一种丹参新酮的制备方法

文档序号:298062 发布日期:2021-11-26 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 一种丹参新酮的制备方法 (Preparation method of salvia miltiorrhiza neoketone ) 是由 王真真 周长新 侯阿芳 甘礼社 曾林伟 平渊 于 2021-09-15 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种丹参新酮的制备方法:它以鼠尾草酸为原料,以过氧酸盐或氧化银为氧化剂,以第四周期元素形成的盐为催化剂,通过氧化反应可以高收率得到鼠尾草酚;鼠尾草酚在甲酸盐的催化下经加热反应,可一步得到丹参新酮。本发明的合成方法,操作简便,收率高,且避免了使用较毒的硫酸二甲酯、三溴化硼及三氟甲磺酸三甲基硅酯作为试剂,适合工业化生产。(The invention discloses a preparation method of salvia miltiorrhiza neoketone, which comprises the following steps: carnosic acid is used as a raw material, peroxyacid salt or silver oxide is used as an oxidant, salt formed by elements in the fourth period is used as a catalyst, and carnosol can be obtained in high yield through oxidation reaction; the carnosol is heated to react under the catalysis of formate, and the danshenxinone can be obtained in one step. The synthesis method has simple and convenient operation and high yield, avoids using toxic dimethyl sulfate, boron tribromide and trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate as reagents, and is suitable for industrial production.)

一种丹参新酮的制备方法

技术领域

本发明涉及医药化工领域,特别是涉及一种丹参新酮的制备方法。

背景技术

丹参新酮(Miltirone),又名次丹参醌,是从唇形科鼠尾草植物中提取而得到的一个脂溶性成分,1970首次从丹参中分离得到。为丹参中分离得到的第十个二萜醌类化合物。其分子式如下所示:

丹参新酮具有广泛的生物活性。作为中枢镇静剂,对于苯二氮卓类受体有部分激动作用,有研究发现,当前所广泛使用的效果较好的中枢镇静剂大多具有成瘾性和依赖性,而丹参新酮作为苯二氮卓部分受体激动剂,其成瘾性和依赖性的风险较低(Lee C.M.,WongH.;Chui K.Y.;et al.Miltirone,a central benzodiazepine receptor partialagonist from a Chinese medicinal herb Salvia miltiorrhiza.Neurosci.Lett,1991,127(2):237-241.)。此外,丹参新酮作为抗肿瘤药物,对STAT3有抑制作用,能够抑制肿瘤细胞生长和肿瘤细胞中STAT3异常激活,从而引起肿瘤细胞的凋亡,同时也可以强化细胞毒性药物的敏感性(Wang X,Morris-Natschke SL,Lee K.New developments in thechemistry and biology of the bioactive constituents ofTanshen.Med.Res.Rev.2007,27(1):133-148.)。作为丹参酮类药物,丹参新酮能明显抑制血小板过度激活,减少血小板聚集,降低血浆及全血粘度,抑制血栓形成(罗厚蔚,胡晓洁,王宁,等.丹参中抑制血小板聚集的活性成分.药学学报,1988(11):830-834.)。

丹参新酮虽然具有广泛的生物活性,但由于含量很低,在一定程度上制约了对其进行深入的研究开发。据报道,丹参中主要的丹参酮化合物有四种:丹参酮ⅡA、隐丹参酮、丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ,其中丹参酮ⅡA的含量最高,约在0.1~0.4%之间;二氢丹参酮Ⅰ的含量最低,约在0.01~0.04%之间(蓝天凤,王晓,王岱杰,王亮,刘青,于宗渊.一测多评法测定丹参中4种丹参酮类成分.中草药,2012,43(12),2420-2423.)。而丹参新酮由于含量太低,其准确的含量测定尚未见报道。通过CNKI文献检索,发现一篇采用较灵敏的质谱法对丹参酮类化合物进行定性分析的相关文献(刘劼,杨黄浩,黎先春,王小如.高效液相色谱-电喷雾飞行时间质谱分析丹参中的丹参酮类化合物.质谱学报,2008,29(5),261-267.),通过对4个主要丹参酮类化合物及丹参新酮的色谱图进行对比分析,可以推测丹参新酮的含量大约为二氢丹参酮Ⅰ的1/5,即约为0.002~0.008%。显然,通过从植物中提取获取丹参新酮会异常艰难,因此,要想对丹参新酮进行深入的研究开发,首先需要解决它的来源问题。

丹参新酮的来源目前主要依靠化学合成,其方法有全合成和半合成两种。而已知的全合成方法或者合成路径较长,或者部分中间体价格昂贵且比较难以得到,导致全合成成本较高;或者虽然原料价格不高,但反应步骤较多,且后处理繁琐,距工业化生产尚有相当距离。

该方法经过七步反应得到丹参新酮(参见:Huang W.G.,Li Y.F.,Lu W.&AisaH.A.Total synthesis of miltirone.Chemistry of Natural Compounds,2006,42(6),665-667.)。由上述反应条件可知,其中用到了对无水无氧操作要求严格的格氏反应(d步),以及有毒的氯化氢(c步)等,该方法也仅可在实验室用于制备丹参新酮,且对环境的污染较大。

目前研究较多的是半合成方法,代表性的工作是以天然产物鼠尾草酚为原料,经过甲基化、重排反应和脱甲基反应得到化合物丹参新酮(参见:Luis J.G.,Andrés L.S.,Fletcher W.Q.,et al.Rearrangement of methyl 11,12-di-O-methyl-6,7-didehydrocarnosate in basic medium.Easy hemisynthesis of miltirone.Journal ofthe Chemical Society,Perkin Transactions 1,1996(17):2207-2211.)。

该反应的起始原料鼠尾草酚价格较昂贵,且其制备方法为一PCT专利所保护(利用过氧化氢或过酸由鼠尾草酸生产鼠尾草酚的方法。申请号:200880112717.8)。该反应使用的试剂过氧化氢和过酸,存在一定的安全隐患,所用溶剂冰醋酸刺激性很大,对环境不友好,因此原料的大量制备也并不容易。

在以鼠尾草酚制备丹参新酮的实验过程中,该反应还存在以下缺点:①进行这些反应需要用到硫酸二甲酯以及三溴化硼作为试剂进行甲基化及去甲基化,硫酸二甲酯为一剧毒有机化合物,而三溴化硼试剂有较强的腐蚀性且价格相对昂贵,环境污染较大,不利于丹参新酮的工业化生产。②该反应总收率不高,仅约20%左右。其中a步反应内酯环不易打开,甲基化不完全,b步反应羧基在重排过程中容易发生芳构化,导致c步反应脱羧不完全。该反应的几个中间体基本上需要通过柱层析纯化,使得整个操作过程比较繁琐,不易于工业化生产。

近期有以鼠尾草酸为原料,在其中加入路易斯酸,通过脱羧芳构化一步反应得到丹参新酮(参见:丹参新酮和去氢丹参新酮的制备方法,专利申请号:201810006572.9;Li,C.J.;Xia,F.;Zhang,W.,et al.Semisynthesis of miltirone,1,2-dehydromiltirone,saligerone from carnosic acid and cytotoxities of theirderivatives.Tetrahedron Letters 59(2018)2607–2609.),但其中的路易斯酸三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)为液体易燃试剂,遇水反应剧烈,不易保存,且有严重的皮肤腐蚀性(类别1B),可造成严重眼睛损伤(类别1),最终的产物需要通过硅胶柱层析纯化,在一定程度上限制了产业化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种丹参新酮的制备方法,解决上述问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的:一种丹参新酮的制备方法,其特征在于,包括以鼠尾草酸为原料,在含水的极性有机溶剂体系中,以第四周期元素形成的盐为催化剂,以过氧酸盐或氧化银为氧化剂,得到鼠尾草酚,反应如式(1):

该反应较背景技术的改进在于,大大提高了反应效率,收率可达90%以上,且以过氧酸盐或氧化银为氧化剂,反应的环境温和、安全,避免了由于使用过氧化氢及过酸产生的安全隐患,此外也舍弃了具有强刺激性的冰醋酸,对环境十分友好,更易于工业化生产。

作为本发明的优选,其中的鼠尾草酸可以来源于唇形科鼠尾草属植物提取物,也可以来源于其它唇形科植物如迷迭香等植物提取物中,鼠尾草酸的纯度不限,但≥50%的原料反应后得到的产物可以采用重结晶纯化,避免柱层析。

作为本发明的优选,其中的极性有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇和乙腈。式(1)可以在室温及加热状态下反应,加热的温度≤100℃。

作为本发明的优选,所述第四周期元素形成的盐,包括铬盐、锰盐、镍盐、铜盐、锌盐。其中铬盐包括醋酸铬、硫酸铬、硝酸铬、氯化铬;锰盐包括硫酸锰、氯化锰、醋酸锰;镍盐包括硫酸镍、氯化镍、溴化镍、碘化镍;铜盐包括碳酸铜、硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜;锌盐包括硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、醋酸锌。

作为本发明的优选,所述过氧酸盐包括过硫酸钾、过硫酸铵以及过二硫酸钾、过二硫酸铵。

作为本发明的优选,按摩尔比计算,式(1)中催化剂的用量为原料的0.5%以上,氧化剂的用量为原料的50%以上。

作为本发明的优选,得到的鼠尾草酚在甲酸盐的催化及加热条件下,可发生脱羧、芳构化反应,产物经重结晶得到丹参新酮,反应如式(2):

该反应仅需一步即可制得丹参新酮,它通过甲酸盐的亲核取代反应促成,较已有的通过鼠尾草酚经过甲基化、重排反应和脱甲基和氧化反应四步制备丹参新酮的文献相比,极大地提高了反应效率。

作为本发明的优选,所述甲酸盐包括甲酸钠、甲酸铵、甲酸钙、甲酸铁、甲酸锌。

作为本发明的优选,按摩尔比计算,式(2)中甲酸盐的用量为原料的10%以上。

作为本发明的优选,在式(2)的反应中,加热条件下有利于反应的进行,但超过150℃以后副反应明显增多,加热的温度应控制在50~150℃,优选70~140℃,更优选100~120℃。

作为本发明的优选,在式(2)的反应中,甲酸盐的存在是不可替代的反应条件,使用其他有机盐或无机盐都不能促使该反应的发生,此处以甲酸钠为例示意其催化反应机理如下:首先,甲酸盐进攻内酯环上的缺电子中心,使鼠尾草酚的内酯键断裂,形成甲酸酯,并在高温下,发生异构化脱去甲酰氧基;随后,邻二酚被氧化成醌,先后发生脱羧、异构化、氧化,形成丹参新酮。

作为本发明的优选,在式(2)的反应中,原料的纯度不限,可以为经过纯化的鼠尾草酚,也可以为第一步反应未经处理的粗中间体,其中鼠尾草酚的含量在10~90%之间,但纯度高的鼠尾草酚经过反应制备的产品丹参新酮利于直接重结晶,收率和纯度也更高。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:本发明提供一种新的丹参新酮的合成方法,该方法仅需两步反应就可以得到丹参新酮,收率高,成本低廉,制备过程安全,环境友好,无需柱层析,适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例的鼠尾草酚在甲酸盐存在下转化成丹参新酮的反应机理示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明作进一步说明:

实施例1

在500ml三颈瓶中,加入3.32g鼠尾草酸,加入60%乙腈250ml作为反应溶剂,分别加入1.4g过硫酸钾作为氧化剂,0.2g氯化锰作为催化剂,40℃下反应5小时,经重结晶得到鼠尾草酚3.0g,收率90.9%。将3.0g鼠尾草酚投入500ml三颈瓶中,加入200ml二氧六环作为反应溶剂,0.55g甲酸钠为催化剂,于115℃条件下加热反应10小时,经甲醇/乙酸重结晶得到丹参新酮2.27g,收率88.7%。总收率80.6%。

实施例2

在1000ml三颈瓶中,加入迷迭香提取物9.49g,其中鼠尾草酸的含量为70%,加入40%乙醇500ml作为反应溶剂,分别加入4.2g过二硫酸铵作为氧化剂,1.0g醋酸锰作为催化剂,80℃下反应10小时,经重结晶得到鼠尾草酚6.01g,收率91.1%。将6.01g鼠尾草酚投入500ml三颈瓶中,加入200ml二甲基甲酰胺作为反应溶剂,1.2g甲酸铵作为催化剂,于85℃条件下加热反应12小时,经乙醇/甲酸重结晶得到丹参新酮4.72g,收率91.9%。总收率83.7%。

实施例3

在1000ml三颈瓶中,加入鼠尾草提取物16.6g,其中鼠尾草酸的含量为20%,加入5%丁醇500ml作为反应溶剂,分别加入5.6g过硫酸铵作为氧化剂,0.5g醋酸锌作为催化剂,55℃下反应8小时,经重结晶得到鼠尾草酚3.04g,收率92.1%。将3.04g鼠尾草酚投入500ml三颈瓶中,加入200ml二甲亚砜反应溶剂,2.6g甲酸铁作为催化剂,于140℃条件下加热反应5小时,经甲醇重结晶得到丹参新酮2.41g,收率92.9%。总收率85.6%。

实施例4

在500ml三颈瓶中,加入4.25g鼠尾草酸,加入80%异丙醇230ml作为反应溶剂,分别加入3.8g过二硫酸钾作为氧化剂,1.7g硝酸铬作为催化剂,90℃下反应24小时。减压蒸去异丙醇,经重结晶得到鼠尾草酚4.01g,收率94.9%。将4.01g鼠尾草酚投入500ml三颈瓶中,加入200ml甲苯作为反应溶剂,6.1g甲酸锌作为催化剂,于110℃条件下加热反应6小时,产物经异丙醇重结晶得到丹参新酮3.22g,收率94.0%。总收率89.2%。

实施例5

在5000ml三颈瓶中,加入33.2g鼠尾草酸,加入95%丁醇2600ml作为反应溶剂,分别加入23.1g氧化银作为氧化剂,2.8g硫酸锰作为催化剂,100℃下反应6小时,经重结晶得到鼠尾草酚31.3g,收率94.8%。将31.3g鼠尾草酚投入5000ml三颈瓶中,加入2000ml二甲基甲酰胺作为反应溶剂,28g甲酸钠为催化剂,于130℃条件下加热反应6小时,经乙酸重结晶得到丹参新酮24.83g,收率92.8%。总收率88.0%。

实施例6

在5000ml三颈瓶中,加入33.2g鼠尾草酸,加入90%甲醇2600ml作为反应溶剂,分别加入14.6g过二硫酸铵作为氧化剂,2.1g氯化铬作为催化剂,60℃下反应10小时,经重结晶得到鼠尾草酚30.8g,收率93.3%。将30.8g鼠尾草酚投入5000ml三颈瓶中,加入2000ml乙二醇作为反应溶剂,15g甲酸钙作为催化剂,于150℃条件下加热反应3小时,经甲酸重结晶得到丹参新酮24.2g,收率91.9%。总收率85.7%。

实施例7

在5000ml三颈瓶中,加入33.2g鼠尾草酸,加入50%乙腈2300ml作为反应溶剂,分别加入12.6g氧化银为氧化剂,2.1g硫酸镍为催化剂,50℃下反应9小时,经重结晶得到鼠尾草酚30.1g,收率90.7%。将30.1g鼠尾草酚投入5000ml三颈瓶中,加入2500ml二甲基甲酰胺作为反应溶剂,26g甲酸钠作为催化剂,于130℃条件下加热反应7小时,经甲醇/甲酸重结晶得到丹参新酮22.9g,收率89.0%。总收率80.7%。

实施例8

在5000ml三颈瓶中,加入33.2g鼠尾草酸,加入15%异丙醇2400ml作为反应溶剂,分别加入21.7g过硫酸铵作为氧化剂,1.6g氯化锌作为催化剂,95℃下反应3小时,经重结晶得到鼠尾草酚29.9g,收率90.6%。将29.9g鼠尾草酚投入5000ml三颈瓶中,加入2500ml四氢呋喃作为反应溶剂,30g甲酸铵作为催化剂,于70℃条件下加热反应24小时,经乙醇/乙酸重结晶得到丹参新酮23.5g,收率92.0%。总收率83.4%。

实施例9

在5000ml三颈瓶中,加入33.2g鼠尾草酸,加入50%乙腈2500ml作为反应溶剂,分别加入17.9g过硫酸钾作为氧化剂,0.9g氯化铜作为催化剂,50℃下反应8小时,经重结晶得到鼠尾草酚31.2g,收率94.5%。将31.2g鼠尾草酚投入5000ml三颈瓶中,加入2500ml二甲基甲酰胺作为反应溶剂,27g甲酸锌作为催化剂,于70℃条件下加热反应24小时,经乙醇重结晶得到丹参新酮24.7g,收率92.6%。总收率87.5%。

实施例10

在5000ml三颈瓶中,加入33.2g鼠尾草酸,加入70%乙腈2200ml作为反应溶剂,分别加入29.3g过二硫酸铵作为反应溶剂,3.6g溴化镍为催化剂,80℃下反应5小时,经重结晶得到鼠尾草酚29.9g,收率90.6%。将29.9g鼠尾草酚投入5000ml三颈瓶中,加入2500ml二甲基甲酰胺作为反应溶剂,12.8g甲酸钠作为催化剂,于120℃条件下加热反应4小时,经异丙醇/乙酸重结晶得到丹参新酮22.6g,收率88.5%。总收率80.2%。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

10页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种假性紫罗兰酮的合成方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!