经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(－)－石杉碱甲和非天然(+)－石杉碱甲的新方法

技术领域

本发明涉及药物化学领域，更具体地涉及经非对映异构体盐的外消旋体拆分制备天然(-)-石杉碱甲和非天然(+)-石杉碱甲的新方法。

背景技术

天然(-)-石杉碱甲(Huperzine A)为手性生物碱，其化学名：(5R，9R，11E)-5-氨基-11-亚乙基-5，6，9，10-四氢-7-甲基-5，9-亚甲环芳辛并-2(1H)-吡啶酮，它是在上世纪八十年代年代中期，我国科技人员从中草药石松科植物千层塔，又名蛇足草[Huperzia serrata(Thunb)Thev.]的酚性部分分得的新型生物碱。药理研究表明：天然(-)-石杉碱甲是高活性可逆的乙酰胆碱酯酶抑制剂。目前，天然(-)-石杉碱甲已作为保健品在美国销售，用于提高记忆功能；在国内它已作为治疗早老性痴呆症状的药物上市。

由中国科学院上海药物研究所最新开发的石杉碱甲衍生物“ZT-1”在欧洲已经进入二期临床，它比天然(-)-石杉碱甲对乙酰胆碱酯酶具有更有效的选择性抑制作用，而且它的外周副作用也明显降低，将是一个市场前景更好的治疗早老性痴呆症药物。

天然(-)-石杉碱甲在石松科植物千层塔中含量仅为万分之一左右。千层塔系草本植物，长于丘陵阴湿处，生长周期长达8～10年，因此随着ZT-1的开发，天然资源逐步显示匮乏，单纯的分离提取，难以满足ZT-1开发成功上市后的需要。

药理研究发现天然(-)-石杉碱甲与其对映体非天然(+)-石杉碱甲对乙酰胆碱酯酶的抑制活性有差别，天然产物是其非天然对映体的38～50倍，这种对映体之间的活性差异与其不同的立体构型与酶作用位点存在密切关系。然而，它们对NMDA酶的抑制却具有相同活性。由此，天然(-)-石杉碱甲及非天然(+)-石杉碱甲的化学全合成研究受到了药物化学家的广泛关注。(综述：D.L.Bai，X.C.Tang and X.C.He，CurrentMedicinal Chemistry，2000，7，355-374.)

天然(-)-石杉碱甲的化学制备方法，概括起来主要可分为不对称合成法和外消旋体分离方法，其中不对称合成法包括立体选择性的Michael-aldol反应以及手性钯络合物催化的不对称双环化反应，后者具有更高的对映选择性。从理论上而言，不对称合成是理想的制备方法，它可以由无手性分子在手性催化剂作用下合成手性中间体，再经化学反应获得目标产物，然而，现有的利用不对称合成技术制备天然(-)-石杉碱甲的方法都需要与钯配位的手性配体，它们的制备、分离以及纯化都有一定难度，目前仅能限于实验室规模；另一方面，这些手性催化剂回收又较难，工业上放大生产并不经济可行。

通过外消旋体拆分制备非天然(+)-石杉碱甲也有报道。Kozikowski研究小组通过柱层析分离两个非对映异构酯的途径来获得非天然(+)-石杉碱甲，但这样的路线比外消旋石杉碱甲的路线要多出4步反应。用锂铝氢还原得到伯羟基的化合物，与MTPA-Cl生成两个非对映异构体的Mosher酯(MTPA-酯)，再通过柱层析分离得到那个所需构型的非对映异构酯。而经Mosher酯制备大量光学活性天然产物非常昂贵，柱层析分离Mosher酯方法仅限于实验室小量制备对映纯产物。

发明内容

本发明就是使用化学拆分剂，经非对映异构体盐的外消旋体拆分，制备天然(-)-石杉碱甲(-)-1和非天然(+)-石杉碱甲(+)-1方法。

天然(-)-石杉碱甲和非天然(+)-石杉碱甲化学制备路线图示：

制备天然(-)-石杉碱甲的方法，从β-酮酯2(通常以无手性烯醇式存在)合成外消旋桥环化合物(±)-3，(±)-4和(±)-5后，在哪一步进行有效的经非对映异构体拆分是个实际需要解决的问题。

我们新设计的选择(±)-O-甲基-石杉碱甲(±)-6作为外消旋拆分对象是本发明的特色。

本发明的实施要点是：按图示路线合成得到外消旋(±)-N-甲氧羰基-O-甲基-石杉碱甲中间体(±)-5后，按照我们的设计，经过一步水解反应，得到外消旋(±)-O-甲基-石杉碱甲中间体(±)-6，再与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸形成两个非对映异构盐，在有机溶剂中复结晶纯化，得到所需的纯的非对映异构盐，游离后即得所需的(-)-O-甲基-石杉碱甲(-)-6，最后经过脱保护反应，制得天然(-)-石杉碱甲(-)-1。

本发明参照已发表的外消旋石杉碱甲的基本制备路线(Chinese J.Med.Chem.1992，2(2)，1)可从β-酮酯2出发，合成外消旋化合物(±)-5。

按照本发明，以(±)-5为原料，可水解得到拆分原料，即外消旋化合物(±)-6。

拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸和(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸已有商品。

按照本发明，外消旋中间体(±)-6与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸的成盐反应在20～100℃进行。

按照本发明，外消旋中间体(±)-6与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸生成两个非对映异构体盐，在有机溶剂中复结晶纯化，得到所需的纯(-)-6和(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸组成的非对映异构体盐。该有机溶剂为醇、丙酮、四氢呋喃、氯仿、乙酸乙酯或石油醚、或其混合物。

按照本发明，由纯非对映盐采用先酸化，回收拆分剂，然后碱化水溶液，游离析出对映纯中间体(-)-6。

按照本发明，在利用先酸化、后碱化程序游离出对映纯中间体(-)-6时，所用酸由稀盐酸或稀硫酸中选择。

按照本发明从β-酮酯2制得(±)-6，与拆分剂(-)-2，3-二苯甲酰-L-酒石酸获得非对映异构体盐，再经复结晶纯化并游离得到所需的(-)-6后，拆分剂还可回收循环利用。然后再从(-)-6制得天然(-)-石杉碱甲，它的对映纯度接近100％ee。

按照本发明由(±)-6与(+)-2，3-二苯甲酰-D-酒石酸成盐，用上述相同的程序可以获得(+)-6，进而得到非天然(+)-石杉碱甲。