Amorfrutin B 中间体10 的合成工艺研究

王 超，孔雅俊，徐娟芳，刘 燕

（西南科技大学材料科学与工程学院，四川 绵阳 621010）

进入21 世纪以来，全世界罹患心脑血管疾病而致死的人数逐年增多，而高血压﹑高血糖和高血脂（俗称“三高”）成为诱发心脑血管病变的重要因素，我国近年来罹患这类慢性疾病的人数具有快速增长的趋势，因此有效防控“三高”成为全民健康问题的重中之重。研究表明，以Amorfrutin B 为代表的联苄类天然产物具有优异的“降三高”活性[1-5]，近年来受到许多药物化学家的关注。Amorfrutin B 具有如下结构，是Mitscher 等从紫穗槐和甘草的可食用部位中分离得到[6]。最新研究结果表明，Amorfrutin B 比现有的同标靶降血糖上市药物具有更好的活性和更低的毒副作用，具有进一步开发成降血糖药物的潜力。由于Amorfrutin B 在自然界中含量极低，只有大量合成才能保证进一步研究的需要。

在前期研究中我们发现，可以通过钯催化的脱羧-烷基迁移-芳构化串联反应来构建Amorfrutin B的骨架, 再通过常规的去保护反应来合成Amorfrutin B[7]。该方法具有简洁可靠﹑操作简单﹑原料易得﹑易于工业化的优点。但是，由于在串联反应中使用了较多的贵重金属钯催化剂，产率也较低，这些不利因素可能会成为进一步开发的障碍。因此，为了进一步降低生产成本，提高生产效率，我们针对钯催化关键步骤进行了优化，即对中间体(E)-7-羟基-2,2-二甲基-8-(3, 7-二甲基-2, 6-辛二烯-1-基)-5-苯乙基-4H-苯并[d][1,3 二英]-4-酮(10)的合成条件与产率的关系进行了单因素对比研究，现将结果报道如下。

1 实验部分

1.1 合成路线

1.2 主要试剂与仪器

试剂：四三苯基膦钯﹑碳酸铯﹑四氢呋喃﹑氯化钠﹑乙酸乙酯﹑盐酸﹑无水硫酸镁(均为分析纯)。

仪器：Avance 600 核磁共振光谱仪，Spectrum One 型傅里叶变换红外光谱仪，EL CUBE 元素分析仪，1200 HPLC-MS 液相色谱-质谱联用仪。

1.3 合成步骤与产物表征

在圆底烧瓶中加入四三苯基膦钯(80mg,0.07mmol)，碳酸铯(245mg, 0.7mmol)和THF(10mL)，0℃下搅拌10min，化合物9 (300mg, 0.7mmol, 制备方法参考文献[7]) 溶于THF（10mL）并滴加入反应液中，室温搅拌18h 后加入100mL 饱和食盐水，用1mol·L-1HCl 酸化至pH=2，乙酸乙酯萃取（3×100mL），合并有机相，无水MgSO4干燥，减压旋蒸后得到138mg 白色无定形固体10，产率53%。IR(KBr),ν/cm-1: 1725,1684,1593,1515,1297,1211,903。1HNMR(CDCl3,600MHz),δ：7.29～7.16 (m,5H,Ar-H),6.36(s, 1H, OHAr-H), 5.16(t, 1H, J=7.1Hz, CH3C=CH),5.04(d, 1H, J= 7.1Hz,(CH3)2C=CH),3.31(m,4H,ArCH2CH2Ar), 2.87 (d, 2H, J=7.3Hz, ArCH2CH=C),2.00～1.96(m,4H,C=CHCH2CH2),1.76 (s, 6H,O2CCH3CH3), 1.67(s, 3H, CH=CCH3), 1.63 (s, 3H,CCH3), 1.56 (s, 3H, CCH3)。ESI-MS, m/z(%)：436.20(M+2+, 4), 435.28 (M+1+, 30), 434.25 (M+, 100)。元素分析, C28H34O4(%)：计算值C 77.39, H 7.89；实测值C 77.15，H 7.80。红外与核磁数据符合文献值。

2 结果与讨论

2.1 钯催化剂用量对产率的影响

钯催化剂的用量对工艺成本的影响很大，用量过大不仅在体系中引入过多的重金属从而影响后续生物学实验，而且提高了生产成本。但用量过低也可能导致催化不完全，从而降低产率。因此需要实验确定最佳催化剂用量。采用单因素实验法，固定原料9 的用量为0.7mmol，碳酸铯的用量为0.7mmol，溶剂THF 20mL，反应时间为 18h，反应温度为室温，探讨催化剂用量对反应产率的影响，结果见表1。

由表1 可知，随着钯催化剂用量增大，产率逐渐增加，但超过0.07mmol 后随着用量的继续增大，产率增加不显著并达到平衡。综合考虑生产成本和产率，确定0.07mmol 即原料9 用量的10%为最佳钯催化剂用量。

表1 催化剂用量对产率的影响

2.2 碳酸铯用量对产率的影响

本反应中碳酸铯作碱，提供关环反应所需要的pH 值。碱的用量需要控制在合适的范围，既保证反应顺利进行，又不会引起太多的副反应。采用单因素实验法，固定原料9 的用量为0.7mmol，钯催化剂0.07mmol，溶剂THF 20mL，反应时间为18h，反应温度为室温，探讨碳酸铯用量对反应产率的影响，结果见表2。

表2 碳酸铯用量对产率的影响

由表2 可知，产率先随碳酸铯用量的增加而缓慢增加，当到达0.7mmol 附近时，产率不再随碳酸铯用量的增大而变化，趋于稳定。但当碳酸铯用量继续增加到2mmol 时，产率反而有所下降，可能是过高的碱用量引发了不必要的副反应。因此确定0.7mmol 即原料9 用量的1∶1 摩尔比为最佳碳酸铯用量。

2.3 反应温度对产率的影响

本反应采用0℃投料，室温反应的方式进行。为确定最佳投料温度和最佳反应温度，固定原料9和碳酸铯用量均为0.7mmol，钯催化剂0.07mmol，溶剂THF 20mL，反应时间为18h，探讨温度对产率的影响，结果见表3。

表3 反应温度对产率的影响

由表3 可知，反应对温度变化较为敏感，投料温度如果高于0℃或者反应温度超过室温，都使产率明显下降，可能是较高的温度使化合物分解导致。如果投料和反应都在0℃进行，反应进行不完全，产率也较低。综合考虑，最佳投料温度为0℃，最佳反应温度为室温。

2.4 反应时间对产率的影响

合适的反应时间必须通过实验来加以确定。采用单因素实验法，固定其他因素为最佳值，即原料9和碳酸铯用量均为0.7mmol，钯催化剂0.07mmol，溶剂THF 20mL，反应温度为室温，探讨反应时间对反应产率的影响，结果见表4。

表4 反应时间对产率的影响

由表4 可知，随着反应时间的增加，产率也增大，当反应时间到达18h 时产率最大，若继续延长反应时间，产率趋于稳定。因此确定最佳反应时间为18h。

3 结论

本实验研究了Amorfrutin B 中间体10 的合成，各结构表征数据说明，得到预期产物化合物10，即(E)-7-羟基-2,2-二甲基-8-(3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-基)-5-苯乙基-4H-苯并[d][1,3]二英-4-酮。探讨了各反应因素对产率的影响规律，确定最佳工艺条件为：物料配比n碳酸铯∶n原料=1∶1，钯催化剂为原料9 用量的10%，投料温度为0℃，反应温度为室温，反应时间为18h，纯化后产率最高为53%。同时，本实验所做的优化工作进一步降低了生产成本，提高了生产效率，可为Amorfrutin B 的药学研究提供必要的支持。

[1] Dong H L, Wang C L, Guo S X, et al. New bibenzyl derivatives from the tubers of pleione yunnanensis[J].Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 2009, 57(5): 513-515.

[2] Li Y, Wang C L, Wang Y J, et al. Four new bibenzyl derivatives from dendrobium candidum[J]. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 2009, 57(9): 997-999.

[3] Beck S H, Phipps R K, Perry N B. Antimicrobial chlorinated bibenzyls from the liverwort riccardia marginata[J]. Journal of Natural Products, 2004, 67(4): 718-720.

[4] 丹尼尔·雷德尔斯多夫，戈德·斯库勒，约瑟夫·斯楚瓦格.新颖的营养药物性组合物和药物组合物，及其用于治疗﹑辅助治疗或预防炎性病症的用途: US,200780005786.4[P]. 2009-03-11.

[5] Christopher W, Jens C G, Aman P, et al. Amorfrutins are potent antidiabetic dietary natural products [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America early edition, 2012(19): 7257-7262.

[6] Lester L M, Young H P, et al. Amorfrutin A and B,bibenzyl antimicrobial agents from amorpha fruticosa [J].Phytochemistry, 1981, 20(4): 781-785.

[7] 孔雅俊，徐娟芳，乔红运，王超.Amorfrutin B 关键中间体的关环合成[J].精细化工，2015，32(2)：227-231.