N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環(huán)丙烷-1,1-二甲酰胺的合成研究

宋盼盼，張首國，彭濤，溫曉雪，明琰，王林Δ

(1.安徽醫(yī)科大學(xué)，安徽 合肥 230032；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所，北京 100850；3.中國人民解放軍62301部隊(duì)，北京 100071)

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N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環(huán)丙烷-1,1-二甲酰胺的合成研究

宋盼盼1,2，張首國2，彭濤2，溫曉雪2，明琰3，王林2Δ

(1.安徽醫(yī)科大學(xué)，安徽 合肥 230032；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所，北京 100850；3.中國人民解放軍62301部隊(duì)，北京 100071)

目的 合成小分子c-Met激酶抑制劑類似物N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環(huán)丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)。方法 以丙二酸二乙酯為起始原料經(jīng)親核取代、酰胺化、芳香醚化、還原和縮合等反應(yīng)合成NFNPDB。結(jié)果 目標(biāo)產(chǎn)物總產(chǎn)率為3.79%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR確證。結(jié)論 本文研究的NFNPDB合成方法成本低、路線短、操作簡便，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成新的小分子c-Met激酶抑制劑奠定了基礎(chǔ)。

c-Met；合成；類似物；抗腫瘤

人口老齡化、超重、缺乏運(yùn)動(dòng)、晚婚晚育等因素易引發(fā)各種癌癥。截止到2015年9月6日12時(shí)，在PubMed(美國國立醫(yī)學(xué)圖書館旗下的在線文獻(xiàn)搜索引擎)中輸入“cancer”，能搜到3171418篇文獻(xiàn)。在癌癥研究中，統(tǒng)計(jì)的相對(duì)生存率，以美國為例，從1953年的35%，到1975年的50%，30年后達(dá)到了68%，甚至預(yù)估在2015年可達(dá)80%[1-2]。發(fā)病率也是居高不下，而死亡率卻有了明顯的下降[3]，這當(dāng)然得益于癌癥治療技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前，靶向于特異細(xì)胞功能異常的抗腫瘤藥物研究是一熱點(diǎn)領(lǐng)域[4]。在各種分子靶點(diǎn)中，蛋白酪氨酸激酶(PTK)是目前研究較多且效果比較明顯的抗腫瘤藥物靶點(diǎn)，根據(jù)其細(xì)胞外區(qū)域結(jié)構(gòu)的不同分為20多個(gè)亞家族[5]，它們?cè)诓煌募?xì)胞活動(dòng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其中c-Met激酶是受體蛋白酪氨酸激酶的一個(gè)重要成員，也是肝細(xì)胞生長因子(HGF)的高度親和體，c-Met激酶在正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中均有表達(dá)，其持續(xù)激活是組織細(xì)胞癌變或癌組織亢進(jìn)的重要原因[6]。

在以c-Met激酶為靶點(diǎn)的藥物研究中，發(fā)現(xiàn)1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環(huán)丙烷羧酸是一類抗腫瘤藥物的關(guān)鍵中間體，目前有多個(gè)含此類結(jié)構(gòu)的藥物已經(jīng)上市或進(jìn)入臨床研究階段，如XL880和XL184等[7-8](其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1)。對(duì)1-[(4-氟苯基)氨基甲?；鵠環(huán)丙烷羧酸進(jìn)行酰胺化，并以此作為關(guān)鍵中間體設(shè)計(jì)合成小分子c-Met激酶抑制劑，是目前常用的關(guān)鍵策略。經(jīng)文獻(xiàn)調(diào)研，在眾多1-[(4-氟苯基)氨基甲?；鵠環(huán)丙烷羧酸的酰胺化衍生物中，N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環(huán)丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)作為小分子c-Met激酶抑制劑類似物，未見國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道其結(jié)構(gòu)以及合成方法。本文旨在對(duì)其合成方法進(jìn)行研究，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成新的小分子c-Met激酶抑制劑奠定基礎(chǔ)。

圖1 XL880和XL184化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of XL880 and XL184

1 材料與方法

1.1 材料 RY-1型熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未經(jīng)校正)；日本電子JNM-ECA-400超導(dǎo)核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TSM為內(nèi)標(biāo))。

實(shí)驗(yàn)所用試劑均為市售分析純。柱層析硅膠為青島海洋化工所產(chǎn)200～300目柱層硅膠。

1.2 方法

1.2.1 合成路線：以丙二酸二甲酯為原料，經(jīng)親核取代和酰胺化反應(yīng)合成1-[(4-氟苯基)氨基甲?；鵠環(huán)丙烷羧酸(3)[9-11]；苯酚經(jīng)醚化得到叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)[12]；4-硝基苯酚與三氟甲磺酸酐成酯得4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)[13]；參考文獻(xiàn)[14]，5和7經(jīng)碳酸銫催化得4-硝基苯基苯基醚(8)；參考文獻(xiàn)[15]，8經(jīng)還原得到4-苯氧基苯胺(9)；參考文獻(xiàn)[16]，3和9經(jīng)HATU催化得N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環(huán)丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)。合成路線見圖2。

圖2 NFNPDB的合成路線Fig.2 Synthetic route of NFNPDB

1.2.2 1,1-環(huán)丙烷二羧酸(2)的合成：將11.40 g芐基三乙基氯化銨(TEBA)置于500 mL三頸瓶中，加入100 mL 50.0%NaOH溶液，20 ℃～25 ℃下攪拌10 min，溶液呈混懸狀，依次加入8.00 g丙二酸二乙酯(1)和14.10 g 1,2-二溴乙烷，室溫?cái)嚢? h；冰浴下緩慢滴加100 mL濃HCl調(diào)pH=1～2，內(nèi)溫控制在15 ℃～25 ℃之間。用無水乙醚萃取80 mL×3次，合并乙醚層，無水硫酸鎂干燥3 h，濾去干燥劑，乙醚液蒸干得白色固體，固體以10 mL苯洗濾，烘干得白色晶體[9]。

1.2.3 1-[(4-氟苯基)氨基甲?；鵠環(huán)丙烷羧酸(3)的合成：將10.66 g 2置于250 mL二頸瓶中，加入100 mL無水四氫呋喃(THF)作溶劑，于冰鹽浴下加入12.0 mL三乙胺(d=0.73 g/mL)，攪拌30 min(N2保護(hù))；之后加入6.0 mL氯化亞砜(d=1.64 g/mL)，繼續(xù)攪拌30 min；加入4-氟苯胺(10.04 g)與無水THF(50 mL)的混合溶液，繼續(xù)攪拌1.5 h。反應(yīng)完畢后，加入300 mL乙酸乙酯和1 N NaOH溶液攪拌15 min，分液留水層，加入1 N HCl調(diào)pH=3～4，析出白色沉淀，過濾得白色固體。濾液用乙酸乙酯萃取100 mL×3次，合并乙酸乙酯層，以無水硫酸鈉干燥2 h后蒸干得白色固體[11]。

1.2.4 叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)的合成：將1.98 g苯酚(4)置于50 mL茄形瓶中，依次加入10 mL干燥THF和2.72 g咪唑，于室溫下加入叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMCl)3.32 g，室溫?cái)嚢?0 min(接干燥管)，TLC監(jiān)測反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加20 mL水后用乙醚萃取20 mL×3次，合并有機(jī)層再用水洗50 mL×3次，無水硫酸鎂干燥2 h后蒸干得無色油狀物質(zhì)量為2.58 g，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=30/1)得無色液體。

1.2.5 4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)的合成[13]：將1.39 g 4-硝基苯酚(6)置于50 mL茄型瓶中，依次加入20 mL干燥CH2Cl2和6.16g二甲氨基吡啶(DMAP)，在冰浴條件下滴加2.52 mL三氟甲磺酸酐，于0 ℃下攪拌30 min。反應(yīng)結(jié)束后依次以1 N HCl和水洗滌，各40 mL×2次，無水硫酸鈉干燥2 h后蒸干得2.12 g黃色油狀物，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=40/1)得淺黃色固體。

1.2.6 4-硝基苯基苯基醚(8)的合成：將0.29 g 5置于50 mL茄型瓶中，依次加入12 mL DMF，0.58 g 7和0.69 g碳酸銫，油浴加熱至100 ℃反應(yīng)4 h(N2保護(hù))，TLC監(jiān)測反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加入30 mL水，乙酸乙酯萃取30 mL×3次，合并有機(jī)層，用飽和氯化鈉水溶液洗50 mL×2次，無水硫酸鈉干燥2 h后蒸干得0.28 g無色油狀物，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=5/1)得白色固體。

1.2.7 4-苯氧基苯胺(9)的合成：將0.1 g 8置于25 mL茄形瓶中，加入15 mL甲醇和0.02 g鈀碳，于室溫下通氫氣攪拌1 h；反應(yīng)結(jié)束后，過濾鈀碳，所得濾液旋蒸濃縮得棕褐色固體。

1.2.8 NFNPDB的合成：將0.08 g 9置于25 mL茄型瓶中，依次加入6 mL干燥DMF、0.16 g 3、0.2 g N-甲基嗎啉和0.45 g 2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)，室溫?cái)嚢?8 h，TLC監(jiān)測反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，加入20 mL水，乙酸乙酯萃取20 mL×3次，合并有機(jī)層用水洗60 mL×3次，飽和NaCO3洗60 mL×2次，飽和氯化鈉水溶液洗60 mL×1次，無水硫酸鎂干燥3 h后蒸干得棕色油狀物0.28 g，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=2/1)，得淺棕色固體。

1.2.9 結(jié)構(gòu)確認(rèn):其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR確證。

2 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)獲得1,1-環(huán)丙烷二羧酸(2)、1-[(4-氟苯基)氨基甲?；鵠環(huán)丙烷羧酸(3)。其中1,1-環(huán)丙烷二羧酸(2)質(zhì)量為5.05 g，產(chǎn)率為77.8%，熔點(diǎn)：132 ℃～133 ℃(文獻(xiàn)[10]mp: 132 ℃～133 ℃)。合并2份白色固體1-[(4-氟苯基)氨基甲?；鵠環(huán)丙烷羧酸(3)，干重12.32 g，產(chǎn)率為67.2%，熔點(diǎn)：186 ℃～188 ℃。1H-NMR(400MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 13.07(s, 1 H), 10.55(s, 1 H), 7.59(m, 2 h), 7.10(m, 2 h), 1.39(s, 4 h)。

無色液體叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)質(zhì)量為2.32 g，產(chǎn)率為85.3%，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 7.20(dd, 2 h, J=8.0 Hz), 6.92(dd, 1H, J=8.0 Hz), 6.79(d, 2 h,), 0.86(s, 9 H), 0.14(s, 1 H)。淺黃色固體4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)質(zhì)量為1.68 g，產(chǎn)率為62.0%，熔點(diǎn)：52 ℃～53 ℃，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 8.42(d, 2 h, J=9.0 Hz), 7.85(d, 2 h, J=9.0 Hz)。

白色固體4-硝基苯基苯基醚(8)質(zhì)量為0.13 g，產(chǎn)率為30.9%，熔點(diǎn)：55 ℃～57 ℃，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6)δ(ppm): 8.26(dd, 2 h), 7.51(dd, 2 h), 7.32(s, 1 H), 7.12(dd, 4 h)。棕褐色固體4-苯氧基苯胺(9)質(zhì)量為0.08 g，產(chǎn)率為99.0%，熔點(diǎn)：82 ℃～83 ℃。1H-NMR(400MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 6.68～7.72(m, 2 h), 6.85～7.29 (m, 2 h), 6.83(s, 2 h), 6.59～6.74(m, 3H), 6.32(d, 2 h)。

最后獲得淺棕色固體NFNPDB 0.08 g，產(chǎn)率：44.4%，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 10.07(s, 2 h), 7.62～7.65(m, 4 h), 7.35～7.35(m, 2 h), 7.09～7.17(m, 3H), 6.94～6.99(m, 4 h), 1.45(s, 4 h)。

3 討論

本文合成了N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環(huán)丙烷-1,1-二甲酰胺。合成方法為：以丙二酸二甲酯為原料，經(jīng)親核取代、酰胺化、芳香醚化、還原和縮合等反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物。其中芳香醚化反應(yīng)中，本文采用的方法是將苯酚與4-硝基苯酚分別與TBDMCl和三氟甲磺酸酐反應(yīng)后再成醚，文獻(xiàn)方法為先將一酚羥基變?yōu)辂u素，另一酚羥基成酚鈉，再通過Ullmann反應(yīng)成醚。Chauhan等[17]在二芳基醚的研究中指出，在溫和的反應(yīng)條件下，不同的鹵代芳烴與芳基氧化物催化的反應(yīng)中，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽CuCl [BMIM][BF4]和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[BMIM][PF6]離子液體的產(chǎn)率為54%～90%，雖說產(chǎn)率較高，但是合成鹵代芳烴不易，并且該反應(yīng)試驗(yàn)條件比較復(fù)雜，不易控制。本文方法反應(yīng)條件易控，反應(yīng)速率快，平均產(chǎn)率控制在60%左右。在最后的縮合反應(yīng)中，本文采用HATU催化縮合法，HATU參與的縮合是合成肽鍵的重要縮合劑，省略了酰氯法中1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環(huán)丙烷羧酸的?；狗磻?yīng)路線簡便可行。另外，本文探索了NFNPDB的另一種合成方法，用該方法在不同條件下獲得了類似產(chǎn)物[18]，但在本研究中以上述方法制得的3，先經(jīng)親核取代和酰胺化反應(yīng)合成環(huán)丙烷-1,1-二羧酸(4-氟苯基)-酰胺(4-羥基苯基)-酰胺(10)，再與三氟甲磺酸酐成酯得11之后與5經(jīng)碳酸銫催化成醚，但在最后一步成醚反應(yīng)中未得到目標(biāo)產(chǎn)物，合成路線見圖3。因此猜測本反應(yīng)第二種方法失敗的原因可能是環(huán)丙烷-1,1-二羧酸(4-氟苯基)-酰胺(4-羥基苯基)-酰胺結(jié)構(gòu)位阻較大，另外可能是催化劑的催化效果不夠，不易發(fā)生醚化反應(yīng)。

圖3 NFNPDB的另一條合成路線Fig.3 Another synthetic route of NFNPDB

總之，本文研究的NFNPDB合成路線短、成本低、操作簡便，為進(jìn)一步優(yōu)化小分子c-Met激酶抑制劑的設(shè)計(jì)與合成奠定了基礎(chǔ)。

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(編校：吳茜)

Synthesis of N-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide

SONG Pan-pan1,2, ZHANG Shou-guo2, PENG Tao2, WEN Xiao-xue2, Ming Yan3, WANG Lin2Δ

(1.Anhui Medical University, Hefei 230001, China; 2.Institute of Radiation Medicine, Academy of Military Medical Sciences, Beijing 100850, China; 3.62301 troops, People’s Liberation Army, Beijing 100071, China)

ObjectiveTo synthesize N-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide (NFNPDB) as small molecular c-Met kinase inhibitor analogue.MethodsN-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide was synthesized by nucleophilicsubstitution, amidation, etherification, reduction and condensation from diethyl malonate.ResultsThe total yield of target compound was 3.79%, its structure was confirmed by1H-NMR.ConclusionThe synthesis method of NFNPDB in our research can be easily operated with lost cost and short direction, which lays the foundation for designing the synthetic process of newly small molecular c-Met kinase inhibitor.

c-Met; synthesis; analogue; antitumor

國家自然科學(xué)基金(81072531，81273431，21102176)

宋盼盼，女，碩士，研究方向：抗腫瘤活性分子設(shè)計(jì)與合成研究，E-mail：songpp0824@163.com；王林，通訊作者，教授、博士生導(dǎo)師，研究方向：絡(luò)氨酸激酶抑制劑的合成，E-mail：wanglin07@sina.com。

R625

A

1005-1678(2015)09-0004-04