馮書(shū)曉,齊凱言,郭亞菲,王俊嶺,谷廣娜,孫靜靜,付龍龍,廖 源

(河南科技大學(xué) 化工與制藥學(xué)院,河南 洛陽(yáng) 471023)

硒是人體所需的重要微量元素之一,在人體中通過(guò)參與硒酶合成,發(fā)揮抗氧化[1-2]、抗病毒[3]、抗炎[4]和抗腫瘤[5-6]等重要生物化學(xué)作用,與人體健康關(guān)系密切[7-9]。從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度,通過(guò)膳食攝入富硒的食物或者含硒藥物預(yù)防和減少癌癥發(fā)生的作用已被明確寫(xiě)入教科書(shū)[10-12]。關(guān)于含硒化合物在抑制肝癌[13]、肺癌[14]、乳腺癌[15]及結(jié)腸癌[16]等腫瘤細(xì)胞的顯著效果也經(jīng)常被報(bào)道[17]。尤其以依布硒啉(Ebselen)和乙烷硒啉(BBSKE)為主的含硒藥物開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為金屬有機(jī)藥物研究工作者關(guān)注的興趣點(diǎn)[18-19]。本課題組近年來(lái)圍繞硒啉結(jié)構(gòu)特征,設(shè)計(jì)并合成了一系列硒啉和開(kāi)環(huán)硒啉衍生物[20-22],并對(duì)其結(jié)構(gòu)類(lèi)似物和潛在生物活性予以重點(diǎn)關(guān)注,以期獲得結(jié)構(gòu)新穎的新型有機(jī)硒抗癌藥物小分子。

本文在合成系列硒啉類(lèi)衍生物的過(guò)程中,嘗試以2-氯硒基苯甲酰氯(1)為原料,通過(guò)改變加料順序,首先加入無(wú)水丙酮溶液(即做溶劑又做反應(yīng)物),丙酮優(yōu)先親核取代硒氯鍵,生成中間體2-((2-氧代丙基)硒基)苯甲酰氯；之后加入2,4,6-三甲基苯胺,再次親核取代酰氯位點(diǎn),反應(yīng)合成了一種結(jié)構(gòu)新穎的硒啉開(kāi)環(huán)化合物2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(2,4,6-三甲基)苯甲酰胺(3,Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR、HR-MS(ESI)和XRD表征,并采用MTT法初步測(cè)試了化合物對(duì)食管癌細(xì)胞(EC109)的體外抗增殖能力。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

RD-II型熔點(diǎn)儀；Bruker Avance 400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))；Waters Q-Tof MicroTM型高分辨質(zhì)譜儀；Oxford diffraction Xcalibur型X-射線(xiàn)單晶衍射儀。

1按文獻(xiàn)[23]方法合成；2,4,6-三甲基苯胺(2),阿拉丁公司；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

在0 ℃～rt下,將2-氯硒基苯甲酰氯(1)0.2540 g(1 mmol)加入到25 mL的圓底燒瓶中,加入丙酮5 mL,攪拌反應(yīng)30 min；加入20.2424 g(2 mmol),繼續(xù)反應(yīng)12 h。加入10 mL水,靜置過(guò)夜,析出淡黃色固體,過(guò)濾,濾餅真空干燥后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=石油醚/乙酸乙酯=3/1,V/V)純化得化合物3。3溶于乙酸乙酯溶液中,室溫放置15 d得單晶。

3：Rf=0.31(洗脫劑：A=3/1),收率59 %,m.p.174～176 ℃;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:9.75(s,1H),7.98(d,1H),7.80(d,1H),7.59(d,1H),7.55～7.50(m,1H),7.45(m,1H),7.35(m,1H),3.82(d,J=11.1 Hz,2H),2.26(s,3H),2.24(s,3H),2.19(s,6H);13C NMR(101 MHz,DMSO)δ:204.94,167.13,137.06,136.02,135.71,133.32,132.64,131.91,130.10,128.83,128.47,126.05,125.53,35.71,28.90,28.62,21.02,18.53;HR-MS(ESI)m/z:calcd for C19H21NO2Se{[M+H]+}375.0738,found 375.0741。

1.3 晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

在293 K下,選取形狀規(guī)則,尺寸大小為0.287×0.066×0.064 mm的晶體樣品,置于Oxford Xcalibur,Eos,Gemini Ultra diffractometer上收取衍射數(shù)據(jù),用石墨-單色Cu-Kα(λ=1.54184 nm)為X-射線(xiàn)源,在3.78°≤θ≤67.039°內(nèi)共收集數(shù)據(jù)6567個(gè),其中3182[Rint=0.0298,Rsigma=0.0402]個(gè)衍射點(diǎn)用于晶體結(jié)構(gòu)解析,并且經(jīng)過(guò)吸收校正。晶體結(jié)構(gòu)解析和結(jié)果修正由SHELXL[24-25]軟件包完成,全部氫原子均采用直接法獲得,非氫原子坐標(biāo)和各向異性溫度因子均采用全矩陣最小二乘法對(duì)F2進(jìn)行精修?；衔?的主要晶體學(xué)數(shù)據(jù)列于表1。

表1 3的主要晶體學(xué)參數(shù)Table 1 Crystallographic data and structural refinement summary for compound 3

1.4 體外活性測(cè)試

采用MTT法測(cè)試了標(biāo)題化合物在100 mg/mL濃度下,對(duì)食管癌細(xì)胞(EC109)體外作用24 h的抑制率。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

由于化合物1具有硒氯-酰氯兩個(gè)親電能力微弱差異的基團(tuán),因此可以通過(guò)切換投料的順序可以得到不同結(jié)構(gòu)的化合物。首先,讓丙酮作為反應(yīng)初始的親核試劑和溶劑,使丙酮的α-位與化合物1中的硒氯鍵先發(fā)生親核取代,生成中間體2-((2-氧代丙基)硒基)苯甲酰氯,然后再與2,4,6-三甲基苯胺的氨基發(fā)生反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物。

2.2 晶體結(jié)構(gòu)解析

化合物3的部分鍵長(zhǎng)與鍵角數(shù)據(jù)和氫鍵的數(shù)據(jù)見(jiàn)表2和表3；晶體結(jié)構(gòu)圖、氫鍵連接圖和分子堆積圖見(jiàn)圖1～3。

表2 3的主要鍵長(zhǎng)和鍵角Table 2 Selected bond lengths and angle of 3

圖1 3的晶體結(jié)構(gòu)Figure 1The crystal structure of 3

圖2 3的晶體結(jié)構(gòu)及氫鍵Figure 2Crystal structure and the hydrogen bonds of 3

表3 3的氫鍵Table 3 Hydrogen bonds of 3

圖3 3的晶胞堆積圖Figure 3The packing structure of 3

2.3 抑癌活性

表4為3對(duì)食管癌EC109細(xì)胞的抑制活性。由表4可知,3對(duì)食管癌EC109細(xì)胞作用 24 h的抑制率為21.31±1.04%,與依布硒啉(Ebselen)的抑制作用無(wú)顯著性差異,與陽(yáng)性對(duì)照藥物5-氟尿嘧啶(5-FU)比較有顯著性差異,說(shuō)明標(biāo)題化合物和Ebselen的作用相似,硒作為體內(nèi)硒蛋白/硒酶的活性中心,具有較低的細(xì)胞毒活性。需要值得注意的是,有報(bào)道顯示依布硒啉等有機(jī)硒化合物隨著給藥時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞毒性呈上升趨勢(shì)[1],對(duì)該類(lèi)型化合物的抗細(xì)胞增殖機(jī)理需要進(jìn)一步研究。

表4 3對(duì)EC109細(xì)胞的抑制活性(%±SD,n=3)Table 4 Inhibitory effects of 3 against EC109 cells

合成了一種新型的依布硒啉開(kāi)環(huán)類(lèi)的有機(jī)硒化合物2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(2,4,6-三甲基苯基)苯甲酰胺,并研究了其晶體結(jié)構(gòu)?；衔?的濃度為100 mg/mL時(shí),對(duì)EC109細(xì)胞增殖具有一定抑制活性,抑制率為21.31±1.04%。