新型含色酮異噁唑類去甲斑蝥素衍生物的合成

黃文盈鄧莉平?王 瑋

(1.紹興文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,浙江 紹興312000;2.浙江蘇泊爾制藥有限公司,浙江 紹興312000)

新型含色酮異噁唑類去甲斑蝥素衍生物的合成

黃文盈1鄧莉平1?王 瑋2

(1.紹興文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,浙江 紹興312000;2.浙江蘇泊爾制藥有限公司,浙江 紹興312000)

主要介紹一種新型含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類去甲斑蝥素衍生物的制備方法,該制備方法用1,3-偶極環(huán)加成方法在去甲斑蝥素結(jié)構(gòu)中的C5和C6位引入異噁唑環(huán),與色酮衍生物反應(yīng)導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu),從而合成一系列的共5個新型的含有色酮結(jié)構(gòu)的異噁唑類去甲斑蝥素衍生物.

去甲斑蝥素;色酮結(jié)構(gòu);異噁唑類

斑蝥素,化學(xué)名:外,外-2,3-二甲基-7-氧代雙環(huán)[2,2,1]-庚烷-2,3-二羧酸酐,屬于外式構(gòu)型(exo configuration),化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下圖(Scheme 1).

去甲斑蝥素,化學(xué)名:7-氧雜二環(huán)[2.2.1]-庚烷-2,3-二羧酸酐,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下圖(Scheme 2).

斑蝥素是研究惡性腫瘤藥物的有效成分.國內(nèi)外對此進行了多方面的研究,證實斑蝥素作用于多種腫瘤細胞,能抑制蛋白磷酸酯酶的活性,通過對細胞周期產(chǎn)生影響來控制腫瘤細胞的增加.研究證明其對原發(fā)性肝癌有一定療效,能升高白細胞數(shù)量,且不影響免疫系統(tǒng),有很高的藥用研究價值.但斑蝥素的毒性較大[1-3],合成很復(fù)雜,近年來的研究表明,斑蝥素中少了2,3位的兩個甲基,能保持較強的抗腫瘤活性和獨特的升高白細胞作用,而且毒性大大降低,基本上消除了斑蝥素對泌尿系統(tǒng)毒刺激副作用.去甲斑蝥素(NCTD)可作用于細胞周期的不同環(huán)節(jié),干擾細胞增殖,誘導(dǎo)細胞死亡.NCTD本身無致變性,器官毒性作用也較小,臨床治療劑量下對肝腎功能未見明顯損害,亦未出現(xiàn)明顯的泌尿系統(tǒng)刺激作用.臨床研究也證實其對肝癌、白血病細胞均有殺傷作用,并且抗黏附轉(zhuǎn)移.因此,與斑蝥素骨架修飾[4]有關(guān)的一項具有重大意義的合成工作是去掉2,3位甲基取代.這一結(jié)構(gòu)改變簡化了合成步驟并且不會影響斑蝥素抗癌活性[5],同時毒性有所降低.

這次我們在C5或C6上引入異噁唑的基礎(chǔ)上還導(dǎo)入了色酮的結(jié)構(gòu),產(chǎn)生出了一系列新型的含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類去甲斑蝥素衍生物.經(jīng)實驗研究發(fā)現(xiàn),去甲斑蝥素五元環(huán)中的氧可以用氮或硫代替,一些取代基可以取代在氮和硫上.同時在C5和C6上取代還可以改變結(jié)構(gòu)活性.為此我們經(jīng)過研究得出以下的實驗數(shù)據(jù):

表1 取代基的活性測試數(shù)據(jù)表

核磁共振實驗數(shù)據(jù)如下:

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H-色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4a)

m.p.182.4-183.3℃

1H NMR(DMSO)δ:5.255(s,1H,O-CH=),8.172～7.167(m,8H,Ar-H),3.098(s,2H,1 -H,4-H),3.504(s,1H,5-H),2.377(s,1H,6-H),2.538,2.516(d,J=8.8Hz,2H,2-H,3 -H).

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-羥苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H -色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4b)

m.p.210.8-211.8℃

1H NMR(DMSO)δ:5.255(s,1H,O-CH=),8.178～7.184(m,7H,Ar-H),3.098(s,2H,1 -H,4-H),3.504(s,1H,5-H),2.295(s,1H,6-H),2.519,2.511(d,J=3.2Hz,2H,2-H,3 -H),8.697(s,1H,OH).

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-p-甲苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H-色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4c)

m.p.167.9-171.0℃

1H NMR(DMSO)δ:5.243(s,1H,O-CH=),8.173～7.066(m,7H,Ar-H),3.073(s,2H,1 -H,4-H),3.528(s,1H,5-H),2.376(s,1H,6-H),2.534,2.513(d,J=8.4Hz,2H,2-H,3 -H),2.345(s,3H,-CH3).

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-氯苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H -色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4d)

m.p.173.4-174.4℃

1H NMR(DMSO)δ:5.254(s,1H,O-CH=),8.080～7.245(m,7H,Ar-H),3.098(s,2H,1 -H,4-H),3.506(s,1H,5-H),2.380(s,1H,6-H),2.539,2.517(d,J=8.8Hz,2H,2-H,3 -H)

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-溴苯肼)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H -色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4e)

m.p.202.7-203.7℃

1H NMR(DMSO)δ:5.258(s,1H,O-CH=),8.079～7.182(m,7H,Ar-H),3.102(s,2H,1-H,4-H),3.564(s,1H,5-H),2.378(s,1H,6-H),2.525,2.517(d,J=3.2Hz,2H,2-H,3-H).

基于以上實驗數(shù)據(jù),我們使用色酮在異噁唑的結(jié)構(gòu)上進行改造,對去甲斑蝥素進行結(jié)構(gòu)改造,提高去甲斑蝥素的活性.該新型的含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類去甲斑蝥素衍生物的制備步驟如下:

(1)去甲去氫斑蝥素的合成:取一定量的順丁烯二酸酐于研缽中研細,倒入錐形瓶中并加入乙醚,室溫條件下攪拌至溶解,滴入呋喃,室溫下攪拌24～48h,呋喃與順丁烯二酸酐發(fā)生Diels-Alder反應(yīng),制得去甲去氫斑蝥素;

(2)N-取代去甲去氫斑蝥酰亞胺的合成:將適量的去甲去氫斑蝥素溶于丙酮溶劑中,在攪拌下緩慢滴加苯胺的丙酮溶液,反應(yīng)10h后加入醋酸錳、三乙胺和醋酐,在室溫條件下反應(yīng)8h;將干燥后的沉淀溶于二甲基甲酰胺中,冰水浴中與二環(huán)己基碳二亞胺攪拌反應(yīng)10h,將濾液置于冰水中得到結(jié)晶,再重結(jié)晶得到產(chǎn)物;

(3)導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu):將N-取代去甲去氫斑蝥酰亞胺和色酮衍生物混合于酒精中,加入氯胺T,回流12h,進行1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng),導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu),用甲醇再結(jié)晶,真空干燥得到化合物;

(4)去甲斑蝥素衍生物的制備方法:將步驟(1)中反應(yīng)得到的沉淀減壓過濾;

(5)去甲斑蝥素衍生物的制備方法:將步驟(2)中反應(yīng)得到的沉淀真空干燥,冰水浴應(yīng)將溫度降至0℃,重結(jié)晶應(yīng)用甲醇.

本實驗涉及的反應(yīng)如下:

R1是氫,羥基,甲基,氯或溴;4a R1是氫;4b R1是羥基;4c R1是甲基;4d R1是氯;4e R1是溴.

通過下面具體實驗案例進一步驗證本實驗.具體步驟如下:

實施例1:

去甲斑蝥素的合成:在100mL錐形瓶中依次加入15mL乙酯和4.00g粉末狀順丁烯二酸酐.等順丁烯二酸酐完全溶解后,攪拌下加入2.76g呋喃.然后在室溫下放置24～48h,將反應(yīng)完全后得到的產(chǎn)物進行減壓過濾得到去甲斑蝥素粗品結(jié)晶.

N-取代去甲去氫斑蝥酰亞胺的合成:取3.32g去甲斑蝥素溶解于30mL丙酮中,將丙酮溶液和化合物加入到反應(yīng)錐形瓶中,逐漸有大量的沉淀生成.在室溫條件下反應(yīng)8h后,將減壓過濾得到的沉淀真空干燥,再與20mL二甲基甲酰胺混合溶解,置于冰水浴中冷卻至0℃,再加入3.09g二環(huán)己基碳二亞胺,攪拌反應(yīng)10h.然后冷卻,過濾,將濾液倒在50mL冰水中,析出固體.將其減壓過濾,洗滌,最后用甲醇重結(jié)晶得到產(chǎn)物3a-3f.

導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu):將1mmol N-取代去甲斑蝥酰亞胺和1.1mmol色酮衍生物置于20mL酒精中,再加入1.2mL氯胺,回流12h.將沉淀過濾,清洗,用甲醇再結(jié)晶,真空干燥后得到4a、4b、4c、4d、4e這5個產(chǎn)物.

實施例2:

將化合物用DMSO溶解,稀釋,腫瘤細胞Bel-7402(人肝癌細胞)、KB(口腔癌細胞)、SGC7901(胃癌細胞)[6]、HL-60(白血病細胞)在96孔板上種入4 000個孔,每孔加入化合物2μL,使其終濃度為12.0μM,6.0μM,3.0μM,1.5μM,共同置于37℃、含5%CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72h,以二甲基亞砜(1%)為空白對照.72h后,加入終濃度為0.25mg/mL的3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽,置于相同條件的細胞培養(yǎng)箱中4 h后吸干溶劑,每孔加入100μl二甲基亞砜,用酶聯(lián)免疫儀于570nm處測定吸光度(OD值),根據(jù)所得的吸光度值計算藥物對細胞增殖的抑制率:

抑制率=[1-(測試樣品OD值-空白OD值)/(陰性對照OD值-空白OD值)]×100.

按如下公式計算被測樣品的IC50值(寇式法):

其中Xm:設(shè)計的最大濃度的對數(shù)值;I:最大劑量比相臨劑量的對數(shù)值;P:陽性反應(yīng)率之和;Pm:最大陽性反應(yīng)率;Pn最小陽性反應(yīng)率.

所得數(shù)據(jù)用于計算IC50值(4b,4c,4d的抑制率過低舍去).

表2 IC50值有效數(shù)據(jù)表

由以上結(jié)果可得,這一種新型含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類去甲斑蝥素衍生物的制備方法簡化了合成步驟并且不會影響斑蝥素抗癌活性,同時毒性有所降低[7],具有可實用性.

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Synthesis of Novel Chromone-containing Isoxazoles Norcantharidin Derivatives

Huang Wenying1Deng Liping1Wang Wei2

(1.Shaoxing University,Shaoxing,Zhejiang 312000;2.Zhejiang Supor Pharmaceutical Co.Ltd.,Shaoxing,Zhejiang 312000)

The papermainly introduces a method for preparing novel chromone-containing isoxazoles norcantharidin derivatives.By the preparation of 1,3-dipolar cycloaddition,the isoxazole ring was introduced in the C5 and C6 of norcantharidin structure,and the reaction with chromone derivatives resulted in the chromone structure,hence the final synthesis of a series of 5 chromone-containing structure model of isoxazoles norcantharidin derivatives.

norcantharidin;chromone structure;isoxazole

R 914

A

1008-293X(2015)07-0010-04

(責任編輯 魯越青)

10.16169/j.issn.1008-293x.k.2015.07.03

2015-02-02

黃文盈(1992-),女,浙江蒼南人,研究方向:醫(yī)藥學(xué).

鄧莉平(1978-),女,博士,副教授,研究方向:藥物設(shè)計與合成,E-mail:1178947348@qq.com.