丹皮酚肟、腙衍生物的合成及活性研究

(廣西師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，廣西南寧，530001)

丹皮酚是中草藥丹皮和徐長卿中的主要活性成分，具有肖炎、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化等多種藥理活性[1-3]，目前已開發(fā)上市的藥物有丹皮酚軟膏、丹皮酚磺酸鈉注射液等。為提高丹皮酚的藥效及生物利用率，國內(nèi)外許多科研人員對丹皮酚進行了結(jié)構(gòu)修飾。如2011年WU Dan將消炎藥物布洛芬和丹皮酚酯化合成了布洛芬-丹皮酚綴合物，結(jié)果顯示丹皮酚的引入既能增強布洛芬的消炎作用，還能減少對胃腸道的刺激[4]；將丹皮酚磺化后堿中和制備得丹皮酚磺酸鈉注射液是一種解熱鎮(zhèn)痛藥[5]，用于風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等病的關(guān)節(jié)酸痛、頸椎腰椎增生、肌肉痛及神經(jīng)痛等；馬獻力合成了系列N-芐叉丹皮酚腙，抗菌結(jié)果顯示N-(4-氟芐叉基)丹皮酚腙對金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度為2 mg/L、N-(2-氟芐叉基)丹皮酚腙對大腸桿菌的MIC為8mg/L，抗菌效果與利福平相當(dāng)[6]；HJ Lee報道了丹皮酚肟能抑制bFGF誘導(dǎo)的血管新生和腫瘤轉(zhuǎn)移[7,8]。

為進一步豐富丹皮酚肟類、腙類化合物抗腫瘤作用的構(gòu)效關(guān)系，本文從天然丹皮酚出發(fā)，通過肟化、腙化等反應(yīng)合成了3個丹皮酚、8個丹皮酚腙，并進行了對胃癌細胞SGC-7901的抑制腫瘤生長的活性試驗。丹皮酚肟、腙類化合物合成路線見scheme 1。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker Avance-300型核磁共振儀測定(TMS為內(nèi)標(biāo))；Waters Xevo G2 QT質(zhì)譜儀；X-4顯微熔點測定儀，溫度計未經(jīng)校正；BS200S電子天平，實驗試劑均為分析純。

1.2 實驗方法

1.2.1 丹皮酚肟衍生物的制備

25mL燒瓶中依次加入10mL乙醇、166 mg(0.1mol)丹皮酚、104mg(0.15mmol)的鹽酸羥氨和187mg(0.14mmol)的醋酸鈉，在攪拌下維持75℃反應(yīng)2～4h，原料消失后蒸除溶劑，加入適量蒸餾水，用乙酸乙酯(10 mL×2)萃取，無水Na2SO4干燥，柱層析分離得90mg白色固體2。用等摩爾鹽酸甲氧胺、鹽酸芐氧胺代替鹽酸羥胺分別得化合物3和4。

Reagents and conditions: a：NH2OH·HCl, EtOH/AcONa,75℃; b: NH2OCH3·HCl, EtOH/AcONa,75℃;c: NH2OCH2Ph·HCl, EtOH/AcONa,75℃; d: NH2NH2,EtOH, 60 ℃; e: ArCHO, EtOH, reflux;Scheme 1丹皮酚肟、腙衍生物的合成路線

1.2.2 丹皮酚腙衍生物的制備

25mL燒瓶加入溶解于10 mL乙醇的332 mg(2 mmol)丹皮酚，在攪拌下一次加入過量的80%水合肼(2.0 mL, 48 mmol)，維持60 ℃攪拌反應(yīng)2h。減壓蒸除溶劑后加10mL水，乙酸乙酯萃取(10 mL×2)次，有機層飽和食鹽水、水依次洗滌1次，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干得化合物5。將新制備的5立刻溶解于8mL乙醇中，60 ℃油浴攪拌下滴入溶解有芳香醛(2 mmol)的乙醇溶液3mL，繼續(xù)反應(yīng)1～4 h，原料點消失后冷卻至室溫，析出棕黃色固體。減壓抽濾、乙醇潤洗得黃色固體(6～13)。

1.2.3 各化合物波譜數(shù)據(jù)

化合物2[7]、6[6]、10[6]、12[9]為已知物，數(shù)據(jù)略。

丹皮酚甲氧肟醚(3):白色固體,產(chǎn)率85.8%,m.p.59～61℃;1H-NMR(CDCl3,300 MHz)δ:2.27(3H, s,-CH3), 3.81(3H, s, 4-OCH3), 3.99 (3H, s,-NOCH3), 6.47(1H, dd, J1=8.7Hz, J2=2.4Hz, 5-CH), 6.51(1H, d, J=2.7Hz, 3-CH), 7.30 (1H, d, J=8.7Hz, 6-CH), 11.53(1H, s, 2-OH).13C-NMR.(DMSO, 300 MHz) δ:11.4, 55.3, 62.2, 101.6, 106.1, 111.7, 128.6, 158.1, 159.6, 161.6. HR-MS calcd for C10H14NO3[M+H]+:196.0974, found 196.0962。

丹皮酚芐氧醚(4): 白色固體, 產(chǎn)率為87.9%, m.p. 50～52℃.1H-NMR.(CDCl3, 300 MHz) δ:2.35(3H, s, -CH3), 3.82 (3H, s, 4-OCH3), 5.22(2H, s, -OCH2-), 6.53(1H, dd, J=8.7Hz, 2.4Hz, 5-CH)), 6.54(1H, d, J=2.4Hz, 3-CH), 7.33(1H, d, J=8.7Hz, 6-CH), 7.39～7.49 (5H, m, Ph-H), 11.46(1H, s, 2-OH),13C-NMR. (DMSO, 300 MHz) δ: 11.8, 55.3, 76.5, 101.6, 106.2, 111.8, 128.3, 128.7, 128.7, 137.1, 158.6, 159.7, 161.7. HR-MS calcd for C16H18NO3[M+H]+: 272.1287, found272.1281。

N-(4-羥基亞芐基)丹皮酚腙(7): 黃色粉末固體, 產(chǎn)率 75.0%. m.p. 194～196℃.1H-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ:2.66 (3H, s, -CH3), 3.84 (3H, s, 4-OCH3), 6.45 (1H, d, J=2.7 Hz, 3-CH ), 6.50 (1H, dd, J=9.0, 2.7 Hz, 5-CH), 6.98 (2H, dd, J=8.4, 1.8 Hz, 13,15-CH), 7.62 (1H, d, J=9.0 Hz, 6-C-H), 7.82 (2H, dd, J=8.4, 1.8 Hz, 12,16-CH), 8.52(1H, s, N=CH), 9.04 (1H, s, 15-OH), 14.10 (1H, s, 2-OH);13C-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.3, 54.8, 101.3, 106.0, 112.8, 115.8, 115.8, 126.2, 130.4, 130.4, 130.4, 159.0, 160.5, 162.9, 163.1, 169.6. HR-MS calcd for C16H17N2O3[M+H]+:285.1239, found 285.1258。

N-(3-羥基亞芐基)丹皮酚腙(8): 黃色粉末固體, 產(chǎn)率 81.6.0%. m.p. 157～159 ℃.1H-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ:2.67 (3H, s, -CH3), 3.84 (3H, s, 4-OCH3), 6.46 (1H, d, J=2.4 Hz, 3-CH), 6.51 (1H, d, J=8.7, 2.4 Hz, 5-CH), 7.01 (1H, dd, J=9.0, 2.4Hz, Ar-H), 7.32～7.41(2H, m, Ar-H), 7.46 (1H, d, J=2.1, Ar-H), 7.64 (1H, d, J=9.0 Hz, 6-CH), 8.54 (1H, s, N=CH), 8.66 (1H, s, 13-OH), 13.74 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.4, 54.8, 101.3, 106.2, 112.7, 114.3, 118.5, 120.4, 129.9, 130.6, 136.0, 157.8, 159.2, 163.0, 163.4, 170.7. HR-MS calcd for C16H17N2O3[M+H]+: 285.1239, found 285.1254。

N-(3,4-二甲氧基亞芐基)丹皮酚腙(9):黃色粉末, 產(chǎn)率80.4%. m.p. 156～2158℃.1H-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ:2.68 (3H, s, CH3), 3.85 (3H, s, 4-OCH3), 3.91 (6H, s, OCH3×2), 6.45 (1H, d, J=2.4 Hz, 3-CH), 6.51 (1H, d, J=8.7, 2.1 Hz, 5-CH), 7.08 (1H, dd, J=8.4 Hz, Ar-H), 7.44 (1H, dd, J=8.4, 1.8Hz, Ar-H), 7.61 (1H, d, J=1.8, Ar-H), 7.64 (1H, d, J=8.7 Hz, 6-CH), 8.53 (1H, s, N=CH), 13.84 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.3, 54.8, 55.2, 55.3, 101.3, 106.0, 109.9, 111.4, 112.8, 123.5, 127.3, 130.4, 149.8, 152.5, 159.0, 162.9, 163.2, 169.8. HR-MS calcd for C18H21N2O4[M+H]+: 329.1501, found 329.1524。

N-(2-氯亞芐基)丹皮酚腙(11): 黃色粉末, 產(chǎn)率79.2%. m.p.130～132℃.1H NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 2.70 (3H, s, CH3), 3.86 (3H, s, 4-OCH3), 6.47 (1H, d, J=2.4 Hz, 3-CH), 6.53 (1H, dd, J=9.0, 2.7 Hz, 5-CH), 7.45～7.57 (3H, m, Ar-H), 7.6 8(1H, d, J=9.0 Hz, 6-CH), 8.25 (1H, dd, J=8.7, 2.1 Hz, Ar-H), 8.93 (1H, s,N =CH), 13.57 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.6, 54.9, 101.3, 106.4, 112.5, 127.4, 128.3, 130.1, 130.9, 131.7, 132.4, 134.9, 155.0, 163.7, 163.7, 171.9. HR-MS calcd for C16H12ClN2O2[M+H]+:303.0900, found 303.0877。

N-(3-吲哚亞芐基)丹皮酚腙(13): 黃色針狀固體, 產(chǎn)率83.3%. m.p. 201～203℃.1H NMR (C3D6O,300 MHz) δ: 2.75 (3H, s, -CH3), 3.84 (3H, s, 4-OCH3), 6.46 (1H, d, J=2.4Hz, 3-CH), 6.51 (1H, dd, J=9.0, 2.7 Hz, 5-CH), 7.26～7.30 (2H, m, Ar-H), 7.55 (1H, dd, J=8.4, 2.1Hz, Ar-H), 7.63 (1H, d, J=9.0 Hz, 6-CH), 7.97 (1H, d, J=3.0 Hz, Ar-H), 8.43 (1H, dd, J=9.0, 2.1 Hz, Ar-H), 8.82 (1H, s, N=CH), 14.18 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.3, 54.8, 101.3, 105.8, 111.9, 113.2, 113.2, 121.2, 122.5, 123.2, 125.1, 130.1, 132.6, 137.7, 155.2, 162.7, 162.8, 167.6. HR-MS calcd for C18H18N3O2[M+H]+: 308.1399, found 308.1386。

2 結(jié)果與討論

制備丹皮酚肟2～4實驗中投入1.5倍鹽酸羥胺、鹽酸甲氧胺、鹽酸芐氧胺和1.4倍醋酸鈉即可。加入NaAc調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值在弱酸性條件，有利于氨基的親核加成-消除。從3的氫譜圖δ 3.81(3H, s, 4-OCH3), 3.99 (3H, s, -NOCH3)可看出含有2個甲氧基，確認化合物3為丹皮酚甲氧肟醚；化合物4氫譜δ 5.22出現(xiàn)2H單峰信號，化學(xué)位移比較低，為芐氧基中氧原子和苯環(huán)共同拉電子效應(yīng)所致，7.39～7.49 出現(xiàn)5H的芳環(huán)氫信號，證實4為丹皮酚芐氧肟醚。

制備丹皮酚腙5時需投入過量的水合肼，防止丹皮酚腙化后繼續(xù)與未反應(yīng)的丹皮酚發(fā)生雙取代。丹皮酚腙5純化后馬上滴入不同結(jié)構(gòu)的芳香醛回流反應(yīng)得到化合物6～13。丹皮酚腙中存在Ar-C=N-N=CH-Ar共軛結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物顏色呈現(xiàn)黃色。從6～13氫譜圖可看出N-亞芐基碳上氫原子均呈現(xiàn)單峰，化學(xué)位移出現(xiàn)在δ 8.45～8.98之間。丹皮酚2位酚羥基上均因與肟或腙上N原子形成分子內(nèi)氫鍵，化學(xué)位移出現(xiàn)在低場。丹皮酚腙6～13中2位酚羥基氫位移出現(xiàn)在δ 13.5～14.2之間、丹皮酚肟2～4中2位酚羥基氫位移出現(xiàn)在δ 11.4～11.8之間。

采用 MTT(噻唑藍)蛋白染色法[9]對合成的丹皮酚肟、腙衍生物(2～4、6～13)進行體外抗腫瘤細胞SGC-7901(胃癌細胞)的活性篩選，結(jié)果見表1所示。

表1丹皮酚肟、腙衍生物對SGC-7901細胞株的半數(shù)抑制濃度(IC50)

IC50/(μmol·L-1)2346胃癌細胞株SGC-790112.838.562.4>80IC50/(μmol·L-1)78910胃癌細胞株SGC-790117.524.2>8030.9IC50/(μmol·L-1)111213Cisplatin胃癌細胞株SGC-7901>80>8044.26.7

從表1的結(jié)果來看，丹皮酚肟較丹皮酚肟醚、丹皮酚腙對胃癌細胞SGC-7901的抑制活性較好，總體活性弱于參照物順鉑，其中化合物2和化合物7的抑制作用較好，IC50值分別為12.8和17.5 μmol·L-1。

3 結(jié)論

從天然丹皮酚出發(fā)，通過便捷的肟化、腙化反應(yīng)合成了3個丹皮酚肟、8個丹皮酚腙，MTT法測試顯示化合物2和化合物7對胃癌細胞SGC-7901的抑制作用較好，對其他腫瘤細胞的抑制作用有待更深入的研究。