專利名稱：喜樹堿的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用作抗腫瘤劑之鹽酸伊立替康及各種喜樹堿衍生物的制造原料的喜樹堿的新型制備方法。
由喜樹堿衍生的7-乙基-10-哌啶子基哌啶子基羰基氧基喜樹堿(以下稱為CPT-11)，是一種具有高的抗腫瘤活性、低毒性的化合物，而且現(xiàn)在已廣泛作為抗腫瘤藥物(通用名鹽酸伊立替康)出售。另外，眾所周知CPT-11的類似物也具有同樣的抗腫瘤效果。
但是，由喜樹等天然材料作為原材料得到的CPT的量極少，而作為有用的衍生物的CPT-11等的需要量大，通過植樹來實(shí)現(xiàn)原材料的方法受到局限，因此大量供給CPT有很多困難。另外，在研究全合成的制備方法時(shí)，由于經(jīng)常面臨設(shè)備、收率以及成本等問題，目前尚未實(shí)用化。
本發(fā)明的發(fā)明者為解決上述問題進(jìn)行了深入的研究，著眼于在目前被廢棄的喜樹等天然材料中所包含的CPT類似物，意外地得到大量的作為CPT制備過程中的副產(chǎn)物的9-甲氧基喜樹堿(以下稱為9-MC)。進(jìn)一步研究了對(duì)該化合物的有效利用，其結(jié)果是發(fā)現(xiàn)由9-MC作為起始物可簡便且有效地制備CPT、并穩(wěn)定地供給CPT的方法，由此完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供喜樹堿的制備方法，其包括以下步驟(a)和(b)(a)水解9-甲氧基喜樹堿或者包含9-甲氧基喜樹堿的天然材料；以及(b)對(duì)步驟(a)中得到的9-羥基喜樹堿進(jìn)行9-O-全氟代低級(jí)烷基磺酰基或者9-O-苯基四唑基化，然后氫解轉(zhuǎn)化為喜樹堿。
另外，在本發(fā)明的方法中，步驟(b)是對(duì)9-羥基喜樹堿進(jìn)行9-O-三氟甲磺酰基化。
再者，在本發(fā)明的方法中，9-羥基喜樹堿為20(S)形式，而喜樹堿為20(S)-喜樹堿。
在本發(fā)明中，作為CPT之起始化合物的9-MC，可使用由各種天然材料等中分離、純制得到的，或者由類似的化合物經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化而成的，或者包含9-MC的天然材料。包含9-MC的天然材料例如有喜樹、假柴龍樹(Nothapodytes foetida)、狗牙花(Ervatamia heyneana)、蛇根草(Ophiorrhiza japonica)等，其中假柴龍樹的9-MC含量高，由此優(yōu)選使用。在使用這些天然材料時(shí)，首先將原材料進(jìn)行原樣切斷、粉碎的處理后，用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿-甲醇混合液、二氯甲烷-甲醇混合液等有機(jī)溶劑提取。由此得到的提取液干燥，并原樣使用，另外也可使用色譜法、重結(jié)晶、再沉淀等方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)募冎啤?br> 在本發(fā)明中，9-MC或者包含9-MC的天然材料首先水解，轉(zhuǎn)化為9-羥基喜樹堿(以下稱為9-HC)。作為該轉(zhuǎn)化法，可使用以下方法在喹啉或氯仿等中用碘三甲基硅烷處理的方法，用N，N-二甲基甲酰胺作為溶劑與乙硫醇鈉、苯硫氧化鉀、甲苯硫酚鈉等一起加熱的方法，在二甲基亞砜中與氰化鈉一起加熱的方法，用二氯甲烷或者1，2-二氯乙烷作為溶劑用三氯化硼、三溴化硼或者三溴化硼·二甲基硫醚復(fù)合物進(jìn)行處理的方法，與吡啶鹽酸鹽一起加熱的方法，用氯化鋁處理的方法，在苯硫基甲烷存在下用三氟甲磺酸處理的方法，與57％氫碘酸一起加熱的方法(在此情況下，在乙酸中于紅磷存在下進(jìn)行反應(yīng))，與47％氫溴酸一起加熱的方法(在此情況下，用乙酸、二惡烷等輔助溶劑)，等等。在這些方法中，從效率、成本以及簡便方面考慮，優(yōu)選使用與47％氫溴酸一起煮沸回流的方法。
然后，由上述反應(yīng)得到的9-HC轉(zhuǎn)化為CPT。該轉(zhuǎn)化法例如包括以下方法將9-HC轉(zhuǎn)化為triflate(OSO2CF3OTf)衍生物、然后進(jìn)行氫解，將9-HC轉(zhuǎn)化為nanoflate(OSO2C4F9-nONf)衍生物、然后進(jìn)行氫解，將9-HC轉(zhuǎn)化為1-苯基-5-四唑基氧基(OTz)衍生物、然后進(jìn)行氫解，等等。
通過上述CPT轉(zhuǎn)化步驟可得到CPT，特別是具有以下優(yōu)點(diǎn)步驟少，使用的試劑便宜，作為氫解中氫源的氫氣可用廉價(jià)的甲酸得到，而且可在通常使用的反應(yīng)裝置中進(jìn)行加熱攪拌，使得操作簡便。另外，從各步驟的收率考慮，優(yōu)選如下進(jìn)行9-HC用三氟甲磺酰氯、無水三氟甲磺酸或者N-苯基三氟甲基硫酰亞胺等處理，轉(zhuǎn)化為9-三氟甲磺酰氧基喜樹堿(以下稱為9-OTfC)，接著用鈀催化劑，在三乙胺或正丁基胺等叔胺存在下，用甲酸作為氫源進(jìn)行氫解，由此將9-OTfC轉(zhuǎn)化為CPT。
具體實(shí)施例方式
以下將詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明之用9-MC作為原料制造CPT的方法的具體實(shí)施方案，但本發(fā)明并不僅限于此。
下圖表示了9-MC轉(zhuǎn)化CPT的流程圖。 由9-MC轉(zhuǎn)化為CPT的優(yōu)選實(shí)施方案分為以下3個(gè)步驟(1)制備9-羥基喜樹堿(9-HC)的步驟，(2)制備9-三氟甲磺酰氧基喜樹堿(9-OTfC)的步驟，以及(3)制備喜樹堿的步驟(9-OTfC的氫解)。
以下將具體說明這3個(gè)步驟。
在(1)中，將9-甲氧基喜樹堿(9-MC)懸浮在47％氫溴酸中，減壓脫氣、用氬氣置換后，攪拌加熱，由此得到9-HC。47％氫溴酸的使用量為，1g對(duì)10-100ml，優(yōu)選15-25ml。加熱溫度在100-180℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選為160-180℃。另外，反應(yīng)時(shí)間在1-24小時(shí)的范圍內(nèi)，優(yōu)選為3-4小時(shí)。
原料9-MC還特別可以精制品的形式使用。
另外，在該步驟中還可使用在芳香族甲氧基的水解中通常使用的其他已知方法。
在(2)中，于上述9-MC中使用N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿等作為溶劑，并在堿存在下添加1.0-5.0當(dāng)量的N-苯基三氟甲硫酰亞胺、三氟甲磺酰氯或者無水三氟甲磺酸，用冰冷卻在100℃下反應(yīng)0.5-3小時(shí)，由此得到9-OTfC。該反應(yīng)優(yōu)選在氬氣等惰性氣體氛圍下進(jìn)行。原料9-HC也可以經(jīng)過分離的形式使用，此時(shí)可使用色譜法、重結(jié)晶或者再沉淀等合適的方法純制。
作為堿，例如有諸如三乙基胺、正丁基胺、吡啶、N，N-二甲基氨基吡啶等有機(jī)堿類，或者諸如碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀等的堿金屬鹽類，等等。優(yōu)選使用N，N-二甲基甲酰胺作為溶劑，在3.0-7.0當(dāng)量三乙胺存在下用1.5-3.5當(dāng)量的N-苯基三氟甲硫酰亞胺，在50-60℃下加熱0.5-1小時(shí)，由此定量地得到9-OTfC。另外，在使用三氟甲磺酰氯及無水三氟甲磺酸作為三氟甲磺酸酯化劑時(shí)，溶劑優(yōu)選為二氯甲烷、氯仿等。
在(3)中，使用N，N-二甲基甲酰胺作為溶劑，在堿存在下用鈀催化劑，添加作為氫源的甲酸，在氬氣氣氛中于40-80℃下加熱1-18小時(shí)并攪拌，對(duì)9-OTfC進(jìn)行氫解，由此得到CPT。在此情況下，可添加分子篩3(MS3)，以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
作為堿，例如有三乙胺或三正丁基胺等叔胺，其使用量為3-20當(dāng)量。另外，甲酸的使用量范圍是2-10當(dāng)量。對(duì)于鈀催化劑，例如有乙酸鈀(Pd(OAc)2)-三苯基膦(Ph3P)、乙酸鈀-1，1′-二(二苯基膦)二茂鐵(DPPF)、乙酸鈀-三正丁基膦(n-Bu3P)、四(三苯基膦)鈀(Pd(PPh3)4)、二氯二(三苯基膦)鈀(PdCl2(PPh3)2)等。鈀催化劑的用量為4-50mol％的范圍內(nèi)。對(duì)于乙酸鈀，添加8-100mol％范圍的膦配位體。另外，在鈀催化劑存在下，可使用N，N-二甲基甲酰胺作為溶劑，碳酸鈉作為堿，硼烷·二甲基胺復(fù)合物作為氫源。
對(duì)于鈀催化劑，乙酸鈀的使用量優(yōu)選為3-6mol％，三苯基膦的用量為6-12mol％，或者二氯二(三苯基膦)鈀的用量為5-15mol％，添加3-14當(dāng)量作為堿的三乙基胺，1.5-7當(dāng)量的甲酸，在氬氣等惰性氣體氛圍下于60℃附近反應(yīng)2-6。
在該氫解步驟中，還可任選地在triflate化反應(yīng)后分離9-OTfC，其中可使用色譜法或重結(jié)晶等適當(dāng)?shù)姆椒ā?br> 本發(fā)明中使用的起始化合物、中間體化合物以及所得的目的化合物都包括各自的立體異構(gòu)體、光學(xué)異構(gòu)體、互變異構(gòu)體等。
以下將通過實(shí)施例更為詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明絕不僅限于這些實(shí)施例中。實(shí)施例19-羥基喜樹堿(9-HC)的制備 將9-甲氧基喜樹堿(9-MC，10.0g，26.43mmol)懸浮于47％氫溴酸(200ml)中，減壓脫氣，在氬氣氛下煮沸回流3.5小時(shí)。反應(yīng)混合物冷卻至室溫，在攪拌下注入水(900ml)中進(jìn)行分離，在celite墊上過濾析出物，用水洗滌。所取出的析出物溶解在包含20％甲醇的氯仿中，添加活性炭(20g)和無水硫酸鈉，并攪拌1小時(shí)，之后減壓濃縮干燥，得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物通過硅膠柱色譜法(含有8％甲醇的氯仿)進(jìn)行純制，得到茶褐色固體的9-羥基喜樹堿(9-HC)，mp 231-237℃(分解)(6.47g，收率67％)。
NMR光譜、IR光譜以及MS光譜的數(shù)據(jù)如下所示。
1H-NMR(DMSO-d6)δ0.87(3H，t，J＝7Hz，20-CH2CH3)，1.78-1.98(2H，m，20-CH2CH3)，5.26(2H，s)，5.42(2H，s)，6.73-7.46(1H，br，D2O可交換)，7.03(1H，d，J＝7Hz)，7.32(1H，s，14-H)，7.52-7.70(2H，m)，7.83(1H，s，7-H)，10.50-10.92(1H，br，D2O可交換)IR(KBr)3390，3121，1749，1657，1616，1591cm-1。
EI-MS m/z364(M+)。實(shí)施例29-三氟甲磺酰氧基喜樹堿(9-OTfC)的制備 在9-羥基喜樹堿(9-HC，300mg，0.82mmol)于N，N-二甲基甲酰胺(8ml)中的溶液內(nèi)，于氬氣氛、室溫下添加三乙基胺(0.34ml，2.47mmol，3.0eq)和N-苯基三氟甲硫酰亞胺(442mg，1.24mmol，1.5eq)，攪拌0.5小時(shí)。通過薄層色譜(氯仿∶甲醇＝20∶1)確認(rèn)原料消失，減壓除去溶劑。在殘留物中添加氯仿(200ml)和水(100ml)，有機(jī)層用無水硫酸鈉干燥，然后減壓除去溶劑。殘留物溶解在氯仿(5ml)中，在其中加入正己烷(50ml)，抽吸析出物，減壓干燥，得到淡黃色固體的9-三氟甲磺酰氧基喜樹堿(9-OTfC)；mp 263-266℃(分解)(350mg，收率86％)。
NMR光譜、IR光譜以及MS光譜的數(shù)據(jù)如下所示。
1H-NMR(400Hz，CDCl3)δ1.05(3H，t，J＝7Hz)，1.83-1.96(2H，m)，3.77(1H，s)，5.32(1H，d，J＝17Hz)，5.38(2H，s)，5.76(1H，d，J＝17Hz)，7.65(1H，d，J＝8Hz)，7.71(1H，s)，7.87(1H，t，J＝8Hz)，8.30(1H，d，J＝8Hz)，8.62(1H，s)IR(KBr)3387，1751，1663，1626，1607cm-1。
EI-MS m/z496(M+)。實(shí)施例3喜樹堿(CPT)的制備(9-OTfC的氫解反應(yīng)) 在室溫下攪拌9-三氟甲磺酰氧基喜樹堿(9-OTfC，100mg，0.20mmol)在N，N-二甲基甲酰胺(5ml)中的溶液，并加入三乙基胺(61mg，0.606mmol，3.0eq)、乙酸鈀(2mg，0.0081mmol，4mol％)、三苯基膦(4mg，0.0162mmol，8mol％)和甲酸(19mg，0.404mmol，2.0eq)，并在氬氣氛下于60℃攪拌1小時(shí)。通過薄層色譜(氯仿∶甲醇＝50∶1)確認(rèn)原料的消失，減壓除去溶劑。殘留物中加入氯仿(5ml)和正己烷(200ml)，抽出所析出的沉淀物，得到黃色固體的喜樹堿(CPT)(44mg，收率63％)。
NMR光譜的數(shù)據(jù)如下所示。
1H-NMR(400Hz，DMSO-d6)δ0.88(3H，t，J＝7Hz，1.83-1.90(2H，m)，5.29(2H，s)，5.42(2H，s)，6.53(1H，s)，7.35(1H，s)，7.69-7.73(1H，m)，7.84-7.88(1H，m)，8.12-8.18(2H，m)，8.69(1H，s)實(shí)施例4由9-HC通過單罐反應(yīng)制備喜樹堿在9-羥基喜樹堿(9-HC，300mg，0.82mmol)的N，N-二甲基甲酰胺(15ml)溶液內(nèi)，加入三乙基胺(0.68ml，4.92mmol，6.0eq.)及N-苯基三氟甲硫酰亞胺(879mg，2.46mmol，3.0eq.)，并在氬氣氛下于60℃攪拌0.5小時(shí)。通過薄層色譜法(氯仿∶甲醇＝20∶1)確認(rèn)原料消失后，在上述反應(yīng)溶液中添加三乙基胺(1.14ml，8.20mmol，10.0eq.)、二氯二(三苯基膦)鈀(58mg，0.08mmol，10mol％)、甲酸(189mg，4.10mmol，5.0eq.)，在60℃下加熱3小時(shí)。通過薄層色譜法(氯仿∶甲醇＝50∶1)確認(rèn)9-OTfC消失，放冷反應(yīng)混合物，然后減壓除去溶劑。在殘留物中加入氯仿(5ml)和正己烷(200ml)，抽出所生成的沉淀物，得到黃色固體的喜樹堿(209mg，收率73％)。實(shí)施例59-九氟丁烷磺酰氧基喜樹堿(9-ONfC)的制備 在9-羥基喜樹堿(9-HC，180mg，0.49mmol)于N，N-二甲基甲酰胺(15ml)中的溶液內(nèi)，于氬氣氛、室溫下添加氫化鈉(60％礦物油分散體)(30mg，0.74mmol，1.5eq)和九氟丁烷磺酰氟(243mg，0.74mmol，1.5eq)，攪拌2小時(shí)。在攪拌下將反應(yīng)液注入蒸餾水(200ml)中，并在該溶液中添加氯仿(200ml)和0.1N鹽酸(50ml)。除去所形成的沉淀物，分出有機(jī)層，通過蒸餾水以及飽和鹽水(各100ml)洗滌，用無水硫酸鈉干燥，然后減壓除去溶劑。殘留物通過硅膠柱色譜法(含有1％甲醇的氯仿)純制，得到黃色固體的9-九氟丁烷磺酰氧基喜樹堿(9-ONfC)；mp 260-262℃(分解)(85mg，收率27％)。
NMR光譜、IR光譜以及MS光譜的數(shù)據(jù)如下所示。
1H-NMR(400Hz，CDCl3)δ1.05(3H，t，J＝7Hz)，1.85-1.96(2H，m)，3.74(1H，s)，5.32(1H，d，J＝17Hz)，5.38(2H，s)，5.77(1H，d，J＝17Hz)，7.67(1H，d，J＝8Hz)，7.70(1H，s)，7.85-7.89(1H，m)，8.30(1H，d，J＝9Hz)，8.63(1H，s)IR(KBr)3396，1755，1663，1603cm-1。
EI-MS m/z646(M+)。實(shí)施例6喜樹堿(CPT)的制備(9-ONfC的氫解反應(yīng)) 在9-九氟丁烷磺酰氧基喜樹堿(9-ONfC，50mg，0.077mmol)的N，N-二甲基甲酰胺(3ml)溶液中，順序地加入三乙基胺(107μl，0.77mmol，10.0eq)、二氯二(三苯基膦)鈀(5mg，0.0077mmol，10mol％)、以及甲酸(15μl，0.39mmol，5.0eq)，并在氬氣氛下于60℃攪拌0.5小時(shí)。減壓除去溶劑，在殘留物中加入丙酮(20ml)，抽出所析出的沉淀物，得到喜樹堿(CPT)(25mg，收率93％)。實(shí)施例79-(1-苯基-5-四唑基氧基)喜樹堿(9-OTzC)的制備 在9-羥基喜樹堿(9-HC，560mg，1.54mmol)于干燥N，N-二甲基甲酰胺(50ml)中的溶液內(nèi)，于氬氣氛、室溫下添加叔丁醇鉀(208mg，1.85mmol，1.2eq)，攪拌10分鐘后，在該溶液中加入5-氯-1-苯基四唑(334mg，1.85mmol，1.2eq)，攪拌6小時(shí)。減壓除去溶劑，殘留物用氯仿萃取，去掉不溶物。萃取液在減壓下干燥，殘留物通過硅膠柱色譜(含有1％甲醇的乙酸乙酯)純制，得到黃色固體的9-(1-苯基-5-四唑基氧基)喜樹堿(9-OTzC)；mp 169-175℃(分解)(375mg，收率48％)。
NMR光譜、IR光譜以及MS光譜的數(shù)據(jù)如下所示。
1H-NMR(400Hz，CDCl3)δ1.02(3H，t，J＝7Hz)，1.78-1.97(2H，m)，3.82(1H，br-s)，5.22(2H，br-s)，5.29(1H，d，J＝16Hz)，5.72(1H，d，J＝16Hz)，7.55-7.75(4H，m)，7.82-7.93(4H，m)，8.15-8.24(1H，d，J＝1Hz)IR(KBr)3420，1751，1659，1597，1539cm-1。
EI-MS m/z508(M+)。實(shí)施例8喜樹堿(CPT)的制備(9-OTzC的氫解反應(yīng)) 在9-(1-苯基-5-四唑基氧基)喜樹堿(9-OTzC，100mg，0.39mmol)的二惡烷-乙醇(1∶1，20ml)溶液中，加入10％鈀/炭(15mg)，然后在氫氣氛下于40℃附近攪拌24小時(shí)。除去催化劑，減壓干燥，殘留物通過硅膠柱色譜法(包含2％甲醇的氯仿)純制，得到喜樹堿(20mg，收率29％)。
權(quán)利要求
1.喜樹堿的制備方法，其包括以下步驟(a)和(b)(a)水解9-甲氧基喜樹堿或者包含9-甲氧基喜樹堿的天然材料；以及(b)對(duì)步驟(a)中得到的9-羥基喜樹堿進(jìn)行9-O-全氟代低級(jí)烷基磺酰基或者9-O-苯基四唑基化，然后氫解轉(zhuǎn)化為喜樹堿。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)是對(duì)9-羥基喜樹堿進(jìn)行9-O-三氟甲磺?；?br> 3.如權(quán)利要求1或2所述的的方法，其中9-羥基喜樹堿為20(S)形式，而喜樹堿為20(S)-喜樹堿。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成本低且操作簡便地大量制備作為鹽酸伊立替康及各種喜樹堿衍生物之起始化合物的喜樹堿的方法，其包括以下步驟(a)和(b)(a)水解9－甲氧基喜樹堿或者包含9－甲氧基喜樹堿的天然材料；以及(b)對(duì)步驟(a)中得到的9－羥基喜樹堿進(jìn)行9－O－全氟代低級(jí)烷基磺?；蛘?－O－苯基四唑基化，然后氫解轉(zhuǎn)化為喜樹堿。
文檔編號(hào)A61P35/00GK1419558SQ01807016
公開日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2001年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月22日
發(fā)明者信重樫隆, 小川貴德, 澤田誠吾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社雅庫路特本社