别建波, 周 洁, 徐柏玲

(中国医学科学院 北京协和医学院 药物研究所活性物质发现与适药化研究北京市重点实验室，北京 100050)

果糖-1,6-二磷酸酶是肝脏糖异生途径中的限速酶之一，可将果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸，经进一步转化成葡萄糖。因此，抑制果糖-1,6-二磷酸酶的活性，可减少内源性葡萄糖的生成，有望成为新型Ⅱ型糖尿病治疗手段[1～6]。文献[4]报道3-(2-羧基乙基)-4,6-二氯-1H-吲哚-2-甲酸对果糖-1,6-二磷酸酶具有一定的抑制活性。

本文设计并合成了新化合物3-(2-羧基乙基)-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-2-甲酸(6)，以期发现对果糖-1,6-二磷酸酶有较好抑制活性的化合物。以1H-吡咯[2,3-b]吡啶-2-甲

Scheme1

酸乙酯(1)[7]与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)发生溴代反应制得1H-吡咯[2,3-b]吡啶-2-甲酸乙酯(2)[8]； 2与TsCl反应[9]得1-Ts-吡咯[2,3-b]吡啶类化合物(3)；在Pd(OAc)2/dppf/Et3N催化下，3与丙烯酸乙酯经过Heck偶联反应制得关键中间体E)-1-Ts-3-(3-乙氧基-3-氧代丙基-1-烯基)-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-2-羧酸乙酯(4)；以Pd(OH)2为催化剂，4经常压催化氢化得5； 5经脱除Ts保护基及酯水解[10]得6(Scheme 1)，其结构经1H NMR和 HR-MS表征。并对反应条件进行了优化。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

500D 型熔点仪(温度未校正)；Varain Mercury-300型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标)；Agilent LC/MSD TOF型高分辨质谱仪。

1按文献[7]方法合成；硅胶 200 目～300目，青岛海洋化工厂；其余所用试剂均为化学纯或分析纯。

1．2 合成

(1) 2的合成[8]

在反应瓶中加入1 508 mg(2.94 mmol)的DMF(10 mL)溶液，冷却至0 ℃，搅拌下缓慢滴加NBS 523 mg(2.94 mmol)的DMF(10 mL)溶液，滴毕，于室温反应2 h。倒入冰水中，抽滤，滤饼用水洗涤，干燥得白色固体2 630 mg，收率90%， m.p.215 ℃～217 ℃；1H NMRδ： 12.87(s, 1H, NH), 8.50(d,J=3.3 Hz, 1H), 7.99(d,J=7.2 Hz, 1H), 7.26(dd,J=7.8 Hz, 4.2 Hz, 1H), 4.37(q,J=7.2 Hz, 2H), 1.36(t,J=7.2 Hz, 3H)； HR-ESI-MSm/z: Calcd for C10H9N2O2Br{[M+H]+} 268.992 0, found 268.991 9。

(2)3的合成[9]

在反应瓶中依次加入2 3.0 g(11.2 mmol)的二氯甲烷(45 mL)和DMF(30 mL)溶液，4-二甲氨基吡啶(DMAP)2.0 g(16.7 mmol)和三乙胺4.5 g(45 mmol)，搅拌下于40 ℃缓慢滴加对甲苯磺酰氯(TsCl)6.4 g(33.5 mmol)的二氯甲烷(15 mL)溶液，滴毕，反应6 h。减压蒸除溶剂，加入乙酸乙酯30 mL，依次用饱和NaHCO3溶液和饱和食盐水洗涤，无水MgSO4干燥，经硅胶柱层析[洗脱剂：A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=15 ∶1]纯化得白色粉末33.9 g，收率90%， m.p.121 ℃～122 ℃；1H NMRδ： 8.59(d,J=4.8 Hz, 1H), 8.03～8.07(m, 3H), 7.48～7.52(m, 3H), 4.49(q,J=7.2 Hz, 2H), 2.37(s, 3H), 1.40(t,J=7.2 Hz, 3H)； HR-ESI-MSm/z: Calcd for C17H16N2O4SBr{[M+H]+} 423.000 9, found 423.000 8。

(3)4的合成

在反应瓶中依次加入3300 mg(0.71 mmol)的无水DMF(10 mL)溶液， Pd(OAc)232 mg(0.14 mmol)， dppf 157 mg(0.28 mmol)，三乙胺359 mg(3.55 mmol)和丙烯酸乙酯710 mg(7.1 mmol)，氮气保护，搅拌下于85 ℃反应至终点。冷却至室温，减压蒸除溶剂，加入乙酸乙酯20 mL，依次用饱和NH4Cl溶液和饱和食盐水洗涤，无水MgSO4干燥，经硅胶柱层析(洗脱剂：A=15 ∶1)纯化得类白色固体4276 mg，收率88%， m.p.136 ℃～138 ℃；1H NMR(氘代丙酮)δ： 8.56(dd,J=4.5 Hz, 0.9 Hz, 1H), 8.50(d,J=7.8 Hz, 1H), 8.22(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.80(d,J=16.5 Hz, 1H), 7.45～7.50(m, 3H), 6.68(d,J=16.5 Hz, 1H), 4.59(q,J=7.2 Hz, 2H), 4.24(q,J=7.2 Hz, 2H), 2.42(s, 3H), 1.48 (t,J=7.2 Hz, 3H), 1.30(t,J=7.2 Hz, 3H)； HR-ESI-MSm/z: Calcd for C22H23N2O6S{[M+H]+} 423.000 9, found 443.127 2。

(4)5的合成

在反应瓶中加入4160 mg(0.36 mmol)的三氟乙醇(20 mL)溶液，氢氧化钯32 mg，搅拌下于室温常压氢化反应12 h。过滤，滤液减压蒸除溶剂，加入乙酸乙酯(20 mL)，依次用饱和NaHCO3溶液和饱和食盐水洗涤，无水MgSO4干燥，经硅胶柱层析(洗脱剂：A=15 ∶1)纯化得白色固体5100 mg，收率63%， m.p.81 ℃～82 ℃；1H NMR(氘代丙酮)δ： 8.48(d,J=3.9 Hz, 1H), 8.17(d,J=8.1 Hz, 3H), 7.45(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.35(dd,J=7.8 Hz, 4.2 Hz, 1H), 4.49(q,J=7.2 Hz, 2H), 4.02(q,J=7.2 Hz, 2H), 3.12(t,J=7.5 Hz, 2H), 2.66(t,J=7.5 Hz, 2H), 2.41(s, 3H), 1.44(t,J=7.2 Hz, 3H), 1.11(t,J=6.9 Hz, 3H)； HR-ESI-MSm/z: Calcd for C22H25N2O6S{[M+H]+}445.142 8, found 443.143 0。

(5)6的合成[10]

在反应瓶中加入5210 mg(0.47 mmol)的THF(4 mL)和乙醇(2 mL)溶液，搅拌下滴加1 mol·L-1氢氧化钠溶液(4 mL)，滴毕，于90 ℃反应3 h。减压蒸除溶剂，加水15 mL，用乙酸乙酯(2×5 mL)洗涤，分液，水相用1 mol·L-1盐酸调至pH 3(析出固体)，过滤，滤饼用水洗涤，干燥得白色固体660 mg，收率65%， m.p.278 ℃～280 ℃；1H NMRδ： 13.63(brs, 1H), 12.00(s, 1H), 8.38(dd,J=4.5 Hz, 1.2 Hz, 1H), 8.14(d,J=7.2 Hz, 1H), 7.11(dd,J=7.8 Hz, 4.5 Hz, 1H), 3.26(t,J=7.5 Hz, 2H), 2.54(t,J=7.8 Hz, 2H)； HR-ESI-MSm/z: Calcd for C11H11N2O4{[M+H]+} 235.071 3, found 235.071 5。

2 结果与讨论

2．1 Heck反应条件的优化

合成路线中的关键步骤是在氮杂吲哚的3-位引入丙烯酸酯侧链,其方法主要有3-醛基吲哚的Wittig反应， 3-溴吲哚的Heck反应，钯催化的3-位未取代吲哚的直接官能团化。到目前为止，只有一篇文献[11]报道了3-醛基氮杂吲哚的Wittig反应引入丙烯酸酯侧链。本文探索了采用Heck反应(3→4)在氮杂吲哚的3-位引入丙烯酸酯侧链，并对催化体系中的钯催化剂、配体、溶剂和碱条件进行了优化，结果分别见表1和表2。

表 1 配体对Heck偶联反应的影响aTable 1 Effect of the ligand on the Heck coupling reaction

a反应条件：n(3) ∶n(丙烯酸乙酯)∶n[Pd(OAc)2] ∶n(配体) ∶n(Et3N)=1.0 ∶10.0 ∶0.2 ∶0.4 ∶5.0, 其余反应条件同1.2(3);b分离收率

表 2 钯催化剂和溶剂对Heck偶联反应的影响aTable 2 Effect of the palladium and solvent on Heck coupling reaction

a反应条件：n(3) ∶n(丙烯酸乙酯) ∶n(钯催化剂) ∶n(dppf) ∶n(Et3N)=1 ∶10 ∶0.2 ∶0.4 ∶5 in DMF;bn(3) ∶n(丙烯酸乙酯) ∶n[Pd(OAc)2] ∶n(dppf) ∶n(Et3N)=1 ∶10 ∶0.2 ∶0.4 ∶5；c分离产率；其余同表1

从表1可以看出，催化体系中的配体对Heck偶联反应有显著的影响。以DMF为溶剂，Pd(OAc)2为催化剂，三乙胺为碱时，分别以P(o-tol)3, PPh3, BINAP, (t-Bu)3P 或 Xantphos为配体时，收率28%～48%。以dppf(No.6)或(Cy)3P(No.7)为配体时，反应收率显著提高，分别为88%和77%。基于以上结果，以dppf为配体，对钯催化剂、溶剂和碱进一步优化，以期获得更理想的收率。

从表2可以看出，以Pd2(dba)3(No.2)或Pd(PPh3)2Cl2(No.3)替换Pd(OAc)2(No.1), Heck反应收率显著降低，分别为32%和38%。溶剂的性质对反应也有显著影响，以1,4-二氧六环(No.5)或甲苯(No.6)为溶剂时，收率分别为30%和26%，以DMF(No.4)为溶剂可以获得较高的收率(88%)。催化体系中碱的选择也是至关重要的，当采用Cs2CO3， CsF 或者K3PO4等无机碱时，对甲苯磺酰基很容易脱除。

综上所述，最佳Heck反应条件为：以无水DMF为溶剂，Pd(OAc)2为催化剂， dppf为配体和三乙胺为碱，反应收率达88%。

该方法是在氮杂吲哚环3-位引入丙酸侧链的重要方法之一，为合成3-(2-羧基乙基)-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-2-甲酸类化合物提供了新的选择。

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