新型4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺衍生物的合成及抗肿瘤活性研究
2023-04-01李成吕梦凡余佳徐必学徐广灿贵州中医药大学药学院贵阳550025贵州医科大学省部共建药用植物功效与利用国家重点实验室贵阳550014贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室贵阳550014
李成,吕梦凡,余佳,徐必学*,徐广灿*(1. 贵州中医药大学 药学院,贵阳 550025;2.贵州医科大学 省部共建药用植物功效与利用国家重点实验室,贵阳 550014;3. 贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室,贵阳 550014)
近年来,癌症(亦称恶性肿瘤)的发病率和病死率呈逐年上升趋势[1],我国癌症患者病死率居世界首位。2021年,全球新增癌症患者数量约为1930万,因患癌死亡人数达1000万人;预计到2040年全球将会有超过2840万新增癌症患者,相较于2020年,增幅达47%[2]。由此可见,癌症已成为威胁人类生命健康的主要疾病之一。目前,抗肿瘤的治疗方法主要有手术治疗、化学药物治疗和免疫治疗等[3]。其中,化学药物治疗是目前针对恶性肿瘤的主要治疗方法,但在临床应用中,现有抗肿瘤药物往往表现出毒副作用大和易产生耐药性等缺点[4]。因此,寻找和开发新型高效低毒的抗肿瘤药物具有重要的科学意义。
喹啉(quinoline)及其衍生物是一类重要的、具有多种生物活性(如抗疟疾[5]、抗菌[6]、抗肿瘤[7-9]、调节免疫[10]、抗炎症[11]和抗结核[12]等)的氮杂环类化合物,广泛存在于许多天然产物和合成药物中[13]:如抗疟疾药[14](奎宁、奎尼丁、氯喹等)、抗真菌药(氯碘羟喹)和平喘药(孟鲁司特)等已上市销售药物[15]。同时,喹啉作为抗肿瘤药物研发中的优势骨架结构受到了高度的关注,已有多种含喹啉骨架的抗肿瘤药物上市销售,例如伯舒替尼(bosutinib)、乐伐替尼(lenvatinib)、吡咯替尼(pyrotinib)等[16](见图1)。
图1 伯舒替尼、乐伐替尼和吡咯替尼结构式Fig 1 Structures of bosutinib,lenvatinib,and pyrotinib
氟原子因具有与氢原子相近的原子半径以及高电负性的特性,使得含氟基团在许多研究领域,尤其是医药领域得到了广泛的应用[17-19]。三氟甲基(-CF3)是一类常见的含氟基团,多项研究表明,三氟甲基的引入能够显著改善原化合物的化学稳定性、亲脂亲油性、生物膜通透性、体内代谢稳定性和生物利用度等[20]。基于喹啉骨架结构和三氟甲基在抗肿瘤药物研发应用中的优势,本课题组前期设计并合成了系列2-三氟甲基-喹啉-4-胺衍生物,并发现部分化合物具有较好的抗肿瘤活性[21-23]。在药物设计开发过程中,药物分子母核结构上取代基的位置变化往往对其药效及生物活性具有较大的影响。因此,探索喹啉类化合物母核上三氟甲基取代位置的变化对其生物活性的影响,本文在前期研究基础上设计并合成了一系列4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺衍生物(见图2),并通过1H NMR、13C NMR和19F NMR 进行了结构确证。采用MTT法测定目标化合物对K562细胞(人慢性髓系白血病细胞)、LNCaP细胞(前列腺癌细胞)、PC3细胞(前列腺癌细胞)、HeLa细胞(人宫颈癌细胞)、A549细胞(人肺癌细胞)5种肿瘤细胞株的体外生长抑制活性,为进一步探讨该类化合物的抗肿瘤生物活性提供了研究基础。
1 仪器与试药
GB3002型电子天平(METTLER TOLEDO);MYP19-2型磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司);Rotavaper R-114型旋转蒸发仪(BUCHI);XT-4型熔点仪(上海华岩仪器设备有限公司);Bruker Avance NEO 600 MHz型核磁共振仪[DMSO-d6或CDCl3为溶剂,四甲基硅烷(TMS)为内标,瑞士Bruker公司];恒温培养箱(美国Grant 公司);超低温冰箱(美国Beckman公司);显微镜(Olympus Corporation);多功能酶标仪(美国Biotek公司)。柱层析硅胶(200~300目)和薄层层析硅胶板(烟台江友硅胶开发有限公司);四氮唑蓝(MTT,Sigma公司);所用试剂均为市售分析纯或化学纯;A549细胞(湖南丰晖生物科技有限公司);PC3细胞、LNCaP细胞、K562细胞、HeLa细胞(贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室)。
2 方法
2.1 目标化合物合成路线
如图2所示合成路线,将4-甲氧基苯胺与三氟乙酰乙酸乙酯在130℃下回流反应得化合物2,化合物2经多聚磷酸催化环合反应得化合物3,化合物3经氯代反应得关键中间体4;在酸性条件下,将中间体4与适宜的苯胺类化合物偶联得化合物5a~5f;化合物5a~5d经N-甲基化得化合物6a~6d;5e~5f经钯碳催化氢化还原得化合物7a~7b,化合物7a~7b与不同的酸酐(乙酸酐、丙酸酐和戊酸酐)或丙烯酰氯反应得化合物8a~8e(见图2)。
图2 目标化合物的合成路线图Fig 2 Synthesis route of target compounds
2.2 化学合成
2.2.1N-(4-甲氧基苯基)-三氟乙酰乙酰胺(化合物2[24])的合成 取对甲氧基苯胺(10 g,81.2 mmol)、三氟乙酰乙酸乙酯(23.75 mL,162.4 mmol)于100 mL反应瓶中,130℃搅拌回流,每隔30 min加水0.36 mL,6 h反应完毕[25]。待反应液冷却至室温后,将反应液分散至200 mL 正己烷和200 mL 冰水混合液中并且迅速搅拌,可见大量固体析出,过滤,滤饼以正己烷少量多次洗涤后于60℃减压烘干,得16.58 g白色固体化合物2,收率为78.2%。所得样品未经进一步纯化直接用于下一步反应。
2.2.2 4-三氟甲基-2-羟基-6-甲氧基-喹啉(化合物3[24])的合成 取多聚磷酸(85.8 g,253.9 mmol)置于250 mL反应瓶中,氩气置换,于100℃搅拌0.5 h,加入化合物2(16.58 g,63.48 mmol)后继续搅拌1 h至反应完全。将反应液分散至400 mL冰水中,搅拌下加入NaOH调节pH至弱碱性,可见大量固体析出,过滤,滤饼于80℃减压烘干,得12.47 g白色固体化合物3,收率为80.8%。所得样品未经进一步纯化直接用于下一步反应。1H NMR(600 MHz,DMSO-d6)δ:12.25(s,1H),7.41(d,J=9.1 Hz,1H),7.35(dd,J=9.1,2.7 Hz,1H),7.05(s,1H),6.98(s,1H),3.80(s,3H)。
2.2.3 4-三氟甲基-6-甲氧基-2-氯-喹啉(化合物4[26])的合成 取化合物3(12.47 g,5.62 mmol)放于500 mL反应瓶中,加入DMF 150 mL溶解完全,氩气置换,于100℃搅拌下缓慢注入三氯氧磷(9.56 mL,102 mmol),继续搅拌4.5 h至反应完全。将反应液分散至水中,有固体析出,过滤,滤饼于80℃减压烘干,得11.46 g白色固体化合物4,收率为85.4%。所得样品直接用于下一步反应。1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:8.00(d,J=9.2 Hz,1H),7.65(s,1H),7.46(dd,J=9.3,2.7 Hz,1H),7.31(s,1H),3.95(s,3H)。
2.2.4 化合物5的合成(以化合物5a为例) 取化合物4(200 mg,0.76 mmol)、对三氟甲基苯胺(148 mg,0.92 mmol)置于10 mL反应瓶中,加入异丙醇3 mL将其溶解,氩气置换后加入HCl(36%)200 μL,于80℃搅拌反应41 h。将反应液分散于乙酸乙酯与水中,萃取,有机相依次以饱和NaCl洗涤,无水MgSO4干燥,减压蒸干,所得浓缩物经硅胶柱层析纯化,得252 mg白色固体化合物5a,收率为90.9%。
N-(4-三氟甲基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物5a):收率为90.9%。白色固体,m.p. 157~162℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.84(d,J=9.1 Hz,1H),7.80(d,J=8.4 Hz,2H),7.61(d,J=8.4 Hz,2H),7.37(dd,J=9.2,2.7 Hz,1H),7.27(s,1H),7.22(s,1H),6.87(s,1H),3.93(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.95,150.50,144.13,143.29,135.25(q,J=31.5 Hz),129.53,126.60(q,J=3.8 Hz),124.51(q,J=271.1 Hz),124.26(q,J=32.9 Hz),123.40(q,J=274.3 Hz),122.81,119.90,118.41,110.79(q,J=5.5 Hz),103.12(q,J=2.4 Hz),55.71;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-61.8,-62.7。
参考上述方法合成化合物5b~5f。N-(3-乙炔基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物5b):收率为90.9%。白色固体,m.p.147~156℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.81(d,J=9.2 Hz,1H),7.77(t,J=1.9 Hz,1H),7.65~7.62(m,1H),7.34(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.32(t,J=8.0 Hz,1H),7.25(s,1H),7.22(dt,J=7.6,1.3 Hz,1H),7.19(s,1H),6.74(s,1H),3.92(s,3H),3.10(s,1H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.62,151.18,144.29,140.14,135.08(q,J=31.4 Hz),129.39,129.35,126.86,123.46(q,J=274.6 Hz),123.15,123.10,122.60,120.27,119.62,110.33(q,J=5.6 Hz),103.14(q,J=2.6 Hz),83.62,77.47,55.67;9F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.7。
N-(4-甲基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物5c):收率为84.6%。白色固体,m.p. 155~159℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.75(d,J=9.1 Hz,1H),7.40(d,J=8.3 Hz,2H),7.32(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.25(d,J=2.4 Hz,1H),7.24(s,1H),7.19(d,J=8.1 Hz,2H),6.83(s,1H),3.91(s,3H),2.36(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.25,152.31,144.58,137.24,134.95(q,J=31.1 Hz),133.48,130.06,128.99,123.56(q,J=274.4 Hz),122.45,121.04,119.38,109.64(q,J=5.7 Hz),103.22(q,J=2.3 Hz),55.65,21.00;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.7。
N-(3-氟-4-氯苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物5d): 收率为93.2%。白色固体,m.p. 120~123℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.90(dd,J=6.5,2.7 Hz,1H),7.80(d,J=9.2 Hz,1H),7.43~7.39(m,1H),7.35(dd,J=9.2,2.7 Hz,1H),7.26~7.24(m,1H),7.14~7.10(m,2H),6.64(s,1H),3.92(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.71,154.15(d,J=244.5 Hz),150.98,144.11,136.79(d,J=3.0 Hz),135.22(q,J=31.2 Hz),129.33,123.40(q,J=274.4 Hz),122.69,121.83,121.31(d,J=18.4 Hz),119.39(d,J=6.7 Hz),116.89(d,J=22.2 Hz),110.29(q,J=5.6 Hz),103.18(q,J=2.5 Hz),55.69;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.7,-122.6。
N-(3-硝基-4-甲氧基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物5e):收率为99.0%。黄色固体,m.p. 224~235℃,1H NMR(600 MHz,DMSO-d6)δ:9.85(s,1H),8.70(d,J=2.7 Hz,1H),7.90(dd,J=9.1,2.8 Hz,1H),7.66(d,J=9.1 Hz,1H),7.38~7.33(m,2H),7.29(d,J=9.2 Hz,1H),7.06(s,1H),3.84(s,3H),3.79(s,3H);13C NMR(151 MHz,DMSO-d6)δ:155.81,151.20,146.78,143.09,138.62,134.13,132.64(q,J=30.9 Hz),128.94,124.36,123.34(q,J=273.9 Hz),121.73,118.01,115.01,114.09,112.49(q,J=5.8 Hz),102.98,56.79,55.45;19F NMR(565 MHz,DMSO-d6)δ:-61.9。
N-(4-硝基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物5f):收率为68.7%。黄色固体,m.p. 270~274℃,1H NMR(600 MHz,DMSO-d6)δ:10.35(s,1H),8.18(d,J=9.0 Hz,2H),8.10(d,J=9.2 Hz,2H),7.85(d,J=9.1 Hz,1H),7.50(s,1H),7.44(dd,J=9.1,2.7 Hz,1H),7.12(s,1H),3.85(s,3H);13C NMR(151 MHz,DMSO-d6)δ:156.49,150.50,147.22,142.88,140.20,132.86(q,J=30.8 Hz),129.51,125.21,123.27(q,J=274.0 Hz),122.06,118.71,117.29,112.83(q,J=5.8 Hz),102.72,55.49;19F NMR(565 MHz,DMSO-d6)δ:-61.9。
2.2.5 化合物6的合成(以化合物6a为例) 取化合物5a(80 mg,0.21 mmol)于10 mL反应管中,加入DMF 5 mL使其完全溶解,加入NaH(10 mg,0.42 mmol),氩气置换,搅拌下缓慢注入碘甲烷(26 μL,0.42 mmol),室温反应1 h至反应完毕。将反应液分散于乙酸乙酯与水中,萃取,有机相依次以饱和NaCl洗涤,无水MgSO4干燥,减压蒸干,所得残留物经硅胶柱层析纯化,得80.0 mg黄色固体化合物6a,收率96.5%。
N-甲基-N-(4-三氟甲基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物6a):收率为96.5%。黄色固体,m.p. 104~115℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.82(d,J=9.2 Hz,1H),7.67(d,J=8.3 Hz,2H),7.37(d,J=8.4 Hz,2H),7.35(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.26~7.22(m,2H),3.92(s,3H),3.66(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.59,153.93,149.40,144.58,134.32(q,J=31.0 Hz),129.43,127.14(q,J=3.8 Hz),126.93(q,J=32.7 Hz),124.51,124.19(q,J=271.5 Hz),123.54(q,J=274.6 Hz),122.48,119.28,110.59(q,J=5.8 Hz),103.08(q,J=2.6 Hz),55.68,38.67;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.18,-62.64。
参考上述方法合成化合物6b~6e。N-甲基-N-(3-乙炔基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物6b):收率为99.7%。黄色固体,m.p. 102~110℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.79(d,J=9.1 Hz,1H),7.44~7.40(m,1H),7.43~7.36(m,2H),7.32(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.27(dt,J=6.9,2.4 Hz,1H),7.23~7.19(m,1H),7.07(s,1H),3.91(s,3H),3.60(s,3H),3.13(s,1H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.09,154.39,146.26,144.64,134.09(q,J=31.0 Hz),130.17,129.89,129.76,129.17,126.87,124.17,123.59(q,J=274.5 Hz),122.19,118.69,109.98(q,J=6.0 Hz),103.19(q,J=2.3 Hz),82.90,78.31,55.65,38.86;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.7。
N-甲基-N-(4-甲基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物6c):收率为96.5%。黄色固体,m.p. 79~84℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.78(d,J=9.1 Hz,1H),7.31(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.25(d,J=8.2 Hz,2H),7.20(s,1H),7.16(d,J=8.2 Hz,2H),7.04(s,1H),3.90(s,3H),3.58(s,3H),2.40(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:155.73,154.90,144.73,143.44,136.34,133.78(q,J=30.9 Hz),130.84,128.95,126.45,123.68(q,J=274.7 Hz),121.90,118.29,110.02(q,J=5.8 Hz),103.32(q,J=2.5 Hz),55.62,38.96,21.2;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.7。
N-甲基-N-(3-氟-4-氯苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物6d):收率为96.4%。黄色固体,m.p. 108~110℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.78(d,J=9.2 Hz,1H),7.35(dd,J=6.5,2.6 Hz,1H),7.33(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.24~7.20(m,2H),7.18~7.14(m,1H),7.01(s,1H),3.91(s,3H),3.56(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.39(d,J=248.8 Hz),156.21,154.27,144.56,142.89(d,J=3.7 Hz),134.33(d,J=31.0 Hz),129.23,128.84,126.38(d,J=7.3 Hz),123.55(q,J=274.6 Hz),122.39,122.27,118.73,117.87(d,J=22.0 Hz),109.46(d,J=5.8 Hz),103.11(d,J=2.4 Hz),55.66,39.14;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.7,-117.7。
2.2.6 化合物7的合成(以化合物7a为例) 取化合物5e(50 mg,127 μmol)于10 mL反应瓶中,加入3 mL甲醇使其溶解,加入钯碳(5 mg),氢气置换,室温搅拌12 h至反应完全。反应液经300~400目硅胶垫滤除钯碳,并以甲醇少量多次洗涤,浓缩滤液,残留物经柱层析纯化,得白色固体化合物7a,收率为82.6%。
N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物7a):收率为82.6%。白色固体,m.p. 176~212℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:7.71(d,J=9.2 Hz,1H),7.31(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.24~7.22(m,1H),7.20(s,1H),6.85(d,J=2.2 Hz,1H),6.78~6.77(m,2H),6.73(s,1H),3.90(s,3H),3.87(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:156.04,153.23,144.65,144.63,137.22,134.89(q,J=31.2 Hz),133.08,128.71,123.59(q,J=274.5 Hz),122.39,119.20,112.28,111.22,109.73,109.26(q,J=5.8 Hz),103.29(q,J=2.4 Hz),55.95,55.65。
参考上述方法合成。N-(4-氨基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物7b):收率为90.7%。黄色固体,m.p. 273~286℃,1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:7.94(d,J=9.1 Hz,1H),7.87(d,J=7.9 Hz,2H),7.64(s,1H),7.62(d,J=7.5 Hz,2H),7.56(dd,J=9.1,2.5 Hz,1H),7.37(s,1H),3.96(s,3H);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:159.18,151.99,138.42,136.38(q,J=31.6 Hz),130.20,126.02,125.99,124.58,123.92(q,J=274.7 Hz),122.81,119.67,114.89,109.11(q,J=5.8 Hz),106.03(q,J=2.5 Hz),56.41;19F NMR(565 MHz,CD3OD)δ:-64.7。
2.2.7 化合物8a~8d的合成(以化合物8a为例) 取化合物7a(80 mg,0.20 mmol)于10 mL反应瓶中,加入DCM 3 mL使其完全溶解,加入K2CO3(138 mg,1.00 mmol),氩气置换,缓慢注入乙酸酐(38 μL,0.40 mmol),室温继续搅拌1 h至反应完毕。将反应液分散于乙酸乙酯与水中,萃取,有机相依次以饱和NaCl洗涤,无水MgSO4干燥,减压蒸干,所得残留物经硅胶柱层析纯化,得81.1 mg黄色固体化合物8a,收率为42.7%。
N-(3-乙酰氨基-4-甲氧基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物8a):收率为42.7%。黄色固体,m.p. 220~230℃,1H NMR(600 MHz,DMSO-d6)δ:9.51(s,1H),9.08(s,1H),8.48(d,J=2.6 Hz,1H),7.85(dd,J=8.8,2.6 Hz,1H),7.71(d,J=9.1 Hz,1H),7.45(s,1H),7.38(dd,J=9.1,2.8 Hz,1H),7.11(s,1H),7.00(d,J=8.9 Hz,1H),3.83(s,3H),3.81(s,3H),2.11(s,3H);13C NMR(151 MHz,DMSO-d6)δ:168.49,155.36,151.77,144.21,143.55,133.94,132.23(q,J=30.2 Hz),128.78,127.56,123.43(q,J=274.0 Hz),121.40,117.56,113.82,112.61,111.16,103.01,79.19,55.94,55.40,24.06;19F NMR(565 MHz,DMSO-d6)δ:-61.9。
参考上述方法合成化合物8b~8d(化合物8a~8c以7a为原料,化合物8d以7b为原料)。N-(3-丙酰氨基-4-甲氧基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物8b):收率为56.0%。黄色固体,m.p. 194~205℃,1H NMR(600 MHz,DMSO-d6)δ:9.51(s,1H),8.97(s,1H),8.46(s,1H),7.88(dd,J=9.0,2.5 Hz,1H),7.71(d,J=9.1 Hz,1H),7.45(s,1H),7.38(dd,J=9.3,2.7 Hz,1H),7.11(d,J=2.9 Hz,1H),7.00(d,J=8.8 Hz,1H),3.83(s,3H),3.81(s,3H),2.41(q,J=7.6 Hz,2H),1.08(t,J=7.6 Hz,3H);13C NMR(151 MHz,DMSO-d6)δ:172.14,155.35,151.78,144.28,143.56,133.96,132.24(q,J=30.4 Hz),128.76,127.55,123.44(q,J=274.2 Hz),121.38,117.57,113.79,112.69,112.61(q,J=5.7 Hz),111.14,103.02,79.19,55.95,29.46,9.88;19F NMR(565 MHz,DMSO-d6)δ:-61.9。
N-(3-戊酰氨基-4-甲氧基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物8c):收率为27.6%。黄色固体,m.p. 167~171℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:8.48(d,J=2.7 Hz,1H),7.80(s,1H),7.75(d,J=9.2 Hz,1H),7.58(dd,J=8.8,2.7 Hz,1H),7.28(dd,J=9.2,2.7 Hz,1H),7.23~7.19(m,1H),7.13(s,1H),7.07(s,1H),6.85(d,J=8.8 Hz,1H),3.89(s,3H),3.86(s,3H),2.41(t,J=7.7 Hz,2H),1.72(p,J=7.7 Hz,2H),1.41(h,J=7.4 Hz,2H),0.94(t,J=7.4 Hz,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:171.66,156.02,152.37,144.45,144.17,134.55(q,J=31.0 Hz),133.53,129.01,128.19,123.57(q,J=274.3 Hz),122.08,119.11,115.76,113.24,110.41,110.31(q,J=5.6 Hz),103.24(q,J=2.5 Hz),56.08,55.60,38.02,27.87,22.49,13.91;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.6。
N-(4-丙酰氨基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物8d):收率为50.0%。黄色固体,m.p. 243~270℃,1H NMR(600 MHz,DMSO-d6)δ:9.74(s,1H),9.52(s,1H),7.81(d,J=8.7 Hz,2H),7.72(dd,J=9.1,1.9 Hz,1H),7.53(d,J=8.7 Hz,2H),7.41(s,1H),7.35~7.30(m,1H),7.08(s,1H),3.80(s,3H),2.27(q,J=7.6 Hz,2H),1.05(t,J=7.5 Hz,3H);13C NMR(151 MHz,DMSO-d6)δ:171.54,155.45,151.61,143.51,136.26,133.50,132.34(q,J=30.6 Hz),128.90,123.43(q,J=274.1 Hz),121.38,119.68,118.62,117.69,112.64(q,J=6.0 Hz),103.01,55.38,29.47,9.80;19F NMR(565 MHz,DMSO-d6)δ:-61.9。
2.2.8N-(3-丙烯酰氨基-4-甲氧基苯基)-4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺(化合物8e)的合成
取化合物7a(160 mg,0.40 mmol)于10 mL反应瓶中,加入DCM 3 mL使其完全溶解,加入K2CO3(276 mg,2.00 mmol),氩气置换,0℃下搅拌5 min后缓慢注入丙烯酰氯(65 μL,0.80 mmol),继续搅拌1 h至反应完毕。将反应液分散于乙酸乙酯与水中,萃取,有机相依次以饱和NaCl洗涤,无水MgSO4干燥,减压蒸干,所得残留物经硅胶柱层析纯化,得65.6 mg黄色固体化合物8e,收率为39.3%。黄色固体,m.p.180~191℃,1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:8.56(s,1H),7.95(s,1H),7.76(d,J=9.2 Hz,1H),7.61(dd,J=8.8,2.6 Hz,1H),7.30(dd,J=9.2,2.8 Hz,1H),7.21(s,1H),7.14(s,1H),6.88(d,J=8.7 Hz,1H),6.42(dd,J=16.9,1.3 Hz,1H),6.31(dd,J=16.9,10.2 Hz,1H),5.77(dd,J=10.2,1.3 Hz,1H),3.89(s,3H),3.89(s,3H);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:163.58,156.09,152.36,144.42,144.33,134.72(q,J=31.2 Hz),133.51,131.60,128.90,128.03,127.77,123.54(q,J=274.3 Hz),122.19,119.16,116.30,113.43,110.51,110.28(q,J=5.7 Hz),103.28(q,J=2.5 Hz),56.15,55.63;19F NMR(565 MHz,CDCl3)δ:-62.7。
2.3 抗肿瘤活性测试
以紫杉醇为阳性对照,目标化合物和阳性对照药物用DMSO完全溶解后以无血清的培养基稀释至浓度为5 μmol·L-1。采用MTT法测试目标化合物对K562、LNCaP、PC3、HeLa和A5495种肿瘤细胞株的体外生长抑制活性,以评估该类化合物的抗肿瘤活性。分别取上述处于对数生长期的肿瘤细胞株,接种于96孔板中,培养24 h,随后每孔加入目标化合物或阳性对照药物100 μL,每组设3个平行孔,在孵箱中继续培养48 h。再加入20 μL质量浓度为5 mg·mL-1的MTT溶液继续培养4 h。离心,弃去上清液,加入150 μL DMSO,避光、低速振荡至完全溶解。在570 nm波长处用酶标仪测量吸光度(OD)值,计算抑制率,结果见表1。
表1 目标化合物的体外抗肿瘤活性Tab 1 Antitumor activities of the target compounds in vitro
3 结果
本文通过以4-甲氧基苯胺为起始原料,通过氨解、环化、氯代、偶联、烷基化等反应,设计合成新型4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺衍生物17个。以MTT法对合成所得目标化合物进行了体外抗肿瘤活性测试,发现部分化合物对肿瘤细胞的增殖具有一定的抑制活性。其中,在5 μmol·L-1浓度下,化合物5b对LNCaP细胞的增殖抑制率为42.61%,化合物5e对K562细胞的增殖抑制率为41.29%。
4 讨论
4.1 合成部分
在本文采用的4-三氟甲基-6-甲氧基喹啉-2-胺衍生物合成路线中,部分中间体的制备仅需简单的后处理,未经柱层析纯化即可直接用于下一步反应,操作简便,收率较高。在喹啉环2-位引入不同取代芳胺的偶联反应中,参照文献[23],曾尝试过碱性条件(K2CO3或NaH)和中性条件下反应,但均未取得较好的结果,最终发现在酸性条件下[21,23],本文涉及的偶联反应较好,收率均在68%以上。
4.2 活性测试结果分析
化合物5b的2-位N原子上烷基化后的化合物6b对K562细胞、LNCaP细胞和HeLa细胞的增殖抑制活性均有所降低;化合物5e和5f的硝基还原为氨基后的化合物7a和7b对肿瘤细胞的增殖抑制活性均有所降低。该研究结果可为喹啉类衍生物抗肿瘤作用进一步的结构优化提供参考。