本發明的技術方案涉及2-氰基-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸(CDDO)的合成方法。
技術背景
以齊墩果酸(oleanonic acid，OA)為代表的齊墩果烷型(oleanane)五環三萜類化合物在自然界分布廣泛，資源豐富，價廉易得，在體內表現出廣泛的生物活性，如抗炎、抗癌、保肝等。基于此類化合物的結構修飾改造是藥物化學工作的熱門領域之一。(Mol.Cancer Ther.，2007，6，154-162)
美國達特茅斯學院的Honda課題組以OA為原料，在OA的三個活性位點，即A環C-3羥基、C環C12(13)雙鍵以及C-17位羧基進行結構改造，得到2-氰基-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸(CDDO)及其衍生物。(Bioorg.Med.Chem.Lett.，2002，12，1027-30)
CDDO及其衍生物(CDDOs)是一類具有高抗癌、抗炎、抗氧化活性的半合成齊墩果烷型三萜類化合物，具有較高的研究開發價值，是目前已知抗癌活性最強的三萜類化合物(Nature Reviews Cancer，2007，7，357-69)，其中CDDO的甲酯化衍生物甲基巴多索隆正處于三期臨床研究中。
研究表明，此類化合物的C28位取代基對藥理活性的影響很大，是結構修飾的關鍵部位。因此，CDDO為此類化合物合成過程中的關鍵前體。然而目前CDDO的合成方法存在重大缺陷，為此類藥物的研發造成了嚴重的障礙。
Honda等人報道的CDDO合成路線如下：
Reagents and conditions：(a)CH2N2；(b)Ac2O，pyridine；(c)H2O2，AcOH；(d)Br2，HBr，AcOH；(e)KOH，MeOH；(f)Jones reagent；(g)HCO2Et，NaOMe，PhH；(h)NH2OH·HCl，EtOH；(i)NaOMe，Et2O，MeOH；(j)DDQ，PhH；(k)LiI
上述CDDO合成路線存在的主要缺陷為：合成路線較長，產率較低，成本較高，后處理過程繁瑣，環境不友好，以及純化過程中涉及多次柱層析，使得CDDO難以大量合成積累。
本發明提供了一種通過六步合成方法來獲得CDDO的有效途徑，相比于Honda等人報道的十一步合成方法，路線簡化，成本低廉，環境友好，后處理及純化過程簡便，產率大大提升，可以實現工業化生產，同時為后續科研工作提供了重要參考依據。
技術實現要素：
本發明提供了一種低成本、高轉化率合成CDDO的技術方案，其特征在于，包括以下步驟：
(1)以齊墩果酸(OA)為原料，在堿性條件下與甲基化試劑發生酯化反應制得式(I)所示的齊墩果酸甲酯；制備式(I)化合物的特征在于，采用的堿性試劑選自碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉；采用的甲基化試劑選自碘甲烷、重氮甲烷或硫酸二甲酯；采用的溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、甲醇、丙酮或乙酸乙酯；采用的反應時間為1-24小時；
(2)二甲基亞砜溶液中，式(I)化合物在氧化劑與氟代苯的作用下制得式(II)所示3-氧代齊墩果烷-1，13-二烯-28-羧酸甲酯；制備式(II)化合物的特征在于，采用的氧化劑為2-碘?；郊姿?IBX)；IBX的投料量為式(I)化合物的2-4當量；采用的溶劑選自二甲基亞砜或N，N-二甲基甲酰胺；采用的保護氣體選自氮氣或氬氣；采用的反應溫度為30～100℃；采用的反應時間為1-30小時；
(3)式(II)化合物經氧化得式(III)及式(IV)所示3，12-二氧代齊墩果烷-1-烯-28-羧酸甲酯和3-氧代-12，13-環氧化齊墩果烷-1-烯-28-羧酸甲酯的混合物；制備式(III)及式(IV)混合物的特征在于，采用的氧化劑為間氯過氧苯甲酸(mCPBA)；mCPBA的投料量為式(II)化合物的1-5當量；采用的溶劑選自二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、乙腈或丙酮；采用的反應時間為1-30小時；
(4)式(III)及式(IV)混合物與Br2和HBr發生取代-消除反應制得式(V)所示的2-溴-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸甲酯；制備式(V)化合物的特征在于，Br2的投料量為式(III)與式(IV)混合物的2-5當量；采用的HBr濃度為40％或48％；采用的溶劑選自甲酸或乙酸；采用的反應溫度為20～50℃；采用的反應時間為1-30小時；
(5)式(V)化合物經氰基取代反應制得CDDO-Me；制備CDDO-Me的特征在于，采用的氰基化試劑為氰化亞銅(CuCN)；CuCN的投料量為式(V)化合物的1-3當量；采用的催化劑為碘化鉀(KI)；采用的溶劑選自二甲基亞砜或N，N-二甲基甲酰胺；采用的反應溫度為50～120℃；采用的反應時間為1-30小時；
(6)CDDO-Me經無水碘化鋰(LiI)的作用下反應得到CDDO；制備CDDO的特征在于，采用的水解試劑為無水碘化鋰；無水碘化鋰的投料量為CDDO-Me的1-25當量；采用的溶劑選自二甲基亞砜或N，N-二甲基甲酰胺；采用的反應溫度為100～160℃；采用的反應時間為1-24小時；
其合成總路線如下：
制備式(I)化合物的特征在于，采用的堿性試劑優選碳酸鉀；采用的甲基化試劑優選碘化鉀；采用的溶劑優選N，N-二甲基甲酰胺；采用的反應時間為20小時。
制備式(II)化合物的特征在于，采用的氧化劑為2-碘?；郊姿幔?-碘酰基苯甲酸的投料量為式(I)化合物的3當量；采用的溶劑優選二甲基亞砜；采用的惰性氣體優選氮氣；采用的反應溫度優選85℃；采用的反應時間為26小時。
制備式(III)及式(IV)混合物的特征在于，采用的氧化劑為85％間氯過氧苯甲酸；85％間氯過氧苯甲酸的投料量為式(II)化合物的1.3當量；采用的溶劑優選二氯甲烷；采用的反應時間為26小時。
制備式(V)化合物的特征在于，Br2的投料量為式(III)與式(IV)混合物的2.4當量；采用的HBr濃度為40％；采用的溶劑為乙酸；采用的反應溫度為35℃；采用的反應時間為24小時。
制備CDDO-Me的特征在于，采用的氰基化試劑為氰化亞銅；氰化亞銅的投料量為式(V)化合物的1.3當量；采用的催化劑為碘化鉀；采用的溶劑選為N，N-二甲基甲酰胺；采用的反應溫度為120℃；采用的反應時間為30小時。
制備CDDO的特征在于，采用的水解試劑為無水碘化鋰；無水碘化鋰的投料量為CDDO-Me的22當量；采用的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺；采用的反應溫度為153℃；采用的反應時間為12小時。
具體實施方案
為了進一步闡明本發明，下面給出一系列實施例，這些實施例完全是例證性的，它們僅用來對本發明具體描述，此處所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，并不是全部的實施例，不應當理解為對本發明的限制?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明所用齊墩果酸為市場購買的化學純原料。
實施例1
齊墩果酸甲酯(I)的小量制備
將456mg OA(1mmol)溶于10ml無水DMF中，加入414mg K2CO3(3mmol)，攪拌下緩慢滴加125μl碘甲烷(1.1mmol)，用氮氣球防止碘甲烷蒸汽揮出，室溫攪拌24小時。TLC檢測反應結束后將反應液倒入50ml水中，乙酸乙酯萃取(30ml×4)，合并有機層，水洗(30ml×3)，飽和氯化鈉洗(30ml)，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋蒸干燥，得白色粉末479mg，產率100％。化合物I是已知化合物，其CAS號為1724-17-0。
實施例2
齊墩果酸甲酯(I)的大量制備
將22.8g OA(50mmol)溶于300ml無水DMF中，加入20.7g K2CO3(150mmol)，攪拌下緩慢滴加3.43ml碘甲烷(55mmol)，用氮氣球防止碘甲烷蒸汽揮出，室溫攪拌24小時，出現大量白色固體。反應結束后將混懸液倒入大量冰水中，待產物充分析出后抽濾，用大量水洗滌濾餅，刮出濾餅，在紅外燈下充分干燥，得干燥固體23.5g，產率100％。
實施例3
3-氧代齊墩果烷-1，13-二烯-28-羧酸甲酯(II)的小量制備
將479mg化合物I(1mmol)溶于15ml DMSO中，加入0.2ml氟代苯和1.12g IBX(4mmol)，氮氣保護，85℃下反應24小時。反應結束后將反應液冷至室溫，倒入20ml 20％硫代硫酸鈉中，二氯甲烷萃取(20ml×3)，合并有機層，飽和氯化鈉洗(20ml)，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋蒸干燥得白色雪花狀粉末276.8mg，產率59.4％?；衔颕I是已知化合物，其CAS號為69660-90-8。
實施例4
3-氧代齊墩果烷-1，13-二烯-28-羧酸甲酯(II)的大量制備
將23.52g化合物I(50mmol)溶于500ml DMSO中，加入10ml氟代苯和42g IBX(150mmol)，氮氣保護，85℃下反應24小時。反應結束后冷至室溫，在冰浴下將反應液倒入400ml 20％硫代硫酸鈉中，加入300ml二氯甲烷溶解產物，繼續攪拌30分鐘，濾除白色不溶物，水層繼續用二氯甲烷洗滌(300ml×3)，合并有機層，飽和碳酸氫鈉洗(400ml)，水洗(400ml)，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋蒸干燥得白色粉末20.49g，產率87.9％。
實施例5
3，12-二氧代齊墩果烷-1-烯-28-羧酸甲酯(III)和3-氧代-12，13-環氧化齊墩果烷-1-烯-28-羧酸甲酯(IV)混合物的小量制備
將782.9mg化合物II(1.68mmol)溶于15ml二氯甲烷中，在冰浴下加入443.2mg 85％mCPBA(2.18mmol)，室溫下反應26個小時，反應液由澄清變渾濁。反應結束后將15ml 20％硫代硫酸鈉倒入反應液中繼續攪拌10分鐘，溶液變澄清，分液，水層用二氯甲烷萃取(20ml×3)，合并有機層，飽和碳酸氫鈉洗(20ml)，飽和氯化鈉洗(20ml)，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋蒸干燥得白色蓬松固體800mg。化合物III是已知化合物，其CAS號為305818-28-4?；衔颕V是已知化合物，其CAS號為1428550-97-3。
實施例6
3，12-二氧代齊墩果烷-1-烯-28-羧酸甲酯(III)和3-氧代-12，13-環氧化齊墩果烷-1-烯-28-羧酸甲酯(IV)混合物的大量制備
將22.59g化合物II(50mmol)溶于200ml二氯甲烷中，冰浴下加入13.20g 85％mCPBA(65mmol)，室溫下反應26個小時。反應結束后抽濾除去白色固體，濾液用20％硫代硫酸鈉溶液洗滌(200ml×2)，合并水層，以二氯甲烷洗滌(100ml)，合并有機層，飽和碳酸氫鈉洗(200ml×2)，水洗(200ml)，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋蒸干燥得白色蓬松固體24.35g。
實施例7
2-溴-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸甲酯(V)的小量制備
將800mg化合物III和IV的混合物(1.66mmol)溶于15ml乙酸中，室溫下加入107μl 40％氫溴酸(0.73mmol)，升溫至35℃，逐滴加入204μl溴單質(3.98mmol)，35℃下攪拌反應24小時。反應結束后倒入冰水中，有黃色固體析出，抽濾，用30ml 20％硫代硫酸鈉溶液洗滌濾餅，充分水洗濾餅，烘干，得黃色固體774.7mg，兩步總產率產率82.6％。化合物V是已知化合物，其CAS號為1428550-98-4。
實施例8
2-溴-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸甲酯(V)的大量制備
將24.35g化合物III和IV的混合物(50mmol)溶于100ml乙酸中，室溫下加入3.224ml 40％氫溴酸(22mmol)，升溫至35℃，逐滴加入6.148ml溴單質(120mmol)，35℃下攪拌反應24小時。反應結束后倒入冰水中，有黃色固體析出，抽濾，水洗，用200ml 20％硫代硫酸鈉溶液洗滌濾餅，充分水洗濾餅，烘干，得黃色固體23.95g，兩步總產率85.8％。
實施例9
2-氰基-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸甲酯(CDDO-Me)的小量制備
將558.2mg化合物V(1mmol)溶于10ml無水DMF中，加入98.6mg氰化亞銅(1.1mmol)和16.6mg碘化鉀(0.1mmol)，氮氣保護，120℃下反應30個小時。反應結束后將反應液冷至室溫，反應液倒入25ml水中淬滅，加入100ml乙酸乙酯，充分攪拌，濾去不溶物，有機層分別用飽和碳酸氫鈉(25ml×2)和飽和氯化鈉(25ml)洗滌，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋蒸干燥，經硅膠柱層析得黃色粉末364.3mg，產率72.1％。CDDO-Me是已知化合物，其CAS號為218600-53-4。
實施例10
2-氰基-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸甲酯(CDDO-Me)的大量制備
將5.58g化合物V(10mmol)溶于80ml無水DMF中，加入1.1648g氰化亞銅(13mmol)和0.332g碘化鉀(2mmol)，加氣球防止空氣中的水進入反應體系，120℃下反應30個小時。反應結束后將反應液冷至室溫，反應液倒入200ml水中淬滅，加入500ml乙酸乙酯，充分攪拌，濾去不溶物，有機層分別用飽和碳酸氫鈉(200ml×2)和飽和氯化鈉(200ml)洗滌，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋蒸干燥，經柱層析(PE/EA＝5∶1)，得黃色粉末4.22g，產率83.6％。
實施例11
2-氰基-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸(CDDO)的小量制備
將252.7mg CDDO-Me(0.5mmol)溶于10ml無水DMF中，加入1.4718g無水碘化鋰(11mmol)，氮氣保護，加熱回流(153℃)12個小時。反應結束后將反應液冷至室溫，反應液以20ml乙酸乙酯稀釋，加30ml 5％稀鹽酸，分液，水層再用乙酸乙酯洗滌(20ml×2)，合并有機層并水洗(20ml)，飽和氯化鈉洗(20ml)，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋干，經柱層析(PE/EA＝3∶1)、甲苯重結晶得白色粉末138.6mg，產率56.4％。CDDO是已知化合物，其CAS號為218600-44-3。
實施例12
2-氰基-3，12-二氧代齊墩果烷-1，9(11)-二烯-28-羧酸(CDDO)的大量制備
將2g CDDO-Me溶于80ml無水DMF中，加入12g無水碘化鋰，氮氣保護，加熱回流(153℃)12個小時。反應結束后將反應液冷至室溫，反應液以200ml乙酸乙酯稀釋，加200ml 5％稀鹽酸，分液，水層再用乙酸乙酯洗滌(120ml×2)，合并有機層并用飽和氯化鈉洗滌(200ml)，無水硫酸鈉干燥，抽濾，旋干，經柱層析(PE/EA＝3∶1)、甲苯重結晶即得白色粉末1.37g，產率70.3％。