甲基Funlioside B的合成

第44卷第2期中国海洋大学学报44(2) :085~0882014年2月PERIODICAL OF OCEAN UNIVERSITY OF CHINAFeb.，2014研究简报甲基Funlioside B的合成李宝杰,王鹏， 谢江枫，王月佼，宋天佳，李明”(中国海洋大学医药学院海洋药物教育部重点实验室,山东青岛266003)摘要:完成呋喃甾烷型甾体皂苷甲基Funlioside B的合成。在三氟化硼乙醚促进下,薯蓣皂苷元与乙酸酐反应以55%的产率得到3,16-二氧-乙酰基-22-羟基胆甾烷13.以三甲基硅基三氟甲磺酸酯为促进剂，化合物13与葡萄糖三氯亚胺酯给体11进行糖苷化反应以83%的产率得到单糖苷15. 最后,在甲醇中,用氢氧化锂脱除酰基保护基团后并在无水甲醇中回流反应,以95%的产率得到甲基Funlioside B。关键词:甲基 Funloside B;呋甾皂苷;糖苷化;合成中图法分类号: R284. 3文献标志码: A文章编号: 1672- 5174(2014)02-085-04甾体皂苷是一类植物中广泛存在的次生代谢产性支气管炎、乳腺炎、腮腺炎等疾病的传统中药一华重物[1] ,呋甾皂苷作为其中的重要组成部分[2,具有多种楼中首次分离得到的Parisaponin I 46]、和能够抑制白生物活性53+4]。典型呋甾皂苷化合物包括1-8(见图1)，血病细胞MOLT-4、结肠癌细胞HCT-116、和SW-Funlioside B (1)是由dichotomin (3)经酶Pectinex BE620..CNS癌细胞SNB-75以及肾癌细胞786-0等生长XXL(PBX)降解得到的产物,对HL-60细胞显示出一的原薯蓣皂苷和甲基原薯蓣皂苷(5和6)7]以及能增定的细胞毒性5;同时该结构亦是多种具有良好生物加C6小鼠胶质瘤细胞的神经生长因子(NFG)的含量,活性呋甾皂苷的有机组成部分。如从我国用于治疗慢作为治疗神经退行性疾病和糖尿病候选物的coreaja-ponin A和B (7和8) [8] 都含有Funlioside B (1)的结)R.构单元。呋甾皂苷独特的结构和良好的生物活性,引起了合成化学家的广泛兴趣。Funlioside B(1)结构中的E环是1个半缩醛形式,22位的羟基不稳定,在微量酸性条件下,容易脱水形成双键(C2o=Crz)得到伪甾体H皂苷。近年来，甲基呋甾皂苷[910]相继被分离得到,具R,OOH有较好的稳定性和良好的生物活性。因此,本文报道HO'甲基Funlioside B (2)的合成，为复杂呋甾皂苷合成提供有益的借鉴。Funlioside B 1:R1 =H,Rz=H .Methyl Funlioside B 2:R1 =H,R2 =Me1实验部分Dichotomin 3:R1=S| ,R2= HParisaponin I 4:R1=S2,Rz=H .Protodioscin 5:R1=Ss,R2=H1.1仪器与试剂Methyl protodioscin 6:Ri = Sa ,Rz = Me所用试剂: TMSOTf、DMAP、CCl, CN、DBU均为Coreajaponin A 7:R1=S;,R2=HCoreajaponin B8:RI = S,R2= Me普通国产分析纯试剂，直接用于反应;二氯甲烷用以氢S =arL-Rhap-(1→2)-CaL Rhap-(1→4)-rL-Rhap化钙回流重蒸;所用石油醚为60~90°C 沸程。未经特(1→4)]-p-D-GlcpS2=arL-Rhap-(1→2)-[aL-Araf-(1→4)]-$-D-Glcp殊说明,其它均为普通国产分析纯试剂。S3= arL-Rhap-(1→2)-_Ca-L Rhap-(1→4)]-9-D-Glcp柱层析使用300~400目硅胶(青岛海洋化工厂提Sa= arL-Rhap-(1→2)-[ar1L-Araf-(1→4)]-β-D-Glcp图1典型的呋甾皂苷化合物供);薄层用预制硅胶板型号为gel 60 F254(烟台);Fig. 1 Typical furostanol glycosides1 H NMR、I3C NMR由JEOL JNM-ECP 600MHz核磁基金项目:国家自然科学基金项目(21002095);中国海洋大学本科生研究发展计划项目(中国煤化工者和创新团队发展计划项目(IRT0944)资助收稿日期:2013-04-12;修订日期:2013-05-07THCNMH G作者简介:李宝杰(1986-),男,硕士。E-mail: beidouqixing163@163. com*通讯作者: E mail: lmsnouc@ouc. edu. cn86中国海洋大学学报2014年共振波谱仪测得，四甲基硅烷(TMS)为内标，单位:(600 MHz, CDCI]3)δ5.34 (d,J=4.9 Hz, 1H), 4. 96X10-',室温;85-2型恒温磁力搅拌器。(m, 1H), 4.57 (m, 1H), 3. 40(d,J=5.5 Hz, 2H),1.2实验操作2.94 (m, 1H)，2.62 (m，1H)，2. 42~2.34 (m,1.2.1 2,3,4,6-四-O-苯甲酰基-a-D吡喃葡萄糖三氯亚2H), 2.29~2. 28 (m, 2H), 2.01 (s, 3H), 1.96~胺酯11的合成无水D型葡萄糖(10.5 g, 58. 3 mmol)1. 80 (m, 9H), 1.68~1. 22 (m, 13H)， 1.11 (d,J=溶于90. 0 mL无水吡啶中,然后冷却至0°C,氩气保护7.1 Hz, 3H)，1.00 (s, 3H), 0.89 (d,J=6.6 Hz,下点滴加人苯甲酰氯(40.8 ml, 350.0 mmol, 6. 03H), 0. 85 (s, 3H); 13C NMR (150 MHz, CDCI]) δequiv. ),自然升至室温后,搅拌过夜反应，TLC(Petro-213.7，170.5， 169.8， 139.6， 122.2， 75.6，73. 8,leum ether:AcOEt = 2:1)显示反应完全。用甲醇淬67.4，55.0， 53.8, 49.7, 43.4, 41.8, 39.5， 38. 5，灭反应,将所得溶液倒于冰水中,搅拌过夜,过滤,收集37.97，36.8， 36.5, 35.4，34.8，31.5 31.2, 27. 6,固体并用大量水洗涤得到化合物9(40.5 g, 57.726.2, 21.4, 21.1, 20.6，19.2， 16.8, 16.6，13.2;mmol, 100%),未经表征直接投人下一步反应。HRESI-MS Calcd for Cs1 H4g O% 517.352 9，(M +化合物9(9.5 g, 13.5 mmol)溶解在60.0 mL无H)+ ; found: 517. 352 4。水THF中,然后冷却至0°C,氩气保护下缓慢加入甲胺化合物14:[a]B =+2.1 (c 1.1，CHClk);醇溶液(3.7 mL, 27.1 mmol, 2.0 equiv. ),自然升至H NMR (600 MHz, CDCl) δ5.36 (d,J=4.9 Hz, .室温后,搅拌6 h后,TLC(Petroleum ether : AcOEt=1H), 4. 98 (m, 1H), 4. 59 (m, 1H), 3. 90 (m, 2H)，2: 1)显示反应完全。加人冰乙酸调pH值为5~6,减2.94 (m, 1H), 2. 67~2.29 (m, 5H), 2. 05 (s, 3H)，压蒸除溶剂，所得浆状物使用1 mol. L-'稀盐酸溶液2.03 (s，3H)，1.95 (s，3H)，1.70~ 1.24 (m,洗涤，乙酸乙酯萃取,有机相依次使用饱和的食盐水洗18H)，1.14 (d,J=7.1 Hz，3H)，1.02 (s， 3H)，涤,无水Na2SO。干燥,过滤收集有机相，减压蒸除溶0.91 (d,J=6.6 Hz, 3H), 0. 86 (s, 3H)。剂,所得残余物经硅胶柱层析(Petroleum ether : AcO-1.2.3 (25R)-3β, 163-双乙酰基-22羰基-胆甾烷-5~烯-Et=3: 1~2: 1)得到白色固体10(5.5 g, 9.2 mmol,26 0-2,3,4,6-四-0苯甲酰基β-D吡喃葡萄糖苷15的68%)。合成将化合物13 (0.1 g, 0. 19 mmol),化合物11将半缩醛10(0.2g, 0.3 mmol)溶于10.0 mL无.(0.21 g, 0. 29 mmol, 1.5 equiv. )和5A MS (0.6 g)水CH2Cl2中,氩气保护下滴加CCl3CN(0.3 mL, 3. 3混溶于2.0 mL无水CH2Cl2中,室温下搅拌30 minmmol,10.0equiv.),冰浴条件下加入DBU(10.0μL,后,在冰浴中滴加三甲基硅基三氟甲磺酸酯TMSOTf0.1 mmol, 0.2 equiv.)。室温下搅拌4 h后,TLC(3.6 μL, 0.02 mmol, 0. 1 equiv. ),自然升至室温搅拌(Petroleum ether : AcOEt=3: 1)显示反应完全。减5 h后,TLC (Petroleum ether : AcOEt=1 : 1)显示反.压蒸除溶剂，所得浆状物经硅胶柱快速层析(Petroleum应完全。加人三乙胺淬灭反应。过滤掉分子筛，减压ether: AcOEt=6: 1~5 : 1)得到白色泡沫状固体11蒸除溶剂,所得残余物经硅胶柱层析(Petroleum ether :(0.2 g, 0. 3 mmol, 96%)。AcOEt=4 : 1)得到白色固体15 (0. 17 g, 0. 16 mmol,1.2. 2 (25R)-3β,16β二-0乙酰基-22-羰基-胆甾烷-5-83%)。[a]B =+11.0* (c 1.0， CHCl3); 'H NMR烯26-醇13和(25R) -3β, 16β, 26-三-O-乙酰基-22-羰(600 MHz, CDCl)δ8. 02 (d,J=9.1 Hz, 2H), 7. 94基_胆甾烷-5~烯14的合成将薯 蓣皂苷元化合物12(d,J=9.1 Hz, 2H), 7.90 (d,J=9.1 Hz，2H)，(0.2 g, 0. 5 mmol)溶于2. 0 mL无水CH2Cl2中,冷却7.82 (d,J=9.l Hz, 2H), 7.52~7.45 (m, 3H),至一5°C,加人乙酸酐(0.5 mL, 4.8 mmol, 10.07.42~7.22 (m, 8H)，7.17 (m, 1H)，5.89 (t,J=equiv. ),搅拌10 min,缓慢滴加BFs●OEt2(0.4 mlL,11.6 Hz, 1H), 5.67 (t,J=11.7 Hz, 1H), 5.52 (t,3.4 mmol, 7. 0 equiv. ) ,继续搅拌5 min, TLC (Petro-J=11.5 Hz, 1H), 5.36 (d,J=4.8 Hz, 1H), 4. 92leum ether: AcOEt=3: 1)显示反应完全。将反应液(m, 1H)，4.81 (d,J=9.4 Hz, 1H)，4. 65~4.55置于冰水中充分搅拌。所得溶液用CH2Cl2稀释,依次(m, 2H)，4.50 (dd,J=14.5, 6.2 Hz，1H), 4.15使用饱和NaHCOz溶液,饱和食盐水洗涤,收集有机相(m，1H), 3.73 (m, 1H), 3.37 (m，1H), 2.85 (m，用无水Na2SO,干燥,过滤、减压蒸除溶剂,所得浆状物1H), 2.54~2. 19 (m, 6H), 2.01 (s, 3H), 1. 92~经硅胶柱层析(Petroleum ether : AcOEt : CH2Cl2=1.81 (m, 8中国煤化工12H)，1.02 (s,3:1:1)得到白色固体13(140mg,0.27mmol,.3H), 0. 99:fYHC NMH G3 (s, 3H), 0.7655%)和白色固体14 (75 mg, 0. 13 mmol, 27%)。化(d,J=7.9 Hz, 3H); 13C NMR (150 MHz, CDCl3) δ合物13:[a]”7=-0.3'(c 1.0， CHCl3); H NMR212.9，170.5，169.8, 166. 1, 165. 7, 165.2，165. 0，2期李宝杰，等:甲基Funlioside B的合成139.5，133.4, 133.2， 133. 1, 133.0，129.8, 129. 7,将异头位的苯甲酰基团脱除得半缩醛10,在DBU(1,8-129.6，129.5， 129.2, 128.8，128.7，128.4，128.3，二 二恶唑双环[5,4,0]-7-+- -烯)作用下与三氯乙腈反应128.2，122.2， 101.4， 75.6， 75.2， 73.8， 72. 9,得到2,3,4,6-四-O-苯甲酰基-arD-葡萄糖三氯亚胺酯72. 1, 71.8， 69.8， 63.1, 54.9， 53.8， 49.7, 43.4,给体11 (Scheme 1) ,其数据与文献[11]报道- -致,为41.8, 39.5，38.5， 38.0, 36.8, 36.5， 34.8， 32. 8,a构型。31.5, 31.2, 27.6， 26.9, 21.4，21.1, 20.6，19.2,在得到葡萄糖三氯亚胺酯糖基给体后,对薯蓣皂16. 6, 16.5, 13. 2; HRESI- MS Calcd for Co5 H2OsNa苷元12为转化为胆甾烷型苷元13的反应进行了研究。(M+Na)+: 1 117. 4920; found: 1 117. 489 1。文献[12-13]报道,在0°C条件下,以及三氟化硼乙醚1.2.4甲基Funlioside B2的合成将化合物 15 .(BF3●OEtz)的促进下,12能以以84%的产率得到化(30.0 mg, 0. 027 mmol)溶于1.0 mL甲醇、1.0 mL合物13。但令人失望的是,在该条件下只以28%的产THF和125 μL蒸馏水的混合溶液中,加入LiOH●率得到化合物13,同时也以47%的产率得到副产物化H2O (10.2 mg, 0. 24 mmol, 9.0 equiv. ),在50°C条合物14。通过对反应温度的优化,作者发现当控制反件下反应。搅拌12 h后,TLC (CH2Cl2 : CH3OH =应温度为- 5°C,乙酸酐和三氟化硼乙醚为10当量与78: 1)显示反应完全。加人Dowex-50(H+ )树脂调pH当量时,可以55%和27%的产率得到期望的化合物13为5~6,过滤、减压蒸除溶剂,所得残余物经硅胶柱层和副产物14 (Scheme 2)。析(CH2Cl2 : CH3OH=10: 1)得到白色固体。在无水以三甲基硅基三氟甲磺酸酯为促进剂,在5A分子甲醇中回流24h,得到白色固体甲基FunliosideB2筛存在条件下，葡萄糖三氯亚胺酯给体11和胆甾烷型(15.2 mg, 0. 026 mmol, 95%)。[aJH=-40.3° (c苷元13在二氯甲烷溶剂中进行糖苷化反应,以83%的1.0, CH:OH);' H NMR (600 MHz, pyridine-ds) δ产率的立体 选择性地得到1,2-反式的β-型糖苷15。在5.40(d,J=4.9 Hz，1H)，4.85 (d,J=7.7 Hz,甲醇/水/四氢呋喃混合溶液中，用LiOH●H2O于1H), 4.58 (dd,J=11.6, 2.2 Hz, 1H), 4.47~4. 3950°C脱除15中的4个苯甲酰基和2个乙酰基,将所得(m, 2H), 4.24 (m, 2H), 4.03 (t,J=8.3 Hz, 1H),产物在无水甲醇中回流24h,最终以95%的产率得到3.96(m,1H),3.85(m,1H)，3.60(m,1H),3.26甲基Funlioside B (2)。文献[14-17]报道,在氘代吡啶(s, 3H)，2.62 (m, 2H)，2.22~1.71 (m, 10H),中当呋甾皂苷的22位甲氧基为a构型时,C2的化学位1.61~1.32 (m, 9H), 1.20 (d,J=6.6 Hz，3H)，移为112. 4 ppm。得到的甲基Funlioside B (2),其Cn的1.05(s, 3H), 1.00 (d,J=6.6 Hz, 3H), 0.84 (s,化学位移为112.4 ppm,与文献值- .致,因此22位甲氧3H).; I3C NMR (150 MHz, pyridined;) δ 141.7，基为 a构型。选用回流温度条件下,脱除酰基保护基是120.8，112.4， 104.7， 81.0， 78.3， 78.2， 74. 9,由于15中16位乙酰基较大的空间位阻，在较温和的条71.4，71.0， 63.9， 62.6， 56.4, 50.1, 47.0，43. 2，件下(甲醇钠/甲醇,室温条件下搅拌)不能脱除。40.5，40.2， 39.5， 37.5， 36.7, 33.9， 32.3， 32. 0，31.9，31.4, 30.5， 27.9, 20.8，19.3, 16.9, 16. 0;~OR .HRESI-MS Calcd for C34 Hs O, Na (M + Na)+ :人Bye上>-0Ac631. 381 7; found: 631. 379 9。H0个13R=HAcO-diosgenin 1214 R-AcOHOBz11HoWOH→Bg0V s ,oR BzO-岗BzOCCl,D-葡萄糖-9R,-Bz" NH-10R,=H .Bzd h((a) BzCI, DMAP, pyridine, rt, 12h， 100%; (b) MeNH2- EtOH,HoBz1:THF, rt, 6h, 68%; (c) CClzCN, DBU, CH2Cl2, rt, 4h, 96%. )((a) Ac2O, BF3●OEt2, CH2Clz, -5°C, 55% for 13 and 27% for 14;Scheme 1 Reagents and conditions(b) TMSOTf, 5AMS, CH2Cz, rt, 5h. 83%; (c) i) 1iOH. H2O,2结果与讨论CH2OH，THF, H2O, 50°C , 12h; i) CHsOH, relux, 24h, 95%. )中国煤化工tions首先是D葡萄糖三氯亚胺酯给体11的合成。将3结语MYHCNMH GD-葡萄糖溶解在无水吡啶溶液中，与苯甲酰氯反应得到全苯甲酰化的产物9,然后在甲胺醇溶液中选择性的本文以易得的薯蓣皂苷元为原料,以6步反应.8中国海洋大学学报201 4年29%的总产率得到甲基Funlioside B (2)。在三氟化硼induction [J]. Bioorg Med Chem Lett, 2011. 21: 2075-2078.乙醚条件下,经过一一步反应实现甾体皂苷螺旋甾烷型[9] Diab Y, loannou E, Roussis V. Desmettianosides A and B, bis-desmosidie furostanol saponins with molluscicidal activity from向胆甾烷型的转化,大大的缩短了合成步骤,提高了合Yucca desmettiana[J]. Steroids, 2012, 77: 686-690.成的效率;在最后脱除保护基团的同时,又实现了E环[10] Yokosuka A, Mimaki Y, Sashida Y. Steroidal and Pregnane Gly-的关环,得到呋喃甾烷甾体皂苷。这些工作顺利进行cosides from the Rhizomes of Tacca chantrieri[J]. J Nat Prod,为合成结构更为复杂的三糖、四糖呋甾皂苷奠定了坚2002, 65: 1293-1298.实的实践基础,也为呋甾皂苷进行更为广泛深人的生11] Gauthier C, Legault J, Lebrun M, et al. Glycosidation of lupanetype triterpenoids as potent in vitro cytotoxic agents[J] Bioorg物活性与作用机制的研究提供了有利条件。Med Chem, 2006, 14: 6713-6725.参考文献:[12] Fernendez Herrera M A, Sandoval-Ramirez J, Meza-ReyesS, etal. Side chain opening of steroidal sapogenins to form 22-oxochol-[1] Hostettmann K, Marston A. saponins[ M]. New York: Cambridgeestanic skeletons. An approach to analogues of the aglycone of theUnvercity Press, 1995.potent anticancer agent 0SW-1[J]. J Mex Chem Soc, 2009，53;[2] Victoria L, Sonia P, De Voss J J. NMR asgnment of the absolute126-130.configuration of C-25 in furostanol steroidal saponins[J]. Steroids,[13] Fernandez Herrera M A, Lopez Munoz H, Hernandez Vazquez J2012, 77; 602 -608.M V,et al. Synthesis of 26 hydroxy 22 -oxocholestanic frame-[3] Waller G R, Yamasaki K. Saponins used in Traditional and Mod-works from diosgenin and hecogenin and their in vitro antiprolifer-erm Medicine[M]. New York: Plenum Press, 1996.ative and apoptotic activity on human cervical cancer CaSki cells[4] Rao A V, Gurfinke! D M. Drug metabol[J]. Drug Interact, 2000，J]. Bioorg Med Chem, 2010, 18: 2474 2484.17: 211.[14] ZouK, WangJ z, Du M, et al. A pair of diasterecisomeric ster-[5] Zhao Y，Feng B, Ma B P. Biotransformation of Dichotomin byoidal sapunins f rom cytotoxic ext ract s of Tupistra chinensis rhi-pectinex BE XXL[J]. ChinJ Nat Med, 2009, 7(5): 381-389.zomes [J]. Chem Pharm Bull, 2006, 54: 1440- 1442.[6] Matsuda H, Pongpiriyaacha Y, Morikawa T, et al. Protective[15] Festa C, Zollo F, lorizzi M, et al. Novel Steroidal Componentseffects of steroid saponins from paris polyphylla var. yunnanensisfrom the Underground Parts of Ruscus aculeatus LJ]. Mole-on ethanol- or indormethacin-induced gastric mucosal lesions in rats:cules, 2012, 17: 14002-14014.structural requirement for activity and mode of action[J]. Bioorg[16] Diab Y, loannou E, Emamb A. et al. Desmetti anosides A andMed Chern Lett, 2003, 13: 1101-1106.B，bisdesmosidic furostanol saponins with molluscicidal activity[7] WangG H, Chem M，Huang N, et al. Methyl protodioscin infrom Yucca desmettiana[J] Steroids, 2012, 77: 686 690.duces G2/M cell cycle arrest and apoptosis in HepG2 liver cancer17] Yokosuka A, Jitsuno M, Yui S, et al. Steroidal Glycosides fromcell[J]. Cancer Lett, 2006, 241: 102-109.AgaWe utahensis and Their Cytotoxic Activity[J].J Nat Prod,[8] KimK H，Kim M A, Moon E, et al. Ro. Furostanol saponins2009, 72: 1399-1404.from the rthizomes of Dioscorea japonica and their efects on NGFThe Synthesis of Methy| Funlioside BLI Bao-Jie, WANG Peng, XIE Jiang Feng, WANG Yue-Jiao, SONG Tian-Jia, LI Ming(The Key Laboratory of Marine Drugs, Ministry of Education, School of Medicine and Pharmacy, Ocean University of Chi-na, Qingdao 266003,China)Abstract: Methyl Funlioside B,a furostanol saponin , has been accomplished. The reaction of diosgeninwith Ac2O in the presence of BF3●OEtz led to 3, 16-di-O-acetyl-22oxo-chlora13 in a 55% yield. Underthe promotion of trimethylsilyl trifluoromethanesulfonic acid, compound 15 was synthesized by the cou-pling of 13 with glucopyranosyl tricholoracetimidate 11 in 83% yield. Final removal of protecting groupsof acty by LiOH●H2() in MeOH/H2O/THF followed by refluxing in anhydrous methanol providedmethyl funlioside B in 95% yield.Key words: methyl funlioside B; furostanol saponin; glycosidatior中国煤化工YHCNMHG责任编辑徐环