2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(4-乙基苯基)苯甲酰胺的合成、晶體結(jié)構(gòu)及抑癌活性

齊凱言, 馮書曉, 郭亞菲, 王俊嶺, 谷廣娜, 孫靜靜, 付龍龍, 廖 源, 馬軍營(yíng)

(河南科技大學(xué) 化工與制藥學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023)

硒是人體必需的微量元素之一，它在人體中可摻入蛋白質(zhì)合成形成硒蛋白酶或硒酶，主要參與人體的抗氧化[1-2]、抗病毒[3]、抗炎[4]和抗腫瘤[5-6]等生理和病理過(guò)程，在維持人體健康方面具有重要作用[7-9]。攝入含硒的食物或者含硒藥物能夠達(dá)到預(yù)防和減少癌癥發(fā)生的效果[10-12]。近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)有機(jī)硒對(duì)肝癌[13]、肺癌[14]、乳腺癌[15]及結(jié)腸癌[16]等多種腫瘤有顯著抑制作用[17]。尤其是以依布硒啉(Ebselen)和乙烷硒啉(BBSKE)為主的硒啉類有機(jī)硒抗癌藥物，成為了研究者關(guān)注的熱點(diǎn)[18-19]。本課題組圍繞依硒啉類母核結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并合成了一系列依布硒啉衍生物[20]，并對(duì)其結(jié)構(gòu)類似物和潛在生物活性予以重點(diǎn)關(guān)注，以期獲得結(jié)構(gòu)新穎的新型有機(jī)硒抗癌藥物小分子。

本文在合成系列硒啉類衍生物的過(guò)程中，嘗試以2-氯硒基苯甲酰氯(1)為原料，通過(guò)改變加料順序，首先加入無(wú)水丙酮溶液(既作溶劑又作反應(yīng)物)，丙酮優(yōu)先親核取代硒氯鍵，生成中間體2-((2-氧代丙基)硒基)苯甲酰氯；之后加入4-乙基苯胺，再次親核取代酰氯位點(diǎn)，反應(yīng)合成了一種結(jié)構(gòu)新穎的硒啉開環(huán)化合物2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(4-乙基苯基)苯甲酰胺(3, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR、 HR-MS(ESI)和XRD表征，并采用MTT法初步測(cè)試了化合物對(duì)食管癌細(xì)胞(EC109)的體外抗增殖能力。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

RD-II型熔點(diǎn)儀；Bruker Avance 400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Waters Q-Tof MicroTM型高分辨質(zhì)譜儀；Oxford diffraction Xcalibur型X-射線單晶衍射儀。

1按文獻(xiàn)[21]方法合成；4-乙基苯胺(2)，阿拉丁公司；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

在0 ℃～rt下，將2-氯硒基苯甲酰氯(1)0.2540 g(1 mmol)加入25 mL圓底燒瓶中，加入丙酮5 mL，攪拌反應(yīng)30 min。加入20.2424 g(2 mmol)，繼續(xù)反應(yīng)12 h。加入10 mL水，靜置過(guò)夜，析出淡黃色固體，過(guò)濾，濾餅真空干燥后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=石油醚/乙酸乙酯=3/1，V/V)純化得化合物3。3溶于乙酸乙酯溶液中，室溫放置15 d得單晶。

3： Rf=0.31(洗脫劑：A=3/1)，收率79 %，m.p.155～157 ℃;1H NMRδ: 10.33(s, 1H), 7.72(d,J=7.2 Hz, 1H), 7.61(dd,J=13.0 Hz, 8.2 Hz, 3H), 7.45(td,J=7.6 Hz, 1.6 Hz, 1H), 7.38～7.31(m, 1H), 7.19(d,J=8.4 Hz, 2H), 3.82(s, 2H), 2.51(s, 2H), 2.22(s, 3H), 1.18(t,J=7.6 Hz, 3H);13C NMRδ: 204.81, 166.85, 139.77, 137.11, 136.50, 132.29, 131.43, 130.34, 128.79, 128.35, 126.12, 120.63, 35.86, 28.72, 28.13, 16.24; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C18H19NO2Se{[M+H]+}361.0581, found 361.0583。

1.3 晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

在293 K下，選取形狀規(guī)則，尺寸為0.2916 mm×0.0927 mm×0.0658 mm的晶體樣品，置于衍射儀上，用石墨-單色Cu-Kα(λ=1.54184 nm)為X-射線源，在4.891°≤θ≤67.057°收集6160個(gè)數(shù)據(jù)，其中3006[Rint=0.0309,Rsigma=0.0420]個(gè)衍射點(diǎn)用于晶體結(jié)構(gòu)解析，并且經(jīng)過(guò)吸收校正。晶體結(jié)構(gòu)解析和結(jié)果修正由SHELXL[22-23]軟件包完成，全部氫原子均采用直接法獲得，非氫原子坐標(biāo)和各向異性溫度因子均采用全矩陣最小二乘法對(duì)F2進(jìn)行精修?；衔?的主要晶體學(xué)數(shù)據(jù)列于表1。

表1 3的主要晶體學(xué)參數(shù)

1.4 體外活性測(cè)試

采用MTT法測(cè)試了標(biāo)題化合物在100 g/mL濃度下，對(duì)食管癌細(xì)胞(EC109)體外作用24 h的抑制率。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

反應(yīng)采用“一鍋法”的合成方法。由于1具有硒氯-酰氯兩個(gè)親電能力微弱差異的基團(tuán)，因此可以通過(guò)切換投料的順序可以得到不同結(jié)構(gòu)的化合物。首先，讓丙酮作為反應(yīng)初始的親核試劑和溶劑，使丙酮的α-位與1中的硒氯鍵先發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成中間體2-((2-氧代丙基)硒基)苯甲酰氯，然后再與4-乙基苯胺的氨基發(fā)生反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物。

2.2 晶體結(jié)構(gòu)解析

化合物3的部分鍵長(zhǎng)與鍵角數(shù)據(jù)和氫鍵的數(shù)據(jù)見表2和表3；晶體結(jié)構(gòu)圖、氫鍵連接圖和分子堆積圖見圖1～3。

圖1 3的晶體結(jié)構(gòu)

圖2 3的晶體結(jié)構(gòu)及氫鍵

圖3 3的晶胞堆積圖

表2 3的主要鍵長(zhǎng)和鍵角

表3 3的氫鍵

2.3 抑癌活性

表4為3對(duì)食管癌EC109細(xì)胞的抑制活性。由表4可知，3對(duì)食管癌EC109細(xì)胞作用24 h的抑制率為14.94 %，與依布硒啉(Ebselen)的抑制作用無(wú)顯著性差異，與陽(yáng)性對(duì)照藥物5-氟尿嘧啶(5-FU)比較有顯著性差異，說(shuō)明標(biāo)題化合物和Ebselen的作用相似，硒作為體內(nèi)硒蛋白/硒酶的活性中心，具有較低的細(xì)胞毒活性。需要值得注意的是，有報(bào)道顯示依布硒啉等有機(jī)硒化合物隨著給藥時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)胞毒性呈上升趨勢(shì)[1]，需要在進(jìn)一步的研究中予以確認(rèn)。

表4 3對(duì)EC109細(xì)胞的抑制活性(%±SD， n=3)

3 結(jié)論

合成了一個(gè)新型依布硒啉開環(huán)類的有機(jī)硒化合物2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(4-乙基苯基)苯甲酰胺，并研究了其晶體結(jié)構(gòu)。化合物3的濃度為100 μg/mL時(shí)，對(duì)EC109細(xì)胞增殖具有一定抑制活性，抑制率為14.94±0.60%。