新型20(S)-O-取代苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯的合成及其抗腫瘤活性

王佳樂, 高 鵬, 蔡 冉, 王浦海, 孫 立, 袁勝濤

(1. 南京工業(yè)大學(xué) a. 藥學(xué)院， b. 江蘇省藥物研究所，江蘇 南京 211816；2. 中國藥科大學(xué) 國家南京新藥篩選中心，江蘇 南京 210009)

·研究論文·

新型20(S)-O-取代苯甲酸-7-苯甲?；矘鋲A酯的合成及其抗腫瘤活性

王佳樂1a, 高 鵬1a, 蔡 冉1a, 王浦海1b*, 孫 立2*, 袁勝濤2

(1. 南京工業(yè)大學(xué) a. 藥學(xué)院， b. 江蘇省藥物研究所，江蘇 南京 211816；2. 中國藥科大學(xué) 國家南京新藥篩選中心，江蘇 南京 210009)

以20(S)-喜樹堿為起始原料，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，在7-位導(dǎo)入苯甲?；?0-位羥基上導(dǎo)入取代苯甲?；?，設(shè)計并合成了11個新的20(S)-O-取代苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯化合物(4a～4k)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR， IR，，MS(ESI)和元素分析表征。采用MTT法初步考察了目標(biāo)化合物4a～4j對人胃癌細(xì)胞(BGC-823)、人乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)、人肺腺癌細(xì)胞(H460)及人肝癌細(xì)胞(Bel-7404)的體外抑制活性。結(jié)果表明：化合物4a、 4g和4h具有一定的體外抑瘤活性。在藥物濃度為10 μmol·L-1時，4a對MDA-MB-231細(xì)胞和H460細(xì)胞的抑制率分別為50.42%和54.40%， 4g對MDA-MB-231細(xì)胞的抑制率為69.91%， 4h對H460細(xì)胞抑制率為52.34%。

喜樹堿; 7-苯甲?；矘鋲A; 喜樹堿酯; 合成; 抗腫瘤活性

喜樹堿是從喜樹中分離得到的具有抗腫瘤活性的生物堿[1-2]。因喜樹堿存在溶解性差、E環(huán)內(nèi)酯易開環(huán)不穩(wěn)定及毒性高等問題，嚴(yán)重影響其臨床應(yīng)用。近年來，人們對喜樹堿進(jìn)行了大量的結(jié)構(gòu)修飾研究，以減少毒副作用，提高抗腫瘤活性。喜樹堿的構(gòu)效關(guān)系研究表明，在7-位導(dǎo)入可以與喜樹堿的芳環(huán)形成更大共軛體系的親脂性基團(tuán)(如苯甲?；?[3-6]，可以提高藥物的脂溶性，增加穩(wěn)定性，延長藥物在體內(nèi)代謝時間，減少給藥量，增加抗腫瘤活性，降低藥物對人體的傷害；將喜樹堿的20-位羥基與有機酸進(jìn)行酯化[7-11]，可消除喜樹堿分子內(nèi)氫鍵，增加E環(huán)內(nèi)酯羰基的位阻，提高內(nèi)酯環(huán)的穩(wěn)定性，減緩內(nèi)酯環(huán)在體內(nèi)開環(huán)，也有利于提高抗腫瘤活性。

本文擬在喜樹堿的7-位導(dǎo)入苯甲?；?，同時在20-位羥基上導(dǎo)入取代苯甲?；?，以期使二者發(fā)揮協(xié)同作用，在增加喜樹堿脂溶性的同時保持內(nèi)酯環(huán)穩(wěn)定性，達(dá)到提高抗腫瘤活性和減少毒副作用的目的。以20(S)-喜樹堿(1)為起始原料，H2O2-FeSO4作為自由基引發(fā)劑，與苯甲醛反應(yīng)，在喜樹堿的7-位上導(dǎo)入苯甲?；频?0(S)-7-苯甲?；矘鋲A(2)；繼而以EDCI-DMAP為縮合劑，將2與取代苯甲酸(3a～3k)反應(yīng)，在20-位羥基上導(dǎo)入取代苯甲?；铣闪?1個新型的20(S)-O-取代苯甲酸-7-苯甲?；矘鋲A酯化合物(4a～4k， Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR， IR， MS(ESI)和元素分析表征。采用MTT法初步考察了4a～4j對人肝癌細(xì)胞(Bel-7404)、人乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)、人胃癌細(xì)胞(BGC-823)和人肺腺癌細(xì)胞(H460)的體外抑瘤活性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

SGW X-4型數(shù)字顯微熔點儀(溫度未校正)；AVANCE AV-300型或AVANCE AV-500型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Nicolet iS10型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片)；Waters Q-TOF Micro型質(zhì)譜儀；Elementar Vario EL III型元素分析儀；Essentia LC-15C型高效液相色譜儀[Luna C18硅膠柱，流動相：甲醇/水(80/20,V/V)，檢測波長：267 nm]。

1(99.26%)，成都瀾綺制藥有限公司；1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI， 99.3%)和4-二甲氨基吡啶(DMAP， 99.4%)，蘇州昊帆生物科技有限公司；薄層層析硅膠板GF254，煙臺德信生物科技有限公司 ；柱層析硅膠(100～200目)，青島海洋化工有限公司；其余試劑均為分析純，其中CH2Cl2使用前經(jīng)CaH2回流干燥處理。

1.2 合成

(1) 2的合成[3-5,12]

在反應(yīng)瓶中加入1 6.00 g(17.2 mmol)和冰醋酸240 mL，攪拌使其均勻，于5～10 ℃緩緩滴加98%濃硫酸60 mL，滴畢得黃色喜樹堿溶液。在另一反應(yīng)瓶中加入FeSO4·7H2O 12.0 g(43.2 mmol)和去離子水360 mL，攪拌使其溶解，冰浴冷卻下(2～4 ℃)加入上述喜樹堿溶液，攪拌均勻，滴加苯甲醛18.0 mL(177 mmol)，滴畢，緩慢滴加30%H2O218.0 mL(177 mmol)，滴畢(約30 min)，反應(yīng)約8 h[TLC監(jiān)測，展開劑：氯仿/丙酮=5/1(V/V)]。用氯仿(6×50 mL)萃取，萃取液依次用飽和NaHCO3溶液洗滌、無水Na2SO4干燥，減壓濃縮后經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：氯仿/甲醇=200/1(V/V)]純化得亮黃色粉末2 3.50 g，收率44.9%，純度99.82%(HPLC面積歸一化，下同)，m.p.251～254 ℃(>200 ℃[12], 237～238 ℃[3])；1H NMR(300 MHz)δ: 1.04(t,J=7.3 Hz, 3H, 18-H), 1.82～1.96(m, 2H, 19-H), 3.86(s, 1H, 20-OH), 5.07(s, 2H, 5-H), 5.26(d,J=16.5 Hz, 1H, 17-H), 5.69(d,J=16.5 Hz, 1H, 17-H), 7.52(t,J=7.5 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.60(t,J=7.5 Hz, 1H, 10-H), 7.69(d,J=7.5 Hz, 1H, 26-H), 7.72(s, 1H, 14-H), 7.76(t,J=8.5 Hz, 1H, 11-H), 7.85(t,J=7.5 Hz, 3H, 9,24,24′-H), 8.31(d,J=8.5 Hz, 1H, 12-H)； IRν: 3 316, 3 061, 2 965, 2 937, 2 877, 1 751, 1 663, 1 606, 1 448, 1 311, 1 227, 1 155, 1 058, 769, 724 cm-1； MS(ESI)m/z: 451.1{[M-H]-}。

Scheme 1

(2) 4a～4k的合成(以4a為例)[5,8,10-11]

在反應(yīng)瓶中加入苯甲酸(3a)0.73 g(6 mmol)和CH2Cl2120 mL，攪拌使其溶解；冰浴冷卻下(2 ℃)依次加入2 0.90 g(2 mmol), EDCI 1.91 g(10 mmol)和DMAP 1.46 g(12 mmol)，避光反應(yīng)15 min，撤去冰浴，于室溫反應(yīng)3 h得橙黃色澄清溶液。依次用冰水、稀鹽酸、飽和NaHCO3溶液和飽和食鹽水洗滌，無水Na2SO4干燥，減壓濃縮后經(jīng)硅膠柱層析[梯度洗脫劑：CH2Cl2/THF=45/1～15/1(V/V)]純化得亮黃色粉末，用CH2Cl2重結(jié)晶得4a 0.80 g。

用類似的方法合成化合物4b～4k。

20(S)-O-苯甲酸-7-苯甲?；矘鋲A酯(4a)：收率72.7%，純度99.65%， m.p. 281～282 ℃；1H NMRδ: 1.10(t,J=7.4 Hz, 3H, 18-H), 2.32(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 2.47(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 5.01(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.10(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.43(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 5.72(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.32(s, 1H, 14-H), 7.51(t,J=7.6 Hz, 4H, 25,25′,30,32-H), 7.57～7.72(m, 3H, 10,11,26-H), 7.75～7.85(m, 4H, 9,24,24′,31-H), 8.14(d,J=7.6 Hz, 2H, 29,33-H), 8.25(d,J=8.5 Hz, 1H, 12-H)； IRν: 3 062, 2 978, 2 948, 2 882, 1 760, 1 729, 1 664, 1 610, 1 451, 1 276, 1 230, 1 157, 1 098, 765, 712 cm-1； MS(ESI)m/z: 555.1{[M-H]-}； Anal. calcd for C34H24N2O6: C 73.37, H 4.35, N 5.03, found C 73.18, H 4.41, N 4.93。

20(S)-O-對氟苯甲酸-7-苯甲?；矘鋲A酯(4b)： 黃色粉末，收率74.0%，純度98.28%， m.p.289～290 ℃；1H NMR(500 MHz)δ: 1.09(t,J=7.4 Hz, 3H, 18-H), 2.31(q,J=7.4 Hz, 1H, 19-H), 2.45(q,J=7.4 Hz, 1H, 19-H), 5.02(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.09(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.43(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 5.72(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.17(t,J=8.6 Hz, 2H, 30,32-H), 7.27(s, 1H, 14-H), 7.50(t,J=7.7 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.59(t,J=7.4 Hz, 1H, 10-H), 7.69(t,J=7.4 Hz, 1H, 11-H), 7.76(d,J=8.3 Hz, 1H, 9-H), 7.79～7.84(m,J=7.7 Hz, 3H, 24,24′,26-H), 8.13～8.16(m, 2H, 29,33-H), 8.23(d,J=8.5 Hz, 1H, 12-H)； IRν: 3 067, 2 983, 2 946, 2 883, 1 759, 1 729, 1 667, 1 608, 1 507, 1 450, 1 312, 1 276, 1 230, 1 155, 1 102, 767, 723 cm-1； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C34H22N2O6F{[M-H]-}573.146 2, found 573.147 6。

20(S)-O-對氯苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯(4c)： 類白色粉末，收率67.8%，純度95.02%，m.p.297～298 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.09(t,J=7.3 Hz, 3H, 18-H), 2.31(q,J=7.3 Hz, 1H, 19-H), 2.46(q,J=7.3 Hz, 1H, 19-H), 5.05(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.09(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.43(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 5.72(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.27(s, 1H, 14-H), 7.48(d,J=8.6 Hz, 2H, 30, 32-H), 7.50(t,J=7.7 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.59(t,J=7.5 Hz, 1H, 10-H), 7.67(t,J=7.6 Hz, 1H, 11-H), 7.75～7.85(m, 4H, 9,24,24′,26-H), 8.06(d,J=8.6 Hz, 2H, 29,33-H), 8.24(d,J=8.5 Hz, 1H, 12-H)； IRν: 3 059, 2 978, 2 929, 2 873, 1 765, 1 732, 1 667, 1 615, 1 450, 1 276, 1 225, 1 156, 1 102, 1 014, 833, 766, 723 cm-1； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C34H22N2O6Cl{[M-H]-}589.116 7, found 589.118 1。

20(S)-O-對溴苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯(4d)： 淡黃色粉末，收率63.1%，純度94.74%， m.p.297～298 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.09(t,J=7.5 Hz, 3H, 18-H), 2.31(q,J=7.0 Hz, 1H, 19-H), 2.46(q,J=7.0 Hz, 1H, 19-H), 5.01(d,J=19.5 Hz, 1H, 5-H), 5.10(d,J=19.5 Hz, 1H, 5-H), 5.43(d,J=17.5 Hz, 1H, 17-H), 5.72(d,J=17.5 Hz, 1H, 17-H), 7.29(s, 1H, 14-H), 7.51(t,J=7.6 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.57～7.70(m, 4H, 10,11,30,32-H), 7.72～7.86(m, 4H, 9,24,24′,26-H), 7.98(d,J=8.5 Hz, 2H, 29,33-H), 8.26(d,J=8.4 Hz, 1H, 12-H)； IRν: 3 059, 2 986, 2 930, 2 871, 1 766, 1 732, 1 667, 1 614, 1 593, 1 450, 1 277, 1 225, 1 103, 766, 723 cm-1； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C34H22N2O6Br{[M-H]-}633.066 1, found 633.067 6。

20(S)-O-對碘苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯(4e)： 淡黃色粉末，收率58.7%，純度99.15%，m.p.288～290 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.09(t,J=7.4 Hz, 3H, 18-H), 2.30(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 2.43(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 5.01(d,J=19.5 Hz, 1H, 5-H), 5.10(d,J=19.5 Hz, 1H, 5-H), 5.42(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 5.72(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.28(s, 1H, 14-H), 7.51(t,J=7.8 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.60(t,J=7.5 Hz, 1H, 10-H), 7.67(t,J=7.2 Hz, 1H, 11-H), 7.75～7.89(m, 8H, 9,24,24′,26,29,30,32,33-H), 8.26(d,J=8.3 Hz, 1H, 12-H)； IRν: 3 066, 2 936, 2 879, 1 753, 1 726, 1 666, 1 611, 1 451, 1 276, 1 231, 1 097, 1 010, 754, 723 cm-1； MS(ESI)m/z: 681.1 {[M-H]-}； Anal. calcd for C34H23N2O6I: C 59.84, H 3.40, N 4.10, found C 60.04, H 3.49, N 3.59。

20(S)-O-對硝基苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯(4f)： 淡黃色粉末，收率73.2%，純度96.97%，m.p.286～287 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.11(t,J=7.4 Hz, 3H, 18-H), 2.34(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 2.48(q,J=7.2 Hz, 1H, 19-H), 5.03(d,J=19.5 Hz, 1H, 5-H), 5.12(d,J=19.5 Hz, 1H, 5-H), 5.44(d,J=17.5 Hz, 1H, 17-H), 5.74(d,J=17.5 Hz, 1H, 17-H), 7.30(s, 1H, 14-H), 7.51(t,J=7.7 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.61(t,J=7.2 Hz, 1H, 10-H), 7.70(t,J=7.5 Hz, 1H, 11-H), 7.79～7.86(m, 4H, 9,24,24′,26-H), 8.23～8.37(m, 5H, 12,29,30,32,33-H)； IRν: 3 071, 2 888, 1 764, 1 738, 1 665, 1 614, 1 526, 1 451, 1 278, 1 225, 1 105, 766, 721 cm-1； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C34H22N3O8{[M-H]-}600.140 7, found 600.142 1。

20(S)-O-間硝基苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯(4g)： 淡黃色粉末，收率75.7%，純度97.68%， m.p.278～280 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.12(t,J=7.4 Hz, 3H, 18-H), 2.36(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 2.51(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 5.07(s, 1H, 5-H), 5.08(s, 1H, 5-H), 5.45(d,J=17.7 Hz, 1H, 17-H), 5.74(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.29(s, 1H, 14-H), 7.51(t,J=7.7 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.60(t,J=7.6 Hz, 1H, 10-H), 7.68～7.86(m, 6H, 9,11,24,24′,26,32-H), 8.24(d,J=8.6 Hz, 1H, 12-H), 8.42(d,J=7.7 Hz, 1H, 33-H), 8.50(d,J=7.1 Hz, 1H, 31-H), 8.97(s, 1H, 29-H)； IRν: 3 070, 2 982, 2 941, 2 882, 1 768, 1 734, 1 669, 1 617, 1 533, 1 451, 1 350, 1 298, 1 267, 1 226, 1 126, 769, 720 cm-1； MS(ESI)m/z: 600.2{[M-H]-}； Anal. calcd for C34H23N3O8: C 67.88, H 3.85, N 6.99, found C 67.80, H 3.86, N 6.68。

20(S)-O-(3, 5-二硝基)苯甲酸-7-苯甲?；矘鋲A酯(4h)： 土黃色粉末，收率43.3%，純度93.40%， m.p.247～250 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.14(t,J=7.3 Hz, 3H, 18-H), 2.39(q,J=7.2 Hz, 1H, 19-H), 2.54(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 5.05(d,J=19.8 Hz, 1H, 5-H), 5.12(d,J=19.7 Hz, 1H, 5-H), 5.45(d,J=17.6 Hz, 1H, 17-H), 5.75(d,J=17.6 Hz, 1H, 17-H), 7.26(s, 1H, 14-H, CHCl3), 7.51(t,J=7.4 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.60(t,J=7.6 Hz, 1H, 10-H), 7.70(t,J=7.5 Hz, 1H, 11-H), 7.75～7.85(m, 4H, 9,24,24′,26-H), 8.20(d,J=8.7 Hz, 1H, 12-H), 9.21(s, 2H, 29,33-H), 9.29(s, 1H, 31-H)；1H NMR(DMSO-d6, 300 MHz)δ: 1.08(t,J=7.0 Hz, 3H, 18-H), 2.45(d,J=7.1 Hz, 2H, 19-H), 5.01(s, 2H, 5-H), 5.58(s, 2H, 17-H), 7.47(s, 1H, 14-H), 7.59(t,J=7.4 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.64～7.91(m, 6H, 9,10,11,24,24′,26-H), 8.18(d,J=8.6 Hz, 1H, 12-H), 9.13(s, 3H, 29,31,33-H)； IRν: 3 099, 2 939, 1 742, 1 666, 1 613, 1 547, 1 452, 1 345, 1 278, 1 228, 1 155, 1 075, 770, 720 cm-1； MS(ESI)m/z: 645.1{[M-H]-}； Anal. calcd for C34H22N4O10: C 63.16, H 3.43, N 8.67, found C 63.23, H 3.59, N 8.26。

20(S)-O-對三氟甲基苯甲酸-7-苯甲?；矘鋲A酯(4i)： 淡黃色粉末，收率63.3%，純度99.60%， m.p.295～296 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.11(t,J=7.4 Hz, 3H, 18-H), 2.33(q,J=7.2 Hz, 1H, 19-H), 2.48(q,J=7.2 Hz, 1H, 19-H), 4.99(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.11(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.44(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 5.73(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.29(s, 1H, 14-H), 7.51(t,J=7.7 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.60(t,J=7.4 Hz, 1H, 10-H), 7.70(t,J=7.5 Hz, 1H, 11-H), 7.76～7.86(m, 6H, 9,24,24′,26,30,32-H), 8.25(d,J=8.3 Hz, 3H, 12,29,33-H)； IRν: 3 068, 2 986, 2 950, 2 890, 1 767, 1 737, 1 667, 1 613, 1 450, 1 329, 1 279, 1 227, 1 157, 1 108, 1 066, 768, 724 cm-1； MS(ESI)m/z: 623.1{[M-H]-}； Anal. calcd for C35H23N2O6F3: C 67.31, H 3.71, N 4.49, found C 66.91, H 3.56, N 4.25。

20(S)-O-間三氟甲基苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯(4j)： 淡黃色粉末，收率65.7%，純度95.50%， m.p.279～280 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.11(t,J=7.5 Hz, 3H, 18-H), 2.35(q,J=7.0 Hz, 1H, 19-H), 2.50(q,J=7.0 Hz, 1H, 19-H), 5.06(s, 1H, 5-H), 5.08(s, 1H, 5-H), 5.44(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 5.74(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.31(s, 1H, 14-H), 7.51(t,J=7.7 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.60(t,J=7.6 Hz, 1H, 10-H), 7.66～7.86(m, 6H, 9,11,24,24′,26,32-H), 7.90(d,J=8.0 Hz, 1H, 12-H), 8.25(d,J=8.5 Hz, 1H, 31-H), 8.31(d,J=7.7 Hz, 1H, 33-H), 8.38(s, 1H, 29-H)； IRν: 3 061, 2 981, 2 941, 2 882, 1 769, 1 732, 1 670, 1 618, 1 452, 1 338, 1 254, 1 125, 1 072, 766, 724 cm-1； MS(ESI)m/z: 623.1{[M-H]-}； Anal. calcd for C35H23N2O6F3: C 67.31, H 3.71, N 4.49, found C 67.16, H 3.67, N 4.27。

20(S)-O-對氰基苯甲酸-7-苯甲酰基喜樹堿酯(4k)： 淡黃色粉末，收率34.4%，純度96.85%， m.p.285～286 ℃；1H NMR(300 MHz)δ: 1.12(t,J=7.4 Hz, 3H, 18-H), 2.34(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 2.48(q,J=7.1 Hz, 1H, 19-H), 5.04(d,J=19.5 Hz, 1H, 5-H), 5.13(d,J=19.4 Hz, 1H, 5-H), 5.45(d,J=17.5 Hz, 1H, 17-H), 5.74(d,J=17.4 Hz, 1H, 17-H), 7.29(s, 1H, 14-H), 7.52(t,J=7.3 Hz, 2H, 25,25′-H), 7.62(t,J=7.6 Hz, 1H, 10-H), 7.72(t,J=7.3 Hz, 1H, 11-H), 7.77～7.88(m, 6H, 9,24,24′,26,30,32-H), 8.23～8.27(m, 3H, 12,29,33-H)； IRν: 3 058, 2 979, 2 929, 2 873, 2 232, 1 766, 1 737, 1 665, 1 614, 1 450, 1 278, 1 225, 1 155, 1 058, 1 104, 765, 724 cm-1； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C35H22N3O6{[M-H]-}580.150 9, found 580.152 3。

1.3 體外抗腫瘤活性試驗[10-11,13-14]

以紫杉醇作為陽性對照藥，采用MTT法測定化合物4a～4j的體外抗腫瘤活性。取處于指數(shù)生長期狀態(tài)良好的細(xì)胞一瓶，加入0.25%胰蛋白酶消化液，消化使貼壁細(xì)胞脫落，計數(shù)(2～4)×104個/mL，制成細(xì)胞懸液。取細(xì)胞懸液接種于96孔板上，180 μL/孔，置恒溫CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。換液，加入受試藥物，20 μL/孔，培養(yǎng)72 h。將MTT試劑加入96孔板中，20 μL/孔，培養(yǎng)箱中反應(yīng)4 h。吸去上清液，加入DMSO， 150 μL/孔，平板搖床上振搖5 min。用酶聯(lián)免疫檢測儀在波長為570 nm處測定每孔的吸光值(OD)，重復(fù)試驗3次取平均值，按下式計算腫瘤細(xì)胞抑制率(%)。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

以1為起始原料，用H2O2-FeSO4作為自由基引發(fā)劑，與苯甲醛反應(yīng)制得2。參考文獻(xiàn)方法，以50%乙酸-濃硫酸(V/V=9.4/1)[12]，或75%濃硫酸[3]為溶劑，反應(yīng)很難進(jìn)行。推測反應(yīng)體系含水不利于喜樹堿溶解，進(jìn)而影響反應(yīng)進(jìn)行。借鑒文獻(xiàn)方法[4,10-11]，采用冰醋酸/濃硫酸(V/V=4/1)混合溶劑，取得了較好的試驗結(jié)果。

在合成化合物4a～4k的酯化反應(yīng)中，以位阻較小的碳二亞胺EDCI及DMAP堿作為縮合劑[5,10-11]，當(dāng)2, 3, EDCI和DMAP投料比(摩爾比)為1 ∶3 ∶5 ∶6時，反應(yīng)約3 h進(jìn)行完全，且反應(yīng)后處理簡單，收率大多可達(dá)60%以上(含柱層析精制步驟)。另外產(chǎn)物4a～4k在有機溶劑(如二氯甲烷)中的溶解性較之喜樹堿明顯增加。

2.2 表征

采用1H NMR， IR， MS(ESI)和元素分析對目標(biāo)化合物4a～4k的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，測定結(jié)果與Scheme 1預(yù)期結(jié)構(gòu)吻合。依據(jù)ChemDraw軟件擬合數(shù)據(jù)以及實測化學(xué)位移值、耦合裂分?jǐn)?shù)據(jù)，參考文獻(xiàn)報道的喜樹堿類化合物數(shù)據(jù)，對4a～4k的1H NMR譜圖進(jìn)行了初步的歸屬。

在測定化合物4的1H NMR譜時，有時會出現(xiàn)溶劑峰掩蓋樣品信號峰的情況。以CDCl3作溶劑，化合物4h的1H NMR譜氫質(zhì)子總數(shù)缺少1個H，推測是溶劑CDCl3峰殘留質(zhì)子峰(δ7.26)掩蓋了化合物4h結(jié)構(gòu)中14-H峰(δ7.26)。改換DMSO-d6作溶劑，可觀察到丟失的14-H吸收峰(δ7.47, s, 1H)。此外還可以觀察到，選擇CDCl3作溶劑比DMSO-d6具有更好的精細(xì)結(jié)構(gòu)區(qū)分度?；衔?h在DMSO-d6中，5,17-H皆為單峰(δ分別為5.01, 5.58)；而在CDCl3中可觀察到5-H和17-H皆為四重峰：δ5.05(d,J=19.8 Hz, 1H, 5-H),δ5.12(d,J=19.7 Hz, 1H, 5-H),δ5.45(d,J=17.6 Hz, 1H, 17-H),δ5.75(d,J=17.6 Hz, 1H, 17-H)。

2.3 抗腫瘤活性

4a～4j對人肝癌細(xì)胞(Bel-7404)、人乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)、人胃癌細(xì)胞(BGC-823)和人肺腺癌細(xì)胞(H460)的體外抑瘤活性測試結(jié)果見表1。由表1可見，在試藥濃度為10 μmol·L-1時，多個化合物表現(xiàn)出明顯的體外抑瘤活性。其中化合物4a對MDA-MB-231細(xì)胞和H460細(xì)胞的抑制率超過了50%；化合物4g對MDA-MB-231細(xì)胞有著較高的體外活性，抑制率近70%，化合物4h對H460細(xì)胞抑制率也超過了50%。

4g和4h都是具有間位硝基取代苯甲酸結(jié)構(gòu)喜樹堿酯，提示在此類化合物中，間位硝基取代對提高抑瘤活性具有積極作用。

表1 目標(biāo)化合物4a～4j對腫瘤細(xì)胞的抑制率*

*c=10 μmol·L-1，人肝癌細(xì)胞：Bel-7404，人乳腺癌細(xì)胞：MDA-MB-231，人胃癌細(xì)胞：BGC-823，人肺腺癌細(xì)胞：H460。

以20(S)-喜樹堿為起始化合物，對其7-位及20-位羥基上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，設(shè)計并合成了11個新的20(S)-O-取代苯甲酸-7-苯甲?；矘鋲A酯化合物。采用MTT法初步考察了目標(biāo)化合物的抗腫瘤活性。結(jié)果表明：多個化合物顯示出一定的體外抑瘤活性。在試藥濃度為10 μmol·L-1時，化合物4a對MDA-MB-231細(xì)胞和H460細(xì)胞的抑制率超過了50%，化合物4g對MDA-MB-231細(xì)胞的抑制率近70%，化合物4h對H460細(xì)胞抑制率也超過了50%。尚未發(fā)現(xiàn)體外抑瘤活性非常優(yōu)異的化合物。

[1] Wall M E, Wani M C, Cook C E,etal. Plant antitumor agents. I.The isolation and structure of camptothecin,a novel alkaloidal leukemia and tumor inhibitor fromcamptothecaacuminata[J].J Am Chem Soc,1966,88(16):3888-3890.

[2] 易躍能,吳文質(zhì),胡凱莉,等. 羥基喜樹堿柔性脂質(zhì)體凍干劑的抗腫瘤作用研究[J].華西藥學(xué)雜志,2015,30(3):300-302.

[3] 郭威,聶麗娟,冷志,等. 7-苯甲酰基-喜樹堿的合成研究[J].化學(xué)世界,2008,49(3):172-174.

[4] 聶麗娟,鄒艷紅,王瑞卿,等. 7-對氟苯甲?；矘鋲A的合成及其抗癌活性研究[J].精細(xì)化工,2007,24(8):769-711.

[5] 冷志,郭威,李響敏,等. 7-苯甲酰基喜樹堿酯的合成[J].精細(xì)化工,2008,25(2):167-170.

[6] 聶麗娟,路淵,李響敏,等. 20(S)-7-烷(芳)酰基喜樹堿的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2010,41(10):724-726.

[7] Cao Z S, John M, Albert D,etal. Synthesis and antitumor activity of aromatic camptothecin esters [J].Int J Mole Med,2008,21(4):477-487.[8] Pan X D, Liu H Y, Sun P Y,etal. Synthesis and antitumor activity of 20-O-linked camptothecin ester derivatives[J].Acta Pharm Sin,2004,39(8):591-597.

[9] 潘顯道. 喜樹堿20S-羥基酯衍生物合成及抗腫瘤研究現(xiàn)狀[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2007,36(2):14-16.

[10] 高鵬,朱磊,王佳樂,等. 20(S)-O-取代苯甲酸-7-乙基喜樹堿酯類化合物的合成及其抗腫瘤活性[J].合成化學(xué),2012,20(2):137-142.

[11] 王浦海,高鵬,袁勝濤,等. 具有抗腫瘤活性的7-乙基-20(S)-O-取代苯甲?；矘鋲A類化合物:CN 201210053884.8[P].2012.

[12] Dallavalle S, Ferrari A, Biasotti B,etal. Novel 7-oxyiminomethyl derivatives of camptothecin with potentinvitroandinvivoantitumor activity[J].J Med Chem,2001,44(20):3264-3274.

[13] Carmichael J, DeGraff W C, Gazdar A F,etal. Evaluation of a tetrazolium-based semiautomated colorimetric assay:Assessment of chemosensitivity testing[J].Cancer Res,1987,47(4):936-942.

[14] 韓銳. 腫瘤化學(xué)預(yù)防及藥物治療[M].北京:北京醫(yī)科大學(xué)/中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1991,16.

Synthesis and Antitumor Activities of Novel 20(S)-O-Linked Substituted Benzoic Acid-7-Benzoylcamptothecin Esters

WANG Jia-le1a, GAO Peng1a, CAI Ran1a,WANG Pu-hai1b*, SUN Li2*, YUAN Sheng-tao2

(a. School of Pharmaceutical Sciences; b. Jiangsu Institute of Materia Medica, 1.Nanjing Tech University, Nanjing 211816,China; 2. National Nanjing Center for Drug Screening, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)

Eleven novel 20(S)-O-linked substituted benzoic acid-7-benzoylcamptothecin esters(4a～4k) were designed and synthesized by structural modificationviaintroduction of benzoyl on 7-position and substituted-benzoyl on 20-hydroxyl, using 20(S)-campothecin as the starting material. The structures were characterized by1H NMR, IR, MS(ESI) and elemental analysis. The preliminary antitumor activities of 4a～4j against BGC-823, MDA-MB-231, H460 and Bel-7404 cellsinvitrowere investigated by MTT assay. The results showed that 4a, 4g and 4h exhibited certain antitumor activities. Inhibition rates were 50.42% against MDA-MB-231 and 54.40% against H460 for 4a, 69.91% against MDA-MB-231 for 4g and 52.34% against H460 for 4h at 10 μmol·L-1, respectively.

camptothecin; 7-benzoylcamptothecin; camptothecin ester; synthesis; antitumor activity

2017-02-26；

2017-03-23

國家自然科學(xué)基金資助項目(81102853, 81071841)

王佳樂(1990-)，女，漢族，江蘇靖江人，碩士研究生，主要從事藥物合成研究。

王浦海，研究員， Tel. 025-58139409, E-mail: wangpuhai@hotmail.com； 孫立，副研究員， Tel. 025-83271057, E-mail: cpusunli@126.com

O626； R914.5

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.07.17037