乙基丹皮酚肟氨基烷基醚類衍生物的設(shè)計與合成

吳虹，邢帥，何黎琴

(1.皖西衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院 藥學(xué)系，安徽 六安 237000；2.安徽中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，安徽 合肥230012)

血栓是心肌梗死、腦卒中、血栓栓塞癥等致死率很高的心腦血管疾病的罪魁禍?zhǔn)祝种蒲“寰奂梢杂行У仡A(yù)防血栓和血栓栓塞性疾病.抗血小板藥在臨床上已經(jīng)成為預(yù)防和治療心腦血管疾病的主要策略之一[1-2].

中國人民對中藥的探索有著悠久的歷史，各地使用的中藥多達5000多種，富有智慧的勞動人民將中藥進行煎煮，提取其中的有效成分用于預(yù)防和治療各種疾病.多數(shù)活血化瘀中藥在抑制血小板聚集，降低血脂等方面有一定的療效，并廣泛地應(yīng)用于心腦血管疾病.丹皮酚為毛茛科植物牡丹(Paeonia moutan Sim.)皮，具有極高的利用價值，藥理活性多有報道，具有解熱鎮(zhèn)痛[3]、抗菌消炎[4]、抗腫瘤[5]、抗血栓形成[6]等作用，對動脈粥樣硬化(AS)的發(fā)病機制和病理進程進行研究，結(jié)合丹皮酚的藥理特性，發(fā)現(xiàn)丹皮酚有成為良好的治療心腦血管疾病藥物的潛力.但其本身也存在著較多的缺點，比如，易升華，水溶性差，體內(nèi)較易代謝[7]等.因此對臨床使用帶來了很多不便，通過對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進行改造的方法來改善其不足[8]，合成具有臨床應(yīng)用價值的丹皮酚衍生物有較好的前景.

對丹皮酚結(jié)構(gòu)進行修飾，合成了丹皮酚肟，進一步合成了肟醚類衍生物[9]，在所合成的一系列乙基丹皮酚肟氨基丁基醚類化合物中，發(fā)現(xiàn)以N-乙基哌嗪為氨基的乙基丹皮酚肟氨基丁基醚化合物抗血小板聚集活性最高.本文在前期研究基礎(chǔ)上，選擇其中活性最高的化合物為研究對象，通過對其側(cè)鏈烷基鏈的長短的改變，考察連接鏈的碳數(shù)對目標(biāo)化合物抗心腦血管疾病活性的影響.為此，本文設(shè)計、合成了4個乙基丹皮酚肟氨基烷基醚類的目標(biāo)化合物，為進一步的抗血小板聚集活性研究打下物質(zhì)基礎(chǔ).目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)式如圖1所示.

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

儀器：0.1 mg電子分析天平；H2-A型恒溫磁力攪拌器；水環(huán)式真空泵；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-201C；三用暗箱式紫外分析儀；MATRIX-F傅立葉變換近紅外光譜；安捷倫質(zhì)譜儀；Bruker核磁共振儀.

試劑：丹皮酚(AR)；溴乙烷(AR)；鹽酸羥胺(AR)；1、4-二溴乙烷(AR)；1、5-二溴乙烷(AR)；N-乙基哌嗪(AR)，其它試劑和原料均為市售化學(xué)純和分析純.

1.2 合成部分

1.2.1 實驗原理

以丹皮酚①和溴乙烷為原料，DMF作溶劑，NaOH作縛酸劑反應(yīng)生成乙基丹皮酚醚②；②的酮羰基在堿性反應(yīng)體系中與鹽酸羥胺縮合生成乙基丹皮酚肟③；再分別與不同碳數(shù)的二溴烷烴反應(yīng)生成相應(yīng)的乙基丹皮酚肟溴代烷基醚④；最后與N-乙基哌嗪反應(yīng)生成相應(yīng)的4個目標(biāo)化合物⑤，合成路線如圖2所示.

圖1 目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)式

圖2 乙基丹皮酚肟氨基烷基醚衍生物的合成反應(yīng)條件：(a)：DMF，NaOH，45 ℃，2 h(b)：hydroxylamine hydrochloride，無水乙醇，NaCO3，50 ℃；(c)：DMF，冰浴，NaH，0.3 h；(d)：乙腈，5 h，60 ℃

1.2.2 乙基丹皮酚醚的合成[10]

在100 mL三頸燒瓶中投入1.0 g(6.02 mmol)丹皮酚，加入DMF攪拌至原料溶解完全，再加入0.36 g(9.03 mmol)氫氧化鈉，充分?jǐn)嚢韬蠹尤?.9 mL(11.98 mmol)溴乙烷，將反應(yīng)控制在45 ℃以下的油浴中4 h，TLC監(jiān)測至反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)液中加入100 mL CH2Cl2，飽和NaCl溶液洗滌(3×50 mL)，合并有機相無水Na2SO4干燥，靜置過夜.濾液經(jīng)硅膠柱層析法濃縮分離 [ethyl acetate：Petroleum ether/1∶4]，得到白色固體1.08 g，收率為92.5%.

1.2.3 乙基丹皮酚肟的合成

在100 mL三頸燒瓶中投入1.0 g(5.15 mmol)乙基丹皮酚醚，加入15 mL無水乙醇攪拌至原料溶解完全，再加入1.63 g(15.38 mml)Na2CO3，1.07 g(15.40 mmol)hydroxylamine hydrochloride，將反應(yīng)控制在50 ℃ 攪拌反應(yīng)4.5 h，TLC監(jiān)測至反應(yīng)結(jié)束.靜置過夜，反應(yīng)液攪拌下倒入1000 mL冰水中，有大量白色沉淀析出，抽濾，烘干得0.98 g，產(chǎn)率為91.0%.

1.2.4 乙基丹皮酚肟-2-(4-乙基-哌嗪基)乙基醚的合成

1.2.5 乙基丹皮酚肟氨基丙基醚的合成

1.2.6 乙基丹皮酚肟-4-溴代丁基醚的合成

在100 mL三頸燒瓶中投入1.0 g(4.78 mmol)乙基丹皮酚肟，加入6 mL DMF攪拌至原料溶解完全，將反應(yīng)控制在冰浴條件下，再加入 0.35 g(14.58 mmol)Sodium hydride，充分?jǐn)嚢? min，再一次性加入1.73 mL(14.33 mmol)1，4-二溴丁烷.TLC監(jiān)控反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進行15 min時，紫外觀察熒光，然后倒入100 mL冰水中并用dichloromethane萃取(3×50 mL)，合并有機相飽和NaCl溶液洗滌，無水Na2SO4干燥，濾液經(jīng)硅膠柱層析法濃縮分離 [ethyl acetate：Petroleum ether/1∶10]得無色油狀液體1.19 g，產(chǎn)率為72.37%.

1.2.7 乙基丹皮酚肟氨基丁基醚的合成

1.2.8 乙基丹皮酚肟溴代戊基醚的合成

參照乙基丹皮酚肟溴代丁基醚的合成方法稱取1.0 g(4.78 mmol)乙基丹皮酚肟，加6 mL DMF作溶劑，NaH 0.35 g(14.58 mmol)，1，5-二溴戊烷1.95 mL(14.34 mmol)，17 min反應(yīng)完成，最終得無色油狀夜體1.32 g，產(chǎn)率為77.2%.

1.2.9 乙基丹皮酚肟氨基戊基醚的合成

參照乙基丹皮酚肟氨基丁基醚的合成方法稱取1.0 g(2.79 mmol)乙基丹皮酚肟溴代戊基醚，加9 mL DMF作為溶劑，1.06 mL(8.37 mmol)N-乙基哌嗪，4.5 h反應(yīng)完成，最終得無色油狀液體0.81 g 產(chǎn)率為74.1%.1H NMR(600 MHz，dmso)δ7.10(d，J=8.4 Hz，1H)，6.55(d，J=2.3 Hz，1H)，6.47(dd，J=8.4，2.3 Hz，1H)，4.04-3.98(m，4H)，3.74(s，3H)，2.43-2.14(m，10H)，2.03(s，3H)，1.60(dd，J=14.5，7.0 Hz，2H)，1.43(dt，J=14.8，7.4 Hz，2H)，1.34-1.25(m，5H)，1.00-0.93(m，3H)；ESI-HRMS(m/z)：392.2898 [M+H]+；IR(KBr，cm-1)υ：2928.93，2806.94，1610.91，1575.21，1503.80，893.88.

2 討 論

2.1 乙基丹皮酚醚的合成條件的討論

在乙基丹皮酚醚的合成過程中溶劑的選擇至關(guān)重要，經(jīng)過反復(fù)實驗最終選定用DMF作為溶劑，用氫氧化鈉作縛酸劑可以提供足夠的堿度，同時氫氧化鈉在DMF中溶解度較好，反應(yīng)溫度控制在45 ℃以下，起始原料反應(yīng)的很充分，產(chǎn)物收率高達92.5%.在實驗中也試用了乙腈、DMAC等溶劑，以乙腈為反應(yīng)溶劑氫氧化鈉溶解度不好不能提供足夠的堿度，以DMAC作溶劑反應(yīng)需要的溫度更高，吡啶、三乙胺作縛酸劑堿度都不夠，最終選定用DMF作為溶劑，用氫氧化鈉作縛酸劑.

2.2 乙基丹皮酚肟的合成條件的選擇

2.2.1 反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響

按照1.2.3中乙基丹皮酚醚和鹽酸羥胺用量和反應(yīng)條件，設(shè)計4組平行試驗通過改變反應(yīng)溫度來考察反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響，TLC監(jiān)控反應(yīng)進程，結(jié)果見表1.

表1 反應(yīng)溫度對產(chǎn)物收率的影響

由表1可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)時間逐漸縮短，產(chǎn)物的收率逐漸增高，但當(dāng)反應(yīng)溫度超過50 ℃時，雖然反應(yīng)時間縮短但產(chǎn)物的收率呈下降趨勢，所以選擇反應(yīng)溫度為50 ℃，反應(yīng)時間4.5 h.

2.2.2 反應(yīng)物配比對產(chǎn)物收率的影響

設(shè)計了4組不同的投料比(1∶1，1∶2，1∶3，1∶4)，油浴控溫50 ℃條件下反應(yīng)，TLC監(jiān)控反應(yīng)進程，并計算收率，考察不同的反應(yīng)物配比n(乙基丹皮酚醚)∶n(鹽酸羥胺)對產(chǎn)物收率的影響，按反應(yīng)物配比1∶1投料時，反應(yīng)所需時間6.5 h，收率較低61.3%，增加反應(yīng)物配比至1∶3，反應(yīng)時間由6.5 h縮短到4.5 h，產(chǎn)物的收率逐漸增加，可達91.0%，若再進一步增加鹽酸羥胺的投料量至配比1∶4時，雖反應(yīng)時間由4.5 h縮短到3.5 h，但產(chǎn)物收率增幅不大，從實驗成本角度考慮，故選取n(乙基丹皮酚醚)∶n(鹽酸羥胺)1∶3為最適的反應(yīng)物配比.

2.3 乙基丹皮酚肟溴代丙基醚和乙基丹皮酚肟溴代乙基醚的制備方法的改進

對乙基丹皮酚肟氨基丁基、戊基醚的合成過程中，反應(yīng)能較好的實現(xiàn)，且產(chǎn)率較高.對乙基丹皮酚肟氨基乙基、丙基醚的合成，開始采用合成丁基醚、戊基醚相同的實驗方法時，發(fā)現(xiàn)并無新的產(chǎn)物生成，加適量碘化鉀進行催化仍無產(chǎn)物生成.根據(jù)結(jié)構(gòu)進行分析，可能是當(dāng)N-乙基哌嗪與丹皮酚苯環(huán)之間的距離縮短為三個碳及以下時，兩個環(huán)距離較近空間位阻較大使得反應(yīng)較能進行.從操作過程來分析，也可能是乙基丹皮酚肟溴代乙基、丙基醚在用飽和食鹽水萃取的過程中由于過量NaH的存在，使溶液顯較強堿性，使得Br被水解而生成醇，使其無法與N-乙基哌嗪繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，其中肟醚基團有較強的吸電子能力，當(dāng)結(jié)構(gòu)中的溴原子與肟醚中的氧原子相距較近時(三個碳及以下)溴原子更易在堿性環(huán)境中發(fā)生水解.

改進實驗方法后，按照1.2.4、1.2.5的方法得到了相應(yīng)的產(chǎn)物，但收率相對于4個及以上碳鏈長度的目標(biāo)化合物明顯降低，尤其是兩個碳的更為明顯.

3 結(jié) 語

本實驗以丹皮酚結(jié)構(gòu)和藥理活性為研究基礎(chǔ).通過對酚羥基成醚的方式來提高其穩(wěn)定性.通過酮羰基與鹽酸羥胺成肟，再與二溴烷烴生成醚，然后再與N-乙基哌嗪反應(yīng)生成4種目標(biāo)化合物.并對其合成工藝進行了優(yōu)化，丹皮酚肟醚的合成要在冰浴條件下，反應(yīng)時間約為15 min，在合成乙基丹皮酚肟溴代丙基醚的過程中，發(fā)現(xiàn)乙基丹皮酚肟溴代丙基醚中的溴原子可能是考慮到受到肟醚基團的影響易被水解，很難合成后續(xù)產(chǎn)物.所以直接進行下一步反應(yīng)，然后再后處理，能較好地合成出目標(biāo)化合物.最終設(shè)計合成了4個乙基丹皮酚肟氨基烷基醚類衍生物，目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)IR，1H-NMR，MS確證.