CN101230023B

CN101230023B - 一种制备偶氮鎓二醇钠盐的方法

Info

Publication number: CN101230023B
Application number: CN2008100202046A
Authority: CN
Inventors: 张奕华; 黄张建; 赖宜生; 丁晔; 彭司勋
Original assignee: China Pharmaceutical University
Current assignee: China Pharmaceutical University
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: CN101230023A

Abstract

本发明涉及药物化学领域，具体涉及一种制备偶氮鎓二醇钠盐的方法，其特征是：将伯胺或仲胺与一氧化氮和甲醇钠/甲醇溶液在NO气体吸附剂催化下反应，本发明的制备方法无需高压釜及相应设备，操作简便，成本降低，安全性好，适合工业化生产。

Description

一种制备偶氮鎓二醇钠盐的方法

技术领域

本发明涉及药物化学领域，具体涉及一种制备偶氮鎓二醇钠盐的方法。

技术背景

偶氮鎓二醇钠盐(结构见下述，其中与氮鎓离子相连的O为O¹，与氮原子相连的O为O²)是一类非常重要一氧化氮(NO)供体，它在选择性释放NO，靶向作用方面尤为突出。已知偶氮鎓二醇钠盐的阴离子形式(NONOate)在生理条件下(pH 7.4，37℃)不稳定，极易释放NO，半衰期为几分钟到几小时不等；但一旦O²被保护，就形成了稳定的前药，半衰期可延长至几十小时。该前药若在特定酶的作用下，能选择性地释放NO，从而发挥靶向作用。例如，将偶氮鎓二醇钠盐的O²与-CH₂OAc连接，生成物在中性水溶液中能稳定存在，但经猪肝脏酯酶作用便能定量地释放NO，其抑制白血病细胞的增生作用比原来的偶氮鎓二醇钠盐大两个数量级以上[J Med Chem，2000，43(2)：261-269]；类似地，将偶氮鎓二醇钠盐与-CH＝CH₂相连，生成物具有肝靶向性，能选择性抑制肝细胞凋亡，发挥保护肝脏的作用[J MedChem，1997，40(13)：1947-1954]；将偶氮鎓二醇钠盐与具有***特异抗原(PSA)底物特征的一系列氨基酸和多肽通过酯键相连，生成物可被PSA活化后释放NO[Tetrabedron Lett，2001，42：2625-2639]；将偶氮鎓二醇钠盐与某些单糖连接，其产物能被糖苷酶特异性地活化后释放NO[Tetrabedron Lett，2001，42：3779-3782]；将偶氮鎓二醇钠盐与2，4-二硝基氟苯相连，得到一种名为JS-K的NO供体型前药，可选择性地在急性髓白血病(AML)HL-60细胞内释放NO，杀灭癌细胞，而不伤害正常细胞。其后又发现，对免疫缺陷型小鼠体内植入的HL-60细胞及***癌细胞PPC-1，JS-K均能抑制其生长，且不导致小鼠血压下降等副作用。进一步用60种不同癌细胞系对JS-K进行研究，结果显示，JS-K具有广泛的抗癌活性[Mol Cancer Ther，2003，2(4)：409-17]。

鉴于偶氮鎓二醇钠盐在选择性释放NO，靶向作用方面的特点，故其制备就显得非常重要。目前偶氮鎓二醇钠盐一般由伯胺或者仲胺和NO气体在甲醇钠/甲醇存在下，经高压反应制得[J.Org.Chem.1993，58，1472-1476；Nitric Oxide，2002，6，135-141]。由于NO气体有较强腐蚀作用，需要不锈钢高压釜及相应的配套设施，因此对设备要求比较高，且操作上不方便，不利于规模化生产。

发明内容

本发明公开了一种制备偶氮鎓二醇钠盐的方法，该法无需高压釜及相应设备，操作简便，成本降低，安全性好，适合大规模生产。

本发明将伯胺或仲胺与NO和甲醇钠/甲醇溶液进行反应，采用NO气体吸附剂催化，在常温常压下即可获得高收率的偶氮鎓二醇钠盐。

所述的NO气体吸附剂优选Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、活性碳或沸石。更优选的吸附剂为TiO₂。

上述反应可以在常用溶剂中进行，优选的溶剂是***。

反应中伯胺或仲胺与甲醇钠的摩尔比优选为1∶1至1∶1.5。更优选为1∶1.2。

NO气体的摩尔用量与伯胺或仲胺的摩尔量比优选为6∶1至2∶1。更优选为3∶1。

所述甲醇钠/甲醇溶液即甲醇钠溶解在甲醇中得到的溶液，其百分比浓度为5％至30％，优选百分比为25％，为重量百分比。

本发明的关键技术是采用NO吸附剂作为催化剂，它与溶剂(优选***)的用量比优选为1∶10至10∶1，更优选的用量比为1∶1，单位为g/L。

伯胺或仲胺的与溶剂***的体积比优选为1∶1至1∶10，更优选的体积比为1∶5，单位为mol/L。

反应的时间优选为4-96小时，更优选48小时。

本发明制备方法可以用如下反应式表示：

其中伯胺R-NH₂为位阻大的胺，R代表C_1-18烷基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环，这些基团上还可连接下列取代基：羟基、羧基、磺酸基、C_1～8羟烷基、硝基、腈基、C_1～8烷氧基、被保护的氨基、巯基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环；所述的杂环是含N、O或S的五元或六元环。

仲胺R₁-NH-R₂可以为对称胺，即R₁和R₂表示相同的基团；仲胺R₁-NH-R₂也可以为不对称胺，即R₁和R₂表示不相同的基团。R₁或R₂各自独立地代表C_1～18烷基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环，这些基团上还可连接下列取代基：羟基、羧基、磺酸基、C_1～8羟烷基、硝基、腈基、C_1～8烷氧基、被保护的氨基、巯基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环；所述的杂环是含N、O或S的五元或六元环。

仲胺还可以为环胺，所述的环胺是四～八元环，环上还可连接下列取代基：羟基、羧基、磺酸基、C_1～8羟烷基、硝基、腈基、C_1～8烷氧基、被保护的氨基、巯基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环；所述的杂环是含N、O或S的五元或六元环。

上述氨基的保护基优选叔丁氧羰基、乙酰基或苄基。

上述制备方法得到的偶氮鎓二醇钠盐可进行精制，精制方法包括：将反应产物溶于甲醇，经0.22μm的有机滤膜过滤，澄清透明的溶液，低温或常温下除去甲醇，即得偶氮鎓二醇钠盐。

更为具体的合成方法按下列描述步骤进行：

取一适当容积的玻璃三颈瓶，一边颈通过玻璃三通分别连接NO气瓶和N₂气瓶，中间颈通过玻璃阀门和气囊连接，另一边颈通过三通连接真空泵。将一定量的胺、适量的甲醇钠/甲醇溶液、NO气体吸附剂以及适量的***加入上述三颈瓶中(注意：不要让通气管浸入液面)，密闭反应体系，用氮气置换反应瓶中的空气，然后用NO气体置换反应瓶中的氮气，最后通过三通管补足***溶液，搅拌下缓缓通入NO气体。反应一段时间后，有大量白色沉淀产生。一旦反应完成，可通过水泵抽去多余的NO气体，过滤，滤饼经***多次洗涤后真空干燥，得类白色粗品。将粗品溶于甲醇，由于含有催化剂，故只能得到带有轻微乳光的溶液。该溶液经0.22μm的有机滤膜过滤，得到澄清透明的溶液。低温下除去溶液中的甲醇，即可得纯净的偶氮鎓二醇钠盐产品。

本发明得到的偶氮鎓二醇钠盐结构通过¹H-NMR、元素分析、HPLC、X晶体衍射和NO释放及其半衰期测定等进行验证。结果表明，该法得到的偶氮鎓二醇钠盐和文献报道经高压方法得到的产品是完全一致的。

具体实施方法：

下述实施例将进一步说明本发明化合物的制备方法，这些实施例并不意味着对本发明的限制。实施例1、2、3、5、8和9涉及到的偶氮鎓二醇钠盐产物为已有文献报道，故在实施例里列出文献报道的产率。实施例4、6、7和10涉及到的偶氮鎓二醇钠盐产物未见文献报道。

实施例1

二乙胺偶氮鎓二醇钠盐的制备

在100mL的三颈瓶装置中，加入二乙胺(0.01mol)，无水***50mL，沸石50mg，25％的甲醇钠甲醇溶液3.2mL，用N₂置换反应瓶中空气3次，再用NO气体置换反应瓶中的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，减压抽去剩余的NO气体，过滤，滤饼用50mL***洗涤，真空干燥得粗品，将其溶于10mL无水甲醇，用0.22μm的有机滤膜过滤3次，室温减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.196-199℃，产率34％[文献报道收率26％，Bioorg.Med.Chem，2007，15：6796-6801]。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ：1.12(t，J＝7.3Hz，6H N(CH₂CH₃)₂)，2.93(q，J＝7.3Hz，4H，N(CH₂CH₃)₂)。

实施例2

吡咯烷偶氮鎓二醇钠盐的制备

在250mL的三颈瓶装置中，加入吡咯烷(0.02mol)，无水***100mL，TiO₂100mg，25％甲醇钠的甲醇溶液6.4mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去剩余的NO气体，过滤，滤饼用100mL***洗涤，真空干燥。再溶于20mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤3次，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.168-171℃，产率89.5％[文献报道收率54％，J.Med.Chem.1997，40(13)：1947-1954]。¹H NMR(D₂O，300MHz)δ：2.99(m，4H)，1.68(m，4H)。

实施例3

哌啶偶氮鎓二醇钠盐的制备

在250mL的三颈瓶装置中，加入哌啶(0.03mol)，无水***150mL，TiO₂150mg，25％甲醇钠的甲醇溶液9.6mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用150mL***洗涤，真空干燥。再溶于30mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤3次，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.277℃，产率89.4％[收率70％，J.Am.Chem.Soc.1961，83：1819-1822]。¹H NMR(D₂O，300MHz)δ：3.10(m，4H)，1.53-1.59(m，6H)。，

实施例4

4-羟基哌啶偶氮鎓二醇钠盐的制备

在500mL的三颈瓶装置中，加入4-羟基哌啶(0.04mol)，无水***200mL，TiO₂200mg，25％甲醇钠甲醇溶液12.8mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用200mL***洗涤，真空干燥。再溶于40mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤3次，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.＞280℃，产率74.3％。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ：3.13(m，2H)，2.98(m，2H)，1.97(m，2H)，1.67(m，2H)。

实施例5

N-羟乙基哌嗪偶氮鎓二醇钠盐的制备

在500mL的三颈瓶装置中，加入N-羟乙基哌嗪(0.05mol)，无水***250mL，TiO₂250mg，25％甲醇钠的甲醇溶液16mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用250mL***洗涤，真空干燥。再溶于50mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤3次，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.120-124℃，产率90％[91％，Bioorganic&Medicinal Chemistry，2004，12：3831-3840]。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ：2.50(t，2H，OCH₂ CH ₂N)，2.653(m，4H)，3.050(m，4H)，3.615(t，2H，OCH ₂CH₂N)，3.218(s，1H，OH)

实施例6

N-甲基哌嗪偶氮鎓二醇钠盐的制备

在500mL的三颈瓶装置中，加入N-甲基哌嗪(0.06mol)，无水***30mL，TiO₂300mg，25％甲醇钠的甲醇溶液19.2mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用300mL***洗涤，真空干燥。再溶于60mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.＞280℃，产率95.7％。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ：2.21(s，3H，CH₃)，3.091(m，4H)，2.619(m，4H)。

实施例7

N-异丙基哌嗪偶氮鎓二醇钠盐的制备

在500mL的三颈瓶装置中，加入N-异丙基哌嗪(0.07mol)，无水***350mL，TiO₂350mg，25％的甲醇钠甲醇溶液22.4mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用350mL***洗涤，真空干燥。再溶于70mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.215-218℃，产率88.9％。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ：0.95(d，6H，2CH₃)，2.59(m，1H，CH)，2.615(m，4H)，3.052(m，4H)。

实施例8

N-叔丁氧羰基哌嗪偶氮鎓二醇钠盐的制备

在1000mL的三颈瓶装置中，加入N-叔丁氧羰基哌嗪(0.08mol)，无水***400mL，TiO₂400mg，25％的甲醇钠甲醇溶液25.6mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用400mL***洗涤，真空干燥。再溶于80mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤3次，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.＞280℃，产率92.4％[42％，J.Org.Chem.1999，64：5124-5131]。¹HNMR(300MHz，D₂O)δ：1.37(s，9H，(CH₃)₃)，3.01(m，4H)，3.55(m，4H)。

实施例9

N-苯基哌嗪偶氮鎓二醇钠盐的制备

在1000mL的三颈瓶装置中，加入N-苯基哌嗪(0.09mol)，无水***450mL，TiO₂450mg，25％的甲醇钠甲醇溶液28.8mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用450mL***洗涤，真空干燥。再溶于90mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.208-211℃，产率93.8％[33％，J.Org.Chem.1999，64：5124-5131]。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ：3.22(m，4H)，3.27(m，4H)，6.97(t，1H)，7.06(d，2H)，7.29(t，2H)。

实施例10

N-苄基哌嗪偶氮鎓二醇钠盐的制备

在1000mL的三颈瓶装置中，加入N-苄基哌嗪(0.1mol)，无水***500mL，TiO₂500mg，25％的甲醇钠甲醇溶液32mL。用N₂置换反应装置里的空气3次，再用NO气体置换反应装置里的N₂3次。搅拌下缓慢通入NO气体，室温反应48h。关闭NO气瓶阀门，抽去未反应完的NO气体，过滤，滤饼用500mL***洗涤，真空干燥。再溶于100mL无水甲醇中，0.22μm的有机滤膜过滤，减压去除甲醇，真空干燥得白色固体粉末，m.p.204-208℃，产率g3.0％。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ：2.62(m，4H)，3.03(m，4H)，3.50(s，2H)，7.29(m，5H)。

Claims

1.一种制备偶氮鎓二醇钠盐的方法，包括将伯胺或仲胺与一氧化氮和甲醇钠的甲醇溶液反应，其特征是：用NO气体吸附剂催化反应，其中NO气体吸附剂是Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、活性碳或沸石。

2.权利要求1的方法，其中NO气体吸附剂是TiO₂。

3.权利要求1的方法，其中反应溶剂为***。

4.权利要求1的方法，其中伯胺或仲胺与甲醇钠的摩尔比为1∶1至1∶1.5；NO气体的摩尔用量与伯胺或仲胺的摩尔量比为6∶1至2∶1。

5.权利要求1的方法，其中甲醇钠的甲醇溶液中，重量百分比为5％至30％。

6.权利要求3的方法，其中伯胺或仲胺的摩尔数与***的体积比为1∶1至1∶10，单位为mol/L；NO吸附剂与***重量体积比为1∶10至10∶1，单位为g/L。

7.权利要求1的方法，其中伯胺为R-NH₂，其中R是C_1～18烷基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环，这些基团上还连接下列取代基：氢、羟基、羧基、磺酸基、C_1～8羟烷基、硝基、腈基、C_1～8烷氧基、被保护的氨基、巯基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环；所述的杂环是含N、O或S的五元或六元环。

8.权利要求1的方法，其中仲胺表示为R₁-NH-R₂，其中R₁或R₂各自独立地代表C_1～18烷基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环，这些基团上还连接下列取代基：氢、羟基、羧基、磺酸基、C_1～8羟烷基、硝基、腈基、C_1～8烷氧基、被保护的氨基、巯基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环；所述的杂环是含N、O或S的五元或六元环；

仲胺还表示为环胺，所述的环胺是四～八元环，环上还连接下列取代基：氢、羟基、羧基、磺酸基、C_1～8羟烷基、硝基、腈基、C_1～8烷氧基、被保护的氨基、巯基、苯基、苯并杂环、蒽基、萘基或杂环；所述的杂环是含N、O或S的五元或六元环。

9.权利要求1的制备方法，还包括：将反应产物溶于甲醇，经0.22μm的有机滤膜过滤，得澄清透明的溶液，除去甲醇，即得偶氮鎓二醇钠盐。