專利名稱：生物堿化合物類二聚物的合成方法
本申請是1987年2月6日提交的懸而未決的美國專利申請?zhí)朜o.07/011，810的部分的繼續(xù)。
本發(fā)明涉及二聚生物堿化合物類的合成，具體地說，是長春花(Vinca)族，諸如長春花堿、長春新堿和白諾西丁，以下常常簡稱為靶子化合物或靶子二聚生物堿化合物。
本發(fā)明的二聚生物堿具有明顯的抗病毒、抗腫瘤以及抗白血病性能。在過去，這些生物堿是從長春花種，具體地說從長春花(C.roseus)中少量分離。近來，這些化合物的合成已取得進展(JamesP.kutney的美國專利4，144，237，和4，279，817，以及本美國專利申請?zhí)?7/011，810)。不幸的是，這些已有技術(shù)的方法也獲得少量的靶子化合物。本發(fā)明在于克服了在已有技術(shù)中在收率上所遭遇的困難，驚人地提高該靶子二聚生物堿化合物的產(chǎn)量。
本發(fā)明涉及制備二聚生物堿化合物的多步驟的方法，具體地說，是長春花(Vinca)族，諸如長春花堿、長春新堿和白諾西丁，如在1987年2月6日提交的美國專利申請?zhí)朜o07/011，810所描述的，該揭示作為此處參考。
簡要地，本發(fā)明方法包括以下步驟(a)從具有橋氮原子的吲哚單體在冷卻下于約-77°至約40℃溫度下，通過氧化橋氮，形成N-氧化物衍生物類，而不用分離所述的衍生物;
(b)至少在選自一種包括乙酐、鹵代乙酐和乙酰氯組的存在下，處理所述的N-氧化物衍生物類，以完成普朗諾夫斯基(Polonovski)型裂解反應;
(c)毋須分離步驟(b)的產(chǎn)物，所述的步驟(b)的產(chǎn)物和二氫吲哚單體至少在選自一種包括乙酐、鹵代乙酐和乙酰氯組的存在下，于約-70℃至約40℃的低溫，在惰性條件下進行立體有擇偶聯(lián)以形成第一個亞氨鎓中間體;
(d)通過和1，4-二氫吡啶化合物反應，還原所述的第一個亞氨鎓中間體，由此形成一種烯胺;
(e)在控制的通氣條件下，通過氧化轉(zhuǎn)換反應在步驟(d)得到的所述的烯胺化合物，制備第二個亞氨鎓中間體;以及(f)還原在步驟(e)得到的產(chǎn)物，以形成靶子二聚生物堿化合物。
所有的上述步驟從吲哚單體和二氫吲哚單體至最后產(chǎn)物不用分離中間體，可以在一鍋中進行操作。
本發(fā)明涉及二聚生物堿化合物類的合成，具體地說，諸如長春花堿、長春新堿和白諾西丁的長春花(Vinca)族，是由結(jié)構(gòu)式Ⅰ表示的
在結(jié)構(gòu)式Ⅰ中alk＝CH3或(CH2)nCH3，式中n＝1-5;
R1＝CH3或CHOR2＝H或CO-烷基R3＝HR4＝COO-烷基或CONR13R14，式中R13和R14選自包括氫、烷基、取代的烷基、芳基或取代的芳基的組;
Z＝-CH＝CH-或-CH2-CH2-R＝Ⅱ或Ⅱa
式中R7＝H或COO-烷基;
R8＝H、OH、O-烷基OCO烷基或烷基，R9＝H、OH、O-烷基OCO烷基或烷基R10＝H、OH、O-烷基、OCO-烷基R11＝H或COO-烷基，以及R12＝H或烷基。
當在結(jié)構(gòu)式Ⅰ中，烷基＝CH3、R1＝CH3、R2＝CO-CH3、R3＝H、R4＝COOH、Z＝-CH＝CH-、R＝結(jié)構(gòu)式Ⅱ、R7＝COOCH3、R8＝OH、R9＝C2H5以及R10＝H時，該產(chǎn)物為長春花堿;當烷基＝CH3、R1＝CH3、R2＝CO-CH3、R3＝H、R4＝COOCH3，Z＝-CH＝CH-、R＝結(jié)構(gòu)式Ⅱ、R7＝COOCH3、R8＝C2H5、R9＝OH以及R10＝H時，該產(chǎn)物為白諾西丁;以及當烷基＝CH3、R1＝CHO、R2＝CO-CH3、R3＝H、R4＝COOCH3、Z＝-CH＝CH-、R＝結(jié)構(gòu)式Ⅱ、R7＝COOCH3、R8＝OH、R9＝C2H5以及R＝H時，該產(chǎn)物為長春新堿。
在整篇中揭示所有的alk和alkyl表示C1-C6烷基，以及較佳地為C1-C3烷基，aryl表示芐基、二甲苯基等單芳基;所有的百分數(shù)為重量百分數(shù);所有的時間周期為分鐘，以及所有的溫度為攝氏度℃計量，除非另有特殊說明外。
本發(fā)明制備的靶子二聚生物堿的方法包括從由結(jié)構(gòu)式Ⅲ表示的吲哚單體開始形成一種N-氧化物衍生物
式中R表示氫或COO烷基以及R1、R2、R3和R4，獨立地表示H、OH、O-烷基、OCO-烷基、烷基或芳基，該吲哚單體被氧化，通過氧化該橋氮以形成一種N-氧化物衍生物，如結(jié)構(gòu)式Ⅲ(a)所表示的
以及相關的類似物如結(jié)構(gòu)式Ⅲ(b)所表示的
式中R1、R2、R3、R4與結(jié)構(gòu)式Ⅲ的相同，以及R5、R6、R7和R8獨立地、代表H或由結(jié)構(gòu)式(CH2)nCH3表示的烷基，式中n＝0-10。較佳地該吲哚單體由于步驟(a)為長春花堿(Catharanthine)(結(jié)構(gòu)式Ⅲ當R＝COOCH3和R1、R2、R3和R4為H時)在溫度約-77℃至約-40℃范圍內(nèi)，通過和一種過酸諸如間一氯過苯甲酸或?qū)σ幌趸^苯甲酸，在一種惰性溶劑中諸如二氯甲烷或其它多鹵代有機溶劑(步驟(a))中反應，在橋氮處被氧化，由此形成的N-氧化物中間體可不用分離用于下一步驟(步驟(b))。在步驟(a)得到的這樣處理過的N-氧化物衍生物，經(jīng)過裂解反應(步驟(b))以及形成的亞氨鎓中間體和一種二氫吲哚單體偶聯(lián)，由此形成諸如長春花朵靈(vindoline)如結(jié)構(gòu)式Ⅳ所表示的
根據(jù)包含在N-氧化物衍生物中占有的脂族中中心的C18以及在二氫吲哚單體中芳族碳C15的碳-碳鍵連結(jié)，它表示了二個相應化合物(結(jié)構(gòu)式Ⅲa和結(jié)構(gòu)式Ⅳ)的連結(jié)。
吲哚N-氧化物衍生物的C5-C18鍵的裂解的裂解反應是在諸如三氟乙酸酐試劑存在下進行的，為了充分促進下一步的二聚物其后在C18(吲哚單體)和C5(二氫吲哚單體)的偶聯(lián)，在裂解反應之前可以向該混合物加入二氫吲哚單元，一種代替三氟乙酐組份的試劑，可用三氯乙酐、乙酐、乙酰鹵化物和甲苯磺酰酐用于裂解和偶聯(lián)。這些試劑導致化合物中C5-C18鍵的普朗諾夫斯基型裂解;在結(jié)構(gòu)式Ⅲa和Ⅲb中表示。該反應溫度、時間和壓力條件與通常普朗諾夫斯基型反應所采用的相類似，即在它原先的應用中，包括季胺和雜環(huán)胺通過將相應的N-氧化物和乙酐或乙酰鹵化物(參見Merch Index第8版，1968.p-R03)的酰化反應脫烷裂解，以及偶聯(lián)步驟的溫度從約-70℃至約40℃，較佳地從約-70℃至約-30℃;以及最佳地從約-60℃至約-40℃。在裂解步驟和偶聯(lián)步驟中N-氧化物衍生物的形成，可以在開口的或在惰性氣體氣氛籠罩下進行，所述的惰性氣體諸如氬或周期表中零組任一其它惰性氣體，諸如氦、氖等或氮、由于后面的反應步驟需要低溫，步驟(a)-(c)的反應時間可以從幾分鐘至幾天。典型地，步驟(a)應取約5分鐘至約幾小時，步驟(b)應取約5分鐘至1小時，以及步驟(c)應取約10分鐘至約幾小時。
在本發(fā)明方法中上述描述的偶聯(lián)反應條件，代表了對已有技術(shù)[例如在美國專利4，279，817，Helv.chim.Acta，592858(1976)以及在反應流程Ⅰ(ReactionSchemeI)]一種重要的改進，特別地，本發(fā)明的偶聯(lián)(步驟(c))、考慮到在N-氧化物衍生物和二氫吲哚單體的偶聯(lián)中形成的相對地不穩(wěn)定的二氫吡啶鎓衍生物的制備和分離。
反應流程Ⅰ
該相對不穩(wěn)定的吲哚-二氫吲哚二聚中間體可通過立體定向偶聯(lián)步驟(c)形成，其特征在于位于吲哚部分的Nb的原子上的亞氨鎓鹽功能。該不穩(wěn)定的二聚物以下簡稱為亞氨鎓中間體。該亞氨鎓中間體通過結(jié)構(gòu)式Ⅴ或Ⅵ表示
式中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8如先前所描述的。
如在以前美國專利4，279，817所描述的該已有技術(shù)方法，通過和堿金屬硼氫化物(Na BH4、KBH4、Li BH4)反應，還原該不穩(wěn)定的亞氨鎓中間體以得到某些穩(wěn)定的二聚生物堿，例如通過與堿性金屬硼氫化合物反應，還原結(jié)構(gòu)式Ⅵ的亞氨鎓中間體，得到3′，4′-脫氫長春花堿化合物，如在結(jié)構(gòu)式Ⅶ所示的及在反應流程Ⅱ所表明的。
反應流程Ⅱ
然而，在本發(fā)明中，該相對不穩(wěn)定的亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅴ或Ⅵ)不需要還原，以及事實上可以通過各種色譜技術(shù)加以分離，例如所述的亞氨鎓中間體可以用步驟(c)的反應混合物直接采用在合適的色譜系統(tǒng)，諸如柱、薄層或高效液相色譜HPLC上分離，較佳地為反相和/或顆粒排斥(sizeexclusion)分離方法。操作的溫度可以從約4℃至約室溫內(nèi)變動。另外，在反應混合物中在和亞氨鎓中間體在一起的揮發(fā)性的反應劑和溶劑，可以在減壓下(低于約5毫米汞柱)，以及溫度較佳地低于-10℃下除去。然后將該殘留的固體(結(jié)構(gòu)式Ⅴ或Ⅵ)，溶解在一適當?shù)挠袡C溶劑中，諸如鹵代烴類、醚類、醇類、乙腈或諸如此類或各種緩沖水溶液中。該緩沖溶液的pH可以從約2至約10。合適的液體緩沖溶液包括例如磷酸鹽、三(羥甲基)氨基甲烷鹽酸(Tris)HCl和2-(N-嗎啉基)乙烷磺酸(MES)緩沖溶液。亞氨鎓溶液然后可以通過上述描述的色譜方法純化，另外，該亞氨鎓中間體溶液可以直接用于其后的反應。
實施例1表明用長春花堿(Catharanthine)(當R＝CONCH3和R1、R2、R3和R4＝H時，結(jié)構(gòu)式Ⅲ的吲哚單體)和長春花朵靈(結(jié)構(gòu)式Ⅳ的二氫吲哚單體)反應，制備亞氨鎓。實施例1.
通過改進的普朗諾夫斯基方法制備亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)該反應是在無水條件下進行的。所有的玻璃器皿在120℃充分烘干。溶劑二氯甲烷、以及偶聯(lián)劑三氟乙酐在使用前均從P2O5中蒸餾過。
向(Catharanthine)(結(jié)構(gòu)式Ⅲ，20毫克、0.6毫摩爾)在干燥的二氯甲烷(2毫升)的溶液于-20℃在氬的正壓氣氛下加入間-氯過苯甲酸(132毫克、0.8毫摩爾)，將該混合物攪拌5分鐘，并向形成的(Cathatanthine)N-氯化物(Ⅲa，R-COOCH3;R1、R2、R3和R4＝H)加入長春花朵靈(vindoline)(Ⅳ，270毫克，0.6毫摩爾)在二氯甲烷(1毫升)的溶液，并將該混合物冷卻至-60℃。將三氟乙酐(0.2毫升，1.5毫摩爾)加至該攪拌的反應混合物中，保持在-60℃二個小時。然后，于-20℃在真空下除去溶劑和過量的試劑，留下含有亞氨鎓中間體的紅棕色殘留物該中間體可從反相高效液相色譜(HPLC)上進行明顯的區(qū)分(用Waters Radial-(Pak)填充料C18或CN柱，甲醇-水-三乙胺為溶劑系統(tǒng))。它表明結(jié)構(gòu)式Ⅵ的亞氨鎓中間體在該反應中收率超過80%。
然后，該亞氨鎓中間體用1，4-二氫吡啶還原，該亞氨鎓中間體轉(zhuǎn)換成烯胺化合物，作為例子，如在反應流程Ⅲ所表明的。
反應流程Ⅲ
如上述所表明的，該轉(zhuǎn)換既可以發(fā)生在分離亞氨鎓中間體之后，或可通過處理在步驟(c)得到反應物料。靶子化合物的生產(chǎn)取決于所采用的亞氨鎓中間體。換言之，亞氨鎓中間體Ⅴ導致長春花堿類似物的生成，以及亞氨鎓中間體Ⅵ導致靶子化合物長春花堿和白諾西丁Leurosidine的生成。反之，長春新堿是通過長春花堿的氧化而生產(chǎn)的，特別地是氧化R1的取代基甲基基團。例如作為所述甲基氧化的一種方法是通過長春花堿用瓊斯(Jones)試劑(CrO3)在丙酮和乙酐中于非常低的溫度下氧化，例如-78℃(J.P.Kutneyt等Heterocycles Vol.9，p-201，1978)。然而，為了減少混淆，以下將針對結(jié)構(gòu)式Ⅵ的亞氨鎓中間體進行討論。然而注意，類似的步驟可能用結(jié)構(gòu)式Ⅴ的亞氨鎓中間體進行。
當起始吲哚單體具有一個C3-C4雙鍵(即Catharanthine結(jié)構(gòu)式Ⅲ當R＝COOCH3以及R1、R2、R3和R4＝H時)，該產(chǎn)生的偶聯(lián)亞氨鎓中間體包含一個α、β-不飽和的亞氨鎓功能團，如通過結(jié)構(gòu)式Ⅵ表示的。該亞氨鎓中間體在步驟(d)中可以經(jīng)過1，4-還原成結(jié)構(gòu)式Ⅷ所表示的烯胺
用于還原的試劑包括1，4-二氫吡啶化合物(稱作NADH模式)如結(jié)構(gòu)式Ⅸ表示的
式中R1、R2、R3、R4、R5和R6，獨立地，可以是H、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基。這些化合物的二個系列是容易見效的，Chem.Rev 82 232，1982;Chem.Rev.72 1 1972)。第一個系列稱作為漢棲酯(Hantzch esters)，在結(jié)構(gòu)Ⅸ的R3和R4中是羧酸酯，即COOC2H5。第二個系列是N-取代的1，4-二氫煙酰胺(結(jié)構(gòu)式Ⅸ)在其中R1是取代的烷基或取代的芳基功能團，例如芐基，以及R為CONR7R8式中R7和R8，獨立地，可以為氫、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基。
可用于在1，4-還原的1，4-二氫吡啶的較佳的另一類是選自結(jié)構(gòu)式Ⅸ的1，4-二氫吡啶化合物類，式中R2、R4、R5和R6為氫，R1為烷基-芳基以及R3為-CN或-CO-NCONH2
1，4-二氫吡啶的另外的較佳的一類是1，4-二氫煙酰胺類，式中R2、R4、R5和R6是氫，R3是CONH2以及R1是諸如烷基-芳基、羧酸酯類、糖類、羧酸和羧酸鹽類的功能團。
用于還原反應的最佳者為1，4-二氫煙酰胺類，式中R1選自包括富電子功能團的羧酸酯和羧酸鹽。廣泛的研究業(yè)已表明這些1，4-二氫煙酰胺類具備如此的富電子功能團，完全能與帶正性的亞氨鎓起配位作用，(即結(jié)構(gòu)式Ⅵ)增加二者的配向性(即1，4-還原超過1，2-還原)和亞氨鎓(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原率，于是導致烯胺(結(jié)構(gòu)式Ⅷ)收率的增加。這些較佳和最佳的應用1，4-二氫吡啶的具體例子在表1(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-A至Ⅸ-J)中提供。
上面的還原劑可以單獨或可結(jié)合使用。該還原可以在諸如氬或周期表中另組的惰性氣體(氦、氖等)或氮的惰性氣氛中進行。在還原步驟(d)中可以采用各種溶劑。合適的溶劑包括例如醇類、乙腈或該系列的較高級成員，二甲亞砜、二甲基甲酰胺，各種醚諸如二惡烷、和四氫呋喃以及氯代烴，通常不用液體緩沖劑。
在還原步驟(d)的進程中通過反應混合物在合適的色譜法系統(tǒng)中直接分析進行監(jiān)測，較佳地，采用反相高效液相色譜法。該方法可用于選用優(yōu)化的反應溫度、時間、壓力和反應劑濃度。反應溫度可以在約-60℃至約+60℃，以及較佳地從約-60℃至約+20℃，以及最佳地從約-60℃至約-20℃。該反應時間根據(jù)其它參數(shù)而變動，可以從幾分鐘至幾天。
以下的試驗實施例為根據(jù)反應流程Ⅲ，從亞氨鎓中間體通過與表Ⅰ的還原劑反應，進行烯胺的合成(實施例2-12，過程A至K)。
實施例2亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用1-芐基-1，4-二氫煙酰胺[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1＝芐基，R2、R4、R5和R6＝H;R3＝CONH2;(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-A)操作過程A]將1-芐基-1，4-二氫煙酰胺(135毫克、0.63毫摩爾，6當量)在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)下于室溫(20℃)下加至亞氨翁中間體(Ⅵ)100毫克在5毫升脫氣乙腈的攪拌溶液中經(jīng)過5小時的周期，然后，該反應混合物通過反相HPLS高效液相色譜檢測(WatersRadial公司，填充劑C18或CN柱，甲醇/H2O/三乙胺溶劑系統(tǒng))監(jiān)控，指示Ⅵ完全轉(zhuǎn)換成烯胺Ⅲ和3′，4′-脫氫長春花堿(Ⅶ)成1∶1比例的混合物(收率75%)。
實施例3.
亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用1-芐基-1，4-二氫煙酰胺[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1＝芐基，R2、R4、R5和R6＝H;R3＝CONH2(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-A)操作過程A]向一個亞氨鎓中間體(Ⅵ.100克)在甲醇(5毫升)保持內(nèi)溫在0℃的溶液中于0.5小時內(nèi)滴加或分批加入1-芐基-1，4-二氫煙酰胺(56毫克、0.26毫摩爾、2.5當量)在甲醇(2毫升)的溶液，在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)下經(jīng)過5小時的周期，如同在實施例1一樣用高效液相色譜(HPLC)監(jiān)控，指示Ⅵ完全轉(zhuǎn)換成烯胺Ⅷ和3′，4′-脫氫長春花堿(Ⅶ)成1∶1比例的混合物(收率75%)實施例4.
如在上述實施例2中描述的，所得到的烯胺Ⅷ和3′，4′-脫氫長春花堿Ⅶ用過量的硼氫化鈉(500毫克)于0℃處理。然后，該混合物用NH4OH使呈堿性并用乙酸乙酯萃取(3×200毫升)。合并的有機相用硫酸鎂干燥。除去有機溶劑后，得到的產(chǎn)物在制備型薄層色譜硅膠上層析(用溶劑系統(tǒng)為甲醇/乙酸乙酯洗脫)，該產(chǎn)物表明是一種未反應的3′，4′-脫氫長春花堿(Ⅶ)和已知的化合物4′-脫氧長春花堿(X，R＝COOCH3)和4′-脫氧-4′-表長春花堿(X1，R＝COOCH3)的混合物。末了的化合物的存在對烯胺Ⅷ的結(jié)構(gòu)提供了清楚的證明。
實施例5.
重復實施例4的過程，用過量的硼氫化鈉處理在實施例3得到的混合物來代替在實施例2的混合物。該產(chǎn)物也顯示是未反應的3′，4′-脫氫長春花堿(Ⅶ)，和已知化合物4′-脫氧長春花堿(X，R＝COOCH3)和4′-脫氧-4′-表長春花堿(X1，R＝COOCH3)的混合物。末了的化合物的存在對烯胺Ⅷ的結(jié)構(gòu)提供了清楚的證明。
實施例6.
亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用3，5-二乙氧基羰基-2，6-二甲基-4-苯基-1，4-二氫吡啶[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1＝H;R3和R5＝COOCH2CH3;R2和R6＝CH3;R4＝苯基;(結(jié)構(gòu)式Ⅸ＝B)-過程B]向一攪拌的亞氨鎓(Ⅵ，100毫克)在去氣乙腈(3毫升)的溶液中加入在乙醇(12毫升)的3，5-二乙氧基羰基-2，6-二甲基-4-苯基-1，4-二氫吡啶(246毫克，6當量)，在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)下以及在溫度約-26°至約40℃下將該反應混合物回流3小時。然后通過反相(HPLC)高效液相色譜分析(如上所述)，表明在其它產(chǎn)物中有烯胺Ⅷ和3′，4′-脫氫長春花堿成1∶1的比例生成(收率60%)實施例7.
亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用1-二苯基甲基-1，4-二氫煙酰胺[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1＝二苯基甲基;R2、R4、R5和R6＝H;R3＝CONH2;(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-C)-操作過程C]向一攪拌的亞氨鎓中間體(Ⅵ，100毫克)在去氣乙醇(6毫升)的溶液中加入在甲醇(6毫升)的1-苯基甲基-1，4-二氫煙酰胺(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-C)(76毫克、2.5當量)，在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)下、于溫度20℃下，以每60分鐘加入1當量的速率將該還原劑滴加入。然后，通過反相HPLC高效液相色譜分析(填充劑C18或CN柱，甲醇-水-三乙胺為溶劑系統(tǒng))指示在其它產(chǎn)物中有烯胺(Ⅷ)和3′，4′-脫氫長春花堿成0.9∶1的比例生成。(收率60%)。
實施例8亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用1-芐基-3-氰基-1，4-二氫吡啶[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1＝芐基;R2、R4、R5和R6＝H;R3＝CN3(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-D)操作過程D]向一攪拌的亞氨鎓中間體(Ⅵ，100毫克)在去氣甲醇(6毫升)的溶液中加入在甲醇(10毫升)的1-芐基-3-氰基-1，4-二氫吡啶(結(jié)構(gòu)式Ⅳ-D)(200毫克，10當量)在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)下，在溫度20℃以每60分鐘加入1當量的速率將還原劑分批加入。然后，反相HPLC高效液相色譜(如上所述)分析指示出在其他產(chǎn)物中，有烯胺(Ⅷ)和3′，4′-脫氫長春花堿(Ⅶ)成1∶1的比例生成(收率40%)。
實施例9亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用1-芐基-1，4-二氫煙酰胺基-(2′-氨基甲?；量┩榛?-酰胺[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1＝芐基;R2、R4、R5和R6＝H;R3＝(2′-氨基甲?；量┩榛?羰基;(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-E)操作過程E]向一亞氨鎓中間體(Ⅵ，100毫克)在去氣甲醇(6毫升)的溶液中加入在甲醇(5毫升)的1-芐基-1，4-二氫煙酰胺基-(2′-氨基甲?；量┩榛?-酰胺[結(jié)構(gòu)式Ⅸ-E)(163毫克，5當量)，在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)下，于溫度20℃，以每30分鐘加入1當量的速率將還原劑分批加入。然后，反相高效液相色譜(HPLC)(如上所述)指示出在其它產(chǎn)物中，烯胺(Ⅷ)和3′，4′-脫氫長春花堿成1.1∶1的比例(收率60%)。
實施例10
亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用1，4-二氫-1-(1-甲氧基羰基異丁基-煙酰胺[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1-1-甲氧基羰基異丁基R2、R4、R5和R6＝H;R3＝CONH2;(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-F)操作過程F]向一攪拌的來氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ，100毫克)在去氣甲醇(6毫升)的溶液中，加入在甲醇(6毫升)的1，4-二氫-1-(1-甲氧基羰基異丁基-煙酰胺(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-F)(150毫克，6當量)，在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)下，于溫度20℃以每30分鐘加入1當量的速率將還原劑分批加入。然后，通過反相高效液相色譜(HPLC)分析(如上所述)指示出，在其它產(chǎn)物中有烯胺(Ⅷ)和3′，4′-脫氫長春花堿形成2∶1的比例生成(收率65%)。
實施例11亞氨鎓中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅵ)的還原用1-(2′，3′，4′，6′-四乙酰基-(β-D-吡喃葡萄糖苷基)-1，4-二氫煙酰胺[結(jié)構(gòu)式Ⅸ，R1＝(2′，3′，4′，6′-乙?；?(β)-D-吡喃葡萄糖苷基;R2、R4、R5和R6＝H;R3＝CONH2;(結(jié)構(gòu)式Ⅸ-G)-操作過程G]向一攪拌的亞氨鎓中間體(Ⅵ，100毫克)在脫氣甲醇(6毫升)的溶液中加入在甲醇(10毫升)的1-(2′，3′，4′，6′四乙?；?β)-D-吡喃葡萄糖苷基)-1，4-二氫煙酰胺(結(jié)構(gòu)式ⅩⅩⅨ(238毫克，5當量)，在氬的正壓氣氛(大于760毫米汞柱)、于20℃溫度下，以每60分鐘加入1當量的速率將還原劑分批加入。然后，通過反相高效液相色譜分析(如上所述)指示出在其它產(chǎn)物中，有烯胺(Ⅷ)和3′，4′-脫氫長春花堿形成1.5∶1的比例生成(收率70%)。
實施例12用1，4-二氫-1-(2′甲氧羰基異丙基)-煙酰胺[分子式Ⅸ，R1＝2′-甲氧羰-異丙基;R2、R4、R5及R6＝H;R3＝CONH2;(分子式Ⅸ-H)還原亞氨鎓中間體(分子式Ⅵ)-步驟H]在氬的正氣壓(760mmHg以上)及20℃溫度下，以每30分鐘加入1當量的速率分批地將在甲醇(7ml)中的1，4-二氫-1-(2′-甲氧-羰基異丙基)-煙酰胺(分子式為Ⅸ-H)(82mg，3.5當量)加入到攪拌中的亞氨鎓(iminium)中間體(Ⅵ，100mg)的除氣甲醇溶液(6ml)中。隨后，用反相高效液相HPLC分析(如上所述)表明在其它的產(chǎn)物中，有烯胺(Ⅷ)及3′4′，-去氫長春花堿(Ⅶ)形成比例為1.1∶1(產(chǎn)率為65%)。
實施例13用1，4-二氫-1-(1′，2′-二甲氧羰基乙基)-煙酰胺[分子式Ⅸ，R1＝1′，2，-二甲氧羰乙基;R2，R4，R5及R6＝H;R3＝CONH2;(分子式Ⅸ-Ⅰ)-步驟Ⅰ)對亞氨鎓(Iminium)中間體(分子式Ⅵ)進行還原。
在氬的正氣壓(大于760mmHg)及20℃溫度下，向亞氨鎓中間體(Ⅵ，100mg)的去氣甲醇(6ml)溶液中，加入甲醇(10ml)中的1，4-二氫-1-(1′，2′-二甲氧羰乙基)-煙酰胺(分子式Ⅸ-Ⅰ)(148mg，5當量)，還原劑以每30分鐘加入1當量的速率分批加入。隨后，用反相高效液相色譜HPLD分析(如上所述)表明，在其它化合物中，有烯胺(Ⅷ)及3′，4′-去氫長春花堿(Ⅶ)形成，比例為1.1∶1(產(chǎn)率為70%)。
實施例14用1，4-二氫-1-(異丁基-1-羧酸鈉)-煙酰胺(式Ⅸ，R1＝異丁基-1-羧酸鈉，R2，R4，R5及R6＝H;R3＝CONH2;(分子式Ⅸ-J)一步驟J]對亞氨鎓中間體(分子式Ⅵ)進行還原。
在氬正氣壓(大于760mmHg)及20℃溫度下，向亞氨鎓中間體(Ⅵ，100mg)的去氣甲醇(6ml)溶液中加入1，4-二氫-1-(異丁基-1-羧酸鈉)-煙酰胺(分子式Ⅸ-J)(130mg，5當量)的甲醇(6ml)溶液，以30分鐘加入1當量的速率將還原劑分批加入。隨后，進行的反相高效液相色譜HPLC分析(如上所述)表明，在其他的產(chǎn)物中，有烯胺(Ⅷ)及3′，4′-去氫長春花堿(Ⅶ)形成，比例為2.2∶1(產(chǎn)率為70% 實施例15用1，4-二氫-1-(異丁基-1-羧酸鈉)-煙酰胺[分子式Ⅸ，R1＝異丁基-1-羧酸鈉;R2，R4，R5及R6＝H;R3＝CONH2;分子式Ⅸ-J)步驟K]對亞氬翁中間體(分子式Ⅵ)在低溫進行還原。
在氬的正氣壓(大于760mmHg)及-20℃溫度下，向亞氬鎓中間體(Ⅵ，100mg)的去氣甲醇(6ml)溶液中，加入1，4-二氫-1-(異丁基-1-羧酸鈉)-煙酰胺(分子式Ⅸ-J)(155mg，6當量)的甲醇(6ml)溶液，所加入的還原劑一次加入。45分鐘后，在該溫度下進行反相高效液相色譜HPLC(如上所述)表明，在其它產(chǎn)物中，有烯胺(Ⅷ)及3′，4′-去氫長春花堿(ⅦⅩ)形成，比例為3.2∶1(產(chǎn)率為80%)。
實施例16除反應在-40℃進行之外，其余步驟重復實施例15。60分鐘之后，得烯胺(Ⅷ)及3′，4′-去氫長春花堿，比例為4.2∶1(產(chǎn)率為85%)本例的該方法稱為步驟L。
實施例2-16的結(jié)果如表2及3所示。
表2還原劑對亞氬鎓Ⅵ的1，4-與1，2-的還原作用的比較。
實施例號還原步驟 1，4∶1，2-還原產(chǎn)物1產(chǎn)率2(%)2，3A1∶1756B1∶1607C0.9∶1608D1∶1409E1.1∶16010F2∶16511G1.5∶17012H1.1∶16513I2.3∶17014J2.2∶17015K3.2∶18016L4.2∶1851.經(jīng)反相高效液相色譜定量測定。
2.1，2-還原(3，4-去氫長春花堿，Ⅶ)及1，4-還原(烯胺Ⅷ)產(chǎn)物的總和。
表3溫度對亞氨鎓Ⅵ的1，4-與1，2-還原作用的比較實施例號還原步驟溫度(℃) 1，4∶1，2-還原產(chǎn)率2(%)產(chǎn)物114J+202.2∶17015K-203.2∶18016L-404.2∶185
1.用高效液相色譜(HPLC)定量測定。
2.1，2-還原(3，4-去氫長春花堿，Ⅶ)及1，4-還原(烯胺Ⅷ)產(chǎn)物的總和。
表2表明，當采用分子式Ⅸ-I及分子式Ⅸ-J的還原劑進行還原步驟(分別為實施例13及14中的步驟I及J)時，在20℃溫度下烯胺(分子式Ⅶ)的產(chǎn)率最高。表3表明采用分子式為Ⅸ-J的還原劑對亞氨鎓中間體(分子式Ⅵ)進行還原時，溫度所起的作用。表3清楚地表明，當還原溫度(由-20℃(步驟K，實施例15)降至-40℃(步驟L，實施例16)時，所產(chǎn)生的結(jié)果是，1，4-還原產(chǎn)物對應于1，2-還原產(chǎn)物比例上升，同樣，總產(chǎn)率也增加。即使，步驟J采用6當量的還原劑而步驟K及L采用5當量還原劑，而步驟J(產(chǎn)率及1，4-還原劑產(chǎn)物較少)的結(jié)果仍然與步驟K及L相一致。
總之，烯胺(分子式Ⅷ)產(chǎn)率的增加的原因是在亞氨鎓中間體(分子式Ⅵ)1，4-還原中采用1，4-二氫吡啶，分子式為Ⅸ，其中R1為一個富電子取代基團，諸如羧酸酯及羧酸鹽。還原反應最好在惰性氣氛下進行，如在氬氣中，并在自-60℃左右至+60℃左右的范圍內(nèi)的低溫下進行，其中較佳為-60℃左右至+20℃左右的溫度范圍，而最佳為-60℃左右-20℃左右的范圍。
上述還原步驟(d)中形成的烯胺(分子式Ⅷ)可直接用于下面的反應也可用各種層析技術(shù)加以分離，例如，烯胺可直接用所選的層析系統(tǒng)，諸如層析柱、薄層層析或高效液相層析系統(tǒng)中的某一種，將從步驟(d)得到的反應混合物中分離。最好采用反相層析及/或凝膠滲透色譜分離方法。分離步驟采用的溫度可在室溫至4℃左右的范圍內(nèi)變動。另一方面，存在于反應混合物中的揮發(fā)性試劑及溶劑可在減壓及降溫下，最好在低于-10℃的溫度下除去。所得殘留物可用上述的層析方法在接下來進行的定性及轉(zhuǎn)化之前加以純化。
按照已知方法用堿金屬的硼氫酸鹽(Na BH4，KBH4，Li BH4)對烯胺Ⅷ進行處理，以產(chǎn)生4′-去氧長春花堿化合物(分子式Ⅹ，R＝COOCH3)及4′-去氧-4′-表-長春花堿化合物(分子式Ⅺ，R＝COOCH3)。
然而，在烯胺Ⅷ在本方法的步驟(e)的氧化條件下可被轉(zhuǎn)化成為如分子式ⅩⅥ及ⅩⅥa表示的第二種亞氨鎓中間體。
將烯胺(分子式Ⅷ)轉(zhuǎn)化為第二種亞氨鎓中間體(分子式ⅩⅥ及ⅩⅥa)可用氧化步驟包括，例如(1)控制通氣/氧合作用;
(2)加入黃素輔酸(分子式Ⅻ) 接著控制通氣/氧合作用(3)加入還原型的黃素輔酸(分子式ⅩⅢ); ，接著控制通氣/氧合作用(4)加入如分子式Ⅻ所代表的黃素輔酶，以產(chǎn)生相應的如分子式ⅩⅢ代表的，1，5二氫黃素輔酶，接著控制通氣/氧合作用。
(5)加入具有如分子式ⅩⅣ所代表的異咯嗪結(jié)構(gòu)的黃素輔酶類似物
其中R1，R2及R3，分別可為烷基，取代烷基，芳基及取代芳基，接著控制通氣/氧合作用;
(6)加入分子式ⅩⅤ代表的，還原型(1，5-二氫)的上述黃素輔酶類似物
其中R1、R2及R3，分別可為烷基，取代烷基，芳基及取代芳基，接著控制通氣/氧合作用(7)加入過氧化氫及/或如分子式R-OOH的氫過氧化物，其中R可為烷基、取代烷基，芳基或取代芳基;
(8)加入如分子式R-CO3H代表的過酸，其中R可為烷基、取代烷基，芳基或取代芳基;
(9)加入過氧化物;
(10)引入，以多種方式產(chǎn)生的羥基，例如，在亞鐵離子存在下加入過氧化氫;或(11)加入可為很好的電子受體的金屬離子，例如，鐵離子(Fe+3);亞銅離子(Cu+1)，亞汞離子(Hg+22)及銀離子(Ag+1)，接著控制通氣/氧合作用。
上述的氧化步驟(1)及(5)-(10)，可在有機溶劑中進行，諸如醇類、乙腈或該系列化合物中分子量較高者;二甲基亞砜;二甲基甲酰胺;各種醚類，如二噁烷、四氫呋喃;及芳香烴，如苯、甲苯等。
涉及黃素輔酶的氧化步驟(條件(2)、(3)及(4))需要一種pH為5-9，較佳為pH6-8的水溶液緩沖劑，例如，磷酸鹽，三羥甲基氨基甲烷鹽酸(TrisHCl)2(N嗎啉)-乙烷磺酸(MES)緩沖劑作為溶劑?？梢圆捎糜袡C的共溶溶劑，例如可用醇類;乙腈或該系列化合物中分子量較高者;二噁烷;四氫呋喃;二甲亞砜;或二甲基甲酰胺。
氧化步驟的進行過程中可用一種合適層析系統(tǒng)，最好為反相高效液相色譜對反應混合物進行直接分析來監(jiān)測。該方法可用于優(yōu)選反應溫度、時間、壓力及反應物濃度。反應溫度可自-60℃左右至+60℃左右變動，而最好采用自4℃左右至室溫的范圍。反應時間可自幾分鐘至幾天而不等，取決于，例如，反應溫度及各自特殊的氧化條件。反應通常于大氣壓力下進行。
在一個變換實施例中，自亞氨鎓中間體(分子式Ⅵ)的1，4-還原以得到的烯胺溶液，在較低的溫度下(0℃至-70℃)開始用與反應中所用的相同溶劑稀釋5-50倍。稀釋的烯胺溶液隨后通過此處所述的氧化步驟中的某一種進行氧化(步驟(e)而成為第二種亞氨鎓中間體(分子式ⅩⅥ及ⅩⅥa)。
本方法采用的優(yōu)選的氧化步驟為(a)控制通氣/氧合作用，即在敞口的烯胺溶液被攪拌的情況下，向溶液中通入空氣/氧氣氣流;
(b)如步驟(a)，但加入三氯化鐵;
(c)如步驟(a)，但加入如分子式Ⅻ代表的黃素輔酶，隨即產(chǎn)生相應的1，5-二氫黃素輔酶，如分子式ⅩⅢ代表，或者(d)如步驟(a)，但加入過氧化氫和/或如分子式R-OOH代表的氫過氧化物/其中R為烷基或芳基。
氧化步驟在有機溶劑中進行，諸如醇類;乙腈或同系物中分子量較高者;二甲基亞砜;二甲基甲酰胺;醚類，如二噁烷;四氫呋喃;芳香烴，如苯、甲基等等。一種pH為5-9，最適為6-8的范圍的緩沖劑水溶液(例如，磷酸鹽，三羥甲基氨基甲烷鹽酸(Tris-HCl)，2(N-嗎啉基)-乙烷磺酸(MES)緩沖劑)可用作共溶溶劑。反應溫度可自-60℃左右變動至+60℃左右。
有多種氧化轉(zhuǎn)化步驟(e)的參數(shù)，可用于研究以優(yōu)化所需化合物，特別是長春花堿(分子式Ⅰ)的產(chǎn)率。這類研究的結(jié)果示于下面的表4-7中。
表4自烯胺Ⅷ生產(chǎn)長春花堿中三氯化鐵的作用Fe Cl3的數(shù)量氧化條件長春花堿的產(chǎn)率(%)(當量)(溫度，時間)0Air，0℃，5min01Air，0℃，5min13.32Air，0℃，5min19.03Air，0℃，5min10.41.速度為60ml/min。
2.經(jīng)NaBH還原之后，用反相HPLC高效液相色譜定量測定。
3.烯胺Ⅷ產(chǎn)生于-40℃(步驟L)表5自烯胺Ⅷ生產(chǎn)長春花堿中時間的影響時間(分鐘)長春花堿的產(chǎn)率(%)18.2515.41015.51515.7456.51.反應條件加入2當量三氯化鐵，在0℃下以60ml/min的速率向溶液通氣。
2.用Na BH4還原之后，用反相HPLC定量測定。
3.烯胺Ⅷ產(chǎn)生于-40℃(步驟L)表6自烯胺Ⅷ3生產(chǎn)長春花堿時，氧化溫度的作用溫度℃1長春花堿2的產(chǎn)率(%)-403.7-236.2019.62020.64516.01.反應條件加入2當量的三氯化鐵，以60ml/mim的速度向溶液通氣15分鐘。
2.用NaBH還原后，用反相HPLC高效液相色譜定量測定。
3.烯胺產(chǎn)生于-40℃(步驟L)
表7自烯胺Ⅷ3生產(chǎn)長春花堿時，稀釋的作用稀釋倍數(shù)1，4長春花堿2的產(chǎn)率119.6525.21030.12029.65024.71.反應條件加入2當量的三氯化鐵;在0℃以60ml/min的速率向溶液通氣15分鐘。
2.經(jīng)NaBH4還原之后，用反相HPLC高效液相定量測定。
3.烯胺產(chǎn)生于-40℃(步驟L)。
4.稀釋倍數(shù)向6ml甲醇中的1-100mg亞氨鎓Ⅵ中加入6ml甲醇中的分子式Ⅸ-J代表的還原劑(6當量)。(總體積＝12ml)稀釋倍數(shù)5總體積為6ml;
稀釋倍數(shù)10總體積為120ml;
稀釋倍數(shù)20總體積為240ml;
稀釋倍數(shù)50總體積為600ml;
表4表明氯化鐵濃度對長春花堿(Ⅰ)產(chǎn)率的影響，顯示隨著氯化鐵濃度的上升，產(chǎn)率先是上升，隨后卻下降。產(chǎn)生最高的長春花堿的三氯化鐵的濃度為2當量左右。
表5中，羅列對應于不同的氧化時間的長春花堿(Ⅰ)的產(chǎn)率，表明在存在2當量三氯化鐵時，通氣時間為5分鐘左右至15分鐘左右，長春花堿獲得最大的產(chǎn)率，而當氧化時間為45分鐘時，產(chǎn)率明顯下降。
表6中，羅列各種不同的氧化溫度對長春花堿(Ⅰ)的產(chǎn)率的影響，表明當用NaBH4還原后用反相高效液相色譜定量測定，確定當溫度在自0℃左右至20℃左右的范圍時，可獲得長春花堿的最高產(chǎn)率。
表7中，羅列烯胺(Ⅷ)溶液的各種不同的稀釋度對長春花堿生產(chǎn)的影響，表明在三氯化鐵(2當量)存在下，于0℃溫度下，在通氣之前的烯胺(Ⅷ)溶液的稀釋倍數(shù)為5左右至20左右時，在用NaBH4還原之后，經(jīng)反相高效液相色譜定量測定確定可獲得長春花堿(Ⅰ)的最高產(chǎn)率。
歸納表4-7所列的結(jié)果可知，在烯胺的氧化轉(zhuǎn)換過程(步驟(e))中，由亞胺翁中間體(分子式Ⅵ)經(jīng)1，4-還原而獲得的烯胺的溶液被還原時所用的相同溶劑稀釋的稀釋倍數(shù)，以位于5至20倍的范圍為佳，其中最好為10倍左右(8至12倍)。稀釋步驟在低溫下進行(自0℃左右至-70℃)較好的是低于-40℃左右，并且在惰性氣氛，如在氬氣籠罩下進行。烯胺的氧化轉(zhuǎn)化過程最好按以下數(shù)據(jù)進行(1)以60ml/min速率通氣5至20分鐘，以15分鐘左右為較佳;(2)在0℃左右至20℃左右溫度范圍中進行，以20℃為較佳;(3)在2當量三氯化鐵存在下，獲得相應的第二種亞胺翁中間體(分子式ⅩⅥ及Ⅵa)。
步驟(f)通過與一種堿金屬硼氫化物(Na BH4、KBH4、LiBH4，等等)還原這些第二種亞氨鎓中間體(分子式ⅩⅥ及ⅩⅥa)而獲得靶子化合物長春花堿及白諾西丁(Leurosidine)，及副產(chǎn)物3′，4′-去氫長春花堿(分子式Ⅶ)，白諾生(Leurosine)(分子式ⅩⅦ)，(catharine)(分子式ⅩⅧ)，(vinamidine)(分子式ⅩⅨ)及(Vinamidine)的還原產(chǎn)物(分子式ⅩⅩ)。
還原過程在合適的溶劑(有機或無機)中進行，所述溶劑例如為上述的用于氧化轉(zhuǎn)化步驟(e)中的溶劑。還原過程在較低的溫度，自-20℃左右至4℃左右的范圍內(nèi)進行，較好的是在0℃左右，并且在低于8.5的pH值進行，最好在7.5左右至8左右的范圍內(nèi)。反應的總混合液在抽提或分離靶子化合物之前可在自0℃左右至10℃左右的較低的溫度范圍內(nèi)，真空低溫濃縮。
以下的實施例(實施例17-21，方法1-5)為描述氧化烯胺(分子式Ⅷ)以合成長春花堿的方法。
實施例17用黃素單核苷酸(FMN分子式Ⅻ，R＝PO-23)將烯胺(分子式Ⅷ)氧化成為亞胺鎓中間體(ⅩⅥ)而合成長春花堿-方法1。
向含有由中間體(Ⅵ)按如上所述方法(實施例2，步驟(A)得到烯胺(Ⅷ)100mg的經(jīng)攪拌的反應混合液中在氬的正氣壓(大于760mmHg)下加入溶于三(羥甲基)氨基甲烷鹽酸(緩沖液(2ml)的FMN(80mg，1當量)。該溶液在室溫(20℃)下避光保存16小時。之后，用空氣取代惰性的氬氣氛，并且將反應混合液再攪拌2.5小時。反相高效液相色譜分析表明，烯胺(Ⅷ)轉(zhuǎn)化成為亞氨翁中間體ⅩⅥ及其它副產(chǎn)物。在0℃下加入硼氫化鈉(500mg)，用NH4OH使反應混合液呈堿性并用乙酸乙酯(3×200ml)萃取。合并的有機萃取物用硫酸鎂干燥后，減壓除去溶劑，得到粗產(chǎn)物(85mg)。用于提純該粗產(chǎn)物的厚層層析法(硅膠，甲醇∶乙酸乙酯1∶5)可以分離以下的組成的二聚物產(chǎn)物長春花堿(分子式Ⅰ，22mg，23%);3′，4′-去氫長春花堿(分子式Ⅶ，16mg，17%);白諾生(Leurosine)(分子式ⅩⅥ，8mg，9%)，(catharine)(分子式ⅩⅧ，7mg，7.5%);(Vinamidine)(分子式ⅩⅨ，5mg，5.6%)及(Vinamidine)的還原產(chǎn)物(分子式ⅩⅩ，19mg，20%)。
實施例18用過氧化氫將烯胺(分子式Ⅷ)氧化成亞氨鎓中間體(分子式ⅩⅥ)用來合成長春花堿(分子式Ⅰ)-方法2。
向含有由亞氨鎓中間體Ⅵ(實施例2，步驟A)得到的烯胺(Ⅷ)100mg的溶液中，于惰性的氬氣氛下，加入過氧化氫(30%，1.2ml，95當量)。將反應混合液于室溫下攪拌5.5小時。其時，經(jīng)反相高效液相色譜分析表明烯胺Ⅷ完全轉(zhuǎn)化，在0℃下加入硼氫化鈉(500mg)，并用乙酸乙酯(3×200ml)萃取所得溶液。合并的有機萃取液用硫酸鎂干燥并在真空下除去溶劑。所獲的混合產(chǎn)物用厚層層析法(硅膠，甲醇/乙酸乙酯)分離而得下列生物堿組成物長春花堿(Ⅰ，4mg，4%)，3′，4′-去氫長春花堿(Ⅶ，5mg，4.8%)，白諾生(Leurosine)(ⅩⅦ，13mg，12.5%)，(catharine)(ⅩⅧ，5mg，4.8%)，還原型的(Vinamidine)(ⅩⅩ，30mg，27.6%)。
實施例19用空氣氧化烯胺(Ⅷ)成亞氨鎓中間體(分子式ⅩⅥ)用來合成長春花堿(Ⅰ)-方法3。
將含有由亞氨鎓中間體Ⅵ而得到(實施例2，步驟A)的烯胺(Ⅷ)100mg的溶液于敞開于空氣的情況下，于室溫攪拌3小時。在此之后，在0℃下加入硼氫化鈉(500mg)，用NH4OH使反應混合液呈堿性，并用乙酸乙酯(3×200ml)萃取。合并的有機萃取液用MgSO4干燥，溶劑在真空下除去。獲得的粗產(chǎn)物用厚層層析法(硅膠，甲醇/乙酸乙酯)分離，得到長春花堿(Ⅰ，4mg，4%)。
實施例20在三氯化鐵存在下用空氣氧化烯胺(分子式Ⅷ)成為亞氨翁中間體(ⅩⅥ)用來合成長春花堿(Ⅰ)-方法4。
在經(jīng)攪拌的含有由亞氨鎓中間體Ⅵ(實施例2，步驟A)得到的烯胺(Ⅷ)100mg的溶液中，在0℃下，加入三氯化鐵(1當量)，并向溶液中通空氣0.5小時。在0℃下加入硼氫化鈉(500mg)，在用乙酸乙酯(3×100ml)萃取之前，反應混合液先用NH4OH調(diào)成堿性。用MgSO4干燥合并的萃取液，真空除去溶劑。用厚層層析法(硅膠，甲醇/乙酸乙酯)提純粗產(chǎn)物得到長春花堿(Ⅰ，37mg)。以混合液中存在的烯胺(50mg)為準，長春花堿的產(chǎn)率70%。
實施例21在高的稀釋度下，在三氯化鐵存在條件下，用空氣氧化烯胺(分子式Ⅷ)至亞氨鎓中間體(分子式ⅩⅥ)而合成長春花堿(分子式)Ⅰ-方法5。
將含有由亞氨鎓中間體Ⅵ(實施例16，步驟L)得到烯胺(Ⅷ)200mg的溶液，在氧化之前用甲醇稀釋5倍(總體積120ml)。然后，加入三氯化鐵(75mg，2當量)，在0℃下，向溶劑通空氣20分鐘。隨后，加入硼氫化鈉(200mg)，將溶液真空濃縮，隨后加入水(100ml)，并用乙酸乙酯(3×200ml)萃取。合并的有機萃取液用Na2SO4干燥，真空去除溶劑。用柱層析法(硅膠，TLC(薄層層析)級，15g)提純粗產(chǎn)物。用乙醚∶氯仿(10∶7)洗脫得3′，4′-去氫長春花堿(Ⅶ，18mg，11%)。改用乙醚∶氯仿∶甲醇(10∶7∶0.5)洗脫得到長春花堿(Ⅰ，62mg，37%)。
對于實際的目的，不須對中間體(Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、ⅩⅥ、ⅩⅥa)進行分離，對于吲哚單元(分子式Ⅲ)及二氫吲哚單元(分子式Ⅳ)的全部過程最好如實施例22所述的方式，進行一鍋(one-pot)反應操作。
實施例22長春花堿(Catharanthine)(分子式Ⅲ，R1、R2、R3及R4＝H，R＝COOCH3)及文朵靈(分子式Ⅲ)成為長春花堿(分子式Ⅰ)及白諾西丁(Leurosidine)的一鍋轉(zhuǎn)化的全過程。
在-15℃下，氬的正氣壓(大于＞760mmHg)下，將間-氯過苯甲酸(330mg，1.9mmol)一次加入長春花堿(catharanthine)(500mg，1.5mmol)的干二氯甲烷(4.5ml)溶液中，在10℃至-15℃下將該混合液攪拌5分鐘。隨后，將反應液冷卻至-40℃，加入干燥的二氯甲烷(1ml)的長春花朵靈(Ⅳ，450mg，1mmol)溶液，緊接著加入三氟乙酸酐(1ml，7.1mmol)。在-60℃放置2小時之后，真空除去揮發(fā)性物質(zhì)(高真空泵)，并干燥，當該系統(tǒng)被氬氣沖洗后，加入去氣甲醇(12ml)。將獲得的橙色溶液，冷卻至-40℃，并在氬的正氣壓下加入1，4-二氫-1-(異丁基-1-羧酸鈉)-煙酰胺(分子式Ⅸ-J)(1.5g，6mmol)在干的去氣甲醇(12ml)中的溶液。當還原完全后(用反相高效液相HPCL監(jiān)測)，加入冷甲醇(300ml左右)，將該溶液的溫度保持在-5℃左右至0℃左右的范圍內(nèi)。隨后，加入三氯化鐵(330mg，2mmol)，并以60ml/min左右的速率向溶液通入干空氣20分鐘。加入硼氫化鈉(1g)，真空濃縮該溶液(水抽氣泵)，然后加入水(100ml)并用乙酸乙酯(3×150ml)萃取。合并的有機萃取液用Na2SO4干燥，溶劑在真空下蒸發(fā)，得到粗產(chǎn)物，再如前述用層析法提純粗產(chǎn)物，得到3′，4′-去氫長春花堿(Ⅶ，95mg，12%)，長春花堿(315mg，39%)及白諾西丁(Leurosidine)(130mg，16%)。
總之，本發(fā)明的特點是描述了不穩(wěn)定的中間體Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、ⅩⅥ、及ⅩⅥa的特性，明確地表述了若干個重要步驟，而明顯地區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)。這些中間體可被分離，但并無此必要，而對所述中間體作仔細監(jiān)測，可使全部的過程在一個反應鍋中進行，如反應式Ⅵ所示。
全部收率長春花堿(42%)白諾生丁(17%)脫水長春花堿(18%)
本發(fā)明的原理、優(yōu)選實施例，及操作的范例，已如前述。然后，本發(fā)明所欲保護的不限于上述揭示的有限的幾個特殊形式，因這些例子的意圖在于描述而非限制。本技術(shù)領域的人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神進行多種變動及改變。
權(quán)利要求
1.一種下述結(jié)構(gòu)式表示的二聚生物堿化合物的生產(chǎn)方法
式中alk=CH3或(CH2)nCH3式中n=1-5；R1=CH3或CHO；R2=H或CO-烷基R3=H；R4=COO-烷基或CONR13R14，或中R13和R14選自包括氫、烷基、取代的烷基、芳基或取代的芳基的組；Z=-CH=CH-或-CH2-CH2-R=Ⅱ或Ⅱa
以及式中R7=H或COO烷基；R8=H、OH、O-烷基、OCO-烷基或烷基；R9=H、OH、O-烷基、OCO-烷基或烷基；R10=H、OH、O-烷基、OCO-烷基；R11=H、或COO-烷基；以及R12=H或烷基其特征在于包括如下步驟(a)，由具有橋氮原子的吲哚單體在冷卻下于約-77°至約40℃溫度下，通過橋氮氧化，形成一種N-氧化物衍生物類；并且毋須分離所述的衍生物類；(b)，至小在選自包括在乙酐、囟代乙酐和乙酰氯組中的一種的存在下，處理所述的N-氧化物衍生物類，以完成普朗諾夫斯基(Polonovski)型裂解反應；(c)，毋須分離步驟(b)的產(chǎn)物，所述的步驟(b)的產(chǎn)物和二氫吲哚單體至少在選自包括在乙酐、囟代乙酐和乙酰氯組中的一種的存在下，于約-70℃至約40℃的低溫下、在惰性條件下，進行立體定向偶聯(lián)，形成第一個亞氨鎓中間體；(d)通過各1，4-二氫吡啶化合物反應，還原所述的第一個亞氨鎓中間體，由此形成一種烯胺中間體；(e)在控制的通氣條件下通過氧化轉(zhuǎn)換在步驟(d)中所得到的所述的烯胺化合物制備第二個亞氨鎓中間體；以及(f)還原在步驟(e)得到的產(chǎn)物，以形成靶子二聚生物堿化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括將步驟(d)得到的所述的烯胺用溶劑稀釋至原先的5至50倍以完成步驟(e)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于步驟(d)，以還原所述第一個亞氨鎓化合物的1，4，-二氫吡啶化合物是由下式表示
其特征在于R1、R2、R3、R4、R5和R6獨立地選自包括H、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基的組。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的1，4-二氫吡啶是一種漢棲(Hantzch)酯，式中R1、R2、R3和R4獨立地選自包括氫、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基;以及R3和R5為羧酸酯。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的由結(jié)構(gòu)式Ⅸ表示的1.4-二氫吡啶化合物包括N-取代的1，4-二氫煙酰胺，式中R1為取代的烷基成取代的芳基;以及R2、R4、R5和R6獨立地選自包括氫、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基的組，以及R3為CONR7R8，式中R7和R8選自包括氫、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基的組。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于式中R1選自能與帶正電荷的亞氨鎓中間體配位連結(jié)的富電子官能團。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于式中R1選自包括羧酸酯和羧酸鹽的組。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于R1為1，2-二甲氧基羰基乙基。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于R1為異丁基-1-羧酸鈉。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟(d)的還原是在惰性氣氛中、于約-60℃至約60℃的溫度范圍內(nèi)、至少在選自一種溶劑包括低級烷醇、乙腈、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二惡烷、四氫呋喃以及氯代的低級烴的組中進行。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于步驟(d)的還原是在約-20℃至約-60℃的溫度范圍內(nèi)進行。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氧化轉(zhuǎn)換步驟(e)選自包括如下組的(1)所述的烯胺溶液的有控制通氣/氧合作用是在空氣中攪拌或用空氣/氧氣流通過該溶液鼓泡進行;(2)在所述的烯胺和一種金屬離子選自鐵離(Fe+3)、銅離子(Cu+2)、亞銅離子(Cu+1)、亞汞離子(Hg+22)和銀離子(Ag+1)的組的溶液于空氣中攪拌或用空氣/氧氣流通過該溶液鼓泡進行有控通氣/氧合作用。(3)在所述的烯胺和一種黃素輔酶溶液于空氣中攪拌或用空氣/氧氣流通過該溶液鼓泡進行有控制的通氣/氧合作用。(4)在所述的烯胺和一種黃素輔酶溶液于空氣中攪拌或用空氣/氧氣流通過該溶液鼓泡進行有控通氣/氧合作用，其中黃素輔酶在原處產(chǎn)生相應的1，5-二氫黃素輔酶。(5)在所述的烯胺和一種選自含有過氧化氫和一種以結(jié)構(gòu)式R-OOH表示的氫氧化物的組，其中R為烷基或芳基及其混合物的溶液于空氣中攪拌或用空氣/氧氣流通過該溶液(G)鼓泡進行有控通氣/氧合作用，所述的通氣/氧合作用是在一種有機溶劑中在PH5-9以及反應溫度在約-60℃至約+60℃的范圍內(nèi)進行。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于氧化轉(zhuǎn)換步驟(e)PH在6-8范圍內(nèi)進行。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于在步驟(e)(2)中采用約二個當量的三氯化鐵。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于在氧化轉(zhuǎn)換步驟(e)的通氣時間，為約從5至20分鐘。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于氧化轉(zhuǎn)換步驟(e)在約0℃至約20℃的溫度范圍時行。
17.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在步驟(d)得到的所述烯胺用一種溶劑稀釋至約原先的5到20倍，以完成步驟(e)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述的烯胺稀釋到8至12倍。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的還原步驟(f)是在溫度范圍從約4℃至約-20℃、以及PH在約7.5和約8.5之間進行，以及在步驟(f)中的反應混合物在萃取和靶子化合物分離之前，于約0℃和約10℃之間的溫度下，真空濃縮。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于步驟(f)進行還原的包括將來自步驟(e)的反應產(chǎn)物和一種選自包括Na BH4、KBH4和LiBH4的堿性金屬硼氫化合物接觸。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(a)-(f)不用分離任何中間產(chǎn)物在一鍋中進行操作。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(c)、(d)和(e)形成的至少一種中間體須預先分離以進一步進行反應。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于預先分離所有的所述的中間體以進一步進行反應。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該靶子化合物是長春花堿。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于進一步包括氧化所述的長春花堿的步驟以得到靶子化合物長春新堿。
26.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于靶子化合物是白諾西丁(Leurosidine)。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物堿化合物類二聚物的合成，具體地說，是從吲哚單體，諸如長春花堿(Catharanthine)和一種二氫吲哚單體，諸如長春花朵靈合成那些長春花堿(Vinca)族。所揭示的多步驟的方法包括(1)，第一個二聚亞氨中間體和1，4-二氫吡啶化合物的1，4-還原的反應步驟以得到烯胺(2)得到的烯胺于控制的條件下氧化轉(zhuǎn)換成第二個亞氨中間體；(3)還原第二個亞氨中間體以形成靶子二聚生物堿化合物類。整個過程毋須分離中間體，可以在一鍋中進行操作以得到靶子化合物類。
文檔編號C07D519/00GK1034728SQ8810494
公開日1989年8月16日 申請日期1988年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月6日
發(fā)明者詹姆斯·P·庫脫尼, 劉易斯·S·L·巧, 金奈卡諾, 希洛基諸卡毛托, 凱米爾·A·鮑萊脫, 米歇爾·麥克豪夫 申請人:英國哥倫比亞大學