新型含游离羟基鱼藤素衍生物的合成及其抗肿瘤活性*

何　海，姜志辉，周杏子，贺　胜，吴新荣(1.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州　510641; .广州军区广州总医院药学部，广东广州　510010)



新型含游离羟基鱼藤素衍生物的合成及其抗肿瘤活性*

何海1，2，姜志辉2，周杏子1，2，贺胜2，吴新荣2
(1.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510641; 2.广州军区广州总医院药学部，广东广州510010)

摘要:以鱼藤酮为原料经3步反应合成鱼藤素;鱼藤素分别经三溴化硼脱甲基和硼氢化钠还原合成了4个新型含游离羟基的鱼藤素衍生物(3a～3c和4)，其结构经1H NMR，13C NMR和LC-MS表征。初步的抗肿瘤活性测定结果表明，12-羟基鱼藤素(4)对人乳腺癌细胞MCF-7和人肺癌细胞H299的抑制活性较好，其IC50分别为0.11 μmol·L－1和0.01 μmol·L－1，优于阳性对照药Deguelin。

关键词:鱼藤酮;鱼藤素衍生物;合成;抗肿瘤活性

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通信联系人:吴新荣，主任药师，Tel.020-36653476，E-mail:gzwxrong@ yahoo.com

鱼藤素(Deguelin)是一类鱼藤酮类化合物，是从三叶鱼藤龙眼属或绢毛萌豆(豆科)中分离出来的天然化合物［1］，为黄色结晶体。Deguelin已被研究作为延缓癌症发作的潜在化学预防和化疗药物［2－3］，研究表明其在体内外能明显抑制几种类型的肿瘤，包括肺癌、胃癌、乳腺癌、结肠癌和直肠癌等［4－8］。由于其天然、高效及低毒的优点，一直受到研究人员的青睐，其分子本身含有抗菌、抗肿瘤、抗病毒及抗氧化等活性的苯并呋喃和苯并吡喃结构，是一种很有开发潜力的先导化合物。但从分子结构来看，Deguelin没有游离的可连接其它化合物的基团，故无法在后期的研究中连接上其他具有活性的化合物，例如具有杀虫、杀菌、抗真菌、抗病毒等生物活性的肟醚和腙类化合物，以及多肽和生物素等，阻碍了对Deguelin的进一步研究。

Scheme 1

鉴于此，本文拟设计并合成保留Deguelin母体结构的含有游离羟基的衍生物。因Deguelin价格昂贵，故以价格低廉的(－)-鱼藤酮为原料，经三步反应合成(－)-Deguelin［9－10］; Deguelin经三溴化硼脱甲基化合成了新型含游离羟基的Deguelin衍生物——2-羟基-Deguelin(3a)，3-羟基-Deguelin(3b)和2，3-二羟基-Deguelin(3c)［11］;用硼氢化钠将Deguelin中的酮羰基还原为羟基合成了新的Deguelin衍生物——12-羟基-Deguelin(4)［12］(Scheme 1)，其结构经1H NMR，13C NMR 和LC-MS表征。并初步研究了其抗肿瘤活性。

1　实验部分

1.1仪器与试剂

AVANCEⅢHD 600型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标); Agilent HPLC-6400系列三级四极杆液质联用仪; ELX800型酶标仪。

薄层色谱用硅胶GF254(60型)，山东烟台江友硅胶开发有限公司;柱色谱用硅胶(200目～300目)，青岛海洋化工集团公司;其余所用试剂均为分析纯，上海Aladdin公司。

1.2合成

(1)1的合成

在反应瓶中依次加入二氯甲烷10.0 mL和鱼藤酮4.0 g(10.2 mmol)，搅拌使其溶解;于－5℃缓慢滴加BBr32.6 g(10.2 mmol)的二氯甲烷(10.2 mL)溶液，滴毕，于－5℃反应10 min(TLC检测)，减压蒸除溶剂，用甲醇(20 mL)洗涤，过滤，滤饼干燥得棕色固体1 3.1 g，收率64%，直接进行下步反应。

(2)2的合成

在反应瓶中加入六甲基膦酰三胺(HMPA)32 mL和1 3.0 g(6.3 mmol)，搅拌使其溶解;加入NaBH3CN 1.60 g(25.4 mmol)，于80℃反应3 h。加入冰水，用混合溶剂［V(乙醚)∶V(正己烷)=3∶1］萃取，合并萃取液，依次用饱和食盐水洗涤，无水NaSO4干燥，减压浓缩得黄色粉末，经硅胶柱层析［洗脱剂:A=V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶3］纯化得淡黄色固体2 1.6 g，收率60%，m.p.193℃～195℃;1H NMR δ:7.74(d，J=8.7 Hz，1H)，6.76(s，1H)，6.50(d，J=8.7 Hz，1H)，6.41(s，1H)，6.00(s，1H)，5.19(m，1H)，4.87(t，J=3.0 Hz，1H)，4.60(dd，J=11.9 Hz，3.1 Hz，1H)，4.14(d，J=11.9 Hz，1H)，3.80(m，1H)，3.75(s，3H)，3.70(s，3H)，3.34(m 2H)，1.74(s，3H)，1.65(s，3H);13C NMR δ:190.4，162.1，160.1，149.3，147.5，143.6，134.0，126.9，121.1，114.8，112.5，110.7，110.5，108.5，104.7，100.8，72.0，66.2，56.2，55.7，44.1，25.7，22.0，17.7; LC(tR=1.80 min～2.00 min)-MS m/z:397.1{［M + H］+}。

(3)Deguelin的合成

在反应瓶中依次加入二氯甲烷45 mL和2 1.5 g(3.8 mmol)，搅拌使其溶解;于－30℃加入PhSeCl 0.79 g(4.1 mmol)，反应2 h;于室温反应1 h。减压蒸除溶剂，残留物溶于45 mL THF，于0℃加入30% H2O20.75 mL，加毕，反应过夜。加入乙酸乙酯50 mL，依次用5% NaHCO3溶液和饱和食盐水洗涤，无水Na2SO4干燥，减压浓缩，残余物经快速硅胶柱层析［洗脱剂:A=V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶2］纯化得淡黄色固体Deguelin 0.8 g，收率50%，m.p.85℃～87℃;1H NMR δ:7.72(d，J=8.7 Hz，1H)，6.77(s，1H)，6.62(d，J=10.0 Hz，1H)，6.43(s，1H)，6.43(d，J=8.7 Hz，1H)，5.53(d，J=10.0 Hz，1H)，4.89(m，1H)，4.61(dd，J=12.0 Hz，3.1 Hz，1H)，4.17(d，J=12.0 Hz，1H)，3.82(d，J=4.1 Hz，1H)，3.78(s，3H)，3.75(s，3H)，1.43(s，3H)，1.36(s，3H);13C NMR δ:189.2，160.0，156.9，149.4，147.4，143.8，128.6，128.5，115.7，112.7，111.4，110.4，109.1，104.7，100.9，77.6，72.4，66.2，56.3，55.8，44.3，28.4，28.1; LC(tR=1.80 min～3.50 min)-MS m/z:395.1{［M + H］+}。

(4)3a～3c的合成(以3a为例)

在反应瓶中依次加入二氯甲烷7.0 mL和Deguelin 100 mg(0.25 mmol)，搅拌使其溶解;于－78℃缓慢滴加BBr30.06 g(0.25 mmol)的二氯甲烷(0.25 mL)溶液，滴毕，反应1 h;于0℃反应30 min。加水5.0 mL终止反应，用二氯甲烷萃取，合并萃取液，依次用饱和食盐水洗涤，无水NaSO4干燥，减压浓缩，残余物经快速硅胶柱层析［梯度洗脱剂:V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)∶V(二氯甲烷)=1∶3∶1～1∶2∶1］纯化得淡黄色固体3a 16 mg。

用类似方法合成淡黄色固体3b～3c。

3a:收率16%，m.p.94℃～96℃;1H NMR δ:7.74(d，J=8.7 Hz，1H)，6.76(s，1H)，6.64(d，J=10.1 Hz，1H)，6.50(s，1H)，6.45(d，J=8.7 Hz，1H)，5.60(d，1H)，5.55(d，J=10.1 Hz，1H)，4.90(dd，J=3.1 Hz，3.1 Hz，1H)，4.62(dd，J=12.1 Hz，3.1 Hz，1H)，4.17(d，J=12.1 Hz，1H)，3.82(d，J=4.1 Hz，1H)，3.77(s，3H)，1.45(s，3H)，1.38(s，3H);13C NMR δ:189.4，160.1，157.0，147.8，146.1，141.6，128.6，128.5，115.7，112.7，111.4，109.8，109.1，104.6，103.5，77.7，72.4，66.1，56.4，44.4，28.5，28.1; LC(tR=1.70 min～2.00 min)-MS m/z:381.1{［M +H］+}。

3b:收率14%，m.p.116℃～118℃;

1H NMR δ:7.73(d，J=8.7 Hz，1H)，6.83(s， 1H)，6.63(d，J=10.1 Hz，1H)，6.43(d，J=8.7 Hz，1H)，6.42(s，1H)，5.54(d，J=10.1 Hz，1H)，5.29(s，1H)，4.89(dd，J=3.0 Hz，3.0 Hz，1H)，4.61(dd，J=12.0 Hz，3.1 Hz，1H)，4.17(d，J=12.0 Hz，1H)，3.80(d，J=6.1 Hz，1H)，3.79(s，3H)，1.44(s，3H)，1.37(s，3H);13C NMR δ:189.0，159.9，156.8，146.9，146.7，140.1，128.6，128.5，115.7，113.1，112.7，111.4，109.0，105.8，100.1，77.6，72.3，66.2，55.8，44.3，28.4，28.1; LC(tR=1.70 min～2.00 min)-MS m/z:381.1{［M + H］+}。

3c:收率33%，m.p.203℃～205℃;

1H NMR δ:7.75(s，1H)，7.63(d，J=8.7 Hz，1H)，7.38(s，1H)，6.59(s，1H)，6.58(d，J=10.1 Hz，1H)，6.39(d，J=8.7 Hz，1H)，6.29(s，1H)，5.65(d，J=10.1 Hz，1H)，5.03(m，1H)，4.55(dd，J=12.2 Hz，2.9 Hz，1H)，4.20(d，J=12.2 Hz，1H)，3.79(d，J=4.0 Hz，1H)，1.38(s，3H)，1.30(s，3H);13C NMR δ:190.1，160.8，158.2，148.4，146.9，140.7，130.4，129.3，116.6，114.9，114.2，112.1，110.3，106.2，105.1，78.8，74.0，67.2，45.4，29.0，28.6; LC(tR=1.70 min～2.00 min)-MS m/z:367.1{［M + H］+}。

(5)4的合成

在反应瓶中依次加入甲醇10.0 mL和Deguelin 300 mg(0.76 mmol)，搅拌使其溶解;于0℃加入NaBH443 mg(1.13 mmol)，反应30 min。用水终止反应，用乙酸乙酯萃取，合并萃取液，依次用饱和食盐水洗涤，无水NaSO4干燥，减压浓缩，残余物经快速硅胶柱层析(洗脱剂:A=1∶1)纯化得白色固体4 300 mg。

4:收率100%，m.p.142℃～144℃;

1H NMR δ:6.99(d，J=8.2 Hz，1H)，6.68(s，1H)，6.64(d，J=10.0 Hz，1H)，6.47(s，1H)，6.41(d，J=8.2Hz，1H)，5.56(d，J=10.0 Hz，1H)，4.80(m，2H)，4.57(d，J=10.0 Hz，1H)，4.21(m，1H)，3.84(s，3H)，3.82(s，3H)，3.36(t，J=4.9 Hz，1H)，1.41(s，3H)，1.39(s，3H);13C NMR δ:154.3，149.6，149.4，147.9，143.8，130.0，129.1，116.4，113.6，111.3，109.8，109.5，108.7，100.7，76.0，69.1，66.3，65.0，56.5，55.8，37.9，27.8，27.7; LC(tR=1.30 min～2.00 min)-MS m/z:397.2{［M + H］+}。

1.3抗肿瘤活性测定

采用MTT法测定化合物的抗肿瘤活性。参照文献［13］，以Deguelin为对照药，将乳腺癌细胞MCF-7(5×104个/mL)和肺癌细胞H1299(5×104个/mL)培养液接种于96孔板上，在5% CO2，37℃细胞培养箱中培养24 h，加入不同浓度［(0.01，0.1，1，10，100)μmol·L－1］待测化合物，培养72 h。弃去上清液，加入MTT(10 μL/孔，5 mg·mL－1磷酸缓冲盐溶液)，培养4 h，加入DMSO 150 μL/孔，以酶标分析仪于570 nm测定各孔OD值。实验重复3次，计算IC50值。

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2　结果与讨论

2.1合成

在Deguelin的合成中，以鱼藤酮为原料于－5℃用BBr3断开，形成溴化合物1; 1在NaBH3CN作用下脱去溴，然后再在PhSeCl和H2O2作用下闭环制得Deguelin。

Deguelin在三溴化硼作用下于－78℃经脱甲基化合成3a～3c; Deguelin于0℃经硼氢化钠作用将酮羰基还原为羟基合成4。

2.2抗肿瘤活性

3和4的抗肿瘤活性筛选结果见表1。

表1　化合物对H1299和MCF-7细胞的IC50Table 1　IC50of target compoundsagainst H1299 and MCF-7 tumor cells

由表1可见，3和4对肿瘤细胞MCF-7和H1299均有一定的增殖抑制活性。与Deguelin相比，4对两种肿瘤细胞抑制活性最为突出，IC50值分别为0.01 μmol·L－1和0.11 μmol·L－1。由此推断Deguelin的活性部位可能在12-位碳上，其构效关系有待进一步研究。

3　结论

设计并合成了四种新型含游离羟基的鱼藤素衍生物，对肿瘤细胞有不同程度的增殖抑制活性，其中，以12-羟基鱼藤素活性最为突出，对肿瘤细胞MCF-7和H1299具有较好的抑制作用，呈现潜在的抗肿瘤活性，可考虑在12-位游离的羟基上加上其他的活性基团，进一步结构优化与深入研究十分必要。

参考文献

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Synthesis and Antitumor Activities of
Novel Free Hydroxyl-containing Deguelin Derivatives

HE Hai1，2，JIANG Zhi-hui2，ZHOU Xing-zi1，2，HE Sheng2，WU Xin-rong2
(1.School of Light Industry and Food，South China University of Technology，Guangzhou 510641，China;
2.Department of Pharmacy，Genenral Hospital of Guangzhou Military Command of PLA，Guangzhou 510010，China)

Abstract:Deguelin was prepared by three-step reaction from Rotenone.Novel deguelin derivatives containing free hydroxyl groups(3a～3c and 4)were synthesized by boron tribromide demethylation or reduction with sodium cyanoborohydride from deguelin.The structures were characterized by1H NMR，13C NMR and LC-MS.The antitumor activities were investigated.The results showed that 12-hydroxyl deguelin(4)showed the best inhibition activities against MCF-7 and H1299 with IC50of 0.11 μmol·L－1and 0.01 μmol·L－1，respectively，which was better than deguelin.

Keywords:rotenone; deguelin derivative; synthesis; antitumor activity

作者简介:何海(1988－)，男，汉族，湖北武汉人，硕士研究生，主要从事糖类药物的合成及生物利用研究。E-mail:scuthehai@

基金项目:广东省重大科技专项［广东医院制剂研究开发技术平台建设(2011A080300004)］

收稿日期:2015-05-27

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.11.1013 *

文献标识码:A

中图分类号:O626.4; O621.3