周曉靚，王榮先，施培基，王 浩

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 放射醫(yī)學(xué)研究所，天津 300192)

·制藥技術(shù)·

新型放療增敏劑硝基吲唑衍生物的合成及其晶體結(jié)構(gòu)*

周曉靚，王榮先，施培基，王 浩

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 放射醫(yī)學(xué)研究所，天津 300192)

以1H-吲唑-3-羧酸為起始原料，經(jīng)過(guò)硝化和酯化反應(yīng)制得5-硝基吲唑-3-羧酸乙酯(2)；2與1-氯-二乙胺基乙烷偶聯(lián)后水解成鹽合成了一個(gè)新型的放療增敏劑硝基吲唑衍生物——1-[2-(二乙基氨基)乙基]-5-硝基-1H-吲唑-3-羧酸鹽酸鹽(4)，總收率13%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，MS和X-射線單晶衍射表征。4屬斜方晶系，空間群Pbca(no.61),晶胞參數(shù)a=17.218(3)?,b=8.397(2)?,c=21.955(4)?,V=3174.2?3,Z=8,R1=0.037,wR2=0.095。

吲唑;藥物合成;放療增敏劑;晶體結(jié)構(gòu)

如何提高腫瘤乏氧細(xì)胞對(duì)射線敏感性成為提高放療效果的重要研究課題之一[1-2]。硝基咪唑(MISO)是最有代表性的一類乏氧細(xì)胞增敏劑，但臨床實(shí)驗(yàn)顯示MISO的神經(jīng)毒性限制了其用藥劑量，從而未能達(dá)到理想的治療效果[3]。

在前期的研究[4]中我們發(fā)現(xiàn),硝基吲唑類化合物也具有較好的放療增敏作用。為了降低藥物的親酯性，減少其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的分布，本文以1H-吲唑-3-羧酸為起始原料，經(jīng)硝化和酯化反應(yīng)制得5-硝基吲唑-3-羧酸乙酯(2)；2與1-氯-二乙胺基乙烷偶聯(lián)后水解成鹽合成了一個(gè)新型的放療增敏劑硝基吲唑衍生物——1-[2-(二乙基氨基)乙基]-5-硝基-1H-吲唑-3-羧酸鹽酸鹽(4，Scheme 1)，總收率13%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，MS和X-射線單晶衍射表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

Buchi 540型熔點(diǎn)儀(溫度未校正)；Varian Mercury Vx 300型核磁共振儀(D2O為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；ZAB-HS型質(zhì)譜儀；D/Max-2500型18kW型X-射線衍射儀。

1H-吲唑-3-羧酸(含量98%)，北京偶合科技；2-二乙氨基氯乙烷鹽酸鹽(含量98%)，阿法埃莎化學(xué)；其余所用試劑均為分析純，其中無(wú)水乙醇經(jīng)4?分子篩干燥。

1．2 合成

(1)5-硝基吲唑-3-羧酸(1)的合成

在四口瓶中加入發(fā)煙硝酸15mL，冰鹽浴冷卻，攪拌下滴加濃硫酸15mL，于0℃～2℃分次加入1H-吲唑-3-羧酸4.87g，加畢，于0℃～2℃反應(yīng)15min；于室溫反應(yīng)5h。反應(yīng)液傾入冰水中，析出大量固體，抽濾，濾餅用95%乙醇洗滌，干燥得白色固體14.55g，收率73%，m.p.244℃～245℃，Rf=0.67[展開(kāi)劑：V(正丁醇)∶V(水)∶V(乙酸)=3∶1∶1]。

(2)5-硝基吲唑-3-羧酸乙酯(2)的合成

在反應(yīng)瓶中加入14.0g(19mmol),無(wú)水乙醇50mL(860mmol)和濃硫酸7.6mL，攪拌下回流反應(yīng)8h。反應(yīng)液傾入碎冰中，析出固體，過(guò)濾，濾餅用水洗滌至中性，干燥得白色固體23.84g，收率84.6%，Rf=0.575[展開(kāi)劑：A=V(乙酸乙酯)∶V(環(huán)己烷)=1∶2]。

(3)1-[2-(二乙基氨基)乙基]-5-硝基吲唑-3-羧酸乙酯(3)的合成

在反應(yīng)瓶中加入無(wú)水乙醇20mL和金屬鈉0.58g，攪拌使其溶解；于10℃加入23.5g(15mmol);緩慢滴加2-二乙氨基氯乙烷鹽酸鹽3.1g(23mmol)的乙醇(10mL)溶液，滴畢，于室溫反應(yīng)4h。反應(yīng)液減壓旋干得紅色油狀物，經(jīng)加壓硅膠柱層析(洗脫劑：A=1∶2)純化得黃色固體31.0g，收率20%，Rf=0.583(展開(kāi)劑:A=1∶2)和黃色油狀物2-[2-(二乙基氨基)乙基]-5-硝基吲唑-3-羧酸乙酯(5)1.296g，收率26%，Rf=0.278(展開(kāi)劑：A=1∶2)。

(4)4的合成

在反應(yīng)瓶中加入30.38g(1.1mmol)和甲醇10mL，冰鹽浴冷卻，攪拌下滴加1mol·L-1NaOH溶液1.5mL，滴畢，于0℃以下反應(yīng)30min。加少許碎冰，滴加1mol·L-1鹽酸中和至pH 3，減壓蒸除溶劑，殘余物用95%乙醇重結(jié)晶得類白色固體40.25g，收率71%，m.p．235℃；1H NMRδ:7.56～8.64(m,3H),4.72～4.76(t,2H),3.63～3.67(t,2H),3.10～3.17(q,4H),1.06～1.11(t,6H);MSm/z:304.9。

2 結(jié)果與討論

在5-硝基吲唑-3-羧酸的硝化反應(yīng)中，反應(yīng)溫度的控制非常重要。冰浴條件下得到的單硝化產(chǎn)物，反應(yīng)溫度高于20℃，反應(yīng)液顏色由橙黃色變?yōu)楹诤稚?，得到過(guò)度硝化產(chǎn)物5，7-二硝基吲唑-3-羧酸。

在3的合成中，由于吲唑五元環(huán)上的氫原子能夠發(fā)生1-位和2-位的互變異構(gòu)。1-位取代后會(huì)得到一個(gè)穩(wěn)定的2-位取代副產(chǎn)物(5,Chart 1)。

圖 1 4的晶體結(jié)構(gòu)Figure 1 Crystal structure of 4

由于取代位點(diǎn)的確證難度較大，為此我們將4和5分別進(jìn)行下步水解，得到了1-位取代產(chǎn)物(4)的單晶，并進(jìn)行了X-單晶衍射分析，從而對(duì)取代位點(diǎn)進(jìn)行了確證(單晶培養(yǎng)方法[5]：以95%乙醇為溶劑，適量4，在室溫下靜置數(shù)日慢慢揮發(fā)溶劑析出無(wú)水透明單晶4，選取0.12mm×0.18mm×0.20mm的透明晶體用于結(jié)構(gòu)測(cè)定)。

4的晶體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。晶體結(jié)構(gòu)解析表明，4屬斜方晶系，空間群Pbca(no.61)晶胞參數(shù)a=17.218(3)?,b=8.397(2)?,c=21.955(4)?,V=3174.2?3,Z=8,R1=0.037,wR2=0.095。

[1] Miyake K,Shimada M,Nishioka M.The novel hypoxic cell radiosensitizer,TX-1877has antitumor activity through suppression of angiogenesis and inhibits liver metastasis on xenograft model of pancreatic cancer[J].Cancer Letter,2008,272(2)：325-335.

[2] 沈瑜，董秀玥.放射增敏劑的研究趨勢(shì)[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2006，14(6):538-538.

[3] 王浩，施培基，王榮先.靶向放射增敏劑研究進(jìn)展[J].中華放射醫(yī)學(xué)和防護(hù)雜志，2011，31(2)：115-118.

[4] Wang Rongxian,Shi Peiji,Hu Bi，etal.Synthesis and radiosensitizing effects of indazoles derivatives[J].Chinese Medical Sciences Journal,1995,1:11-11.

[5] Zhou Xiaoling,Wang Hao,Wang Yan,etal.Crystal structure of 1-[2-(diethylamino)ethyl]-5-nitro-1H-indazole-3-carboxylic acid hydrochloride,C14H18N4O4[J].Z Kristallogr NCS,2012,227:73-174.

SynthesisandCrystalStructureofaNovelRadiosensitizer

ZHOU Xiao-liang, WANG Rong-xian, SHI Pei-ji, WANG Hao

(Institute of Radiation Medicine,Chinese Academy of Medical Sciences，Tianjin 300192，China)

5-Nitroindazole-3-carboxylic acid ethyl ester(2)was prepared by nitration and esterification from 1H-indazole-3-carboxylic acid.A novel radiosensitizer,1-[2-(diethylamino)ethyl]-5-nitro-1H-indazole-3-carboxylic acid hydrochloride(4),was synthesized by coupling reaction of 2with diethylaminoethyl chloride,and then forming salt.The overall yield was 13% and the structure was characterized by1H NMR,MS and X-ray single crystal diffraction.4belongs to rhombic system，space groupPbca(no.61)witha=17.218(3)?,b=8.397(2)?,c=21.955(4)?,V=3174.2?3,Z=8,R1=0.037,wR2=0.095．

indazole；drug synthesis；radiosensitivity；crystal structure

2014-01-07;

2014-05-17

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81301983)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(SF1305)

周曉靚(1979-)，女，回族，寧夏石嘴山人，博士研究生，助理研究員，主要從事靶向前藥和輻射防護(hù)劑的合成研究。Tel.022-85683041，E-mail：zhouxiaoliang@irm-cams.ac.cn

王浩，E-mail：wanghao@irm-cams.ac.cn

O626．2；R914．5

A

1005-1511(2014)04-0562-03