阅读说明：本技术 戴斯马丁试剂在合成Ocotillol型皂苷衍生物关键中间体中的应用 (Application of descimidine reagent in synthesis of Ocotillol type saponin derivative key intermediate ) 是由 杨刚强 高萌 王聪慧 任瑞银 邹宗吉 乔鑫 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供戴斯马丁试剂在合成Ocotillol型皂苷衍生物关键中间体中的应用,所述应用的方法为：(一)式(1-R)或式(1-S)所示的(20S,24R/24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇与戴斯马丁试剂按照物质的量之比为1:1～1.2反应制备得到相应的式(2-R)或式(2-S)所示的(20S,24R/24S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮；(二)式(1-R)或式(1-S)所示的(20S,24R/24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇与戴斯马丁试剂按照物质的量之比为1:2～3反应制备得到相应的式(3-R)或式(3-S)所示的(20S,24R/24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮。本发明采用DMP为氧化剂,后处理方便,选择性高,收率好,在低用量情况下单氧化产物收率高达96％,在高用量情况下双氧化产物收率达90％以上。(The invention provides an application of a descimycin reagent in synthesizing an Ocotillol saponin derivative key intermediate, which comprises the following steps: (I), (20S,24R/24S) -epoxy dammarane-3 beta, 12 beta, 25-triol shown in formula (1-R) or formula (1-S) and a dessimutan reagent react according to the mass ratio of 1: 1-1.2 to prepare corresponding (20S,24R/24S) -epoxy-25-hydroxy-3 beta-hydroxy-dammarane-3-ketone shown in formula (2-R) or formula (2-S); (II) (20S,24R/24S) -epoxy dammarane-3 beta, 12 beta, 25-triol shown in formula (1-R) or formula (1-S) and a dessimutan reagent react according to the mass ratio of 1: 2-3 to prepare the corresponding (20S,24R/24S) -epoxy-25-hydroxy-dammarane-3, 12-diketone shown in formula (3-R) or formula (3-S). The invention adopts DMP as an oxidant, has convenient post-treatment, high selectivity and good yield, the yield of the mono-oxidation product reaches up to 96% under the condition of low dosage, and the yield of the di-oxidation product reaches up to more than 90% under the condition of high dosage.)

戴斯马丁试剂在合成Ocotillol型皂苷衍生物关键中间体中 的应用

技术领域

本发明涉及戴斯马丁试剂在合成Ocotillol型皂苷衍生物关键中间体中的应用。

背景技术

在肿瘤治疗中，多药耐药是亟待解决的问题，有希望的策略之一为寻找新型P-糖蛋白抑制剂，其中天然产物人参皂苷在体内的主要代谢成分为Ocotillol型人参皂苷。专利CN109021058A介绍了Ocotillol型人参皂苷酰胺衍生物的合成方法，在进行体外细胞毒性实验和抗耐药逆转能力的研究，以维拉帕米为阳性对照，研究表明Ocotillol型人参皂苷酰胺衍生物为潜在的P-糖蛋白抑制剂，具有良好的耐药逆转活性。

Ocotillol型皂苷酰氨衍生物的最新合成路线如下

上述路线中，式1所示的(24R/24S)Ocotillol型人参皂苷在PPC的氧化下反应得到式2所示的(24R/24S)C-3位单氧化的Ocotillol型人参皂苷，然后与盐酸羟胺反应得到C-3位肟基化的Ocotillol型人参皂苷，再与醋酸铵，氰基硼氢化钠反应得到C-3位氨基化的Ocotillol型人参皂苷与一系列线性烷基化合物与芳香族化合物，再经成肽缩合反应制得Ocotillol型人参皂苷酰胺衍生物。

其中,式1所示的(24R/24S)Ocotillol型人参皂苷在PPC的氧化下反应得到式2所示的(20S,24R/S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮，这步反应采用PCC作为氧化剂，该氧化剂选择性差，专利CN109021058A中记载这步反应最高收率为85％，副产物(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮较多，收率较低。且该催化剂反应后与产物易形成粘稠状，难以分离，需用硅藻土进行抽滤吸附后才能用溶剂萃取产物，也会影响产物收率。

发明内容

鉴于以上选择性氧化选用的氧化剂选择性差，且反应后与产物易形成粘稠状，难以分离，需用硅藻土进行抽滤吸附，本发明提供一种新的方法，选用DMP这类氧化剂，其选择性氧化好，安全高效，且与Ocotillol型人参皂苷氧化产物在一系列有机溶剂中都溶解度较好。该催化剂选择性高且对后续反应无影响，对最终产物Ocotillol型人参皂苷衍生物活性无影响。

本发明主要解决的技术问题是提供一种操作简单，反应条件温和，用以制备Ocotillol型人参皂苷衍生物关键中间体的选择性较高的氧化方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

戴斯马丁试剂在合成Ocotillol型皂苷衍生物关键中间体中的应用，所述应用的方法为以下两种之一：

(一)式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇或式(1-S)所示的(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇与戴斯马丁试剂(DMP试剂)按照物质的量之比为1:1～1.2进行氧化反应，反应制备得到相应的式(2-R)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮或式(2-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮。

反应式如下所示：

(二)式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇或式(1-S)所示的(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇与戴斯马丁试剂(DMP试剂)按物质的量之比1:2～3进行氧化反应，反应制备得到相应的式(3-R)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮或式(3-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮。

反应式如下所示

由于存在手性异构体，R或S构型的原料分别相应制得R或S构型的产物，为了方便描述，将两种异构体的制备方法用“或”的方式写在一起，但本领域技术人员能够理解，R构型原料相应生成R构型产物，S构型原料相应生成S构型产物，两条反应路线均不存在反应中改变构型的情况。

具体来说，方法(一)中，式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇，与DMP按物质的量之比1:1～1.2反应，制得式(2-R)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮；

式(1-S)所示的(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇，与DMP按物质的量之比1:1～1.2反应，制得式(2-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮。

具体来说，方法(二)中，式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇，与DMP按物质的量之比1:2～3反应，制得式(3-R)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮；式(1-S)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇，与DMP按物质的量之比1:2～3反应，制得式(3-S)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮。

DMP的反应原理是：第一步是Ocotillol型人参皂苷C-3位羟基与DMP的一个乙酰氧基发生置换，第二步是另一个乙酰氧基发生离去时，与醇羟基相链的碳原子上的质子被转移到乙酰氧基上，同时羟基被氧化成为相应的酮，该反应过程不仅完全避免了过渡反应的发生，而且具有相当高的化学选择性。

发明人经过大量实验发现，通过调节DMP的用量比，可以控制单氧化产物和双氧化产物的选择性，DMP与原料的用量比为1～1.2:1时，高选择性的生成单氧化产物，收率90％以上，DMP与原料的用量比为2～3:1时，高选择性的生成双氧化产物，收率93％以上。

进一步，优选式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇或式(1-S)所示的(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇与DMP的物质的量之比为1:1～1.1，制得式(2-R)所示的化合物为(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮或式(2-S)所示的化合物为(20S,24S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮，收率在94％以上。

本发明的最初反应温度控制在0℃以下，一般为-5℃到0℃，优选的，在-5℃到0℃反应1～2小时后升至室温反应3～5小时。

本发明反应中，加入碳酸氢钠调节pH，DMP试剂与碳酸氢钠的物质的量之比为1:1.2～3。

本发明反应中，加入适量叔丁醇促进氧化反应的进行，同时作为氧化剂的助溶剂。所述叔丁醇的体积用量一般以戴斯马丁试剂(DMP)的物质的量计为0.2～1mL/mmol。

本发明反应选用二氯甲烷作为溶剂。所述二氯甲烷的体积用量一般以式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇或式(1-S)所示的(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇的量计为8～15mL/mmol，优选10～15mL/mmol。

具体的，优选本发明方法按以下步骤操作：

应用方法(一)：式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇或式(1-S)所示的(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇与氧化剂戴斯马丁试剂(DMP试剂)按照物质的量之比为1:1～1.2投料，在碳酸氢钠、叔丁醇的作用下，以二氯甲烷为溶剂，-5℃～0℃冰浴下反应1小时后常温反应3～5小时，TLC检测反应完全后，反应液后处理相应制备得到式(2-R)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮或式(2-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮。

应用方法(二)：式(1-R)所示的(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇或式(1-S)所示的(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇与氧化剂戴斯马丁试剂(DMP试剂)按照物质的量之比为1:2～3投料，在碳酸氢钠、叔丁醇的作用下，以二氯甲烷为溶剂，-5℃～0℃冰浴下反应1小时后常温反应3～5小时，TLC检测反应完全后，反应液后处理相应制备得到式(3-R)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮或式(3-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮。

本发明所述的反应液后处理步骤为：反应液中加入饱和的碳酸氢钠和亚硫酸钠水溶液调节pH，用乙酸乙酯萃取，将有机相经碳酸氢钠和饱和食盐水分别洗涤，无水硫酸钠干燥后抽滤，浓缩，硅胶柱层析分离，洗脱得到目标产物。

目标产物采用亚硫酸钠水溶液洗涤的目的是除去副产物乙酸和碘。

本发明制得的式(3-R)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮或式(3-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮为新化合物，其后续可用于继续合成新的Ocotillol型酯化衍生物，具有抗炎活性。具体步骤如下：式(3-R)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮或式(3-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮用硼氢化钠进行选择性还原，将3位羰基选择性还原为羟基，分别相应制得式(4-R)所示的(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-12-酮或式(4-S)所示的(20S,24S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-12-酮；然后与式(7)所示的氨基酸类衍生物进行酯化反应，分别相应制备得到式(5-R)或式(5-S)所示的含保护基的Ocotillol型酯化衍生物。式(5-R)或式(5-S)所示的含保护基的Ocotillol型酯化衍生物进行脱保护基反应，可制得式(6-R)或式(6-S)所示的Ocotillol型酯化衍生物。式(5-R)或式(5-S)所示的含保护基的Ocotillol型酯化衍生物以及式(6-R)或式(6-S)所示的Ocotillol型酯化衍生物都具有抗炎活性，可用于制备抗炎类药物或抗炎药物组合物中，进一步，可用于制备治疗和预防急性肺损伤、脓毒血症等有关的疾病的药物或药物组合物中。

其中，R₁为氢、C1-C4的烷基、苯基、苄基、对羟基苄基、-R_aCOOR_b、-R_aOR_b、-R_aNHR_c或-R_aSR_d；R₂为叔丁氧羰基(Boc)、笏甲氧羰基(Fmoc)或苄基(Bn)；R₃为H或C1-C4的烷基；或R₁、R₃与N连接成环，形成N-四氢吡咯基；

R₁中，R_a为C1-C4的亚烷基；R_b为H、Bn或tBu；R_c为H、Boc或Fmoc；R_d为H或甲基；

优选R₁为氢、异丙基、苄基、-(CH₂)₂-COOH、-CH₂-COOH、-(CH₂)₂-COO-tBu或-CH₂-COO-tBu；

优选R₂为Boc；优选R₃为H。

本发明有益效果在于：

采用DMP为氧化剂，选择性高，收率好，在低用量情况下，可以高选择性的制备单氧化产物，收率高达96％，在高用量情况下，可以高选择性的制备双氧化产物，收率达90％以上。

而且反应后氧化剂与产物不会产生粘稠状物质并且后处理操作简单，通过洗涤等便可除去氧化所产生的酸类副产物，更易分离，减少产物损失。

具体实施方式

下面以具体实施例来对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

取化合物(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇(50mg，0.10mmol)，碳酸氢钠(16mg，0.20mmol)于25mL茄形瓶中，加入转子，再加入二氯甲烷1mL搅拌溶解，0℃冰浴下加入戴斯马丁(DMP，53mg，0.12mmol)加入30μL叔丁醇加速DMP溶解，反应1小时后撤去冰浴再常温反应4小时。通过TLC确认反应完全后，在反应体系中加入饱和的碳酸氢钠和亚硫酸钠水溶液调节pH并搅拌半小时。用60mL的乙酸乙酯分三次进行萃取，将有机相经20mL的碳酸氢钠和20mL的饱和食盐水分别洗涤后合并至锥形瓶，用无水硫酸钠铺满锥形瓶底进行干燥，放置20分钟后抽滤，浓缩。用200-300目的硅胶柱分离，使用的洗脱剂依次为石油醚：乙酸乙酯＝10:1→8:1→6:1→5:1，洗脱后得到(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮45mg，产率为90％，副产物(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮4mg，产率为9％。

实施例2

取化合物(20S,24S)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇(513mg，1.1mmol)，以及碳酸氢钠(231mg，2.75mmol)于25mL茄形瓶中，加入转子，再加入二氯甲烷11mL搅拌溶解，0℃冰浴下加入戴斯马丁(DMP，548mg，1.2mmol)，加入300μL叔丁醇加速DMP溶解，反应1小时后撤去冰浴常温反应4小时。通过TLC确认反应完全后，在反应体系中加入饱和的碳酸氢钠和亚硫酸钠水溶液调节pH并搅拌半小时。用150mL的乙酸乙酯分三次进行萃取，将有机相经50mL的碳酸氢钠和50mL的饱和食盐水分别洗涤后合并至锥形瓶，用无水硫酸钠铺满锥形瓶底进行干燥，放置20分钟后抽滤，浓缩。用200-300目的硅胶柱分离，使用的洗脱剂依次为石油醚：乙酸乙酯＝10:1→8:1→6:1→5:1洗脱后得到(20S,24S)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮482mg，产率为95％，副产物(20S,24S)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮12mg，产率2％。

实施例3

取化合物(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇(722mg，1.5mmol)以及碳酸氢钠(327mg，3.9mmol)于50mL茄形瓶中，加入转子，再加入二氯甲烷16mL搅拌溶解，0℃冰浴下加入戴斯马丁(DMP，771mg，1.6mmol)加入800μL叔丁醇加速DMP溶解，反应1小时后撤去冰浴常温反应4小时。通过TLC确认反应完全后，在反应体系中加入饱和的碳酸氢钠和亚硫酸钠水溶液调节pH并搅拌半小时。用300mL的乙酸乙酯分三次进行萃取，将有机相经100mL的碳酸氢钠和100mL的饱和食盐水分别洗涤后合并至锥形瓶，用无水硫酸钠铺满锥形瓶底进行干燥，放置20分钟后抽滤，浓缩。用200-300目的硅胶柱分离，使用的洗脱剂依次为石油醚：乙酸乙酯＝10:1→8:1→6:1→5:1洗脱后得到(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮700mg，产率为96％，副产物(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮23mg，产率3％.

实施例4

取化合物(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇(73mg,0.15mmol)，以及碳酸氢钠(77mg，0.91mmol)于25mL茄形瓶中，加入转子，再加入二氯甲烷1.5mL搅拌溶解，0℃冰浴下加入戴斯马丁(DMP，162mg，0.34mmol)，加入200μL叔丁醇加速DMP溶解，反应1小时后撤去冰浴常温反应。反应4小时后通过TLC确认反应完全。在反应体系中加入饱和的碳酸氢钠和亚硫酸钠水溶液调节pH并搅拌半小时。用90mL的乙酸乙酯分三次进行萃取，将有机相经30mL的碳酸氢钠和30mL的饱和食盐水分别洗涤后合并至锥形瓶，用无水硫酸钠铺满锥形瓶底进行干燥，放置20分钟后抽滤，浓缩。用200-300目的硅胶柱分离，使用的洗脱剂依次为石油醚：乙酸乙酯＝10:1→6:1→4:1→2:1洗脱后得到(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮66mg，产率为93％。

DMP试剂的不同用量和产物的收率对比如下表1所示：

表1：

对比例1

将化合物(20S,24R)-环氧达玛烷-3β,12β,25-三醇(821mg，1.72mmol)溶于二氯甲烷(20mL)中，冰浴上加入PCC(氯铬酸吡啶盐，389mg，1.80mmol)，缓慢升至室温并搅拌15小时后，反应完全，进行后处理，先用棉花在漏斗中过滤浓缩，然后用硅藻土再一次进行抽滤吸附浓缩，除掉粘稠状的PCC，用二氯甲烷多次冲洗上样。柱层析得到(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-3-酮(689mg，1.45mmol，收率84％)，副产物(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮(70mg，0.14mmol，收率8.1％)。

对比例可以看出，PCC反应后后处理麻烦，需要用硅藻土抽滤吸附以除去粘稠状的PCC，且反应选择性不高，目标产物收率低。

申请人也对PCC氧化制备双氧化产物反应进行了研究，发现其选择性也很差，在PCC用量提高6倍的情况下，双氧化产物收率仅为60％左右，同时生成大量的氧化不完全的副产物，不具备实用性。

实施例5

实施例4制备的(20S,24R)-环氧-25-羟基-3酮-达玛烷-12-酮的应用实例

(20S,24R)-环氧-25-羟基-达玛烷-3,12-二酮(214mg，0.45mmol)，硼氢化钠(34mg，0.91mmol)溶于异丙醇(6.5mL)中，室温搅拌24h。用水猝灭反应，二氯甲烷萃取，有机相经无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，经柱层析得到(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-12-酮(180mg，0.38mmol，产率83.7％)

(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-羟基-达玛烷-12-酮(33mg，0.07mmol)，N-Boc-2-缬氨酸(27mg，0.08mmo1)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI，40mg，0.21mmol)溶于无水二氯甲烷(0.6mL)中，在冰浴里，氩气保护下加入4-二甲氨基吡啶(DMAP，3mg，0.03mmol)，缓慢升至室温搅拌24h。用水猝灭反应，用二氯甲烷萃取，合并的有机相经无水硫酸钠干燥、浓缩，经柱层析得到(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-O-(N-Boc-缬氨酰酯基)-达玛烷-12-酮(28mg，0.04mmol，产率57％)

核磁共振图谱：¹H NMR(400MHz,CHCl₃)δ4.98(d,J＝9.2Hz,1H),4.49(dd,J＝11.3,4.9Hz,1H),4.19(dd,J＝9.2,4.1Hz,1H),3.67(dd,J＝8.7,6.1Hz,1H),2.87(d,J＝9.5Hz,1H),2.54(td,J＝10.7,4.5Hz,1H),2.18(d,J＝8.0Hz,2H),1.86-1.46(m,19H),1.42(s,9H),1.23(s,3H),1.18(d,J＝3.9Hz,6H),1.08(d,J＝1.6Hz,6H),0.96(d,J＝6.9Hz,3H),0.93(s,3H),0.87(s,3H),0.85(s,3H),0.74(s,3H).

使用Griess试剂检测RAW264.7细胞中脂多糖(LPS)诱导的NO的释放水平。将RAW264.7细胞以1X10⁶个细胞/孔接种在96孔板中并培养1小时；然后用LPS(1ug/mL)刺激造模，并用20uM浓度的衍生物、阳性药物(氢化可的松琥珀酸钠)处理细胞24小时后，使用Griess试剂(Beyotime，China)检测亚硝酸盐水平来确定NO产生的量；然后在微孔板读数器(SpectraMaxM3)中测量样品在540nm处的吸光度(OD540)；其中，空白组为无LPS和药物处理组；对照组为LPS刺激造模但无化合物处理组；

NO抑制率＝[对照(OD540)-化合物(OD540)]/[对照(OD540)-空白(OD540)]×100％；

(20S,24R)-环氧-25-羟基-3β-O-(N-Boc-缬氨酰酯基)-达玛烷-12酮的NO抑制率为41％，与对照组相比P＜0.001，相比阳性药物组的抑制率10％提高了4倍。