黄绵马酸AB的合成

石培琪，蓝晓茹，林铮华，陈创发，黎旭彬，叶连宝

（广东药科大学药学院，广州510006）

香鳞毛蕨为鳞毛蕨科鳞毛蕨属植物，分布于我国东北、华北各省，主要用于治疗真菌感染的手足癣、体股癣等，疗效甚佳，不易复发［1］。间苯三酚类化合物是香鳞毛蕨的主要活性成分，也是特征性成分，具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化等多种药理作用［2-3］。黄绵马酸AB（flavaspidic acid AB）是香鳞毛蕨中常见的一种双环型间苯三酚化合物［4］，该化合物由2-甲基-4-丁酰基间苯三酚和绵马酸片段通过亚甲基桥连而成，结构如图1 所示。研究表明，黄绵马酸AB 具有抗肿瘤、抗菌、抗氧化和抗病毒等作用，尤以抗菌作用明显，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、变形链球菌和枯草杆菌有良好的抑制作用［5-10］。

Figure 1 Structure of flavaspidic acid AB

目前，间苯三酚类化合物由于其广泛的生物活性已被应用于各种疾病的治疗，香鳞毛蕨中间苯三酚类化合物受到广泛研究者的关注［11］。关于黄绵马酸AB 的研究主要集中在提取分离和生物活性，关于该化合物的全合成研究未见文献报道，同时鳞毛蕨科间苯三酚类化合物共存于植物中，该类化合物易分解、氧化和聚合，提取分离耗时长、分离困难，且获得的单体含量极低［12-13］。若能完成黄绵马酸AB 的全合成研究，可为该类双环型间苯三酚的合成及药理作用研究提供理论依据。

1 合成路线

本研究采用逆合成方法分析，将黄绵马酸AB拆分为2-甲基-4-丁酰基间苯三酚（化合物1-4）和绵马酸片段（化合物2-4）合成前体，采用拼合原理将两个片段经亚甲基拼合得到黄绵马酸AB。首先，以间苯三酚为原料，与草酰氯在N，N-二甲基甲酰胺作用下发生Vilsmeier-Haack 反应，在苯环上引入一个甲酰基，经锌粉还原为甲基，再以丁酰氯为酰化剂，在三氯化铝的催化下发生Friedelcrafts 酰基化反应，得到2-甲基-4-丁酰基间苯三酚。接着，继续以间苯三酚为原料，以乙酸为酰化剂，通过酰基化反应，在苯环上同时引入两个乙酰基得到2，4-二乙酰基间苯三酚，再以碘甲烷作为烷化剂，在强碱条件下通过烷基化反应引入两个甲基同时发生变构，接着在硫酸的作用下脱去一个乙酰基得到绵马酸片段。最后，将2-甲基-4-丁酰基间苯三酚片段与绵马酸片段在N，N-二甲基亚甲基碘化铵作用下通过聚合反应得到目标产物黄绵马酸AB（图2）。

Figure 2 Synthesis of flavaspidic acid AB

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

JJ323BC 电子天平（常数市双杰测试仪器厂）；RV3V-C 旋转蒸发仪（德国IKA 公司）；SHZ-D（III）循环水式多用真空泵（上海鹰迪仪器设备有限公司）；DZF-6032 真空干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；集热式恒温加热搅拌器DF-101（巩义市予华仪器有限责任公司）。

硫酸、盐酸（广州化学试剂厂）；三氯氧磷（纯度99%，阿法埃莎化学有限公司）；锌粉、甲醇钠（纯度99%，北京伊诺凯科技有限公司）；三氟化硼乙醚（BF348%，上海麦克林生化科技有限公司）；碘甲烷（纯度99%，上海萨恩科技有限公司）；无水三氯化铝（纯度99%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司），其他试剂均为市售分析纯。

2.2 合成部分

2.2.1 2,4,6-三羟基苯甲醛的合成（1-2） 将无水间苯三酚（3 g，0.024 mol）溶解于乙酸乙酯，加入N，N-二甲基甲酰胺（5.9 mL，0.074 mol）、水（0.864 mL，0.048 mol）搅拌均匀后，冰浴下缓慢滴加三氯氧磷（6.49 mL，0.696 mol），升至室温反应1 h，过滤，乙酸乙酯洗涤滤饼，收集滤饼加入反应瓶，加水，氮气保护下升温至回流10 min，冷却至室温，将反应体系放置冰箱冷藏析出大量固体，抽滤，水洗，真空加热干燥得化合物1-2，淡红色固体3.1 g，收率84%，mp：194.6～197.4 ℃。1H NMR（300 MHz，DMSO-d6）δ：11.46（2H，s，OH），10.66（1H，s，OH），9.93（1H，s，CHO），5.79（s，2H，Ar-H）。ESI-MS（m/z）：153.36［M-H］-。

2.2.2 2-甲基间苯三酚的合成（1-3） 将化合物1-2（5 g，0.0397 mol）完全溶解于乙酸乙酯（25 mL）和乙醚（25 mL）的混合溶液，加锌粉（7.5 g，0.115 mol），剧烈搅拌，冰浴下缓慢滴加浓盐酸（21 mL），反应10 min 后，过滤除去锌粉，加水，乙酸乙酯萃取，浓缩后柱色谱（洗脱剂：乙酸乙酯-石油醚，1∶1）得化合物1-3，白色固体5.5 g，收率99%，mp：213.0～215.6 ℃。1H NMR（300 MHz，DMSO-d6）δ：8.81（2H，s，OH），8.68（1H，s，OH），5.76（2H，s，Ar-H），1.80（3H，s，CH3）。ESI-MS（m/z）：139.52［M-H］-。

2.2.3 2-甲基-4-丁酰基间苯三酚的合成（1-4）将化合物1-3（5 g，0.035 mol）混悬于硝基苯（40 mL），分3 次加入三氯化铝（18.67 g，0.14 mol），氮气保护下搅拌30 min 至溶液澄清，加入丁酰氯（3.95 mL，0.038 mol），65 ℃反应24 h 至TLC 检测反应完全，将反应液倒入冰水中，乙酸乙酯萃取，氢氧化钠水溶液洗涤有机层，浓盐酸调至弱酸性，乙酸乙酯萃取，浓缩后柱色谱（洗脱剂：乙酸乙酯-石油醚，6∶1）得化合物1-4，黄白色固体3.8 g，收率50%，mp：153.5～155.9 ℃。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：14.02（1H，s，OH），10.49（1H，s，OH），10.25（1H，s，OH），5.99（1H，s，Ar-H），2.96（2H，t，J=7.3 Hz，CH2），1.83（3H，s，CH3），1.60（2H，m，J=7.4 Hz，CH2），0.91（3H，t，J=7.4 Hz，CH3）。13C NMR（101 MHz，DMSO-d6）δ：205.1，163.5，162.4，159.7，103.5，101.4，94.0，45.1，17.9，13.9，7.3。ESI-MS（m/z）：211.53［M+H］+。

2.2.4 2,4-二乙酰基间苯三酚的合成（2-2） 将无水间苯三酚（4 g，0.032 mol），乙酸（5.57 mL，0.095 mol），三氟化硼乙醚溶液（36 mL）依次加入150 mL三颈烧瓶，氮气保护，100 ℃反应3 h至TLC检测反应完全，冷却后倒入冰水中，乙酸乙酯萃取，合并有机相，水洗，浓缩后柱色谱（洗脱剂：乙酸乙酯-石油醚，8∶1）得化合物2-2，黄白色固体4.0 g，产率65%，mp：153.0～156.1 ℃。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：5.89（1H，s，Ar-H），2.61（6H，s，CH3）。ESI-MS（m/z）：209.16［M-H］-。

2.2.5 2,6-二乙酰基-3,5-二羟基-4,4-二甲基-1,4-环己二烯-1-酮的合成（2-3） 将化合物2-2（5 g，0.024 mol）溶解于无水甲醇（100 mL），氮气保护下依次缓慢滴加甲醇钠（7.13 g，0.132 mol）的甲醇（26.40 mL）溶液和碘甲烷（5.98 mL，0.096 mol），40 ℃反应至TLC 检测反应完全后，补加甲醇钠（2.59 g，0.048 mol）的甲醇（9.6 mL）溶液和碘甲烷（2.99 mL，0.048 mol），继续反应6 h，移至冰浴条件下，加浓盐酸调至弱酸性，旋去甲醇，加水，乙酸乙酯萃取，食盐水洗，浓缩后柱色谱（洗脱剂：乙酸乙酯-石油醚，100∶1）得化合物2-3，白色固体2.9 g，收率51%，mp：64.6～66.8 ℃。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：2.59（6H，s，CH3），1.34（6H，s，CH3）。ESI-MS（m/z）：237.81［M-H］-。

2.2.6 2-乙酰基-3,5-二羟基-4,4-二甲基-1,4-环己烯-1-酮的合成（2-4） 将化合物2-3（2 g，0. 008 4 mol）、80%硫酸溶液（26 mL）依次加入100 mL 圆底烧瓶，升温至80 ℃，反应30～40 min，倒入冰水（90 mL）中，乙酸乙酯萃取，水洗，食盐水洗，浓缩后柱色谱（洗脱剂：乙酸乙酯-石油醚，8∶1）得化合物2-4，黄白色固体1.1 g，收率65%，mp：164.8～167.9 ℃。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：5.43（1H，s，Ar-H），2.46（3H，s，CH3），1.26（6H，s，CH3）。13C NMR（101 MHz，DMSO-d6）δ：200.3，196.4，188.5，182.4，105.1，94.7，48.5，28.1，24.5。ESI-MS（m/z）：197.08［M+H］+。

2.2.7 黄绵马酸AB 的合成 将化合物1-4（0.3 g，0.001 4 mol）完全溶于二氯甲烷（9 mL），氮气保护下冰浴10 min，迅速加入N，N-二甲基亚甲基碘化铵（0.278 g，0.015 mol），继续冰浴2 h，加入化合物2～4（0.28 g，0.001 4 mol），冰浴10 min后升温至45 ℃，TLC检测反应完全后，加水淬灭反应，二氯甲烷萃取，弱酸性水洗，浓缩柱色谱（洗脱剂：乙酸乙酯-石油醚，6∶1）所得浅黄色固体，0.4 g，收率68%，mp：204.3～208.9 ℃。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：3.33（2H，s，CH2），3.05（2H，t，J=7.2 Hz，CH2），2.38（3H，s，CH3），1.87（3H，s，CH3），1.61（2H，q，J=7.2 Hz，CH2），1.16（6H，s，CH3），0.92（3H，t，J=7.3 Hz，CH3）。13C NMR（101 MHz，Chloroform-d）δ：206.9，203.6，198.9，187.6，172.1，111.3，108.6，45.8，44.4，29.8，18.3，17.1，16.2，14.1，14.1，7.6。ESI-MS（m/z）：417.90［M-H］-。IR（KBr）：3 439，2 966，2 937，2 875，1 616，1 546，1 463，1 428，1 381，1 165 cm-1。 数 据 与 文 献一致［14］。

3 结果与结论

3.1 合成工艺参数讨论

酰基化反应常用催化剂为三氟化硼乙醚和三氯化铝，以三氯化铝为催化剂主要生成一元取代产物，三氟化硼乙醚可以同时作为溶剂和催化剂在苯环上同时引入两个酰基得到二元酰基产物，减少后续烷基化反应过程重排和多取代副产物产生。选用羧酸为酰化剂较酰氯和酸酐为酰化剂的成本和毒性也更低。此外，温度对2，4-二乙酰基间苯三酚的产率影响较大，在一定温度范围内，产率随着温度的升高而升高，最佳反应温度为100 ℃。

受卤素的电负性影响，卤代烃具有较强的烷基化活性，碘甲烷在该类烷基化试剂中活性较强。在碱性条件下，碘甲烷产生的烷基碳正离子可发生亲电取代，生成单甲基化产物。由于甲基的供电性，单甲基化产物比原料具有更高的亲核性，在足量的碱和烷基化试剂存在的条件下，可以继续发生烷基化反应生成一元、二元取代等多取代的混合物。当选择叔丁醇钾、氢氧化钠和碳酸钾提供碱性环境时，产率均较低。选用甲醇钠提供碱性条件，当原料完全转化为单甲基化产物后继续补加甲醇钠和碘甲烷后二元取代产物的产率明显提高。

在制备2-乙酰基-3，5-二羟基-4，4-二甲基-1，4-环己烯-1-酮的过程中，在硫酸的作用下，原料脱去一个乙酰基和两个乙酰基的反应同时发生，反应时间的延长和硫酸浓度的增加有利于反应向脱去两个酰基进行导致副产物生成增多，反应时间太短和硫酸浓度太低会导致反应不完全，产率过低。控制合适的温度和硫酸浓度可以缩短反应时间同时提高产率，本研究选择80%的硫酸并且反应时间在30～40 min为最佳。

3.2 结 论

本研究以间苯三酚为原料，经7步反应成功制备了天然产物黄绵马酸AB，开发出一条新的黄绵马酸AB 合成路线，原料易得，操作简便，黄绵马酸AB 的总收率达14.7%，为后续该类间苯三酚化合物的合成和药理作用研究奠定理论基础。