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丹参酮ⅡA衍生物1,6,6-三甲基-10,11-亚甲二氧基-6,7,8,9-四氢-菲并[1,2-b]呋喃的制备

2014-05-15潘自国张金涛段隆慧杨浦生

当代化工 2014年6期
关键词:锌粉二氯甲烷丹参酮

潘自国,张金涛,段隆慧,杨浦生

(浙江九旭药业有限公司, 浙江 金华 321016)

丹参酮ⅡA(3)来源于为唇形科植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge。的干燥根及根茎。它是中药丹参的主要脂溶性活性成分之一,具有抗菌消炎[1]、抗脂质过氧化[2,3]、抗肿瘤[4,5]、保肝护肝[6,7]以及抑制破骨细胞的分化[8]等多种药理学活性。由于丹参酮ⅡA化学结构中有活泼的菲醌结构,在溶液中对光极敏感,会发生光化反应,生成多种产物。以丹参酮ⅡA为活性成分的注射用药,存在一定的安全隐患。对丹参酮ⅡA化学结构进行改造已成为热门课题。

本研究针对上述问题,制备得到丹参酮ⅡA衍生物(1),因无本品CAS号,根据《中国化学会有机化学命名原则》命名为1,6,6-三甲基-10,11-亚甲二氧基-6,7,8,9-四氢-菲并[1,2-b]呋喃。经稳定性试验发现本品对光、酸、碱、高温均较稳定。此制备工艺为丹参酮ⅡA衍生物开发提供了一个新目标化合物。本品由化合物3经锌粉还原得到中间过渡态(2),进一步在相转移催化剂作用下与二氯甲烷反应,两步反应“一锅法”操作得目标物(1)。其制备工艺操作简单,反应条件温和,原料成本低,收率稳定,适合工业化生产。合成路线见图1。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:5L高压反应釜(威海坤昌化工机械有限公司), R-201旋转蒸发器(上海申胜生物技术有限公司),TD20002电子天平(余姚市金诺天平仪器厂),AV-500核磁共振仪(德国Bruker公司),Vario MICRO元素分析仪(德国Elementar公司),YRT-3熔点仪(天津大学精密仪器厂),1100LC/MS质谱仪(美国Agilent 公司),傅里叶变换红外光谱仪(岛津 FTIR-8400S)。

试剂:丹参酮ⅡA (南京朗泽医药科技开发有限公司,含量>98%,批号为20100610 ),四丁基硫酸氢铵(上海强顺化学试剂厂,AR级,批号为20100311),锌粉、二氯甲烷、氢氧化钾(国药集团化学试剂厂,均为AR级)。

图1 丹参酮ⅡA衍生物合成路线Fig.1 Synthesis of tanshinone Ⅱ A derivatives

2 试验方法

2.1 反应

在5L高压反应釜中加入120 g(0.408 mol)丹参酮ⅡA,1 800 g二氯甲烷,300 g(4.615 mol)锌粉,搅拌溶解;在3 000 mL烧杯中,加入1 500 g水,144 g(2.571 mol)氢氧化钾,96 g四丁基硫酸氢铵,搅拌溶解,溶清后加入高压釜中,密闭高压反应釜,加热升温,于80~90 ℃下搅拌反应5~6 h,每隔1 h点板跟踪反应进展(展开剂:无水乙醇:石油醚=6∶1),结束后,将反应液冷却至 35 ℃以下,打开釜盖,抽出反应液,过滤,滤液静置分层,分去水层,有机层每次用120 mL水洗涤,直至洗涤水pH值呈中性为止。水层弃去,将有机层蒸干,浓缩物加入500 mL四氢呋喃,加热回流使之溶解,冷却析晶、过滤、洗涤得浅黄色湿品,45~50 ℃真空干燥3 h,得灰白色结晶性固体103 g。

2.2 精制

将干燥固体103 g用400 mL四氢呋喃加热回流溶解,加10 g活性炭回流脱色30 min,过滤,滤液冷却、析晶、过滤、洗涤得湿品76 g,真空干燥,得类白色固体58 g,总收率46.1%。熔点:180~182℃。FT-IR(KBr)ν(cm-1):3066.61,2964.39,2921.96,2900.74,2866.02,2842。88,2800.45,1533.30,1434.94,1153.35,1085.85,1039.56.1H-NMR (500 MHz,CDCl3)δ(10-6):1.388(s,6H,CH3-),1.731~1.754(m,J=11.5 MHz,2H,- CH2-),1.89~1.939(m,J=24.5 MHz,2H,- CH2-),2.387(s, 3H, CH3-),3.397~3.371(t,J=13.0 MHz,3H, CH3-),6.078(s,2H, -CH2-),7.269(s, H, -CH-),7.451~7.446(t,J=15.5 MHz, H, -CH-),8.004~8.021(d,J=8.5 MHz, H , -CH-), 13C-NMR:(500 MHz,CDCl3)9.322,19.865,29.479,31.942,34.582,38.921,77.270,100.67,1112.126,114.571,115.647,118.316,123.799,130.052,137.386,141.312,142.624,148.718。元素分析检测值(理论值),%:C 77.78(77.89), H 6.49(6.49), EI+-MS m/s 308.1416。高效液相色谱面积归一化法纯度 99.2%(Agilent XDB-C18 5 µm,4.6 mm×250 mm,流动相:乙腈:水=75∶25,柱温:30 ℃,流速1.0 mL/min)

3 稳定性试验

3.1 光照与高温破坏试验

分别称取本方法制备的化合物(1)3 g于称量瓶中,摊成<10 mm厚的薄层,于60 ℃高温和(4 500±500)LX条件下放置10 d,与第5 d和第10 d取样检测其含量。实验结果见表1。

表1 光照,高温与含量的关系Table 1 Relationship between light,temperature and content

3.2 酸碱破坏试验

分别取3 g化合物(1)溶于50 mL THF中加入10 mL 1N盐酸,40 ℃搅拌和溶于50 mL THF中加入10 mL 1N氢氧化钠,40 ℃搅拌4 h。分别于2 h、4 h取样检测含量变化。实验结果见表2。

表2 酸、碱破坏与含量的关系Table 2 Relationship between acid,alkali damage and content

4 结 论

(1)还原剂的选择

丹参酮ⅡA的还原产物(2),用还原剂VC、异丙醇铝、四氢铝锂、锌粉、雷尼镍,经小试研究发现四氢铝锂、异丙醇铝转化率较低。其他都能得到纯度 95%以上还原产物。1H-NMR:(500 MHz ,CDCl3)δ(10-6)1.331 (s,6H,CH3-),1.729~1.752(m,J=11.5 MHz,2H,- CH2-),1.891~1.939(m,J=24.5 MHz,2H,- CH2-),2.012(s, 2H,-OH),2.396(s,3H, CH3-),3. 359~3. 385 (t,J=13.0 MHz,3H,CH3-),4.974~4.981(t,J=3.5 MHz, 2H, -CH-),7.219(s, H, -CH-),7. 236~7. 241 (t,J=15.5 MHz,H, -CH-),7.502~7.559(d,J=8.5 MHz, H, -CH-).但其还原产物在空气中放置后由淡黄色,逐渐变成红色,产物不易保存,且投料下一步反应后增加后处理的难度。在两相中用“一锅法”制备化合物(1)用锌粉具有较高的选择性。

(2)反应温度和时间的影响

当反应温度每升高 10~20 ℃,反应速率可增加 2~4倍,在高压釜中 80~90 ℃条件下,压力1.2~1.6 MPa时,密闭反应时间由二氯甲烷回流反应18~24 h,缩短至5~6 h。经点板原料点基本消失,杂质斑点较少。

(3)相转移催化剂

本合成路线是两相反应,反应过程中有一个平衡点,当原料点剩余约30%~40%时(TLC监控),反应随时间的延长几乎不再进行。加入相转移催化剂四丁基硫酸氢铵,反应更加顺利的进行,转化率达95%以上。

(4)稳定性

由稳定性实验数据表可见,化合物(1)对酸、碱、高温和光照较稳定。

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