一種萘并吡喃酮類化合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于藥物化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種具有生物活性有機小分子的萘并吡喃酮 類化合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 香豆素類化合物又稱苯并a-吡喃酮（benzo-a-pyrones,如下式1)是一類重 要的含氧雜環(huán)化合物，在天然產(chǎn)物化合物中有舉足輕重的地位。其中大部分已發(fā)現(xiàn)的香豆 素類化合物在C-7位都有含氧取代的官能團，因此7-羥基香豆素（umbelliferone，如下 式2)被認(rèn)為是香豆素類化合物的母體。隨著現(xiàn)代合成、提取、分離、分析手段的進步，更 多具有較高藥理活性的香豆素類化合物相繼被發(fā)現(xiàn)，并有效的運用于對抗人類疾病的過程 中。
[0003] 香豆素類化合物最早發(fā)現(xiàn)于1820年，從黃香草木犀中獲得。從此以后，香豆素類 化合物引起了科學(xué)家們極大的興趣，多種有生物活性的香豆素類化合物相繼被發(fā)現(xiàn)。到 1999年，總共發(fā)現(xiàn)了 1785種簡單香豆素，77種雙香豆素，4種三香豆素。香豆素類化合物 大部分來自蕓香科植物和傘形科植物，這其中對當(dāng)歸屬和前胡屬植物中有效成分的研究最 多。
[0004] 香豆素類化合物在自然界普遍存在，具有生物利用度高、分子量小、合成簡單等 特點。其具有抗病毒及抗HIV活性、抗真菌活性、抗腫瘤活性、抗炎和自由基清除活性、抗菌 和抗寄生蟲活性作用等其他生物活性作用。香豆素類化合物的活性多樣性取決于其結(jié)構(gòu) 的多樣性，雖然香豆素類化合物基本骨架簡單，但是在多樣性的生物資源中通過體內(nèi)代謝 產(chǎn)生復(fù)雜新穎的活性結(jié)構(gòu)；同時也可以通過合成衍生化得到具有天然產(chǎn)物特征的多樣性結(jié) 構(gòu)，因此成為近年來新藥研究開發(fā)的熱點之一。一些香豆素類化合物不僅具有直接殺傷或 抑制腫瘤細(xì)胞的作用；而且也能通過增強巨噬細(xì)胞的作用，活化并增強單核細(xì)胞的數(shù)量，調(diào) 節(jié)單核細(xì)胞與巨噬細(xì)胞對淋巴細(xì)胞的活化和增強白細(xì)胞介素的作用等途徑增強機體免疫 功能，產(chǎn)生抗腫瘤作用。2003年Lee等人從藤黃科山竹子科樹皮中分離TheraphinsA(3)， B(4)，C(5)和D(6)，其中TheraphinsA(3)，B(4)和C(5)對KB,Col2 和LNCaP人 類癌細(xì)胞株具有明顯的細(xì)胞毒性，TheraphinsD(6)只對KB癌癥細(xì)胞株有抑制作用。同 時這幾個香豆素類化合物都具有抗瘧疾的活性，其結(jié)構(gòu)式如下所示：
四種TheraphinsA(3)，B(4)，C(5)和D(6)。
[0005] 2014年ZhuTaofeng等人通過各種方法證明化合物7和8,特別是化合物7能與 ct-DNA有很好的結(jié)合能力，其結(jié)合常數(shù)分別是2. 99X105，0? 61X105。而且能促進IfepG2， HL60和PC3人類癌癥細(xì)胞株的凋亡，兩種合成的香豆素類分子與金屬離子形成的絡(luò)合物如 下式7、式8所示。
[0006]
盡管人們對香豆素類進行了廣泛的藥理活性研究，也試圖開發(fā)成臨床藥物，但截止為 止，成為臨床藥物的品種寥寥無幾。尤其，針對治療腫瘤的香豆素類藥物還沒有被報導(dǎo)。大 量的香豆素類物質(zhì)來源有限，且不穩(wěn)定，尤其其中的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)；且有些結(jié)構(gòu)溶解性較差， 對某種疾病的靶向性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明設(shè)計、合成了六個萘并吡喃酮類化合物， 化合物對A549細(xì)胞（人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞）作用較強，能導(dǎo)致A549細(xì)胞產(chǎn)生不同程度的 凋亡。
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 所述的一種萘并吡喃酮類化合物，其特征在于其結(jié)構(gòu)如式（L1-L6)所示：
其中R的結(jié)構(gòu)式包括如下Ll、L2、L3、L4、L5、L6所示：
得到六個萘并吡喃酮類化合物L(fēng)1-L6。
[0009] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟：化合物2a與 2_氯-5-硝基吡啶發(fā)生親核取代得到如步驟（3)所示的化合物3a，化合物3a經(jīng)鋅粉還原 為如步驟（4)所示的含氨基化合物4a，化合物4a與3-溴丙酰氯反應(yīng)得到如步驟（5)所示 的化合物5a，化合物5a與胺類衍生物發(fā)生1，4-共輒加成得到如步驟（6)所示的化合物 Lla_L6a，得到的化合物L(fēng)la_L6a與氯化氫氣體反應(yīng)生成合成六個萘并啦喃酮類化合物，即 目標(biāo)化合物L(fēng)1-L6,其合成路線如下：
其中化合物L(fēng)la_L6a中的R丨如Lla、L2a、L3a、L4a、L5a、L6a所不；
其中化合物L(fēng)1-L6中的R如Ll、L2、L3、L4、L5、L6所示；
[0010] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于胺類化合物包括二甲胺、二 乙胺、二乙醇胺、吡咯烷、哌啶及嗎啉。
[0011] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于具體步驟如下： 1) 親核取代：將化合物2a和2-氯-5-硝基吡啶、碳酸鉀、碘化鉀加到三口燒瓶中，然 后加入丙酮，在氮氣保護下，緩慢升溫至55-65°C反應(yīng)，TLC監(jiān)測反應(yīng)進程，原料反應(yīng)完全后 停止加熱，冷卻反應(yīng)液，將上述混合液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，然后經(jīng)過柱色譜分離得到淡黃色 產(chǎn)物硝基化合物3a; 2) 還原反應(yīng)：將步驟1)中得到的中間體硝基化合物3a和經(jīng)過活化的鋅粉、甲酸銨加 到燒瓶中，然后加入甲醇溶劑，在室溫條件反應(yīng)，反應(yīng)〇. 8-1. 2小時后，TLC監(jiān)測反應(yīng)進程， 待反應(yīng)完全后，經(jīng)過硅藻土過濾除去鋅粉，收集濾液，然后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，旋干所得固 體用二氯甲烷溶解，除去不溶物，后將溶有產(chǎn)物的二氯甲烷溶液旋干即得淡黃色固體化合 物4a; 3) ?；虴2消除反應(yīng)：將將步驟2)獲得的氨基化合物4a完全溶解在二氯甲烷中， 加入三乙胺，在冰浴條件下緩慢滴加用二氯甲烷稀釋后的3-溴丙酰氯，滴加完后反應(yīng) 0. 4-0. 6個小時，TLC監(jiān)測反應(yīng)進程，待反應(yīng)完全后，加入冰水，用二氯甲烷萃取得到有機 層，將上有機層旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，經(jīng)柱色譜純化，以二氯甲烷：甲醇=40:1作為洗脫劑， 得到白色固體產(chǎn)物化合物5a; 4) 1，4-共輒加成：將步驟3)得到的化合物5a和胺類化合物加入到裝有乙腈的高壓 釜中，再加入碳酸鉀、碘化鉀，在密閉條件下反應(yīng)10-14小時，TLC監(jiān)測反應(yīng)過程待反應(yīng)完全 后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，以二氯甲烷：甲醇=50:1作為洗脫劑，通過柱色譜得到白色固體 產(chǎn)物化合物L(fēng)la_L6a; 5) 將步驟4)得到的化合物L(fēng)la-L6a分別溶解于二氯甲烷中，然后通入干燥的氯化氫氣 體，室溫下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完全后，抽濾，用二氯甲烷溶液洗滌，得到鹽酸鹽即是目標(biāo)化合物 Ll-L6〇
[0012]所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟1)中TLC監(jiān)測用溶劑為 體積比為1 :2的乙酸乙酯和石油醚混合溶劑，過柱色譜分離用洗脫劑為體積比為1 :4的二 氯甲烷和石油醚混合溶劑。
[0013]所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟1)中TLC監(jiān)測用溶劑為 體積比為1 :1的乙酸乙酯和石油醚混合溶劑，過柱色譜分離用洗脫劑為體積比為1 :4的二 氯甲烷和石油醚混合溶劑。。
[0014] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟2)中鋅粉活化過程如 下：在10克鋅粉中，加100毫升水，然后滴加1-2毫升的濃鹽酸，攪拌30分鐘后，水洗（3 X250毫升）、丙酮洗（3X150毫升）、乙醚洗（2X100毫升），真空抽干后，用于反 應(yīng)。
[0015] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟3)中的TLC監(jiān)測用試劑 為體積比為50 :1的二氯甲烷和甲醇混合溶劑。
[0016] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟4)中的TLC監(jiān)測用試劑 為體積比為30 :1的二氯甲烷和甲醇混合溶劑。
[0017] 所述的萘并吡喃酮類化合物在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用，具體的，本發(fā)明首先應(yīng) 用實施細(xì)胞分析技術(shù)（RTCA)進行了六種結(jié)構(gòu)的萘并吡喃酮類分子L1-L6的細(xì)胞毒性研究， 結(jié)果表明：本發(fā)明化合物對A549細(xì)胞具有一定的殺傷作用，其中化合物L(fēng)2和L3對細(xì)胞的 毒性較強。
[0018] 通過采用上述技術(shù)，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)如下： 1) 本發(fā)明得到的六種萘并吡喃酮類化合物，其制備工藝簡單、原料易得，后處理方便， 六個化合物收率和純度高，其純度高達(dá)98%以上，其結(jié)構(gòu)通過核磁和質(zhì)譜均得以驗證； 2) 本發(fā)明得到的六種萘并吡喃酮類化合物制備用于抗腫瘤藥物的制備，得到的抗腫瘤 藥物對A549細(xì)胞進行了抗癌活性的研究，RTCA細(xì)胞凋亡研究結(jié)果表明，六個化合物對化合 物L(fēng)2和L3對A549細(xì)胞具有較強的殺死作用，而化合物L(fēng)1次之，化合物L(fēng)4、L5和L6相對 較弱。因此這項發(fā)明對篩選該類化合物的抗腫瘤藥物研究具有實質(zhì)性的意義。
【附圖說明】
[0019] 圖1為化合物L(fēng)1對A549細(xì)胞的生長抑制曲線分析圖； 圖2為化合物L(fēng)2對A549細(xì)胞的生長抑制曲線分析圖； 圖3為化合物L(fēng)3對A549細(xì)胞的生長抑制曲線分析圖； 圖4為化合物L(fēng)4對A549細(xì)胞的生長抑制曲線分析圖； 圖5為化合物L(fēng)5對A549細(xì)胞的生長抑制曲線分析圖； 圖6為化合物L(fēng)6對A549細(xì)胞的生長抑制曲線分析圖； 圖7為化合物L(fēng)I-L6對A549細(xì)胞毒性分析圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于 此： 實施例1 :化合物L(fēng)I-L6的制備 表1 :反應(yīng)中所用試劑及其縮寫
步驟如下： 1)pechmann縮合：先將 5. 0g(31. 24mmol) 1，5_蔡二酸和9.7mL(77.50mmol)乙 酰乙酸乙酯投入150mL的三口燒瓶中，在氮氣的保護下攪拌半小時（用機械攪拌）。在冰 浴條件下緩慢滴加適量體積的80%濃硫酸至反應(yīng)上述反應(yīng)裝置中，滴加完畢后撤去冰浴， 在室溫（25-27°C)條件下攪拌約24小時，TLC監(jiān)測反應(yīng)過程（乙酸乙酯：石油醚=1:1， v/v)，確定無原料后，撤去反應(yīng)裝置，將反應(yīng)液倒入500mL冰水中，靜置過夜，有黃色固體析 出。過濾，然后將濾餅水洗至中性。待濾餅放入真空干燥箱干燥后，將其加入到500mL的 三口燒瓶中，一邊攪拌一邊緩慢加入10%的氫氧化鈉溶液200mL，在氮氣保護下攪拌。待固 體全溶后，趁熱過濾，水洗，收集濾液，冷卻至室溫后向濾液中滴加濃鹽酸至pH= 1-2。此 時濾液中會出現(xiàn)大量黃色固體出現(xiàn)，過濾，水洗至中性，干燥后得到粗品。將此粗品用冰乙 酸重結(jié)晶，可得純品化合物2a:25. 8g，產(chǎn)率為82.l%，mp(熔點）298 °C，文獻(xiàn)值：298-300 °c； 2) 親核取代：將3.0g(13. 27mmol)的上步驟產(chǎn)物化合物2a和2-氯-5-硝基吡啶 (2.09g，13. 27mmol)，碳酸鉀（5.50g，39. 81mmol)，碘化鉀（0.28g，1.66mmol)加入到 100mL的三口燒瓶中，然后加入丙酮50mL，在氮氣保護下，緩慢升溫至60 °C。TLC監(jiān)測反 應(yīng)進程（乙酸乙酯：石油醚=1:2，v/v)，原料反應(yīng)完全后停止加熱