一種合成SGLT2抑制劑6-脫氧達(dá)格列凈的新方法

張玲鈺，李修剛，丁 謙，羅海榮，陳美航，王 凱

(銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

SGLT2抑制劑是治療2型糖尿病的有效降血糖藥物，抑制腎小管近端S1段上皮細(xì)胞膜的鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)子2對原尿中葡萄糖的重新吸收、增加尿液中葡萄糖的含量而降低血糖水平[1]。因SGLT2抑制劑的非胰島素依賴性和低血糖風(fēng)險(xiǎn)的較低，該類靶點(diǎn)的降血糖藥物成為研究熱點(diǎn)，dapagliflozin、canagliflozin、togogliflozin和empagliflozin已經(jīng)被批準(zhǔn)上市，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由天津藥物研究院合成的泰格列凈 (tianagliflozin)正在進(jìn)行臨床一期研究，其降血糖活性優(yōu)于達(dá)格列凈[2]。

前期研究SGLT2抑制劑達(dá)格列凈糖環(huán)片段的羥基對于降血糖活性影響時(shí)發(fā)現(xiàn)了具有成藥性的6-脫氧達(dá)格列凈 (即泰格列凈)[2]，其合成是以達(dá)格列凈為原料，對6-OH和其他3個(gè)羥基區(qū)別保護(hù)，借助I2/PPh3/imidazole體系將6-OH轉(zhuǎn)化為6-I，然后在H2/Pd/CH3OH體系中將碘化物還原得到6-脫氧達(dá)格列凈。該法轉(zhuǎn)化率高，但6-OH轉(zhuǎn)化為6-I的過程中產(chǎn)生了大量的三苯基氧磷固體，不利于反應(yīng)的后處理。因此，本研究將6-OH在SOCl2/DMF(cat.)/CH2Cl2(dry)體系中轉(zhuǎn)化為6-Cl[3-5]，生成的HCl和SO2氣體通入飽和碳酸氫鈉溶液，使反應(yīng)后處理簡化。6-脫氧達(dá)格列凈(泰格列凈)的合成路線見圖2。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

RY-2熔點(diǎn)測定儀(未校正)，天津天光光學(xué)儀器有限公司；Bruker AV400 型核磁共振譜儀(TMS內(nèi)標(biāo))，瑞士Bruker公司；Bruker Vector 22型傅里葉變換紅外光譜儀(KBr壓片)，瑞士Bruker公司; Agilent Q-TOF 6510型高分辨質(zhì)譜儀，電噴霧離子化 (ESI)，直接進(jìn)樣法。溶劑的干燥采用標(biāo)準(zhǔn)方法。

起始原料達(dá)格列凈的合成參考文獻(xiàn)[6]，其余試劑均購自北京百靈威科技有限公司。

圖2 6-脫氧達(dá)格列凈(泰格列凈)的合成路線

1.2 合成方法

于100 mL圓底燒瓶中加入達(dá)格列凈(8.18 g,20 mmol) 、咪唑(5.45 g, 80 mmol)和干燥的DMF (40 mL)，于冰水浴條件下攪拌溶解，然后將溶解在二氯甲烷 (2 mL) 和干燥的DMF(2 mL) 混合溶劑中的叔丁基二甲基氯硅烷(3.62 g, 24 mmol)逐滴加入到圓底燒瓶中。滴畢，反應(yīng)體系在室溫?cái)嚢柚钡絋LC顯示反應(yīng)完成。

反應(yīng)體系倒入300 mL冰水中，以CH2Cl2(100 mL×3)萃取，合并有機(jī)相，以飽和食鹽水(200 mL) 洗滌，無水Na2SO4干燥，減壓濃縮得到殘余物以硅膠柱層析純化，得到黃色油狀物2利用硅膠柱層析純化(V(乙酸乙酯)/V(石油醚)=1/3)，得到白色泡沫2 (9.63 g, 92%)。

IR(KBr)，σ/cm-1: 3 386(OH) 。1H NMR(DMSO-d6, 400 MHz)，δ: 7.35 (d, 1H,J=8.0 Hz, ArH), 7.28 (d, 1H,J=2.0 Hz, ArH), 7.17 (dd, 1H,J=2.0 Hz and 8.4 Hz, ArH), 7.05 (d, 2H,J=8.8 Hz, ArH), 6.79 (d, 2H,J=8.8 Hz, ArH), 4.92～4.95 (m, 2H, 2OH), 4.81 (d, 1H,J=6.0 Hz, OH), 3.93～3.99 (m, 5H), 3.85 (d, 1H,J=10.4 Hz, sugar H-1), 3.66 (dd, 1H,J=5.2 Hz and 11.6 Hz), 3.17～3.28 (m, 3H), 3.02～3.08 (m, 1H), 1.28 (t, 3H,J=7.0 Hz, OCH2CH3), 0.80 (s, 9H, SiCMe3), -0.05 (s, 3H, SiMe), -0.09 (s, 3H, SiMe)。

1.2.22,3,4-三-O-乙酰基-6-O-叔丁基二甲基硅烷基-1-[4-氯-3-(4-乙氧基芐基)苯基]-1-脫氧-β-D-吡喃葡萄糖(3)的合成

向干燥的250 mL圓底燒瓶中加入化合物2 (9.42 g, 18 mmol) 和4-二甲氨基吡啶(0.50 g, 4.1 mmol)，以吡啶(70 mL) 溶解并且在冰水浴條件下攪拌0.5 h，然后向反應(yīng)體系中緩慢滴加乙酸酐(50 mL)。反應(yīng)體系于室溫條件下攪拌直至TLC顯示反應(yīng)完成。

反應(yīng)體系被倒入冰水(400 mL)之中，得到的混合物用二氯甲烷(100 mL×3)萃取，合并有機(jī)相并且用3% 的稀鹽酸(100 mL)和飽和食鹽水(100 mL)先后洗滌，無水Na2SO4干燥有機(jī)相，減壓濃縮得到殘余物硅膠柱層析(乙酸乙酯/石油醚=1/6體積比)，得到產(chǎn)物3為白色固體(10.99 g, 94%)。

m.p. 101～102 ℃。 IR(KBr)，σ/cm-1: 1 746 (CO)。1H NMR (DMSO-d6, 400 MHz)，δ: 7.41 (d, 1H,J=8.0 Hz, ArH), 7.19～7.22 (m, 2H, ArH), 7.03 (d, 2H,J=8.4 Hz, ArH), 6.80 (d, 2H,J=8.4 Hz, ArH), 5.30 (t, 1H,J=9.4 Hz), 5.06 (t, 1H,J=9.6 Hz), 4.83 (t, 1H,J=9.8 Hz), 4.61 (d, 1H,J=9.6 Hz, sugar H-1), 3.90～4.00 (m, 4H), 3.81-3.84 (m, 1H), 3.60～3.71 (m, 2H), 1.99 (s, 3H, OAc), 1.90 (s, 3H, OAc), 1.69 (s, 3H, OAc), 1.28 (t, 3H,J=7.0 Hz, OCH2CH3), 0.82 (s, 9H, SiCMe3), -0.03 (s, 3H, SiMe), -0.08 (s, 3H, SiMe)。

焊前水冷板需經(jīng)以下處理：① 用丙酮清洗，以去除水冷板試樣表面的污物；②依次用800號、1000號、1200號、2000號SiC砂紙水洗打磨；③ 用丙酮超聲清洗10 min；④ 吹干，備用.擴(kuò)散焊工藝參數(shù)為焊接溫度530 ℃、保溫時(shí)間7 h和焊接壓力3.5 MPa.

1.2.32,3,4-三-O-乙?；?1-[4-氯-3-(4-乙氧基芐基)苯基]-1-脫氧-β-D-吡喃葡萄糖(4)的合成

于250 mL干燥的圓底燒瓶中加入化合物3 (9.74 g, 15 mmol)，以80 mL冰醋酸溶解并且于室溫?cái)嚢瑁傧蝮w系中緩慢加入水(20 mL)。反應(yīng)混合物于40 ℃的油浴攪拌反應(yīng)，直到TLC顯示原料被完全消耗 (一般12 h)。

將反應(yīng)混合物倒入冰水(500 mL)中，得到的混合物用二氯甲烷(100 mL×3) 萃取，合并有機(jī)相并且以飽和的碳酸氫鈉水溶液(100 mL)和飽和食鹽水(100 mL)先后洗滌，無水硫酸鈉干燥。在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上將溶劑蒸掉得到黃色的油狀物4，粗品用硅膠柱層析(V(乙酸乙酯)/V(石油醚)=1/5) 得到產(chǎn)物4，白色泡沫(7.22 g, 90%)。

IR(KBr),σ/cm-1: 3 484(OH), 1 751(CO)。1H NMR (DMSO-d6, 400 MHz)，δ: 7.38～7.41 (m, 1H, Ar-H), 7.26～7.30 (m, 1H, Ar-H), 7.20 (d, 1H,J=7.6 Hz, Ar-H), 7.05 (d, 2H,J=8.4 Hz, Ar-H), 6.81 (d, 2H,J=8.8 Hz, Ar-H), 5.29 (t, 1H,J=9.6 Hz), 5.02 (t, 1H,J=9.6 Hz), 4.90 (t, 1H,J=9.6 Hz), 4.75 (t, 1H,J=5.8 Hz, OH), 4.59 (d, 1H,J=9.6 Hz, sugar H-1), 3.92～4.01 (m, 3H), 3.74～3.78 (m, 1H), 3.48～3.53 (m, 1H), 3.39～3.43 (m, 1H), 1.99 (s, 3H, OAc), 1.91 (s, 3H, OAc), 1.68 (s, 3H, OAc), 1.28 (t, 3H,J=7.0 Hz, OCH2CH3)。

1.2.42,3,4-三-O-乙?；?1-[4-氯-3-(4-乙氧基芐基)苯基]-1,6-二脫氧-6-氯-β-D-吡喃葡萄糖(5)的合成

向干燥的250 mL圓底燒瓶中加入化合物4(5.35 g, 10 mmol)，以30 mL干燥的二氯甲烷溶解并滴入1 mL干燥的DMF，將體系置于冰水浴中攪拌0.5 h，然后以注射器緩慢滴入SOCl2(1.5 mL, 20 mmol)。滴加完畢之后，反應(yīng)混合物于冰水浴條件下繼續(xù)攪拌2 h，然后將反應(yīng)于室溫下繼續(xù)反應(yīng)，直至TLC顯示化合物4被完全消耗掉。

將反應(yīng)被倒入冰飽和碳酸氫鈉溶液(300 mL)中，得到的混合物用二氯甲烷 (50 mL×3)萃取，飽和食鹽水(100 mL) 洗滌有機(jī)相，無水Na2SO4干燥。在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上將溶劑蒸掉得到殘余物5，對得到的濾餅進(jìn)行柱層析純化 (V(乙酸乙酯)/V(石油醚)=1/4)，得到白色的固體5(4.81 g, 87%)。

m.p. 137～138 ℃。IR(KBr)，σ/cm-1:1 745 (CO)。1H NMR (DMSO-d6, 400 MHz)，δ: 7.43 (d, 1H,J=8.4 Hz, Ar-H), 7.24 (dd, 1H,J=2.0 Hz and 8.4 Hz, Ar-H), 7.20 (d, 1H,J=2.0 Hz, Ar-H), 7.06 (d, 2H,J=8.8 Hz, Ar-H), 6.82 (d, 2H,J=8.4 Hz, Ar-H), 5.35 (t, 1H,J=9.4 Hz), 4.92 (t, 1H,J=9.4 Hz), 4.86 (t, 1H,J=9.8 Hz), 4.71 (d, 1H,J=10.0 Hz, sugar H-1), 3.92～4.01 (m, 4H), 3.68～3.73 (m, 1H), 3.49 (dd, 1H,J=2.8 Hz and 11.2 Hz), 3.23～3.27 (m, 1H), 2.02 (s, 3H, OAc), 1.90 (s, 3H, OAc), 1.69 (s, 3H, OAc), 1.28 (t, 3H,J=7.0 Hz, OCH2CH3)。

1.2.52,3,4-三-O-乙?；?1-[4-氯-3-(4-乙氧基芐基)苯基]-1,6-二脫氧-β-D-吡喃葡萄糖(6)的合成

向干燥100 mL圓底燒瓶中加入化合物5 (4.42 g, 8 mmol)，以20 mL無水甲醇溶解，以氮?dú)庀蝮w系鼓泡10 min至空氣被完全趕出體系，并向體系中加入5%鈀碳 (0.10 g)、三乙胺 (2.02 g, 2 mmol)和3滴氯苯，然后以氫氣對體系進(jìn)行還原，直至TLC顯示化合物5被完全消耗掉。

將體系中的鈀碳過濾掉，濃縮，得到殘余物6，對其進(jìn)行硅膠柱層析(V(乙酸乙酯)/V(石油醚)=1/4)，得到白色固體6 (3.74 g, 90%)。

m.p.130～131 ℃。 IR (KBr)，σ/cm-1: 1 746 (CO)。1H NMR (DMSO-d6, 400 MHz)，δ: 7.39 (d, 1H,J=8.0 Hz, Ar-H), 7.23～7.26 (m, 2H, Ar-H), 7.04 (d, 2H,J=8.4 Hz, Ar-H), 6.81 (d, 2H,J=8.8 Hz, Ar-H), 5.26 (t, 1H,J=9.6 Hz), 4.94 (t, 1H,J=9.6 Hz), 4.83 (t, 1H,J=9.6 Hz), 4.57 (d, 1H,J=9.6 Hz, sugar H-1), 3.92-4.01 (m, 4H), 3.80～3.87 (m, 1H), 2.02 (s, 3H, OAc), 1.91 (s, 3H, OAc), 1.67 (s, 3H, OAc), 1.28 (t, 3H,J=6.8 Hz, OCH2CH3), 1.12 (d, 3H,J=6.0 Hz, CHCH3)。13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz)，δ: 169.55 (CO), 169.49 (CO), 168.41 (CO), 156.91, 138.35, 136.52, 132.82, 130.92, 130.16, 129.50, 129.25, 126.57, 114.27, 77.52, 73.25, 73.01, 72.95, 72.65, 62.85, 37.37, 20.42 (COMe), 20.26 (COMe), 19.98 (COMe), 17.33 (CHCH3), 14.60 (OCH2CH3)。

1.2.61-[4-氯-3-(4-乙氧基芐基)苯基]-1,6-二脫氧-β-D-吡喃葡萄糖(tianagliglozin,1)的合成

向干燥的50 mL圓底燒瓶中加入干燥的甲醇15 mL，將新切的鈉(0.10 g，4.3 mmol) 加入到圓底燒瓶中并且于室溫?cái)嚢柚钡解c完全消失，然后向該體系中加入化合物6 (2.23 g，4.3 mmol) 并且于室溫下繼續(xù)攪拌直到化合物6完全消失(一般3 h)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)直到顯示只有一個(gè)產(chǎn)物；然后加入強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂(氫離子交換樹脂)，繼續(xù)攪拌直至體系的pH=7，然后將反應(yīng)混合物過濾并且將濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮得到白色的泡沫狀固體粗品1?；衔?在乙酸乙酯與正己烷(體積比為1/1) 的混合溶劑中重結(jié)晶，得到白色的固體1(1.57 g, 80%)。

m.p.145 ℃。 IR (KBr)。σ/cm-1: 3 401 (OH)。1H NMR (DMSO-d6, 400 MHz)，δ: 7.35 (d, 1H,J=8.0 Hz, Ar-H), 7.25 (d, 1H,J=2.0 Hz, Ar-H), 7.18 (dd, 1H,J=2.0 Hz and 8.0 Hz, Ar-H), 7.08 (d, 2H,J=8.8 Hz, Ar-H), 6.82 (d, 2H,J=8.8 Hz, Ar-H), 4.96 (d, 1H,J=5.2 Hz, OH), 4.91 (d, 1H,J=4.4 Hz, OH), 4.80 (d, 1H,J=5.6 Hz, OH), 3.92～4.01 (m, 5H), 3.26～3.32 (m, 1H), 3.18～3.25(m, 1H), 3.09～3.15 (m, 1H), 2.89～2.95 (m, 1H), 1.28 (t, 3H,J=7.0 Hz, OCH2CH3), 1.15 (d, 3H,J=6.0 Hz, CHCH3)。13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz)，δ: 156.85, 139.65, 137.82, 131.83, 131.16, 130.58, 129.52, 128.65, 127.14, 114.26, 80.71, 77.98, 75.77, 75.51, 74.81, 62.84, 37.56, 18.19 (CHCH3), 14.63 (OCH2CH3)。 HR-ESI-MS, C21H29ClNO5([M+NH4]+) ，理論值410.172 9, 實(shí)驗(yàn)值410.173 0。

2 結(jié)果與討論

為了避開Appel反應(yīng)中常用的羥基碘(溴)代體系I2(Br2)/PPh3/imidazole，從而避免反應(yīng)中生成的三苯氧膦的后處理。實(shí)驗(yàn)選用不同的氯代體系將6-羥基裸露化合物4轉(zhuǎn)化為氯代產(chǎn)物5，文獻(xiàn)中常用的羥基氯代體系有CCl4/PPh3/Py、PCl3、PCl5、POCl3以及SOCl2，鑒于化合物合成綠色、環(huán)保、原子經(jīng)濟(jì)與實(shí)驗(yàn)后處理簡單易行等要求，最終選擇以SOCl2為羥基氯代試劑，然后對催化劑DMF、無水碳酸鉀、氫氧化鉀(鈉)、三乙胺和吡啶進(jìn)行篩選，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NaOH和KOH會導(dǎo)致6-Cl與5-C-H的消除而生成雙鍵，三乙胺和吡啶縛酸劑，只有DMF用量少且后處理簡單，因此，最終選用DMF作為催化劑。此外，在將氯代產(chǎn)物5的氯還原的過程中，需要向體系中加入2滴氯苯作為保護(hù)劑，以防止化合物5苯環(huán)上的氯被氫化還原，得到還原產(chǎn)物6，化合物6在強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的甲醇溶液中脫除保護(hù)基團(tuán)乙?；玫?-脫氧達(dá)格列凈即泰格列凈1。

3 結(jié) 論

以達(dá)格列凈為原料，選取體積較大的叔丁基二甲基硅基(TBS)保護(hù)6-OH，將其伯位羥基和其余三個(gè)仲位羥基區(qū)別開，然后再以體積較小的乙?；Ｗo(hù)其余三個(gè)仲位羥基，在80% HAc/45 ℃體系中將TBS保護(hù)基脫除，以SOCl2/DMF(cat.)/DCM(dry)/0 ℃體系中實(shí)現(xiàn)6-OH的氯代，避免了常用的羥基碘代體系I2/PPh3/imidazole/DCM(dry)中產(chǎn)生的大量溶解性比較差的(PO)Ph3，簡化了實(shí)驗(yàn)的后處理。此外，DMF作為催化劑加快了氯代反應(yīng)的進(jìn)行，避免了強(qiáng)堿作為縛酸劑而導(dǎo)致的HCl的脫除而生成C6=C5雙鍵的副反應(yīng)，成功優(yōu)化了6-脫氧達(dá)格列凈的合成工藝。