張 宇, 裴 東

(重慶藥友制藥有限責(zé)任公司，重慶 401121)

新型腔腸素衍生物的合成

張 宇, 裴 東*

(重慶藥友制藥有限責(zé)任公司，重慶 401121)

以2-氨基吡嗪為原料，經(jīng)5步反應(yīng)(兩次NBS溴代反應(yīng),兩次Suzuki 交叉偶聯(lián)反應(yīng)和HCl作用下的縮合反應(yīng))，合成了6個(gè)新型的C8-位芳雜環(huán)取代的腔腸素衍生物,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和13C NMR表征。

2-氨基吡嗪; 腔腸素; 合成; Suzuki交叉偶聯(lián)反應(yīng)

腔腸素(CTZ)因在體內(nèi)容易被氧化分解而具有較好的抗氧化作用。CTZ衍生物被廣泛應(yīng)用于保健食品和抗氧化藥物[1-3]。此外，CTZ衍生物可在腔腸素酶的催化下發(fā)光，在生物發(fā)光成像、生物共振能量轉(zhuǎn)移(BRET)和雙酶檢測(cè)體系等領(lǐng)域也有較大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。CTZ衍生物的研究，對(duì)于開(kāi)發(fā)新的疾病診斷技術(shù)，基因表達(dá)分析技術(shù)和細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度檢測(cè)技術(shù)等有重要意義[4-7]。

目前對(duì)CTZ衍生物的研究主要是基于天然型的CTZ底物。但由于天然底物存在發(fā)光波長(zhǎng)短，穿透力差，熒光強(qiáng)度弱，發(fā)光時(shí)間短和水溶性差等缺點(diǎn)，阻礙了CTZ衍生物的進(jìn)一步研究。

C8-位取代的CTZ衍生物是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其中C8-位萘環(huán)和雜環(huán)取代的CTZ衍生物尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。合成C8-位芳雜環(huán)取代的CTZ衍生物對(duì)豐富底物種類(lèi)，篩選具有生物活性的化合物有較大的實(shí)際意義。本文以2-氨基吡嗪為起始原料，經(jīng)NBS溴代反應(yīng)制得5-溴-2-氨基吡嗪(1);1與對(duì)叔丁基二甲基硅氧基苯硼酸反應(yīng)制得5-對(duì)叔丁基二甲基硅氧基苯-2-氨基吡嗪(2);2經(jīng)NBS溴代反應(yīng)制得3-溴-5-對(duì)叔丁基二甲基硅氧基苯-2-氨基吡嗪(3);3與取代硼酸進(jìn)行Suzuki 交叉偶聯(lián)反應(yīng)制得中間體(4a～4f);4a～4f在HCl作用下經(jīng)縮合反應(yīng)合成了6個(gè)C8-位芳雜環(huán)取代的CTZ化合物(6a～6d, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和13C NMR表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

X-4型熔點(diǎn)儀；Brucker-400/600 MHz型核磁共振儀(CD3OD為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))。

所用試劑均為分析純。

Scheme1

1.2 合成

(1)1的合成[8]

將2-氨基吡嗪1.90 g(20 mmol)溶于二氯甲烷(50 mL)中，攪拌下于0 ℃分5次加入N-溴代丁二酰亞胺(NBS)3.56 g(20 mmol)，加畢，緩慢升至室溫，反應(yīng)過(guò)夜。用硅藻土過(guò)濾，濾液減壓蒸餾，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=CH2Cl2/MeOH=20/1,V/V)純化得白色固體12.05 g，收率58%;1H NMRδ: 8.09(d,J=0.9 Hz, 1H), 7.78(d,J=1.1 Hz, 1H), 4.66(brs, 2H)。

(2)2的合成

氬氣保護(hù)下，在反應(yīng)管中加入11.56 g(9 mmol)，硼酸3.40 g(13.5 mmol)和三苯基膦氯化鈀631 mg(0.9 mmol)，滴加甲苯60 mL的乙醇(5 mL)溶液，滴畢，加入1 mol·L-1碳酸鈉溶液18 mL，回流反應(yīng)2 h。用硅藻土過(guò)濾，濾液用乙酸乙酯(3×60 mL)萃取，合并乙酸乙酯相，用飽和食鹽水(100 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A)純化得白色固體22.27 g，收率84%;1H NMRδ: 8.39(d,J=1.4 Hz, 1H), 8.03(d,J=1.4 Hz, 1H), 7.74(d,J=8.8 Hz, 2H), 6.91(d,J=8.7 Hz ,2H), 4.56(brs, 2H), 1.00(s, 9H), 0.22(s, 6H)。

(3)3的合成

將22.04 g(6.8 mmol)溶于DMSO(15 mL)中，加入水0.34 mL，于0 ℃分3次加入NBS 1.33 g(7.5 mmol)，加畢，緩慢升至室溫，攪拌反應(yīng)過(guò)夜。加入水15 mL，用乙酸乙酯(3×30 mL)萃取，合并乙酸乙酯相，用飽和食鹽水(3×60 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，濾液減壓蒸餾，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A)純化得白色固體32.20 g，收率85%;1H NMRδ: 8.33(s, 1H), 7.74(d,J=8.7 Hz, 2H), 6.90(d,J=8.7 Hz, 2H), 5.00(brs, 2H), 0.99(s, 9H), 0.22(s, 6H)。

(4)4a～4f的合成(以4a為例)

氬氣保護(hù)下，在反應(yīng)管中加入30.5 mmol)，硼酸0.7 mmol和三苯基膦氯化鈀0.05 mmol，滴加甲苯5 mL的乙醇(0.5 mL)溶液，滴畢，加入1 mol·L-1碳酸鈉溶液1 mL，回流反應(yīng)2 h。用硅藻土過(guò)濾，濾液用乙酸乙酯(3×5 mL)萃取，合并乙酸乙酯相，用飽和食鹽水(10 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A)純化得4a。

用類(lèi)似的方法合成4b～4f。

4a: 白色固體，60 mg,收率33%;1H NMRδ: 8.34(s, 1H), 7.84(d,J=8.6 Hz, 2H), 7.57(d,J=0.8 Hz, 1H), 7.25(d,J=3.0 Hz, 1H), 6.93(d,J=8.6 Hz, 2H), 6.59(dd,J=3.4 Hz, 1.8 Hz, 1H), 5.62(brs, 2H), 1.00(s, 9H), 0.22(s, 6H);13C NMRδ: 156.1, 153.2, 148.6, 142.5, 141.9, 137.3, 130.3, 129.0, 126.9, 120.4, 112.2, 110.5, 25.7, 18.3, -4.4。

4b： 白色固體，133 mg,收率70%;1H NMRδ： 8.37(s, 1H), 7.87(d,J=8.7 Hz, 2H), 7.65(dd,J=3.7 Hz, 0.9 Hz, 1H), 7.49(dd,J=5.1 Hz, 0.8 Hz, 1H), 7.18(dd,J=5.1 Hz, 3.7 Hz, 1H), 6.93(d,J=8.7 Hz, 2H), 4.90(brs, 2H), 1.00(s, 9H), 0.23(s, 6H);13C NMRδ: 156.2, 149.0, 142.8, 142.4, 136.7, 133.6, 129.9, 128.0, 127.8, 127.0, 125.3, 120.4, 25.7, 18.3, -4.4。

4c： 白色固體，190 mg，收率89%；1H NMRδ: 8.43(s, 1H), 8.31(s, 1H), 8.05～8.03(m, 1H), 8.00(d,J=8.6 Hz, 1H), 7.96～7.90(m, 3H), 7.88(d,J=8.7 Hz, 2H), 7.58～7.52(m, 2H), 6.93(d,J=8.6 Hz, 2H), 4.83(brs, 2H), 1.00(s, 9H), 0.22(s, 6H);13C NMRδ: 156.2, 150.7, 143.3, 139.4, 137.4, 134.9, 133.4, 133.3, 130.5, 128.9, 128.4, 127.8, 127.6, 127.1, 126.9, 126.6, 126.1, 120.5, 55.2, 25.8, 18.4, -4.3。

4d： 白色固體，180 mg，收率84%；1H NMRδ: 8.51(s, 1H), 8.02～7.92(m, 2H), 7.83(d,J=8.6 Hz, 2H), 7.72(d,J=8.2 Hz, 1H), 7.68～7.58(m, 2H), 7.56～7.46(m, 2H), 6.89(d,J=8.6 Hz, 2H), 4.46(brs, 2H), 0.98(s, 9H), 0.20(s, 6H);13C NMRδ: 156.0, 151.3, 142.8, 139.3, 137.9, 134.3, 134.0, 130.8, 130.4, 129.4, 128.5, 127.4, 127.0, 126.7, 126.3, 125.7, 125.2, 120.4, 25.6, 18.2, -4.4.

4e： 白色固體，203 mg,收率89%；1H NMRδ: 8.34(s, 1H), 7.84(d,J=8.6 Hz, 2H), 7.54(d,J=0.8 Hz, 1H), 7.25(d,J=3.0 Hz, 1H), 6.93(d,J=8.6 Hz, 2H), 6.59(dd,J=3.4 Hz, 1.8 Hz, 1H), 5.62(s, 1H), 1.00(s, 9H), 0.22(s, 6H);13C NMRδ: 158.2, 155.8, 150.4, 143.0, 139.4, 136.8, 134.5, 132.4, 130.3, 129.7, 128.5, 127.4, 127.2, 126.8, 126.3, 120.3, 119.3, 105.5, 55.2, 25.5, 18.1, -4.5.

4f： 白色固體，180 mg,收率85%；1H NMRδ: 8.37(s, 1H), 7.87(d,J=8.6 Hz, 2H), 7.65(dd,J=3.7, 0.8 Hz, 1H), 7.49(dd,J=3.7 Hz, 0.8 Hz, 1H), 7.18(dd,J=3.4 Hz, 1.8 Hz, 1H), 6.93(d,J=8.6 Hz, 2H), 5.92(s, 1H), 1.00(s, 9H), 0.22(s, 6H);13C NMRδ: 158.2, 155.8, 150.4, 143.0, 139.4, 136.8, 134.5, 132.4, 130.3, 129.7, 128.5, 127.4, 127.2, 126.8, 126.3, 120.3, 119.3, 105.5, 55.2, 25.5, 18.1, -4.5.

(5)6a～6f的合成(以6a為例)

氬氣保護(hù)下，將4a0.3 mmol和羰基縮醛(5)0.6 mmol溶于無(wú)水乙醇(5 mL)中，加入37%鹽酸1.0 mL，回流反應(yīng)8 h。減壓蒸餾，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A)純化得6a。

6a: 黃色固體，24 mg，收率17%;1H NMRδ: 8.02(d,J=8.3 Hz, 1H), 7.92(d,J=7.6 Hz, 1H), 7.76(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.69(d,J=7.1 Hz, 1H), 7.57～7.51(m, 3H), 7.50～7.43(m, 2H), 7.05(d,J=8.4 Hz, 2H), 6.83(d,J=8.5 Hz, 2H), 6.62(d,J=8.4 Hz, 2H), 3.90(s, 2H);13C NMRδ: 156.1, 155.5, 153.2, 148.6, 142.5, 141.9, 137.3, 130.3, 129.0, 126.9, 124.7, 120.4, 115.8, 112.2, 110.5, 28.4。

6b： 黃色固體，18 mg，收率13%;1H NMRδ: 8.34(s, 1H), 7.99～7.90(m, 2H), 7.81(d,J=5.8 Hz, 2H), 7.76(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.57(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.50～7.37(m, 3H), 7.21(d,J=8.4 Hz, 2H), 6.85(d,J=8.6 Hz, 2H), 6.73(d,J=8.5 Hz, 2H), 4.04(s, 2H);13C NMRδ: 156.2, 155.5, 149.0, 142.8, 142.4, 136.7, 133.6, 130.4, 129.9, 128.0, 127.8, 127.0, 125.3, 120.4, 115.5, 28.4。

6c： 黃色固體，32 mg，收率22%;1H NMRδ: 8.09(s, 1H), 7.73(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.58～7.51(m, 3H), 7.46(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.41(s, 1H), 7.20(d,J=8.5 Hz, 3H), 7.02～6.92(m, 3H), 6.82(d,J=8.4 Hz, 3H), 6.73(d,J=8.5 Hz, 3H), 4.01(s, 2H), 3.78(s, 3H);13C NMRδ: 156.2, 155.5, 150.7, 143.3, 139.4, 137.4, 134.9, 133.4, 133.3, 130.5, 128.9, 128.4, 127.8, 127.6, 127.1, 126.9, 126.6, 126.1, 120.5, 115.8, 55.2, 28.5。

6d： 黃色固體，25 mg，收率29%;1H NMRδ: 8.09(s, 1H), 7.73(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.58～7.52(m, 3H), 7.44(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.42(s, 1H), 7.21(d,J=8.5 Hz, 3H), 7.00～6.90(m, 3H), 6.80(d,J=8.4 Hz, 3H), 6.73(d,J=8.5 Hz, 3H), 4.01(s, 2H);13C NMRδ: 156.4, 155.6, 150.3, 143.3, 139.5, 137.4, 134.9, 133.4, 133.3, 130.5, 128.9, 128.4, 127.8, 127.3, 126.8, 126.2, 126.3, 120.3, 115.9, 28.5。

6e： 白色固體，33 mg,收率30%;1H NMRδ: 8.73(d,J=3.0 Hz, 1H), 7.56(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.45(s, 1H), 7.21(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.16(d,J=8.5 Hz, 2H), 6.89～6.80(m, 6H), 6.73(d,J=8.8 Hz, 3H), 4.16(s, 2H);13C NMRδ: 156.1, 155.5, 153.2, 148.6, 142.5, 141.9, 137.3, 130.3, 129.0, 126.9, 120.4, 112.2, 115.8, 110.5, 28.4。

6f： 黃色固體，20 mg，收率16%;1H NMRδ: 8.63(d,J=3.0 Hz, 1H), 7.56(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.48(s, 1H), 7.20(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.06(d,J=8.5 Hz, 2H), 6.89～6.80(m, 6H), 6.75(d,J=8.8 Hz, 3H), 4.06(s, 2H);13C NMRδ: 156.2, 155.4, 149.0, 141.8, 142.2, 136.7, 133.5, 130. 5, 129.9, 128.0, 127.9, 125.3, 120.4, 115,9, 28.5。

合成了C8-位萘環(huán)或雜環(huán)取代的腔腸素衍生物(6a～6f)。前4步反應(yīng)收率較高(gt;80%)， HCl催化的縮合反應(yīng)收率較低(10%～30%)，還需進(jìn)一步改進(jìn)。6a～6f的生物活性正在研究中。

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SynthesisofNovelCoelenterazineDerivatives

ZHANG Yu, PEI Dong*

(Chongqing Yao Pharma Co., Ltd., Chongqing 401121, China)

Six C8-heterocyclic substituted coelenterazine derivatives were synthesized by a five-step synthetic route (two NBS bromination, two Suzuki cross coupling reaction and HCl catalyzed condensation) from 2-aminopyrazine. The structures were characterized by1H NMR and13C NMR.

2-aminopyrazine; colenterazine derivative; synthesis; Suzuki cross coupling reaction

2017-08-08

張宇(1983-)，女，漢族，重慶萬(wàn)州人，碩士，主要從事藥物合成方法學(xué)的研究。

裴東,博士, E-mail: peidong@yaopharma.com

O623.731; O626.1

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.12.17186