关东陈新民周爱新李红钊
（珠海润都制药股份有限公司广东珠海519041）
【摘要】以4-甲氧基苯乙酸及3,4-二甲氧基苯乙胺为起始原料，经过氯代、酰化缩合、环合、不对称还原、脱保护基等步骤，获得手性去甲乌药碱，本制备方法具有选择性高、简单、高效等优点，产物ee.值达到95%以上，产物纯度高，且总收率可达30%，可实现规模制备。且其结构经元素分析，1HNMR，红外光谱和MS表征。
【关键词】手性去甲乌药碱；不对称合成
【中图分类号】R94【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2015）30-0360-03
AmethodforpreparingachiralHigenamineanditsderivatives
GuanDong，ChenXinming，ZhouAixin，LiHongzhao
【Abstract】Chiralhigenaminewaspreparedbychlorination,acylation,condensation,cyclization,asymmetricreductionanddeprotectionusing4-methoxyphenylaceticacidand3,4dimethylphenylethylamineasthestartingmaterial.Thepreparationmethodwhichhastheadvantagesofhighselectivity,simpleandefficient,theproductee.valuereachedmorethan95%,thepurityoftheproductishighandtotalyieldupto30%,achievescalepreparation.ThestructureswerecharacterizedbyElementanalysis,1HNMR,IRandMS.
【Keywords】ChiralHigenamine;Asymmetricsynthesis
去甲乌药碱具有心脏β-肾上腺素受体激动作用，其作用于α-肾上腺素受体可以舒张血管和抗血小板凝聚活性[1]～[3]，还可以在巨噬细胞、血管平滑肌等细胞中抑制诱导型一氧化氮合成酶（iNOS）的表达和一氧化氮（NO）的产生，在治疗弥散性血管内凝血（DIC）和多器官功能衰竭（MOF）上具有潜在的治疗价值[4]～[6]。去甲乌药碱现已作为心脏负荷试验药物，用于超声心动图和心肌灌注显像诊断冠心病。
去甲乌药碱（1-(4-羟基-苄基)-6,7-二羟基-1,2,3,4-四氢异喹啉）是一种苯并四氢异喹啉生物碱，其具有一个手性中心，现有的去甲乌药碱药物是以两个光学异构体组成的外消旋体的形式存在（如下所示）。虽然去甲乌药碱的两个光学异构体通常具有相同的手性物理性质，但两个光学异构体的生理活性却并不相同。在肾上腺素诱导聚合的抗血小板凝聚活性上，1S异构体比1R异构体的抑制活性更强，表明两个异构体对α-肾上腺素神经末梢具有不同的活性作用[7]～[9]。
去甲乌药碱外消旋化合物可以从附子根部、番荔枝、小叶买麻藤等植物中提取，亦可以通过化学合成的方法获得。有报道表明，R-(+)-去甲乌药碱异构体存在于印度莲的种子胚芽中，可通过提取分离的方式获得；而通过生物合成的方法，在(S)-去甲乌药碱合成酶的作用下，由多巴胺与4-羟基苯乙醛反应，可得到S-(-)-去甲乌药碱异构体（如以下反应式所示）。然而，上述提取或生物合成异构体的方法，往往得到多种化合物的混合物，需要复杂的分离纯化操作才能获得高纯度的手性去甲乌药碱，因而难以获得足够数量和纯度的去甲乌药碱异构体，难以满足去甲乌药碱异构体的医学使用需求。
基于此，有必要针对现有技术所存在的问题，提供一种简单、高效且选择性高的手性去甲乌药碱及其衍生物的制备方法。手性去甲乌药碱的制备方法，包括以下步骤：
1.实验部分
1.1仪器与试剂
1.2合成
1.2.1中间体1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-3,4-二氢异喹啉基溴化亚铵（化合物VII）的制备
取500mL的三口烧瓶，在氮气保护下加入40mL二氯甲烷和20g（0.12mol）4-甲氧基苯乙酸（化合物III），开启搅拌，冰盐浴冷却至0℃，加入1.75g（0.024mol）N,N-二甲基甲酰胺作催化剂，然后缓慢滴加18.3g（0.144mol）草酰氯，升温至25℃，搅拌反应4小时，TCL检测至化合物III反应完全，停止搅拌，减压蒸馏除去溶剂，得到23.8g油状4-甲氧基苯乙酰氯（化合物IV）。
取21.7g（0.12mol）2-(3,4-二甲氧基)苯乙胺溶解于40mL二氯甲烷中，加入12.1g（0.12mol）三乙胺作俘酸剂，冰盐浴冷却至0℃，将所制得的23.8g油状4-甲氧基苯乙酰氯（化合物IV）溶解于40mL干燥的二氯甲烷后缓慢滴加至反应液中，撤去冰盐浴，升至室温后加热回流反应6小时，TLC检测至2-(3,4-二甲氧基)苯乙胺反应完全，停止加热，减压蒸馏除去溶剂，得37.8gN-(3,4-二甲氧基)-苯乙基-(4-甲氧基)-苯乙酰胺（化合物V）粗品；加入150mL二甲苯，加热回流至固体完全溶解，自然冷却至室温，继续冷却至0～15℃，搅拌析出晶体，4-8小时后抽滤，滤饼用二甲苯洗涤，抽干，然后置于干燥箱中在40～50℃下干燥6-8小时，得34.2gN-(3,4-二甲氧基)-苯乙基-(4-甲氧基)-苯乙酰胺（化合物V），收率为86.5%。
于三口烧瓶中加入150mL甲苯，搅拌下加入30g（0.091mol）N-(3,4-二甲氧基)-苯乙基-(4-甲氧基)-苯乙酰胺（化合物V）和55.7g（0.364mol）三氯氧磷，加热回流反应4小时，TLC检测至化合物V反应完全，停止加热，冷却至室温，搅拌下加入400g冰水，在0℃下保温搅拌2小时至黄色固体析出，抽滤，滤饼用0～5℃冰水洗涤至pH=6～7，抽干，得到42.6g1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-3,4-二氢异喹啉（化合物VI）粗品。
取40g所制得的1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-3,4-二氢异喹啉（化合物VI）粗品，加入120mL丙酮，搅拌溶解后，于冰水浴中冷却至0～5℃，缓慢滴加15.6g（0.91mol）苄溴（由于化合物VI中的“亚胺”结构在碱性条件下不稳定，容易发生氧化或开环，因此通过与卤代苄进行成盐反应，以提高其稳定性，避免化合物VI在后续的不对称还原反应的碱性环境中降解），滴加完毕后撤去冰水浴，升温至25～30℃，搅拌反应3小时，TLC检测至化合物VI反应完全，减压蒸馏除去溶剂；残渣加入150mL甲苯，加热至50～60℃搅拌2小时，冷却至室温继续搅拌2小时至固体析出，抽滤，滤饼于40℃真空干燥5小时，得到41g1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-3,4-二氢异喹啉基溴化亚铵（化合物VII），收率为92%。
1.2.2(R)-去甲乌药碱盐酸盐的制备
于三口烧瓶中加入80mL纯化水，于冰水浴中冷却至5～10℃，搅拌下依次加入40g（0.083mol）1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-3,4-二氢异喹啉基溴化亚铵（化合物VII）、52g（0.091mol）手性配体(R,R)-N-甲苯磺酸基-(1,2-(2,2’-二磺酸钠)二苯基)乙二胺、15g（0.0415mol）十六烷基三甲基溴化铵、8.5g（0.125mol）甲酸钠和50.8g（0.083mol）二氯(对甲基异丙基苯基)钌(II)二聚体，撤去冰水浴，升温至25～30℃，搅拌反应8小时，TLC检测至化合物VII反应完全，反应液用二氯甲烷提取（40mL×3次），分别收集水层和二氯甲烷层。水层抽滤，回收二氯(对甲基异丙基苯基)钌(II)二聚体；二氯甲烷层依次用120mL纯化水和100mL饱和食盐水洗涤，加入5g无水硫酸钠干燥6～8小时，减压蒸馏除去溶剂，得到31.8g(R)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-1,2,3,4-四氢异喹啉基溴化铵（化合物VIII），收率为93%，ee.值为95%。
二氯(对甲基异丙基苯基)钌(II)二聚体
在装配三通玻璃活塞的气密性良好的三口烧瓶中，加入50mL甲醇和35.7g（0.0744mol）(R)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-1,2,3,4-四氢异喹啉基溴化铵（化合物VIII），室温下搅拌溶解，在氮气保护下缓慢加入2g钯碳，在保证反应体系气密性的前提下，三通的一端通入氢气，另一端连接真空泵，交替抽真空和通氢气，使烧瓶被氢气充盈，并保证氢气压强为4Mpa，然后缓慢升温至49℃，搅拌反应8小时，TLC检测至化合物VIII反应完全，停止反应，冷却至室温，过滤除去钯碳并回收，甲醇反应液中加入质量浓度为48%的氢溴酸溶液至pH=2，搅拌成盐析出（由于1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉的结构不稳定，但其盐化合物的结构稳定性较好，因此加入酸溶液使之成盐），抽滤，滤饼用纯化水洗涤至pH=6，然后置于干燥箱中在40℃下干燥6小时，得到26.67g(R)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉氢溴酸盐（化合物IX），收率为91%。
在干燥的三口烧瓶中，加入60mL干燥的四氢呋喃和25g（0.063mol）(R)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉氢溴酸盐（化合物IX），搅拌溶解后通入高纯氮，并保证反应体系的气密性，在低温浴槽中降温至-20℃，用注射器量取47.25g（0.189mol）的三溴化硼，通过软胶塞注入至反应液中，滴加完毕后，升温至0℃，搅拌反应8小时，TLC检测至化合物IX反应完全，缓慢滴加质量浓度为20%的氯化铵水溶液至pH=4～5，淬灭反应，搅拌30分钟，析出固体，过滤，得到19.1g(R)-1-(4-羟基-苄基)-6,7-二羟基-1,2,3,4-四氢异喹啉氢溴酸盐（即(R)-去甲乌药碱氢溴酸盐，化合物X），收率为86%，ee.值为96%。
将所制得的19.1g（0.054mol）(R)-去甲乌药碱氢溴酸盐加入200mL纯化水中，加热搅拌溶解后，自然冷却至室温，在0～5℃下滴加质量浓度为28%的浓氨水至pH=8，以中和(R)-去甲乌药碱氢溴酸盐中的氢溴酸，析出白色固体，搅拌至pH值恒定不变后，过滤，抽干，得到游离的(R)-1-(4-羟基-苄基)-6,7-二羟基-1,2,3,4-四氢异喹啉（即(R)-去甲乌药碱，化合物I）。
将(R)-去甲乌药碱（化合物I）溶解在30mL甲醇中，0℃下滴加质量浓度为36%的浓盐酸至pH=2，搅拌成盐析出，抽滤，滤饼用乙醇洗涤，抽干后于45℃下干燥8小时，得到14.5g(R)-去甲乌药碱盐酸盐粗品（化合物II），收率为84%，ee.值为96.5%。
将所制得的14.5g(R)-去甲乌药碱盐酸盐粗品加入120mL纯化水中，加入质量浓度为36%的浓盐酸，将pH调至1～2，加热回流溶解后，加入2g活性炭搅拌回流15分钟，以除去杂质，趁热过滤，滤液于室温下静置析晶5小时，抽滤，滤饼用纯化水洗涤，然后于45℃下干燥4小时，得到11.2g(R)-去甲乌药碱盐酸盐（化合物II），总收率为30%，ee.值为98%。高分辨率质谱（+FAB）：m/z272；元素分析：C：62.42%，H：5.78%，N：4.50%；比旋度：[α]D28=+24.8°；1HNMR：δH(ppm)2.76（m，1H），2.88（m，1H），3.05（m，1H），3.11（m，1H），3.13（m，1H），3.25（m，1H），4.45（brm，1H），6.52（s，1H），6.56（s，J(Hz)=8.4，1H），6.75（d，J(Hz)=8.4，2H），7.13（s，2H），8.89（s，1H），9.16（s，1H），9.16（br，2H），9.44（s，1H）。
1.2.3(S)-去甲乌药碱氢溴酸盐的制备
于三口烧瓶中加入80mL纯化水，于冰水浴中冷却至5～10℃，搅拌下依次加入40g（0.083mol）1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-3,4-二氢异喹啉基溴化亚铵（化合物VII）、52g（0.091mol）手性配体(S,S)-N-甲苯磺酸基-(1,2-(2,2’-二磺酸钠)二苯基)乙二胺、28.9g（0.083mol）十二烷基磺酸钠、10.5g（0.125mol）甲酸钾和41.5g（0.083mol）二氯(苯基)钌(II)二聚体，撤去冰水浴，升温至25～30℃，搅拌反应10小时，TLC检测至化合物VII反应完全，反应液用二氯甲烷进行提取（40mL×3次），分别收集水层和二氯甲烷层。水层抽滤，回收二氯(苯基)钌(II)二聚体；二氯甲烷层依次用120mL纯化水和100mL饱和食盐水洗涤，加入5g无水硫酸钠干燥6～8小时，减压蒸馏除去溶剂，得到28.8g(S)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-1,2,3,4-四氢异喹啉基溴化铵（化合物VIII），收率为86%，ee.值为94%。
二氯(苯基)钌(II)二聚体
在装配三通玻璃活塞的气密性良好的三口烧瓶中，加入50mL乙醇和35.7g（0.0744mol）(S)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-N-苄基-1,2,3,4-四氢异喹啉基溴化铵（化合物VIII），室温下搅拌溶解，在氮气保护下缓慢加入2g钯碳，在保证反应体系气密性的前提下，三通的一端通入氢气，另一端连接真空泵，交替抽真空和通氢气，使烧瓶被氢气充盈，并保证氢气压强为4Mpa，然后缓慢升温至55℃，搅拌反应7小时，TLC检测至化合物VIII反应完全，停止反应，冷却至室温，过滤除去钯碳并回收，乙醇反应液中加入质量浓度为48%的氢溴酸溶液至pH=2，搅拌成盐析出，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至pH=6，然后置于干燥箱中在40℃下干燥6小时，得到23.5g(S)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉氢溴酸盐（化合物IX），收率为90%。
在干燥的三口烧瓶中，加入55mL干燥的二氯甲烷和25.6g（0.065mol）(S)-1-(4-甲氧基-苄基)-6,7-二甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉氢溴酸盐（化合物IX），搅拌溶解后通入高纯氮，并保证反应体系的气密性，在低温浴槽中降温至-20℃，用注射器量取41g（0.163mol）的三溴化硼，通过软胶塞注入至反应液中，滴加完毕后，升温至0℃，搅拌反应6小时，TLC检测至化合物IX反应完全，缓慢滴加质量浓度为20%的氯化铵水溶液至pH=4～5，淬灭反应，搅拌30分钟，析出固体，过滤，得到19.2g(S)-1-(4-羟基-苄基)-6,7-二羟基-1,2,3,4-四氢异喹啉氢溴酸盐（即(S)-去甲乌药碱氢溴酸盐，化合物X），收率为84%，ee.值为96%。
将所制得的19.2g（0.0545mol）(S)-去甲乌药碱氢溴酸盐加入192mL纯化水中，加热搅拌溶解后，自然冷却至室温，在0～5℃下滴加质量浓度为28%的浓氨水至pH=8，以中和(S)-去甲乌药碱氢溴酸盐中的氢溴酸，析出白色固体，搅拌至pH值恒定不变后，过滤，抽干，得到游离的(S)-1-(4-羟基-苄基)-6,7-二羟基-1,2,3,4-四氢异喹啉（即(S)-去甲乌药碱，化合物I）。
将(S)-去甲乌药碱（化合物I）溶解在30mL无水乙醇中，0℃下滴加质量浓度为48%的氢溴酸至pH=2，搅拌成盐析出，抽滤，滤饼用乙醇洗涤，抽干后于45℃下干燥8小时，得到16.3g(S)-去甲乌药碱氢溴酸盐粗品（化合物II），收率为85%，ee.值为96.3%。
将所制得的16.3g(S)-去甲乌药碱氢溴酸盐粗品加入150mL纯化水中，加入质量浓度为48%的氢溴酸，将pH调至1～2，加热回流溶解后，加入2g活性炭搅拌回流15分钟，以除去杂质，趁热过滤，滤液于室温下静置析晶5小时，抽滤，滤饼用纯化水洗涤，然后于45℃下干燥6小时，得到15.1g(S)-去甲乌药碱氢溴酸盐（化合物II），总收率为35.8%，ee.值为97.5%。高分辨率质谱（+FAB）：m/z272；元素分析：C：54.56%，H：5.15%，N：3.98%；比旋度：[α]D28=+24.8°；1HNMR：δH(ppm)2.77（m，1H），2.89（m，1H），3.01（m，1H），3.11（m，1H），3.13（m，1H），3.25（m，1H），4.46（brm，1H），6.53（s，1H），6.58（s，J(Hz)=8.4，1H），6.75（d，J(Hz)=8.4，2H），7.14（s，2H），8.89（s，1H），9.01（s，1H），9.27（br，2H），9.55（s，1H）；13C-NMR：δC(ppm)24.20，38.61，38.92，55.25，113.61，115.18，115.42，122.31，122.78，126.03，130.56，143.95，145.01，156.41。
3.结论
所述的手性去甲乌药碱的制备方法，是以4-甲氧基苯乙酸为起始原料，经过氯代、酰化缩合、环合、成盐、不对称还原、脱保护基等步骤，获得手性去甲乌药碱，其具有选择性高、简单、高效等优点。在现有的生物提取或生物方法中，产物ee.值（对映体过量，enantiomericexcess）通常小于90%，总收率通常小于5%；而在本发明所述的制备方法中，产物ee.值达到95%以上，产物纯度高，且总收率可达30%，可实现规模化生产制备。
【参考文献】
[1]Chong,W.S.;Lee,Y.S.;Kang,Y.J.;Lee,D.H.;Ryu,J.C.;Yun-Choi,H.S.;Chang,K.C.KoreanJ.Physiol.Pharmacol.1998,2,323.
[2]Chang,K.C.;Chong,W.S.;Lee,I.J.Can.J.Physiol.Pharmacol.1994,72,327.
[3]Yun-Choi,H.S.;Pyo,M.K.;Park,K.M.;Chang,K.C.;Lee,D.H.PlantaMed.2001,67,619.
[4]Yun-Choi,H.S.;Kim,M.H.YakhakHoeji1994,38,191.
[5]Yun-Choi,H.S.;Pyo,M.K.;Chang,K.C.;Lee,D.H.PlantaMed.2002,68,326.
[6]Pyo,M.K.;Yun-Choi,H.S.;Chang,K.C.;Lee,D.H.Arzneim.-Forsch./DrugRes.2004,54,705.
[7]Kosuge,T.;Yokota,M.Chem.Pharm.Bull.1976,24,176.
[8]Kosuge,T.;Yokota,M.;Nagasawa,M.YakugakuZasshi1978,98,1370.
[9]Kosuge,T.;Yokota,M.;Nukya,H.;Gotoh,Y.;Nagasawa,M.Chem.Pharm.Bull.1978,26,2284.
[10]MotsiosG.,AhmarM.,NadiA.I.,ParisJ.,One-potpreparationof3,5-hexadienoicacidcompoundsfromphenylacetaldehydederivatives.SyntheticCommunications.1991,21(6):819-826.
[11]PaquetteL.A.,GildayJ.P.,Cleavageofcarbon-carbonbondswithhighstereochemicalcontrol.4.Base-inducedcleavageofopticallyactivenonenolizablebenzylicketones.J.Org.Chem.,1988,53(21):4972-4978.
[13]Uematsu,N.;Fujii,A.;Hashiguchi,S.;Ikariya,T.;Noyori,R.J.Am.Chem.Soc.1996,118,4916.