一種穩(wěn)定同位素標(biāo)記的莨菪亭及其合成方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于同位素標(biāo)記化合物合成領(lǐng)域，具體涉及一種穩(wěn)定同位素標(biāo)記的莨菪亭?2?13C及其合成方法，其特征在于：是以同位素標(biāo)記的乙酰氯?2?13C為原料，經(jīng)與2,4?二羥基?5?甲氧基苯甲醛反應(yīng)生成2?醛基?4?甲氧基?5?羥基乙酸苯酯，再于堿性催化劑作用下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭?2?13C。本發(fā)明合成步驟簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便易行、產(chǎn)物收率高，達(dá)26%以上，能夠有效地合成同位素標(biāo)記的香豆素衍生物，為同位素標(biāo)記的香豆素衍生物的合成提供了一種新途徑。在有機(jī)合成方法學(xué)上具有一定的創(chuàng)新性和其獨(dú)特的研究意義。
【專利說(shuō)明】
一種穩(wěn)定同位素標(biāo)記的莨菪亭及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于同位素標(biāo)記化合物合成領(lǐng)域，具體地涉及一種制備穩(wěn)定同位素標(biāo)記的 莨菪亭-2_13c的合成方法。該化合物是制備同位素標(biāo)記的香豆素衍生物的重要結(jié)構(gòu)單元。
【背景技術(shù)】
[0002] 莨菪亭屬于香豆素類化合物，是一類以苯并吡喃酮為母體的結(jié)構(gòu)修飾的重要有機(jī) 雜環(huán)化合物。該類化合物廣泛存在于多種中草藥中，由于其特殊的內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，具有廣泛的藥 理活性，除了具有清熱鎮(zhèn)痛和抗菌消炎功效之外，在一些血管疾病如擴(kuò)張血管、抗凝血等方 面也具有顯著療效，并具有一定的抗癌活性。
[0003] 同位素標(biāo)記的化合物作為示蹤試劑在微量組分高精度定量分析、反應(yīng)機(jī)理研究和 物質(zhì)代謝途徑等方面具有重要應(yīng)用。使用該方法可用來(lái)研究生理過(guò)程中莨菪亭的作用規(guī) 律;也可以用來(lái)研究煙草中的莨菪亭在吸食過(guò)程中的碎片迀移和對(duì)于香氣成分的貢獻(xiàn)。
[0004] 由于同位素標(biāo)記化合物的特殊性，其合成存在一定難度。經(jīng)查閱文獻(xiàn)，同位素標(biāo)記 的莨菪亭研究較少，穩(wěn)定同位素標(biāo)記莨菪亭-2_ 13C的合成至今沒(méi)有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而提供一種穩(wěn)定同位素標(biāo)記的莨菪亭-2_13C及其合成方法，為同位素標(biāo)記的香豆素衍生物的合成提供了一種新途徑。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的： 一種穩(wěn)定同位素標(biāo)記的莨菪亭-2_13C，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
[0007] 合成方法是以同位素標(biāo)記的乙酰氯-2-13C為原料，經(jīng)與2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲 醛反應(yīng)生成2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，再于堿性催化劑作用下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成 首菪￥ _2-13C，反應(yīng)過(guò)程是：
具體步驟如下： a、同位素標(biāo)記的乙酰氯或直接使用市售產(chǎn)品（可直接購(gòu)買），或是由同位素標(biāo)記的乙酸 與二氯亞砜反應(yīng)生成，乙酸與二氯亞砜的摩爾比為1: (1.1-2.1);
反應(yīng)溫度為25~200°C，反應(yīng)時(shí)間為1~10 h;蒸餾收集25~52°C的餾分。
[0008] b、在有機(jī)溶劑中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標(biāo)記的乙酰氯以摩爾比 3: (1 -4)反應(yīng)生成同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯；
反應(yīng)溫度為10~50 °C;反應(yīng)時(shí)間為10~30 h;反應(yīng)結(jié)束后向反應(yīng)混合物中加入一定濃度 的鹽酸、硫酸或硝酸，以淬滅反應(yīng)，用二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶或甲苯萃取，所得粗品 用柱層析分離提純。所用有機(jī)溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺DMF、二甲基 亞砜DMSO、吡啶或甲苯，該反應(yīng)體系中2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度為0.1-3M。
[0009] c、在有機(jī)溶劑中，同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性催化劑 作用下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2- 13C。
[0010] 反應(yīng)溫度為50~200°C，反應(yīng)時(shí)間為3~10 h;反應(yīng)結(jié)束后用一定濃度的鹽酸、硫酸或 硝酸淬滅反應(yīng)，用苯、甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯或正己烷萃取，所得粗品用柱層 析分離得純品。所用有機(jī)溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺DMF或甲苯， 該反應(yīng)體系中2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯的濃度為0.05-2M。所述堿性催化劑可為 吡啶、碳酸鉀、碳酸銫、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀或三乙胺，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯與 堿性催化劑的摩爾比為1: (2-6)。
[0011] 莨菪亭-2-13(：數(shù)據(jù)如下：淡黃色粉末狀固體111.?.208°(：~210°(：，豐度98.5 atom% 13C (采用LC-QQQ方法測(cè)定，采集模式是多反應(yīng)檢測(cè)MRM)，化學(xué)純度> 99% (通過(guò)核 磁測(cè)定）。
[0012] ΧΗ NMR[19](600 MHz , CDC13, SiMe4), 5：7.59(d, /= 19.2Hz, 1H, CH),6.91 (s, 1H, ArH),6.84(s, 1H, ArH), 6.27(dd, /= 19.2Hz, 364.8Hz, 1H, CH), 6.17(s, 1H, 0H),3.95(s, 3H, CH)〇13C NMRC600 MHz , CD30D),δ：162.8,162.3,151.5, 150.0, 144.8, 111.4, 111.2,110.9, 108.5,102.5,55.4〇FT-IR(KBr),v, cm-1 ： 3337.88 , 2484.81,1701.72,1602.21,1556.27,1510.91,1463.58,1621.30,1625.56〇LC-MS for 2-13C-C9H8〇4 [M+H]+ : 194.000。
[0013] 相關(guān)譜圖見(jiàn)附圖1-5。
[0014] 本發(fā)明中所用的溶劑為干燥過(guò)的，具體指將試劑在干燥劑氫化媽、鈉、氫氧化鉀等 的存在下回流1-10小時(shí)后，經(jīng)過(guò)蒸餾純化制備得到。
[0015] 本發(fā)明的積極效果是:合成步驟簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便易行、產(chǎn)物收率高， 達(dá)26%以上，能夠有效地合成同位素標(biāo)記的香豆素衍生物，為同位素標(biāo)記的香豆素衍生物的 合成提供了一種新途徑。在有機(jī)合成方法學(xué)上具有一定的創(chuàng)新性和其獨(dú)特的研究意義。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1莨菪亭2_13C的氫譜； 圖2莨菪亭2_13C的碳譜； 圖3莨菪亭2_13C的紅外譜圖； 圖4莨菪亭2-13C的質(zhì)譜； 圖5 LC-QQQ方法測(cè)定莨菪亭2-13C的豐度， 圖中：Total Area = 70420765; Scopoletin_2-13C Area = 69364454; Scopoletin-2-12C Area = 1056311 〇
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明以下結(jié)合具體實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明： 實(shí)施例1 (1)以同位素標(biāo)記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.5反應(yīng)生成同位素標(biāo)記的乙酰氯，反 應(yīng)溫度60°C，時(shí)間3小時(shí)，蒸餾45°C的餾分。
[0018] (2)在有機(jī)溶劑二氯甲烷中，2，4_二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標(biāo)記的乙酰氯 (也可直接用市售產(chǎn)品）以摩爾比3:1反應(yīng)生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應(yīng)體系 濃度(相當(dāng)于體系中2,4_二羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為0.25M，反應(yīng)溫度為20 °C;反應(yīng) 時(shí)間為17 h;反應(yīng)結(jié)束后向反應(yīng)混合物中加入濃度為0.1M的鹽酸，以淬滅反應(yīng)，用二氯甲烷 萃取，所得粗品用柱層析分離提純，得同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0019] (3)在有機(jī)溶劑氯仿中，同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑碳酸鉀作用下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2- 13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯 與碳酸鉀的摩爾比1:6,有機(jī)溶劑為二氯甲烷，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯的濃度）為0.65M，反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)間為4 h;反應(yīng)結(jié)束后用2M的硝酸 淬滅反應(yīng)，用苯萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0020] 實(shí)施例2 (1)以同位素標(biāo)記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:2.1反應(yīng)生成同位素標(biāo)記的乙酰氯，反 應(yīng)溫度80°C，時(shí)間2小時(shí)，蒸餾43°C的餾分。
[0021] (2)在有機(jī)溶劑四氫呋喃中，2，4_二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標(biāo)記的乙酰氯 以摩爾比3: 2反應(yīng)生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于體系中2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為0.1M，比為反應(yīng)溫度為50 °C;反應(yīng)時(shí)間為12 h;反應(yīng)結(jié)束 后向反應(yīng)混合物中加入濃度為1M的硫酸，以淬滅反應(yīng)，用四氫呋喃萃取，所得粗品用柱層析 分離提純，得同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0022] (3)在有機(jī)溶劑吡啶中，同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑吡啶作用下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯與 吡啶的摩爾比1:5.2，有機(jī)溶劑為四氫呋喃，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于2-醛基-4-甲氧基-5-羥 基乙酸苯酯的濃度）為0.09M，反應(yīng)溫度為50°C，反應(yīng)時(shí)間為8 h;反應(yīng)結(jié)束后用1M的硫酸淬 滅反應(yīng)，用二氯甲烷萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0023] 實(shí)施例3 (1)以同位素標(biāo)記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.1反應(yīng)生成同位素標(biāo)記的乙酰氯，反 應(yīng)溫度70°C，時(shí)間3小時(shí)，蒸餾51°C的餾分。
[0024] (2 )在有機(jī)溶劑氯仿中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標(biāo)記的乙酰氯以摩 爾比3:1.4反應(yīng)生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于體系中2,4_二 羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度）為3M，反應(yīng)溫度為35°C;反應(yīng)時(shí)間為20小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后向 反應(yīng)混合物中加入濃度為2M的硝酸，以淬滅反應(yīng)，用氯仿萃取，所得粗品用柱層析分離提 純，得同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0025] (3)在有機(jī)溶劑氯仿中，同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑碳酸銫條件下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯 與碳酸銫的摩爾比1:2.3,有機(jī)溶劑為氯仿，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于2-醛基-4-甲氧基-5-羥 基乙酸苯酯的濃度)為1.13M，反應(yīng)溫度為100°C，反應(yīng)時(shí)間為4 h;反應(yīng)結(jié)束后用0.1M的鹽酸 淬滅反應(yīng)，用甲苯萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0026] 實(shí)施例4 (1)以同位素標(biāo)記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.8反應(yīng)生成同位素標(biāo)記的乙酰氯，反 應(yīng)溫度60°C，時(shí)間5小時(shí)，蒸餾30°C的餾分。
[0027] (2)在有機(jī)溶劑吡啶中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標(biāo)記的乙酰氯以摩 爾比3:4反應(yīng)生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于體系中2,4_二羥 基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為2M，反應(yīng)溫度為10 °C;反應(yīng)時(shí)間為10 h;反應(yīng)結(jié)束后向反應(yīng)混 合物中加入濃度為5M的硫酸，以淬滅反應(yīng)，用吡啶萃取，所得粗品用柱層析分離提純，得同 位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0028] (3)在有機(jī)溶劑氯仿中，同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑叔丁醇鈉條件下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯 酯與叔丁醇鈉的摩爾比1:3.4，有機(jī)溶劑為DMF，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯的濃度)為1.17M，反應(yīng)溫度為200°C，反應(yīng)時(shí)間為3 h;反應(yīng)結(jié)束后用0.5M的硝 酸淬滅反應(yīng)，用乙酸乙酯萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2-13C純品。
[0029] 實(shí)施例5 (1)以同位素標(biāo)記的乙酸與二氯亞砜以摩爾比1:1.3反應(yīng)生成同位素標(biāo)記的乙酰氯，反 應(yīng)溫度200°C，時(shí)間1小時(shí)，蒸餾25°C的餾分。
[0030] (2 )在有機(jī)溶劑甲苯中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標(biāo)記的乙酰氯以摩 爾比3:2.7反應(yīng)生2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，反應(yīng)體系濃度(相當(dāng)于體系中2,4_二 羥基-5-甲氧基苯甲醛的濃度)為0.5M，反應(yīng)溫度為40 °C;反應(yīng)時(shí)間為30 h;反應(yīng)結(jié)束后向反 應(yīng)混合物中加入濃度為0.7M的硝酸，以淬滅反應(yīng)，用甲苯萃取，所得粗品用柱層析分離提 純，得同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯。
[0031] (3)在有機(jī)溶劑氯仿中，同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性 催化劑叔丁醇鉀條件下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2- 13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯 酯與叔丁醇鉀的摩爾比1:4.8,有機(jī)溶劑為吡啶，反應(yīng)體系濃度(相對(duì)當(dāng)于2-醛基-4-甲氧 基-5-羥基乙酸苯酯的濃度)為2M，反應(yīng)溫度為150°C，反應(yīng)時(shí)間為5 h;反應(yīng)結(jié)束后用1.5M的 鹽酸淬滅反應(yīng)，用二氯甲烷萃取，所得粗品用柱層析分離得莨菪亭-2_13C純品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種穩(wěn)定同位素標(biāo)記的莨菪亭-2-13C，其特征在于:其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：2. -種如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定同位素標(biāo)記的莨菪亭-2-13C的合成方法，其特征在于： 是以同位素標(biāo)記的乙酰氯-2_ 13C為原料，經(jīng)與2,4_二羥基-5甲氧基苯甲醛反應(yīng)生成2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯，再于堿性催化劑作用下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2- 13C。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于:具體步驟如下： a、 同位素標(biāo)記的乙酰氯或直接使用市售產(chǎn)品，或是由同位素標(biāo)記的乙酸與二氯亞砜反 應(yīng)生成，乙酸與二氯亞砜的摩爾比為1: 1.1-2.1; b、 在有機(jī)溶劑中，2，4-二羥基-5-甲氧基苯甲醛與同位素標(biāo)記的乙酰氯以摩爾比3:1-4 反應(yīng)生成同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯； c、 在有機(jī)溶劑中，同位素標(biāo)記物2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯酯在堿性催化劑作用 下經(jīng)Perkin反應(yīng)生成莨菪亭-2- 13C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步驟a中，反應(yīng)溫度為25~200°C，反應(yīng) 時(shí)間為1~10 h;蒸餾收集25~52°C的餾分。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步驟b中，反應(yīng)溫度為10~50 °C;反應(yīng) 時(shí)間為10~30 h;反應(yīng)結(jié)束后向反應(yīng)混合物中加入濃度為0.1-5M的鹽酸、硫酸或硝酸，以淬 滅反應(yīng);用二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、吡啶或甲苯萃取，所得粗品用柱層析分離提純。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于:步驟b中，所用有機(jī)溶劑為二氯甲烷、 四氫呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、吡啶或甲苯，該反應(yīng)體系中2,4_二羥基-5-甲 氧基苯甲醛的濃度為0.1-3M。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步驟c中，反應(yīng)溫度為50~200°C，反應(yīng) 時(shí)間為3~10 h;反應(yīng)結(jié)束后用0.1-2M濃度的鹽酸、硫酸或硝酸淬滅反應(yīng);用苯、甲苯、四氫呋 喃、二氯甲烷、乙酸乙酯或正己烷萃取，所得粗品用柱層析分離得純品。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于:步驟c中，所用有機(jī)溶劑為二氯甲烷、 四氫呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺或甲苯，該反應(yīng)體系中2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸 苯酯的濃度為0.05-2M。9. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的合成方法，其特征在于:所述堿性催化劑為吡啶、碳酸鉀、 碳酸銫、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀或三乙胺。10. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的合成方法，其特征在于:2-醛基-4-甲氧基-5-羥基乙酸苯 酯與堿性催化劑的摩爾比為1:2-6。
【文檔編號(hào)】C07D311/16GK105884733SQ201610324457
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】李炎強(qiáng), 彭小敏, 張攀科, 薛華珍, 王田田, 楊貫羽, 宗永立
【申請(qǐng)人】中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院, 鄭州大學(xué)