7乙基喜树碱的合成

7乙基喜树碱的合成

喜木碱是喜木从喜木中分离得到的碱性。临床上用于治疗血管瘤、癌、结肠癌、直肠等循环系统肿瘤，疗效显著。但由于尿血、尿急、尿频等毒副作用比较大,使应用受到了限制。因此对其结构的改造开展了不少工作。1985年Hsiang等又发现喜树碱及其衍生物是以拓扑异构酶(topoI)为作用靶,抑制DNA的合成而发挥抗肿瘤作用的。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。同时发现了一类疗效高,毒性低的喜树碱衍生物,如SN-38(7-乙基-10-羟基喜树碱)与伊立替康(Irinotecan,CPT-11),7-乙基-喜树碱(7-Et-CPT)是这两个抗癌新药合成的关键中间体。曾有多人对此化合物的合成进行过研究,由于影响此反应的因素较多,伴有很多的副反应,使收率降低(54%～70%),纯度不高,往往需要经过柱层析分离才能得到比较满意的产物。作者在此基础上,对影响7-乙基-喜树碱合成的多种反应因素进行了优化,收率提高到88%,产物未经柱层析分离,采用HPLC检测,w(7-乙基-喜树碱)=93.8%,熔点251～254℃(文献值250～254℃),可直接用于上述两个抗癌新药的合成。1实验1.1日本海岛自身高效液相色谱仪:LA-10ATvp;紫外检测器:SPD-10Avp;色谱工作站:CLASS-VP;ODS柱:150mm×4.6mmID。以上皆为日本岛津制作所产品。高速离心机:YXJ-Ⅱ,江苏金坛新一佳仪器厂;超声波清洗器:KQ218,昆山市超声仪器有限公司。喜树碱[w(CPT)=96.6%],四川省什邡华福药业有限公司;冰醋酸,AR,天津市化学试剂六厂;双氧水[w(H2O2)=30%]、丙醛、浓硫酸[w(H2SO4)=98%],均为AR,北京北化精细化学品有限责任公司;硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),AR,北京益利精细化学品有限公司生产;乙腈,AR,天津市康科德科技有限公司生产。1.2-et-cpt的合成在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的100mL三口烧瓶中,先加入2.5gFeSO4·7H2O和24mL去离子水,冰水浴冷却下搅拌,降温至2℃,再加入由3gCPT、25mL冰醋酸和9mLw(H2SO4)=98%浓硫酸组成的混合液,控制温度在3℃以下,先滴加4.5mL丙醛,搅拌10min后再滴加1.8mLw(H2O2)=30%双氧水,搅拌反应1.5h后,将反应液倒入100mL冰水中,然后用氯仿(6×50mL)萃取,萃取液减压浓缩至干,得到2.88g土黄色固体,即为产品7-Et-CPT,收率88%,w(7-Et-CPT)=93.8%,熔点251～254℃。1.3色谱条件及色谱图采用HPLC法来检测7-Et-CPT的质量分数,色谱条件为:色谱柱Shim-packVp-ODS,柱温室温,流动相V(甲醇)∶V(二次蒸馏水)=60∶40,流速0.8mL/min,进样量2μL,检测波长254nm。2结果与讨论分别从FeSO4·7H2O,丙醛,双氧水,浓硫酸的投料量4个方面对反应的影响进行了探讨。2.1反应条件的选择2.1.1加入量对反应的影响在其他条件相同的情况下,考察FeSO4·7H2O的投料量对反应的影响,结果见表1。若FeSO4·7H2O加入量过大,收率和纯度都较低,若加入量较少,收率有所提高,但纯度不太理想。再结合此反应的反应机理分析,是由于FeSO4·7H2O在此反应中起引发自由基的作用,所以用量过大过少都会引起副反应,导致收率、纯度下降。由表1可知,当加入2.5gFeSO4·7H2O时反应效果最佳。2.1.2二醛和二o-e3的制备在其他条件相同的情况下,考察双氧水投料量对反应的影响,结果见表2。由反应机理知,H2O2首先作为亲核试剂进攻丙醛上的醛基,再在FeSO4·7H2O的引发和H2O2分子的存在下生成乙基自由基。因此,若丙醛过量,会生成过多的乙基自由基,容易引发副反应,生成乙基其他位取代的副产物,影响收率和纯度,表2证明1.8mL双氧水比较合适。2.1.3丙醛加入量对反应的影响在其他条件相同的情况下,考察丙醛投料量对反应的影响,结果见表3。丙醛的加入量过多或过少,反应收率和结晶纯度都不理想,这是因为丙醛在此反应中提供乙基自由基,当其加入量过少时反应不够完全,加入量过多时又会产生副反应,致使收率和纯度下降,表3证明4.5mL丙醛比较合适。2.1.4浓硫酸加入量在其他条件相同的情况下,考察浓硫酸投料量对反应的影响,结果见表4。在此反应中,利用浓硫酸的强酸性来提供H+,与B环上的氮原子结合形成铵盐,增强CPT的溶解性,用量不能太少,否则就不能形成均相体系,影响反应。但是加入过量,会导致许多副反应,影响收率和纯度。表4证明9mL浓硫酸比较合适。综上所述,当投料3gCPT,加入4.5mL丙醛,1.8mLw(H2O2)=30%双氧水,2.5gFeSO4·7H2O,9mLw(H2SO4)=98%浓硫酸时反应效果最佳。在此反应条件下验证实验4次,7-Et-CPT的收率分别为89.27%,87.12%,88.94%,88.27%,平均收率为88.4%,因此该条件可靠性高,重复性好。2.2-乙基-喜树碱标准物的标定采用日本ShimadzuHPLC色谱系统,按1.3节中所述的分析方法,对7-乙基-喜树碱的标准物进行标定,确认主峰是7-乙基-喜树碱,其谱图如图1所示。采用归一化定量分析法,测得目标物纯度w(7-乙基-喜树碱)=93.8%,见表5。3喜树碱的合成酰氯化反应合成7-乙基-喜树碱的最佳条件为:(1)喜树碱3.0g;丙醛4.5mL;w(H2O2)=30%的双氧水1.8mL;FeSO4·7H2O2.5g;w(H2SO4)=98%的浓硫酸9mL;冰醋酸25mL;去离子水24mL;反应温度2～3℃;反应时间1.5h。产品收率88%,w(7-乙基-喜树碱)=93.8%,熔点251～254℃。(2)将喜树碱溶解在浓硫酸和冰醋酸的混合液中形成均相体系,