CN105646394B

CN105646394B - 蒎烷基噻唑衍生物及其合成方法和应用

Info

Publication number: CN105646394B
Application number: CN201610046001.9A
Authority: CN
Inventors: 王石发; 孙楠; 张齐; 徐徐; 杨益琴; 徐海军; 杨金来; 丁志斌; 张燕; 匡洪波; 谷文
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2018-01-19
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: CN105646394A

Abstract

本发明公开了蒎烷基噻唑衍生物及其合成方法和应用。该类化合物的合成方法为：以诺蒎酮为原料，先与氨基硫脲进行缩合反应，得到诺蒎酮缩氨基硫脲中间体，再在碱催化下与α‑卤代酮环化，合成了新型的蒎烷基噻唑衍生物。本发明所制备的化合物对由脂多糖所致人脐静脉内皮细胞炎性损伤具有显著的抗炎作用，是极具潜力的抗炎化合物，具有很好的实用性。

Description

蒎烷基噻唑衍生物及其合成方法和应用

技术领域

本发明涉及有机合成和药物化学领域，具体涉及蒎烷基噻唑衍生物及其合成方法和应用。

背景技术

噻唑衍生物作为药物显示出巨大的开发价值，至今已有众多噻唑类药物用于临床治疗多种疾病，为保障人类健康发挥着重要作用。噻唑类化合物相关医药研究工作众多，较为活跃，在抗细菌、抗真菌、抗结核、抗癌、抗病毒、消炎镇痛、降血糖、抗癫痫、抗寄生虫和抗氧化等领域显示出广阔的应用前景。如抗生素药物头孢克肟、抗癌药物达沙替尼、抗寄生虫药物硝唑尼特、消炎药物美洛昔康等均为临床首选的一线药物。

噻唑衍生物作为重要的杂环化合物，大多数具有较好的生物活性和应用价值。以诺蒎酮为原料合成蒎烷基噻唑衍生物的研究在国内外少见文献报道，但通过研究蒎烷基衍生物的环化及反应规律，对丰富多杂环化合物的制备方法具有重要的理论和实用价值。

β-蒎烯是松节油的主要成分之一，诺蒎酮经β-蒎烯选择性氧化得到。关于松节油利用的研究报道则主要集中在合成香料等方面，如α-和β-蒎烯合成芳樟醇、香叶醇、橙花醇、桃金娘烯醇、月桂烯醇、檀香等150多种香料。考虑到β-蒎烯在合成具有生物活性衍生物方面的价值，并且将含氮杂环引入蒎烷类化合物的研究较少，因此以天然产物β-蒎烯的衍生物诺蒎酮为原料，开发具有生物活性的含氮杂环化合物具有重要意义。

发明内容

发明目的：是提供一种蒎烷基噻唑衍生物，满足使用需求。本发明的另一目的在于提供上述蒎烷基噻唑衍生物的制备方法，具有制备简单、得率较高等优点。本发明还有一目的是提供上述蒎烷基噻唑衍生物的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

蒎烷基噻唑衍生物，结构式如下：

式中，Ar为3,4-二氯苯基，4-氯苯基。

该蒎烷基噻唑衍生物为新化合物，包括化合物2a和2b，具体名称和结构式如下：

化合物2a：2-(2-(6,6-二甲基双环[3,1,1]庚-2-亚基)肼基)-4-(3,4-二氯苯基)噻唑，结构式如下：

化合物2b：2-(2-(6,6-二甲基双环[3,1,1]庚-2-亚基)肼基)-4-(4-氯苯基)噻唑，结构式如下：

所述的蒎烷基噻唑衍生物的合成方法，包括以下步骤：

1)诺蒎酮与氨基硫脲进行席夫碱反应，得到诺蒎酮缩氨基硫脲；

2)缩氨基硫脲和α-卤代酮进行环化反应，得到蒎烷基噻唑衍生物。

其中，步骤1)的具体方法如下：

(1)在配有温度计、搅拌器和回流冷凝器的三口烧瓶中，依次加入诺蒎酮、氨基硫脲、溶剂乙醇和乙酸催化剂；诺蒎酮用量为10mmol，氨基硫脲用量为10mmol，乙醇用量为20mL，乙酸用量为1mL，在搅拌下回流反应48h；

(2)反应液冷却后，用二氯甲烷萃取3～6次；合并有机相，用去离子水和饱和食盐水将有机相洗至中性；经无水硫酸钠干燥、过滤、减压蒸馏回收二氯甲烷，得到淡黄色粘稠液体；

(3)经硅胶色谱柱纯化、重结晶，得到诺蒎酮缩氨基硫脲。

(4)所述的催化剂为乙酸。

步骤2)的具体方法如下：

(1)在50mL三口烧瓶中加入缩氨基硫脲、α-卤代酮、碱性催化剂乙酸钠、溶剂乙醇；缩氨基硫脲用量1mmol、α-卤代酮用量1mmol、乙酸钠用量1mmol、无水乙醇用量为20mL，在搅拌下常温反应1～2h；

(2)反应结束后，用砂芯漏斗抽滤，用乙醇洗涤，得到噻唑氢溴酸盐固体；

(3)用二氯甲烷溶解噻唑氢溴酸盐，用饱和碳酸氢钠溶液中和去除溴化氢，有机相用去离子水和饱和食盐水将有机相洗至中性；

(4)经无水硫酸钠干燥、过滤、得到噻唑浓缩液体；用甲醇进行重结晶，得到蒎烷基噻唑衍生物。

所述的蒎烷基噻唑衍生物在制备抗炎药物中的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)利用天然可再生资源β-蒎烯的衍生物诺蒎酮为原料制备新型的蒎烷基噻唑衍生物；提供了一种合成蒎烷基噻唑衍生物的方法。

(2)提供蒎烷基噻唑衍生物对由脂多糖(LPS)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)炎症具有抑制作用。

(3)为设计新型含氮杂环化合物提供了一定的参考价值，对拓展我国松节油的利用领域具有重要意义。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1

1)诺蒎酮缩氨基硫脲的制备，反应式：

方法：将10mmol诺蒎酮，20mL乙醇，10mmol氨基硫脲和1ml乙酸依次加入配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的50mL三口烧瓶中，搅拌均匀，回流反应48h左右至诺蒎酮转化率达85％以上；反应液经二氯甲烷萃取数次，合并的有机相用水和饱和食盐水洗至中性，经无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩后得到粗产物，采用硅胶色谱柱纯化[石油醚：乙酸乙酯＝3:1]，甲醇重结晶，得到诺蒎酮缩氨基硫脲。

2)蒎烷基噻唑衍生物的制备，反应式为：

式中，Ar分别为：3,4-二氯苯基、4-氯苯基。

方法：在50mL三口烧瓶中加入1mmol缩氨基硫脲和1mmolα-溴代芳基苯乙酮，1mmol无水乙酸钠。常温下反应2h，反应结束后，用砂芯漏斗抽滤，乙醇洗涤固体。得到以溴化盐的形式存在的噻唑固体，再用二氯甲烷溶解固体，合并的有机相用去离子水和饱和食盐水洗至中性，去除溴化氢，经无水硫酸钠干燥、过滤、得到噻唑浓缩液，甲醇重结晶，得到蒎烷基噻唑衍生物2a和2b。

2-(2-(6,6-二甲基双环[3,1,1]庚-2-亚基)肼基)-4-(3,4-二氯苯基)噻唑(2a)：白色粉末，得率67.5％，m.p.101～103℃；FT-IR(KBr)ν(cm^-1)：2947，2869，1159，1460，1426；¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ(ppm)：0.809(s，3H)，1.335(s，3H，)2.021(t，J＝4.5Hz，2H)，2.049～2.125(m，1H)，2.413(q，J＝11.7Hz，2H)，2.458～2.553(m，2H)，2.727(t，J＝5.4Hz，1H)，6.849(s，1H)，7.426(d，J＝8.4Hz，1H)，7.593(d，J＝8.4Hz，1H)，7.885(s，1H)，8.433(s，1H)；¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ(ppm)：21.28，22.10，22.19，22.27，25.45，27.20，40.08，40.69，50.91，99.55，124.53，125.40，131.10，140.59，169.43，169.83；LC/MS[M+H]⁺：380.1，Anal.Calcd for C₁₈H₁₉Cl₂N₃S，C56.38，N10.89，H5.05，S8.43；found C56.84，N11.05，H5.04，S8.43。

2-(2-(6,6-二甲基双环[3,1,1]庚-2-亚基)肼基)-4-(4-氯苯基)噻唑(2b)：白色粉末，得率68.9％，m.p.174～176℃；FT-IR(KBr)ν(cm^-1)：2925，2859，1559，1490，1407；¹HNMR(300MHz，CDCl₃)δ(ppm)：0.801(s，3H)，1.314(s，3H)，2.026(t，J＝5.1Hz，2H)，2.375～2.400(m，1H)，2.414(q，J＝3.0Hz，2H)，2.491～2.545(m，2H)，2.726(t，J＝5.4Hz，1H)，6.757(s，1H)，7.059(d，J＝8.4Hz，2H)，7.714(d，J＝3Hz，2H)，8.474(s，1H)；¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ(ppm)：22.09，22.21，25.45，27.18，40.07，40.73，50.93，101.15，125.74，126.78，129.76，136.38，139.13，169.35，169.89；LC/MS[M+H]⁺：346.3，Anal.calcd forC₁₈H₂₀ClN₃S，C62.37，N12.65，H5.27，S9.20；found C62.51，N12.15，H5.83，S9.27。

所制备化合物2a和2b的物理性质如表1所示。

表1 化合物的物理性质

化合物	分子式	分子量	物态	熔点(℃)
					2a	C₁₈H₁₉Cl₂N₃S	379.07	白色粉末	101～103℃
2b	C₁₈H₂₀ClN₃S	345.11	白色粉末	174～176℃

实施例2

蒎烷基噻唑衍生物2a和2b对由脂多糖(LPS)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)炎性反应的抑制活性测定

1)人脐静脉内皮细胞细胞培养方法

用含10％小牛血清的DMEM培养基培养人脐静脉内皮细胞，放入CO₂孵育箱中培养(37℃、5％CO₂、95％空气，保持一定湿度)，于倒置显微镜下观察细胞生长情况，根据细胞生长情况，给予换液；培养1～2d后，细胞即可生长成单层，然后用0.25％胰蛋白酶消化，按1:3传代。实验过程中采用生长成单层的人脐静脉内皮细胞。

2)LPS致HUVECs炎性损伤模型的建立和分组

首先用0.25％胰蛋白酶消化细胞，加入含10％小牛血清的DMEM培养基后，用滴管吹打成单细胞悬液，把细胞接种于96孔培养板中，接种密度为5×10⁴个/mL，每孔体积为200μL；然后将培养板转移至细胞孵育箱内培养(37℃、5％CO₂、95％空气，保持一定湿度)，培养过夜，第2天更换成新的培养基。细胞板中加入终浓度为2μg/mL的LPS孵育24h造成炎性损伤模型。

96孔无菌细胞培养板分成6组，设正常组、模型组、阳性药阿司匹林组(10μM)，待测化合物A低浓度组(1μM)，待测化合物A中浓度组(10μM)，待测化合物A高浓度组(100μM)，每组8孔。造模前，阳性药阿司匹林和待测化合物A预孵HUVECs 24h，正常组和模型组加入等体积的PBS。给药后，模型组、阳性药阿司匹林组和A组按照上述方法造模。

3)生物活性测定

按照1)方法进行HUVECs培养，按照2)方法进行HUVECs造模。96孔无菌细胞培养板分成6组，设正常组、模型组、阳性对照组阿司匹林(10μM)，待测化合物A低浓度组(1μM)，待测化合物A中浓度组(10μM)，待测化合物A高浓度组(100μM)，每组8孔。造模前，阳性药阿司匹林和A预孵HUVECs 24h，正常组和模型组加入等体积的PBS。造模后，吸去96孔板内培养基，加入无血清培养基180μL后每孔再加入MTT溶液(5mg/mL)20μL，37℃摇床上温孵4h，然后吸去含MTT的培养基，每孔加入DMSO液200μL，孵育10min，每孔取150μL移至96孔板中，用酶标仪检测各孔在波长490nm处的OD值，以OD值反映细胞的存活情况。用以下方程式计算药物对HUVECs细胞的抑制率，并按中效议程计算IC₅₀：

抑制率＝(对照组平均OD值－给药组平均OD值)/对照组平均OD值×100％

以药品浓度为横坐标，抑制率为纵坐标作图，得到50％抑制率时候的加药浓度，即IC₅₀值

表2 化合物2a和2b对HUVECs的抗炎活性

SD：Standard deviation

由表2的实验结果可知：化合物2a和2b对由脂多糖所致人脐静脉内皮细胞炎性损伤方面具有显著的保护作用，其中化合物2a的抗炎效果与aspirin相当。

Claims

1.蒎烷基噻唑衍生物，结构式如下：

式中，Ar为3,4-二氯苯基，4-氯苯基。

2.权利要求1所述的蒎烷基噻唑衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)诺蒎酮与氨基硫脲进行缩合反应，得到诺蒎酮缩氨基硫脲；

2)诺蒎酮缩氨基硫脲和α-卤代酮进行环化反应，得到蒎烷基噻唑衍生物；

步骤1)的具体方法如下：

(3)经硅胶色谱柱纯化、重结晶，得到诺蒎酮缩氨基硫脲；

步骤2)的具体方法如下：

(2)反应结束后，用砂芯漏斗抽滤，用乙醇洗涤，得到蒎烷基噻唑氢溴酸盐固体；

(3)用二氯甲烷溶解蒎烷基噻唑氢溴酸盐，用饱和碳酸氢钠溶液中和去除溴化氢，有机相用去离子水和饱和食盐水将有机相洗至中性；

(4)经无水硫酸钠干燥、过滤、得到蒎烷基噻唑粗产物；用甲醇进行重结晶，得到蒎烷基噻唑衍生物。

3.权利要求1所述的蒎烷基噻唑衍生物在制备抗炎药物中的应用。