天麻素类氨基酸希夫碱衍生物的合成

基金项目中山大学化学与化学工程学院第六届创新化学实验与研究基金项目(批准号：200605)资助第一作者徐晨指导教师宋化灿Email:[e-mail]天麻素类氨基酸希夫碱衍生物的合成徐晨闻环宋化灿*中山大学化学与化学工程学院摘要天麻是我国著名中药,天麻的主要有效成分是对羟基苯-β-D吡喃葡萄糖苷,即天麻素.本文使用7种天麻素衍生物分别与三种氨基酸(甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸)反应,合成21个天麻素类希夫碱,其中新化合物20个.通过熔点测定,NMR,MS,IR等分析方法对上述化合物结构进行了表征,并对反应条件进行了探索.关键词氨基酸；希夫碱；天麻素；1前言药理实验表明:天麻素可恢复大脑皮质兴奋与抑制过程简的平衡失调,具有镇静、安眠和镇痛等中枢抑制作用[1].希夫碱本身具有良好的生物活性,可以直接作为药物或是药物合成的中间体,而且生成希夫碱的反应简单,后处理方便,以生成希夫碱衍生物的方式引入含氮基团,很有探索意义.氨基酸衍生物具有多方面重要的生理功能[2][3].已有研究表明[4]:芳香醛类的氨基酸希夫碱及其微量元素配合物作为抗癌药物有着良好的前景.但是,人们对氨基酸希夫碱的研究仅仅限于邻位取代芳香醛类化合物(如水杨醛[5]、邻香草醛[6]等),对其活性的研究也只限于抗癌,抗菌等方面的研究.我们课题组对天麻素类化合物的合成及其抗抑郁活性研究工作已经进行了三年,小鼠抑郁模型体内活性测试结果超过预期的结果.天麻素类氨基酸希夫碱化合物是我们近来研究的重点之一.本文进行了对位取代苯酚氧苷类系列化合物的合成，用来合成甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸希夫碱.结合本实验室前期的研究结果分析,这类化合物可能会有更好的抗抑郁等活性.目前氨基酸希夫碱的合成方法有低温法、加热法、旋蒸法和室温法.通过实验探索,我们发现旋蒸法简单易行,产率高,后处理简单,因此我们采用旋蒸法合成氨基酸希夫碱的方法.我们使用7种天麻素衍生物(对羟基苯甲醛、4-（2-羟基乙氧基）苯甲醛、对甲酰基苯酚吡喃葡萄糖苷、4-（2-丁氧基乙氧基）苯甲醛、4-（2-甲氧基乙氧基）苯甲醛、4-（2-（2-甲氧基乙氧基）乙氧基）苯甲醛、4-（4-甲氧基丁氧基）苯甲醛)分别与三种氨基酸(甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸)反应，生成21个希夫碱,除1a[7][8]外,其中新化合物有20个.反应通式如下：R1=a:H;b:CH2CH2OH;c:葡萄糖苷;d:CH2CH2OC4H9;e:CH2CH2OCH3;f:CH2CH2OCH2CH2OCH3;g:CH4OCH3R2=H;CH2C6H5;3-CH2-2H-indole;2实验OCHOR1+R2NH2OHOONR1COONaR22.1仪器和试剂熔点采用YRT-3熔点仪测定；红外光谱由德国BRUKER的ΓECTOR22红外光谱分析仪测定；1H-NMR由美国ΓARIAN的Mercury-Plus300核磁共振仪测定，TMS为内标，CDCl3和DMSO为溶剂；质谱由日本岛津LCMS-2010测定.所有试剂均为市售化学纯或分析纯.2.2实验操作以4-羟基苯甲醛为原料,与甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸生成希夫碱1a,2a,3a;以4-（2-羟基乙氧基）苯甲醛为原料,与甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸生成希夫碱1b,2b,3b;以对甲酰基苯酚吡喃葡萄糖苷为原料,与甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸生成希夫碱1c,2c,3c;以4-（2-丁氧基乙氧基）苯甲醛为原料,与甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸生成希夫碱1d,2d,3d;以4-（2-甲氧基乙氧基）苯甲醛为原料,与甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸生成希夫碱1e,2e,3e;以4-（2-（2-甲氧基乙氧基）乙氧基）苯甲醛为原料，与甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸生成希夫碱1f,2f,3f;以4-（4-甲氧基丁氧基）苯甲醛为原料，与甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸生成希夫碱1g,2g,3g;2.2.11a,2a,3a,1b,2b,3b的合成：1.通用操作方法:5mmol氨基酸溶于含有5mmolNaOH的5ml水中,在室温下搅拌0.5h,得到氨基酸的钠盐:然后加入溶有等摩尔的对羟基苯甲醛的甲醇溶液;在40℃-70℃下旋转蒸发，直至液体蒸干.后处理:析出的固体用乙醚洗涤；再用甲醇将固体溶解，滤去不溶物，滤液旋蒸，固体析出,得到目标产物；洗涤，抽滤，真空干燥.N-(4-羟基苯亚甲基)-甘氨酸钠盐(1a):产物性状:黄色固体;熔点:86℃-86.7℃.溶解性:不溶于乙醇,乙醚,氯仿;溶于甲醇,遇水分解.展开剂:乙酸乙酯:石油醚=1:4;Rf=0.41.理论产量:1.01g,实际产量：0.95g,产率:94%.1H-NMR(DMSO)δ:7.98(s,1H,-CH=N-);7.48(d,J=8.361Hz,2H,Ar-H);6.75(d,J=8.314Hz,2H,Ar-H);3.94(s,2H,-CH2-);LCMS,m/z:179(M+1,60);202(M+Na,100);IR（KBr,cm-1）γ:3000-3500br,1682,1642,1601,1459,1425,787,648;N-(4-羟基苯亚甲基)-苯丙氨酸钠盐(2a):产物性状：黄色固体.熔点：209.5℃时变色分解.溶解性:不溶于乙醇,乙醚,氯仿;溶于甲醇,遇水分解.展开剂:乙酸乙酯:石油醚=1：4;Rf=0.40理论产量：1.46g,实际产量：0.78g,产率：53%.1H-NMR(DMSO)δ:7.80(s,1H,-CH=N-);7.41(d,J=8.025Hz,2H,Ar-H);7.10（t,5H,Ar-H）;6.75(d,J=7.954Hz,2H,Ar-H);3.76(t,1H,);3.20(dd,J=4.151,13.404,1H,);2.93(ddJ=9.071,13.146,1H,);LCMS,m/z:270(M+1,96);292(M+Na,66);IR（KBr,cm-1）γ:3000-3400（bf）1638,1573,1413,834,705;N-(4-羟基苯亚甲基)-色氨酸钠盐(3a):产物性状:黄色固体.熔点:188.6℃时变色分解.溶解性:不溶于乙醇,乙醚,氯仿;溶于甲醇,遇水分解.展开剂:乙酸乙酯:石油醚=1:4;Rf=0.42;理论产量:1.65g,实际产量:0.68g,产率:41%.1H-NMR(DMSO)δ:10.71(s,1H,-NH);7.81(s,1H,-CH=N-);7.398(d,J=8.349Hz,2H,Ar-H);6.71(d,J=8.254Hz,2H,Ar-H);7.50(d,J=7.652Hz,1H,Ar-H);7.22(d,J=7.952,1H,Ar-H);6.93(m,3H,Ar-H);3.79(t,1H,-CH-);2.97(dd,J=7.873,13.974,1H,);3.30(dd,J=4.666;14.831;1H);LCMS,m/z:309(M+1,100)；331(M+Na，29);IR（KBr,cm-1）γ:3416,1651,1582,1416,883,741;N-(4-（2-羟基乙氧基）苯亚甲基)甘氨酸钠盐（1b）:产物性状:黄色固体.熔点：201.5℃变色分解.溶解性：不溶于乙醇,乙醚,氯仿；溶于甲醇，遇水分解.展开剂:乙酸乙酯:石油醚=1：4;Rf=0.15理论产量:1.17g,实际产量:0.88g,产率:75%。1H-NMR(DMSO)δ:8.027(s,1H,-CH=N-);7.603(d,J=7.078Hz,2H,Ar-H);6.933(d,J=8.586Hz,2H,Ar-H);3.988(s,2H,-CH2-);3.889(s,2H,-CH2-);3.690(s,2H,-CH2-);LCMS,m/z：224（M+1，47）;246(M+NA，92）;IR（KBr,cm-1）γ：3416br,3166br,1603,1404,829,715;N-(4-（2-羟基乙氧基）苯亚甲基)苯丙氨酸钠盐（2b）:产物性状：黄色固体;熔点：85.6℃-86.6℃.溶解性：不溶于乙醇,乙醚，氯仿；溶于甲醇,遇水分解.展开剂：乙酸乙酯：石油醚=1：4;Rf=0.15理论产:1.67g.实际产量：1.07g,产率：64%.1H-NMR(DMSO)δ:7.860(s,1H,-CH=N-);7.551(d,J=8.758Hz,2H,Ar-H);6.903(d,J=8.742Hz,2H,Ar-H);7.119m,5H,Ar-H）;3.987(t,2H,-CH2-);3.699(t,2H,-CH2-)3.754(t,1H);3.23(dd,J=4.547Hz,13.485,1H);2.924(dd,J=9.005Hz，13.450,1H);LCMS,m/z：314(M+1,100);336(M+Na,0);IR（KBr,cm-1）γ：3351br,1657,1597,1409,834,703;N-(4-（2-羟基乙氧基）苯亚甲基)色氨酸钠盐（3b）:产物性状：黄色固体.熔点：117.5℃-118.5℃.溶解性：不溶于乙醇,乙醚,氯仿;溶于甲醇，遇水分解.展开剂:乙酸乙酯:石油醚=1：4;Rf=0.15理论产量：1.87g,实际产量：1.81g,产率：97%.1H-NMR(DMSO)δ:10.801（s,1H,-NH）7.873(s,1H,-CH=N-);7.55(t,3H,Ar-H）;7.254(d,J=7.939Hz,1H,Ar-H);6.887(m,5H,Ar-H);3.975(t,2H,-CH2-);3.702(t,2H,-CH2-);3.868(dd,J=4.333Hz,8.599,1H);3.325(dd,J=4.196Hz,14.515,1H);2.988(dd,J=8.904Hz,14.402,1H);LCMS,m/z:353(M+1,97);375(M+Na,100);IR（KBr,cm-1）γ:3404,2926,1637,1594,1414,830,745;2.2.2:1c,2c,3c的合成：通用操作方法:2mmol氨基酸溶于含有2mmmolNaOH的水溶液中,使固体刚好全部溶解;在室温下搅拌0.5h,得到氨基酸的钠盐;然后加入溶有等摩尔的对甲酰基苯酚吡喃葡萄糖苷的甲醇溶液;在40℃-50℃下旋转蒸发,直至液体蒸干,有固体析出,大约为2-3小时.后处理:用甲醇将固体溶解,滤去不溶物;滤液旋干,得到的固体多次用无水乙醇洗涤,抽滤,真空干燥.N-（4-(β-D-吡喃葡萄糖基)苯亚甲基)甘氨酸钠盐(1c）:产物性状：淡黄色固体.熔点:65.1℃-65.8℃.溶解性:不溶于石油醚:微溶于无水乙醇;溶于甲醇;遇水分解.展开剂:乙酸乙酯:石=1:4;Rf=0.20;理论产量:0.75g,实际产量:0.55g,产率：73%.1H-NMR(DMSO)δ:8.082(s,1H,-CH=N-);7.647(d,J=8.5Hz,2H,Ar-H);7.014(d,J=8.498Hz,2H,Ar-H);5.160(d,J=7.709,1H);3.96(s,2H,-CH2-);3.653(d,J=11.827Hz,2H);3.482(m,4H);LCMS,m/z:342(M+1,38);364(M+NA,100);IR（KBr,cm-1）γ:3396,1646,1596,1396,839,635;N-（4-(β-D-吡喃葡萄糖基)苯亚甲基)苯丙氨酸钠盐（2c）:产物性状：淡黄色固体.熔点:67.5℃-68.1℃;溶解性:不溶于石油醚:微溶于无水乙醇:溶于甲醇:遇水分解.展开剂:乙酸乙酯:石油醚=1:4;Rf=0.20;理论产量:0.5g,实际产量:0.94g,产率:53%.1H-NMR(DMSO)δ:7.873(s,1H,-CH=N-);7.562(d,J=8.092Hz,2H,Ar-H);7.128(m,5H,Ar-H);6.981(d,J=8.351Hz,2H);5.149(d,J=7.744Hz,1H);3.22(dd,J=4.351Hz