N-2-己烯?；?N’-取代芐基哌嗪類(lèi)化合物的合成及其生物活性的研究

韓生華，劉紅艷，張海榮，許琳，馬鵬飛，陳建新

(1.山西大同大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，山西 大同 037009；2.山西師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，山西 臨汾 041004)

N-2-己烯?；?N’-取代芐基哌嗪類(lèi)化合物的合成及其生物活性的研究

韓生華1Δ，劉紅艷1，張海榮1，許琳1，馬鵬飛1，陳建新2

(1.山西大同大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，山西 大同 037009；2.山西師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，山西 臨汾 041004)

目的 合成12個(gè)N-2-己烯酰基-N’-取代芐基哌嗪類(lèi)化合物，并對(duì)其進(jìn)行生物活性測(cè)試。方法 以2-烯-己酸為原料，與不同的取代芐基哌嗪反應(yīng)，得到一系列哌嗪類(lèi)化合物；初步藥理學(xué)研究采用MTT法，測(cè)定其對(duì)血清誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞增殖的抑制活性。結(jié)果 成功合成了12個(gè)化合物，其結(jié)構(gòu)均經(jīng)IR、1H NMR、MS和元素分析確證，初步活性結(jié)果表明，N-2-己烯?；?N’-2-氯芐基哌嗪(5a)、N-2-己烯酰基-N’-3-氯芐基哌嗪(5b)、N-2-己烯?；?N’-2-氰芐基哌嗪(5g)、N-2-己烯酰基-N’-3-氰芐基哌嗪(5h)、N-2-己烯?；?N’-2，6-二氯芐基哌嗪(5l)具有一定的對(duì)血清誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞增殖的抑制活性。結(jié)論 本研究的反應(yīng)操作簡(jiǎn)便，成本低，產(chǎn)率較高，合成的化合物均對(duì)血管平滑肌細(xì)胞增殖有抑制作用。

哌嗪；血管平滑肌細(xì)胞；合成；抑制活性

血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)增殖和表型改變是動(dòng)脈粥樣硬化的主要病理基礎(chǔ)。日益增多的證據(jù)表明，動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)對(duì)血管損傷的過(guò)度炎癥反應(yīng)[1-4]。血管損傷后，血小板、淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞黏附到血管壁，釋放一系列肽類(lèi)生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子，影響VSMC表型和生長(zhǎng)信號(hào)，因此促進(jìn)了晚期纖維增值病變的發(fā)生[5-6]。在血管的動(dòng)脈粥樣硬化病變中，增生的VSMC是粥樣斑塊中最主要的成分[7-9]。因此在動(dòng)脈粥樣硬化形成和發(fā)展過(guò)程中也起著重要的作用。

目前，針對(duì)VSMC過(guò)度增殖的抑制劑多為中藥提取物，如黃酮、異黃酮、粉防己堿、苦參堿等[10-12]，化學(xué)合成藥關(guān)于此方面的研究報(bào)道較少。哌嗪類(lèi)化合物不僅可以作為光學(xué)材料，而且具有抗菌、抗艾滋病毒和抑制神經(jīng)等多種生物活性[13-16]，但在心血管疾病方面的活性研究較少。因此，本文以哌嗪環(huán)為母體，設(shè)計(jì)合成側(cè)鏈上含酰基的哌嗪類(lèi)化合物(見(jiàn)圖1)，并對(duì)其進(jìn)行生物活性測(cè)試。

圖1 目標(biāo)化合物合成路線(xiàn)Fig.1 The Synthetic of route of target compounds

1 材料與方法

1.1 材料 X-4型數(shù)字顯微熔點(diǎn)儀(上海隆拓儀器設(shè)備有限公司)；Nicolet 360型紅外光譜儀(美國(guó)Thermo Fisher公司)；Bruker DPX 300型超導(dǎo)核磁共振儀(德國(guó)Bruker公司)；Vario EL III型元素分析儀(德國(guó)Elementar公司)；ABI 3200QTRAP 液質(zhì)聯(lián)用儀(美國(guó)Applied Biosystems公司)。

DMEM(Dulbecco,s Modified Eagle Medium)(Gibco公司)；噻唑藍(lán)(MTT)、胰蛋白酶(Sigma公司)；標(biāo)準(zhǔn)胎牛血清(FBS)(Hyclone公司)，其他試劑均為市售分析純(中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海試劑公司)。

1.2 方法

1.2.1 化合物2-烯-己酸3的合成：向50 mL圓底燒瓶中加入7.2 g(0.1 mol)新蒸餾的正丁醛1，10.4 g(0.1 mol)丙二酸2，10 mL吡啶攪拌，并維持100 ℃反應(yīng)2 h，冷卻后，加入10 mL蒸餾水稀釋?zhuān)缓笤偌尤霛獍彼谷芤撼蕢A性，過(guò)濾，水洗，濾液冷卻下用濃鹽酸酸化析出白色固體，過(guò)濾出固體，水洗至中性，乙醇重結(jié)晶得無(wú)色針狀結(jié)晶9.7 g, 收率：85%，mp140 ℃～142 ℃(文獻(xiàn)141 ℃)。

1.2.2 化合物N-2-己烯?；?N’-取代芐基哌嗪5的合成：向50 mL圓底燒瓶中加入0.57 g(0.005 mol)2-烯-己酸3，0.005 mol化合物4和20 mL二氯甲烷，然后再分2次添加1.34 g(0.007 mol)EDAC鹽酸鹽，加完后，滴加2 mL N,N-二異丙基乙胺。室溫下攪拌過(guò)夜，反應(yīng)液分別用稀鹽酸，蒸餾水，飽和碳酸氫鈉溶液和飽和食鹽水洗滌，分層后，有機(jī)層用無(wú)水Na2SO4干燥，去溶劑后柱色譜分離(展開(kāi)劑：乙酸乙酯)，蒸去溶劑得粗產(chǎn)物，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，得目標(biāo)化合物5。其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR、1H NMR、MS和元素分析確證。

1.2.3 血清誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞增殖抑制活性實(shí)驗(yàn)：建立血清(FBS)誘導(dǎo)VSMC細(xì)胞增殖模型，并進(jìn)一步觀察樣品對(duì)FBS誘導(dǎo)VSMC增殖的抑制活性。原代培養(yǎng)血管平滑肌細(xì)胞用0.125%胰酶消化，接種于96孔板，培養(yǎng)24 h至亞融合狀態(tài)。換成無(wú)血清培養(yǎng)24 h使細(xì)胞趨于靜止(G0期)，目標(biāo)化合物樣品處理4 h后，加入10%FBS培養(yǎng)20 h。用MTT法檢測(cè)細(xì)胞的增殖情況，計(jì)算樣品對(duì)FBS誘導(dǎo)VSMC細(xì)胞增殖的抑制率。

2 結(jié)果

2.1 產(chǎn)物5a-5l的結(jié)構(gòu)表征 N-2-己烯?；?N’-2-氯芐基哌嗪(5a)：白色固體，產(chǎn)率：96.4%。m.p.： 93 ℃～95 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2897、2736、1752、1615、1394、1068、974；1H NMR(CDCl3)(δ，ppm)：7.22～7.41(m，4H，Ar-H)，6.81～6.83(d，1H，=CH)，6.17～6.21(d，1H， =CH)，3.61(s，2H， CH2)，3.56(s，2H，CH2)，3.38(s，4H，pip)， 2.46(s，4H，pip)，1.32～2.24(d，2H，CH2)，0.92～1.16(m，3H，CH3)；元素分析(C17H23N2Ocl)，理論值(%)：C 66.55， H 7.56， N 9.13，實(shí)測(cè)值(%)：C 66.62， H 7.51， N 9.24；MS(ESI)m/z：306.83 [M]+。

N-2-己烯?；?N’-3-氯芐基哌嗪(5b)：白色固體，產(chǎn)率：95.3%。m.p.：97 ℃～98 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2907、 2851、 1748、 1614、 1421、 1057、 936；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.13～7.35 (m，4H，Ar-H)， 6.82～6.91(d，1H，=CH)， 6.17～6.24(d，1H，=CH)， 3.63(s，2H，CH2)， 3.51 (s，2H，CH2)， 3.42(s， 4H，pip)， 2.43(s，4H，pip)，1.42～2.29(d，2H， CH2)， 1.03～1.21(m，3H，CH3)；元素分析(C17H23N2OCl)， 理論值(%)：C 66.55， H 7.56， N 9.13，實(shí)測(cè)值(%)：C 66.57， H 7.61， N 9.19; MS(ESI)m/z： 306.83 [M]+。

N-2-己烯?；?N’-4-氯芐基哌嗪(5c)：白色固體，產(chǎn)率：94.6%。m.p.：86 ℃～87 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2915、 2795、 1763、 1684、 1433、 1152、 956；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.22～7.30 (d，4H，Ar-H)， 6.80～6.89(d，1H，=CH)， 6.16～6.21(d，1H，=CH)， 3.66(s，2H，CH2)， 3.52(s，2H，CH2)， 3.45(s， 4H，pip)， 2.40(s，4H，pip)， 1.42～2.19(d，2H， CH2)， 0.88～0.93(m，3H，CH3)；元素分析(C17H23N2OCl)， 理論值(%)：C 66.55， H 7.56， N 9.13，實(shí)測(cè)值(%)：C 66.51， H 7.49， N 9.22; MS(ESI)m/z：306.83 [M]+。

N-2-己烯?；?N’-2-甲芐基哌嗪(5d)：白色固體，產(chǎn)率：92.4%。m.p.:85 ℃～87 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2879、 2716、 1746、 1631，、 1408、 1034、 949；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.19～7.26 (m，4H，Ar-H)， 6.80～6.90(d，1H，=CH)， 6.19～6.23(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H，CH2)， 3.53(s，2H，CH2)， 3.49(s， 4H，pip)， 2.42(s，4H，pip)， 2.41(s，3H，Ph-CH3)， 1.43～2.19(d，2H， CH2)， 0.89～0.94(m，3H，CH3)；元素分析(C18H26N2O)， 理論值(%)：C 75.48， H 9.15， N 9.78，實(shí)測(cè)值(%)：C 75.51， H 9.19， N 9.83; MS(ESI)m/z： 286.41 [M]+。

N-2-己烯?；?N’-3-甲芐基哌嗪(5e)：白色固體，產(chǎn)率：93.1%。m.p.：79 ℃～81 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2913、 2707、 1774、 1682、 1396、1146、 953；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.16～7.28 (m，4H，Ar-H)， 6.80～6.91(d，1H，=CH)， 6.19～6.24(d，1H，=CH)， 3.67(s，2H，CH2)， 3.56(s，2H，CH2)， 3.49(s， 4H，pip)， 2.42(s，4H，pip)， 2.59(s，3H，Ph-CH3)， 1.45～2.21(d，2H， CH2)， 0.81～0.93(m，3H，CH3)；元素分析(C18H26N2O)， 理論值(%)：C 75.48， H 9.15， N 9.78，實(shí)測(cè)值(%)：C 75.56， H 9.23， N 9.84; MS(ESI)m/z：286.41 [M]+。

N-2-己烯?；?N’-4-甲芐基哌嗪(5f)：白色固體，產(chǎn)率：93.8%。m.p.：90 ℃～91 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2893、 2757、 1791、 1642、 1416、 1065， 996；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.13～7.27 (d，4H，Ar-H)， 6.81～6.91(d，1H，=CH)， 6.19～6.24(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H，CH2)， 3.54(s，2H，CH2)， 3.49(s， 4H，pip)， 2.43(s，4H，pip)， 2.35(s，3H，Ph-CH3)， 1.45～2.19(d，2H， CH2)， 0.91～0.96(m，3H，CH3)；元素分析(C18H26N2O)， 理論值(%):C 75.48， H 9.15， N 9.78，實(shí)測(cè)值(%)：C 75.53， H 9.24， N 9.69; MS(ESI)m/z： 286.41 [M]+。

N-2-己烯酰基-N’-2-氰芐基哌嗪(5g)：白色固體，產(chǎn)率：93.6%。m.p.： 97 ℃～99 ℃。IR(KBr，cm-1)：2914、2762、2238、1726、1616、 1437、 1127、 983；1H NMR(CDCl3)(δ，ppm)：7.24～7.76 (m，4H，Ar-H)， 6.83～6.89(d，1H，=CH)， 6.18～6.23(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H，CH2)， 3.61(s，2H，CH2)， 3.58(s，4H，pip)， 2.43(s，4H，pip)， 1.44～2.35(d，2H， CH2)， 0.90～0.95(m，3H，CH3)；元素分析(C18H23N3O)， 理論值(%):C 72.70， H 7.80， N 14.13，實(shí)測(cè)值(%):C 72.73， H 7.85， N 14.19; MS(ESI)m/z: 297.39 [M]+。

N-2-己烯酰基-N’-3-氰芐基哌嗪(5h)：白色固體，產(chǎn)率：92.5%。m.p.：89 ℃～91 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2882、2707、2253、1748、1667、1457、1034、981；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.28～7.69 (m，4H，Ar-H)， 6.83～6.89(d，1H，=CH)， 6.18～6.23(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H，CH2)， 3.61(s，2H，CH2)， 3.56(s，4H，pip)， 2.43(s，4H，pip)， 1.47～2.31(d，2H， CH2)， 0.90～0.95(m，3H，CH3)；元素分析(C18H23N3O)， 理論值(%)：C 72.70， H 7.80， N 14.13，實(shí)測(cè)值(%)：C 72.75， H 7.84， N 14.17；MS(ESI)m/z：297.39 [M]+。

N-2-己烯酰基-N’-4-氰芐基哌嗪(5i)：白色固體，產(chǎn)率：91.8%。m.p.：93 ℃～95 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2916、2756、2264、1757、1634、1420、1127、993；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.26～7.63 (m，4H，Ar-H)， 6.84～6.89(d，1H，=CH)， 6.18～6.23(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H，CH2)， 3.56(s，2H，CH2)， 3.57(s，4H，pip)， 2.43(s，4H，pip)， 1.44～2.21(d，2H， CH2)， 0.90～0.95(m，3H，CH3)；元素分析(C18H23N3O)， 理論值(%)：C 72.70， H 7.80， N 14.13，實(shí)測(cè)值(%)：C 72.77， H 7.83， N 14.16; MS(ESI)m/z：297.39 [M]+。

N-2-己烯酰基-N’-2,4-二氯芐基哌嗪(5j)：白色固體，產(chǎn)率：94.7%。m.p.： 98 ℃～100 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2883、2716、1749、1627、1432、1108，976；1H NMR(CDCl3)(δ，ppm)：7.21～7.42 (m，3H，Ar-H)， 6.81～6.91(d，1H，=CH)， 6.18～6.23(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H， CH2)， 3.61(s，2H，CH2)， 3.57(s，4H，pip)， 2.48(s，4H，pip)， 1.43～2.18(d，2H， CH2)， 0.89～0.94(m，3H， CH3)；元素分析(C17H22N2OCl2)，理論值(%)：C 59.83， H 6.50， N 8.21，實(shí)測(cè)值(%)：C 59.87， H 6.53， N 8.42; MS(ESI)m/z： 341.27 [M]+。

N-2-己烯酰基-N’-3,4-二氯芐基哌嗪(5k)：白色固體，產(chǎn)率：93.9%。m.p.： 105 ℃～107 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2914、2786、1727、1664、1431、1085、953；1H NMR(CDCl3)(δ，ppm)：7.20～7.51 (m，3H，Ar-H)， 6.82～6.91(d，1H，=CH)， 6.18～6.23(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H，CH2)， 3.59(s，2H，CH2)， 3.57(s，4H，pip)， 2.45(s，4H，pip)， 1.43～2.20(d，2H， CH2)， 0.90～0.96(m，3H，CH3)；元素分析(C17H22N2OCl2)， 理論值(%)： C 59.83， H 6.50， N 8.21，實(shí)測(cè)值(%)：C 59.89， H 6.56， N 8.34； MS(ESI)m/z： 341.27 [M]+。

N-2-己烯?；?N’-2，6-二氯芐基哌嗪(5l)：白色固體，產(chǎn)率：92.3%。m.p.：99 ℃～101 ℃。IR(KBr，cm-1)： 2916、 2683、 1721、 1616、 1486、 1054、 968；1H NMR(CDCl3) (δ，ppm)：7.20～7.38 (m，3H，Ar-H)， 6.81～6.91(d，1H，=CH)， 6.18～6.23(d，1H，=CH)， 3.68(s，2H，CH2)， 3.58(s，2H，CH2)， 3.57(s，4H，pip)， 2.47(s，4H，pip)， 1.43～2.18(d，2H， CH2)， 0.89～0.96(m，3H，CH3)；元素分析(C17H22N2OCl2)， 理論值(%)：C 59.83， H 6.50， N 8.21，實(shí)測(cè)值(%)：C 59.80， H 6.46， N 8.16; MS(ESI)m/z：341.27 [M]+。

2.2 抑制活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果 從數(shù)據(jù)中可知，該系列化合物對(duì)血管平滑肌細(xì)胞的增殖有抑制作用。其中化合物5a，5b， 5g，5h和5l具有相對(duì)高的一些活性。見(jiàn)表1。

表1 化合物5a-5l的抑制活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

化合物5a-5l的濃度均為5 μg/mL，Concentration of compound 5a-5l is 5 μg/mL

3 討論

本文以正丁醛為原料，參考相應(yīng)文獻(xiàn)制備2-烯-己酸；再以2-烯-己酸為原料，與取代芐基哌嗪合成了N-2-己烯?；?N’-取代芐基哌嗪。同時(shí)并對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了一些優(yōu)化。在目標(biāo)化合物合成中，加入過(guò)量的EDAC鹽酸鹽作為脫水劑，提高了產(chǎn)率。

血管平滑肌細(xì)胞增殖抑制活性篩選結(jié)果顯示，大部分化合物都具有一定的生物活性，其中化合物5a，5b，5g，5h和5l具有相對(duì)高的一些活性。從初步結(jié)構(gòu)構(gòu)效關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，不同的芐基取代，其活性有很大差別。其中苯環(huán)上氯取代和氰基取代的化合物都具有相對(duì)高一些的抑制活性。而苯環(huán)上甲基取代的化合物活性相對(duì)較低，雙取代的產(chǎn)物其生物活性比較復(fù)雜。同時(shí)，進(jìn)一步的生物活性篩選和構(gòu)效關(guān)系正在研究中。

綜上所述，本研究在文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，合成了N-2-己烯酰基-N’-取代芐基哌嗪類(lèi)化合物，提高了反應(yīng)產(chǎn)率。同時(shí)，對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行了初步的藥理活性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所合成的大部分化合物均顯示出不同程度的血管平滑肌細(xì)胞增殖抑制活性。

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(編校：王冬梅)

Synthesis and biological activity study of N-2- hexenyl acrylyl-N’-substituted benzyl piperazine derivatives

HAN Sheng-hua1Δ, LIU Hong-yan1, ZHANG Hai-rong1, XU Lin1, MA Peng-fei1,CHEN Jian-xin2

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanxi Datong University, Datong 037009, China; 2. School of Chemistry and Material Science, Shanxi Normal University, Linfeng 041004, China)

ObjectiveTo synthesize twelve N-2-hexenyl acrylyl-N’-substituted benzyl piperazine derivatives and evaluate their primary biological activities.Methods(E) hex-2-enoic as the raw material with the different substituted benzyl piperazine derivatives get the target compounds. Preliminary pharmacodynamic study used MTT on vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation.ResultsThe successful synthesis of twelve N-2-hexenyl acrylyl- N’-substituted benzyl piperazine derivatives. The structures of these novel compounds were confirmed by IR，1H NMR, MS, and elemental analysis. Pharmacological results showed: (E)-1-(4-(2-chlorobenzyl)piperazin-1-yl)hex-2-en-1-one (5a),(E)-1-(4-(3-chlorobenzyl)piperazin-1-yl)hex-2-en-1-one (5b),(E)-1-(4-(2-cyanobenzyl)piperazin-1-yl)hex-2-en-1-one (5g),(E)-1-(4-(3-cyanobenzyl)piperazin-1-yl)hex-2-en-1-one (5h),(E)-1-(4-(2,6-dichlorobenzyl)piperazin-1-yl)hex-2-en-1-one (5l), showed the moderate inhibitory activities against vascular smooth muscle cells proliferation.ConclusionThe synthesis method can be easily operated with low cost, and increases the yield of reaction. The synthesized compounds have inhibitory activities.

piperazine; vascular smooth muscle cells; synthesis; inhibitory activity

國(guó)家自然科學(xué)基金(21506120)；山西大同大學(xué)博士啟動(dòng)基金(2012-B-07，QD201049)；大同市科技攻關(guān)項(xiàng)目(2015021)

韓生華，通信作者，男，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：有機(jī)藥物合成與教學(xué)， E-mail：hanshenghua@sina.com。

R914

A

1005-1678(2016)01-0016-04