梁玉華,馮文化
(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)科大學(xué) 藥物研究所,北京 100050 )
Telavancin{Nvan-2-(癸基氨基)乙基-29-[(N-膦?;谆?氨甲基]萬古霉素(1)}是美國Theravance公司研發(fā)的新型脂糖肽抗生素。其注射劑于2009年被美國FDA批準(zhǔn)上市,用于治療成人復(fù)雜皮膚感染和皮膚結(jié)構(gòu)感染,以及金黃色葡萄球菌引起的感染(包括甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)[1]。
在1的合成中,文獻(xiàn)[2]方法以N-癸基氨基乙醇為原料,經(jīng)Fmoc-Cl保護(hù)、Swerm氧化制得關(guān)鍵中間體N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛(8)。該方法存在DMSO沸點高難蒸除,需活化劑草酰氯,產(chǎn)生副產(chǎn)物甲基硫代亞甲基醚、鹵代酮、二甲基硫醚等,操作繁瑣,后處理麻煩,不易純化,不宜工業(yè)化等缺陷。
本文在文獻(xiàn)[2]方法的基礎(chǔ)上對8的合成工藝進(jìn)行改進(jìn):癸醛(5)和氨基乙醛縮二甲醇縮合生成席夫堿,再經(jīng)氰基硼氫化鈉還原、Fmoc-Cl保護(hù)、酸水解制得8。再參照文獻(xiàn)[2,3]方法將8與萬古霉素鹽酸鹽(9, Chart 1)反應(yīng)生成席夫堿,經(jīng)氰基硼氰化鈉還原、脫Fmoc保護(hù)制得Nvan-2-(癸基氨基)乙基萬古霉素(10);10與氨甲基膦酸(4)進(jìn)行曼尼希反應(yīng)合成了目標(biāo)化合物1(Scheme 1)。
合成8的改進(jìn)路線具有提純簡單,后處理方便,三步收率(82.8%)較高等優(yōu)點;在1的合成中,通過改變10與4的投料比,減少了副產(chǎn)物的生成,使單步(10→1)收率從27%[3]提高至48.7%,從而
Scheme 1
Chart 1
提高了1的總收率;對4的合成做了研究,通過乙酰胺(2),多聚甲醛及三氯化磷在冰醋酸中回流反應(yīng)生成乙酰胺甲基膦酸(3); 3再經(jīng)濃鹽酸水解制得4,兩步收率49.4%[4]。
TRYT-3型熔點儀;Varain Mercury-600和Varain Mercury-400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));Agilent LC/MSD TOF 型質(zhì)譜儀;Alltech型高效液相色譜儀[HPLC,色譜柱:Kromasil C18柱(4.6 nm×150 mm, 5 μm);流動相:A=V(水)∶V(乙腈)∶V(TFA)=98∶2∶0.1%, B=V(水)∶V(乙腈)∶V(TFA)=10∶90∶0.1%;梯度洗脫:A∶B=95∶5~60∶40洗脫0 min~20 min,A∶B=60∶40洗脫20 min~40 min;流速:1.0 mL·min-1;檢測波長:280 nm]。
乙腈,色譜純;其余所用試劑均為化學(xué)純;萬古霉素鹽酸鹽,華北制藥,純度>93%。
(1) 3的合成
在三口瓶中依次加入2 5.9 g(100 mmol),多聚甲醛3.3 g(110 mmol)和冰乙酸70 mL,攪拌下于100 ℃回流反應(yīng)至白色固體完全溶解;冷卻至室溫,緩慢滴加三氯化磷16.5 g(120 mmol),滴畢,回流反應(yīng)至終點(TLC檢測)。減壓蒸除冰醋酸后加入甲醇50 mL,抽濾,濾餅干燥得白色固體3 8.3 g,收率54.2%,m.p.184 ℃~186 ℃;1H NMR(D2O)δ: 3.42~3.51(d, 2H), 1.92(s, 3H); ESI-MSm/z: 154{[M+H]+}。
(2) 4的合成
在單口瓶中加入3 5.5 g(36 mmol)和8 mol·L-1鹽酸50 mL,攪拌下于100 ℃回流反應(yīng)至終點(TLC檢測)。減壓蒸除溶劑得棕色油狀液體。加水100 mL和活性炭5 g,加熱脫色反應(yīng)2 h。抽濾,濾液減壓旋蒸除水后加入甲醇80 mL,抽濾,濾餅干燥得白色固體4 3.66 g,收率91.5%,m.p.309 ℃~312 ℃;1H NMR(D2O)δ: 3.31~3.34(d,J=9.0 Hz, 2H);31P NMR(D2O): 13.6(s, 1P); ESI-MSm/z: 112{[M+H]+}。
(3)N-癸基氨基乙醛縮二甲醇鹽酸鹽(6)的合成
在反應(yīng)瓶中加入5 4.68 g(30 mmol)和氨基乙醛縮二甲醇3.21 g(30.6 mmol)的甲醇(100 mL)溶液,攪拌下于室溫反應(yīng)12 h。冰浴冷卻下分批加入氰基硼氫化鈉2.83 g(45 mmol);于室溫反應(yīng)12 h(TLC檢測)。蒸除溶劑,用3 mol·L-1鹽酸調(diào)至酸性,用二氯甲烷(2×50 mL)萃取,合并有機(jī)層,用飽和食鹽水洗滌兩次,無水硫酸鎂干燥,減壓濃縮至干,加丙酮析晶,過濾,濾餅干燥得白色固體6 7.31 g,收率86.4%;1H NMRδ: 0.85~0.88(t, 3H), 1.24~1.31( m,4H),1.85~1.89(m, 2H), 3.04~3.06(m,4H),3.46(s, 6H),4.98~5.01(t, 1H)。
(4)N-(9-芴基甲氧羰基)-癸基氨基乙醛縮二甲醇(7)的合成
在反應(yīng)瓶中加入6 2.82 g(10 mmol),DIPEA(N,N-二異丙基乙胺)2.71 g(21 mmol)及無水THF 80 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)20 min;緩慢滴加Fmoc-Cl 2.58 g(10 mmol)的THF(30 mL)溶液,滴畢,反應(yīng)至終點(TLC檢測)。過濾,濾液減壓蒸除THF后加入乙酸乙酯80 mL,依次用10%鹽酸(2×50 mL)、飽和碳酸氫鈉溶液(2×50 mL)和飽和氯化鈉溶液(2×50 mL)洗滌,無水硫酸鎂干燥,過濾,濾液減壓濃縮至干得黃色油狀液體7 4.61 g,收率98.5%;1H NMRδ: 0.81~0.81(t, 3H), 1.02~1.04(m, 1H), 1.17~1.36(m, 14H), 1.38~1.40(m, 1H), 2.98~3.07(m, 2H), 3.12(s, 3H), 3.15~3.22(m, 3H), 3.31(s, 3H), 4.15~4.18(m, 1H), 4.37~4.39(m, 1H), 4.42~4.43(d,J=6.0 Hz, 1H), 4.52~4.53(d,J=5.2 Hz, 1H), 7.18~7.69(m, 8H)。
(5) 8的合成
在反應(yīng)瓶中加入7 4.0 g的THF(50 mL)溶液,濃鹽酸10 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)至終點(TLC檢測)。減壓蒸除THF,加入乙酸乙酯100 mL,依次用飽和碳酸氫鈉溶液(2×100 mL)、飽和氯化鈉溶液(2×100 mL))洗滌,無水硫酸鎂干燥,過濾,濾液減壓濃縮至干得黃色油狀液體8 3.51 g,收率97.3%;1H NMRδ: 0.87~0.88(t, 3H), 1.10~1.43(m, 14H), 1.69~1.76(m, 2H), 3.10~3.14(m, 2H), 3.68~3.73(m, 2H), 4.23~4.25(m,1H), 4.52~4.55(m, 2H), 7.18~7.69(m, 8H)。
(6)10的合成
氮氣保護(hù),在反應(yīng)瓶中加入9 4.0 g(2.69 mmol), 8 1.47 g(3.5 mmol)及DIPEA 1.04 g(8.07 mmol)及DMF 40 mL,攪拌使其完全溶解。加入氰基硼基化鈉0.34 g,于室溫反應(yīng)至終點(HPLC檢測)。加入甲醇10 mL和三氟乙酸(TFA)0.92 g,于室溫反應(yīng)1 h。減壓蒸除甲醇,加水300 mL,析出大量白色沉淀,減壓抽濾,濾餅用DMF溶解后加入二乙胺0.6 g,反應(yīng)5 h;加入丙酮300 mL,析出大量白色固體,減壓抽濾,濾餅用乙酸乙酯(2×100 mL)洗滌,干燥得白色固體10 3.27 g,收率74.5%,純度83.60%(HPLC,下同); ESI-MSm/z: 817.323 9{[M+2H]2+}。
(7) 1的合成
在反應(yīng)瓶中加入10 2.0 g(1.225 mmol )和4 271 mg(2.45 mmol)的乙腈(12 mL)溶液,攪拌10 min;加水8 mL,用3 mol·L-1NaOH溶液調(diào)至pH 9~10,于室溫反應(yīng)15 min。加入多聚甲醛38.59 mg(1.29 mmol),反應(yīng)至終點(HPLC檢測)。用3 mol·L-1鹽酸調(diào)至pH 2~3,加入丙酮150 mL,析出白色固體,減壓過濾,濾餅用乙酸乙酯(2×100 mL)洗滌后經(jīng)反相硅膠柱層析[洗脫劑:V(乙腈)∶V(水)=2∶8]純化得白色固體1 1.05 g,產(chǎn)率48.7%,純度91.8%(91.3%[5]);1H NMR(DMSO)δ: 0.81~0.86(m, 6H), 0.93~0.94(d, 3H), 1.05~1.07(d, 3H), 1.17~1.41(br, 16H), 1.43(s, 3H), 1.62~1.65(m, 4H), 1.86~1.93(m, 2H), 2.07(s, 2H), 2.49~2.60(m, 2H), 2.72~2.95(m, 8H), 3.18~3.66(m, 19H), 3.98(m, 1H), 4.14(br, 1H), 4.24(s, 1H), 4.40(s, 1H), 4.65(br, 1H), 4.84(br, 1H), 5.08~5.29(m, 7H), 5.61~5.71(m, 2H), 6.03~6.10(br, 1H), 6.49(s, 1H), 6.69~6.78(m, 3H), 6.95(br, 1H), 7.05~7.58(m, 7H), 7.83(s, 1H), 8.62(br, 4H), 8.97(s, 1H), 9.36(s, 1H), 9.51(s, 1H); ESI-MSm/z: 878.808 4{[M+2H]2+}。
與文獻(xiàn)[6]1H NMR數(shù)據(jù)相比發(fā)現(xiàn),1在6.29少了間苯二酚上一個氫的特征信號(c-H),而在6.49有b-H的特征信號,在5.08~5.29,3.18~3.66存在a-H和e-H信號,表明萬古霉素只在c-位上進(jìn)行了曼尼希反應(yīng)。在0.81~0.86,1.17~1.41上分別為Nvan-位上的葵基取代基的甲基峰和亞甲基峰。而d,d′-H的化學(xué)位移在2.72~2.95。
在由10合成1的過程中,文獻(xiàn)[3]方法用r[n(10)∶n(4)=1∶6,此時1會進(jìn)一步與4反應(yīng)生成二曼尼希副產(chǎn)物;若r=1∶1時,則原料轉(zhuǎn)化不完全;本文通過工藝優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)r=1∶2時,只得到單曼尼希產(chǎn)物(1),原料轉(zhuǎn)化最佳,產(chǎn)率由27%[3]提高至48.7%。
1,9和10的極性相近,使用普通的薄層色譜難以分離,需使用高效液相監(jiān)測反應(yīng)。文獻(xiàn)[3,5]方法用的是C14色譜柱,本文通過優(yōu)化液相條件,使用C18色譜柱即可將1,9和10分離,方便操作。
[1] 尚新艷,阮麗軍,許激揚(yáng),等.第二代糖肽類抗生素的研究進(jìn)展[J].中國抗生素雜志,2007,32(5):263-312.
[2] Lee J.Process for preparing glycopeptide derivatives[P].WO 03 018 607,2003.
[3] Michael R L, Stacy M A, Bettina B,etal.Hydrophobic bancomycin derivatives with improved ADME properties:Discovery of telacancin(TD-6424)[J].The Journal of Antibaiotics,2004,57(5):326-336.
[4] Heinsohn G E.Process for the preparation of phosphorous acid/carboxylic acid mixed anhydrides and anhydrous phosphorous acid[P].WO 9 513 285,1995.
[5] Liu Y W, Lee J.Hydrochloride salts of a glycopetide phosphonate derivative[P].US 7 531 623,2005.
[6] Dudley H W, John R K.Structural and mode of action studies on the antibiotic vancomycin.Evidence from 270-MHz proton magnetic resonance[J].JACS,1976,99(8):2768-2774.