(4-(5-氨基-4-苯基嘧啶)-2-基)哌嗪)-1-酮類衍生物的合成

易雪靜，鄧蘭青，2

(1.洞庭湖區(qū)特色中藥材綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室岳陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南岳陽(yáng) 414000;2.中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083)

2-哌嗪基-4-苯基嘧啶類化合物在醫(yī)藥中是重要的中間體，具有良好的生理活性和藥物活性。最近有研究表明，一些2-哌嗪基-4-苯基嘧啶類化合物可作為4-取代脯氨酸酰胺的二肽抑制劑，用于2型糖尿病的治療［1］。有些2-哌嗪基-4-苯基嘧啶類化合物還具有殺菌、鎮(zhèn)痛等活性作用，可用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等慢性炎癥性疾病的治療［2-3］，以及抗腫瘤［4］、抗精神抑郁［5］和哮喘等過(guò)敏性疾病［6］的治療。因此，2-哌嗪基-4-苯基嘧啶類化合物的合成在藥物的研發(fā)中顯得非常重要，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。

孟啟等以苯乙酮和苯胺衍生物為原料，利用活性結(jié)構(gòu)拼接的方法，合成了一系列2-哌嗪基-4-苯基嘧啶衍生物，但反應(yīng)過(guò)程中甲苯作溶劑，反應(yīng)操作困難、副產(chǎn)物較多，不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化［7］。蔣達(dá)洪等以巰基乙酸為原料，經(jīng)酯化、加成、縮合等五步反應(yīng)設(shè)計(jì)合成了5個(gè)含哌嗪基7-溴噻吩并［3，2-d］嘧啶類化合物。該法操作簡(jiǎn)單，但總收益率較低，僅在24% ～30%［4］。

本課題組研究以羧酸(1a～f)和4-芳基-2-(哌嗪-1-基)嘧啶-5-胺(2a～c)為原料，采用 2-(7-氮雜-1H-苯并三氮唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)為胺酸羧合劑，設(shè)計(jì)合成了一系列(4-(5-氨基-4-苯基嘧啶)-2-基)哌嗪)-1-酮類衍生物(3a～j)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

甲醇、二氯甲烷、甲苯、四氫呋喃、、二氧六環(huán)等均為分析純。

Bruker-AV400型核磁共振儀;Aglilent 6000LC/MS液質(zhì)聯(lián)用儀;WFH-203型三用紫外分析儀;X-4數(shù)字顯微熔點(diǎn)儀。

1.2 化合物3a～3j的合成

合成路線如下:

對(duì)于3，4-二甲氧基苯甲酸(1a)、2-甲氧基煙酸(1b)、環(huán)戊乙酸(1c)、2-(2-甲氧基苯基)乙酸(1d)、2-甲基丁酸 (1e)、2-(2，3-二氫-1H-茚-1-基)乙酸(1f)這6種羧酸與3個(gè)環(huán)狀仲胺(2a，2b，2c)的?；磻?yīng)，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后，確定最佳反應(yīng)條件為:以2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)為縮合劑。分別稱取1.25 mmol酸(1a～1f)置于18個(gè)圓底燒瓶中(附上標(biāo)簽1a-2a，1a-2b，1a-2c，1b-2a，1b-2b，1b-2c，1c-2a，1c-2b，1c-2c，1d-2a，1d-2b，1d-2c，1e-2a，1e-2b，1e-2c，1f-2a，1f-2b，1f-2c)，依次加入 6 mL無(wú)水 DCM，對(duì)應(yīng)稱取1.00 mmol的胺(2a～2c)，依次向各個(gè)反應(yīng)瓶加入2.00 mmol的三乙胺，于室溫下攪拌，反應(yīng)1 h，然后再向上述反應(yīng)瓶中加入1.50 mmol的HATU，攪拌，室溫下反應(yīng)7 h。反應(yīng)結(jié)束后，用0.10 mol的NaOH水溶液洗滌，再用DCM萃取，有機(jī)層經(jīng)無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾，濾液減壓蒸除溶劑，再將其真空下干燥10 h，粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠柱層析分離(DCM∶MeOH=15∶1)，得到10個(gè)目標(biāo)產(chǎn)物(3a～j)。

化合物3a:(4-(5-氨基-4-(3，5-二氟苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(3，4-二甲氧基)苯甲酮，淡黃色固體，354.9 mg，收率 78%，LC-MS分析純度 100%，m.p.625.36 ℃，分子式 C23H23F2N5O3，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:3.37(t，J=12，4H，CH2)，3.59(t，J=8，4H，CH2)，3.84(s，6H，CH3)，6.29(s，2H，NH2)，6.61(t，J=10，1H，CH)，7.18(d，J=8，1H，CH)，7.32(d，J=10，2H，CH)，7.50(d，J=10，1H，CH)，7.63(s，1H，CH)，8.02(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:50.2，51.9，56.3，104.5，111.5，111.8，114.3，120.2，130.8，131.4，136.4，145.2，149.7，150.9，152.4，165.3，168.8;ESI-MS m/z(%):456.2(［M+1］+，100)，457.1(［M+2］+，33.2)。

化合物 3b:(4-(5-氨基-4-(3，5-二氟苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(3-(2-甲氧基)吡啶)甲酮，淡黃色固體，319.5 mg，收率75%，LC-MS分析純度100%，m.p.644.61 ℃，分子式 C21H20F2N6O2，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:3.29 ～ 3.40(m，8H，CH2)，4.08(s，3H，CH3)，6.29(s，2H，NH2)，6.64 ～ 6.65(m，2H，CH)，7.29(s，2H，CH)，7.45(d，J=10，1H，CH)，8.02(s，1H，CH)，8.21(d，J=8，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:49.8，51.6，53.8，104.8，111.7，112.3，122.2，131.3，136.5，139.4，145.5，152.4，163.8，165.1，169.2;ESI-MS m/z(%):427.1(［M+1］+，100)，428.1(［M+2］，29.4)，214.2(［1/2M+1］+，30.4)。

化合物3c:(4-(5-氨基-4-(3，5-二氟苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(2-環(huán)戊基)乙酮，白色固體，332.8 mg，收率83%，LC-MS分析純度 100%，m.p.517.8 ℃，分子式 C21H25F2N5O，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:1.33 ～1.75(m，9H，CH，CH2)，2.16(d，J=12，2H，CH2)，3.34(t，J=10，4H，CH2)，3.56(t，J=8，4H，CH2)，6.28(s，2H，NH2)，6.63(t，J=10，1H，CH)，7.31(d，J=10，2H，CH)，8.03(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:24.6，31.3，38.5，39.0，46.8，52.1，104.9，111.8，131.2，136.3，136.6，145.5，150.9，152.3，152.6，165.3，171.2;ESI-MS m/z(%):402.2(［M+1］+，100)，403.2(［M+2］+，25.3)，201.7(［1/2M+1］+，15.6)。

化合物 3d:(4-(5-氨基-4-(3，5-二氟苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(2-(2-甲氧基)苯基)乙酮，淡黃色固體，346.8 mg，收率 79%，LC-MS分析純度98.3%，m.p.585.61 ℃，分子式 C23H23F2N5O2，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:3.34(t，J=10，4H，CH2)，3.59(t，J=8，4H，CH2)，3.82(s，3H，CH3)，3.87(s，2H，CH2)，6.30(s，2H，NH2)，6.65(t，J=12，1H，CH)，6.81 ～6.90(m，3H，CH)，7.14(d，J=12，1H，CH)，7.32(d，J=12，2H，CH)，8.01(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:32.3，46.8，51.7，56.3，104.8，111.4，113.0，121.4，126.2，128.5，131.3，132.8，136.5，145.1，152.4，157.6，160.7，165.1;ESI-MS m/z(%):440.2(［M+1］+，100)，441.2(［M+2］+，26.8)，220.6(［1/2M+1］+，17.1)。

化合物3e:(4-(5-氨基-4-(3，5-二氟苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(2-甲基)丁酮，淡黃色固體，315 mg，收率84%，LC-MS 分析純度100%，m.p.469.36 ℃，分子式 C19H23F2N5O，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:0.92(t，J=16，3H，CH3)，1.21(d，J=8，3H，CH3)，1.65 ～ 1.72(m，2H，CH2)，2.53 ～ 2.62(m，1H，CH)，3.34(t，J=8，4H，CH2)，3.45(t，J=8，4H，CH2)，6.26(s，2H，NH2)，6.66(t，J=10，1H，CH)，7.31(d，J=12，2H，CH)，8.03(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:10.7，17.8，27.4，39.1，47.1，51.7，104.9，111.4，131.1，136.5，145.1，152.3，165.2，175.4;ESI-MS m/z(%):376.2(［M+1］+，100)，377.1(［M+2］+，22.4)。

化合物3f:(4-(5-氨基-4-(3，5-二氟苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(2-(2，3-二氫-1H-茚-1-基))乙酮，淡黃色固體，368.2 mg，收率 82%，LC-MS分析純度100%，m.p.608.86 ℃，分子式 C25H25F2N5O，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:1.83 ～ 1.88(m，1H，CH2)，2.03 ～ 2.10(m，1H，CH2)，2.32 ～ 2.38(m，1H，CH2)，2.51 ～ 2.58(m，1H，CH2)，2.83 ～ 2.97(m，2H，CH2)，3.12(t，J=10，1H，CH)，3.33(t，J=12，4H，CH2)，3.55(t，J=10，4H，CH2)，6.25(s，2H，NH2)，6.63(t，J=12，1H，CH)，7.18(s，4H，CH)，7.28(d，J=10，2H，CH)，7.98(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:30.8，31.4，33.8，46.6，51.7，54.3，104.9，111.3，125.3，125.9，126.4，128.1，130.9，136.4，143.2，144.1，145.5，151.9，165.2，171.3;ESI-MS m/z(%):450.2(［M+1］+，100)，451.2(［M+2］+，28.9)。

化合物3g:(4-(5-氨基-4-(2-三氟甲基)苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(3，4-二甲氧基)苯甲酮，白色固體，350.6 mg，收率 72%，LC-MS分析純度 100%，m.p.638.47 ℃，分子式 C24H24F3N5O3，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:3.34(t，J=12，4H，CH2)，3.56(t，J=10，4H，CH2)，3.86(s，6H，CH3)，6.25(s，2H，NH2)，7.19(d，J=10，1H，CH)，7.30(d，J=8，2H，CH)，7.51(d，J=12，1H，CH)，7.64(s，1H，CH)，8.03(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:50.3，52.0，56.2，111.5，113.0，114.1，120.8，130.6，131.2，131.7，140.4，145.0，149.9，150.6，152.4，169.2;ESI-MS m/z(%):488.1(［M+1］+，100)，489.1(［M+2］+，28.1)。

化合物3h:(4-(5-氨基-4-(2-三氟甲基)苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(2-環(huán)戊基)乙酮，淡黃色固體，350.7 mg，收率 81%，LC-MS 分析純度 100%，m.p.530.91 ℃，分子式 C22H26F3N5O，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:1.35 ～1.80(m，9H，CH，CH2)，2.13(d，J=10，2H，CH2)，3.29(t，J=10，4H，CH2)，3.58(t，J=8，4H，CH2)，6.29(s，2H，NH2)，7.25(d，J=10，2H，CH)，7.98(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:24.1，31.4，38.3，39.4，46.4，51.9，113.3，131.0，132.1，140.2，145.4，151.5，152.2，171.3;ESI-MS m/z(%):433.5(［M+1］+，100)，434.2(［M+2］+，25.7)，217.7(［1/2M+1］+，12.5)。

化合物3i:(4-(5-氨基-4-(2，5-二氯苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(3-(2-甲氧基)吡啶)甲酮，淡黃色固體，389.3 mg，收率 85%，LC-MS 分析純度 97.6%，m.p.698.27 ℃，分子式 C21H20Cl2N6O2，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:3.28 ～ 3.36(m，8H，CH2)，4.05(s，3H，CH3)，6.26(s，2H，NH2)，6.64(t，J=8，1H，CH)，7.47(d，J=10，2H，CH)，7.67(d，J=12，1H，CH)，7.98(s，1H，CH)，8.03(s，1H，CH)，8.21(d，J=10，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:49.5，51.9，53.6，112.2，122.0，128.7，130.0，130.5，130.9，131.3，131.9，132.8，139.4，145.1，145.6，152.3，163.5，169.2;ESI-MS m/z(%):459.1(［M］+，100)，461.1(［M+2］，62.5)，230.1(［1/2M+1］+，29.5)。

化合物3j:(4-(5-氨基-4-(2，5-二氯苯基)嘧啶-2-基)哌嗪)-1-(2-(2-甲氧基)苯基)乙酮，淡黃色固體，343.8 mg，收率 73%，LC-MS 分析純度 96.1%，m.p.649.27 ℃，分子式 C23H23Cl2N5O2，1H NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:3.32(t，J=12，4H，CH2)，3.56(t，J=10，4H，CH2)，3.85(s，3H，CH3)，3.87(s，2H，CH2)，6.25(s，2H，NH2)，6.80 ～ 6.88(m，3H，CH)，7.15(d，J=10，1H，CH)，7.51(d，J=12，2H，CH)，7.72(d，J=12，2H，CH)，7.97(s，1H，CH)，8.02(s，1H，CH);13C NMR(DMSO-d6，400 MHz)δ:32.7，46.3，51.9，56.0，112.6，121.8，126.3，128.3，128.9，130.1，130.4，130.9，131.1，131.5，132.3，132.9，145.5，152.3，157.8，160.1;ESI-MS m/z(%):472.1(［M］+，100)，474.1(［M+2］+，64.1)，236.6(［1/2M］+，17.9)。

2 結(jié)果與討論

2.1 縮合劑的影響

目前，常用的酸胺縮合劑有1，3-二環(huán)己基二亞胺(DCC)［8］、2-(1-H 苯并三唑)-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HBTU)［9］、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亞胺鹽酸鹽(EDCI)［10］和 2-(7-氮雜-1H-苯并三氮唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)等。本課題組選用底物1c和2a合成產(chǎn)物3c進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別用DCC、HBTU、EDCI和HATU 4種縮合劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其收率見(jiàn)表1。

表1 縮合劑對(duì)收率的影響Table 1 Effects of condensation agents on the yield

由表1可知，DCC、HBTU、EDCI 3種縮合劑收率在52% ～68%，且用DCC作縮合劑時(shí)易產(chǎn)生沉淀、用EDCI和HBTU作縮合劑時(shí)，反應(yīng)時(shí)間都較長(zhǎng)，而以HATU作縮合劑的收率可高達(dá)83%，明顯高于前三者，縮合效果好。

2.2 堿的影響

酸胺縮合反應(yīng)可選用NaOH、Na2CO3、三乙胺和吡啶等堿作為縛酸劑吸附的辦法進(jìn)行催化，以提高產(chǎn)物的收率。本課題組選用底物1b和2a合成產(chǎn)物3b進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別用NaOH、Na2CO3、三乙胺和吡啶4種堿作為催化劑，其催化效果見(jiàn)表2。

表2 催化劑對(duì)收率的影響Table 2 Effects of catalysts on the yield

由表2可知，三乙胺和吡啶作為有機(jī)堿比無(wú)機(jī)堿NaOH和Na2CO3能獲得更高的收率。綜合價(jià)格因素，我們選用了相對(duì)便宜的三乙胺作催化劑。

2.3 溶劑的影響

選用底物1a和2b合成產(chǎn)物3g進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別用甲苯、二氯甲烷(DCM)和四氫呋喃(THF)、二氧六環(huán)4種溶劑進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 溶劑對(duì)收率的影響Table 3 Effects of solvents on the yield

由表3可知，用DCM作溶劑時(shí)，收率明顯高于甲苯和二氧六環(huán)，THF和甲苯的沸點(diǎn)偏高，毒性較大，選用DCM作溶劑時(shí)，條件溫和，后處理簡(jiǎn)單。

3 結(jié)論

合成了一系列(4-(5-氨基-4-苯基嘧啶)-2-基)哌嗪)-1-酮類衍生物，化合物經(jīng)1H NMR、13C NMR和ESI-MS鑒定，與結(jié)構(gòu)相符。

本課題組建立了一條合成(4-(5-氨基-4-苯基嘧啶)-2-基)哌嗪)-1-酮類衍生物的方法，為哌嗪嘧啶酮類衍生物的合成提供了一條有效途徑。該方法具有操作步驟簡(jiǎn)單、收率高、后處理簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。

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