微波促進(jìn)新型噁嗪酮類化合物的合成及抗腫瘤活性初篩

徐應(yīng)淑，葉金雄，楊成莉，史大斌，陳永正，張 磊

(遵義醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，貴州 遵義 563099)

氮雜環(huán)是眾多天然產(chǎn)物和藥物分子的基本骨架，其中噁嗪酮是一類重要的六元氮氧雜環(huán)骨架[1-2]。因此，噁嗪酮的合成受到了人們的廣泛關(guān)注，近年來也報(bào)道了一些較為簡潔高效的合成方法[3-5]。研究結(jié)果還表明，噁嗪酮類化合物具有多種藥理活性，如除草、抗菌和抗病毒等[6-8]。以雌二醇為先導(dǎo)化合物，Maltais等將噁嗪酮類結(jié)構(gòu)引入到雌二醇結(jié)構(gòu)中，能夠顯著提高衍生物對(duì)17β-羥基甾體脫氫酶1(17β-HSD1)的選擇性抑制作用[9]。但是，目前關(guān)于噁嗪酮類化合物的抗腫瘤活性研究報(bào)道較少。

近年來，微波技術(shù)廣泛用于有機(jī)藥物合成，如縮合、取代、重排、氧化、還原等。通過微波輻射,許多反應(yīng)縮短了反應(yīng)時(shí)間,增加了反應(yīng)的選擇性,提高了反應(yīng)的收率[10-11]。

現(xiàn)以5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮等試劑作為起始原料，在微波促進(jìn)下，經(jīng)Wolff重排和雜Diels-Alder等反應(yīng)，合成了3個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的噁嗪酮類化合物，并測(cè)試了目標(biāo)產(chǎn)物的體外抗腫瘤活性，以期為噁嗪酮類化合物的抗腫瘤研究提供新思路。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑 Agilent-NMR-vnmrs 400核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)，美國Agilent公司)；XH-100B微波催化合成/萃取儀(中國祥鵠公司)；4000QTRAP液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國AB SCIEX公司)；SKOV-3細(xì)胞由四川大學(xué)生物治療國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室惠贈(zèng)，其余所用試劑均為分析純。

參照文獻(xiàn)[12-13]的方法合成2-重氮基-5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(3)。

1.2 化合物的合成 目標(biāo)化合物的合成路線如下(見圖1)：

圖1 目標(biāo)化合物的合成路線

化合物6a ～ 6c的合成通法：在25 mL三頸瓶中，先加入苯甲醛(0.75 mL，6.1 mmol)，胺(0.60 mL，6.1 mmol)和無水乙醇(2 mL)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)30 min，反應(yīng)液減壓濃縮，再加入2-重氮基-5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮(1.0126 g，6.1 mmol)，以甲苯(2 mL)為溶劑，氬氣保護(hù)下，130 ℃微波催化反應(yīng)30 min。將反應(yīng)液萃取(乙酸乙酯/水 = 2/3)，取乙酸乙酯層減壓濃縮，再用硅膠柱層析進(jìn)行分離純化(展開劑：乙酸乙酯/石油醚=1/4)，得到淡黃色油狀液體。

1.3 體外抗腫瘤活性測(cè)試 取對(duì)數(shù)生長期的人卵巢癌細(xì)胞(SKOV-3)，分別以3×103個(gè)/孔接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板，待細(xì)胞貼壁后，用培養(yǎng)基稀釋由DMSO配制的樣品母液，分別加入樣品孔中，使樣品組最終濃度分別為(0.05，0.1，0.5，1，5，10，50，100，200)μg/mL及空白對(duì)照組。37℃繼續(xù)孵育48 h后，每孔加入20 μL濃度為5 mg/mL的MTT。振蕩后繼續(xù)孵育4 h，棄上清，加入200 μL DMSO溶解，振搖，酶標(biāo)儀測(cè)定570 nm處的吸收光度(A570)，計(jì)算細(xì)胞生長抑制率和半數(shù)抑制濃度值(IC50)。

2 結(jié)果

2.1 合成化合物的波譜數(shù)據(jù)及解析結(jié)果 3-異丁基-6,6-二甲基-2-苯基-2,3,6,7-四氫環(huán)戊烷并[1,3]噁嗪-4(5H)-酮(6a)：淡黃色油狀液體，產(chǎn)率56%，1HNMR (CDCl3，400 MHz) δ：7.38 (s,5H),6.20 (s,1H),3.85 (dt,J= 15.0,7.6 Hz,1H),2.92 ～ 2.73 (m,1H),2.26 (m,4H),1.54 ～ 1.45 (m,2H),1.31 ～ 1.24 (m,2H),1.12 (s,3H),0.93 (s,3H),0.85 (t,J= 7.3 Hz,3H)；13CNMR (CDCl3，100 MHz) δ：165.08,163.08,136.73,129.35,128.45,127.09,109.49,89.89,46.12,43.49,40.96,36.37,30.68,29.80,20.03,13.73；ESI-MS，m/z:300.4 [M+H]+。

3-正丁基-6,6-二甲基-2-苯基-2,3,6,7-四氫環(huán)戊烷并[1,3]噁嗪-4(5H)-酮(6b)：淡黃色油狀液體，產(chǎn)率45 %，1HNMR (CDCl3，400 MHz) δ：7.32 (s,5H),6.18 (s,1H),3.98 ～ 3.84 (m,1H),2.53 ～ 2.44 (m,1H),2.36 (dd,J= 14.5,1.3 Hz,1H),2.34 (dd,J= 17.1 Hz,1H),2.15 (dd,J= 14.5,1.3 Hz,1H),2.03 (d,J= 17.1 Hz,1H),1.94 ～ 1.83 (m,1H),1.08 (s,3H),0.94 ～ 0.87 (m,6H),0.86 ～ 0.84 (m,3H)；13CNMR (CDCl3，100 MHz) δ：164.84,163.08,136.94,129.15,128.38,126.82,109.52,89.82,51.14,46.12,40.89,36.42,29.71,27.89,20.10；ESI-MS，m/z:300.4 [M+H]+。

3-正己基-6,6-二甲基-2-苯基-2,3,6,7-四氫環(huán)戊烷并[1,3]噁嗪-4(5H)-酮(6c)：淡黃色油狀液體，產(chǎn)率43%，1HNMR (CDCl3，400 MHz) δ：7.38 (s,5H),6.20 (s,1H),3.88 ～ 3.78 (m,1H),2.86 ～ 2.76 (m,1H),2.40 ～ 2.08 (m,4H),1.53 ～ 1.47 (m,2H),1.25 ～ 1.20 (m,6H),1.11 (s,3H),0.93 (s,3H),0.83 (dd,J= 7.0,4.9 Hz,3H)；13CNMR (CDCl3，100 MHz3) δ：165.14,163.08,136.69,129.36,128.46,127.09,109.46,89.89,46.10,43.78,40.96,36.38,31.40,29.81,28.49,26.45,22.47,14.00；ESI-MS，m/z:328.46 [M+H]+。

2.2 合成化合物的抗腫瘤活性 采用MTT法測(cè)試目標(biāo)化合物6a和6b對(duì)人卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的體外抗腫瘤活性，結(jié)果見圖2和表1。兩個(gè)目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)人卵巢癌細(xì)胞SKOV-3均有一定的體外抗腫瘤活性，化合物6a和6b的IC50值分別為197 μg/mL和146 μg/mL。

*：P < 0.05,**：P < 0.01與對(duì)照組比較； 圖2 不同藥物濃度下化合物6a和6b對(duì)人卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的抑制率

表1 目標(biāo)化合物6a和6b對(duì)人卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的體外抗腫瘤活性

化合物IC50 (μg/mL)6a1976b146

綜上所述，本文采用5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮、苯甲醛和脂肪伯胺為原料，經(jīng)過微波促進(jìn)的Wolff重排和雜Diels-Alder等反應(yīng)，合成了3個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的噁嗪酮類化合物。體外抗腫瘤活性結(jié)果顯示，合成的目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)人卵巢癌細(xì)胞SKOV-3具有一定的抑制活性。

3 討論

在目標(biāo)產(chǎn)物合成過程中，使用普通油浴加熱，產(chǎn)率較低，而且生成物體系較為復(fù)雜；因此本文采用微波加熱的方法，縮短反應(yīng)時(shí)間，減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。此外，目標(biāo)產(chǎn)物的合成經(jīng)歷多步反應(yīng)，首先苯甲醛與胺脫水生成亞胺；其次，2-重氮基-5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮在加熱條件下經(jīng)過Wolff重排反應(yīng)生成酰基烯酮；最后，?；┩蛠啺方?jīng)過雜Diels-Alder反應(yīng)生成新型噁嗪酮類目標(biāo)產(chǎn)物。

噁嗪酮類化合物在農(nóng)藥和醫(yī)藥方面有著極高的利用價(jià)值，本研究顯示該類化合物具有一定的抗腫瘤活性，后期工作將進(jìn)一步拓展此類噁嗪酮的結(jié)構(gòu)多樣性，更深入地研究其構(gòu)效關(guān)系，以期找到高效低毒的藥物。