双(十八碳-2,4-二烯酰基)磷脂酰胆碱的合成研究

陈志杰

双(十八碳-2,4-二烯酰基)磷脂酰胆碱的合成研究

陈志杰

（闽西职业技术学院 生态环境学院，福建 龙岩 364000）

报道了一种以十四醇和4-溴巴豆酸乙酯为起始原料合成双(十八碳-2,4-二烯酰基)磷脂酰胆碱的方法。首先，将十四醇氧化得到醛（3）。同时，将4-溴巴豆酸乙酯与亚磷酸三乙酯反应得到化合物（4）。然后将化合物（3）和化合物（4）通过维蒂希－霍纳尔反应得到酯（10），经水解得到酸（5）。最后酸（5）经过CDI活化后与甘油磷脂酰胆碱（8）缩合得到Bis-DenPC（1）。其结构经1HNMR和HR-MS（ESI）确证。

双（十八碳-2,4-二烯酰基）磷脂酰胆碱；十四醇；4-溴巴豆酸乙酯

(R)-2, 3-双(((2E, 4E)-十八碳-2, 4-二烯酰基)氧基)丙基(2-(三甲基氨基)乙基)磷酸酯（1），简称Bis-DenPC，是一类二烯酰基磷脂，作为药物传递系统的载体受到广泛关注，可用于包封药物，例如抗癌剂、蛋白质和其他生物活性物质[1]。此外，Bis-DenPC容易形成聚（脂质）囊泡和平面支撑的双层，能显著提高表面活性剂、溶剂等长期储存的稳定性。该类磷脂可发生交联聚合，相比于线性聚合能够显著增强膜的稳定性，改变离子和小分子的渗透性[2-7]。所以研发出一条经济实惠，操作简便的制备方法有着非常重要的意义和价值。

目前文献报道Bis-DenPC的合成路线有以下两种：一种是以十四醇（2）为起始原料在PCC作用下得到十四醛（3），然后在正丁基锂（-BuLi）作用下与反式-乙基-4-(二乙基膦酰)巴豆酸酯（4）反应，再在NaOH作用下水解得到(2E,4E)-十八碳-2,4-二烯酸（5），再与(R)-3-苄氧基-1,2-丙二醇在DMAP的作用下得到化合物（6），最后在三氯化硼作用下低温（-78 ℃）脱苄基，再与环磷杂环戊烷反应，继而通三甲胺气体，得到目标化合物（1）（Scheme 1）[8]。该方案合成目标化合物需要七步，路线长，对反应温度要求高，而且合成路线中用到的反式-乙基-4-(二乙基膦酰)巴豆酸酯、环磷杂环戊烷等试剂，价格昂贵，成本高。另一种是以化合物（5）为起始原料，在DCC作用下，缩合得到相应的酸酐（7），然后在DMAP作用下与甘油磷脂酰胆碱（GPC）（8）缩合得到目标化合物（1）（Scheme 1）[4,9]，该方案中合成化合物（7）的收率只有25%，并且与GPC缩合时要损失一分子的化合物（5），原子经济性差，收率低，成本高。本文对文献的方案上加以优化，开发了一条路线短，成本低，反应条件更加温和的合成路线。首先将4-溴巴豆酸乙酯（9）与亚磷酸三乙酯反应得到化合物（4），然后将十四醇（2）在氧化条件下得到化合物（3）。化合物（3）和化合物（4）在低温（-50 ℃）和LDA作用下反应得到化合物（10），再经KOH水解，得到化合物（5），最后，将化合物（5）与GPC（8）在CDI和DBU作用下得到Bis-DenPC（1）（Scheme 2）。目标化合物结构经1H NMR和HR-MS（ESI）表征确定。

图1 文献合成路线

图2 本文合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

85-1型磁力搅拌器（上海禾气仪器有限公司）；N 1100型真空旋转蒸发器（日本EYELA公司）；高效液相色谱（岛津企业管理（中国）有限公司）；500 MHz核磁共振谱仪（TMS为内标，美国Bruker公司）；Waters UPLC-TOFMS高分辨质谱仪。

溴化钾、氢氧化钾（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）、2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物（TEMPO）、十四醇、次氯酸钠（分析纯，上海泰坦科技股份有限公司）、亚磷酸三乙酯（分析纯，上海麦克林生化科技有限公司）、苄基三乙基氯化铵、4-溴巴豆酸乙酯（分析纯，上海毕得医药科技有限公司）、二异丙基氨基锂（LDA）（2.0 M的四氢呋喃溶液，安耐吉化学）、N,N’-羰基二咪唑（CDI）、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）（分析纯，苏州昊帆生物股份有限公司）。

1.2 合成

1.2.1 化合物（3）的合成

将40 g（186.6 mmol）十四醇溶于350 mL二氯甲烷和200 mL水的混合溶剂中，再依次加入0.58 g（3.7 mmol）TEMPO，24.4 g（205.2 mmol）溴化钾，7.8 g（93.3 mmol）碳酸氢钠，4.2 g（18.7 mmol）苄基三乙基氯化铵，然后在冰水浴下分批滴入220 g（429.1 mmol）次氯酸钠，反应4 h，TLC监测反应完全，分出有机相，有机相用亚硫酸钠水溶液（120 mL）洗涤，无水NaSO4干燥，蒸干。粗品用柱层析纯化（石油醚:二氯甲烷=10:1），得39.6 g无色油状化合物（3），收率为94%。1H NMR δ: 9.79(br,1H), 2.42～2.46(m,2H), 1.59～1.66(m,2H), 1.39～1.22(m,20H), 0.90(t,J=6.9 Hz,3H)。HR-ESI-MS: Calcd for C14H29O{[M+ H]+}213.221 3, found 213.222 1。

1.2.2 化合物（4）的合成

将37.0 g（222.7 mmol）亚磷酸三乙酯（98%），44.3 g（305.6 mmol）4-溴巴豆酸乙酯加入至反应瓶中，然后升温至100℃，氮气保护下反应12 h。反应后的粗品直接用柱层析纯化（石油醚:乙酸乙酯=3:1），得37.0 g浅黄色液体化合物（4），收率为63%。1H NMR δ: 6.85～6.93(m,1H), 5.95～ 6.00(m, 1H), 4.21(q,J=7.1 Hz,2H), 4.09～4.18(m,4H), 2.73～ 2.79(m,2H), 1.29～1.36(m,9H)。HR-ESI-MS: Calcd for C10H20O5P{[M+H]+}251.104 3, found 251.105 4。

1.2.3 化合物（10）的合成

三颈瓶置换氮气，将33.1 g（132.3 mmol）化合物（4）溶于30 mL干燥的四氢呋喃中，然后注入三颈瓶中，降温至-50 ℃。再缓慢滴入2.0 mol·L-1LDA（79.4 mL），控制体系温度不超过-50 ℃，搅拌20 min。再将30.9 g（145.5 mmol）化合物（3）溶于30 mL干燥四氢呋喃中缓慢滴入反应体系。移至室温（10 ℃）反应2 h，体系渐渐变为红棕色澄清。TLC监测原料反应完全，将反应体系倒入1 mol·L-1稀盐酸（150 mL）中，加压浓缩除去部分四氢呋喃，然后用乙酸乙酯（240 mL）萃取，饱和氯化钠水溶液（120 mL）洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸干。粗品用柱层析纯化（石油醚:乙酸乙酯=40:1）得到28.2 g化合物（10），收率为69%。1H NMR δ: 7.25(dd, J=15.4, 9.8 Hz, 1H), 6.17(dd, J=15.1, 9.6 Hz, 1H), 6.09～6.05(m, 1H), 5.77(d, J=15.4 Hz, 1H), 4.19(q, J=7.1 Hz, 2H), 2.18～2.09(m, 2H), 1.45～1.38(m, 2H), 1.29～1.26(m, 23H), 0.88(t, J=6.8 Hz, 3H)。HR-ESI-MS: Calcd for C20H37O2{[M+H]+}309.278 8, found 309.278 0。

1.2.4 化合物（5）的合成

将11.7 g（37.9 mmol）化合物（10）加入30 mL甲醇和10 mL水的混合溶液中，再加入6.3 g（113.8 mmol）氢氧化钾，回流反应1 h，TLC监测原料反应完全。减压浓缩除去甲醇，加入浓盐酸调pH至1，然后用乙酸乙酯（60 mL）萃取，有机相用水（30 mL）洗两次，无水硫酸钠干燥，蒸干得黄白色固体。粗品用柱层析纯化（石油醚:乙酸乙酯=40:1），得8.2 g黄白色固体化合物（5），收率为77%。1H NMR δ: 7.40～7.33(m,1H), 6.20～ 6.23(m,2H), 5.81(d, J=15.3 Hz,1H), 2.20～2.21(m, 2H), 1.49～1.41(m,2H), 1.33～1.25(m,20H), 0.90(t, J=6.9 Hz,3H)。HR-ESI-MS: Calcd for C18H33O2{[M+H]+} 281.247 5, found 281.246 8。

1.2.5 化合物（1）的合成

将10 g（35.7 mmol）化合物（5）溶于70 mL氯仿中，分3批加入5.78 g（35.7 mmol）CDI，25 ℃反应2 h；再加入2.75 g（10.7 mmol）GPC、1.63 g（10.7 mmol）DBU，氮气保护下，45 ℃反应24 h，然后将体系过滤，滤液减压浓缩除去溶剂，再加入40 mL乙腈，有固体析出后，室温下打浆，抽滤，得到的固体用30 mL混合溶剂（乙腈:甲醇=10:1）打浆2次，最终得白色粉末状固体化合物（1）22.3 g，收率80%。1H NMR δ: 7.18～ 7.26(m,2H), 6.18～6.09(m, 4H), 5.73～5.79(m, 2H), 5.29(s, 1H), 4.48～4.22(m,4H), 3.99～4.03(m, 2H), 3.78(s,2H), 3.34(s,9H), 2.15(s,4H), 1.45～1.37(m,4H), 1.26～1.30 (m, 40H), 0.88(t, J=6.9 Hz, 6H)。HR-ESI- MS: Calcd for C44H81NO8P{[M+H]+}782.569 4, found 782.570 2。

2 结果与讨论

2.1 化合物（3）合成

十四醇在苄基三乙基氯化铵和TEMPO的催化下，被次氯酸钠氧化成化合物（3），实验过程中发现次氯酸钠的加料方式对反应收率有一定的影响，单次加入导致氧化剂浓度过高反而降低得率。本研究发现分批加入次氯酸钠能使反应进行得更彻底，收率可达94%。

2.2 化合物（4）合成

4-溴巴豆酸乙酯与亚磷酸三乙酯在无溶剂的条件下发生Arbuzov反应，经两步亲核取代反应得到化合物（4），收率63%。

2.3 化合物（10）合成

在文献8的基础上对碱的条件进行了优化，文献上报道的碱用的是-BuLi，收率76%；按照文献方法做收率可以达到50%，而且投料量越大，收率越低。为此我们改用LDA作碱，收率提高为69%，并不会出现随投料量变大而收率变低的情况，相比而言，用LDA做碱效果最佳。

2.4 化合物（5）合成

参照文献方法以77%收率得到化合物（5）。

2.5 目标化合物（1）合成

化合物（5）通过CDI活化羧基，然后在碱DBU的作用下与化合物（8）发生缩合反应，得到化合物（1），收率为80%，远高于文献路线2的得率。

3 结论

本文报道了以十四醇和4-溴巴豆酸乙酯为起始原料，通过氧化，亲核取代，Wittig反应以及缩合反应等五步得到得到Bis-DenPC（1），在氧化十四醇这步时，探究了次氯酸钠的加料方式对反应收率的影响，我们发现次氯酸钠分批加入的反应效果最好，收率为94%。在通过Wittig反应制备化合物（10）时，比较了-BuLi和LDA这两种碱对反应的影响，发现用LDA做碱，收率可以达到69%，且不会出现随投料量变大而收率变低的情况。本文提出的合成路线反应步骤少，最终目标产物得率达到80%，这个得率是路线2的3.2倍，而且反应条件比路线1温和很多，无需-78 ℃的低温。总之，本文开发了一条路线短，成本低，反应条件更加温和的Bis-DenPC的合成路线，对日后工业化生产Bis-DenPC具有重要的科学价值和实践价值。

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Synthesis of Bis(Octadecyl-2,4-Dienoyl)Phosphatidylcholine

CHEN Zhi-jie

(College of Ecology and Environment, Minxi Vocational and Technical College, Longyan 364000, China)

A synthetic method of bis(octadecyl-2, 4-dienoyl)phosphatidylcholine starting with 1-tetradecanol and ethyl 4-bromo- crotonate was reported. Firstly, 1-tetradecanol was oxidized to obtain the aldehyde (3), and ethyl 4-bromocrotonate was reacted with triethyl phosphite to give the compound (4). Then, the ester (10) was obtained with the compound (3) and the compound (4) by a Wittig-Horner reaction, which was then hydrolyzed to give the acid (5), and finally the acid (5) was condensed with the glycerol phosphatidylcholine (8) via CDI activation to obtain Bis-DenPC (1). The structure was confirmed by1H NMR and HR-MS (ESI).

phosphatidylcholine; 1-tetradecanol; ethyl 4-bromocrotonate

O621.3

A

1009-9115(2021)06-0021-04

10.3969/j.issn.1009-9115.2021.06.006

2021-09-22

2021-10-15

陈志杰（1981-），男，福建龙岩人，硕士，讲师，研究方向为食品检测、化学分析。

（责任编辑、校对：琚行松）