文虹力，楊方舟，馬養(yǎng)民

(陜西科技大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 西安 710021)

0 引言

氮雜熒蒽生物堿是一類數(shù)量稀少的天然產(chǎn)物，具有高度縮合的芳香雜環(huán)，屬于茚并[1,2,3-ij]異喹啉類化合物[1]，如圖1所示.迄今為止，僅報(bào)道了11種氮雜熒蒽生物堿，分別是Imelteine(1)[2]、Rufesine(2)[3]、Norrufescine(3)、Triclisine(4)、Telitoxine(5)[4]、Norimeluteine(6)[5]、Tatarine A(7)、Tatarine D(8)[6]、Sarumine(9)[7,8]、4,5,9-Trimethoxy-indenol[1,2,3-ij]isoquinolin-6-ol(10)、5,6,9-Trimethoxy-indenol[1,2,3-ij]isoquinolin(11)[9]，其中多數(shù)是從防己科植物中分離得到.同時(shí)，氮雜熒蒽生物堿作為一類重要的具有特定生物活性的天然有機(jī)化合物[10].據(jù)相關(guān)研究，Imelteine對(duì) HCT-116 結(jié)腸腺癌、ACHN 腎癌和A549肺癌的細(xì)胞毒性，IC50值分別為20.0 μg/mL、10.2 μg/mL和31.0 μg/mL[11].Norimeluteine和 Norrufescine對(duì) P-388細(xì)胞，IC50值分別為3.6 μg/mL和5.8 μg/mL[12]，Norrufescine 還表現(xiàn)出對(duì)人類免疫缺陷病毒(HIV-1)的抑制活性，在C8166細(xì)胞中的EC50值為 10.9 μM[13].

圖1 11種氮雜熒蒽生物堿

氮雜熒蒽類化合物由于其天然豐度低，其各方面性能一直沒(méi)有得到很好的研究.為了進(jìn)一步評(píng)估這類化合物的其他生物活性，借助有機(jī)合成的方式來(lái)獲得足夠數(shù)量的氮雜熒蒽化合物具有重要的意義.然而，在以往的全合成中，著重探討5,6位甲氧基取代的氮雜熒蒽類化合物的研究[14-16]，缺少對(duì)存在4,5位甲氧基取代的氮雜熒蒽類化合物的合成和研究.這對(duì)該類化合物進(jìn)行相關(guān)構(gòu)效關(guān)系的分析是不利的.

本文以5-溴-2-羥基-3-甲氧基苯甲醛為原料，設(shè)計(jì)合成了5個(gè)含有具有鹵素(F,Cl)不同位置取代以及一個(gè)不含基團(tuán)取代的4,5-二甲氧基氮雜熒蒽衍生物，并進(jìn)行了相關(guān)抑菌活性的測(cè)試，對(duì)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)；金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)；綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、大腸桿菌(Escherichiacoli)通過(guò)二倍稀釋法進(jìn)行了最小抑菌濃度的測(cè)定.結(jié)果表明含氟的氮雜熒蒽衍生物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有明顯的抑菌效果.特別是C-8取代位的氟化物對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌效果更為顯著，其MIC值為16 μg/mL.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 主要試劑

5-溴-2-羥基-3-甲氧基苯甲醛(純度≥98%)、4-硝基苯磺酰氯(純度≥98%)、3-氟-2-甲酰基苯硼酸(純度≥98%)、5-氟-2-甲?；脚鹚?純度≥98%)、5-氯-2-甲?；脚鹚?純度≥97%)、三氟乙酸(純度≥99%)，以上試劑均購(gòu)于薩恩化學(xué)技術(shù)(上海)有限公司；DBU(純度≥99%)、四氫呋喃(純度≥99.9%，water≤30 ppm)，以上試劑均購(gòu)于北京伊諾凱科技有限公司；碘甲烷(純度≥99.5%，安徽澤升科技有限公司)；硼酸化鈉(純度≥98%，西隴科學(xué)股份有限公司); 二甲基亞砜(DMSO，分析純，上海麥克林生化科技有限公司)；蛋白胨(生化試劑，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司)；牛肉膏(生化試劑，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司)；硫酸鏈霉素(醫(yī)用肌注，上海伯達(dá)制藥有限公司)；青霉素鈉(醫(yī)用肌注，哈藥集團(tuán)制藥總廠)；枯草芽孢桿菌(Bacilussubtilis)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、大腸桿菌(Esherichiacoli)，以上菌種均來(lái)自北京保藏生物技術(shù)有限公司.

1.1.2 主要儀器

R-1001VN旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司)；DH5000B電熱恒溫培養(yǎng)箱(天津市泰斯特儀器有限公司)；LDZF-50L立式高溫蒸汽滅菌器(上海申安醫(yī)療器械廠)；SH-7四聯(lián)磁力攪拌器(黃驊菲斯福實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；DF-101S集熱式恒溫磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；Impact HD Q-TOF型高分辨質(zhì)譜儀；AVANCE III 400 MHz型核磁共振儀.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 5-溴-2,3-二甲氧基苯甲醛(1)的合成[17]

于圓底燒瓶中加入5-溴-2-羥基-3-甲氧基苯甲醛3 g(12.98 mmol)，15 mL DMF，充分溶解后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入碳酸鉀1.8 g(13.00 mmol)，室溫下攪拌15 min后加入碘甲烷1.843 g(12.98 mmol)，將所得混合物在室溫下反應(yīng)24 h.處理：添加飽和NaOH溶液，并將懸浮液用乙酸乙酯稀釋.分離得到有機(jī)層，多次用乙酸乙酯萃取水混合物，最后用水洗滌有機(jī)層萃取分液得到有機(jī)層，后用無(wú)水MgSO4干燥，減壓濃縮，得到黃色固體3.1g，收率98%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 10.33(s,1H),7.49(d,J=2.3 Hz,1H),7.22(d,J=2.4 Hz,1H),3.97(s,3H),3.91(s,3H)；13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 188.59,153.83,151.84,130.43,121.59,120.92,116.90,62.35,56.31.

1.2.2 (Z)-5-溴-1,2-二甲氧基-3-(2-硝基乙烯基)苯(2)的合成[18]

于100 mL耐壓管中加入5-溴-2-羥基-3-甲氧基苯甲醛3.9 g(15.91 mmol)和乙酸銨653 mg(8.47 mmol)，15 mL冰乙酸充分溶解后，滴加硝基甲烷2.83 g(46.36 mmol).在攪拌的條件下，于100 ℃的油浴鍋中反應(yīng)12 h.反應(yīng)結(jié)束冷卻有部分晶體析出，加水變渾濁，過(guò)濾后，多次用水進(jìn)行清洗并抽濾，常溫干燥得到棕黃色固體4.4 g，收率97%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.13(d,J=13.8 Hz,1H),7.73(d,J=13.7 Hz,1H),7.23(d,J=2.2 Hz,1H),7.16(d,J=2.2 Hz,1H),3.94(s,3H),3.93(s,3H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 153.77,148.55,139.18,133.16,125.43,123.41,118.81,116.76,61.30,56.26.

1.2.3N-(5-溴-2,3-二甲氧基苯乙基)-4-硝基苯磺酰胺(3)的合成

將三氟化硼乙醚(2.8 mL)逐滴添加到含硼氫化鈉(626 mg，16.54 mmol)的四氫呋喃(20 mL)懸浮液中，并在室溫于氮?dú)鈿夥障聦⒒旌衔飻嚢?5 min，然后向上述溶液中，緩慢加入含化合物2(3 g，10.41 mmol)的四氫呋喃(30 mL)溶液.反應(yīng)混合物于70 ℃下加熱回流4 h，隨后冰浴冷卻，逐滴加水，直到氣體停止析出，除去冰浴，將反應(yīng)混合物在85 ℃下加熱回流2 h，反應(yīng)停止后冷卻至室溫.旋干后呈現(xiàn)黃色膏狀物，加入少量乙酸乙酯溶解，用飽和氫氧化鈉溶液中和萃取多次，最后用水洗滌乙酸乙酯層，可觀察到上層為黃色稍渾濁的有機(jī)層.分離得到有機(jī)層，用無(wú)水MgSO4干燥，減壓濃縮，得到深黃色油狀物即產(chǎn)物.用適量的CH2Cl2(15 mL)分別溶解2-(5-溴-2,3-二甲氧基苯基)乙-1-胺和對(duì)硝基苯磺酰氯2.54 g(11.46 mmol)，在含苯胺的CH2Cl2溶液中滴加Et3N 1.175 g(11.61 mmol)，在攪拌條件下，于0 ℃滴加含對(duì)硝基苯磺酰氯的CH2Cl2溶液于上述混合液中，并于室溫中反應(yīng)6 h.反應(yīng)結(jié)束后，用水和CH2Cl2進(jìn)行分液處理得下層橙黃色稍渾濁的有機(jī)層，加入無(wú)水MgSO4進(jìn)行干燥，經(jīng)減壓濃縮，得到黃色粘稠液體，由硅膠色譜柱層析得到純凈的黃色固體4.03g，收率：87%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.25(d,J=8.6 Hz,2H),7.89(d,J=8.6 Hz,2H),6.83(d,J=2.2 Hz,1H),6.69(d,J=2.2 Hz,1H),5.29(t,J=5.4 Hz,1H),3.85(s,3H),3.77(s,3H),3.31(q,J=6.1 Hz,2H),2.74(t,J=6.5 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 153.20,149.76,146.03,145.67,132.97,127.99,124.71,124.12,116.61,114.58,60.67,55.93,44.06,29.93.

1.2.4 化合物(4a～4f)的合成

以N-(2-(2′-甲?；?4,5-二甲氧基-[1,1′-聯(lián)苯基]-3-基)乙基)-4-硝基苯磺酰(4a)化合物為例：先稱取N-(5-溴-2,3-二甲氧基苯乙基)-4-硝基苯磺酰胺415 mg(0.93 mmol)于15 ml耐壓管中，在氮?dú)鈿夥障乱来渭尤?-甲?；脚鹚?80 mg(1.20 mmol)，碳酸鉀276 mg(2.00 mmol)，四(三苯基)膦鈀46 mg(0.04 mmol)，最后以3∶3∶2的比例加入甲苯(1.2 mL)，乙醇(1.2 mL)和水(0.8 mL)于120 ℃下攪拌24 h.反應(yīng)結(jié)束加入水和乙酸乙酯萃取，得有機(jī)層，用無(wú)水MgSO4干燥，過(guò)濾，減壓濃縮.用石油醚∶乙酸乙酯=5∶2進(jìn)行層析純化得到黃色粘稠液326.4 mg，收率：77%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 9.91(s,1H),8.26(d,J=8.5 Hz,2H),8.00(d,J=7.8 Hz,1H),7.97(d,J=8.5 Hz,2H),7.66(t,J=7.4 Hz,1H),7.53(t,J=7.5 Hz,1H),7.38(d,J=7.6 Hz,1H),6.81(d,J=1.9 Hz,1H),6.63(d,J=2.0 Hz,1H),5.41(t,J=5.4 Hz,1H),3.91(s,3H),3.90(s,3H),3.34(q,J=6.2 Hz,2H),2.88(t,J=6.6 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 192.19,152.45,149.84,146.99,146.01,144.95,134.05,133.73,133.59,131.30,130.43,128.13,128.04,127.93,124.10,124.08,113.02,60.76,55.86,44.12,30.52.

化合物4b～4e合成與上述方法一致.

N-(2-(3′-氟-2′-甲?；?4,5-二甲氧基-[1,1′-聯(lián)苯]-3-基)乙基)-4-硝基苯磺酰胺(4b)的合成：黃色粘稠液，收率：70%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 9.99(s,1H),8.27(d,J=8.3 Hz,2H),7.97(d,J=8.3 Hz,2H),7.60(q,J=7.6,7.2 Hz,1H),7.20(t,J=9.4 Hz,1H),7.14(d,J=7.8 Hz,1H),6.75(s,1H),6.61(s,1H),5.38(t,J=7.1 Hz,1H),3.89(s,3H),3.87(s,3H),3.32(q,J=6.1 Hz,2H),2.86(t,J=6.4 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 189.36,189.34,163.93,161.32,152.42,149.77,147.03,145.91,145.69,134.64,134.54,133.64,131.32,128.18,126.42,126.39,124.15,123.80,122.59,122.52,115.94,115.73,112.51,60.80,55.83,44.06,30.46.

N-(2-(4′-氟-2′-甲?；?4,5-二甲氧基-[1,1′-聯(lián)苯]-3-基)乙基)-4-硝基苯磺酰胺(4c)的合成：黃色粘稠液，收率：74%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 9.84(s,1H),8.27(d,J=8.3 Hz,2H),7.97(d,J=8.4 Hz,2H),7.64(d,J=8.8 Hz,1H),7.37(t,J=7.3 Hz,2H),6.77(s,1H),6.62(s,1H),5.46(t,J=5.8 Hz,1H),3.90(s,3H),3.89(s,3H),3.33(q,J=6.5 Hz,2H),2.87(t,J=6.8 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 191.08,163.40,160.92,152.50,149.80,147.06,145.90,141.25,141.22,135.19,135.13,132.94,132.52,132.44,131.50,128.16,124.21,124.16,121.00,120.79,113.94,113.72,112.94,60.80,55.87,44.09,30.55.

N-(2-(5′-氟-2′-甲?；?4,5-二甲氧基-[1,1′-聯(lián)苯]-3-基)乙基)-4-硝基苯磺酰胺(4d)的合成：黃色粘稠液，收率：79%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 9.83(s,1H),8.28(d,J=8.3 Hz,2H),8.03(t,J=7.2 Hz,1H),7.98(d,J=8.4 Hz,2H),7.20(t,J=8.8 Hz,1H),7.07(d,J=9.3 Hz,1H),6.79(s,1H),6.65(s,1H),5.38(t,J=5.6 Hz,1H),3.91(s,3H),3.89(s,3H),3.33(q,J=6.4 Hz,2H),2.88(t,J=6.7 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 190.60,166.64,164.08,152.49,149.77,147.87,147.78,147.27,145.87,132.68,131.50,131.03,130.93,130.21,128.10,124.12,123.88,117.28,117.06,115.48,115.26,112.64,60.76,55.83,43.99,30.54.

化合物4e～4f以110 ℃加熱條件下，參照上述方法進(jìn)行合成.

N-(2-(4′-氯-2′-甲?；?4,5-二甲氧基-[1,1′-聯(lián)苯]-3-基)乙基)-4-硝基苯磺酰胺(4e)的合成：黃色粘稠液，收率：61%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 9.85(s,1H),8.31-8.25(m,2H),8.00-7.96(m,2H),7.95(d,J=2.4 Hz,1H),7.61(dd,J=8.2,2.3 Hz,1H),7.35(d,J=8.2 Hz,1H),6.77(d,J=2.0 Hz,1H),6.63(d,J=2.1 Hz,1H),5.37(t,J=5.5 Hz,1H),3.91(s,3H),3.90(s,3H),3.33(q,J=6.2 Hz,2H),2.88(t,J=6.6 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 190.91,152.57,149.82,147.21,145.91,143.24,134.69,134.44,133.51,132.80,131.93,131.57,128.15,127.67,124.15,124.08,112.81,60.82,55.89,44.10,30.57.

N-(2-(5′-氯-2′-甲?；?4,5-二甲氧基-[1,1′-聯(lián)苯]-3-基)乙基)-4-硝基苯磺酰胺(4f)的合成：黃色粘稠液，收率：65%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 9.89(s,1H),8.32(d,J=8.3 Hz,2H),8.02(d,J=8.6 Hz,2H),7.99(d,J=8.4 Hz,1H),7.53(d,J=8.5 Hz,1H),7.42(s,1H),6.83(s,1H),6.68(s,1H),5.40(s,1H),3.96(s,3H),3.94(s,3H),3.37(d,J=7.1 Hz,2H),2.93(d,J=7.1 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 190.98,152.51,149.74,147.25,146.37,145.83,139.85,132.47,131.91,131.51,130.35,129.46,128.21,128.09,124.11,123.94,112.63,60.76,55.84,43.99,30.51.

1.2.5 化合物(5a～5f)的合成

以4,5-二甲氧基-1-((4-硝基苯基)磺?；?-1,2,3,10b-四氫茚并[1,2,3-ij]異喹啉(5a)化合物的合成為例：用二氯甲烷(1.8 mL)溶解化合物(5a)192 mg(0.41 mmol)后，于室溫條件下緩慢滴加三氟乙酸(0.2 mL)，其中三氟乙酸∶二氯甲烷=1∶9，并在室溫下攪拌反應(yīng)3 h.反應(yīng)結(jié)束后，用水和乙酸乙酯對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行多次萃取，有機(jī)層用無(wú)水MgSO4干燥處理后，進(jìn)行減壓濃縮.再用石油醚∶乙酸乙酯=5∶1進(jìn)行層析純化得到黃色固體113 mg，收率：61%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.22(d,J=8.8 Hz,2H),8.14(d,J=7.6 Hz,1H),7.88(d,J=8.8 Hz,2H),7.64(d,J=7.2 Hz,1H),7.47(t,J=7.5 Hz,1H),7.38(d,J=6.4 Hz,1H),7.07(s,1H),5.32(s,1H),4.08(dt,J=14.5,4.9 Hz,1H),3.94(s,3H),3.80(s,3H),3.44(ddd,J=14.4,8.7,4.0 Hz,1H),2.90(dt,J=16.4,4.5 Hz,1H),2.32(ddd,J=16.4,8.7,4.8 Hz,1H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 153.81,149.98,145.37,145.33,144.30,140.34,134.42,132.13,132.12,128.87,128.82,127.59,127.36,126.89,124.05,119.91,102.78,61.13,60.13,56.22,47.43,22.04.

其他該類化合物與上述合成方法一致.

10-氟-4,5-二甲氧基-1-((4-硝基苯基)磺酰基)-1,2,3,10b-四氫茚并[1,2,3-ij]異喹啉(5b)的合成：黃色固體，收率：73%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 7.96-7.90(m,2H),7.52(t,J=6.8 Hz,1H),7.44(d,J=7.6 Hz,1H),7.40-7.35(m,2H),7.07(t,J=8.7 Hz,1H),6.94(s,1H),5.31(s,1H),4.55(dd,J=15.4,7.5 Hz,1H),3.94(t,J=8.3 Hz,1H),3.88(s,1H),3.72(s,1H),2.83(qd,J=18.0,8.1 Hz,2H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 162.29,159.77,153.92,149.40,146.66,145.62,143.87,143.82,133.52,133.50,132.51,131.96,131.89,128.18,127.28,127.12,125.27,123.03,115.85,115.82,114.60,114.40,102.67,60.47,60.25,56.13,47.58,20.32.

9-氟-4,5-二甲氧基-1-((4-硝基苯基)磺?；?-1,2,3,10b-四氫茚并[1,2,3-ij]異喹啉(5c)的合成：黃色固體，收率：75%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.31(d,J=8.5 Hz,2H),8.01(d,J=8.6 Hz,2H),7.93(dd,J=9.2,2.5 Hz,1H),7.58(dd,J=8.4,5.0 Hz,1H),7.17(td,J=8.7,2.5 Hz,1H),7.06(s,1H),5.27(s,1H),4.11(dt,J=14.6,4.3 Hz,1H),3.95(s,3H),3.79(s,3H),3.25(ddd,J=13.9,9.8,3.4 Hz,1H),2.89(dt,J=16.2,3.8 Hz,1H),2.21(ddd,J=15.3,9.8,4.3 Hz,1H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 163.36,160.91,153.95,150.18,147.10,147.02,145.07,144.96,136.19,133.68,131.83,128.94,127.75,124.35,120.78,120.69,115.89,115.66,115.47,115.22,102.65,61.27,59.55,56.25,47.30,22.19.

8-氟-4,5-二甲氧基-1-((4-硝基苯基)磺?；?-1,2,3,10b-四氫茚并[1,2,3-ij]異喹啉(5d)的合成：黃色固體，收率：70%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.26(d,J=8.8 Hz,2H),8.11(dd,J=8.5,5.2 Hz,1H),7.92(d,J=8.8 Hz,2H),7.31(d,J=5.7 Hz,1H),7.07-7.01(m,2H),5.25(s,1H),4.08(dt,J=14.4,4.7 Hz,1H),3.94(s,3H),3.80(s,3H),3.37(ddd,J=14.5,9.0,3.8 Hz,1H),2.89(dt,J=16.3,4.3 Hz,1H),2.27(ddd,J=16.3,9.0,4.6 Hz,1H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 164.88,162.43,153.90,150.07,145.77,145.21,142.58,142.49,139.88,139.86,133.48,132.99,128.90,128.82,127.55,124.18,113.55,113.33,107.28,107.05,102.96,61.17,59.43,56.24,47.34,22.01.

9-氯-4,5-二甲氧基-1-((4-硝基苯基)磺?；?-1,2,3,10b-四氫茚并[1,2,3-ij]異喹啉(5e)的合成：黃色固體，收率：58%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.32(d,J=8.9 Hz,2H),8.20-8.09(m,1H),8.01(d,J=8.8 Hz,2H),7.56(d,J=8.1 Hz,1H),7.43(dd,J=8.1,1.9 Hz,1H),7.07(s,1H),5.27(s,1H),4.20-4.04(m,1H),3.95(s,3H),3.79(s,3H),3.24(ddd,J=13.9,9.9,3.3 Hz,1H),2.88(dt,J=16.2,3.7 Hz,1H),2.19(ddd,J=15.1,9.8,4.3 Hz,1H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 153.97,150.19,146.40,145.45,145.10,138.76,133.43,132.83,131.90,129.01,128.96,127.82,127.78,124.36,120.74,102.87,61.26,59.56,56.24,47.27,22.19.

8-氯-4,5-二甲氧基-1-((4-硝基苯基)磺?；?-1,2,3,10b-四氫茚并[1,2,3-ij]異喹啉(5f)的合成：黃色固體，收率：60%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.28(d,J=8.4 Hz,2H),8.08(d,J=8.3 Hz,1H),7.94(d,J=8.4 Hz,2H),7.62(s,1H),7.33(s,1H),7.06(s,1H),5.25(s,1H),4.09(dt,J=14.5,4.3 Hz,1H),3.94(s,3H),3.80(s,3H),3.32(t,J=11.6 Hz,1H),2.94-2.83(m,1H),2.29-2.17(m,1H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 153.94,150.10,145.81,145.15,142.79,142.07,135.02,133.22,132.54,128.83,128.54,127.61,126.70,124.25,120.22,102.94,61.20,59.54,56.23,47.31,22.05.

1.2.6 氮雜熒蒽衍生物系列化合物(6a～6f)的合成

以化合物鹵代-4,5-二甲氧基茚并[1,2,3-ij]異喹啉(6a)的合成為例：在15 mL的耐壓管中加入原料(5a)44.3 mg(0.10 mmol)，用DMF(2.0 mL)充分溶解后加入1,8-二氮雜二環(huán)[5,4,0]十一碳-7-烯(DBU)60 μL，于100 ℃下攪拌反應(yīng)24 h.處理：用乙酸乙酯和水進(jìn)行萃取分液，再以石油醚∶乙酸乙酯=4∶1進(jìn)行層析純化，真空旋干后，得到淡黃色固體，收率：82%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.65(d,J=6.0 Hz,1H),8.14(d,J=7.1 Hz,1H),7.76(dd,J=15.0,6.6 Hz,2H),7.67(s,1H),7.45(dt,J=18.6,7.6 Hz,2H),4.16(s,3H),4.12(s,3H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 160.21,154.37,145.20,143.36,139.78,139.08,133.81,130.04,128.35,128.21,122.37,122.28,121.37,113.77,110.93,61.98,57.26.HRMS(ESI)calculated for C17H14NO2[M+H]+:264.1019,found 264.102 3.

其他該類化合物與上述合成方法一致.

10-氟-4,5-二甲氧基茚并[1,2,3-ij]異喹啉(6b)的合成：黃色固體，收率：75%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.70(d,J=5.8 Hz,1H),7.70(d,J=5.8 Hz,1H),7.61(s,1H),7.50(d,J=7.2 Hz,1H),7.38(q,J=7.0 Hz,1H),7.07(t,J=8.9 Hz,1H),4.11(s,3H),4.10(s,3H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 159.81,158.10,158.08,157.27,154.12,145.89,143.90,142.11,142.06,132.75,132.73,131.79,131.72,128.12,124.87,124.73,121.83,117.41,117.39,116.31,116.10,113.62,111.50,61.98,57.26.HRMS(ESI)calculated for C17H13FNO2[M+H]+:282.092 5,found 282.092 9.

9-氟-4,5-二甲氧基茚并[1,2,3-ij]異喹啉(6c)的合成：黃色固體，收率：78%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.58(d,J=5.9 Hz,1H),7.69(d,J=6.1 Hz,1H),7.67(s,1H),7.56(dd,J=8.3,4.9 Hz,1H),7.47(s,1H),7.03(t,J=8.8 Hz,1H),4.08(s,3H),4.06(s,3H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 164.24,161.78,158.96,158.94,154.23,145.44,142.95,141.58,141.49,135.51,135.49,132.72,128.31,122.76,122.15,122.06,116.05,115.82,114.23,110.68,110.12,109.87,61.92,57.18.HRMS(ESI)calculated for C17H13FNO2[M+H]+:282.092 5,found 282.092 9.

8-氟-4,5-二甲氧基茚并[1,2,3-ij]異喹啉(6d)的合成：黃色固體，收率：72%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.59(d,J=3.2 Hz,1H),8.03(d,J=4.4 Hz,1H),7.69(dd,J=6.2,2.9 Hz,1H),7.61(d,J=3.0 Hz,1H),7.41(d,J=8.4 Hz,1H),7.06(t,J=8.9 Hz,1H),4.11(s,3H),4.09(s,3H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 165.71,163.23,159.32,154.25,145.31,144.05,142.19,142.10,135.02,132.42,128.18,123.46,123.36,122.62,114.52,114.28,113.46,111.38,109.54,109.29,61.99,57.29.HRMS(ESI)calculated for C17H13FNO2[M+H]+:282.092 5,found 282.092 9.

9-氯-4,5-二甲氧基茚并[1,2,3-ij]異喹啉(6e)的合成：黃色固體，收率：80%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.61(d,J=5.8 Hz,1H),8.01(s,1H),7.71(d,J=5.9 Hz,1H),7.65-7.52(m,2H),7.36(d,J=8.1 Hz,1H),4.11(s,3H),4.08(s,3H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 158.71,154.48,145.02,143.53,140.58,137.95,134.09,132.66,129.63,128.47,122.91,122.46,122.11,114.38,111.34,61.99,57.29.HRMS(ESI)calculated for C17H13ClNO2[M+H]+:298.062 9,found 298.063 5.

8-氯-4,5-二甲氧基茚并[1,2,3-ij]異喹啉(6f)的合成：黃色固體，收率：85%.1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ 8.59(d,J=5.9 Hz,1H),7.91(d,J=8.1 Hz,1H),7.68(d,J=6.0 Hz,1H),7.62(s,1H),7.52(s,1H),7.33(s,1H),4.10(s,6H).13C NMR(101 MHz,CDCl3)δ 159.15,154.13,145.52,143.91,141.29,137.44,135.80,132.19,128.18,127.78,122.87,122.31,121.81,113.82,111.19,61.96,57.20.HRMS(ESI)calculated for C17H13ClNO2[M+H]+:298.062 9,found 298.063 4.

1.2.7 最小抑菌濃度MIC 的測(cè)定[19]

將待測(cè)化合物濃度用少量DMSO溶液溶解，再用無(wú)菌生理鹽水稀釋至512 μg/mL.于超凈工作臺(tái)上配置濃度為106 cfu/mL活化好的菌懸液，將高溫滅菌好的培養(yǎng)液依次加入96孔孔板中，從左到右以1～12編號(hào)，從上到下依次以A-H編號(hào).加入待測(cè)化合物時(shí)利用二倍稀釋法從左到右化合物的濃度在A-1孔為256 μg/mL,A-2孔為128 μg/mL,依次下去分別為64 μg/mL,32 μg/mL,16 μg/mL,8 μg/mL,4 μg/mL,2 μg/mL,1 μg/mL,0.5 μg/mL.第11孔為空白對(duì)照組，而第12孔為加入DMSO溶液的對(duì)照組，最后加入配制好的菌懸液.每個(gè)化合物分別做三行平行對(duì)照，陽(yáng)性對(duì)照組則另外使用一塊96孔板進(jìn)行以上相同操作.操作完畢后于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h后觀察96孔酶標(biāo)儀上每個(gè)化合物，每排從右往左數(shù)第一個(gè)最清澈的孔，則這個(gè)孔的化合物溶度則為該化合物對(duì)此類細(xì)菌的最低抑菌濃度MIC.

2 結(jié)果與討論

2.1 目標(biāo)化合物的合成

化合物1[17]和2[18]借助相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道能以97%～98%的產(chǎn)率合成.還原劑的選擇是合成化合物3的關(guān)鍵.分別嘗試了以四氫鋁鋰和硼氫化鈉為還原劑，發(fā)現(xiàn)在以四氫鋁鋰為還原劑的體系中，由于其強(qiáng)烈的還原性，得到脫溴產(chǎn)物.而在以硼氫化鈉為還原劑的體系中，能夠以87%的產(chǎn)率得到化合物3，具體合成路線如圖2所示.通過(guò)核磁共振氫譜和碳譜進(jìn)行數(shù)據(jù)分析確定了化合物3的結(jié)構(gòu).

圖2 化合物3的合成路線

將化合物3與2-甲酰基苯硼酸通過(guò)Suzuki偶聯(lián)得到聯(lián)苯中間體4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明反應(yīng)溫度是決定產(chǎn)物生成的關(guān)鍵.參考相關(guān)文獻(xiàn)[20]，在合成化合物4a～4d時(shí)，于120 ℃的高溫下進(jìn)行反應(yīng)，能以70%～79%產(chǎn)率得到相應(yīng)產(chǎn)物，但在相同的溫度下進(jìn)行化合物4e和4f的合成時(shí)產(chǎn)率急劇下降.以化合物4e的合成為例，在反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)硅膠柱色譜分離得到兩個(gè)極性相近的化合物，經(jīng)過(guò)NMR數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)除了目標(biāo)產(chǎn)物4e以外還存在脫氯后的偶聯(lián)產(chǎn)物4a.由于C-F鍵長(zhǎng)比C-Cl鍵長(zhǎng)短且C-F鍵能大于C-Cl鍵能.在高溫下，C-Cl則更容易發(fā)生斷裂，所以會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中脫氯聯(lián)苯產(chǎn)物4a.當(dāng)反應(yīng)溫度降低為110℃時(shí)，則能以較高的產(chǎn)率得到化合物4e和4f，具體合成路線如圖3所示.

圖3 化合物4a～4f的合成路線

化合物4在三氟乙酸催化劑的存在下，通過(guò)逐級(jí)環(huán)化生成中間體5a～5f，此步驟中不同種類酸催化對(duì)反應(yīng)有著極大的影響.以5a為例，在同樣的室溫條件下，以醋酸作為催化劑時(shí)，反應(yīng)不發(fā)生.以氫溴酸作為催化劑，二氧六環(huán)作為溶劑，產(chǎn)率為52%.而以三氟乙酸作為催化劑，二氯甲烷作為溶劑時(shí)產(chǎn)率達(dá)到61%.在后續(xù)反應(yīng)中，被氟原子取代的聯(lián)苯化合物能以更高的產(chǎn)率得到相應(yīng)的目標(biāo)環(huán)合產(chǎn)物，這可能是由于氟原子具有強(qiáng)吸電子的特性，導(dǎo)致所連芳環(huán)的電子云密度降低，從而更易進(jìn)行分子內(nèi)環(huán)合得到目標(biāo)化合物.化合物5a～5f在堿性試劑1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)的催化下，得到最終產(chǎn)物 6a～6f，具體合成路線如圖4所示.

圖4 化合物6a～6f的合成路線

2.2 目標(biāo)化合物的抑菌活性

采用了二倍稀釋法對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物6a～6f的體外抑菌活性進(jìn)行測(cè)試，選用革蘭氏陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)以及革蘭氏陰性菌綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)和大腸桿菌(Escherichiacoli)作為測(cè)試菌，青霉素鈉和硫酸鏈霉素分別作為革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌的陽(yáng)性對(duì)照.測(cè)試結(jié)果如表1所示.

表1 化合物6a～6f的體外最小抑菌濃度

抑菌活性測(cè)試結(jié)果表明，大部分目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)指示細(xì)菌的生長(zhǎng)存在抑制作用，化合物6a～6f對(duì)革蘭氏陰性菌中綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)和大腸桿菌(Escherichiacoli)具有良好的抑菌活性.其中化合物6b、6d、6f對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌中金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的最小抑菌濃度分別為32 μg/mL、16 μg/mL和32 μg/mL，抑菌活性顯著，特別是化合物6d的最小抑菌濃度數(shù)值達(dá)到了陽(yáng)性對(duì)照青霉素鈉的最小抑菌濃度.由抑菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該類化合物在抗菌藥物的研究方面具有一定的應(yīng)用潛力，也為該類化合物在未來(lái)的研究提供了合成方向.

3 結(jié)論

本文合成了6種新型的4,5-二甲氧基氮雜熒蒽衍生物，其中，包含5個(gè)以鹵素(F,Cl)基團(tuán)于不同位置取代的氮雜熒蒽化合物.采用了核磁共振氫譜(1H NMR)、核磁共振碳譜(13C NMR)以及高分辨質(zhì)譜儀(HRMS)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征，同時(shí)進(jìn)行了相關(guān)的抑菌活性實(shí)驗(yàn).測(cè)試結(jié)果表明，該類化合物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌普遍具有良好的抑菌活性，特別是C-8位置上的F原子取代的化合物6d對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度低至16 μg/mL，抑菌效果顯著.該研究不僅豐富了氮雜熒蒽類化合物的種類，并為探索不同取代基團(tuán)對(duì)氮雜熒蒽類化合物的生物活性影響提供了重要的理論基礎(chǔ).同時(shí)，也為進(jìn)一步對(duì)該類化合物進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系的分析提供了重要依據(jù).