J Am Chem Soc,1954,76：6193-6194.

[2] Larina N A， Lokshin V， Berthet J，etal. Synthesis and photochromism of a series of new 2-unsubstituted 3-(2-benzylbenzoyl)quinolin-4(1H)-ones[J]．Tetrahedron,2010,66：8291-8299.

[3] Bradbury R H， Allott C P， Dennis M，etal. New nonpeptide angiotensin II receptor antagonists.2.Synthesis,biological properties,and structure-activity relationships of 2-alkyl-4-(biphenylylmethoxy)quinoline derivatives[J]．J Med Chem，1992,35：4027-4038.

[4] Crespo M I， Gràcia J， Puig C，etal. Synthesis and biological evaluation of 2,5-dihydropyrazolo[4,3-c]quinolin-3-ones,a novel series of PDE 4 inhibitors with low emetic potential and antiasthmatic properties[J]．Bioorg Med Chem Lett,2000,10：2661-2664.

[5] Manera C， Benetti V， Castelli M P，etal. Design,synthesis,and biological evaluation of new 1,8-naphthyridin-4(1H)-on-3-carboxamide and quinolin-4(1H)-on-3-carboxamide derivatives as CB2 selective agonists[J]．J Med Chem，2006,49：5947-5957.

[6] Stern E， Muccioli G G， Bosier B，etal. Pharmacomodulations around the 4-oxo-1,4-dihydroquinoline-3-carboxamides,a class of potent CB2-selective cannabinoid receptor ligands:Consequences in receptor affinity and functionality[J]．J Med Chem，2007,50：5471-5484.