乙基丹皮酚肟氨基烷基醚类衍生物的设计与合成
2020-11-10吴虹邢帅何黎琴
吴虹，邢帅，何黎琴
(1.皖西卫生职业学院 药学系，安徽 六安 237000；2.安徽中医药大学 药学院，安徽 合肥230012)
血栓是心肌梗死、脑卒中、血栓栓塞症等致死率很高的心脑血管疾病的罪魁祸首，抑制血小板聚集可以有效地预防血栓和血栓栓塞性疾病.抗血小板药在临床上已经成为预防和治疗心脑血管疾病的主要策略之一[1-2].
中国人民对中药的探索有着悠久的历史，各地使用的中药多达5000多种，富有智慧的劳动人民将中药进行煎煮，提取其中的有效成分用于预防和治疗各种疾病.多数活血化瘀中药在抑制血小板聚集，降低血脂等方面有一定的疗效，并广泛地应用于心脑血管疾病.丹皮酚为毛茛科植物牡丹(Paeonia moutan Sim.)皮，具有极高的利用价值，药理活性多有报道，具有解热镇痛[3]、抗菌消炎[4]、抗肿瘤[5]、抗血栓形成[6]等作用，对动脉粥样硬化(AS)的发病机制和病理进程进行研究，结合丹皮酚的药理特性，发现丹皮酚有成为良好的治疗心脑血管疾病药物的潜力.但其本身也存在着较多的缺点，比如，易升华，水溶性差，体内较易代谢[7]等.因此对临床使用带来了很多不便，通过对其化学结构进行改造的方法来改善其不足[8]，合成具有临床应用价值的丹皮酚衍生物有较好的前景.
对丹皮酚结构进行修饰，合成了丹皮酚肟，进一步合成了肟醚类衍生物[9]，在所合成的一系列乙基丹皮酚肟氨基丁基醚类化合物中，发现以N-乙基哌嗪为氨基的乙基丹皮酚肟氨基丁基醚化合物抗血小板聚集活性最高.本文在前期研究基础上，选择其中活性最高的化合物为研究对象，通过对其侧链烷基链的长短的改变，考察连接链的碳数对目标化合物抗心脑血管疾病活性的影响.为此，本文设计、合成了4个乙基丹皮酚肟氨基烷基醚类的目标化合物，为进一步的抗血小板聚集活性研究打下物质基础.目标化合物的结构式如图1所示.
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
仪器：0.1 mg电子分析天平；H2-A型恒温磁力搅拌器；水环式真空泵；旋转蒸发仪RE-201C；三用暗箱式紫外分析仪；MATRIX-F傅立叶变换近红外光谱；安捷伦质谱仪；Bruker核磁共振仪.
试剂：丹皮酚(AR)；溴乙烷(AR)；盐酸羟胺(AR)；1、4-二溴乙烷(AR)；1、5-二溴乙烷(AR)；N-乙基哌嗪(AR)，其它试剂和原料均为市售化学纯和分析纯.
1.2 合成部分
1.2.1 实验原理
以丹皮酚①和溴乙烷为原料，DMF作溶剂，NaOH作缚酸剂反应生成乙基丹皮酚醚②；②的酮羰基在碱性反应体系中与盐酸羟胺缩合生成乙基丹皮酚肟③；再分别与不同碳数的二溴烷烃反应生成相应的乙基丹皮酚肟溴代烷基醚④；最后与N-乙基哌嗪反应生成相应的4个目标化合物⑤，合成路线如图2所示.
图1 目标化合物的结构式
图2 乙基丹皮酚肟氨基烷基醚衍生物的合成反应条件：(a)：DMF，NaOH，45 ℃，2 h(b)：hydroxylamine hydrochloride，无水乙醇，NaCO3，50 ℃；(c)：DMF，冰浴，NaH，0.3 h；(d)：乙腈，5 h，60 ℃
1.2.2 乙基丹皮酚醚的合成[10]
在100 mL三颈烧瓶中投入1.0 g(6.02 mmol)丹皮酚，加入DMF搅拌至原料溶解完全，再加入0.36 g(9.03 mmol)氢氧化钠，充分搅拌后加入0.9 mL(11.98 mmol)溴乙烷，将反应控制在45 ℃以下的油浴中4 h，TLC监测至反应结束，反应液中加入100 mL CH2Cl2，饱和NaCl溶液洗涤(3×50 mL)，合并有机相无水Na2SO4干燥，静置过夜.滤液经硅胶柱层析法浓缩分离 [ethyl acetate：Petroleum ether/1∶4]，得到白色固体1.08 g，收率为92.5%.
1.2.3 乙基丹皮酚肟的合成
在100 mL三颈烧瓶中投入1.0 g(5.15 mmol)乙基丹皮酚醚，加入15 mL无水乙醇搅拌至原料溶解完全，再加入1.63 g(15.38 mml)Na2CO3，1.07 g(15.40 mmol)hydroxylamine hydrochloride，将反应控制在50 ℃ 搅拌反应4.5 h，TLC监测至反应结束.静置过夜，反应液搅拌下倒入1000 mL冰水中，有大量白色沉淀析出，抽滤，烘干得0.98 g，产率为91.0%.
1.2.4 乙基丹皮酚肟-2-(4-乙基-哌嗪基)乙基醚的合成
1.2.5 乙基丹皮酚肟氨基丙基醚的合成
1.2.6 乙基丹皮酚肟-4-溴代丁基醚的合成
在100 mL三颈烧瓶中投入1.0 g(4.78 mmol)乙基丹皮酚肟，加入6 mL DMF搅拌至原料溶解完全，将反应控制在冰浴条件下，再加入 0.35 g(14.58 mmol)Sodium hydride，充分搅拌8 min，再一次性加入1.73 mL(14.33 mmol)1，4-二溴丁烷.TLC监控反应，当反应进行15 min时，紫外观察荧光，然后倒入100 mL冰水中并用dichloromethane萃取(3×50 mL)，合并有机相饱和NaCl溶液洗涤，无水Na2SO4干燥，滤液经硅胶柱层析法浓缩分离 [ethyl acetate：Petroleum ether/1∶10]得无色油状液体1.19 g，产率为72.37%.
1.2.7 乙基丹皮酚肟氨基丁基醚的合成
1.2.8 乙基丹皮酚肟溴代戊基醚的合成
参照乙基丹皮酚肟溴代丁基醚的合成方法称取1.0 g(4.78 mmol)乙基丹皮酚肟，加6 mL DMF作溶剂，NaH 0.35 g(14.58 mmol)，1，5-二溴戊烷1.95 mL(14.34 mmol)，17 min反应完成，最终得无色油状夜体1.32 g，产率为77.2%.
1.2.9 乙基丹皮酚肟氨基戊基醚的合成
参照乙基丹皮酚肟氨基丁基醚的合成方法称取1.0 g(2.79 mmol)乙基丹皮酚肟溴代戊基醚，加9 mL DMF作为溶剂，1.06 mL(8.37 mmol)N-乙基哌嗪，4.5 h反应完成，最终得无色油状液体0.81 g 产率为74.1%.1H NMR(600 MHz，dmso)δ7.10(d，J=8.4 Hz，1H)，6.55(d，J=2.3 Hz，1H)，6.47(dd，J=8.4，2.3 Hz，1H)，4.04-3.98(m，4H)，3.74(s，3H)，2.43-2.14(m，10H)，2.03(s，3H)，1.60(dd，J=14.5，7.0 Hz，2H)，1.43(dt，J=14.8，7.4 Hz，2H)，1.34-1.25(m，5H)，1.00-0.93(m，3H)；ESI-HRMS(m/z)：392.2898 [M+H]+；IR(KBr，cm-1)υ：2928.93，2806.94，1610.91，1575.21，1503.80，893.88.
2 讨 论
2.1 乙基丹皮酚醚的合成条件的讨论
在乙基丹皮酚醚的合成过程中溶剂的选择至关重要，经过反复实验最终选定用DMF作为溶剂，用氢氧化钠作缚酸剂可以提供足够的碱度，同时氢氧化钠在DMF中溶解度较好，反应温度控制在45 ℃以下，起始原料反应的很充分，产物收率高达92.5%.在实验中也试用了乙腈、DMAC等溶剂，以乙腈为反应溶剂氢氧化钠溶解度不好不能提供足够的碱度，以DMAC作溶剂反应需要的温度更高，吡啶、三乙胺作缚酸剂碱度都不够，最终选定用DMF作为溶剂，用氢氧化钠作缚酸剂.
2.2 乙基丹皮酚肟的合成条件的选择
2.2.1 反应温度对产物收率的影响
按照1.2.3中乙基丹皮酚醚和盐酸羟胺用量和反应条件，设计4组平行试验通过改变反应温度来考察反应温度对产物收率的影响，TLC监控反应进程，结果见表1.
表1 反应温度对产物收率的影响
由表1可知，随着反应温度的升高，反应时间逐渐缩短，产物的收率逐渐增高，但当反应温度超过50 ℃时，虽然反应时间缩短但产物的收率呈下降趋势，所以选择反应温度为50 ℃，反应时间4.5 h.
2.2.2 反应物配比对产物收率的影响
设计了4组不同的投料比(1∶1，1∶2，1∶3，1∶4)，油浴控温50 ℃条件下反应，TLC监控反应进程，并计算收率，考察不同的反应物配比n(乙基丹皮酚醚)∶n(盐酸羟胺)对产物收率的影响，按反应物配比1∶1投料时，反应所需时间6.5 h，收率较低61.3%，增加反应物配比至1∶3，反应时间由6.5 h缩短到4.5 h，产物的收率逐渐增加，可达91.0%，若再进一步增加盐酸羟胺的投料量至配比1∶4时，虽反应时间由4.5 h缩短到3.5 h，但产物收率增幅不大，从实验成本角度考虑，故选取n(乙基丹皮酚醚)∶n(盐酸羟胺)1∶3为最适的反应物配比.
2.3 乙基丹皮酚肟溴代丙基醚和乙基丹皮酚肟溴代乙基醚的制备方法的改进
对乙基丹皮酚肟氨基丁基、戊基醚的合成过程中，反应能较好的实现，且产率较高.对乙基丹皮酚肟氨基乙基、丙基醚的合成，开始采用合成丁基醚、戊基醚相同的实验方法时，发现并无新的产物生成，加适量碘化钾进行催化仍无产物生成.根据结构进行分析，可能是当N-乙基哌嗪与丹皮酚苯环之间的距离缩短为三个碳及以下时，两个环距离较近空间位阻较大使得反应较能进行.从操作过程来分析，也可能是乙基丹皮酚肟溴代乙基、丙基醚在用饱和食盐水萃取的过程中由于过量NaH的存在，使溶液显较强碱性，使得Br被水解而生成醇，使其无法与N-乙基哌嗪继续发生反应，其中肟醚基团有较强的吸电子能力，当结构中的溴原子与肟醚中的氧原子相距较近时(三个碳及以下)溴原子更易在碱性环境中发生水解.
改进实验方法后，按照1.2.4、1.2.5的方法得到了相应的产物，但收率相对于4个及以上碳链长度的目标化合物明显降低，尤其是两个碳的更为明显.
3 结 语
本实验以丹皮酚结构和药理活性为研究基础.通过对酚羟基成醚的方式来提高其稳定性.通过酮羰基与盐酸羟胺成肟，再与二溴烷烃生成醚，然后再与N-乙基哌嗪反应生成4种目标化合物.并对其合成工艺进行了优化，丹皮酚肟醚的合成要在冰浴条件下，反应时间约为15 min，在合成乙基丹皮酚肟溴代丙基醚的过程中，发现乙基丹皮酚肟溴代丙基醚中的溴原子可能是考虑到受到肟醚基团的影响易被水解，很难合成后续产物.所以直接进行下一步反应，然后再后处理，能较好地合成出目标化合物.最终设计合成了4个乙基丹皮酚肟氨基烷基醚类衍生物，目标化合物结构经IR，1H-NMR，MS确证.
