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        新型萘酰亞胺衍生物的合成*

        2013-03-26 06:02:12陳儉輝劉程彬桂建舟
        合成化學(xué) 2013年5期
        關(guān)鍵詞:酰亞胺噻唑二甲基

        陳儉輝,劉程彬,王 斕,桂建舟,楊 鵬

        (1.遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,遼寧撫順 113001;2.沈陽藥科大學(xué)制藥工程學(xué)院,遼寧 沈陽 110016)

        萘酰亞胺是以DNA和拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ為作用靶點的一類抗腫瘤先導(dǎo)化合物,近年來倍受關(guān)注[1]。其母體可以選擇性地嵌入到核酸G-C堿基對中,通過直接損傷DNA或抑制DNA合成,干預(yù)腫瘤細(xì)胞的周期調(diào)控機制,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,從而實現(xiàn)抗腫瘤的作用[2~5]。另外,萘酰亞胺也是優(yōu)良的熒光團,近年來廣泛用于離子探針、光盤存取介質(zhì)等光學(xué)材料領(lǐng)域[6]。

        噻唑橙是一類用于核酸檢測的短波長菁染料,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,如用于DNA測序和生物大分子標(biāo)記等[6]。該類染料本身并無熒光發(fā)射性能,與DNA/RNA等靶點結(jié)合后,熒光顯著增強,其激發(fā)波長在可見光區(qū)域,可在不損傷核酸的情況下進行檢測。然而這類菁染料對核酸的識別和檢測并沒有堿基選擇性。

        本文在前期[7~10]研究工作的基礎(chǔ)上,嘗試將萘酰亞胺和噻唑橙兩種母體通過共價鍵連接為一體,期待利用其各自的優(yōu)點,構(gòu)建對核酸堿基具有選擇性識別與檢測功能的生物染料(4 Chart 1)。但實驗結(jié)果卻顯示,在痕量水的存在下,N-(N',N'-二甲基氨基乙基)-4-硝基-1,8-萘酰亞胺(1)與2,3-二甲基苯并噻唑碘化鹽(2)通過1的4-位氧原子與2的2-位碳原子相連,合成了另一個新型的萘酰亞胺衍生物——N-(N',N'-二甲基氨基乙基)-4-[2-(2,3-二氫-2,3-二甲基苯并噻唑)氧基]-1,8-萘 酰 亞 (3,Scheme 1),其 結(jié) 構(gòu) 經(jīng)1H NMR,13C NMR和ESI-MS表征。并對反應(yīng)機理進行了初步研究。3的光學(xué)性能和生物活性在探索中。

        Scheme 1

        Chart 1

        1 實驗部分

        1.1 儀器與試劑

        ZF-7型紫外分析儀;Bruker 600 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));Thermo LCQ FLEET型質(zhì)譜儀。

        1[10]和 2[8]按文獻方法合成;其余所用試劑和溶劑均為分析純。

        1.2 合成

        (1)3的合成

        將1 76 mg(0.24 mmol)溶于混合溶劑[氯仿(3 mL)+甲醇(5 mL)]中,攪拌下依次加入2 157 mg(0.54 mmol)和三乙胺0.15 mL,于室溫反應(yīng)至終點(TLC監(jiān)測)。減壓蒸除溶劑,殘余物依次用飽和食鹽水(2×10 mL)和蒸餾水(2×10 mL)洗滌,經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑:V(氯仿)∶V(甲醇)=9∶1]純化得淡黃色固體3 22 mg,收率 20%;1H NMR δ:1.74(s,3H),2.22(s,6H),2.52(t,J=6.0 Hz,2H),3.09(s,3H),4.15(t,J=6.0 Hz,2H),7.15(d,J=12.0 Hz,1H),7.37(dd,J=6.0 Hz,1H),7.49(dd,J=6.0 Hz,1H),7.55(d,J=6.0 Hz,1H),7.72(d,J=6.0 Hz,1H),7.92(dd,J=6.0 Hz,1H),8.40(d,J=6.0 Hz,1H),8.54(d,J=12.0 Hz,1H),8.58(d,J=6.0 Hz,1H);13C NMR δ:21.00,22.50,36.00,38.15,46.00,57.05,122.10,123.50,128.50,128.70,130.15,130.25,130.35,130.85,130.95,131.05,131.10,131.85,132.65,132.95,139.00,144.00,163.35,163.50,169.60;ESI-MS:Anal.calcd for C25H25N3O3S:447.16{[M+H]+},found 448.15。

        2 結(jié)果與討論

        實驗中我們曾以未酰胺化的4-硝基-1,8-萘酐直接與2反應(yīng),再經(jīng)酰胺化制備目標(biāo)產(chǎn)物,但收率很低。在1與2的反應(yīng)中,分別以DMF,甲醇,乙醇為溶劑,N,N-二異丙基乙胺(DIEA)為縛酸劑,但反應(yīng)均過于劇烈,致使生成的產(chǎn)物復(fù)雜,不易純化。以甲醇為反應(yīng)溶劑,三乙胺為縛酸劑,反應(yīng)則較為溫和,收率也較高,產(chǎn)物經(jīng)1H NMR,13C NMR和ESI-MS分析,其結(jié)構(gòu)為3,并非4。

        為此,我們首先推測該結(jié)果是由于溶劑中較高含量的水所致,因此對反應(yīng)溶劑和試劑進行進行預(yù)處理(將甲醇、乙醇經(jīng)鎂條和碘除水,將TEA和DIEA經(jīng)KOH蒸餾除水),反應(yīng)過程密封、避光等方式進行反應(yīng),但實驗結(jié)果卻顯示,合成的化合物仍然是3,而不是4。因此,我們推測該結(jié)果是反應(yīng)體系中痕量水的存在所致。水是弱電解質(zhì),在堿性條件下,更加容易電離出OH-參與反應(yīng)。根據(jù)文獻[11],我們推測了兩種可能的反應(yīng)機理:一是水中的OH-首先進攻1的4-位C原子,使硝基離去,這一過渡態(tài)再與2的2-位C原子反應(yīng)(Scheme 2)。二是水中的OH-首先進攻2的2-C原子,再與1的4-位C原子反應(yīng)(Scheme 3)。由于未能分離得到這兩個過渡態(tài)結(jié)構(gòu),該反應(yīng)可能是在水參與下原位反應(yīng)進行的,與文獻[12]報道的過程類似。當(dāng)然,這兩種過程可能是并存的,但就本實驗中的兩個中間體而言,Scheme 3機理的可能性更大。

        Scheme 2

        Scheme 3

        [1]朱虹,丁健.萘酰亞胺類化合物作為抗腫瘤藥物的研發(fā)現(xiàn)狀[J].中國新藥雜志,2007,16:742 -747.

        [2]Quaquebeke E V,Mahieu T,Dumont P,et al.2,2,2-Trichloro-N-【{2-[2-(dimethylamino)ethyl]-1,3-dioxo-2,3-dihydro-1H-benzo[de]isoquinolin-5-yl}carbamoyl】acetamide(UNBS3157),a novel non-hematotoxic naphthalimide derivative with potent antitumor activity[J].J Med Chem,2007,50:4122 -4134.

        [3]Todd A K,Johnston M,Neidle S.Highly prevalent putative quadruplex sequence motifs in human DNA[J].Nucleic Acids Res,2005,33(9):2901 -2907.

        [4]Shirude P S,Okumus B,Ying L,et al.Single-molecule conformational analysis of G-quadruplex formation in the promoter DNA duplex of the proto-oncogene C-kit[J].J Am Chem Soc,2007,129(24):7484 -7485.

        [5]Huppert I L,Balasubramanian S.G-quadruplexes in promoters throughout the human genome[J].Nucleic Acids Res,2007,35(2):406 -413.

        [6]張象涵.短波長菁染料的合成、性質(zhì)及其在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用研究[D].西安:西北大學(xué),2010.

        [7]Yang P,De Cian A,Teulade-Fichou M.P,et al.Engineering bisquinolinium/thiazole orange conjugates for fluorescent sensing of G-quadruplex DNA[J].Angew Chem Int Ed,2009,(48):2188 -2191.

        [8]Monchaud D,Yang P,Lacroix L,et al.A metal-mediated conformational switch controls G-quadruplex affinity[J].Angew Chem Int Ed,2008,47:4858 -4861.

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        [10]楊鵬.新型雜環(huán)并萘酰亞胺化合物的設(shè)計合成及生物活性研究[D].大連:大連理工大學(xué),2007.

        [11]Jone L A,Joyner C T,Kim H K,et al.Acenaphthene I.The preparation of derivatives of 4,5-diamino naphthalic anhydride[J].Canadian Journal of Chemistry,1970,48:3132 -3135.

        [12]Ramos S S,Santos P F,Reis L V,et al.Some new symmetric rigidified triheterocyclic heptamethinecyanine dyes absorbing in the near infrared[J].Dyes and Pigments,2002,53:143 -152.

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