烯二炔类抗肿瘤抗生素全合成研究Ⅲ.十元环状烯二炔单元开链衍生物的合成
作者：袁建勇 郭惠元 李卓荣 张致平
单位：中国协和医科大学 中国医学科学院 医药生物技术研究所，北京 100050
关键词：烯二炔；抗肿瘤抗生素；全合成
中国抗生素杂志000220 摘 要 以环戊酮为原料，经七步反应，得到十元环状烯二炔单元开链衍生物，为进一步合成十元环状烯二炔类化合物打下基础。本文中共合成了6个新化合物，其结构均经1H-NMR谱和质谱确证。
Studies on total synthesis of enediyne antitumor antibiotics
Ⅲ. Synthesis of acyclic derivative of 10-membered cyclic enediyne unit
, http://www.100md.com
Yuan Jianyong,Guo Huiyuan,Li Zhuorong and Zhang Zhiping
(Institute of Medicinal Biotechnology, Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences)
烯二炔类抗生素是近年发现的活性最强的抗肿瘤物质[1～5]。其作用机制是由烯二炔单元经过Bergman芳环化或Myers芳环化，形成芳二自由基，切割DNA，从而杀死肿瘤细胞[6](Fig.1)。
Fig.1 Mechanism of action of the enediyne antibiotics
, 百拇医药
鉴于其作用机制独特，并且具有极强的抗肿瘤作用，故近年来引起人们的广泛关注。目前已阐明结构的烯二炔类抗肿瘤抗生素可分为两种类型：九元环状烯二炔(如新制癌菌素，kedarcidin，C-1027，madu-ropeptin等)和十元环状烯二炔(如calicheamicins，dynemicins，esperamicins等)。为了全合成和对这类抗生素进行结构修饰，并评价开环烯二炔的活性，我们曾合成了九元环状烯二炔抗生素C-1027发色团烯二炔单元的开链衍生物[7]。鉴于十元环状烯二炔的稳定性比九元环状烯二炔的好，本文对十元环状烯二炔单元开链衍生物进行了合成研究。
1 合成路线
十元环状烯二炔单元开链衍生物的合成路线见Fig.2。
环戊酮与三溴化磷、N，N-二甲基甲酰胺反应可方便地得到醛2[8]，2在钯催化剂存在下与丙炔醇的二氢吡喃加成物反应生成共轭烯炔化合物3[9]，3与炔丙基溴化镁反应得到端炔4，4在碱性条件下与溴化苄反应得到苄基保护的产物5，5在对甲苯磺酸催化下，在甲醇中水解，脱去二氢吡喃而得到烯二炔醇6，6在二氯甲烷中被二氧化锰氧化成醛7，7与四溴化碳和三苯基膦发生Wittig反应得到二烯二炔8。
, 百拇医药
对化合物8，我们希望通过分子内的偶联反应得到环合产物—十元环状烯二炔衍生物，为此参考文献[10，11]进行了如下多种尝试：
(1)增加钯催化剂和碘化亚铜的用量；
(2)延长反应时间至15d；
(3)改变反应温度，分别在室温、35℃和40℃时反应；
(4)改变碱的强弱，分别用氢氧化钠、吡啶、正丁胺来代替三乙胺。
试验结果表明，在这些反应条件下均未得到预期的环合产物。有关该环合反应的其他条件有待于进一步探索。
2 实验部分
氢谱用Mercury-300核磁共振仪和FX-90Q核磁共振仪测定，TMS为内标，质谱用Bruker FTMS Atex-Ⅱ质谱仪和VG ZAB-2fz质谱仪测定。
, 百拇医药
Fig.2 Route of synthesis
2.1 2-溴环戊烯-1-醛(2)
按Arnold[8]法制备，产率为40%，bp 48～50℃/0.267kPa(文献[8]产率45%，bp45～47℃/0.1999 kPa)。
2.2 2-(3′-四氢吡喃氧基-1′-丙炔基)环戊烯醛-1(3)
氮气保护下，2-溴环戊烯醛2 2.3lg(13.5mmol)溶于20ml苯的溶液中，加入丙炔醇的二氢吡喃加成物2.27g(16.2mmol)、三乙胺5.70ml(41mmol)、四(三苯基膦)钯0.78g(0.675mmol)和碘化亚铜0.13g(0.675mmol)，室温搅拌72h，TLC监测反应完毕，加入饱和氯化铵溶液30ml终止反应。反应混合物用乙醚提取，合并有机相，以饱和盐水30ml洗1次，无水硫酸镁干燥。减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(3)1.98g(产率64%)。
, 百拇医药
2.3 1-(4′-羟基-1′-丁炔-4′-基)-2-(3′-四氢吡喃氧基-1′-丙炔基)-1-环戊烯(4)
向40ml乙醚中加入镁粉1.44g(59mmol)和催化量的氯化汞，于室温搅拌下，小心滴加溶于20ml乙醚的3ml(40mmol)炔丙溴溶液，1h后，滴完，再于室温反应1h。反应混合物用冰浴冷却，快速搅拌下，滴入3 4.9g(21mmol)溶于20ml乙醚的溶液中，待滴加完毕，室温再搅拌1h。TLC监测反应完毕。加入饱和氯化铵溶液50ml终止反应，用乙醚提取，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(4)2.70g(产率47%)。
2.4 1-(4′-苄氧基-1′-丁炔-4′-基)-2-(3′-四氢吡喃氧基-1′-丙炔基)-1-环戊烯(5)
, 百拇医药
向20ml四氢呋喃中加入4 1.03g(3.8mmol)、溴化苄1.34ml(11.3mmol)、氢氧化钠0.45g(11.3mmol)，室温搅拌30min，TLC监测反应完毕，加入饱和氯化铵溶液40ml终止反应，用乙醚提取，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(5)1.12g(产率82%)。
2.5 1-(4′-苄氧基-1′-丁炔-4′-基)-2-(3′-羟基-1′-丙炔基)-1-环戊烯(6)
向150ml甲醇中加入5 7.74g(21.3mmol)、对甲苯磺酸0.2g(1.2mmol)，室温反应2h，TLC监测反应完全，减压蒸去溶剂，残余物中加入饱和碳酸氢钠溶液20ml，用乙酸乙酯提取，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(6)3.33g(产率56%)。
, 百拇医药
2.6 1-(4′-苄氧基-1′-丙炔-4′-基)-2-(2′-羰基-1′-乙炔基)-1-环戊烯(7)
将6 5.03g(18.0mmol)溶于200ml二氯甲烷中，再加入活性二氧化锰15.76g(181mmol)，室温搅拌6h，TLC监测反应完毕。过滤，滤渣用二氯甲烷100ml洗1次，合并滤液和洗液，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物3.10g(产率62%)。
2.7 1-(4′-苄氧基-1′-丙炔-4′-基)-2-(3′-烯基-4′，4′-二溴-1′-丁炔基)-1-环戊烯(8)
向三苯基膦2.62g(10.0mmol)中，滴加四溴化碳1.66g(5.0mmol)溶于25ml二氯甲烷的溶液，体系很快由无色变为黄色，15min后，冰浴冷却，再滴加7 1.00g(4.0mmol)溶于10ml二氯甲烷的溶液，体系立即变黑，3h后，TLC监测反应完毕，加入100ml石油醚，于冰箱中冷却过夜，倾出清液，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(8)1.31g(产率84%)。
, 百拇医药
国家自然科学基金资助项目，编号 29472084。
袁建勇，男，生于1969年，在读博士生。
参考文献
1，Lee M D, Dunne T S, Chang C C, et al. Calicheamicins, a novel family of antitumor antibiotics 4 Structure elucidation of calicheamicins β1Br, γ1Br, α2I, α3I, β1I, γ1I, and δ1I. J Am Chem Soc，1992；114：985
, http://www.100md.com
2，Konishi M, Ohkuma H, Tsuno T, et al. Crystal and molecular structure of dynemicine A: A novel 1,5-diyn-3-ene antitumor antibiotic. J Am Chem Soc，1990；112：3715
3，Leet J E, Schroeder D R, Langley D R, et al. Chemistry and structure elucidation of the kedarcidin chromophore. J Am Chem Soc，1993；115：8432
4，Minami Y, Yoshida K I, Azuma R, et al. Structure of an aromatization product of C-1027 chromophore. Tetrahedron Lett，1993；34：2633
, 百拇医药
5，Schroeder D R, Colson K L, Klohr S E, et al. Isolation, structure determination and proposed mechanism of action for antifacts of maduropeptin chromophore. J Am Chem Soc，1994；116：9351
6，Bergman R G. Reactive 1,4-dehydroaromatics, Accounts Chem Res，1973；6：25
7，朱锦桃，郭惠元，李卓荣，等. 烯二炔类抗肿瘤抗生素全合成研究 Ⅱ. 抗生素C-1027发色团烯二炔单元开链衍生物的合成. 中国抗生素杂志，1998；23(6)：425
8，Arnold Z, Holy A. Synthetic reactions of dimethylformamide ⅩⅢ. β-Bromoacraldehydes. Collect Czech Chem Commun，1961；26(6)：3059
, 百拇医药
9，Roth G P, Marshall D R, Kadow J F, et al. Synthesis and biological activity of modified enediyne chimotypes. Bioorg Med Chem Lett，1994；4：711
10，Schreiber S L, Kiessling L L. Synthesis of the bicyclic core of the esperamicin/calichemicin class of antitumor agents. J Am Chem Soc，1988；110：631
11，Boger D L, Zhou J. CDPI3-enediyne and CDPI3-EDTA conjugates: A new class of DNA cleaving agents. J Org Chem，1993；58：3018
1999年5月18日收稿, http://www.100md.com
单位：中国协和医科大学 中国医学科学院 医药生物技术研究所，北京 100050
关键词：烯二炔；抗肿瘤抗生素；全合成
中国抗生素杂志000220 摘 要 以环戊酮为原料，经七步反应，得到十元环状烯二炔单元开链衍生物，为进一步合成十元环状烯二炔类化合物打下基础。本文中共合成了6个新化合物，其结构均经1H-NMR谱和质谱确证。
Studies on total synthesis of enediyne antitumor antibiotics
Ⅲ. Synthesis of acyclic derivative of 10-membered cyclic enediyne unit
, http://www.100md.com
Yuan Jianyong,Guo Huiyuan,Li Zhuorong and Zhang Zhiping
(Institute of Medicinal Biotechnology, Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences)
烯二炔类抗生素是近年发现的活性最强的抗肿瘤物质[1～5]。其作用机制是由烯二炔单元经过Bergman芳环化或Myers芳环化，形成芳二自由基，切割DNA，从而杀死肿瘤细胞[6](Fig.1)。
Fig.1 Mechanism of action of the enediyne antibiotics
, 百拇医药
鉴于其作用机制独特，并且具有极强的抗肿瘤作用，故近年来引起人们的广泛关注。目前已阐明结构的烯二炔类抗肿瘤抗生素可分为两种类型：九元环状烯二炔(如新制癌菌素，kedarcidin，C-1027，madu-ropeptin等)和十元环状烯二炔(如calicheamicins，dynemicins，esperamicins等)。为了全合成和对这类抗生素进行结构修饰，并评价开环烯二炔的活性，我们曾合成了九元环状烯二炔抗生素C-1027发色团烯二炔单元的开链衍生物[7]。鉴于十元环状烯二炔的稳定性比九元环状烯二炔的好，本文对十元环状烯二炔单元开链衍生物进行了合成研究。
1 合成路线
十元环状烯二炔单元开链衍生物的合成路线见Fig.2。
环戊酮与三溴化磷、N，N-二甲基甲酰胺反应可方便地得到醛2[8]，2在钯催化剂存在下与丙炔醇的二氢吡喃加成物反应生成共轭烯炔化合物3[9]，3与炔丙基溴化镁反应得到端炔4，4在碱性条件下与溴化苄反应得到苄基保护的产物5，5在对甲苯磺酸催化下，在甲醇中水解，脱去二氢吡喃而得到烯二炔醇6，6在二氯甲烷中被二氧化锰氧化成醛7，7与四溴化碳和三苯基膦发生Wittig反应得到二烯二炔8。
, 百拇医药
对化合物8，我们希望通过分子内的偶联反应得到环合产物—十元环状烯二炔衍生物，为此参考文献[10，11]进行了如下多种尝试：
(1)增加钯催化剂和碘化亚铜的用量；
(2)延长反应时间至15d；
(3)改变反应温度，分别在室温、35℃和40℃时反应；
(4)改变碱的强弱，分别用氢氧化钠、吡啶、正丁胺来代替三乙胺。
试验结果表明，在这些反应条件下均未得到预期的环合产物。有关该环合反应的其他条件有待于进一步探索。
2 实验部分
氢谱用Mercury-300核磁共振仪和FX-90Q核磁共振仪测定，TMS为内标，质谱用Bruker FTMS Atex-Ⅱ质谱仪和VG ZAB-2fz质谱仪测定。
, 百拇医药
Fig.2 Route of synthesis
2.1 2-溴环戊烯-1-醛(2)
按Arnold[8]法制备，产率为40%，bp 48～50℃/0.267kPa(文献[8]产率45%，bp45～47℃/0.1999 kPa)。
2.2 2-(3′-四氢吡喃氧基-1′-丙炔基)环戊烯醛-1(3)
氮气保护下，2-溴环戊烯醛2 2.3lg(13.5mmol)溶于20ml苯的溶液中，加入丙炔醇的二氢吡喃加成物2.27g(16.2mmol)、三乙胺5.70ml(41mmol)、四(三苯基膦)钯0.78g(0.675mmol)和碘化亚铜0.13g(0.675mmol)，室温搅拌72h，TLC监测反应完毕，加入饱和氯化铵溶液30ml终止反应。反应混合物用乙醚提取，合并有机相，以饱和盐水30ml洗1次，无水硫酸镁干燥。减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(3)1.98g(产率64%)。
, 百拇医药
2.3 1-(4′-羟基-1′-丁炔-4′-基)-2-(3′-四氢吡喃氧基-1′-丙炔基)-1-环戊烯(4)
向40ml乙醚中加入镁粉1.44g(59mmol)和催化量的氯化汞，于室温搅拌下，小心滴加溶于20ml乙醚的3ml(40mmol)炔丙溴溶液，1h后，滴完，再于室温反应1h。反应混合物用冰浴冷却，快速搅拌下，滴入3 4.9g(21mmol)溶于20ml乙醚的溶液中，待滴加完毕，室温再搅拌1h。TLC监测反应完毕。加入饱和氯化铵溶液50ml终止反应，用乙醚提取，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(4)2.70g(产率47%)。
2.4 1-(4′-苄氧基-1′-丁炔-4′-基)-2-(3′-四氢吡喃氧基-1′-丙炔基)-1-环戊烯(5)
, 百拇医药
向20ml四氢呋喃中加入4 1.03g(3.8mmol)、溴化苄1.34ml(11.3mmol)、氢氧化钠0.45g(11.3mmol)，室温搅拌30min，TLC监测反应完毕，加入饱和氯化铵溶液40ml终止反应，用乙醚提取，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(5)1.12g(产率82%)。
2.5 1-(4′-苄氧基-1′-丁炔-4′-基)-2-(3′-羟基-1′-丙炔基)-1-环戊烯(6)
向150ml甲醇中加入5 7.74g(21.3mmol)、对甲苯磺酸0.2g(1.2mmol)，室温反应2h，TLC监测反应完全，减压蒸去溶剂，残余物中加入饱和碳酸氢钠溶液20ml，用乙酸乙酯提取，无水硫酸镁干燥，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(6)3.33g(产率56%)。
, 百拇医药
2.6 1-(4′-苄氧基-1′-丙炔-4′-基)-2-(2′-羰基-1′-乙炔基)-1-环戊烯(7)
将6 5.03g(18.0mmol)溶于200ml二氯甲烷中，再加入活性二氧化锰15.76g(181mmol)，室温搅拌6h，TLC监测反应完毕。过滤，滤渣用二氯甲烷100ml洗1次，合并滤液和洗液，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物3.10g(产率62%)。
2.7 1-(4′-苄氧基-1′-丙炔-4′-基)-2-(3′-烯基-4′，4′-二溴-1′-丁炔基)-1-环戊烯(8)
向三苯基膦2.62g(10.0mmol)中，滴加四溴化碳1.66g(5.0mmol)溶于25ml二氯甲烷的溶液，体系很快由无色变为黄色，15min后，冰浴冷却，再滴加7 1.00g(4.0mmol)溶于10ml二氯甲烷的溶液，体系立即变黑，3h后，TLC监测反应完毕，加入100ml石油醚，于冰箱中冷却过夜，倾出清液，减压浓缩，残物经快速硅胶柱层析(石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱)，得黄色油状产物(8)1.31g(产率84%)。
, 百拇医药
国家自然科学基金资助项目，编号 29472084。
袁建勇，男，生于1969年，在读博士生。
参考文献
1，Lee M D, Dunne T S, Chang C C, et al. Calicheamicins, a novel family of antitumor antibiotics 4 Structure elucidation of calicheamicins β1Br, γ1Br, α2I, α3I, β1I, γ1I, and δ1I. J Am Chem Soc，1992；114：985
, http://www.100md.com
2，Konishi M, Ohkuma H, Tsuno T, et al. Crystal and molecular structure of dynemicine A: A novel 1,5-diyn-3-ene antitumor antibiotic. J Am Chem Soc，1990；112：3715
3，Leet J E, Schroeder D R, Langley D R, et al. Chemistry and structure elucidation of the kedarcidin chromophore. J Am Chem Soc，1993；115：8432
4，Minami Y, Yoshida K I, Azuma R, et al. Structure of an aromatization product of C-1027 chromophore. Tetrahedron Lett，1993；34：2633
, 百拇医药
5，Schroeder D R, Colson K L, Klohr S E, et al. Isolation, structure determination and proposed mechanism of action for antifacts of maduropeptin chromophore. J Am Chem Soc，1994；116：9351
6，Bergman R G. Reactive 1,4-dehydroaromatics, Accounts Chem Res，1973；6：25
7，朱锦桃，郭惠元，李卓荣，等. 烯二炔类抗肿瘤抗生素全合成研究 Ⅱ. 抗生素C-1027发色团烯二炔单元开链衍生物的合成. 中国抗生素杂志，1998；23(6)：425
8，Arnold Z, Holy A. Synthetic reactions of dimethylformamide ⅩⅢ. β-Bromoacraldehydes. Collect Czech Chem Commun，1961；26(6)：3059
, 百拇医药
9，Roth G P, Marshall D R, Kadow J F, et al. Synthesis and biological activity of modified enediyne chimotypes. Bioorg Med Chem Lett，1994；4：711
10，Schreiber S L, Kiessling L L. Synthesis of the bicyclic core of the esperamicin/calichemicin class of antitumor agents. J Am Chem Soc，1988；110：631
11，Boger D L, Zhou J. CDPI3-enediyne and CDPI3-EDTA conjugates: A new class of DNA cleaving agents. J Org Chem，1993；58：3018
1999年5月18日收稿, http://www.100md.com