黃文盈鄧?yán)蚱?王 瑋

(1.紹興文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,浙江 紹興312000;2.浙江蘇泊爾制藥有限公司,浙江 紹興312000)

新型含色酮異噁唑類(lèi)去甲斑蝥素衍生物的合成

黃文盈1鄧?yán)蚱??王 瑋2

(1.紹興文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,浙江 紹興312000;2.浙江蘇泊爾制藥有限公司,浙江 紹興312000)

主要介紹一種新型含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類(lèi)去甲斑蝥素衍生物的制備方法,該制備方法用1,3-偶極環(huán)加成方法在去甲斑蝥素結(jié)構(gòu)中的C5和C6位引入異噁唑環(huán),與色酮衍生物反應(yīng)導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu),從而合成一系列的共5個(gè)新型的含有色酮結(jié)構(gòu)的異噁唑類(lèi)去甲斑蝥素衍生物.

去甲斑蝥素;色酮結(jié)構(gòu);異噁唑類(lèi)

斑蝥素,化學(xué)名:外,外-2,3-二甲基-7-氧代雙環(huán)[2,2,1]-庚烷-2,3-二羧酸酐,屬于外式構(gòu)型(exo configuration),化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下圖(Scheme 1).

去甲斑蝥素,化學(xué)名:7-氧雜二環(huán)[2.2.1]-庚烷-2,3-二羧酸酐,化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下圖(Scheme 2).

斑蝥素是研究惡性腫瘤藥物的有效成分.國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了多方面的研究,證實(shí)斑蝥素作用于多種腫瘤細(xì)胞,能抑制蛋白磷酸酯酶的活性,通過(guò)對(duì)細(xì)胞周期產(chǎn)生影響來(lái)控制腫瘤細(xì)胞的增加.研究證明其對(duì)原發(fā)性肝癌有一定療效,能升高白細(xì)胞數(shù)量,且不影響免疫系統(tǒng),有很高的藥用研究?jī)r(jià)值.但斑蝥素的毒性較大[1-3],合成很復(fù)雜,近年來(lái)的研究表明,斑蝥素中少了2,3位的兩個(gè)甲基,能保持較強(qiáng)的抗腫瘤活性和獨(dú)特的升高白細(xì)胞作用,而且毒性大大降低,基本上消除了斑蝥素對(duì)泌尿系統(tǒng)毒刺激副作用.去甲斑蝥素(NCTD)可作用于細(xì)胞周期的不同環(huán)節(jié),干擾細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)細(xì)胞死亡.NCTD本身無(wú)致變性,器官毒性作用也較小,臨床治療劑量下對(duì)肝腎功能未見(jiàn)明顯損害,亦未出現(xiàn)明顯的泌尿系統(tǒng)刺激作用.臨床研究也證實(shí)其對(duì)肝癌、白血病細(xì)胞均有殺傷作用,并且抗黏附轉(zhuǎn)移.因此,與斑蝥素骨架修飾[4]有關(guān)的一項(xiàng)具有重大意義的合成工作是去掉2,3位甲基取代.這一結(jié)構(gòu)改變簡(jiǎn)化了合成步驟并且不會(huì)影響斑蝥素抗癌活性[5],同時(shí)毒性有所降低.

這次我們?cè)贑5或C6上引入異噁唑的基礎(chǔ)上還導(dǎo)入了色酮的結(jié)構(gòu),產(chǎn)生出了一系列新型的含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類(lèi)去甲斑蝥素衍生物.經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),去甲斑蝥素五元環(huán)中的氧可以用氮或硫代替,一些取代基可以取代在氮和硫上.同時(shí)在C5和C6上取代還可以改變結(jié)構(gòu)活性.為此我們經(jīng)過(guò)研究得出以下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

表1 取代基的活性測(cè)試數(shù)據(jù)表

核磁共振實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H-色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4a)

m.p.182.4-183.3℃

1H NMR(DMSO)δ:5.255(s,1H,O-CH=),8.172～7.167(m,8H,Ar-H),3.098(s,2H,1 -H,4-H),3.504(s,1H,5-H),2.377(s,1H,6-H),2.538,2.516(d,J=8.8Hz,2H,2-H,3 -H).

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-羥苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H -色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4b)

m.p.210.8-211.8℃

1H NMR(DMSO)δ:5.255(s,1H,O-CH=),8.178～7.184(m,7H,Ar-H),3.098(s,2H,1 -H,4-H),3.504(s,1H,5-H),2.295(s,1H,6-H),2.519,2.511(d,J=3.2Hz,2H,2-H,3 -H),8.697(s,1H,OH).

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-p-甲苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H-色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4c)

m.p.167.9-171.0℃

1H NMR(DMSO)δ:5.243(s,1H,O-CH=),8.173～7.066(m,7H,Ar-H),3.073(s,2H,1 -H,4-H),3.528(s,1H,5-H),2.376(s,1H,6-H),2.534,2.513(d,J=8.4Hz,2H,2-H,3 -H),2.345(s,3H,-CH3).

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-氯苯基)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H -色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4d)

m.p.173.4-174.4℃

1H NMR(DMSO)δ:5.254(s,1H,O-CH=),8.080～7.245(m,7H,Ar-H),3.098(s,2H,1 -H,4-H),3.506(s,1H,5-H),2.380(s,1H,6-H),2.539,2.517(d,J=8.8Hz,2H,2-H,3 -H)

4,8-環(huán)氧-5,7-(1H,6H)-二酮-6-(4-溴苯肼)-3a,4,4a,7a,8,8a-六氫-3-(6-溴-4H -色酮-4-酮)-[3,4-f]-1,2-苯丙異噁唑(4e)

m.p.202.7-203.7℃

1H NMR(DMSO)δ:5.258(s,1H,O-CH=),8.079～7.182(m,7H,Ar-H),3.102(s,2H,1-H,4-H),3.564(s,1H,5-H),2.378(s,1H,6-H),2.525,2.517(d,J=3.2Hz,2H,2-H,3-H).

基于以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),我們使用色酮在異噁唑的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造,對(duì)去甲斑蝥素進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造,提高去甲斑蝥素的活性.該新型的含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類(lèi)去甲斑蝥素衍生物的制備步驟如下:

(1)去甲去氫斑蝥素的合成:取一定量的順丁烯二酸酐于研缽中研細(xì),倒入錐形瓶中并加入乙醚,室溫條件下攪拌至溶解,滴入呋喃,室溫下攪拌24～48h,呋喃與順丁烯二酸酐發(fā)生Diels-Alder反應(yīng),制得去甲去氫斑蝥素;

(2)N-取代去甲去氫斑蝥酰亞胺的合成:將適量的去甲去氫斑蝥素溶于丙酮溶劑中,在攪拌下緩慢滴加苯胺的丙酮溶液,反應(yīng)10h后加入醋酸錳、三乙胺和醋酐,在室溫條件下反應(yīng)8h;將干燥后的沉淀溶于二甲基甲酰胺中,冰水浴中與二環(huán)己基碳二亞胺攪拌反應(yīng)10h,將濾液置于冰水中得到結(jié)晶,再重結(jié)晶得到產(chǎn)物;

(3)導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu):將N-取代去甲去氫斑蝥酰亞胺和色酮衍生物混合于酒精中,加入氯胺T,回流12h,進(jìn)行1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng),導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu),用甲醇再結(jié)晶,真空干燥得到化合物;

(4)去甲斑蝥素衍生物的制備方法:將步驟(1)中反應(yīng)得到的沉淀減壓過(guò)濾;

(5)去甲斑蝥素衍生物的制備方法:將步驟(2)中反應(yīng)得到的沉淀真空干燥,冰水浴應(yīng)將溫度降至0℃,重結(jié)晶應(yīng)用甲醇.

本實(shí)驗(yàn)涉及的反應(yīng)如下:

R1是氫,羥基,甲基,氯或溴;4a R1是氫;4b R1是羥基;4c R1是甲基;4d R1是氯;4e R1是溴.

通過(guò)下面具體實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)一步驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn).具體步驟如下:

實(shí)施例1:

去甲斑蝥素的合成:在100mL錐形瓶中依次加入15mL乙酯和4.00g粉末狀順丁烯二酸酐.等順丁烯二酸酐完全溶解后,攪拌下加入2.76g呋喃.然后在室溫下放置24～48h,將反應(yīng)完全后得到的產(chǎn)物進(jìn)行減壓過(guò)濾得到去甲斑蝥素粗品結(jié)晶.

N-取代去甲去氫斑蝥酰亞胺的合成:取3.32g去甲斑蝥素溶解于30mL丙酮中,將丙酮溶液和化合物加入到反應(yīng)錐形瓶中,逐漸有大量的沉淀生成.在室溫條件下反應(yīng)8h后,將減壓過(guò)濾得到的沉淀真空干燥,再與20mL二甲基甲酰胺混合溶解,置于冰水浴中冷卻至0℃,再加入3.09g二環(huán)己基碳二亞胺,攪拌反應(yīng)10h.然后冷卻,過(guò)濾,將濾液倒在50mL冰水中,析出固體.將其減壓過(guò)濾,洗滌,最后用甲醇重結(jié)晶得到產(chǎn)物3a-3f.

導(dǎo)入色酮結(jié)構(gòu):將1mmol N-取代去甲斑蝥酰亞胺和1.1mmol色酮衍生物置于20mL酒精中,再加入1.2mL氯胺,回流12h.將沉淀過(guò)濾,清洗,用甲醇再結(jié)晶,真空干燥后得到4a、4b、4c、4d、4e這5個(gè)產(chǎn)物.

實(shí)施例2:

將化合物用DMSO溶解,稀釋,腫瘤細(xì)胞Bel-7402(人肝癌細(xì)胞)、KB(口腔癌細(xì)胞)、SGC7901(胃癌細(xì)胞)[6]、HL-60(白血病細(xì)胞)在96孔板上種入4 000個(gè)孔,每孔加入化合物2μL,使其終濃度為12.0μM,6.0μM,3.0μM,1.5μM,共同置于37℃、含5%CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72h,以二甲基亞砜(1%)為空白對(duì)照.72h后,加入終濃度為0.25mg/mL的3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽,置于相同條件的細(xì)胞培養(yǎng)箱中4 h后吸干溶劑,每孔加入100μl二甲基亞砜,用酶聯(lián)免疫儀于570nm處測(cè)定吸光度(OD值),根據(jù)所得的吸光度值計(jì)算藥物對(duì)細(xì)胞增殖的抑制率:

抑制率=[1-(測(cè)試樣品OD值-空白OD值)/(陰性對(duì)照OD值-空白OD值)]×100.

按如下公式計(jì)算被測(cè)樣品的IC50值(寇式法):

其中Xm:設(shè)計(jì)的最大濃度的對(duì)數(shù)值;I:最大劑量比相臨劑量的對(duì)數(shù)值;P:陽(yáng)性反應(yīng)率之和;Pm:最大陽(yáng)性反應(yīng)率;Pn最小陽(yáng)性反應(yīng)率.

所得數(shù)據(jù)用于計(jì)算IC50值(4b,4c,4d的抑制率過(guò)低舍去).

表2 IC50值有效數(shù)據(jù)表

由以上結(jié)果可得,這一種新型含色酮結(jié)構(gòu)異噁唑類(lèi)去甲斑蝥素衍生物的制備方法簡(jiǎn)化了合成步驟并且不會(huì)影響斑蝥素抗癌活性,同時(shí)毒性有所降低[7],具有可實(shí)用性.

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Synthesis of Novel Chromone-containing Isoxazoles Norcantharidin Derivatives

Huang Wenying1Deng Liping1Wang Wei2

(1.Shaoxing University,Shaoxing,Zhejiang 312000;2.Zhejiang Supor Pharmaceutical Co.Ltd.,Shaoxing,Zhejiang 312000)

The papermainly introduces a method for preparing novel chromone-containing isoxazoles norcantharidin derivatives.By the preparation of 1,3-dipolar cycloaddition,the isoxazole ring was introduced in the C5 and C6 of norcantharidin structure,and the reaction with chromone derivatives resulted in the chromone structure,hence the final synthesis of a series of 5 chromone-containing structure model of isoxazoles norcantharidin derivatives.

norcantharidin;chromone structure;isoxazole

R 914

A

1008-293X(2015)07-0010-04

(責(zé)任編輯 魯越青)

10.16169/j.issn.1008-293x.k.2015.07.03

2015-02-02

黃文盈(1992-),女,浙江蒼南人,研究方向:醫(yī)藥學(xué).

鄧?yán)蚱?1978-),女,博士,副教授,研究方向:藥物設(shè)計(jì)與合成,E-mail:1178947348@qq.com.