CN104945296B

CN104945296B - 一类芳香醛腙修饰的维生素d2衍生物、合成及其应用

Info

Publication number: CN104945296B
Application number: CN201510314400.4A
Authority: CN
Inventors: 方志杰; 汪熙
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2015-06-09
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2035-06-09
Also published as: CN104945296A

Abstract

本发明公开了一类基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物、合成方法和应用。以维生素D₂为原料，通过氧化反应得到维生素D₂酮中间体，然后再以维生素D₂酮为原料分别与芳香醛单腙反应合成了三种芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物。本发明的合成原料易得、反应条件温和，且步骤简捷、操作简单；新合成的维生素D₂衍生物对人体乳腺癌细胞MCF‑7具有很好的抑制能力，具有潜在的药用价值。

Description

一类芳香醛腙修饰的维生素D2衍生物、合成及其应用

技术领域：

本发明主要涉及一类基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物、合成及其应用、，属于医药化学领域。

背景技术

有研究表明，芳杂醛腙修饰的甾体衍生物在抗菌、杀虫、抗肿瘤等药物的开发领域有广泛的应用价值。中国专利CN103254264A曾报道过一类制备抗癌药物的化合物a。同时，另有文献报道过一类17位芳杂醛腙修饰的甾体化合物(Synthesis,characterization andantitumor activities of some steroidal derivatives with side chain of 17-hydrazone aromatic heterocycle，Steroids，2015，95：32–38)。其中，化合物b对数种癌细胞均有显著的抗增殖活性。

维生素D₂作为维生素D的一种重要活性物质，其在人体内的代谢产物1,25-(OH) ₂D能够调节钙磷代谢，抑制癌细胞增殖、调节血压和免疫系统等。麦角固醇在紫外光作用下发生开环反应可以转化成维生素D₂。如下式所示，化合物a和化合物b中的甾体的立体结构与维生素D₂具有高度的相似性。然而，目前文献报道的关于芳杂醛腙修饰甾体衍生物的合成存在合成路线长、后处理繁琐、产率低、合成成本高等不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一类基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物、制备方法及其它在治疗癌症方面的应用。

实现本发明目的的技术解决方案是：一类基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物，其结构如下所示：

一类基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物的合成方法，包括如下步骤：

将化合物4溶于无水乙醇中，加入芳香醛单腙化合物，在冰醋酸催化下，加热到50-70℃下搅拌反应，反应结束后经萃取、提纯得到目标化合物，其中，化合物4结构如下：

上述步骤中，芳香醛单腙化合物为苯甲醛单腙、水杨醛单腙或3-甲氧基苯甲醛单腙中的任意一种。

上述步骤中，化合物4与芳香醛单腙化合物的摩尔比为1：2，化合物4与冰醋酸的摩尔比为1：0.01。

上述步骤中，搅拌反应时间不少于2小时。

上述步骤中，萃取采用乙酸乙酯，提纯采用柱层析纯化，柱层析纯化采用的硅胶为300-400目，所用洗脱液为石油醚与乙酸乙酯按一定比例配制的混合溶液。

一种基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物在抑制人乳腺癌细胞MCF-7上的应用。

本发明具有以下显著优点：(1)本次合成的为三种具有显著生理活性的维生素D₂衍生物；(2)首次公开了一类基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物的合成方法；(3)合成原料易得、反应条件温和，且步骤简捷、操作简单。(4)初步的MTT实验表明该类化合物对MCF-7细胞具有良好的抗增殖作用，将有可能用于制备抗癌药物。

附图说明

图1化合物I的(¹H NMR，500MHz，溶剂：CDCl₃)核磁共振谱图。

图2化合物I的(¹³C NMR，500MHz，溶剂：CDCl₃)核磁共振谱图。

图3化合物Ⅱ的(¹H NMR，500MHz，溶剂：CDCl₃)核磁共振谱图。

图4化合物Ⅱ的(¹³C NMR，500MHz，溶剂：CDCl₃)核磁共振谱图。

图5化合物Ⅲ的(¹H NMR，500MHz，溶剂：CDCl₃)核磁共振谱图。

图6化合物Ⅲ的(¹³C NMR，500MHz，溶剂：CDCl₃)核磁共振谱图。

具体实施方式

下面结合实例和附图详细说明本发明芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物的合成方法。

本发明根据药物设计的经典原理与方法中的相似性原理和拼合原理，以维生素D₂为原料，通过氧化反应制备了维生素D₂酮，然后再分别与芳香醛单腙反应合成了化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，以期得到对某些癌细胞具有良好抗增殖活性的化合物。

本发明维生素D₂衍生物的合成路线如下：

a：苯甲醛单腙、水杨醛单腙或3-甲氧基苯甲醛单腙，无水乙醇，冰醋酸，50℃。

下面结合实例详细说明本发明芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物的合成方法。实例不代表限制本专利的发明范围。

实施例1

结合式I、式Ⅱ或式Ⅲ结构维生素D₂衍生物的合成路线，化合物I的合成：

于50mL的圆底烧瓶中分别加入化合物4(70mg,0.20mmol)和无水乙醇(10ml)中，待完全溶解后，再加入苯甲醛单腙(48mg,0.40mmol)，并滴入冰醋酸(0.10ml,0.002mmol)，于50℃下搅拌2小时，TLC监测反应进程(V乙酸乙酯：V石油醚＝1:10)。原料点消失后，向反应液中加入碳酸氢钠终止反应。旋干溶剂，乙酸乙酯萃取，水洗两次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩后通过柱层析(硅胶：300-400目，V乙酸乙酯：V石油醚＝1:20)纯化，得到28mg黄色固体，产率：31.8％。¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.35(s,1H),7.78–7.66(m,2H),7.43–7.31(m,3H),6.23(s,1H),5.18(d,J＝13.5Hz,1H),5.16–5.09(m,2H),5.08(s,1H),4.94(t,J＝7.0Hz,1H),1.04(m,3H),0.84(t,J＝11.8Hz,3H),0.81(m,6H),0.51(s,3H)ppm.如图1所示。

¹³C NMR(126MHz,CDCl₃):δ171.3,167.7,158.2,142.7,141.4,135.7,134.7,131.9,130.7,128.6,128.3,116.0,56.3,55.8,45.1,42.8,40.4,40.3,33.0,31.0,28.6,27.8,26.0,23.2,22.2,21.1,19.9,19.6,17.6,12.1ppm.如图2所示。

实施例2

结合式I、式Ⅱ或式Ⅲ结构维生素D₂衍生物的合成路线，化合物Ⅱ的合成：

于50mL的圆底烧瓶中分别加入化合物4(70mg,0.20mmol)和无水乙醇(10ml)中，待完全溶解后，再加入水杨醛单腙(54.4mg,0.40mmol)，并滴入冰醋酸(0.10ml,0.002mmol)，于50℃下搅拌2小时，TLC监测反应进程(V乙酸乙酯：V石油醚＝1:10)。原料点消失后，向反应液中加入碳酸氢钠终止反应。旋干溶剂，乙酸乙酯萃取，水洗两次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩后通过柱层析(硅胶：300-400目，V乙酸乙酯：V石油醚＝1:30)纯化，得到36mg浅黄色固体，产率：39.6％。¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ11.93(s,1H),8.62(s,1H),7.41–7.31(m,2H),7.01(t,J＝8.9Hz,1H),6.95(t,J＝7.4Hz,1H),6.31(s,1H),5.31(s,1H),5.25–5.14(m,3H),5.02(dd,J＝14.4,7.5Hz,1H),1.04(d,J＝6.6Hz,3H),0.93(t,J＝8.8Hz,3H),0.85(t,J＝7.2Hz,6H),0.60(s,3H)ppm.如图3所示。

¹³C NMR(126MHz,CDCl₃):δ167.8,162.3,159.8,141.7,135.6,132.6,132.1,131.9,119.4,116.8,115.8,56.3,55.8,45.1,42.8,40.4,40.3,33.0,31.4,31.1,30.8,30.1,29.728.6,27.8,26.2,23.2,22.2,21.1,19.9,19.6,17.6,12.1ppm.如图4所示。

实施例3

结合式I、式Ⅱ或式Ⅲ结构维生素D₂衍生物的合成路线，化合物Ⅲ的合成：

于50mL的圆底烧瓶中分别加入化合物4(70mg,0.20mmol)和无水乙醇(10ml)中，待完全溶解后，再加入3-甲氧基苯甲醛单腙(60mg,0.40mmol)，并滴入冰醋酸(0.10ml,0.002mmol)，于50℃下搅拌2小时，TLC监测反应进程(V乙酸乙酯：V石油醚＝1:10)。原料点消失后，向反应液中加入碳酸氢钠终止反应。旋干溶剂，乙酸乙酯萃取，水洗两次，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩后通过柱层析(硅胶：300-400目，V乙酸乙酯：V石油醚＝1:30)纯化，得到36mg黄色粉末状固体，产率：34.4％。¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.49(m,1H),7.42(dd,J＝10.9,3.6Hz,1H),7.40–7.33(m,2H),7.06–6.98(m,1H),6.34(d,J＝16.5Hz,1H),5.33–5.26(m,1H),5.27–5.20(m,2H),5.19(d,J＝4.8Hz,1H),5.05(t,J＝7.1Hz,1H),3.97–3.85(m,3H),1.05(dd,J＝11.6,6.1Hz,3H),0.95(t,J＝7.2Hz,3H),0.90–0.83(m,6H),0.58(m,3H)ppm.如图5所示。

¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ159.3,157.5,142.3,140.9,135.7,135.2,131.4,129.2,125.7,121.1,116.7,115.6,111.6,55.9,55.4,54.9,44.7,42.3,39.9,32.6,30.7,28.2,27.3,25.6,22.8,21.7,20.6,19.5,19.2,17.1,11.7ppm.如图6所示。

细胞毒性试验：

为研究化合物对癌细胞(MCF-7)的抗增殖能力，我们用化合物I、Ⅱ、Ⅲ进行MTT实验，具体步骤如下：

(1)细胞培养:用完全(高糖)培养基制备MCF-7细胞悬浮液，然后置于37℃，含5％CO₂

空气及100％湿度的细胞培养箱中孵育适当时间。然后取对数期细胞进行MTT试验。

(2)浓度配置：本实验设置了样品组和对照组。其中样品组用PBS溶液溶解样品配置6个浓度：1×10^-5，1×10^-6，1×10^-7，1×10^-8，1×10^-9，1×10^-10(mol/L)，每个浓度设置3个复孔。

(3)MTT试验：(a)在96孔板加入细胞培养液200μL(约1×10⁴)，置37℃5％CO₂细胞培养箱培养24h。(b)样品组加入适当浓度的受试化合物培养48h。对照组，只加入等量的PBS溶液。(c)将96孔板在37℃，含5％CO₂空气及100％湿度的细胞培养箱中孵育适当时间。(d)将5×MTT用Dilution Buffer稀释成1×MTT。(e)每孔加20μL 1×MTT，在37℃孵育4小时，使MTT还原为甲臢。(f)吸出上清液，每孔加200μL DMSO使甲臢溶解，用平板摇床摇匀。(g)酶标仪在570nm波长处检测每孔的吸光值，通过吸光度值间接计算出受试化合物的半抑制浓度IC₅₀值。测试结果见表1。

(4)结果分析：

化合物对MCF-7细胞的半抑制率(IC₅₀)值如表1所示，根据《新药(西药)临床前研究指导原则》中说明，当IC₅₀<10μg/mL时，化合物对癌细胞具有一定的抑制作用。从本发明实验数据结果看该类化合物作用MCF-7细胞有不同程度的抑制作用，表明此类维生素D₂衍生物化合物对人体乳腺癌细胞具有

较好的抑制活性，将有可能用于制备抗癌药物。

表1为化合物对MCF-7细胞的半抑制率(IC₅₀)值

结论：从表中数据可见，此类芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物对上述肿瘤细胞具有明显的生长抑制作用，具有潜在的药用价值。

Claims

1.一类基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物，其特征在于，结构如下：

2.一种如权利要求1所述的维生素D₂衍生物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

芳香醛单腙化合物为苯甲醛单腙、水杨醛单腙或3-甲氧基苯甲醛单腙中的任意一种。

3.如权利要求2所述的维生素D₂衍生物的合成方法，其特征在于，化合物4与芳香醛单腙化合物的摩尔比为1：2，化合物4与冰醋酸的摩尔比为1：0.01。

4.如权利要求2所述的维生素D₂衍生物的合成方法，其特征在于，搅拌反应时间不少于2小时。

5.如权利要求2所述的维生素D₂衍生物的合成方法，其特征在于，萃取采用乙酸乙酯，提纯采用柱层析纯化，其中，柱层析纯化采用的硅胶为300-400目，采用的洗脱液为石油醚与乙酸乙酯的混合溶液。

6.如权利要求1所述的基于芳香醛腙修饰的维生素D₂衍生物在制备抑制人乳腺癌细胞MCF-7的药物上的应用。