全 文 ：第 36 卷 第 5 期 暨南大学学报(自然科学与医学版) Vol． 36 No． 5
2015 年 10 月 Journal of Jinan University(Natural Science ＆ Medicine Edition) Oct． 2015
［收稿日期］ 2015 － 06 － 25
［基金项目］ 国家自然科学基金项目(81503031);广东省医学科研基金项目(A2015351) ;暨南大学科研培育与创新基金项目 (21611319)
［作者简介］ 郭嘉亮(1982 －)，男，实验师，博士研究生，研究方向:药物化学研究，Tel:020 － 85221367，E-mail:janalguo@ 126． com
独脚金内酯类似物 GＲ24 的合成
郭嘉亮， 韩雨水， 刘康佳， 孙平华
(暨南大学 药学院，广东 广州 510632)
［摘 要］ 目的:研究一种高效、高收率的独脚金内酯类似物 GＲ24 的合成方法．方法:以苯甲醛和琥珀酸二甲酯
为原料，经过 7 步反应，合成最终产物 GＲ24．结果:GＲ24 总收率 36. 4%，每个单元反应收率 60. 8% ～ 98% ．产物及
中间体，经 1H NMＲ、13C NMＲ、ESI-MS等表征确证．结论:该路线反应条件温和友好，而且绿色环保．
［关键词］ 独脚金内酯; GＲ24; 合成; 工艺优化
［中图分类号］ O643． 36 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1000 － 9965(2015)05 － 0374 － 04
doi:10． 11778 / j． jdxb． 2015． 05． 003
Synthesis of the strigolactone analogues of GＲ24
GUO Jialiang， HAN Yushui， LIU Kangjia， SUN Pinghua
(Pharmacy College，Jinan University，Guangzhou 510632，China)
［Abstract］ Aim:An efficient and high yielding preparation for the synthetic germination stimulant
GＲ24 has been described in this paper． Methods:The GＲ24 was synthesized from benzaldehyde and
succinic acid dimethyl ester in seven-step reactions． Ｒesults:The overall yield was 36． 4% ． The yield of
each unit reaction was 60． 8% ～98% ． The structures of the intermediates and product were confirmed by
1H NMＲ，13C NMＲ and ESI-MS spectra． Conclusion:This route is mild and friendly reaction condition，
and green environmental protection．
［Key words］ strigolactone; GＲ24; synthesis; optimization
独脚金内酯 (Strigolactones)是一类植物激素
化合物，与植物抗逆重要的信号物质脱落酸 (ab-
scisic acid，ABA)在通路上有交叉，并且与生理上
经典的 ABC模型 (ABC model)在激素的运输上也
有关系，是植物激素调控网络中重要的节点物质，具
有诱导独脚金属［1］和列当属植物种子萌发［2］、抑制
植物分枝的形成［3 － 8］和促进枞枝菌根真菌菌丝分
枝［9 － 11］等生物学功能而备受关注，甚至被称为新型
的“第 7 类植物激素”．由于植物中独脚金内酯含量
极低(在水稻根中独角金内酯检出限是 20 pg /
g［12］)，难以通过合成或半合成的方式得到，因此科
学家通过人工合成其类似物 GＲ 系列衍生物实现替
代，当中又以 GＲ24 生物活性最高，应用范围最广;
最新研究更是表明 GＲ24 还具有良好的抗肿瘤［13］
和抗炎作用，有望开发成药物，因此成为近年的研究
热点．
现有的 GＲ24 合成路线主要以 1-茚酮为起始
原料合成［14 － 16］，但普遍遇到羟基 α-位上取代反应
产率低的问题，因而并不满足大批量生产的需求，
导致市场价格非常高昂． 本实验通过优化设计
GＲ24 的合成路线，最终选择廉价易得的苯甲醛和
琥珀酸二甲酯为原料，经过 7 步反应最后得到
GＲ24 (Scheme)，为实现 GＲ24 的工业化生产提供
理论依据和技术参考，也为其更为广泛的应用和推
广奠定了基础．
1 仪器和试剂
SGW型显微熔点仪;Bruker-AV300MHz 型核磁
共振仪(TMS 内标);API 2000 型质谱仪;LCQ ad-
vantage MAX质谱仪;PE CHNS /O EA2400 II型元素
分析仪;X-6 型显微熔点仪;PSL-1800 低温反应器;
SHZ-D循环水式真空泵;N-1100D-WD 真空旋转蒸
发仪;DFY-5 /30 低温恒温反应浴;DF-101S 集热式
恒温加热磁力搅拌器;DLSB-10 /20 低温冷却液循
环泵．
试剂前处理方法:MeOH 采用镁条回流、常压
蒸馏，收集 65 ～ 68 ℃馏分;CH2Cl2和 CCl3 均采用
CaH2 回流、常压蒸馏，分别收集 38 ～ 40 ℃以及 77
～ 79 ℃馏分;THF 采用钠丝回流 8 h 除水，二苯甲
酮指示，常压蒸馏，收集 80 ～ 82 ℃馏分;DMF 采用
BaO常温搅拌 5 h，减压蒸馏，4A 分子筛干燥保存;
柱层析硅胶(200 ～ 300 目，青岛海洋化工厂)． 所用
试剂均为国产分析纯，其余试剂无特别说明直接
使用．
图:GＲ24 的合成路线
Scheme: Synthetic route of GＲ24
2 合成方法
化合物 3:将 NaH 溶于无水 THF (50 mL)，50
℃下缓慢滴加苯甲醛 (化合物 1，5. 0 g，47. 2
mmol)和琥珀酸二甲酯 (化合物 2，9. 0 g，61. 6
mmol)的无水 THF溶液 (50 mL)，回流反应 24 h然
后浓缩至 1 /3 体积，加入 1 mol /L HCl 50 mL，EtOAc
萃取 (3 × 50 mL)，合并有机层无水 Na2SO4 干燥、浓
缩;再以 EtOH 25 mL 溶解，加入 2 mol /L NaOH 40
mL，搅拌回流后减压浓缩，加入 40 mL水洗，以 EtO-
Ac (2 × 20 mL)萃取，用 2 mol /L HCl调 pH至 1，再
用 EtOAc (2 × 50 mL)萃取，合并有机层无水
Na2SO4 干燥、浓缩;50 mL 无水 MeOH 溶解，加入
2. 1 g 732 磺酸型阳离子交换树脂，N2 保护下搅拌
回流 16 h，过滤、浓缩、柱层析分离 (EtOAc /petrole-
um ether = 1 ∶10)得到白色固体化合物 3 (6. 3 g，
60. 8%)． 1H NMＲ (300 MHz，CDCl3):δ 12. 34 (s，
1H) ，7. 97 (s，1H) ，7. 29 (br s，5H) ，3. 68 (s，
3H) ，3. 50 (s，2H) ;13C NMＲ (75 MHz，CDCl3):δ
172. 9， 171. 3， 144. 3， 134. 3， 129. 0， 128. 3，
124. 6，52. 0，33. 1;ESI-MS m/z:219. 2［M-H］－ ．
化合物 4:将化合物 3 (2. 50 g，11. 3 mmol)用
40 mL EtOAc溶解;加入 Pd /C (0. 22 g)，真空条件
下通入 H2 室温搅拌 18 h，反应完毕，硅藻土抽滤，
573第 5 期 韩雨水，等:独脚金内酯类似物 GＲ24 的合成
浓缩，得到无色油状液体化合物 4 (2. 51 g，99%)．
1H NMＲ (300 MHz CDCl3) δ:7. 34 － 7. 16 (m，
5H)，3. 66 (s，3H) ，3. 24 － 3. 10 (m，2H) ，2. 84
－ 2. 74 (m，1H) ，2. 72 － 2. 66 (m，1H) ，2. 45
(dd，1H) ;13C NMＲ (75 MHz，CDCl3)δ:179. 3，
172. 1，137. 0，128. 6，128. 2，125. 9，51. 3，41. 9，
36. 3，33. 9;ESI-MS m/z:221. 7［M-H］－ ．
化合物 5:将化合物 4 (2. 00 g，9. 0 mmol)用
30 mL CH2Cl2 溶解;缓慢加入草酰氯 (1. 37 g，10. 8
mmol)和无水 DMF 两滴，在 N2 保护下室温搅拌 1
h，减压蒸馏;产物用 50 mL 无水 CH2Cl2 溶解，－ 30
℃下缓慢加入无水 AlCl3(7. 20 g，54. 0 mmol)，0 ℃
下反应 4 h，室温搅拌过夜;加入 CH2Cl2(50 mL)，过
滤，饱和食盐水萃取，有机层无水 Na2SO4 干燥、浓
缩，柱层析分离 (EtOAc /petroleum ether = 2∶8)得黄
色液体化合物 5 (1. 56 g，85%)． 1H NMＲ (300
MHz，CDCl3)δ:7. 67 (d，1H)，7. 52 － 7. 47 (t，
1H) ，7. 36(d，1H) ，7. 30 － 7. 25 (t，1H) ，3. 59
(s，3H) ，3. 40 － 3. 32 (m，1H) ，2. 97 － 2. 75 (m，
3H) ，2. 56 － 2. 47 (m，1H) ;13C NMＲ (75 MHz，
CDCl3)δ:206. 2 (s)，172. 3 (s) ，152. 9 (s) ，
136. 0 (s) ，134. 6 (d) ，127. 3 (d) ，126. 3 (d) ，
124. 0 (d) ，51. 7 (q) ，43. 4 (d) ，34. 7 (t) ，32. 7
(t) ;ESI-MZ m/z:227. 2［M + Na］+ ．
化合物 6:化合物 5 (1. 40 g，6. 86 mmol)用
THF 和水 1∶1 的混合溶剂 (50 mL)溶解，加入 LiOH
(0. 56 g，23. 43 mmol)，室温搅拌 16 h;将 THF减压
蒸干，加入 1 mol /L HCl 50 mL 至酸性，EtOAc (2 ×
80 mL)萃取;有机层减压蒸馏，加冰 EtOAc (20
mL)至残渣中，抽滤，滤渣用冰 EtOAc 洗至白色，得
白色固体化合物 6 (1. 28 g，76. 6%)，不经其他后
处理，直接投入下一步反应．
化合物 7:将 NaBH4(0. 10 g，2. 7 mmol)用 0. 2
mol /L的 NaOH (0. 9 mL)溶解，室温搅拌． 将化合
物 6 (1. 00 g，5. 3 mmol)用含 0. 01 mol NaOH 的
H2O (6. 7 mL)溶解，将其缓慢滴加至上述 NaBH4
的 NaOH 溶液中，室温搅拌 18 h;反应液冷却至 0
℃，缓慢滴加稀 HCl 至酸性，迅速用 Et2O 萃取，有
机层浓缩，用 35 mL 二甲苯重结晶，冷却，抽滤，得白
色针状晶体化合物 7 (0. 96 g，95%)． 该化合物元
素理论值为:(C11H12O3)C:68. 74%，H:6. 29%;
O，24. 97%;采用元素分析仪分析产物的元素组成，
实测得:C，68. 72%，H，6. 20%，O，25. 08%;ESI-
MZ m/z (M +H)+:193. 1;mp:138. 5 －139. 7 ℃．
化合物 8:将化合物 7 (0. 500 g，2. 60 mmol)，
p-TsOH (0. 016 g，0. 09 mmol)和二甲苯 (45 mL)
混合，在 85 ℃ 条件下反应 24 h;反应液浓缩，Et2O
稀释，饱和 Na2CO3 溶液洗涤、干燥、浓缩;冰 Et2O
(3 × 5 mL)洗涤，得白色固体化合物 8 (0. 410 g，
90%)． 1H NMＲ (300 MHz，CDCl3)δ:7. 49 － 7. 26
(m，4H)，5. 89 (d，1H) ，3. 42 － 3. 27 (m，2H) ，
2. 94 － 2. 83 (m，2H) ，2. 34 － 2. 42 (dd，1H) ;13C
NMＲ (75 MHz，CDCl3)δ:171. 9，137. 6，133. 9，
125. 2，122. 8，121. 4，120. 4，82. 8，32. 6，30. 9，
24. 9;ESI-MZ m/z (M + H)+:175. 1;mp:67. 0 －
68. 0 ℃ ．
化合物 10:参考文献［17］的制备方法，将 3-甲
基-2(5H)-呋喃酮 (0. 200 g，1. 75 mmol)用干燥的
CCl3 (20 mL)溶解，加入 NBS (0. 400 g，2. 29
mmol)和引发剂 AIBN (0. 005 g，0. 03 mmol)，在
95W的光照下回流反应 2 h;反应液冷却至 0 ℃，过
滤，浓缩得到黄色油状化合物 10 (0. 303 g，98%)，
由于化学性质不稳定，密封保存待下一步的偶合反
应．
化合物 9a 和 9b:称取金属钠 (0. 46 g，0. 02
mol)至三口烧瓶中，0 ℃、N2 保护下，加入无水
HCO2Me (1. 80 g，0. 03 mol)和无水 THF溶解的化
合物 8 (1. 90 g，0. 01 mol)溶液，搅拌 1 h，将化合
物 10 用 5 mL无水 THF溶解，逐滴加入至上述反应
液中，继续搅拌反应 1 h． 反应完后加其中加入 30
mL MeOH，EtOAc (3 × 20 mL)萃取，有机层用无水
Na2SO4 干燥，浓缩，粗产物经过柱层析分离 (EtO-
Ac / petroleum ether = 3 ∶ 7)得到化合物 9a 和 9b
(1∶1)． 该化合物元素理论值为:(C17 H14 O5)C:
68. 45%，H:4. 73%;O，26. 82%;采用元素分析
仪分析产物的元素组成，实测得:C，68. 65%，H，
4. 61%，O，26. 74%;lH NMＲ (300MHz，CDCl3)
δ:7. 61 － 7. 13 (m，5 H)，6. 97 (m，1H) ，6. 19
(m，1H) ，5. 95 (d，1H) ，4. 09 － 3. 76 (m，1H) ，
3. 64 － 2. 88 (m，2H) ，2. 04 (m，3 H) ;ESI-MZ m/
z (M + H)+:299. 1．
3 结果与讨论
化合物 3 的合成过程中，Stobbe 缩合反应原使
用的碱是叔丁醇钾，但发现反应副产物较多，产率很
低．分析其可能的原因是叔丁醇钾碱性过强导致反
应的原料之一苯甲醛易发生歧化反应，于是改用碱
性稍弱的氢化钠，反应效果大大提高;选择性酯化反
673 暨南大学学报(自然科学与医学版) 第 36 卷
应中，原使用了酸催化剂 Amberlyst-15H +，但由于价
格较昂贵且国内较难购买到，因此改用工业生产中
经常用到的磺酸型 732 阳离子交换树脂型阳离子交
换树脂替代，不仅催化产率高，副产物少，而且催化
剂较易除去．
化合物 9a和 9b的克莱森缩合反应中，初始先
将两个原料酯混合后再加碱的投料顺序，发现反应
无法顺利进行． 通过查阅相关文献［18］，发现该反应
对水比较敏感，故改变原料的投料顺序，通过先将含
α-H的酯与钠混合，再加溴代呋喃酮，从而使得反应
顺利完成．
综上所述，此方法为 GＲ24 工业化合成提供了
重要技术保证和实践参考，该路线反应条件温和友
好，采用的原料溶剂，成本可控且绿色环保，具有进
一步研究开发的价值．
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［责任编辑:刘蔚绥］
773第 5 期 韩雨水，等:独脚金内酯类似物 GＲ24 的合成