姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類化合物的合成及其抗白血病活性研究

鞏 藝，周 根，王關煉，劉歡歡，劉雄利，周 英，俸婷婷

(貴州大學 貴州省藥食兩用資源應用開發(fā)工程實驗室，貴州 貴陽 550025)

姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類化合物的合成及其抗白血病活性研究

鞏 藝，周 根，王關煉，劉歡歡，劉雄利，周 英*，俸婷婷

(貴州大學 貴州省藥食兩用資源應用開發(fā)工程實驗室，貴州 貴陽 550025)

本文以各種取代的靛紅1、二烯酮3-烯基氧化吲哚2與脯氨酸或硫代脯氨酸，在有機溶劑乙腈中回流，進行1，3-偶極子3+2環(huán)加成反應，獲得6個新型的姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類化合物 (3a～3f， Scheme 1)，產率65～81%，dr值10∶1～15∶1， 其結構經1H NMR，13C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。采用MTT法研究了3a～3f對人白血病細胞(K562)的體外抗腫瘤活性。結果表明：化合物3a對K562具有一定的抑制活性(IC50為27.9 μM)， 接近于陽性對照藥順鉑。

姜黃酮； 氧化吲哚； 環(huán)加成反應； 姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類化合物； 抗腫瘤活性

多官能團氧化吲哚廣泛存在天然產物和合成藥物分子中，其中，尤其3，3′-吡咯雙螺環(huán)氧化吲哚因為具有廣泛的生物活性，吸引了許多化學工作者及醫(yī)藥化學團隊的廣泛關注[1-4]。倍半萜姜黃酮Turmerone I，(S)-芳姜黃酮(S)-ar-Turmerone II是從姜黃的根莖分離出來，被報道具有細胞毒、抗炎，抗癌和抗蛇毒活性[5-8]。姜黃作為食品中的一種配料和調味品，也作為一種藥物使用。因此， 根據(jù)藥物設計中藥效團和骨架遷越原理，鑒于3，3′-吡咯雙螺環(huán)氧化吲哚骨架化合物和姜黃酮具有潛在的生物活性。因此，把姜黃酮骨架拼接到3，3′-吡咯雙螺環(huán)氧化吲哚骨架，合成一系列新的潛在多活性官能團的氧化吲哚衍生物，可以為生物活性篩選提供化合物源，對藥物的篩選和制藥行業(yè)具有重要的應用價值。

本文以各種取代的靛紅1、二烯酮3-烯基氧化吲哚2與脯氨酸或硫代脯氨酸，在有機溶劑乙腈中回流，進行1，3-偶極子3+2環(huán)加成反應，獲得6個新型的姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類化合物 (3a～3f， Scheme 1)，產率65～81%，dr值10∶1～>20∶1， 其結構經1H NMR，13C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。采用MTT法研究了3a～3f對人白血病細胞(K562)的體外抗腫瘤活性。

Scheme 1

1 材料與合成方法

1.1儀器與試劑

WRS-1B型數(shù)字熔點儀；Bruker-400 MHz型核磁共振儀(CD3Cl為溶劑，TMS為內標)； MicroTMQ-TOF型高分辨質譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.23a～3f的合成方法(以3a為例)

在反應管中依次加入64.4 mgN-甲基靛紅1a (0.4 mmol)，190.2 mgN-芐基二烯酮3-烯基氧化吲哚 2a (0.6 mmol)，92.0 mg 脯氨酸(0.8 mmol)和10 mL乙腈溶液，回流反應6 h，TLC檢測基本反應完全，直接上樣經柱層析(洗脫劑：V(石油醚)：V(乙酸乙酯)= 4∶1)純化得化合物(3a)172.0 mg。

用類似的方法合成3b～3f。

3a：黃色固體，m.p.76.9-78.0℃；yield：81%，10∶1dr；1H NMRδ：1.41(s，3H)，1.58(s，3H)，1.69-1.76(m，2H)，2.00-2.09(m，2H)，2.28-2.32(m，1H)，2.74(s，3H)，2.76-2.79(m，1H)，3.76(d，J=10.0Hz，1H)，4.26(d，J=12.0 Hz，1H)，4.90(d，J=12.0 Hz，1H)，5.12-5.17(m，1H)，5.43(s，1H)，6.37(d，J=8.0 Hz，1H)，6.58(d，J=4.0 Hz，1H)，6.77-6.79(m，2H)，6.83-6.86(m，1H)，6.93-7.00(m，2H)，7.08-7.15(m，3H)，7.18-7.29(m，2H)，7.43-7，45(m，1H)，7.57(d，J=8.0 Hz，1H)；13CNMRδ：20.3，25.9，27.0，27.4，30.9，43.6，47.6，64.3，65.7，66.9，78.1，107.8，108.0，121.7，122.0，123.5，124.8，125.5，126.8，127.3，128.2，128.3，128.4，128.5，129.5，135.5，141.8，143.9，155.1，175.0，176.3，196.1；HR-MS(ESI-TOF)m/z：Calcd. for C34H33N3NaO3{[M+Na]+} 554.2420， found 554.2424。

3b：黃色固體，m.p.76.4-77.9℃；yield：65%，15∶1dr；1H NMRδ：1.41(s，3H)，1.58(s，3H)，2.04-2.09(m，2H)，2.20-2.26(m，2H)，2.49-2.55(m，1H)，2.67-2.70(m，1H)，2.89(s，3H)，4.54-4.62(m，2H)，4.75(d，J=12.0 Hz，1H)4.93(d，J=12.0 Hz，1H)，5.73(s，1H)，6.08-6.10(m，1H)，6.25-6.27(m，1H)，6.53-6.57(m，2H)，7.07-7.10(m，1H)，7.17-7.21(m，2H)，7.24-7.30(m，4H)，7.70(d，J=4.0 Hz，1H)；13C NMRδ：20.0，26.1，27.0，30.8，31.3，44.1，47.2，53.4，59.0，65.1，66.9，107.6，108.9，109.0，113.5，113.7，115.2，115.4，122.3，122.9，126.1，127.1，127.5，128.6，129.1，135.6，138.8，143.2，154.6，157.3，159.2，172.6，176.7，196.6；HR-MS(ESI-TOF)m/z： Calcd. for C34H32FN3NaO3{[M+Na]+} 572.2325， found 572.2325.

3c：黃色固體，m.p.118.2-119.8℃；yield：78%，10∶1dr；1H NMRδ：1.38(s，3H)，1.56(s，3H)，2.04(s，3H)，2.00-2.07(m，2H)2.15-2.23(m，2H)，2.53-2.58(m，1H)，2.71-2.74(m，1H)，2.91(s，3H)，4.57-4.61(m，2H)，5.04(d，J=12.0 Hz，1H)，5.23(d，J=12.0 Hz，1H)，5.71(s，1H)，6.35-6.39(m，2H)，6.51(d，J=4.0 Hz，1H)，6.66-6.68(m，1H)，7.05-7.08(m，1H)，7.10-7.17(m，4H)，7.22-7.25(m，2H)，7.74(d，J=8.0 Hz，1H)；13C NMRδ：18.6，19.9，26.2，27.0，30.8，31.2，45.4，47.3，53.4，59.2，64.9，67.3，107.4，118.7，121.4，122.1，123.0，123.7，125.6，125.7，126.4，126.8，127.5，128.6，128.8，133.2，138.0，141.1，143.3，154.2，172.9，178.0，196.9；HR-MS(ESI-TOF)m/z： Calcd. for C35H35N3NaO3{[M+Na]+} 568.2576， found 568.2573.

3d：黃色固體，m.p.184.2-185.8℃；yield：80%，10∶1dr；1H NMRδ：1.56(s，3H)，1.57(s，3H)，2.80(s，3H)，2.89-2.93(m，1H)，3.32-3.36(m，1H)，3.57(d，J=6.0 Hz，1H)，3.84(d，J=6.0 Hz，1H)，3.88(d，J=6.0 Hz，1H)，4.96(d，J=12.0 Hz，1H)，5.10(d，J=12.0 Hz，1H)，5.16-5.21(m，1H)，5.53(s，1H)，6.61(d，J=4.0 Hz，1H)，6.77-6.79(m，2H)，6.88-6.92(m，1H)，7.03-7.05(m，2H)，7.11-7.12(m，3H)，7.25-7.28(m，1H)，7.54-7.55(m，1H)，7.65(d，J=4.0 Hz，1H)；13CNMRδ：20.3，26.3，27.2，29.6，36.5，44.6，50.6，53.4，62.3，67.8，107.9，114.5，121.7，122.7，122.8，123.0，126.3，126.9，127.2，127.7，128.3，128.8，128.9，129.1，130.2，137.2，137.7，143.3，156.8，173.7，174.4，194.5；HR-MS(ESI-TOF)m/z： Calcd. for C33H30ClN3NaO3S{[M+Na]+} 606.1594； Found： 606.1595.

3e：黃色固體，m.p.124.3-126.5℃；yield：71%，14∶1dr；1H NMR (CDCl3，400 MHz)δ：1.23-1.25(m，3H)，1.46(s，3H)，1.63(s，3H)，1.91(s，3H)，2.10-2.13(m，2H)，2.26-2.29(m，2H)，2.51-2.55(m，1H)，2.68-2.73(m，1H)，2.91(s，3H)，3.64-3.66(m，1H)，3.81-3.84(m，1H)，4.60-4.65(m，2H)，5.79(s，1H)，6.21(s，1H)，6.52-6.58(m，2H)，6.85-6.87(m，1H)，7.12-7.17(m，1H)，7.22-7.26(m，1H)，7.77(d，J=6.0 Hz，1H)；13C NMR(CDCl3，100MHz)δ：12.3，19.8，20.8，26.0，27.1，30.8，31.4，34.6，47.2，58.8，65.3，67.0，107.1，107.2，122.1，123.1，126.7，127.3，128.9，129.4，130.8，140.1，143.7，154.0，172.9，176.5，197.0；HR-MS(ESI-TOF)m/z： Calcd. for C30H33N3NaO3{[M+Na]+} 506.2420， found 506.2422.

3f：黃色固體，m.p.206.6-207.3℃；yield：70%，15∶1dr；1H NMRδ：1.23-1.27(m，3H)，1.47(s，3H)，1.64(s，3H)，2.08-2.13(m，2H)，2.22-2.28(m，2H)，2.48-2.54(m，1H)，2.70-2.75(m，1H)，2.93(s，3H)，3.62-3.68(m，1H)，3.80-3.86(m，1H)，4.58-4.62(m，2H)，5.77(s，1H)，6.37(s，1H)，6.56(d，J=8.0 Hz，1H)，6.61(d，J=8.0 Hz，1H)，7.03-7.05(m，1H)，7.14-7.18(m，1H)，7.26-7.30(m，1H)，7.76(d，J=8.0 Hz，1H)；13C NMRδ：12.3，20.0，26.1，27.0，30.8，31.3，34.7，47.2，58.9，65.1，67.0，107.6，108.2，122.3，123.0，126.2，126.7，127.2，128.9，129.1，141.3，143.2，154.5，172.5，176.1，196.6；HR-MS(ESI-TOF)m/z： Calcd. for C29H30ClN3NaO3{[M+Na]+} 526.1873， found 526.1875.

1.3體外抗腫瘤活性測試

采用MTT法[9-12]測試了3a～3f對人白血病細胞(K562)的體外抗腫瘤活性，以順鉑為陽性對照藥。

2 結果與分析

2.1合成

通過底物擴展，我們發(fā)現(xiàn)該反應的活性普遍較高，在極性溶劑乙腈中6 h內基本反應完全(TLC檢測)。dr值通過粗核磁積分面積確定。靛紅芳環(huán)上有取代基團時，dr值相對較高，但產率也相對較低。

2.2抗腫瘤活性

表1為3a～3f對K562的體外抗腫瘤活性。由表1可見，化合物3a對K562具有一定的抑制活性，接近于陽性對照藥順鉑， 說明姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類骨架可以作為先導化合物骨架進一步研究。

表1 3a～3k的體外抗腫瘤活性Tab.1 In vitro antitumor activities of 3a～3f

3 小 結

合成了6個新型的姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類化合物(3a～3f)，產率65～81%，dr值10∶1～15∶1， 其結構經1H NMR，13C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。采用MTT法研究了3a～3f對人白血病細胞(K562)的體外抗腫瘤活性。結果表明：化合物3a對K562具有一定的抑制活性， 接近于陽性對照藥順鉑， 說明姜黃酮骨架雙螺環(huán)吡咯氧化吲哚類骨架可以作為先導化合物骨架進一步研究。其他相關藥理活性的研究正在進行中。

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SynthesisandAnti-humanLeukemiaCellsActivitiesofTurmeroneMotif-fused3，3′-Pyrrolidinyl-dispirooxindoles

GONGYi，ZHOUGen，WANGGuan-lian，LIUHuan-huan，LIUXiong-li，ZHOUYing*，F(xiàn)ENGTing-ting

(GuizhouMedicineEdicineEdiblePlantResourcesResearchandDevelopmantCenter，GuizhouUniversity，Guiyang，Guizhou550025，China)

Six novel turmerone motif-fused 3，3′-pyrrolidinyl- dispirooxindoles(3a～3f)were synthesized via a multicomponent 1，3-dipolar cycloaddition event of dienones 2 with azomethine ylides (thermally generated in situ from isatins 1 and proline or thioproline). The yields and dr of 3a～3f were 65%～81% and 10∶1～15∶1， respectively. The structures were characterized by 1H NMR， 13C NMR and HR-MS(ESI-TOF). The in vitro antitumor activities against human leukemia cells(K562) were demonstrated by MTT assays. The results showed that 3a exhibited well inhibition activities against K562， showing IC50 27.9 μM， and showed equipotent potent than the positive control of Cisplatin.

turmerone； oxindole； cycloaddition reaction； turmerone motif-fused 3，3′-pyrrolidinyl- dispirooxindoles； antitumor activity

·研究簡報·

2017-06-22；

2017-09-15

國家自然科學基金資助項目(81660576； 81603390)；貴州省教學改革創(chuàng)新項目(黔教研合JG字[2016]06)； 貴州省中藥民族藥制藥工程專業(yè)學位研究生工作站(黔教研合JYSZ字[2014]002)；貴州省藥食兩用資源應用開發(fā)工程實驗室(黔發(fā)改投資[2015]542號)；貴州省高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)(黔科合[2015]4032號)；貴州省藥食同源資源研究開發(fā)科技創(chuàng)新人才團隊(黔科合人才團隊[2015]4010號)；貴州省藥食同源植物資源開發(fā)工程技術研究中心(黔科合G字[2015]4001號)。

*

周 英，教授，博士生導師，主要研究方向：中藥天然藥研究；E-mail： yingzhou71@126.com。

R-33

A

1008-0457(2017)05-0070-04國際DOI編碼10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.05.013