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第二章 雌二醇螢光分子之合成

2.4 HF-7α-Gly-EDIOL、DBD-7α-Gly-EDIOL 之逆合成分析與合成步驟

由於 HF-7α-Gly-EDIOL 和 DBD-7α-Gly-EDIOL 這兩個分子相似,差異只在 於螢光團的部分,因此一起介紹兩者的逆合成分析與合成步驟。若要將雌二醇和 螢光團的部分利用親核取代反應連接起來,其中必須一個含有親核基團,另一個 含有親電基團,目前化合物 8 與螢光團衍生物上均為親電基團,而比起化合物 8,

螢光團衍生物在合成上較為容易,故選擇先將螢光團衍生物上的親核基團轉為親 電基團,再將化合物 8 與螢光團衍生物連接在一起,同時於 linker 上引入 Gly 這個 官能基。

2.4.1 HF-7α-Gly-EDIOL

如圖 2-6 所示,HF-7α-Gly-EDIOL 由化合物 14 去 THP 保護而得。共同前驅 物化合物 8 與化合物 13 進行 SN2 取代反應後,可得連接雌二醇與螢光團之化合物 14。化合物 13 由螢光團衍生物 4'-EA-3-HF 與活化過的碘乙酸進行加成離去反應

而得。

圖 2-6 螢光團衍生物 HF-7α-Gly-EDIOL 之逆合成分析。

螢光團衍生物 4'-EA-3-HF 與經 N-羥基琥珀醯亞胺(N-hydroxysuccinimide,NHS) 活化過的碘乙酸進行加成離去反應。95在此反應中會有 SN2 反應做競爭,但 SN2 反應速率會受到溶劑、立障等因素影響,故縱使碘是一個好的離去基,加成離去 的反應速率較 SN2 反應快。以氯仿為溶劑,於室溫下將 4'-EA-3-HF 慢慢滴入經活 化的碘乙酸中,反應 1 小時,經加壓管柱層析純化後,可得化合物 13,產率 86%,

如式 (16)。

(16)

接下來要將雌二醇和螢光團部分利用 SN2 取代反應連接起來。由於碘的活性 太高,發現有一個雌二醇連接兩個螢光團的副產物產生,而此副產物和產物的極 性相似,管 柱層析分離不易,故嘗試 把化合物 8 上的胺基利用叔丁氧羰基 (tert-butyloxycarbonyl,Boc) 保護起來,再利用氫化鈉將二級胺去質子後與化合物 13 進行 SN2 反應,如式 (17),但並沒有得到預期的產物。最後還是採當量數控制 和慢慢滴加的方式,成功得到只有一個螢光團之產物。以 DMF 當作溶劑,N,N-二 異丙基乙基胺 (DIPEA) 當作鹼,將化合物 13 於 0 ℃下分 9 小時慢慢滴入含有化 合物 8 的溶液中,經加壓管柱層析純化後,可得化合物 14,產率 87%,如式 (18)。

值得一提,化合物 13 剛開始可以較快的速度滴加,然而越到後期滴入速度就要越 慢,不然很容易就會有兩個螢光團的副產物出現。

(17)

(18)

最後則是將化合物 14 的 THP 保護基移除,得到雌二醇 3 號和 17 號位置為羥 基之產物。一開始是參照實驗室余柔靚學姊去 THP 保護的方法,89在 10%的三氟 乙酸/二氯甲烷條件下,室溫反應 1 小時,純化後並未得到預期產物,如式 (19)。

之後使用化合物 3 去 THP 保護的條件,在 10%的乙醯氯/甲醇條件室溫反應,純化 後也並未得到預期產物,如式 (20)。推測這兩個反應條件對於化合物 14 太過劇烈,

因此更換為較溫和的反應條件。以乙醇和二氯甲烷為共溶劑,PPTS 當作催化劑,

酸性條件下進行水解,55 ℃下反應 24 小時,經加壓管柱層析純化後,可得目標 產物 HF-7α-Gly-EDIOL,產率 90%,如式 (21)。

(19)

(20)

(21)

2.4.2 DBD-7α-Gly-EDIOL

如圖 2-7 所示,DBD-7α-Gly-EDIOL 由化合物 16 去 THP 保護而得。共同前驅 物化合物 8 與化合物 15 進行 SN2 取代反應後,可得連接雌二醇與螢光團之化合物 16。化合物 13 由螢光團衍生物 7-EDADBD 與活化過的溴乙酸進行加成離去反應 而得。利用活化過的溴乙酸而非碘乙酸的原因,是希望若將離去基改成反應性較 低的溴,能避免進行兩次雌二醇與螢光團的 SN2 反應。但實驗結果顯示溴的活性 還是過高,依然須採用當量數控制和慢慢滴加的方式控制產物的生成。

圖 2-7 螢光團衍生物 DBD-7α-Gly-EDIOL 之逆合成分析。

在合成化合物 15 之前,須先活化溴乙酸。101以四氫呋喃為溶劑,0 ℃下加入 脫水試劑 N,N'-二環己基碳二亞胺 (N,N'-dicyclohexylcarbodiimide,DCC),先與溴 乙酸形成高活性的中間體,再和 NHS 的羥基進行加成離去反應,回室溫反應 12 小時,經再沉澱純化後,可得活化產物,產率 72%,如式 (22)。接著螢光團衍生 物 7-EDADBD 與經活化過的溴乙酸進行加成離去反應。以四氫呋喃為溶劑,於室 溫下將 7-EDADBD 慢慢滴入,反應 2 小時,經加壓管柱層析純化後,可得化合物 15,產率 41%,回收起始物後產率為 91%,如式 (23)。

(22)

(23)

接下來利用 SN2 取代反應將雌二醇和螢光團部分連接起來,反應條件和加料 方式同式 (18)。將化合物 15 於室溫下分 10 小時慢慢滴入化合物 8 中,經加壓管 柱層析純化後,可得化合物 16,產率 98%,如式 (24)。

(24)

化合物 16 去 THP 保護條件同式 (21),在酸性條件下進行水解,55 ℃下反應 2 天,經加壓管柱層析純化後,可得目標產物 DBD-7α-Gly-EDIOL,產率 80%,

如式 (25)。