新型喹唑啉酮類化合物合成工藝研究

·論著·

新型喹唑啉酮類化合物合成工藝研究

趙 蕾1，2，趙雪梅1，唐 輝1，吳 娟3（1.山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250021；2.山東大學(xué)齊魯醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250012；3.成都軍區(qū)總醫(yī)院，四川 成都 610083）

目的優(yōu)化取代喹唑啉酮類化合物的合成工藝，重點(diǎn)考察溫度、時(shí)間2個(gè)因素對(duì)關(guān)鍵中間體化合物合成的影響。方法平行試驗(yàn)比較溫度、時(shí)間和縮合劑催化酯鍵的氨解反應(yīng)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整體化分析；采用正交設(shè)計(jì)的方差分析考察反應(yīng)物、溫度及時(shí)間對(duì)收率的影響。結(jié)果和結(jié)論所得化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)過1H NMR、MS和13C NMR等方法確證，當(dāng)反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時(shí)間為24h，縮合劑（DCC）與反應(yīng)物的投料比為1.5∶1時(shí)，酯鍵氨解反應(yīng)的收率最高（65.41%），使得取代喹唑啉酮類化合物的合成路線更加符合工業(yè)生產(chǎn)的要求。體外抗真菌活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所測(cè)定的先導(dǎo)化合物對(duì)5種臨床致病菌都具有潛在的抗真菌活性，值得進(jìn)一步研究。

喹唑啉酮類化合物；合成；正交設(shè)計(jì)；方差分析

喹唑啉酮類化合物在醫(yī)藥和化工領(lǐng)域是一類具有優(yōu)良生物活性和生理活性的中間體化合物，該類化合物主要抑制表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）或其酪氨酸激酶（EGFR-TK）、血小板衍生生長(zhǎng)因子受體（PDGFR）、神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體（NGFR）和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體（VEGFR）等受體的活性［1，2］，廣泛應(yīng)用于抗真菌、抗腫瘤、抗病毒、抗瘧疾等藥物化學(xué)和有機(jī)化學(xué)合成［3，4］。由于喹唑啉酮類化合物具有特殊的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)，及研究者對(duì)其先導(dǎo)化合物的多作用靶點(diǎn)的研究，對(duì)進(jìn)一步探索針對(duì)不同原料與方法合成出更強(qiáng)生物活性的化合物具有重要意義［5］。在研究喹唑啉酮類化合物作用靶點(diǎn)和生物活性的同時(shí)，對(duì)該類化合物合成工藝新方法的探索也具有更深層次的意義［6，7］。

本實(shí)驗(yàn)參考相關(guān)文獻(xiàn)［8-10］，采用2-氨基-5-甲基-苯甲酸、丙酸酐和胺類化合物為原料，經(jīng)多步反應(yīng)生成相應(yīng)的喹唑啉酮類抗真菌藥物的衍生化合物。其中，反應(yīng)的溫度和時(shí)間為關(guān)鍵因素，從2個(gè)關(guān)鍵因素出發(fā)，對(duì)該路線的工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)的工藝路線。

1 合成部分

2-乙基-6-甲基-3-戊基-3H-喹唑啉-4-酮的合成方法見圖1。

圖1 2-乙基-6-甲基-3-戊基-3H-喹唑啉-4-酮的合成路線

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器和試劑 DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；JB-3型定時(shí)恒溫磁力攪拌器；減壓濃縮旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；隔膜真空泵；電熱恒溫干燥箱；電子天平；玻璃儀器氣流烘干箱；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；硅膠GF254板；所有試劑均為分析純。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

2.2.1 2-乙基-6-甲基-苯丙［1，3］ 嗪-4-酮的合成［8］ 取2-氨基-5-甲基-苯甲酸（6.0g，0.04mol）與丙酸酐40m l，加熱攪拌回流5h，停止反應(yīng)，放冷至室溫后，于冰箱內(nèi)（4℃）放置過夜，濾集析出的白色片狀晶體，得粗品。用無水乙醇重結(jié)晶得淡黃色化合物2，4.66g，產(chǎn)率61.6%，mp 100.0～100.5℃（文獻(xiàn)值：99.1～99.9℃）。

同法，用化合物2分別與正己胺、正庚胺、正辛胺反應(yīng)，制備3b、3c、3d。

3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方差分析

化合物2經(jīng)酯鍵氨解反應(yīng)得到化合物3，該反應(yīng)過程涉及反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間2個(gè)因素。本試驗(yàn)以反應(yīng)溫度（A）、反應(yīng)時(shí)間（B）為影響因素，做正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方差分析，按照正交表的設(shè)計(jì)安排9次反應(yīng)，以化合物3的收率作為判斷指標(biāo)?？疾霢、B兩因素對(duì)總體工藝的影響［11］。研究因素水平列于表1。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果（表2）和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方差分析（表3），判斷影響反應(yīng)結(jié)果中收率的因素，最優(yōu)反應(yīng)條件為：在30℃下反應(yīng)24h，反應(yīng)條件A2B2的產(chǎn)率最高。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的影響因素水平

表2 正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方差分析

在本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)條件中，縮合劑與反應(yīng)物的投料比也是影響收率的一個(gè)重要因素，合適的投料比能夠大幅提高反應(yīng)收率。本實(shí)驗(yàn)選用DCC為縮合劑，在30℃下反應(yīng)24h，以化合物3的收率作為判斷指標(biāo)，考察DCC對(duì)總體反應(yīng)收率的影響（表4）。

表4 縮合劑DCC與反應(yīng)物的投料比對(duì)反應(yīng)收率的影響

由表4可以看出，當(dāng)縮合劑DCC與反應(yīng)物的投料比為1.5∶1時(shí)，基本達(dá)到最大收率（65.41%）。繼續(xù)增大其原料摩爾比，由于產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物，產(chǎn)物收率不升反降，后處理較為復(fù)雜，故縮合劑與反應(yīng)物的投料比以1.5∶1較為適宜。

5 抗真菌活性的測(cè)定

參照美國國家臨床試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（NCCLS）提出的藥敏試驗(yàn)方案，采用微量液基稀釋法，測(cè)定先導(dǎo)化合物對(duì)5種常見致病真菌的體外抗真菌活性［12，13］。

5.1 實(shí)驗(yàn)菌株 本實(shí)驗(yàn)測(cè)試菌株為5種常見的深部及淺表人體致病真菌，即白色念珠菌、新生隱球菌、煙曲霉菌、紅毛癬菌、石膏樣小孢子菌。

5.2 實(shí)驗(yàn)方法 采用RPM I 1640培養(yǎng)基，測(cè)定藥物的最低抑菌濃度（M IC）。被測(cè)定的先導(dǎo)化合物分別用DMSO溶解配成，以氟康唑作為對(duì)照藥物。用剛制作完成的RPM I1640培養(yǎng)基溶液將所要測(cè)定的先導(dǎo)化合物稀釋至以下質(zhì)量濃度：64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125μg／m l。分別接種于所要測(cè)定的實(shí)驗(yàn)菌株上，于37℃培養(yǎng)，觀察白色念珠菌24h的生長(zhǎng)情況；觀察新生隱球菌72h的生長(zhǎng)情況；其余菌株觀察7d的生長(zhǎng)情況。抗真菌活性見表5。

表5 先導(dǎo)化合物的體外抗真菌活性（ρB／μg·m l－1）

6 結(jié)果與討論

本實(shí)驗(yàn)合成的4個(gè)化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)過1H NMR、MS和13C NMR等方法確證，所有目標(biāo)化合物均未見文獻(xiàn)報(bào)道。其中，反應(yīng)原料2-氨基-5-甲基-苯甲酸廉價(jià)易得，且處理方法較為簡(jiǎn)便，反應(yīng)終產(chǎn)物雜質(zhì)少、易分離純化。根據(jù)反應(yīng)的最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出最佳反應(yīng)條件：當(dāng)反應(yīng)溫度為30℃，反應(yīng)時(shí)間為24h，縮合劑DCC與反應(yīng)物的投料比為1.5∶1時(shí)，酯鍵氨解反應(yīng)的收率最高，為65.41%。體外抗真菌活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所測(cè)定的先導(dǎo)化合物對(duì)5種臨床致病真菌均具有潛在的抗真菌活性，值得進(jìn)一步研究。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合成的2-乙基-6-甲基-3-烷基-3H-喹唑啉-4-酮類化合物是一類全新結(jié)構(gòu)的喹唑啉酮類化合物，為進(jìn)一步研究喹唑啉酮類化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和構(gòu)效關(guān)系奠定了基礎(chǔ)，利于喹唑啉酮類化合物合成工藝的放大研究。

喹唑啉酮類化合物具有較為廣泛的生物活性，利用喹唑啉酮類先導(dǎo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，不斷優(yōu)化該類化合物的合成工藝，繼續(xù)深入研究其生物活性，將是此類化合物研究的重要方向。

［1］ 劉 剛，李曉燕.喹唑啉酮類化合物合成新方法研究進(jìn)展［J］.藥學(xué)進(jìn)展，2007，31（12）：542-550.

［2］ 佟茂國.喹唑啉類化合物的合成及其抗腫瘤活性研究進(jìn)展［J］.廣州化工，2012，40（3），17-19.

［3］ Chand rika P M，Yakaiah T，Gayatri G，et al.Click chem istry：studies on the synthesis of novel fluorous tagged triazol-4-yl substituted quinazoline derivatives and their biological evaluation-theoretical and experimental validation［J］.Eur J M ed Chem，2010，45：78-84.

［4］ El-Gazzar ABA，Youssef MM，Youssef AM S，et al.Design and synthesis of azolopyrim idoquinolines，pyrim idoquinazolines as anti-oxidant，anti-inflammatory and analgesic activities［J］.Eur JMed Chem，2009，44：609-624.

［5］ 李文舉，歐陽貴平，張廣龍.4-取代氨基喹唑啉類化合物的研究進(jìn)展［J］.精細(xì)化工中間體，2009，39（3），15-20.

［6］ Lee JY，Park YK，Seo SH，et al.1，4-dioxane-fused 4-anilinoquinazoline as inhibitors of epidermal grow th factor receptor kinase［J］.A rch Pharm Res，2001，334（11）：357-360.

［7］ Lee JY，Lee YS，Park HK，et al.4-（Phenylam ino）［1，4］dioxano［2，3-g］quinazoline derivatives and process for preparing the same：USA，2003045537［P］.2003-03-06.

［8］ 寧微微，劉雪飛，張曉夢(mèng)，等.新型喹唑啉酮類先導(dǎo)物的設(shè)計(jì)、合成及抑制人頂體酶活性研究［J］.藥學(xué)實(shí)踐雜志，2010，28（4），296-298，312.

［9］ Ioannis K，Abdelhakim E，Elisabeth S，et al.Rapid synthesis of 2，3-disubstituted-quinazolin-4-ones enhanced by m icrow ave-assisted decom position of formam ide［J］.Tetrahedron Lett，2007，48：6609.

［10］ 宋桂紅，張 玨，張曉夢(mèng)，等.南德士抑制人精子頂體酶活性的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中華男科學(xué)雜志，2009，15（8）：700.

［11］ 付丙月，唐 輝，鄭燦輝，等.四氫萘類化合物合成工藝研究［J］.藥學(xué)實(shí)踐雜志，2012，30（1），35-37.

［12］ NCCLS.Reference method for broth dilution antifungal susceptibility testing of yeasts；approved standard［S］.2nd ed.Villanova：［s.n.］，2000.

［13］ 曹永兵，姜遠(yuǎn)英，王 寧，等.微量液基稀釋法測(cè)定化合物特芐康唑的體外抗真菌活性［J］.中國抗生素雜志，2000，25，183.

Synthesis of substituted novel quinazolinone compounds

ZHAO Lei1，2，ZHAO Xuemei1，TANG Hui1，WU Juan3（1.Shandong Provincial Hospitalaffiliated to Shandong University，Jinan 250021，China；2.Qilu Hospital of Shandong University，Jinan 250012，China；3.Chengdu M ilitary General Hospital，Chengdu 610083，China）

ObjectiveTo optimize the synthesis route of substituted quinazolinone and investigate the influence of temperature and time in the synthesis of key intermediates.MethodsA parallel testwas carried out to compare temperature，time and the ester bond ammonolysis of condensing agent，including the totalanalysis of experimental result.And orthogonalexperimental design was used and the influence of temperature and time on the yield were investigated.Results and ConclusionThe structure of the compound was confirmed by1H NMR，MSand13C NMR.When the reaction temperaturewas 30℃，the reaction timewas 24h with the condensing agent（DCC）and the reactant ratio of 1.5∶1，the yield of ester bond ammonolysiswas higher.The optimal preparation procedure of quinazolinone compounds wasmore available for industrial production.In vitro antifungal activity test results showed that the lead compoundsmeasured on five clinical pathogenic fungihave the potential antifungal activity，and are worth for further study.

quinazolinone compound；synthesis；orthogonal design；analysis of variance

O621.3

A

1006-0111（2015）06-0529-04

10.3969／j.issn.1006-0111.2015.06.013

2014-05-19

2014-11-06［本文編輯］陳靜

山東省自然科學(xué)基金（No.ZR2012HQ026）；成都軍區(qū)總醫(yī)院2015年院管課題

趙 蕾，碩士研究生.研究方向：中藥新制劑與臨床藥學(xué).Tel：（0531）68776465；E-mail：165703687＠qq.com

唐 輝，博士.研究方向：新藥研究與藥物質(zhì)量安全研究.Tel：（0531）68776449；E-mail：tanghui1110＠163.com