桂皮酸丹皮酚酯的合成及表征*

陳維珍,徐蘇麗,劉 毅

(1.黃山職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)系，安徽 黃山 245000；2.安慶醫(yī)藥高等專(zhuān)科學(xué)校藥學(xué)系，安徽 安慶 246052)

桂皮酸是藥食同源植物肉桂的有效成分之一，是重要的醫(yī)藥中間體。在抗微生物、抗炎及抗血小板聚集等方面都表現(xiàn)出一定活性[1]。近年來(lái)研究還發(fā)現(xiàn)桂皮酸具有抑制多種腫瘤如：黑色素瘤、雄激素依賴(lài)性前列腺癌、肺癌、肝癌、白血病細(xì)胞的作用，并可誘導(dǎo)細(xì)胞分化[2-5]。對(duì)桂皮酸結(jié)構(gòu)改造后的一些衍生物表現(xiàn)出比桂皮酸更好的抗腫瘤活性和誘導(dǎo)分化活性[6]。因此，桂皮酸是一個(gè)醫(yī)藥研發(fā)前景非常良好的先導(dǎo)化合物。丹皮酚是新安道地藥材丹皮的有效成分之一，在心血管活性方面作用廣泛，通過(guò)脂質(zhì)調(diào)節(jié)、抗炎和抗氧化作用可減緩動(dòng)脈粥樣硬化病變的形成及發(fā)展[7]，對(duì)肝癌、白血病等腫瘤細(xì)胞有明顯的抑制增殖、遷移和侵襲作用[8-9]。丹皮酚的臨床應(yīng)用卻因其水溶性差、易揮發(fā)和易被氧化等理化特性而受到限制[10]。對(duì)天然產(chǎn)物有效成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和修飾是新藥研發(fā)的有效途徑之一，本課題組利用前藥原理和拼合原理，將桂皮酸與丹皮酚進(jìn)行成酯制成前藥，可有效改善丹皮酚因游離酚羥基存在導(dǎo)致的體外不穩(wěn)定易被氧化變質(zhì)，體內(nèi)易代謝作用時(shí)間短的缺點(diǎn)，同時(shí)期望該前藥在體內(nèi)代謝后釋放出的兩個(gè)母藥能具有協(xié)同增效的心血管和抗腫瘤活性，為進(jìn)一步研究提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1藥品與儀器上海儀電物光WRS-1B數(shù)字熔點(diǎn)儀，Nicolet Avatar 370 DTGS型紅外光譜儀，Bruker AVNCE-400 MHz超導(dǎo)核磁共振儀，LCQ ADVANTAGE MAX液質(zhì)連用質(zhì)譜儀(FINNIGAN公司)。桂皮酸(自制)，丹皮酚(含量>99%)，CH2Cl2，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)；4- 二甲氨基吡啶(DMAP)；吡啶(Py)；氯化亞砜；均為化學(xué)純。以上化學(xué)試劑均由中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)(上海)提供。

1.2實(shí)驗(yàn)原理及步驟考慮到丹皮酚羥基直接與桂皮酸酯化難度較大，故將桂皮酸制成酰氯，提高其酯化能力。合成路線(xiàn)見(jiàn)圖1。

圖1 桂皮酸丹皮酚酯的合成路線(xiàn)

1.2.1桂皮酸的制備利用經(jīng)典的Perkin反應(yīng)，以苯甲醛為原料，用醋酐在醋酸鉀催化下發(fā)生親核加成反應(yīng)，生成桂皮酸，熔點(diǎn)132.2～135.2 ℃(文獻(xiàn)[11]值133～134 ℃)。

1.2.2桂皮酰氯的制備嚴(yán)格控制在無(wú)水條件下，將4.5 g(0.030 mol ) 桂皮酸加入100 mL三頸圓底燒瓶中，加入CH2Cl215 mL,DMF 5～7滴，安裝好氯化鈣干燥裝置和尾氣吸收裝置，室溫?cái)嚢柘氯芙夂蠹尤隨OCl2約12 mL, 室溫下反應(yīng)2.5 h后常溫減壓回收溶劑及未反應(yīng)的SOCl2得白色結(jié)晶4.7 g，熔點(diǎn)36.1～37.2 ℃(文獻(xiàn)[1]值35.4～36.6 ℃),收率92.0%。

1.2.3桂皮酸丹皮酚酯的合成取上步反應(yīng)制得的桂皮酰氯1.67 g (約0.01 mol)，嚴(yán)格控制無(wú)水條件，加入到100 mL三頸燒瓶中，加入40 mL 干燥CH2Cl2，室溫狀態(tài)下攪拌緩慢溶解后加入0.03 g DMAP，將0.83 g (0.005 mol)丹皮酚的CH2Cl2溶液緩慢滴加到燒瓶中。滴加完畢后室溫反應(yīng)5 h，TLC檢測(cè)反應(yīng)基本完全。過(guò)濾后將濾液減壓回收溶劑后得黃色粘稠固體。經(jīng)硅膠柱色譜分離，V石油醚∶V乙酸乙酯=9∶1，得淡黃色固體1.22 g，收率82.4%。經(jīng)IR、HNMR及MS確證所得化合物為目標(biāo)化合物桂皮酸丹皮酚酯。

2 產(chǎn)物表征

合成的目標(biāo)化合物經(jīng)IR、HNMR及MS表征結(jié)果如下：

IR (KBr) v∶1 720，1 621，1 352 cm-1

ESI-MS(m/z)：297.8[M+H]+

3 結(jié)果與討論

為提高反應(yīng)產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)化學(xué)合成的最大經(jīng)濟(jì)化，現(xiàn)以丹皮酚為基準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，分別考察反應(yīng)投料比、反應(yīng)時(shí)間等影響因素對(duì)收率的影響。

3.1反應(yīng)投料比對(duì)產(chǎn)品收率的影響以0.83 g(0.005 mol) 丹皮酚為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，按 n(丹皮酚) ∶n(桂皮酰氯)=1∶1，1∶1.5，1∶2，1∶2.5等 4個(gè)不同用量比例對(duì)產(chǎn)品收率的影響作了考察。結(jié)果摩爾比為1∶1時(shí)產(chǎn)率不理想，收率只有52.3%。為此加大桂皮酰氯的配比，收率明顯提高。當(dāng)配比為當(dāng)摩爾比為1∶2時(shí)，收率超過(guò)82%，再加大配比，產(chǎn)率增加幅度很少。綜合考慮收率與經(jīng)濟(jì)性，選擇反應(yīng)的摩爾配比1∶2為最優(yōu)投料配比。見(jiàn)表1。

表1 n(丹皮酚)∶n(桂皮酰氯)投料比對(duì)收率的影響

注：反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時(shí)間5 h。

3.2反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)品收率的影響由表 2 可知，產(chǎn)品收率隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而增加，在最開(kāi)始的4 h內(nèi)反應(yīng)速度最快，后反應(yīng)速度變慢，反應(yīng)時(shí)間達(dá)一定程度時(shí)，收率趨于不變。從經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)率兩方面考慮，反應(yīng)以5 h為宜。

表2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)收率的影響

注：n(丹皮酚)∶n(桂皮酰氯)=1∶2，反應(yīng)溫度為室溫。

3.3反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品收率的影響考察反應(yīng)溫度為冰浴至80 ℃，由表3可知室溫時(shí)產(chǎn)率最高，由冰浴至室溫隨溫度升高，產(chǎn)率提高，當(dāng)溫度高于40 ℃，產(chǎn)率隨溫度升高而略有下降，而且溫度高于50 ℃時(shí)反應(yīng)副產(chǎn)物增多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適宜的反應(yīng)溫度為室溫。

表3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品收率的影響

注：n(丹皮酚)∶n(桂皮酰氯)=1∶2，反應(yīng)時(shí)間為5 h。

3.4催化劑對(duì)收率的影響考察各種催化劑對(duì)收率的影響，曾參考文獻(xiàn)[12]，以吡啶為催化劑，同時(shí)加DMAP,后處理時(shí)減壓濃縮溫度的限制導(dǎo)致不能完全去除，減壓濃縮溫度升高后又導(dǎo)致產(chǎn)物變粘稠顏色變深，收率受到影響若采用大量水進(jìn)行多次洗滌才可將吡啶完全除去，水洗同時(shí)又有部分產(chǎn)物水解成桂皮酸和丹皮酚酯，產(chǎn)率同樣降低。多次嘗試后不添加吡啶，只用催化劑量的DMAP,后處理方便，收率達(dá)82%以上。

綜上,根據(jù)對(duì)反應(yīng)投料比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、催化劑等因素的考察，選擇反應(yīng)物投料比n(丹皮酚)∶n(桂皮酰氯)=1∶2，室溫下反應(yīng)時(shí)間5 h，以DMAP為催化劑可獲得最大收率82.4%。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)桂皮酸丹皮酚酯的合成研究，確定了先對(duì)桂皮酸進(jìn)行酰氯化再與丹皮酚成酯的方法合成目標(biāo)化合物，并確定了最佳合成工藝：n(丹皮酚)∶n(桂皮酰氯)=1∶2，CH2Cl2為溶劑，室溫下反應(yīng)時(shí)間5 h，以DMAP為催化劑可使收率最高。產(chǎn)物經(jīng)IR、1H- NMR、MS 等手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。該方法具有工藝簡(jiǎn)單，操作方便，產(chǎn)率較高等優(yōu)點(diǎn)，為目標(biāo)化合物下一步的抗心血管和抗腫瘤活性的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究提供了原料。