丹皮酚肟、腙衍生物的合成及活性研究

2018-08-29

四川化工 2018年4期

(广西师范学院化学与材料科学学院，广西南宁，530001)

丹皮酚是中草药丹皮和徐长卿中的主要活性成分，具有肖炎、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化等多种药理活性[1-3]，目前已开发上市的药物有丹皮酚软膏、丹皮酚磺酸钠注射液等。为提高丹皮酚的药效及生物利用率，国内外许多科研人员对丹皮酚进行了结构修饰。如2011年WU Dan将消炎药物布洛芬和丹皮酚酯化合成了布洛芬-丹皮酚缀合物，结果显示丹皮酚的引入既能增强布洛芬的消炎作用，还能减少对胃肠道的刺激[4]；将丹皮酚磺化后碱中和制备得丹皮酚磺酸钠注射液是一种解热镇痛药[5]，用于风湿性关节炎、类风湿性关节炎等病的关节酸痛、颈椎腰椎增生、肌肉痛及神经痛等；马献力合成了系列N-苄叉丹皮酚腙，抗菌结果显示N-(4-氟苄叉基)丹皮酚腙对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度为2 mg/L、N-(2-氟苄叉基)丹皮酚腙对大肠杆菌的MIC为8mg/L，抗菌效果与利福平相当[6]；HJ Lee报道了丹皮酚肟能抑制bFGF诱导的血管新生和肿瘤转移[7,8]。

为进一步丰富丹皮酚肟类、腙类化合物抗肿瘤作用的构效关系，本文从天然丹皮酚出发，通过肟化、腙化等反应合成了3个丹皮酚、8个丹皮酚腙，并进行了对胃癌细胞SGC-7901的抑制肿瘤生长的活性试验。丹皮酚肟、腙类化合物合成路线见scheme 1。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker Avance-300型核磁共振仪测定(TMS为内标)；Waters Xevo G2 QT质谱仪；X-4显微熔点测定仪，温度计未经校正；BS200S电子天平，实验试剂均为分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 丹皮酚肟衍生物的制备

25mL烧瓶中依次加入10mL乙醇、166 mg(0.1mol)丹皮酚、104mg(0.15mmol)的盐酸羟氨和187mg(0.14mmol)的醋酸钠，在搅拌下维持75℃反应2～4h，原料消失后蒸除溶剂，加入适量蒸馏水，用乙酸乙酯(10 mL×2)萃取，无水Na2SO4干燥，柱层析分离得90mg白色固体2。用等摩尔盐酸甲氧胺、盐酸苄氧胺代替盐酸羟胺分别得化合物3和4。

Reagents and conditions: a：NH2OH·HCl, EtOH/AcONa,75℃; b: NH2OCH3·HCl, EtOH/AcONa,75℃;c: NH2OCH2Ph·HCl, EtOH/AcONa,75℃; d: NH2NH2,EtOH, 60 ℃; e: ArCHO, EtOH, reflux;Scheme 1丹皮酚肟、腙衍生物的合成路线

1.2.2 丹皮酚腙衍生物的制备

25mL烧瓶加入溶解于10 mL乙醇的332 mg(2 mmol)丹皮酚，在搅拌下一次加入过量的80%水合肼(2.0 mL, 48 mmol)，维持60 ℃搅拌反应2h。减压蒸除溶剂后加10mL水，乙酸乙酯萃取(10 mL×2)次，有机层饱和食盐水、水依次洗涤1次，无水硫酸钠干燥，减压蒸干得化合物5。将新制备的5立刻溶解于8mL乙醇中，60 ℃油浴搅拌下滴入溶解有芳香醛(2 mmol)的乙醇溶液3mL，继续反应1～4 h，原料点消失后冷却至室温，析出棕黄色固体。减压抽滤、乙醇润洗得黄色固体(6～13)。

1.2.3 各化合物波谱数据

化合物2[7]、6[6]、10[6]、12[9]为已知物，数据略。

丹皮酚甲氧肟醚(3):白色固体,产率85.8%,m.p.59～61℃;1H-NMR(CDCl3,300 MHz)δ:2.27(3H, s,-CH3), 3.81(3H, s, 4-OCH3), 3.99 (3H, s,-NOCH3), 6.47(1H, dd, J1=8.7Hz, J2=2.4Hz, 5-CH), 6.51(1H, d, J=2.7Hz, 3-CH), 7.30 (1H, d, J=8.7Hz, 6-CH), 11.53(1H, s, 2-OH).13C-NMR.(DMSO, 300 MHz) δ:11.4, 55.3, 62.2, 101.6, 106.1, 111.7, 128.6, 158.1, 159.6, 161.6. HR-MS calcd for C10H14NO3[M+H]+:196.0974, found 196.0962。

丹皮酚苄氧醚(4): 白色固体, 产率为87.9%, m.p. 50～52℃.1H-NMR.(CDCl3, 300 MHz) δ:2.35(3H, s, -CH3), 3.82 (3H, s, 4-OCH3), 5.22(2H, s, -OCH2-), 6.53(1H, dd, J=8.7Hz, 2.4Hz, 5-CH)), 6.54(1H, d, J=2.4Hz, 3-CH), 7.33(1H, d, J=8.7Hz, 6-CH), 7.39～7.49 (5H, m, Ph-H), 11.46(1H, s, 2-OH),13C-NMR. (DMSO, 300 MHz) δ: 11.8, 55.3, 76.5, 101.6, 106.2, 111.8, 128.3, 128.7, 128.7, 137.1, 158.6, 159.7, 161.7. HR-MS calcd for C16H18NO3[M+H]+: 272.1287, found272.1281。

N-(4-羟基亚苄基)丹皮酚腙(7): 黄色粉末固体, 产率 75.0%. m.p. 194～196℃.1H-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ:2.66 (3H, s, -CH3), 3.84 (3H, s, 4-OCH3), 6.45 (1H, d, J=2.7 Hz, 3-CH ), 6.50 (1H, dd, J=9.0, 2.7 Hz, 5-CH), 6.98 (2H, dd, J=8.4, 1.8 Hz, 13,15-CH), 7.62 (1H, d, J=9.0 Hz, 6-C-H), 7.82 (2H, dd, J=8.4, 1.8 Hz, 12,16-CH), 8.52(1H, s, N=CH), 9.04 (1H, s, 15-OH), 14.10 (1H, s, 2-OH);13C-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.3, 54.8, 101.3, 106.0, 112.8, 115.8, 115.8, 126.2, 130.4, 130.4, 130.4, 159.0, 160.5, 162.9, 163.1, 169.6. HR-MS calcd for C16H17N2O3[M+H]+:285.1239, found 285.1258。

N-(3-羟基亚苄基)丹皮酚腙(8): 黄色粉末固体, 产率 81.6.0%. m.p. 157～159 ℃.1H-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ:2.67 (3H, s, -CH3), 3.84 (3H, s, 4-OCH3), 6.46 (1H, d, J=2.4 Hz, 3-CH), 6.51 (1H, d, J=8.7, 2.4 Hz, 5-CH), 7.01 (1H, dd, J=9.0, 2.4Hz, Ar-H), 7.32～7.41(2H, m, Ar-H), 7.46 (1H, d, J=2.1, Ar-H), 7.64 (1H, d, J=9.0 Hz, 6-CH), 8.54 (1H, s, N=CH), 8.66 (1H, s, 13-OH), 13.74 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.4, 54.8, 101.3, 106.2, 112.7, 114.3, 118.5, 120.4, 129.9, 130.6, 136.0, 157.8, 159.2, 163.0, 163.4, 170.7. HR-MS calcd for C16H17N2O3[M+H]+: 285.1239, found 285.1254。

N-(3,4-二甲氧基亚苄基)丹皮酚腙(9):黄色粉末, 产率80.4%. m.p. 156～2158℃.1H-NMR (C3D6O, 300 MHz) δ:2.68 (3H, s, CH3), 3.85 (3H, s, 4-OCH3), 3.91 (6H, s, OCH3×2), 6.45 (1H, d, J=2.4 Hz, 3-CH), 6.51 (1H, d, J=8.7, 2.1 Hz, 5-CH), 7.08 (1H, dd, J=8.4 Hz, Ar-H), 7.44 (1H, dd, J=8.4, 1.8Hz, Ar-H), 7.61 (1H, d, J=1.8, Ar-H), 7.64 (1H, d, J=8.7 Hz, 6-CH), 8.53 (1H, s, N=CH), 13.84 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.3, 54.8, 55.2, 55.3, 101.3, 106.0, 109.9, 111.4, 112.8, 123.5, 127.3, 130.4, 149.8, 152.5, 159.0, 162.9, 163.2, 169.8. HR-MS calcd for C18H21N2O4[M+H]+: 329.1501, found 329.1524。

N-(2-氯亚苄基)丹皮酚腙(11): 黄色粉末, 产率79.2%. m.p.130～132℃.1H NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 2.70 (3H, s, CH3), 3.86 (3H, s, 4-OCH3), 6.47 (1H, d, J=2.4 Hz, 3-CH), 6.53 (1H, dd, J=9.0, 2.7 Hz, 5-CH), 7.45～7.57 (3H, m, Ar-H), 7.6 8(1H, d, J=9.0 Hz, 6-CH), 8.25 (1H, dd, J=8.7, 2.1 Hz, Ar-H), 8.93 (1H, s,N =CH), 13.57 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.6, 54.9, 101.3, 106.4, 112.5, 127.4, 128.3, 130.1, 130.9, 131.7, 132.4, 134.9, 155.0, 163.7, 163.7, 171.9. HR-MS calcd for C16H12ClN2O2[M+H]+:303.0900, found 303.0877。

N-(3-吲哚亚苄基)丹皮酚腙(13): 黄色针状固体, 产率83.3%. m.p. 201～203℃.1H NMR (C3D6O,300 MHz) δ: 2.75 (3H, s, -CH3), 3.84 (3H, s, 4-OCH3), 6.46 (1H, d, J=2.4Hz, 3-CH), 6.51 (1H, dd, J=9.0, 2.7 Hz, 5-CH), 7.26～7.30 (2H, m, Ar-H), 7.55 (1H, dd, J=8.4, 2.1Hz, Ar-H), 7.63 (1H, d, J=9.0 Hz, 6-CH), 7.97 (1H, d, J=3.0 Hz, Ar-H), 8.43 (1H, dd, J=9.0, 2.1 Hz, Ar-H), 8.82 (1H, s, N=CH), 14.18 (1H, s, 2-OH);13C NMR (C3D6O, 300 MHz) δ: 13.3, 54.8, 101.3, 105.8, 111.9, 113.2, 113.2, 121.2, 122.5, 123.2, 125.1, 130.1, 132.6, 137.7, 155.2, 162.7, 162.8, 167.6. HR-MS calcd for C18H18N3O2[M+H]+: 308.1399, found 308.1386。

2 结果与讨论

制备丹皮酚肟2～4实验中投入1.5倍盐酸羟胺、盐酸甲氧胺、盐酸苄氧胺和1.4倍醋酸钠即可。加入NaAc调节反应体系的pH值在弱酸性条件，有利于氨基的亲核加成-消除。从3的氢谱图δ 3.81(3H, s, 4-OCH3), 3.99 (3H, s, -NOCH3)可看出含有2个甲氧基，确认化合物3为丹皮酚甲氧肟醚；化合物4氢谱δ 5.22出现2H单峰信号，化学位移比较低，为苄氧基中氧原子和苯环共同拉电子效应所致，7.39～7.49 出现5H的芳环氢信号，证实4为丹皮酚苄氧肟醚。

制备丹皮酚腙5时需投入过量的水合肼，防止丹皮酚腙化后继续与未反应的丹皮酚发生双取代。丹皮酚腙5纯化后马上滴入不同结构的芳香醛回流反应得到化合物6～13。丹皮酚腙中存在Ar-C=N-N=CH-Ar共轭结构，产物颜色呈现黄色。从6～13氢谱图可看出N-亚苄基碳上氢原子均呈现单峰，化学位移出现在δ 8.45～8.98之间。丹皮酚2位酚羟基上均因与肟或腙上N原子形成分子内氢键，化学位移出现在低场。丹皮酚腙6～13中2位酚羟基氢位移出现在δ 13.5～14.2之间、丹皮酚肟2～4中2位酚羟基氢位移出现在δ 11.4～11.8之间。

采用 MTT(噻唑蓝)蛋白染色法[9]对合成的丹皮酚肟、腙衍生物(2～4、6～13)进行体外抗肿瘤细胞SGC-7901(胃癌细胞)的活性筛选，结果见表1所示。

表1丹皮酚肟、腙衍生物对SGC-7901细胞株的半数抑制浓度(IC50)

IC50/(μmol·L-1)2346胃癌细胞株SGC-790112.838.562.4>80IC50/(μmol·L-1)78910胃癌细胞株SGC-790117.524.2>8030.9IC50/(μmol·L-1)111213Cisplatin胃癌细胞株SGC-7901>80>8044.26.7

从表1的结果来看，丹皮酚肟较丹皮酚肟醚、丹皮酚腙对胃癌细胞SGC-7901的抑制活性较好，总体活性弱于参照物顺铂，其中化合物2和化合物7的抑制作用较好，IC50值分别为12.8和17.5 μmol·L-1。