一种稳定同位素标记的莨菪亭及其合成方法
【专利摘要】本发明属于同位素标记化合物合成领域，具体涉及一种稳定同位素标记的莨菪亭?2?13C及其合成方法，其特征在于：是以同位素标记的乙酰氯?2?13C为原料，经与2,4?二羟基?5?甲氧基苯甲醛反应生成2?醛基?4?甲氧基?5?羟基乙酸苯酯，再于碱性催化剂作用下经Perkin反应生成莨菪亭?2?13C。本发明合成步骤简单、反应条件温和、操作简便易行、产物收率高，达26%以上，能够有效地合成同位素标记的香豆素衍生物，为同位素标记的香豆素衍生物的合成提供了一种新途径。在有机合成方法学上具有一定的创新性和其独特的研究意义。
【专利说明】
一种稳定同位素标记的莨菪亭及其合成方法
技术领域
[0001] 本发明属于同位素标记化合物合成领域，具体地涉及一种制备稳定同位素标记的 莨菪亭-2_13c的合成方法。该化合物是制备同位素标记的香豆素衍生物的重要结构单元。
【背景技术】
[0002] 莨菪亭属于香豆素类化合物，是一类以苯并吡喃酮为母体的结构修饰的重要有机 杂环化合物。该类化合物广泛存在于多种中草药中，由于其特殊的内酯结构，具有广泛的药 理活性，除了具有清热镇痛和抗菌消炎功效之外，在一些血管疾病如扩张血管、抗凝血等方 面也具有显著疗效，并具有一定的抗癌活性。
[0003] 同位素标记的化合物作为示踪试剂在微量组分高精度定量分析、反应机理研究和 物质代谢途径等方面具有重要应用。使用该方法可用来研究生理过程中莨菪亭的作用规 律;也可以用来研究烟草中的莨菪亭在吸食过程中的碎片迀移和对于香气成分的贡献。
[0004] 由于同位素标记化合物的特殊性，其合成存在一定难度。经查阅文献，同位素标记 的莨菪亭研究较少，稳定同位素标记莨菪亭-2_ 13C的合成至今没有报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的正是基于上述现有技术状况而提供一种稳定同位素标记的莨菪亭-2_13C及其合成方法，为同位素标记的香豆素衍生物的合成提供了一种新途径。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种稳定同位素标记的莨菪亭-2_13C，其化学结构式如下：
[0007] 合成方法是以同位素标记的乙酰氯-2-13C为原料，经与2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲 醛反应生成2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯，再于碱性催化剂作用下经Perkin反应生成 首菪￥ _2-13C，反应过程是：
具体步骤如下： a、同位素标记的乙酰氯或直接使用市售产品（可直接购买），或是由同位素标记的乙酸 与二氯亚砜反应生成，乙酸与二氯亚砜的摩尔比为1: (1.1-2.1);
反应温度为25~200°C，反应时间为1~10 h;蒸馏收集25~52°C的馏分。
[0008] b、在有机溶剂中，2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛与同位素标记的乙酰氯以摩尔比 3: (1 -4)反应生成同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯；
反应温度为10~50 °C;反应时间为10~30 h;反应结束后向反应混合物中加入一定浓度 的盐酸、硫酸或硝酸，以淬灭反应，用二氯甲烷、四氢呋喃、氯仿、吡啶或甲苯萃取，所得粗品 用柱层析分离提纯。所用有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺DMF、二甲基 亚砜DMSO、吡啶或甲苯，该反应体系中2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛的浓度为0.1-3M。
[0009] c、在有机溶剂中，同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯在碱性催化剂 作用下经Perkin反应生成莨菪亭-2- 13C。
[0010] 反应温度为50~200°C，反应时间为3~10 h;反应结束后用一定浓度的盐酸、硫酸或 硝酸淬灭反应，用苯、甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯或正己烷萃取，所得粗品用柱层 析分离得纯品。所用有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺DMF或甲苯， 该反应体系中2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯的浓度为0.05-2M。所述碱性催化剂可为 吡啶、碳酸钾、碳酸铯、叔丁醇钠、叔丁醇钾或三乙胺，2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯与 碱性催化剂的摩尔比为1: (2-6)。
[0011] 莨菪亭-2-13(：数据如下：淡黄色粉末状固体111.?.208°(：~210°(：，丰度98.5 atom% 13C (采用LC-QQQ方法测定，采集模式是多反应检测MRM)，化学纯度> 99% (通过核 磁测定）。
[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] 相关谱图见附图1-5。
[0014] 本发明中所用的溶剂为干燥过的，具体指将试剂在干燥剂氢化妈、钠、氢氧化钾等 的存在下回流1-10小时后，经过蒸馏纯化制备得到。
[0015] 本发明的积极效果是:合成步骤简单、反应条件温和、操作简便易行、产物收率高， 达26%以上，能够有效地合成同位素标记的香豆素衍生物，为同位素标记的香豆素衍生物的 合成提供了一种新途径。在有机合成方法学上具有一定的创新性和其独特的研究意义。
【附图说明】
[0016] 图1莨菪亭2_13C的氢谱； 图2莨菪亭2_13C的碳谱； 图3莨菪亭2_13C的红外谱图； 图4莨菪亭2-13C的质谱； 图5 LC-QQQ方法测定莨菪亭2-13C的丰度， 图中：Total Area = 70420765; Scopoletin_2-13C Area = 69364454; Scopoletin-2-12C Area = 1056311 〇
【具体实施方式】
[0017]本发明以下结合具体实施例做进一步详细说明： 实施例1 (1)以同位素标记的乙酸与二氯亚砜以摩尔比1:1.5反应生成同位素标记的乙酰氯，反 应温度60°C，时间3小时，蒸馏45°C的馏分。
[0018] (2)在有机溶剂二氯甲烷中，2，4_二羟基-5-甲氧基苯甲醛与同位素标记的乙酰氯 (也可直接用市售产品）以摩尔比3:1反应生2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯，反应体系 浓度(相当于体系中2,4_二羟基-5-甲氧基苯甲醛的浓度)为0.25M，反应温度为20 °C;反应 时间为17 h;反应结束后向反应混合物中加入浓度为0.1M的盐酸，以淬灭反应，用二氯甲烷 萃取，所得粗品用柱层析分离提纯，得同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯。
[0019] (3)在有机溶剂氯仿中，同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯在碱性 催化剂碳酸钾作用下经Perkin反应生成莨菪亭-2- 13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯 与碳酸钾的摩尔比1:6,有机溶剂为二氯甲烷，反应体系浓度(相当于2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯的浓度）为0.65M，反应温度为80°C，反应时间为4 h;反应结束后用2M的硝酸 淬灭反应，用苯萃取，所得粗品用柱层析分离得莨菪亭-2-13C纯品。
[0020] 实施例2 (1)以同位素标记的乙酸与二氯亚砜以摩尔比1:2.1反应生成同位素标记的乙酰氯，反 应温度80°C，时间2小时，蒸馏43°C的馏分。
[0021] (2)在有机溶剂四氢呋喃中，2，4_二羟基-5-甲氧基苯甲醛与同位素标记的乙酰氯 以摩尔比3: 2反应生2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯，反应体系浓度(相当于体系中2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛的浓度)为0.1M，比为反应温度为50 °C;反应时间为12 h;反应结束 后向反应混合物中加入浓度为1M的硫酸，以淬灭反应，用四氢呋喃萃取，所得粗品用柱层析 分离提纯，得同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯。
[0022] (3)在有机溶剂吡啶中，同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯在碱性 催化剂吡啶作用下经Perkin反应生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯与 吡啶的摩尔比1:5.2，有机溶剂为四氢呋喃，反应体系浓度(相当于2-醛基-4-甲氧基-5-羟 基乙酸苯酯的浓度）为0.09M，反应温度为50°C，反应时间为8 h;反应结束后用1M的硫酸淬 灭反应，用二氯甲烷萃取，所得粗品用柱层析分离得莨菪亭-2-13C纯品。
[0023] 实施例3 (1)以同位素标记的乙酸与二氯亚砜以摩尔比1:1.1反应生成同位素标记的乙酰氯，反 应温度70°C，时间3小时，蒸馏51°C的馏分。
[0024] (2 )在有机溶剂氯仿中，2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛与同位素标记的乙酰氯以摩 尔比3:1.4反应生2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯，反应体系浓度(相当于体系中2,4_二 羟基-5-甲氧基苯甲醛的浓度）为3M，反应温度为35°C;反应时间为20小时；反应结束后向 反应混合物中加入浓度为2M的硝酸，以淬灭反应，用氯仿萃取，所得粗品用柱层析分离提 纯，得同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯。
[0025] (3)在有机溶剂氯仿中，同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯在碱性 催化剂碳酸铯条件下经Perkin反应生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯 与碳酸铯的摩尔比1:2.3,有机溶剂为氯仿，反应体系浓度(相当于2-醛基-4-甲氧基-5-羟 基乙酸苯酯的浓度)为1.13M，反应温度为100°C，反应时间为4 h;反应结束后用0.1M的盐酸 淬灭反应，用甲苯萃取，所得粗品用柱层析分离得莨菪亭-2-13C纯品。
[0026] 实施例4 (1)以同位素标记的乙酸与二氯亚砜以摩尔比1:1.8反应生成同位素标记的乙酰氯，反 应温度60°C，时间5小时，蒸馏30°C的馏分。
[0027] (2)在有机溶剂吡啶中，2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛与同位素标记的乙酰氯以摩 尔比3:4反应生2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯，反应体系浓度(相当于体系中2,4_二羟 基-5-甲氧基苯甲醛的浓度)为2M，反应温度为10 °C;反应时间为10 h;反应结束后向反应混 合物中加入浓度为5M的硫酸，以淬灭反应，用吡啶萃取，所得粗品用柱层析分离提纯，得同 位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯。
[0028] (3)在有机溶剂氯仿中，同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯在碱性 催化剂叔丁醇钠条件下经Perkin反应生成莨菪亭-2-13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯 酯与叔丁醇钠的摩尔比1:3.4，有机溶剂为DMF，反应体系浓度(相当于2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯的浓度)为1.17M，反应温度为200°C，反应时间为3 h;反应结束后用0.5M的硝 酸淬灭反应，用乙酸乙酯萃取，所得粗品用柱层析分离得莨菪亭-2-13C纯品。
[0029] 实施例5 (1)以同位素标记的乙酸与二氯亚砜以摩尔比1:1.3反应生成同位素标记的乙酰氯，反 应温度200°C，时间1小时，蒸馏25°C的馏分。
[0030] (2 )在有机溶剂甲苯中，2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛与同位素标记的乙酰氯以摩 尔比3:2.7反应生2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯，反应体系浓度(相当于体系中2,4_二 羟基-5-甲氧基苯甲醛的浓度)为0.5M，反应温度为40 °C;反应时间为30 h;反应结束后向反 应混合物中加入浓度为0.7M的硝酸，以淬灭反应，用甲苯萃取，所得粗品用柱层析分离提 纯，得同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯。
[0031] (3)在有机溶剂氯仿中，同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯在碱性 催化剂叔丁醇钾条件下经Perkin反应生成莨菪亭-2- 13C，2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯 酯与叔丁醇钾的摩尔比1:4.8,有机溶剂为吡啶，反应体系浓度(相对当于2-醛基-4-甲氧 基-5-羟基乙酸苯酯的浓度)为2M，反应温度为150°C，反应时间为5 h;反应结束后用1.5M的 盐酸淬灭反应，用二氯甲烷萃取，所得粗品用柱层析分离得莨菪亭-2_13C纯品。
【主权项】
1. 一种稳定同位素标记的莨菪亭-2-13C，其特征在于:其化学结构式如下：2. -种如权利要求1所述的稳定同位素标记的莨菪亭-2-13C的合成方法，其特征在于： 是以同位素标记的乙酰氯-2_ 13C为原料，经与2,4_二羟基-5甲氧基苯甲醛反应生成2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯，再于碱性催化剂作用下经Perkin反应生成莨菪亭-2- 13C。3. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于:具体步骤如下： a、 同位素标记的乙酰氯或直接使用市售产品，或是由同位素标记的乙酸与二氯亚砜反 应生成，乙酸与二氯亚砜的摩尔比为1: 1.1-2.1; b、 在有机溶剂中，2，4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛与同位素标记的乙酰氯以摩尔比3:1-4 反应生成同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯； c、 在有机溶剂中，同位素标记物2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯酯在碱性催化剂作用 下经Perkin反应生成莨菪亭-2- 13C。4. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步骤a中，反应温度为25~200°C，反应 时间为1~10 h;蒸馏收集25~52°C的馏分。5. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步骤b中，反应温度为10~50 °C;反应 时间为10~30 h;反应结束后向反应混合物中加入浓度为0.1-5M的盐酸、硫酸或硝酸，以淬 灭反应;用二氯甲烷、四氢呋喃、氯仿、吡啶或甲苯萃取，所得粗品用柱层析分离提纯。6. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于:步骤b中，所用有机溶剂为二氯甲烷、 四氢呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、吡啶或甲苯，该反应体系中2,4_二羟基-5-甲 氧基苯甲醛的浓度为0.1-3M。7. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于:在步骤c中，反应温度为50~200°C，反应 时间为3~10 h;反应结束后用0.1-2M浓度的盐酸、硫酸或硝酸淬灭反应;用苯、甲苯、四氢呋 喃、二氯甲烷、乙酸乙酯或正己烷萃取，所得粗品用柱层析分离得纯品。8. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于:步骤c中，所用有机溶剂为二氯甲烷、 四氢呋喃、氯仿、吡啶、二甲基甲酰胺或甲苯，该反应体系中2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸 苯酯的浓度为0.05-2M。9. 根据权利要求2或3所述的合成方法，其特征在于:所述碱性催化剂为吡啶、碳酸钾、 碳酸铯、叔丁醇钠、叔丁醇钾或三乙胺。10. 根据权利要求2或3所述的合成方法，其特征在于:2-醛基-4-甲氧基-5-羟基乙酸苯 酯与碱性催化剂的摩尔比为1:2-6。
【文档编号】C07D311/16GK105884733SQ201610324457
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】李炎强, 彭小敏, 张攀科, 薛华珍, 王田田, 杨贯羽, 宗永立
【申请人】中国烟草总公司郑州烟草研究院, 郑州大学