新型苯氧乙基三氮唑衍生物的合成及其抗腫瘤活性*

吳鳳艷, 胡建明, 劉進兵

(邵陽學院 生物與化學工程系,湖南 邵陽 422100)

具有廣泛生理活性的五元氮雜環(huán)唑類化合物常在新藥物研究中作為藥效團倍受關(guān)注，其中三氮唑類化合物如抗真菌藥氟康唑和抗病毒類藥物病毒唑已成功應(yīng)用于臨床。文獻報道該類化合物具有廣譜的抗菌[1，2]、抗腫瘤[3，4]、抗炎[5，6]、抗HIV[7]、抗血小板聚集[8，9]等活性。

為了尋找新的含1,2,3-三氮唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)的抗腫瘤先導物，本文從對羥基苯甲醛出發(fā)，經(jīng)醚化、疊氮化、加成及縮合反應(yīng)合成了未見文獻報道的1-[2-(4-取代)苯氧乙基]-1H-1,2,3-三氮唑衍生物(4a～4c,5b和5c)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)NMR, IR和MS表征。初步體外抗腫瘤活性測試結(jié)果表明，4a和5b對人肝癌細胞(Bel-7402),人胃癌細胞(BGC-823),人卵巢癌細胞(A2780)表現(xiàn)出一定的抑制活性。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

WRS-1B型數(shù)字熔點儀(溫度未校正);Varian Mercury-Plus 300型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標);Bruker VECTOR 22型紅外光譜儀(KBr壓片);LCMS-2010A型質(zhì)譜儀;ELX800 BIO-TEK INSTRUMENT型酶標儀。

柱層析用硅膠,青島海洋化工廠;RPMI1640培養(yǎng)基,美國GIBCO公司;MTT, Sigma公司;其余所用試劑均為分析純或化學純。

Scheme1

1.2 合成

(1) 對甲?；交纫一?1)的合成[10]

在反應(yīng)瓶中加入對羥基苯甲醛12.2 g(100 mmol)的1,2-二氯乙烷(100 mL)溶液，四丁基溴化銨6.16 g(20 mmol)，攪拌下緩慢加入2 mol·L-1NaOH溶液50 mL,于85 ℃反應(yīng)8 h(TLC跟蹤)。靜置分層，有機層依次用1 mol·L-1NaOH溶液和水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓除去溶劑后經(jīng)柱層析[洗脫劑：V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶8]分離得無色油狀液體1。

(2) 對甲?；交B氮乙基醚(2)的合成[11]

在反應(yīng)瓶中加入1 3.69 g(20 mmol)的DMF(30 mL)溶液，攪拌下加入疊氮鈉1.95 g(30 mmol),于65 ℃反應(yīng)12 h。倒入水(100 mL)中，用二氯甲烷(3×30 mL)萃取，合并萃取液用水多次洗滌，無水硫酸鎂干燥， 濃縮得得無色油狀液體2。

(3) 1-[2-(4-甲酰基)苯氧乙基]-1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二甲酸甲酯(4a)的合成[12]

在反應(yīng)瓶中加入2 2.56 g(10 mmol)和丁炔二酸二甲酯(3a)1.56 g(11 mmol)的甲苯(30 mL)溶液，攪拌下于120 ℃反應(yīng)4 h。減壓除去溶劑得暗紅色液體，加入少量石油醚，有大量固體析出，過濾，濾餅用石油醚與乙酸乙酯混合溶劑重結(jié)晶得白色固體4a, m.p.83 ℃～85 ℃,產(chǎn)率85%;1H NMRδ: 9.85(s, 1H, CHO), 7.80(d,J=8.7 Hz, 2H, ArH), 6.90(d,J=8.7 Hz, 2H, ArH), 5.09(t,J=5.1 Hz, 2H, OCH2), 4.45(t,J=5.1 Hz, 2H, NCH2), 4.03(s, 3H, OCH3), 3.97(s, 3H, OCH3);13C NMR(DMSO-d6)δ: 191.8, 163.0, 160.7, 159.1, 132.4, 131.8, 130.8, 115.6, 67.1, 54.3, 53.3; IRν: 3 005, 2 954, 2 881, 1 738, 1 687, 1 599, 1 512, 1 317, 1 238, 1 063, 828 cm-1; ESI-MSm/z: 356(M+23, 100%)。

(4) 4-[2-(4-羥甲基)-1H-1,2,3-三氮唑]乙基氧苯甲醛(4b和4c)的合成[13]

在反應(yīng)瓶中加入22.56 g(10 mmol),丙炔醇(3b)0.62 g(11 mmol), 1 mol·L-1硫酸銅溶液2 mL,抗壞血酸鈉1.98 g(10 mmol)的二氧六環(huán)水溶液(45 mL, 66.7%)，避光，攪拌下于室溫反應(yīng)約6 h(TLC跟蹤)。加水100 mL，用二氯甲烷(3×30 mL)萃取，合并萃取液，用水洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮得無色黏稠液體，用少量乙醚和乙醇洗滌，用混合溶劑[V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶1]重結(jié)晶得4b。用類似方法合成4c。

4b: 白色粉末，m.p.107 ℃～109 ℃,產(chǎn)率80%;1H NMRδ: 9.79(s, 1H, CHO), 7.75(d,J=9.0 Hz, 3H, ArH, NCH), 6.90(d,J=9.0 Hz, 2H, ArH), 4.73(t,J=4.8 Hz, 4H, CH2), 4.38(t,J=4.8 Hz, 2H, CH2);13C NMRδ: 191.8, 163.3, 148.8, 132.4, 130.7, 123.8, 115.7, 67.4, 55.8, 49.5; IRν: 3 375, 3 295, 3 157, 2 945, 2 829, 2 743, 1 695, 1 600, 1 508, 1 434, 1 397, 1 263, 1 216, 1 039, 830 cm-1; ESI-MSm/z: 270(M+23, 100%)。

4c: 白色粉末，m.p.98 ℃～100 ℃,產(chǎn)率90%;1H NMRδ: 9.88(s, 1H, CHO), 7.93(s, 1H, NCH), 7.81～7.85(m, 4H, ArH), 7.43(t,J=8.4Hz, 6.9 Hz, 2H, ArH), 7.34(t,J=6.9 Hz, 1H, ArH), 7.00(d,J=8.7 Hz, 1H, ArH), 4.86(t,J=5.1 Hz, 2H, OCH2), 4.51(t,J=5.1 Hz, 2H, NCH2);13C NMRδ: 191.8, 163.3, 147.1, 132.4, 131.4, 130.7, 129.5, 128.5, 125.8, 122.6, 115.7, 67.3, 49.9; IRν: 3 125, 2 831, 2 743, 1 687, 1 596, 1 506, 1 430, 1 245, 907, 828, 768, 700 cm-1; ESI-MSm/z: 299(M+23, 100%)。

(5) 甲氧胺縮4-[2-(4-羥甲基)-1H-1,2,3-三氮唑]乙基氧苯甲醛席夫堿(5b)和甲氧胺縮4-[2-(4-芐基)-1H-1,2,3-三氮唑]乙基氧苯甲醛席夫堿(5c)的合成[14,15]

在反應(yīng)瓶中加入4b250 mg(1 mmol)的乙醇(15 mL)溶液,攪拌下緩慢滴加甲氧胺鹽酸鹽90 mg(1.1 mmol,用5 mol·L-1NaOH溶液中和至pH 6～7)，滴畢，回流反應(yīng)5 h～12 h。冷卻，靜置析晶，抽濾，濾餅用95%乙醇重結(jié)晶，真空干燥得5b。

用類似方法合成5c。

5b: 淡黃色固體，m.p.84 ℃～87 ℃,產(chǎn)率90%;1H NMRδ: 7.99(s, 1H, N=CH), 7.82(s, 1H, NCH), 7.51(d,J=8.4 Hz, 2H, ArH), 6.85(d,J=8.4 Hz, 2H, ArH), 4.76～4.82(m, 4H, OCH2), 4.39(t,J=4.5 Hz, 2H, NCH2);13C NMRδ: 159.7, 148.7, 129.0, 125.6, 124.1, 115.5, 67.1, 62.2, 55.8, 49.7; IRν: 3 557, 3 400, 3 147, 2 938, 1 604, 1 511, 1 245, 831 cm-1; ESI-MSm/z: 299(M+23, 100%)。

5c: 白色固體，m.p.94 ℃～96 ℃,產(chǎn)率93%;1H NMRδ: 8.63(s, 1H, NCH), 8.11(s, 1H, CH=N), 7.83(d,J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.51(d,J=8.7 Hz, 2H, ArH), 7.42(t,J=7.2 Hz, 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.30(t,J=7.2 Hz, 1H, ArH), 6.96(d,J=8.7 Hz, 2H, ArH), 4.81(d,J=5.1 Hz, 2H, OCH2), 4.48(t,J=4.5 Hz, 2H, NCH2), 3.83(s, 3H, OCH3);13C NMRδ: 159.8, 148.7, 147.0, 131.3, 129.5, 128.5, 125.8, 125.6, 122.6, 115.6, 67.0, 62.2, 50.0; IRν: 3 125, 2 938, 1 606, 1 511, 1 051, 825 cm-1; ESI-MSm/z: 345(M+23, 100%)。

1.3 體外抗腫瘤活性測試

將細胞以約105個·mL-1的密度接種于96孔板，每孔接種100 μL，置CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至對數(shù)生長期。然后按預(yù)設(shè)的濃度梯度加入待測樣品，每一梯度3個重復(fù)。對照組加入等體積的溶解樣品用的溶劑。培養(yǎng)48 h，每孔加5 mg·mL-1MTT 20 μL，于37 ℃溫育4 h。除去上清液，每孔加DMSO 100 μL，振蕩10 min。用酶標儀檢測OD值，波長490 nm。用下式計算細胞存活率(%)：

以細胞存活率對藥物濃度對數(shù)作圖，按作圖法求出每個樣品的IC50值。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

合成2的最佳條件是疊氮鈉1.5 eq.，于65 ℃反應(yīng)，產(chǎn)率近100%。

為了得到單一立體構(gòu)型的4-取代產(chǎn)物，采用分類法合成4: (1)對稱的炔(如3a)與2在甲苯中回流數(shù)小時就可以反應(yīng)完全，且后處理簡單，產(chǎn)率高; (2)不對稱的炔(如3b和3c)在Cu(Ⅰ)的作用下與2的反應(yīng)速度明顯加快，只生成單一4-位立體構(gòu)型產(chǎn)物。3稍微過量有利于提高產(chǎn)率。

2.2 抗腫瘤活性及初步構(gòu)效關(guān)系

表 1 化合物的體外抗腫瘤活性*

*測試方法見1．3； HCT-8:人回盲腸癌細胞,Bel-7402:人肝癌細胞,BGC-823:人胃癌細胞,A549:人肺腺癌細胞,A2780:人卵巢癌細胞

以HCT-8, Bel-7402, BGC-823, A549和A2780為細胞株，采用MTT法對4a～5c進行體外抗腫瘤活性篩選，結(jié)果見表1。從表1可以看出，4a和5b對Bel-7402, BGC-823和A2780表現(xiàn)出一定的抑制活性，其中4a對Bel-7402的IC50值為0.97×10-6mol·L-1。由此推測: (1)對于含有醛基的三氮唑化合物而言，當4位為羥甲基或苯基取代時，幾乎沒有抗腫瘤活性; (2)當苯環(huán)上的醛基縮合成甲氧基胺席夫堿時，表現(xiàn)出了較好的抗腫瘤活性，甲氧基胺席夫堿片段可能會對這類化合物抗腫瘤活性有提高作用。

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