7_乙基_10_羟基喜树碱制备工艺改进

雷英杰朱春华王作全刘鸿

(西安近代化学研究所,西安,710065)

摘要对7-乙基-10-羟基喜树碱的制备进行了研究,优化了合成工艺,使总收率由19.7%提高到

33.2%,并对该合成路线的反应机理进行了初步的探讨。

关键词7-乙基-10-羟基喜树碱制备工艺反应机理

20(S)-喜树碱(Camptothecin,简写为CPT)是一种五环结构的细胞毒性生物碱,1966年由Wall 等[1]从喜树杆中首次分离得到,因其对鼠L1210白血病和瓦克癌及哺乳细胞中DNA和RNA的合成有明显的抑制作用而引起临床界的广泛重视[2,3]。1985年Hsiang等[4]发现喜树碱及其衍生物是以拓朴异构酶(topoÑ)为作用靶,抑制DNA的合成而发挥抗肿瘤作用。这一机理的阐明为体外法评价喜树碱衍生物的活性提供了依据。Saw ada等[5]合成了新的抗肿瘤药物7-乙基-10-羟基喜树碱(SN-38,为前体药物CPT-11的代谢产物),并证明在多种人肿瘤移植细胞中显示出潜在的活性。尤启冬[6]则对该合成方法进行了改进,使三步反应中的第一步呈均相反应体系,而且反应时间大大缩短(3h缩短到15min),但收率却有所降低。本文在上述文献的基础上,对7-乙基-10-羟基喜树碱的制备进行了研究,使总收率从文献[6]的19.7%提高到33.2%,并对该反应机理进行了探讨。

实验部分

1.试剂和仪器

20(S)-喜树碱为天然提取物,纯度大于92%;硫酸亚铁、丙醛、硫酸、乙酸、乙酸酐、过氧化氢、乙腈、二口恶烷、氯仿和甲醇均为分析纯;层析用硅胶粒度为80目~100目;硅藻土为化学纯,粒度为80目~120目;所用水为去离子水。

60SXR-FTIR红外光谱仪(KBr压片);FX-90Q氢核磁光谱仪(90MHz,T MS作内标);500W GGZ直管形高压汞灯;SP-8100高效液相色谱仪,SP-8320固定波长(254nm)紫外检测器;熔点用毛细管法测定(温度计未校正)。

2.合成路线

X1999年11月22日收到。

3.合成步骤

(1)7-Et-CPT的制备200mL三口瓶中加入FeSO4#7H2O2.1g(7.5mmol),水60mL,冰浴降温。称取喜树碱1.0g(2.9m mol),用浓H2SO412mL和HOAc35m L混合液充分溶解后加入反应瓶中,搅拌至呈浅棕色均相体系,5e下滴加新鲜蒸馏的丙醛2mL(27mmol),待内温降到2e左右,缓慢滴加30%H2O21m L(9.2mmol),加毕后反应1h,将反应液倒入300mL冰水中,用CH Cl3(8@50mL)萃取,萃取液减压浓缩至干。硅胶过柱,以CHCl3为洗脱剂,得土黄色固体7-Et-CPT约0.75g,产率70%,m.p.250e~254e(文献值:258e~261e)。IR:T=3430,1752,1660,1590cm-1。1H NMR (CDCl3-DM SO-d6):D=0.92(t,J=7H z,3H,CH2CH3),1.34(t,J=7Hz,3H,18-H),1.91(q,J=7H z, 2H,CH2CH3),3.15(q,J=7Hz,2H,19-H),5.22(s,2H,5-H),5.38(s,2H,17-H),6.50(s,1H,20-OH), 7.35(s,1H,14-H),7.50~8.30(m,4H,ArH)。

(2)7-Et-CPT-1-O的制备250mL三口瓶中加入7-Et-CPT0.5g(1.3mmol),H OAc80mL和Ac2O60mL,搅拌加热,在40e下滴加30%H2O210mL(92mmol),加毕后迅速升温到70e,溶液呈橙黄色,反应4h后减压蒸去HOAc(约125mL),残余液倒入300m L冰水中,有少量固体析出,因悬浮颗粒太细,加入1.5g硅藻土辅助沉淀。过滤、烘干,装入硅胶色谱柱,用CH Cl3和1%MeOH-CHCl3梯度洗脱,得桔黄色固体7-Et-CPT-1-O约0.36g,产率72%,m.p.246e~249e(文献值:255e)。IR:T=3422,1746,19,1592cm-1。1H NMR(DMSO-d6):D=0.90(t,J=7Hz,3H,CH2CH3),1.28(t, J=7Hz,3H,18-H),1.87(q,J=7H z,2H,CH2CH3),3.12(q,J=7H z,2H,19-H),5.24(s,2H,5-H), 5.34(s,2H,17-H),6.26(s,1H,20-OH),7.30~7.90(m,4H,14-H,ArH),8.32(m,1H,ArH)。

(3)SN-38的制备500m L三口瓶中加入7-Et-CPT0.3g(0.76mmol),二口恶烷(150mL)-乙腈(120mL)-水(30mL)混合溶剂,搅拌溶解后加入浓H2SO40.3mL,紫外灯照射1h,反应液呈桔红色。减压蒸去溶剂,残余液(约20mL)倒入300mL冰水中沉淀,有土黄色固体出现。过滤、烘干,装入硅胶色谱柱,用1%M eOH-CH Cl3和5%MeOH-CH Cl3梯度洗脱,得浅黄色固体SN-38约0.2g(H PLC 纯度为96%),产率66%,m.p.222e~224e(文献值:224e)。IR:T=3582,3399,1736,1654,1585, 1568cm-1。1H NM R(DM SO-d6):D=0.88(t,J=7.5Hz,3H,CH2CH3),1.25(t,J=7.5H z,3H,18-H), 1.83(q,J=7.5Hz,2H,CH2CH3),3.02(q,J=7.5H z,2H,19-H),5.16(s,2H,5-H),5.34(s,2H,17-H), 6.37(s,1H,20-OH),7.18(s,1H,14-H),7.20~7.45(m,2H,ArH),7.96(d,J=8H z,1H,ArH),10.27 (s,1H,10-OH)。

结果与讨论

参照文献,我们推测该合成步骤的第一步反应为自由基反应。

CH3CH2CH O+H2O2

CH3CH2O OH

OH

Fe2+

CH3CH2

O#

OH

H2O2

#CH2CH3+HCO2H

N

CPT H +N +H #CH 2CH 3N +H #

\\#

N +H \

N +

#H N +H CH 2CH 3

H 2

O 7-Et -CPT

第二步反应为B 环上N 的氧化:

第三步为光化重排,基于C.Kaneko 等[7]的观点,对在A -位有吸电基团的喹啉-1-O 类化合物,

经质子化后,光辐射下可以转化成6-羟基喹啉,与此相仿,我们推测该光化重排的反应机理为:

经过改变加料顺序,改善工艺条件,优化分离过程,本方法所制备的目的产物SN -38不但纯度和图谱均与文献相符,而且总收率由文献报道的19.7%提高到33.2%。值得一提的是,前两步反应都比较完全,直接利用粗品反应,到光化重排后经硅胶柱色谱分离纯化即可。

参考文献

[1] Wall,M.E.;Wani,M.C.;Cook,E.C.,et al.:J.Am.Chem.Soc.,1966,88,3888.

[2] M ug gia,F.M.;Cr eaveh,D.J.;Hansen,H.,et al.:Cancer Chemother.Rep.,1972,56,515.

[3] M oertel,C.G.;Schutt,A.J.;Rettemeier,R.J.,et al.:Cancer Chemot her.R ep.,1972,56,95.

[5]Saw ada,S.;Okajima,S.;A iyama,R.,et al.:Chem.Pharm.Bull.,1991,39(6),1446.

[6]尤启冬,孙飘扬:中国医药工业杂志,1994,25(6),250.

[7]Kaneko,C.;Haseg aw a,H.;T anaka,S.,et al.:Chem.L ett.,1974,133.

The Improved Synthesis of7-Ethy-l10-hydroxycamptothecin

Lei,Ying-Jie Zhu,Chun-Hua Wang,Zuo-Quan Liu,Hong

(Xian M oder n Chemistr y Resear ch Institute,Xian,710065)

Abstract An improved3-step w ay of preparing one of the key antitumor agents7-ethy-l10-hydro-xycamptothecin(SN-38),w hich consists of ethylation,ox idation and photochemical rearrangement w as reported.The possible reaction m echanism w as also suggested.

Keywords7-Ethy-l10-hydroxycamptothecin(SN-38),M echanism,Synthesis.

告作者、读者

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2000年4月