专利名称：双极性反式类胡萝卜素盐及其用途的制作方法 类胡萝卜素是一类由类异戊二烯单元组成的碳氢化合物，所述类异戊二烯单元在该分子的中心以其排列被反转的方式相连。该分子的主链(骨架)由共轭的碳-碳双键和单键组成，且还可以具有侧基。尽管曾经认为类胡萝卜素的骨架含有40个碳，但很长一段时间以来，已认识到类胡萝卜素也可以具有含有少于40个碳原子的碳骨架。环绕碳-碳双键的4个单键都位于同一平面。如果侧基在该碳-碳双键的同一侧，所述基团被称为顺式；如果它们位于该碳-碳键的异侧，它们被称为反式。由于存在大量的双键，因此类胡萝卜素产生几何(顺式/反式)异构现象的可能性很大，且容易在溶液中发生异构化。最近的一系列书是对类胡萝卜素的许多特性等的极好的参考书目(″Carotenoids″，G.Briton、S.Liaaen-Jensen和H.Pfander编辑，Birkhauser Verlag，Basel，1995，在此以参考的方式将其全文并入本文中)。许多类胡萝卜素是非极性的，因此不溶于水中。这些化合物非常疏水，这使得难以对它们进行配制以用于生物学用途，因为为了溶解它们必须使用有机溶剂而不是水性溶剂。其它类胡萝卜素是单极性的，并具有表面活性剂的特性(疏水部分和亲水性极性基团)。这样，这些化合物被吸引到水溶液的表面而不是溶解在大量液体中。存在少量的天然双极性类胡萝卜素化合物，这些化合物含有中心疏水部分以及两个极性基团，这两个极性基团各在该分子的一个末端。已有报道(″Carotenoids″，卷1A，283页)类胡萝卜素硫酸盐在水中具有显著的溶解度，达到了0.4mg/ml。其它可以被认为是双极性的类胡萝卜素也同样不是非常溶于水。这些双极性的类胡萝卜包括二醛和二酮。也已报道了藏花酸的联吡啶盐，但是其在室温在水中的溶解度小于1mg/ml。其它双极性类胡萝卜素的例子是藏花酸和藏花素(两者都是在香料藏花中发现的)。但是，藏花酸只微溶于水。实际上，在所有的双极性胡萝卜素中，只有藏花素在水中显示出显著的溶解度。美国专利4,176,179；4,070,460；4,046,880；4,038,144；4,009,270；3,975,519；3,965,261；3,853,933和3,788,468涉及藏花酸的各种用途。美国专利5,107,030涉及制备2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯二醛及其衍生物的方法。美国专利6,060,511涉及反式藏花酸钠(TSC)及其用途。该TSC是通过将天然存在的藏花与氢氧化钠反应并随后通过提取而制备的。在Roy等，Shock 10，213-217(1998)中，出血大鼠(55％血量)在出血结束后给予反式藏花酸钠(TSC)丸剂，30分钟后再给予盐水。全部经TSC处理的动物都存活下来，而所有对照都死亡。在TSC组中全身氧耗增加，在约15分钟后达到正常静止值的75％。Laidig等，J Am Chem.Soc.120，9394-9395(1998)涉及TSC的计算模型。通过以水分子环绕在模拟的TSC分子周围对该TSC分子进行“水合”。水在TSC附近的重排使得氧分子可以更容易地通过该系统进行扩散。计算的扩散性增加了约30％，这与在体外以及动物实验中获得的结果相一致。在Singer等，Crit Care Med 28，1968-1972(2000)中，TSC改善了血液动力学状态并在急性缺氧的大鼠模型中延长了大鼠的存活。用低氧浓度(10％)的空气混合物诱导缺氧10分钟后给予动物盐水或TSC。缺氧导致了血流减少，和碱缺失的增加。对照组的6只动物中仅有2只存活下来。处理组都存活下来，并在超过两小时的时间内具有良好的血液动力学稳定性，其后再缓慢下降。


本发明涉及双极性反式类胡萝卜素盐(BTCS)化合物以及此类化合物的合成，所述化合物具有以下结构YZ-TCRO-ZY其中Y＝阳离子；Z＝与所述阳离子相结合的极性基团，和TCRO＝反式类胡萝卜素骨架。
本发明还涉及个别BTCS化合物的组合物(包括TSC的组合物)，其中出现在可见波长范围内的BTCS组合物的水溶液的最高峰的吸光度除以出现在紫外线波长范围内的峰的吸光度大于7.0，优选大于7.5，最优选大于8。
本发明还涉及一种治疗多种疾病的方法，该方法包括对需要治疗的哺乳动物施用治疗有效量的化合物，该化合物具有式YZ-TCRO-ZY。
本发明还包括溶解和合成具有式YZ-TCRO-ZY的化合物的几种方法。
本发明还涉及一种用于输送本发明的化合物的吸入器。

已经发现一类新的类胡萝卜素和与类胡萝卜素相关的化合物。这些化合物被称为“双极性反式类胡萝卜素盐”(BTCS)。
本发明的化合物本发明涉及一类化合物，即双极性反式类胡萝卜素盐，其允许疏水性类胡萝卜素或与类胡萝卜素相关的骨架溶解于水溶液中；以及制备它们的方法。这些盐的阳离子可以有很多种，但优选钠或钾(它们在大多数生物系统中被发现)。共同拥有的美国专利6,060,511描述了一种用于从藏花开始制备反式藏花酸钠(TSC，一种BTCS)的提取方法，在此以参考的方式将其全文并入本文中。
双极性反式类胡萝卜素盐的通用结构为YZ-TCRO-ZY其中Y(在两末端可以相同或不同)＝阳离子，优选Na+、K+或Li+。Y优选是一价金属离子。Y也可以是有机阳离子，例如R4N+、R3S+，其中R是H或CnH2n+1，其中n为1～10，优选1～6。例如，R可以是甲基、乙基、丙基或丁基。
Z(在两末端可以相同或不同)＝与所述阳离子相结合的极性基团。选择性地包括类胡萝卜素(或与类胡萝卜素相关的化合物)上的末端碳，该基团可以是羧基(COO-)或CO基团。该基团也可以是硫酸根基团(OSO3-)或单磷酸根基团(OPO3-)、(OP(OH)O2-)、二磷酸根基团、三磷酸根基团或它们的组合。
TCRO＝直链的反式类胡萝卜素或与类胡萝卜素相关的骨架(优选少于100个碳)，其具有侧基(在下文定义)且典型地包含“共轭的”或交替的碳-碳双键和单键(在一个实施方式中，如在番茄红素中，TCRO未完全共轭)。所述侧基典型地为甲基，但也可以是如以下所讨论的其它基团。在一个优选的实施方案中，该骨架的各单元在该分子的中心以其排列被反转的方式相连。环绕碳-碳双键的4个单键都位于同一平面。如果侧基在该碳-碳双键的同一侧，则被称为顺式；如果侧基位于该碳-碳双键的异侧，则被称为反式。本发明的化合物是反式的。顺式异构体通常是有害物并使得扩散性不增加。在一个实施方案中，可以使用其骨架保持直链的反式异构体。
反式类胡萝卜素或与类胡萝卜素相关的骨架的例子有 其中侧基X(可以相同或不同)是氢原子(H)；或具有10个或少于10个碳(优选4个碳或少于4个碳)的直链或支链基团，该基团选择性地包含卤素；或卤素。X的实例有甲基(CH3)；乙基(C2H5)；含有卤素的烷基(C1～C10)例如CH2Cl；或卤素如Cl或Br。侧基X可以相同或者不同，但是所使用的X基团必须维持骨架为直链。
尽管自然界存在许多类胡萝卜素，但是不存在类胡萝卜素盐。共同拥有的美国专利6,060,511涉及反式藏花酸钠(TSC)。该TSC是通过将天然存在的藏花与氢氧化钠反应并随后通过提取而制备，所述提取主要选择反式异构体。
BTCS的顺式和反式异构体的存在可以通过观测溶解于水溶液中的类胡萝卜素样品的紫外线-可见光谱来确定。给定光谱后，出现在416nm～423nm(数字取决于所使用的溶剂)的可见波长范围内的最高峰的吸光度除以出现在250nm～256nm的紫外线波长范围内的峰的吸光度的值可以被用来确定反式异构体的纯度水平。当BTCS溶解于水中时，可见波长范围的最高峰将位于约421nm处，UV波长范围的峰将位于约254nm处。根据M.Craw和C.Lambert，Photochemistry and Photobiology，卷38(2)，241-243(1983)(在此以参考的方式将该文献全文并入到本文中)，计算结果(在那种情形下对藏花酸进行了分析)为3.1，在纯化后该结果增至6.6。
使用被设计用于UV和可见波长范围的样品池对共同拥有的美国专利6,060,511的反式藏花酸钠(通过将天然存在的藏花与氢氧化钠反应并随后通过进行主要选择反式异构体的提取而制备的TSC)进行所述Craw和Lambert分析，所得值平均约为6.8。对本发明的合成TSC进行该检测，所述比值大于7.0(例如7.0～8.5)，优选大于7.5(例如7.5～8.5)，最优选大于8。对于根据实施例5的改进方法合成的TSC，该比值大于7.4(例如7.4～8.5)。所合成的物质是“更纯的”或高度纯化的反式异构体。
最近已经发现TSC在室温的水溶性为约10mg/ml，这对于含有如此长的疏水部分的分子来说是很值得关注的。还发现TSC增加了氧通过液体的扩散性。
美国专利6,060,511描述了一种自藏花开始来制备TSC的提取方法；但是，其它双极性类胡萝卜素盐不能使用相同的程序来制备，这是因为使用藏花仅允许单个类胡萝卜素骨架插入到盐中。
在本文中所公开的发明使得可以合成一整类的化合物含有多种类胡萝卜素和与类胡萝卜素相关的骨架的双极性反式类胡萝卜素盐。此类化合物溶于水溶液中并具有有利的生物学用途，例如导致氧的利用增加。这一增加被认为是该双极性反式类胡萝卜素的疏水部分(骨架)影响水分子的结合的能力所致。这有效地使得氧分子在那一区域更为迅速地扩散。
溶解本发明的化合物和组合物本发明使得反式类胡萝卜素或与类胡萝卜素相关的骨架分子能溶于水溶液中。以下将叙述新的溶解方法。所述方法适用于任何双极性反式类胡萝卜素盐及其组合物。
含有BTCS的盐水灌注液输注大量(估计的失血量的3倍)的等渗盐水(也称为生理盐水)作为出血性休克的治疗方法。所述等渗盐水中每升水含有9克NaCl，使得其一旦被输注到体内不破坏血浆的离子强度。将TSC添加到该盐水中已经显示出产生了更佳的输注液，但是不能简单地将TSC粉末与所述盐水混合来制备这样的溶液。无论添加多少TSC，约50％的TSC溶解于生理盐水中(最多每毫升几毫克)，这意味着仍然存在未溶解的TSC颗粒。为了预防这一点，可以通过添加超出需要量两倍的TSC制备母液，然后离心出未溶解的颗粒。母液的实际组成可以使用UV-可见分光术鉴定。该母液可以被添加到生理盐水中，且TSC保持溶解状态。
这一方法可以用于将BTCS溶解在其它类型的氯化钠溶液以及诸如KCl、Na2SO4、乳酸盐等其它盐的溶液中。少量，例如1mg/ml～3mg/ml可以以这种方式加入溶液中。
碳酸钠稀溶液溶解BTCSBTCS例如TSC溶解在极度稀的碳酸钠溶液中。可以逐滴添加稀的例如0.00001M～0.001M的碳酸钠溶液至去离子水中直至pH为8.0(去离子水的pH值通常为5～6)。比方说，50ml去离子水仅需要几滴极度稀的碳酸钠。该碳酸钠-去离子水溶液能够完全溶解大量的TSC(约10mg/ml)，鉴于BTCS的类胡罗卜素部分的疏水性，这是值得关注的。
BTCS可以作为粉末与无菌瓶装的碳酸钠水溶液一起提供。然后可将这一浓缩液进行直接注射(可以注射非常少量的具有比血浆更低的离子强度的溶液)，或该浓缩液可以被添加到生理盐水中然后再进行注射。如果将TSC溶解于碳酸钠-水溶剂中，然后添加更多相同的溶剂，则TSC保持在溶液中。
在另一实施方案中，使用碳酸氢钠代替碳酸钠。也可以使用导致去离子水具有碱性pH值的盐。
用这一程序可以获得5mg/ml～10mg/ml的类胡萝卜素骨架浓度。
水溶解BTCS尽管TSC溶于水中(自来水、蒸馏水、去离子水)，但这些溶液只在调节pH值使得该溶液呈碱性时才稳定。TSC在去离子水(存在极少量的Na+离子)比在正常水中更易溶。BTCS例如TSC只溶解于适度去离子的水中，如果将纯净的去离子水添加到该溶液中，所述TSC将沉淀出来。BTCS只溶解于适度去离子的水中，但是如果未将pH值调节至微碱性，额外的去离子水可以导致BTCS的沉淀。
溶解BTSC的其它方法所述BTCS可以被配制在增强输送的输送系统中。参见以下本发明的化合物的配制。
本发明的双极性反式类胡萝卜素盐的合成以下阐述的是可用于合成双极性反式类胡萝卜素盐的新的合成方法。在合成的各步骤中可以有本领域技术人员显而易见的变化。
A.TSC合成可以通过将含有共轭碳-碳双键的对称型C10二醛(2，7-二甲基辛-2，4，6-三烯-1，8-二醛)与[3-甲酯基-2-丁烯-1-亚基]三苯基正膦相偶联而合成反式藏花酸钠(TSC)。这导致形成了藏花酸的反式二甲酯。该二甲酯然后通过皂化作用被转化成为最终的TSC产物。典型地，皂化是通过用氢氧化钠水溶液或溶于THF(四氢呋喃)中的氢氧化钠来处理酯完成的；但是，在这种情形下这些方法没有产生最佳的结果。在这种情形下，可以通过将所述酯与NaOH/甲醇溶液反应而非常好地完成皂化。皂化后，通过真空干燥回收所述TSC。
在这一合成中所使用的C10二醛和三苯基正膦反应物可以经由不同的途径制备。例如，利用Wittig化学法，从溴乙酸乙酯和呋喃开始制备所述C10二醛。惕各酸是用于制备所需正膦的起始物质。可以通过将不同长度的反应物(例如C14二醛和三苯基正膦)连接在一起来制备不同长度的类胡萝卜素骨架。这一程序导致形成了不同的反式双极性类胡萝卜素盐。也可以进行变化以获得不同的侧基(TSC的侧基有甲基)。
以这种方式制备的TSC在室温以＞10mg/ml的水平溶于水中(用碳酸钠的极度稀释液将pH值调节至8.0)。其它双极性反式类胡萝卜素盐在室温可溶于具有中性或更高pH值的水中。本申请所使用的“可溶于”意指在室温每ml水中溶解的量超过5mg(如以前所提及的那样，类胡萝卜素参考书目指出0.4mg/ml是“非常显著的溶解度”，但是这低于本发明所定义的溶解度)。
B.常规合成类胡萝卜素或与类胡萝卜素相关的结构可以以下方式构建 (3-甲酯基-2-丁烯-1-亚基)三苯基正膦(或当X不是甲基时的相关化合物)是将类异戊二烯单元(或与类异戊二烯相关的单元)添加到对称型类胡萝卜素(或与类胡萝卜素相关的化合物)的两端的关键前体。这一过程可以被无限重复。例如，使用上述的化学方法，反式藏花酸二甲酯可以被还原成相应的对称型二醛。该二醛可以与过量的(3-甲酯基-2-丁烯-1-亚基)三苯基正膦反应以提供相应的二酯。这一合成顺序可以反复地进行重复。
经改良的合成2，7-二甲基-2，4，6-辛三烯二醛(2，7-二甲基辛-2，4，6-三烯-1，8-二醛)为了合成TSC的关键中间体。这一关键的前体有3个双键，因此可能存在几种异构体。对于TSC而言，全反式异构体(E，E，E-异构体)是必需的。常规合成途径包括11个步骤，产率相对较低，且在几个步骤中选择性低(参见实施例1)。结果，必需伴随着该途径使用柱层析来纯化几种中间体。
经改良的合成途径要简单很多(参见以下的反应图式)。美国专利5,107,030(在此，以参考的方式将全部内容并入到本文中)中所描述的三步方法提供了所述二醛的几何异构体的混合物(美国专利5,107,030未注意到这一混合物)。在实施例1中所描述的本发明的方法中，通过几次重结晶从甲醇或乙酸乙酯中获得了96％～97％的所需异构体(全反式或E，E，E-异构体)，产率为59％。
本发明的改良的合成方法包括通过在适当的溶剂中，采用亚磺酸(RSO2H，其中R是C1～C10的直链或支链烷基或芳基(带有取代基的苯基))例如对甲苯亚磺酸，将残留的二醛的异构体混合物通过异构化转化为所需的反式醛(E，E，E)，所述溶剂例如1，4-二噁烷、四氢呋喃或其中的烷基为C1～C10的直链或支链烷基中的一个或两个的二烷基醚。获得了纯的所需二醛的额外8％的产率，将最后一个步骤的总体产率从59％提高到了67％。这一产率的提高十分重要。这一异构化步骤可以加到美国专利5,107,030的方法的第三个步骤中以获得更高的产率。
改良的合成途径 两种不需要的异构体 将不需要的二醛异构化为所需二醛 可以通过将二酯溶解在甲醇中，然后添加碱例如NaOH(此时BTCS的Y是Na+)来完成皂化。或者，可以将所述二酯溶解在已含有碱的甲醇中。典型地，NaOH是水溶液(20重量％～60重量％)，但也可以是固体。可替代甲醇用于溶解所述二酯的有乙醇、丙醇和异丙醇。可以在各种商业途径中完成皂化。可以使用一相或两相体系(一种有机相和一种水相)。
也可以根据上述的方法合成反式藏花酸。
此外，与已经对TSC的报道那样，这些BTCS化合物增加了氧通过水的扩散性(这也将取决于插入到终产物中的疏水部分的特性，例如碳链长度)，因为类胡萝卜素骨架与水的疏水作用被认为是导致了扩散性的增加。
本发明的化合物的配制双极性反式类胡萝卜素盐的浓缩液可以如上述那样通过将其溶解在碳酸钠的极度稀释液中来制备。所得到的混合物然后可以那种方式被使用，或者可以用生理盐水或其它水溶剂进一步稀释。此外，双极性类胡萝卜素盐的溶液可以通过将该双极性类胡萝卜素盐直接溶解在盐溶液中并随后除去任何不溶解的物质来制备。
所述双极性反式类胡萝卜素盐的干燥形式在室温是稳定的，并可以被长期储存。优选地，这种盐的制剂，如果是口服制剂，其在肠道中被吸收而不是在胃中被吸收。
尽管可以单独施用本发明的化合物，它们也可以作为一种药物制剂的一部分而施用。这种制剂可以包括本领域技术人员所已知的药学上可接受的载体以及其它治疗剂(参见下文)。优选地，该制剂不包括抑制本发明的化合物提高氧的扩散能力的化合物。
本发明的化合物和组合物的适当剂量将取决于被治疗情况的严重性。对于“治疗有效”的剂量，其必须具有所需的效果，即增加氧的扩散性。这将反过来使得与氧相关的参数朝着正常值回归。
可以通过任何适当的途径进行施用，所述途径包括口、鼻、局部、胃肠外(包括皮下、肌内、静脉内、皮内和骨内(intraosseus))、阴道或直肠。优选的施用途径将取决于详细情况。在紧急情况下优选用吸入途径进行治疗，此时BTCS必需非常迅速地进入血流中。所述制剂因此包括了那些适于经此类途径施用的制剂(待雾化的液体或粉末)。将意识到优选的途径可以例如随着患者的状况和年龄而发生变化。所述制剂可以方便地以单位剂型例如片剂和持续释放胶囊剂存在，并可以通过药剂学领域所公知的方法进行制备和施用。所述制剂可用于BTCS的即释或缓释或控释。参见例如WO 99/15150的控释制剂(在此以参考的方式将其全文并入本文中)。
适于口服施用的本发明的制剂可以独立单位的形式例如丸剂、胶囊剂、扁囊剂或片剂，以粉末剂或颗粒剂的形式，或以溶液、悬浮液或乳剂的形式存在。适于口服施用的制剂进一步包括锭剂、软锭剂和在适当的基质或液体载体中施用的吸入雾剂。用于局部施用到皮肤上的制剂可以是包含活性剂和药学上可接受的载体的软膏、乳膏、凝胶和糊剂的形式或存在于透皮的贴剂中。
其中载体为固体的适于鼻内施用的制剂包括可以通过鼻通道快速吸入而施用的特定尺寸的粉末。可以施用其中载体为液体的合适制剂，例如鼻内喷雾或滴液。
适于肠胃外施用的制剂包括水性或非水性的无菌注射液，所述注射液可以包含抗氧化剂、缓冲液、抑菌剂和使得该制剂与意向受体的血液等渗的溶质以及水性或非水性的无菌悬浮液，所述悬浮液可以包括悬浮剂和增稠剂。所述制剂可以存在于单位剂量或多剂量的容器中，例如密封的安瓿和小瓶；且可以被冻干，只需要在施用前即刻添加无菌液态载体例如注射用水。注射液和悬浮液可以从无菌的粉末、颗粒和片剂制得。
本发明的化合物和组合物的用途很多种状态受到氧到机体组织的输送的控制或介导。本发明的化合物和组合物可以以相同的有效量用于与藏花酸的所述药学应用相同的药学应用中；参见美国专利4,176,179；4,070,460；4,046,880；4,038,144；4,009,270；3,975,519；3,965,261；3,853,933和3,788,468；这些文献以参考的方式在此全文并入本文中。
已经显示出TSC使得氧通过水溶液的扩散性增加了约30％。TSC增加了缺氧后的哺乳动物中的存活率、增加了缺氧或生理应激后的氧耗、增加了缺氧后的血压、减少了缺氧后血液酸中毒(即减少了血液碱不足、增加了血液pH值和降低了血浆乳酸水平)、减少了缺氧后的器官损伤(例如肝脏、肾损伤)。因此，本发明的化合物对于治疗以低氧(缺氧)为特征的哺乳动物(包括人类)疾病/不适例如其中有呼吸道疾病、出血性休克和心血管疾病、多器官衰竭(例如由于ARDS脓毒或出血性休克所致)、慢性肾衰竭、动脉粥样硬化、气肿、哮喘、高血压、脑水肿、乳头状瘤、脊髓损伤、中风等是有用的。本发明的化合物对于治疗具有上述疾病/不适的患病危险的哺乳动物也是有用的。其它双极性反式类胡萝卜素盐具有相似的特性。这样的化合物也可与其它通常建议用于增加机体中氧利用的方法例如氧疗以及血红蛋白或碳氟化合物一起联合使用。
在本发明的一个实施方案中，在施用氧的同时将BTCS施用给患者。或者，可以一起给予血红蛋白或碳氟化合物、和BTSC。在这些情形中，实现了累加效应。
这些盐中的任一种用于治疗所需的最小剂量是氧的扩散性增加时的剂量。本发明的化合物的有效剂量将取决于所治疗的状态、该状态的严重性、各哺乳动物患者所表现出的阶段和个体特征。但是，剂量将在每公斤体重约0.001mg～约500mg活性化合物的范围内变化，优选在约每公斤体重0.01mg～30mg的范围内变化。优选静脉内施用，但也可以使用其它注射途径例如肌内、皮下或经吸入。可以进行透皮输送或骨内输送，也可以使用口服施用。
呼吸道疾病双极性反式类胡萝卜素盐也可用于治疗急性和慢性呼吸失调。这些被描述成其中动脉氧分压降低的状态，例如其值为60mm Hg～70mm Hg而不是90mm Hg～100mm Hg的正常值。这种急性和慢性呼吸失调包括气肿、极性肺损伤(ALI)、极性呼吸窘迫综合症(ARDS)、慢性阻塞性肺疾患(COPD)和哮喘。
当血液中的氧分压低(这是气肿、ARDS和COPD的症状)时，TSC提高了血液中的氧分压值。提高血液中的氧分压减轻了气肿、ARDS和COPD的许多症状。TSC并不治疗病因但是缓解了由于根本病因引起的氧化性应激和损伤。
出血性休克出血性休克以氧耗减少为标志。双极性反式类胡萝卜素盐通过使得更多氧从红细胞扩散到组织中而增加机体的氧耗。已显示TSC增加处于出血性休克的大鼠的氧耗，而且也显示其抵消休克的其它症状。本发明的化合物使得低血压升高、使加快的心率降低并使在休克过程中发展的血液酸中毒状况逆转。本发明的化合物还降低出血性休克后的器官损伤。
本发明的化合物可以通过吸入、注射或添加至标准复苏液(林格氏乳酸盐或生理盐水)中来施用以用于治疗出血性休克。
心血管疾病在西方文明中，导致死亡的首要原因是缺血性心脏病。死亡可以由心脏收缩能力的逐渐衰退或常常由于心脏突然停止跳动引起。心脏性猝死(SCD)包括从症状开始后的60秒起至随后24小时的一段时期。这些死亡通常是急性冠状动脉闭塞(阻塞)或心室纤维性颤动(可由闭塞导致)的结果。
当供给心肌的氧不足时存在心肌缺血。当冠状动脉血流量非常低时，心肌不能行驶功能并死亡。该肌肉面积被称为被梗塞。最经常地，冠状动脉血流量减少是由于发生在冠状动脉中的动脉粥样硬化所导致的。缺血导致机械性能和电性能被削弱和肌肉细胞损伤，这可能导致致死性心率不齐，称为心室纤维性颤动(VF)。在心室纤维性颤动中，心脏心室的电活性是无序的，所产生的心电图的节律无规律且没有可识别的图形。心室纤维性颤动常常伴随着心肌缺血和梗塞发生，且几乎总是心脏性猝死的原因。双极性反式类胡萝卜素盐在治疗心肌缺血中是有利的。通常是心肌梗塞的先兆的动脉粥样硬化和充血性心脏衰竭也可以用这些盐来治疗。
缺血双极性反式类胡萝卜素盐在治疗其它形式的缺血(组织或器官的血流量不足)例如肾、肝脏、脊髓和脑的缺血(包括休克)也是有利的。
手术手术经常涉及到失血或动脉钳夹(例如旁路手术)，这可能引起缺血。双极性反式类胡萝卜素盐作为用于手术的预处理或作为手术过程中或手术后的处理是有利的。
高血压高血压或血压过高通常与心血管疾病相关。本发明的化合物可用以降低血压。
机能增强BTCS增强需氧代谢，增加在步行、跑步、举重等过程中的氧耗，也增加了耐受性。
创伤性脑损伤创伤性脑损伤之后的缺血使得脑损伤加重。BTCS增加撞击损伤(局部或扩散性损伤)后在脑组织中的氧水平。撞击损伤的例子包括汽车/摩托车事故和跌倒。当使用高氧治疗时，BTCS也增加了到达正常脑组织的氧量。
阿尔茨海默氏病在阿尔茨海默氏病中，BTCS增加脑的氧耗水平，因此减轻了阿尔茨海默氏病的症状。血流量和氧耗下降至低于在非痴呆的老年人中所观察到的水平的约30％，Wurtman，Scientific American，卷252，1985。
BTCS所导致的脑中的氧耗水平的增加也减少了记忆丧失。
糖尿病
BTCS对于治疗糖尿病的并发症例如溃疡、坏疽和糖尿病性视网膜病是有益的。用高压氧呼吸处理能更好地治愈糖尿病性足部溃疡，M.Kalani等，Journal of Diabetes & Its Complications，Vol 16，No.2，153-158，2002。
BTCS同样有助于与低氧压力有关的糖尿病性视网膜病的并发症，Denninghoff等，Diabetes Technology & Therapeutics，Vol.2，No.1，111-113，2000。
其它用途双极性反式类胡萝卜素盐也能用于治疗脊髓损伤、脑水肿、贫血和皮肤乳头状瘤。在所有情形中，它们都减轻了病情，使病情缓解。据信这是使用双极性反式类胡萝卜素盐所导致的氧耗增加的结果。
此外，双极性反式类胡萝卜素盐也能用以增加其它生理学上的重要分子例如葡萄糖、CO2或NO的扩散。BTCS也清除衍生于氧的自由基。
* * * * *以下实施例是说明性的，而非对本发明的组合物和方法的限制。其它对本领域技术人员而言显而易见的通常发生的对众多条件和参数的适当修改和适应性变化也在本发明的精神和范围内。
实施例实施例1反式藏花酸钠的合成 通过将含有共轭碳-碳双键的对称型C10二醛与[3-甲酯基-2-丁烯-1-亚基]三苯基正膦相偶联而合成了反式藏花酸钠。然后将这一产物用NaOH/甲醇溶液进行皂化。
将溶解于乙酸乙酯中的三苯膦(trephenylphosphine，浓度为约2mol/L)缓慢添加到溴乙酸乙酯中。分离并用碱处理后，可以用碘甲烷对该产物进行处理，接着用碱处理以形成正膦。在该情形中，待形成类胡萝卜素骨架的基本化合物可以自环状化合物例如呋喃开始制备。呋喃与溴和甲醇反应，随后经过选择性脱质子化步骤形成单醛。该单醛随后与正膦相偶联。酸性条件使其它二甲缩醛基团脱保护以提供游离的醛。这一化合物随后再次与上述相同的正膦反应以产生二乙基二酯。该酯基被还原为醇，并随后进行氧化(例如用MnO2氧化)得到二醛形式的C10骨架。该二醛随后与由惕各酸制备的正膦进行反应。在酸性条件下用甲醇对所述惕各酸进行酯化以产生甲酯，随后进行溴化步骤。结果形成了烯丙型溴化物异构体，并可利用结晶将其分离出来。随后用氢氧化钠处理所需溴化物而得到所需正膦。然后将该正膦和所述C10二醛溶解在溶剂例如甲苯或苯中，并进行回流。除去溶剂后，所得产物以粉末的形式被分离出来并随后用40％的NaOH/甲醇混合物进行皂化以形成TSC。
***按17个步骤的合成顺序制备反式藏花酸钠1(TSC)，总产率为1.5％。以溴乙酸乙酯、呋喃和惕各酸作为起始物质制备到了总量4.1g的TSC。
从藏花酸二甲酯的皂化而合成了反式藏花酸钠(TSC)，所述藏花酸二甲酯的制备是基于由Buchta和Andree1所报道的总合成。制备藏花酸二甲酯后的合成策略是基于对称型C10二醛(2，7-二甲基辛-2，4，6-三烯-1，8-二醛)与(3-甲酯基-2-丁烯-1-亚基)三苯基正膦的偶联。
尽管最初Buchta和Andree的文章1的标题为“The Total Synthesis oftrans-2，2-Bisdimethyl-crocetin-dimethyl ester and trans-Crocetin-dimethylester″，但该文章并未报道试验细节以及产率。经过对文献的广泛检索后发现了适于生成C10二醛和正膦的各步骤的程序。最后，以溴乙酸乙酯、呋喃和惕各酸作为起始物质按17步骤的顺序制备到了总产率为1.5％的TSC。
利用Wittig化学方法从溴乙酸乙酯2和呋喃3制备所述C10对称型二醛。用三苯基膦和碘甲烷处理溴乙酸乙酯以提供正膦6 a.TPP、EtOAc，92％；b.1N NaOH、CH2Cl2；c.CH3I、CH2Cl2；d.1NNaOH、CH2Cl2。
第一步的产率相当高，为92％。在该顺序中后续步骤的定量由于正膦4和膦鎓盐5的特性因而很复杂。这两种化合物都是非常粘的浆液，当在旋转蒸发器中进行浓缩时产生大量的泡沫。这两种化合物可以被方便地作为二氯甲烷溶液进行处理，正膦6的总产率从定性方面来说是可接受的(估计为超过75％)。
用溴将呋喃开环以提供富马醛双(二甲缩醛)8。3
e.Br2、MeOH、Na2CO3，77％；f.大孔树脂(Amberlyst)15、H2O、丙酮，72％。
在酸性条件下对双(二甲缩醛)8单脱保护4生成了醛9，然后将该醛9与正膦6偶联以45％的产率提供10。使用酸性条件对二甲缩醛10脱保护。用正膦6处理11生成二酯12。所述酯基团被DIBAL-H还原为醇并随后用MnO2进行氧化以生成C10二醛14。通过NMR(核磁共振)数据确定14的反式立体化学。特别地，该化合物的C2对称性提供了13C核磁共振谱中的5个期望的共振，且1H核磁共振谱在δ9.54(1H)、7.07(2H)和1.95(3H)处显示出信号。
g.CH2Cl2，45％；h.大孔树脂15、H2O、丙酮，42％～65％；i.6，CH2Cl2，50％～81％；j.DIBAL-H己烷，75％～81％；k.MnO2、丙酮，26％～58％。
步骤h～k中的产率范围反映了从最初的试研究到规模反应在分离上的改进。
惕各酸15在4个步骤的顺序中被转化为正膦20。对15的Fisher酯化提供了甲酯16。与NBS的反应提供了59％的γ-溴代惕各酸甲酯、和26％的α-溴代惕各酸甲酯的混合物，并且其余物质为未反应的起始物质。基于已报道的文献5期望能形成区域异构体。在以下步骤中，将磷鎓盐的α/γ混合物重结晶以提供所需的γ-膦鎓溴化物19(6)。随后用氢氧化钠处理得到正膦20。
I.H2SO4、MeOH，42％；m.NBS、苯甲酰过氧化物，59％；n.TPP、C6H6，40％；o.NaOH、H2O，81％。
正膦20和C10二醛14通过在苯中回流而相互偶联6。藏花酸二甲酯21以红色粉末的形式被分离出来。甲酯的皂化被证明比预期的要困难得多。用2eq.(当量)NaOH的THF/H2O溶液于室温对酯21进行处理和回流并未使原料发生改变。溶解度看上去是一个很重要的问题，因此添加了吡啶。这确实溶解了大多数的固体，但是使吡啶和2.5N NaOH的混合物进行回流没有产生产物。标准的THF/2.5N NaOH皂化条件对所述酯也没有影响。最后，用40％的NaOH/甲醇回流过夜证明是成功的，生成了橙色固体的TSC 1。

p.C6H6，回流，33％～38％；q.MeOH、40％的NaOH水溶液(aq.NaOH)，58％～65％。
尝试将TSC溶解以得到1H核磁共振谱。但是，TSC事实上不能溶于大多数的常用有机溶剂(氯仿、DMSO、吡啶、甲醇、丙酮和冰醋酸)中。通过红外线(IR)、紫外线(UV)、高压液相色谱(HPLC)和元素分析对从这一程序制备的TSC进行表征。IR显示于1544cm-1和1402cm-1处的特征性吸光度(与共轭的羧酸盐相一致)。UV和HPLC与真实的TSC相一致7。元素分析给出了满意值。
该反应顺序的总产率为1.5％(基于呋喃)。
将该合成详述于下所有试剂和化学制品都购自Aldrich或Sigma，且除非特别指出以接收时的状态使用。溶剂购自Fisher Scientific，为ACS试剂或HPLC级且没有进一步纯化即使用。无水溶剂以Sure/SealTM瓶装形式购自Aldrich，并且直接使用而未进一步纯化。去离子水获自室内Culligan水处理系统。
在Mel-Temp II上获得熔点并未校正。在Perkin-Elmer 1600FTIR分光光度计上测定红外光谱。使用5mm多核探针在JEOL FX90Q分光计上测定核磁谱，所述探针根据样本的特性具有内部或外部氘锁。质子和碳核磁共振化学位移被分别指定为相对于TMS或氘代溶剂。磷核磁共振谱通常在质子去偶模式中进行，该模式中以5％的磷酸水溶液的同轴插入管作为外标。
在配备有火焰离子化检测器和Hewlett Packard 3394A积分仪的Varian 3700气相色谱仪上通过气相色谱进行常规分析以评估反应进程或估计产物组成。用氦载气将1微升溶液注入到15米的DB5柱(0.53mmID和1.5μm膜厚)上，应用温度程序，以20℃/分钟，从50℃升温到250℃，并于250℃保持10分钟。典型地，注射器和检测器的温度通常设定为250℃。
在Baker-flex 2.5cm×7.5cm硅胶平板上进行薄层层析，所述平板根据检测方法的不同具有或不具有荧光指示剂(1B2或1B2-F)。通过紫外线检测展开板上的组分。
元素分析由Quantitative Technologies，Inc.，Whitehouse，N.J进行。
三苯基正膦(4)2(ACL-G29-1)将三苯膦(235.6g，0.90mol)溶解在EtOAc(540ml)中。所有固体全部溶解需要大约30分钟。该过程是吸热的(当环境温度为20℃时，溶液冷却至13℃)。在1.5小时的时期内逐滴加入于EtOAc(400ml)中的溴乙酸乙酯溶液(100ml，0.90mol)。在添加的过程中形成了白色的沉淀物。于环境温度(18℃)搅拌过夜(20h)。
通过用大量的Et2O真空过滤漂洗将固体收集起来。于45℃在真空中干燥过夜以生成3的白色固体356.3g，产率为92.6％(0.83mol)。1H核磁共振与文献报道值一致。
将该固体溶解在二氯甲烷(3L)中，并用1M NaOH(3.6L)在12L的烧瓶中剧烈振荡45分钟进行处理。有机层被分离出来，用额外的二氯甲烷(2×1L)萃取水相。将有机层干燥(MgSO4)并浓缩直至剩下约1L的量。取出少量物质并通过1H核磁共振进行检测，结果发现与文献报道值是一致的。
碘化三苯基膦鎓(5)2(ACL-G29-2)当在冰浴中冷却反应瓶时，用碘甲烷(64.0ml，1.03mol)处理来自ACL-G29-1的物质。当添加结束时(1h)，通过TLC(硅胶，10％MeOH/CHCl3)对反应混合物进行检测，结果显示残留了相当大量的起始物质。除去冰浴，1.5h后通过TLC对反应混合物进行检测，基于主要条带(起始物条带(s.m.streaked))的密实性，看上去反应是完全的。在旋转蒸发器上将反应混合物浓缩，当大多数溶剂被除去时，产物开始起泡沫并蔓延至蒸汽管。产生的膦鎓盐5是一种非常粘稠的浆液，其以二氯甲烷溶液的形式保存以有利于处理。由于5的特性，该物质未定量。
三苯基正膦(6)2(ACL-G29-2A)
一部分5溶解在CH2Cl2(350ml)中，并与1M NaOH(500ml)剧烈搅拌45分钟。有机层被分离出来，用CH2Cl2(2×100ml)提取水相。将合并的有机层干燥(MgSO4)并浓缩以生成8.0g黄色固体6。1H核磁共振谱与文献报道值相一致。
富马醛双(二甲缩醛)(8)3(ACL-G29-3)将无水MeOH(650ml)与呋喃(88.0g，1.29mol)的溶液在氮气中冷却至-45℃。在2.5小时期间以维持-45℃的速率逐滴地加入溴溶液(68.0ml，1.32mol)。允许该红色的溶液在2.5小时期间温度提升至-10℃，并再保持2小时。该反应混合物是淡琥珀色。添加5g Na2CO3生成了相当大量的溢出气体和4℃的放热。用干冰将该反应混合物冷却，将剩余的Na2CO3(总量210g)在50分钟期间内加入。于-10℃保持过夜后(11小时)，去除冷浴且允许所述反应混合物升温至室温并搅拌20小时。
通过真空过滤将盐除去，用维格罗柱真空蒸馏滤出液直至大约除去150ml滤出液。额外的盐被沉淀出来并引起蒸馏罐猛烈暴沸。过滤后，再蒸馏另外150ml，更多的盐从溶液中沉淀出来。剧烈的暴沸再次是一个问题。将蒸馏釜冷却、过滤，用Et2O(400ml)对滤液进行处理并通过真空过滤将沉淀物除去。收集到至少120g的盐(早期产生的盐不经定量而丢弃)。于25℃用水抽气机将大多数Et2O在旋转蒸发器上除去。用维格罗柱重新进行蒸馏，收集到175.2g(产率76.9％)清晰、无色的液体8，沸点86-92℃/9托(文献为85-90℃/15托)。1H核磁共振谱与所期望的产物一致。GC分析81.9％纯。
富马醛单(二甲缩醛)(9)4(ACL-G29-4)将富马醛双(二甲缩醛)8(5.29g，0.03mol)溶解在丙酮(120ml)中。相继加入H2O(1.80ml)和大孔树脂15(1.20g)。将该混合物剧烈搅拌5分钟，然后进行过滤以除去树脂。在这段时间中，溶液从无色转变为黄色。滤液在旋转蒸发器上于室温浓缩，浅褐色残留物在kugelrohr(37℃/200毫托)上蒸馏以生成2.80g黄色液体9，产率71.8％。当最初蒸馏釜发生暴沸时，丢失了少量的物质。1H核磁共振谱与所期望产物一致，GC分析指示为80％纯。
(ACL-G29-7)将富马醛双(二甲缩醛)8(72.1g，0.41mol)溶解在丙酮(1600ml)中。添加H2O(25.0ml)和大孔树脂15(16.7g，用丙酮预洗涤)。将该混合物剧烈搅拌5分钟，然后进行过滤以除去酸性树脂。该反应混合物呈浅黄色，较先前大规模制备物更加浅。GC分析显示为34.5％的产物和46.1％起始物。用树脂再处理5分钟。GC分析显示为59.5％的产物和21.7％起始物。用树脂再处理10分钟(总时间为20分钟)。GC分析显示73.9％的产物和2.0％起始物。于室温下，将滤液在旋转蒸发器进行浓缩以提供一种褐色的油54g。真空蒸馏生成了一种黄绿色的油34.48g。GC分析显示为64.7％纯(8.22分钟)，带有17.5％(9.00分钟)和6.9％(9.14分钟)的主要杂质。净回收产量为22.3g(0.17mol)。通过GC对前馏分进行分析，结果显示是非常不干净的物质。
(ACL-G29-13)将大孔树脂15(8.61g)在丙酮(100ml)中搅动30分钟并通过过滤进行收集。将缩醛8(35.0g，0.16mol)溶解在乙腈(620ml)中，并同时进行机械搅拌，加入酸性树脂和去离子水(10.0ml，0.55mol)。通过TLC(10∶3，正己烷∶Et2O)对该反应过程进行监控，15分钟后大多数的起始物质已被转化。20分钟后，仅检测到微量的二甲缩醛。通过过滤将树脂除去，并在40℃的温度在旋转蒸发器上对滤液进行浓缩。将该粗制产物加载到Biotage柱(7.5×9.0cm)上，用含有15％Et2O的己烷进行洗脱以得到产物19.8g，产率65％。
6，6-二甲氧基-2-甲基己-2，4-二烯酸酯(10)2(ACL-G29-5)将内鎓盐6(7.80g，22mmol)溶解在二氯甲烷(65ml)中。加入富马醛单(二甲缩醛)9(2.80g，17mmol)溶液并将该溶液搅拌过夜。于减压条件下，在旋转蒸发器上除去溶剂。粗产品的1H核磁共振指示存在所需产物。一旦静止下来就生成晶体(推测为氧化三苯基膦)。将该固体(通过真空过滤干燥后为14.1g)在石油醚中混为浆液并进行过滤。将滤液浓缩以生成一种带有固体沉淀物的黄色的油，将该沉淀物溶解于二氯甲烷(15ml)中并在Biotage 4cm×7.5cm柱上进行色谱，用二氯甲烷进行洗脱以生成了1.8g黄色的油10，产率为50％。该黄色的油的1H核磁共振谱与文献报道值相一致，但是残留了微量的二氯甲烷(0.75eq)，因此将该物质置于旋转蒸发器上45分钟。质量减少至1.5g，产率40.6％，且二氯甲烷共振消失。GC分析的主要峰产生在12.6分钟，87.5％(50℃，保持5min，20℃/min升温至250℃的最终温度)。
(ACL-G29-6)将内鎓盐6的溶液(59.2g，0.16mmol)溶解在二氯甲烷(650ml)中，将该溶液在冰浴中冷却并加入9(25.7g，0.19mol)的溶液。将该溶液搅拌过夜使冰浴得以融化。TLC(正己烷∶Et2O，10∶3)表明至少有3种其它的化合物展开后与产物非常靠近处。通过GC分析对醛进行检测的结果表明为50％纯。将溶剂除去以生成固体/油的混合物。
(ACL-G29-8)将内鎓盐6(59.2g，0.16mmol)和缩醛9(0.19mol)在二氯甲烷(1.1L)中偶联并如上述进行处理得到80g黄绿色的油。将一部分粗反应混合物(最初的80g中的4.13g)置于库式蒸馏器(kugelrohr)上并在50℃/250毫托的条件下进行蒸馏。浓缩获得2.28g的无色的油，1H核磁共振表明其为初始的醛，而1.85g的产物10仍保留在蒸馏釜中。在50℃/200毫托的条件下进行库式(kugelrohr)蒸馏从大量的粗产物中除去挥发性成分(净重35g)。
2-甲基-6-氧代-己-2，4-二烯酸乙酯(11)2(ACL-G29-9)将来自试验蒸馏釜的缩醛10(ACL-G29-8，1.85g，9mmol)溶解在丙酮(33ml)中。加入去离子水(0.50ml)和大孔树脂15(0.35g，以丙酮预洗涤)。搅拌该混合物20分钟。过滤并在旋转蒸发器上进行浓缩以生成1.53g黄绿色的油。在4.5cm×7cm的Biotage柱上进行色谱，并用含有15％Et2O的己烷进行洗脱。这一体系提供的是不完全的分离，但是分离出0.32g的主要产物，并对之进行分析；1H核磁共振谱与文献值相一致，IR(1711，1682cm-1)与所需产物相一致。GC 95.6％。回收到另外的0.35g产物，但是其或多或少地掺杂有极性物质。1H核磁共振谱显示为相当干净的物质。GC 90.6％。产率42％。
2，7-二甲基辛-2，4，6-三烯-1，8-二酸二乙酯(12)2(ACL-G29-10)将来自G29-9的醛11(0.65g，3.5mmol)溶解在二氯甲烷中并进行磁性搅拌。加入内鎓盐(1.59g，4.4mmol)。该淡黄绿色溶液在几分钟内变为深暗的黄色。10分钟后进行TLC，结果表明起始物质几乎被完全消耗。搅拌20小时后，通过部分填充硅胶的移液管对反应混合物(褐色的溶液)过滤。将滤液浓缩以产生褐色的固体。用少量CHCl3将该固体溶解在含有5％Et2O的己烷中。在4cm×7.5cm的Biotage柱上进行色谱，用含有5％Et2O的己烷进行洗脱。分离出0.45g白色结晶固体的主要产物，产率50％。1H核磁共振谱与文献报道数据相一致。
(ACL-G29-14)色谱纯化后，如上所述制备21.8g的额外量的12，产率为81.6％。1H核磁共振谱与所需产物相一致。
2，7-二甲基辛-2，4，6-三烯-1，8-二醇(13)2(ACL-G29-11)将二酯12(0.45g，1.8mmol)溶解在无水己烷(15.0ml)中。看上去好像一些物质溶解了，但是该混合物非常混浊。当在-78℃浴中冷却该混合物时，更多的物质开始从溶液中显露出来。将纯的DIBAL-H(2.50ml)溶解在无水己烷中(总体积10.0ml)，并且当在干冰浴中冷却所述二酯时其中的一部分(大约2ml)被不明显地虹吸到反应混合物中。添加额外量的DIBAL-H溶液直至添加的总量达5.0ml(6.7mmol)。将该CO2浴升温。搅拌2小时50分钟后，TLC表明所述二酯被完全消耗。浴温被调节至-20℃，允许在20分钟内升温至0℃。用H2O/硅胶(2ml/7g)混合物处理30分钟。加入K2CO3和MgSO4。过滤以除去固体并用二氯甲烷进行彻底漂洗。进行浓缩以生成0.14g的白色固体，产率50％。注TLC Rf＝0.21(5％MeOH/CHCl3)极性很强。用二氯甲烷漂洗可能不足以回收到全部产物。1H核磁共振谱与文献报道值相一致。
(ACL-G29-15)将所述二酯(5.4g，21mmol)溶解在无水己烷中(175ml，低溶解度)，在-78℃浴中进行冷却并用DIBAL-H溶液(14.5ml，50ml无水己烷中)处理35分钟。在添加过程中观察到气体剧烈产生。所得浆液的颜色最初从白色变为暗黄色，当加入额外的DIBAL-H时，样色变浅。在2小时内使升温至-40℃，然后转移至-28℃浴中过夜。用H2O/硅胶(4ml/14.4g)的均质混合物处理该反应混合物30分钟。加入MgSO4(7.5g)和K2CO3(5.1g)，并将该反应混合物从冷却浴中移走。搅拌20分钟，然后在烧结的玻璃漏斗中进行过滤。用二氯甲烷洗涤所得固体，这使得形成相当大量的沉淀物。当放置于旋转蒸发器上时进行升温而溶解了沉淀出的固体。用EtOAc(4×75ml)洗涤残留在烧结的玻璃漏斗上的固体并浓缩滤液。
CH2Cl2漂洗提供了1.7g浅黄色固体，1H核磁共振与文献报道值相一致；EtOAc漂提供了1.0g乳白色的固体，1H核磁共振与文献报道值相一致；共回收了2.7g，产率75％。
(ACL-G29-17)于N2中将所述二酯(16.4g，6.5mmol)在无水己烷(500ml)进行搅拌，并冷却至-78℃。在1小时期间加入DIBAL-H(45ml，253mmol)的己烷(150ml)溶液。使升温至-30℃并搅拌过夜(总时间17.5小时)。加入H2O/硅胶(12.3g/43.7g)的均质混合物，手动涡旋该混合物45分钟。加入K2CO3(15.5g)和MgSO4(23.5g)。再涡旋30分钟。在烧结的玻璃漏斗中进行过滤，用二氯甲烷进行漂洗(形成ppt级，推测是由蒸发式冷却所致)，并浓缩滤液。用EtOAc(约100ml一份，总体积2L)洗涤该固体几遍并与原始滤液合并。浓缩以生成8.9g的黄色固体，粗产率81％。1H核磁共振谱与所需产物相一致。
2，7-二甲基辛-2，4，6-三烯-1，8-二醛(14)2(ACL-G29-12)
在N2中在冰浴中冷却MnO2(7.80g，90mmol)浆液。通过移液管加入作为丙酮溶液(5.0ml)的二醇13(0.14g，0.8mmol)溶液。将额外的2.0ml丙酮用以漂洗烧瓶并完成转移。搅拌该反应混合物的同时允许冰浴融化过夜。通过过滤经Hyflo将固体除去并进行浓缩以产生黄色固体。用最小量的CHCl3将该物质溶解在10％的Et2O/己烷中，并将其施加到硅胶柱(30mm×190mm)上并用10％的Et2O/己烷洗脱。当洗脱该产物时，可以跟踪作为黄色带的该产物，分离到37mg浅黄色固体14，产率26％。1H核磁共振谱与文献报道值相一致。
(ACL-G29-16)在N2中在冰浴中冷却二醇13(2.70g，16mmol)的丙酮(500ml)溶液，在20分钟期间内一份一份地加入MnO2(60.0g，0.69mol。当将该反应混合物搅拌过夜时，允许冰浴融化。经Hyflo过滤该反应混合物，并浓缩滤液以产生1.6g的黄色固体，粗产率61％。1H核磁共振谱与文献报道值相一致。将该粗制的黄色固体溶解在二氯甲烷中(同时添加少量含有10％Et2O的己烷)，并装填到4×7.5cm Biotage硅胶柱上。先用含有10％醚的己烷(1L)洗脱，然后用极性增强的含有15％Et2O己烷(1L)和含有20％Et2的己烷(0.5L)洗脱。回收到1.0g黄色固体，产率38％。1H核磁共振谱与所需产物相一致。
(ACL-G29-21)在N2中在冰浴中冷却溶于丙酮(500ml)中的二醇(9.31g，60mmol)溶液。加入MnO2(100g，1.15mol)，并搅拌该反应混合物过夜同时允许冰浴融化。24小时后通过红外线检测，发现形成了显著量的产物，但仍存在相当多的醇。添加额外50g氧化剂并继续再搅拌过夜。过滤一部分的反应混合物并通过1H核磁共振进行检测，根据起始物质的消耗，该反应看上去已经完成。经Hyflo垫过滤余下的反应混合物，并用丙酮彻底地漂洗。浓缩以生成深黄色的固体。与40ml苯共沸后于40℃在真空中干燥5小时，然后于室温过夜。回收量为5.28g，产率58％。1H核磁共振和红外线光谱与所需产物相一致。
惕各酸甲酯(16)
在装有架设的搅拌器、冷凝器和温度计的2L的三颈烧瓶中，将溶于900ml甲醇中的惕各酸15(89.8g；0.9mol)和5ml浓硫酸(0.09mol)溶液加热回流20小时。将该溶液冷却至25℃，并在旋转蒸发器上于30℃和27in Hg真空的条件下气提过量的甲醇。对回收的甲醇蒸馏物的GLC分析表明产物位于塔顶馏分(overheads)中。将所得的两相、浅褐色浓缩物溶解在500ml乙醚中，并相继用250ml水、250ml 10％碳酸氢钠水溶液和250ml饱和盐水洗涤。通过无水碳酸钾干燥该醚溶液，将其过滤并在旋转蒸发器上于25℃和17in Hg真空的条件下气提以生成43.6g(产率42％)接近无色的油的粗惕各酸甲酯。GLC分析显示出了一种主要的挥发性产物，相对起始的惕各酸的滞留时间3.8分钟其滞留时间为2.7分钟。在CDCl3中进行的质子核磁共振显示出了伴随微量的乙醚污染的期望信号1.79ppm(d，3H)，1.83(s，3H)，3.73(s，3H)，6.86(q，6.6Hz)。IR(纯KBr)在1718cm-1处的酯羰基。该油的使用与在下一步骤中的使用相同。
γ-溴惕各酸甲酯(17)5在配备有高架搅拌器、温度计和冷凝器的1L的四颈烧瓶中，将溶于500ml四氯化碳中的粗制惕各酸甲酯(43.6g；0.38mol)、N-溴丁二酰亚胺(68g；0.38mol)和70％的苯甲酰过氧化物(5.34g；0.015mol)的搅拌混合物加热回流两小时。冷却至20℃后，吸滤出不溶的丁二酰亚胺(38.1g，100％回收)。用250ml水洗涤滤液3次，通过MgSO4干燥，然后在25℃、26in Hg真空的条件下于旋转蒸发器上进行气提以生成78.8g的黄色的油。在CDCl3中对该油进行的质子核磁共振产生了复杂的核磁共振谱。用于所需γ-溴代酯的亚甲基质子被归属于以4.04ppm(8.6Hz)为中心的双峰，而α-溴代异构体的相同质子被归属于4.24ppm处的单峰。这些信号的质子积分以及从1.6ppm至2.0ppm的甲基多重峰暗示了以下组成(mol％)γ-溴代酯59％α-溴代酯26％起始物质15％
将这一粗制的油不进行任何纯化而用于下一步骤中。
也仅使用0.87当量的N-溴丁二酰亚胺，以0.05mol的规模，在其他条件相同的情况下进行这一反应。基于其质子核磁共振谱，估计这一粗制的油的组分为52％的γ-溴代酯、24％的α-溴代酯和23％未反应的惕各酸甲酯。对这一油进行的GLC分析略更复杂，显示出了其它的次要成分。
γ-溴惕各酸甲酯的三苯基膦鎓盐(19)6在配备有温度计、100ml的恒压加料漏斗和连接到静态氮系统的冷凝器的2L的四颈烧瓶中，在1.75小时期间内逐滴加入溶于350ml苯中的三苯基膦(95g；0.36mol)来处理溶于350ml苯中的粗制γ-溴惕各酸甲酯(78.8g)的搅拌溶液。在其它环境条件下，该混合物的温度是放热的从24℃稍升至27℃。添加后，剧烈搅拌该反应混合物过夜以提供一种白色固体的浆液，该浆液含有粘附到所述烧瓶壁上的微黄色的胶。将该白色固体吸滤到烧结的玻璃漏斗上，而不破坏所述微黄色的胶。用100ml苯洗涤所述烧瓶两次并将洗涤液倾倒在过滤器上。用50ml苯洗涤滤饼，然后用50ml己烷洗涤滤饼两次。在环境温度下将湿滤饼在真空烘箱中干燥5.5小时。在加热的条件下将干燥的白色粉末[93g；mp＝125℃(分解(dec.))]溶解在150ml乙腈中得到清澈的黄色溶液。将300ml乙酸乙酯添加到这一热溶液中，在添加了约100ml乙酸乙酯后该产物开始结晶。将烧瓶保存在冰箱中过夜。吸滤产物并用最小量的比例为1∶2的乙腈和乙酸乙酯溶液洗涤；45.0g，mp＝187℃～190℃(分解)，文献mp＝183℃(分解)。
从10ml乙腈和20ml乙酸乙酯中重结晶反应烧瓶中的胶粘固体。同样，额外的固体从苯母液中过夜沉淀出来。以相同的方式过滤和重结晶这些固体。将两个样本都冷冻2小时，并进行吸滤以得到额外13.3g的产物。
在旋转蒸发器上气提该苯滤液，将黄色的油溶解在10ml乙腈中，并用20ml乙酸乙酯进行沉淀。将浆液保存在冰箱中过夜以得到作为白色固体的额外产物；4.6g，m.p.185℃～187℃(分解)。所需的作为白色固体的膦鎓盐的总产量为62.9g或基于粗制惕各酸甲酯的产率为36.2％。质子核磁共振(CDCl3，TMS)ppm 1.55(d，4Hz，3H)，3.57(s，3H)，4.9(dd，15.8和7.9Hz，2H)，6.55(宽q，6.6-7.9Hz，1H)，7.4-7.9(m，15H)。质子去偶的磷核磁共振(CDCl3，5％H3PO4水溶液同轴外标)22.08ppm。局部碳核磁共振(CDCl3)CO2CH3(166.6ppm，d，JCP＝3Hz)，烯属CH(117.5ppm，d，JCP＝86.1Hz)，CO2CH3(52.0ppm)，Ph3P-CH2(25.4ppm，d，JCP＝50.6Hz)和CH3(13.4ppm，d，JCP＝2.4Hz)。部分IR(KBr片)酯羰基在1711cm-1处。
三苯基正膦(20)6在25℃在配备有架设的搅拌器、加料漏斗和温度计的5L的五颈烧瓶中，将溶于250ml水中的氢氧化钠(5.12g；0.128mol)溶液在41分钟期间逐滴加入到剧烈搅拌的溶于2,500ml水中的γ-溴惕各酸甲酯的三苯基膦鎓盐(58.3g；0.128mol)溶液中。在室温下搅拌该黄色的浆液10分钟，然后进行吸滤。用1,800ml水洗涤滤饼，然后用氮气层在过滤器上充分干燥。然后于室温和27”Hg真空的条件下，将该黄色的固体在真空干燥器中在P2O5上干燥过夜，得到35.3g(产率73.7％)。mp＝145℃-150℃。文献mp＝145℃-165℃。在CDCl3中进行的质子去偶的磷核磁共振显示出位于17.1ppm和21.1ppm处的两个峰，比率为93∶7。质子核磁共振(CDCl3，TMS)ppm 1.89(s，3H)，3.58(s，3H)，7.3-7.8(m，17H)。在这核磁共振谱中也能在1.74ppm处看见一个小但却可检测到的单峰，该单峰归属于杂质。这一固体不进行纯化而用于下一步骤中。
藏花酸二甲酯(21)6(ACL-G29-18)将二醛14(0.48g，2.9mmol)加入100ml的圆底烧瓶中。加入20ml苯并通过磁力搅拌将固体溶解。加入内鎓盐，用额外的10ml苯将该化合物洗涤到该烧瓶中。升温进行剧烈回流6小时。将该反应混合物冷却过夜。与文献报道相反，形成非常少量的固体。浓缩该反应混合物，将残余物溶解于30ml MeOH中并煮沸30分钟。一冷却至室温就通过真空过滤收集固体。通过将20mg该固体溶解到0.5ml CDCl3中制备核磁共振样本，有些令人吃惊的是这必需用加热枪升温以完全溶解。记录1H核磁共振谱并发现该共振谱与所需产物相一致。剩下的物质被溶解在热的苯中并进行过滤，将滤液浓缩并溶解于MeOH中，在冰浴中冷却并收集到334mg红色固体，产率33％。这一物质并未显示出比最初分离到的物质更易溶。
(ACL-G29-18A)在N2中将二醛14(5.78g，35mmol)溶解在300ml苯中。加入内鎓盐20(35.3g，94mmol)，将混合物升温回流6小时，形成暗红色的溶液。将该反应混合物冷却过夜后，通过真空过滤收集红色固体并用甲醇进行漂洗。将其转移至500ml RBF中并以约65ml甲醇回流30min。冷却并收集红色固体。用冷的甲醇漂洗并在真空中进行干燥以得到3.00g红色固体21。1H核磁共振和IR谱与所需产物相一致。
在旋转蒸发器上浓缩最初的滤液(来自反应混合物)，将深色残留物溶于100ml甲醇中并回流40分钟。在冰浴中冷却并通过真空过滤收集到红色固体。用冷的甲醇漂洗并在真空中进行干燥，得到1.31g红色固体21。1H核磁共振谱与所需产物相一致。
将滤液合并、浓缩，并溶于75ml甲醇中，于室温放置过夜。通过真空过滤回收红色固体0.38g。1H核磁共振谱与所需产物相一致。
在所述滤液中形成了更多固体。通过真空过滤进行分离以得到0.127g红色固体。IR结果由于前面相一致。总回收4.89g，产率39％。
用THF/NaOH进行皂化尝试(ACL-G29-19)加入于THF(2ml)和1N NaOH(0.56ml，2eq)中的二酯21(100mg，0.28mmol)的搅拌悬浮液。在室温下搅拌过夜。TLC只显示出起始物质。升温进行回流，几小时后未发生变化。加入6ml THF以试图溶解更多的固体，但这似乎并不起作用。继续回流过夜。加入更多THF(约6ml，TLC只显示出起始物质)，再回流过夜。浓缩并通过1H核磁共振进行检测，结果只显示起始物质(基于甲基和甲酯的综合考虑)。溶解在10ml吡啶中，同时在加热罩中进行升温。加入2.5N NaOH(1.0ml)。几分钟后该暗橙色溶液变为深红色。移去加热罩，开始形成固体，重新加上罩30分钟，然后在室温搅拌过夜。在高度真空中进行浓缩。残留物不溶于氯仿、DMSO、吡啶，微溶于水。IR(石蜡糊)显示出起始材料的C＝O吸光特性。
用2.5N NaOH和THF进行皂化(ACL-G29-20)将二酯21(37mg，0.10mmol)称重并加入烧瓶中并在4ml乙醚中进行搅拌。溶剂呈橙色时仍存在固体。加入1ml的2.5N NaOH并升温以进行回流。半小时后，大多数醚已蒸发。用THF(3ml)替换该醚，并继续回流几小时。通过真空过滤收集固体，用去离子水漂洗然后在真空烘箱中进行干燥。IR只显示出起始物质。
用40％NaOH进行皂化(1)(ACL-G29-22)将二酯21(32mg，8.9mmol)称重并加入烧瓶中并在甲醇(1.5ml)中进行搅拌。溶剂呈橙/红色时仍存在固体。加入1.5ml 40％NaOH并升温以进行回流17小时。冷却至室温后，通过真空过滤收集橙色固体并用去离子水进行漂洗。于40℃条件下，在真空中进行干燥以得到21mg橙色粉末1，产率59％。IR(KBr片)3412cm-1，1544cm-1，1402cm-1，该化合物可能是吸湿性的，高磁场羰基位移与共轭作用相一致。
(ACL-G29-22A)用35mg二酯1重复回流15小时。在冰浴中冷却该反应混合物，通过真空过滤进行收集并用冷却的去离子水进行洗涤。于40℃条件下在真空中进行干燥。回收到25.5mg橙色固体1，产率65％。
(ACL-G29-23)将二酯21(0.48g，1.3mmol)溶于甲醇(15.0ml)和40％氢氧化钠(15.0ml)中并加热以进行回流。大约2小时后，该非均相的红色混合物变为橙色。6小时后停止加热，使该混合物冷却过夜。通过真空过滤收集橙色固体并用冷却的去离子水进行洗涤。在真空中进行干燥，得到0.36g松散的橙色固体，产率68％。
(ACL-G29-24)
将二酯21(1.10g，3.1mmol)置于100ml的回收瓶中并在甲醇(20ml)和40％NaOH(20ml)中加热回流12小时。在冰浴中冷却后，通过真空过滤收集橙色固体并用去离子水进行漂洗。在真空中进行干燥得到1.4g产物，产率100％。C20H22O4Na2-0.4H2O的分析计算值C，63.29；H，6.05；Na，12.11；H2O，1.90。实测值C，63.41；H，6.26；Na，11.75；H2O，1.93。
(ACL-G29-25)在甲醇(80ml)和40％NaOH(60ml)中将二酯21(3.00g，8.4mmol)回流12小时。如上述分离到2.7g橙色固体产物，产率80％。C20H22O4Na2-0.4H2O的分析计算值C，63.29；H，6.05；Na，12.11；H2O，1.90。实测值C，63.20；H，6.00；Na，11.93；H2O，1.81。将样本ACL-G29-23、ACL-G29-24和ACL-G29-25在玛瑙研缽上研磨并将它们合并为ACL-G29-A。
参考文献1.E.Buchta和F.Andree Naturwiss.1959，46，74；2.F.J.H.M.Jansen，M.Kwestro，D.Schmitt，J.Lugtenburg Recl.Trav.Chim.Pays-Bas 1994，113，552；3.R.Gree，H.Tourbah，R.Carrie Tetrahedron Letters 1986，27，4983；4.G.M.Coppola Syn.Commun.1984，1021；5.D.S.Letham和H.Young Phytochemistry 1971，10，2077；6.E.Buchta和F.Andree Chem.Ber.1960，93，1349。
实施例2反式降胭脂树酸(norbixinate)钾的合成 通过将含有共轭的碳-碳双键的对称型C20二醛与[1-(乙酯基)亚甲基]三苯基正膦相偶联合成反式降胭脂树酸钾。该化合物的制备与先前所列的对反式藏花酸钠的制备相类似，不同之处在于用合适的环状结构替换起始物质呋喃。然后用KOH/甲醇溶液对这一产物进行皂化。
实施例3更长的BTCS的合成 通过将含有共轭的碳-碳双键的对称型C10二醛加入到过量的[3-甲酯基-2-丁烯-1-亚基]三苯基正膦中来合成上述化合物。该化合物的制备与先前所列的对反式藏花酸钠的制备相类似，不同之处在于用合适的环状结构替换起始物质呋喃。然后用例如色谱这样的程序分离该反式40-碳产物。然后用NaOH/甲醇溶液对这一产物进行皂化。
实施例4通过吸入施用TSC经吸入途径对大鼠施用TSC。直接将TSC送入10只大鼠的肺部。这是通过将管子插入到气管中并用约3ml～6ml的空气对0.2ml的TSC溶液(溶于稀碳酸钠溶液中的TSC)进行雾化完成的。对于所有的研究剂量(0.5mg/kg～2mg/kg)，在给药后1分钟内约20％的药物存在于血流中。对于0.8mg/kg～1.6mg/kg的剂量，所述药物在血流中存在至少2小时。
实施例5改良的合成方法2-丁烯基-1，4-二膦酸四乙酯的制备
给250ml的三颈烧瓶配备涂覆有特氟隆的热电偶、60ml的恒压添料漏斗和简单的蒸馏头。在氮气环境中，用受JKem控制器控制的加热罩于140℃加热纯的亚磷酸三乙酯(59ml；0.344mol)。在93分钟的期间内，在134℃～144℃的条件下，逐滴加入反式1，4-二氯-2-丁烯(26.9g；0.215mol)和亚磷酸三乙酯(35ml；0.204mol)的溶液。然后将该澄清的溶液在氮气中于140℃保存。37分钟后，对于1ml乙酸乙酯中的等分试样(1滴)进行气相色谱分析，结果显示出所需产物、中间产物和两种起始物质。
于140℃进行15.5小时后，等分试样(0.5ml EtOAc中的1滴)的气相色谱分析显示出所需产物，且没有可检测到的起始二氯化物或中间产物。16小时后，在氮气中将该浅黄色溶液冷却至室温。在带有双球式接收器的库式蒸馏器中对该浅黄色的油进行蒸馏，并在于25℃～100℃和0.1托～0.2托的条件下在干冰-丙酮浴中将球式接收器进一步进行冷却以获得作为前馏分的无色的油(14.8g)。气相色谱显示在库式蒸馏罐中仅有产物。在140℃和0.1托～0.15托的条件下在库式蒸馏器中对这一浅琥珀色的油进行蒸馏而得到66.45g的无色油形式的蒸馏物(产率94.1％)。气相色谱显示只有一种挥发性组分。GC-MS分析表明这一组分即为所需产物，在328m/z处给出小的分子离子峰，在191m/z处给出基础离子