新型噻吩查爾酮衍生物的合成及其初步抗炎活性研究

唐燕玲, 張 霞, 楊小碧, 唐新羽, 杜文絨, 高金春, 毛澤偉

(云南中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，云南 昆明 650500)

查爾酮是重要的黃酮類(lèi)化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為1,3-二苯基丙烯酮,廣泛分布在甘草、紅花等多種藥用植物中[1-3]。查爾酮含有獨(dú)特的α，β-不飽和酮單元，活性位點(diǎn)多，可與多種受體結(jié)合，表現(xiàn)出廣泛的生物活性。目前，已有多種查爾酮類(lèi)化合物作為藥物用于臨床研究，如甲氧查爾酮作為利膽藥、索法酮作為抗?jié)兯?、橙皮苷甲基查爾酮和橙皮苷三甲基查爾酮可用于治療靜脈舒張等。查爾酮類(lèi)化合物在新藥研發(fā)方面表現(xiàn)出的巨大潛力，使其成為藥物化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[4-6]。

Scheme 1

查爾酮分子結(jié)構(gòu)中含有A、 B兩個(gè)苯環(huán)，根據(jù)生物電子等排法的藥物設(shè)計(jì)原理，用芳雜環(huán)替換苯環(huán)，可能得到具有更優(yōu)生理活性的化合物[7-10]。如Zheng等[11]發(fā)現(xiàn)噻吩、呋喃和喹啉查爾酮衍生物對(duì)變異鏈球菌具有較好的抑菌活性。Zhang等[12]發(fā)現(xiàn)含陽(yáng)離子的噻吩、呋喃和吡啶查爾酮類(lèi)衍生物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌等均有較強(qiáng)的抑制活性。在前期研究中，本課題小組發(fā)現(xiàn)哌嗪取代的呋喃查爾酮衍生物具有良好的抗炎和抗腫瘤活性[13-14]?；诖耍缬绵绶蕴鎿Q呋喃環(huán)，有望得到生物活性更優(yōu)越的噻吩查爾酮化合物。

本文以4-氟苯乙酮為原料，經(jīng)取代、羥醛縮合及衍生化，合成了6個(gè)新型的噻吩查爾酮衍生物(3a～3f, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI)表征。以地塞米松作陽(yáng)性對(duì)照，采用細(xì)菌脂多糖誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞Raw 264.7炎癥模型對(duì)3a～3f的體外抗炎活性進(jìn)行了測(cè)試。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker AM 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；AutoSpec Premier P776 型雙聚焦三扇型磁質(zhì)譜儀；Thermo-fishe二氧化碳培養(yǎng)箱；Epoch連續(xù)波長(zhǎng)酶標(biāo)儀。

所用試劑均為化學(xué)純；乙腈和二氯甲烷使用前經(jīng)干燥處理。

1.2 合成

(1) 化合物1的合成

將4-氟苯乙酮1.38 g(10 mmol)、無(wú)水哌嗪1.72 g(20 mmol)和無(wú)水碳酸鉀2.76 g(20 mmol)加入50 mL圓底燒瓶中，加入干燥乙腈30 mL，回流反應(yīng)過(guò)夜(TLC檢測(cè))。攪拌下倒入200 mL冰水中，抽濾，濾餅用水(3×30 mL)洗滌，真空干燥得1的粗產(chǎn)物。不經(jīng)純化，直接投入下一步反應(yīng)。

(2) 化合物2的合成

將1的粗產(chǎn)物2.04 g(10 mmol)和2-噻吩甲醛1.12 g(10 mmol)加入100 mL圓底燒瓶中，加入甲醇30 mL和氫氧化鉀3.00 g，冰水浴冷卻，反應(yīng)5 h(TLC檢測(cè))。加入冷水60 mL，用二氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無(wú)水硫酸鎂干燥，真空濃縮，剩余物用50%乙醇溶液重結(jié)晶得2的粗產(chǎn)品。無(wú)需純化，直接投入下一步反應(yīng)。

(3)3a～3f的合成通法

稱(chēng)化合物2的粗產(chǎn)物90 mg(0.3 mmol)加入15 mL圓底燒瓶中，依次加入無(wú)水DCM 10 mL，無(wú)水碳酸鉀138 mg(1 mmol)和鹵代物0.5 mmol，反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC檢測(cè))。加入5%氫氧化鈉溶液10 mL，攪拌20 min，用二氯甲烷(3×10 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無(wú)水硫酸鈉干燥，真空濃縮，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：VMeOH/VDCM=2/98)純化得3a～3f。

化合物3a: 收率86%;1H NMRδ: 7.98(d,J=8.9 Hz, 2H), 7.92(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.38(d,J=5.2 Hz, 1H), 7.35(d,J=15.2 Hz, 1H), 7.31(s, 1H), 7.05～7.07(dd,J=3.6 Hz, 3.7 Hz, 1H), 6.90(d,J=8.9 Hz, 2H), 3.78(t,J=5.0 Hz, 2H), 3.64(t,J=4.8 Hz, 2H), 3.40(t,J=5.4 Hz, 2H), 3.36(t,J=5.4 Hz, 2H), 2.13(s, 3H);13C NMR: 187.5, 169.2, 153.7, 140.8, 135.9, 131.6, 130.7, 129.0, 128.4, 128.3, 120.8, 114.0, 47.6, 47.3, 45.8, 41.0, 21.4; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C19H20N2O2S[M+]340.1245, found 340.1240。

化合物3b: 收率80%;1H NMRδ: 7.99(d,J=8.8 Hz, 2H), 7.93(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.30～7.42(m, 5H), 7.02～7.14(m, 4H), 6.91(d,J=8.9 Hz, 2H), 3.77(t,J=5.1 Hz, 2H), 3.63(t,J=4.9 Hz, 2H), 3.38(t,J=5.3 Hz, 2H), 3.35(t,J=5.4 Hz, 2H);13C NMR: 188.3, 169.7, 154.6, 147.9, 141.4, 140.2, 136.5, 135.1, 133.6, 132.1, 131.4, 130.0, 128.2, 127.5, 124.4, 120.4, 117.9, 115.3, 49.4, 47.0。

化合物3c: 收率87%;1H NMRδ: 7.98(d,J=9.0 Hz, 2H), 7.92(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.31～7.38(m, 3H), 7.05～7.08(dd,J=3.6 Hz, 3.7 Hz, 1H), 6.91(d,J=9.0 Hz, 2H), 4.23(q,J=7.2 Hz, 2H), 3.44(t,J=5.0 Hz, 4H), 3.27(s, 2H), 2.75(t,J=5.1 Hz, 4H), 1.30(t,J=7.1 Hz, 3H);13C NMR: 187.6, 170.2, 154.1, 141.0, 135.7, 131.4, 130.7, 128.4, 128.3, 128.2, 121.1, 113.7, 60.9, 59.4, 52.7, 47.4, 14.4; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C21H24N2O3S [M+]384.1508, found 384.1502。

化合物3d: 收率82%;1H NMRδ: 7.96(d,J=8.8 Hz, 2H), 7.92(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.39(d,J=5.1 Hz, 1H), 7.34(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.32(s, 1H), 7.00-7.06(dd,J=3.5 Hz, 3.6 Hz, 1H), 6.91(d,J=9.0 Hz, 2H), 3.43(t,J=4.9 Hz, 4H), 3.12(t,J=5.1 Hz, 4H), 3.01(s, 3H);13C NMR: 187.8, 153.4, 141.5, 133.8, 132.1, 130.9, 128.6, 128.0, 121.3, 113.7, 49.6, 47.1, 28.5。

化合物3e: 收率76%;1H NMRδ: 7.87(d,J=9.0 Hz, 2H), 7.85(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.60(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.22～7.31(m, 5H), 6.98～7.01(dd,J=3.6 Hz, 3.7 Hz, 1H), 6.79(d,J=9.0 Hz, 2H), 3.38(t,J=4.9 Hz, 4H), 3.09(t,J=5.2 Hz, 4H), 2.35(s, 3H);13C NMR: 187.6, 153.5, 144.2, 140.8, 136.1, 132.5, 131.6, 130.7, 129.9, 129.3, 128.4, 128.4, 128.0, 120.8, 114.1, 47.4, 45.8, 21.6; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C24H24N2O3S2Na [M+Na+]475.1126, found 475.1122。

化合物3f: 收率69%;1H NMRδ: 8.06(d,J=8.8 Hz, 2H), 7.91(d,J=15.2 Hz, 1H), 7.54(d,J=5.3 Hz, 1H), 7.46(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.39～7.46(m, 3H), 7.32(s, 1H), 7.09～7.13(m, 1H), 6.98(d,J=9.0 Hz, 2H), 3.39(t,J=5.4 Hz, 4H), 3.10(t,J=5.3 Hz, 2H);13C NMR: 188.0, 157.3, 145.6, 141.4, 139.4, 135.8, 133.2, 132.4, 130.0, 129.0, 128.7, 128.5, 124.5, 122.1, 114.2, 47.6, 47.5, 45.8, 41.2。

1.3 抗炎活性測(cè)試

以地塞米松(Dexamethasone)為陽(yáng)性對(duì)照，采用細(xì)菌脂多糖(LPS)誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7炎癥模型評(píng)價(jià)化合物抑制NO產(chǎn)生的活性。將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的RAW264.7細(xì)胞(1×106個(gè)/mL， 100 μL/孔)接種于96孔培養(yǎng)板中，用MTT法測(cè)定不同濃度化合物(40、 20、 10、 5、 2.5和1.25 μmol·L-1)的細(xì)胞毒性。確定無(wú)毒濃度后，取對(duì)數(shù)期生長(zhǎng)的RAW264. 7細(xì)胞(2×106個(gè)/mL， 100 μL/孔)接種于96孔培養(yǎng)板中，設(shè)空白對(duì)照組，LPS模型組(加入終濃度為1.5 μg·mL-1的LPS)，待測(cè)化合物組(同時(shí)加入藥物和終濃度為1.5 μg·mL-1的LPS)，地塞米松組(終濃度為10 μmol·L-1地塞米松和終濃度為1.5 μg·mL-1LPS)，于37 ℃， 5 %CO2中培養(yǎng)24 h，收集上清液，采用Griess法檢測(cè)炎性介質(zhì)NO含量。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，并計(jì)算IC50。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

參考前期合成呋喃查爾酮的方法合成中間體2，發(fā)現(xiàn)收率較低。其原因可能是噻吩查爾酮活性較高，加熱時(shí)哌嗪會(huì)與α，β-不飽和酮發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)。隨后，我們對(duì)合成方法進(jìn)行了調(diào)整，哌嗪和4-氟苯乙酮先經(jīng)取代反應(yīng)合成4-哌嗪苯乙酮(1)，再與2-噻吩甲醛經(jīng)羥醛縮合反應(yīng)合成2，收率較高。

2.2 抗炎活性

表1為目標(biāo)化合物的體外抗炎活性。由表1可以看出，化合物3d和3e能夠較好地抑制炎癥因子NO的生成，活性與地塞米松相當(dāng)。從衍生物類(lèi)型上來(lái)看，磺胺衍生物的抗炎活性強(qiáng)于酰胺和叔胺衍生物。在磺胺衍生物中，當(dāng)苯環(huán)上含有供電子取代基時(shí)，活性較好(3e)，當(dāng)苯環(huán)上含有吸電子取代基時(shí)活性下降(3f)。

表1 3a～3f的體外抗炎活性

合成了6個(gè)新型的哌嗪取代噻吩查爾酮衍生物(3a～3f)。以地塞米松作陽(yáng)性對(duì)照，采用細(xì)菌脂多糖誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞Raw 264.7炎癥模型對(duì)3a～3f的體外抗炎活性進(jìn)行了初步測(cè)試。結(jié)果表明：化合物3d和3e能有效抑制炎癥因子NO的生成(IC50分別為15.24 μM和19.05 μM)。