CN107445859B - 具有抗肿瘤活性的含氟棉酚衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗肿瘤活性的含氟棉酚衍生物及其制备方法和应用，采用棉酚与2‑氟苯胺、3‑氟苯胺、4‑氟苯胺、2‑三氟甲基苯胺、3‑三氟甲基苯胺或4‑三氟甲基苯胺进行反应制得。本发明的含氟棉酚衍生物制备简单，经研究发现，与棉酚化合物相比，含氟棉酚衍生物对于人正常血管内皮VEC细胞具有更低毒性，而对海拉癌HeLa细胞、人非小细胞肺癌A‑549细胞和胃癌BGC‑823细胞具有更显著的体外抑制作用，因此可应用于制备抗肿瘤药物。

Description

具有抗肿瘤活性的含氟棉酚衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及药物化学领域，具体涉及具有抗肿瘤活性的棉酚衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
棉酚是从棉葵科植物陆地棉的根、茎和种子中提取的一种天然黄色多酚羟基双萘醛类化合物,经提纯精制后的棉酚应是嫩黄色晶体，它是含有六个羟基的多环醛，其分子式为C30H3008，相对分子质量为518.562，化学名2,2’-双-8-甲酸基1,6,7-三羟基-5-异丙基-3-甲基萘。近年来棉酚的抗癌作用受到越来越多的关注，其对肿瘤细胞的显著杀伤作用在头颈癌细胞系、前列腺癌细胞系、人胰腺癌细胞系、人慢性髓性白血病细胞系、多发性骨髓瘤、膀胱癌等肿瘤细胞培养及肿瘤模型中均展示出了促进肿瘤细胞凋亡的活性。此外，棉酚的许多衍生物和类似物都具有抑制疾病的活性，如作为抗疟、抗癌、抗HIV(人类免疫缺陷病毒)和抗寄生虫药物。但目前棉酚及其衍生物在临床上应用很少，主要是其不稳定性和毒性作用。经过研究发现，左旋棉酚分子结构两端的醛基，被认为与毒性相关，虽然作用较弱，但很大程度上限制了人体对左旋棉酚的最大耐受量，另外这种混合物进入人体内后容易与其他蛋白结合，削弱了药物的治疗效果，增加毒性作用。
Figure BDA0001250808040000011
氟是一个很特殊的元素，许多有机氟化合物也有着特别的性质，其中包括增强结合相互作用、代谢稳定性，改变物理性质和选择性反应等性质。因此，在候选药物分子中引入一个或多个氟原子已成为司空见惯。二十世纪六、七十年以来，由于选择性新试剂和含氟有机化合物合成新方法的发展，一大批用于消炎、镇痛抗菌、抗癌等含氟药物相继问世。其中具有代表性的上市含氟药物有Efavirenz-抗HIV、Celebrex-镇静药和Ofloxactn-抗感染药。因此，有机氟化学成为了一个非常迷人的研究领域，给药物化学的发展带提供了新的刺激和惊喜。自然界中天然的含氟化合物非常少见，因而向天然药物活性单体选择性的引入氟原子或含氟基团以合成含氟药物一直是科学家非常感兴趣的研究领域。
发明内容
本发明的目的是提供具有抗肿瘤活性的含氟棉酚衍生物。
本发明的另一个目的是提供上述含氟棉酚衍生物的制备方法。
本发明还有一个目的是将上述含氟棉酚衍生物应用于制备抗肿瘤的药物中。
本发明的技术方案具体是：一种抗肿瘤活性的含氟棉酚衍生物，其结构式为：
Figure BDA0001250808040000021
其中，Ar选自以下基团的一种：
Figure BDA0001250808040000022
上述含氟棉酚衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)取棉酚在甲醇中溶解；(2)加入2-氟苯胺、3-氟苯胺、4-氟苯胺、2-三氟甲基苯胺、3-三氟甲基苯胺或4-三氟甲基苯胺中的一种，加热恒温搅拌，回流，析出黄色固体，过滤；(3)用石油醚-乙酸乙酯溶液洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。
所述的步骤(2)中，搅拌为磁力搅拌。
所述的步骤(2)中，搅拌时温度为60-70℃，加热搅拌回流3-5小时。
所述的步骤(3)中，洗涤用的石油醚-乙酸乙酯的体积比为14-18:1。
所述的步骤(3)中，重结晶的方法为：50-70℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物，然后滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，静置至黄色晶体析出来。
上述的含氟棉酚衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。
所述的抗肿瘤药物为抗海拉癌、肺癌或胃癌的药物。
本发明的含氟棉酚衍生物制备简单，经研究发现，与棉酚化合物相比，含氟棉酚衍生物对于人正常血管内皮VEC细胞具有更低毒性，而对海拉癌HeLa细胞、人非小细胞肺癌A-549细胞和胃癌BGC-823细胞具有更显著的体外抑制作用，因此可应用于制备抗肿瘤药物。
具体实施方式
以下是本发明的一些具体制备方法，用于进一步说明本发明，但本发明并不仅限于这些制备法。
本发明的含氟棉酚衍生物，其结构式为：
Figure BDA0001250808040000031
其中，Ar选自以下基团的一种：
Figure BDA0001250808040000032
上述含氟棉酚衍生物的制备方法，包括以下步骤：
(1)取棉酚在甲醇中溶解；
(2)加入2-氟苯胺、3-氟苯胺、4-氟苯胺、2-三氟甲基苯胺、3-三氟甲基苯胺或4-三氟甲基苯胺中的一种，加热恒温搅拌，回流，析出黄色固体，过滤。优选的，搅拌为磁力搅拌。优选的，搅拌时温度为60-70℃，加热搅拌回流3-5小时。
(3)用石油醚-乙酸乙酯溶液洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。优选的，洗涤用的石油醚-乙酸乙酯的体积比为14-18:1。优选的，重结晶的方法为：50-70℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物，然后滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，静置至黄色晶体析出来。
上述的含氟棉酚衍生物可以在制备抗肿瘤药物中的应用，例如抗海拉癌、肺癌或胃癌的药物。
实施例1(棉酚衍生物3a)
8,8'-bis((E)-(2-fluorophenylimino)methyl)-5,5'-diisopropyl-3,3'-dimethyl-2,2'-binaphthyl-1,1',6,6',7,7'-h exaol
Figure BDA0001250808040000041
步骤：取棉酚0.5789g(1mmol)，加入40ml甲醇溶解,加入0.45ml(4mmol)2-氟苯胺，加入搅拌子，把反应装置置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，把温度调至65℃，加热搅拌回流4小时，析出黄色固体，过滤，用石油醚-乙酸乙酯(16:1)洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。
重结晶具体方法：60℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物3a，然后慢慢滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，3天后，黄色晶体析出来。
得含氟棉酚衍生物3a产物0.61g，产率75％.IR(KBr,cm-1):3352,3102,1580,1231,cm-1；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝14.90(d,1H),12.82(m,2H),11.22(d,1H),9.90(s,2H),8.85(s,2H),8.01(s,2H),7.28-7.59(m,8H),3.10(m,2H),2.03(s,6H),1.52(d,12H)ppm；HRMS EI(m/z):calcd for C42H38F2N2O6,704.2695；found,704.2698
实施例2(棉酚衍生物3b)
8,8'-bis((E)-(3-fluorophenylimino)methyl)-5,5'-diisopropyl-3,3'-dimethyl-2,2'-binaphthyl-1,1',6,6',7,7'-h exaol
Figure BDA0001250808040000042
步骤：取棉酚0.5789g(1mmol)，加入40ml甲醇溶解,加入0.45ml(4mmol)3-氟苯胺，加入搅拌子，把反应装置置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，把温度调至65℃，加热搅拌回流4小时，析出黄色固体，过滤，用石油醚-乙酸乙酯(16:1)洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。
重结晶具体方法：60℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物3b，然后慢慢滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，3天后，黄色晶体析出来。
得含氟棉酚衍生物3b产物0.58g，产率71％.IR(KBr,cm-1):3357,3100,1580,1223,cm-1；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝14.42(s,1H),13.32(d,1H),11.34(m,2H),8.96(s,2H),8.82(s,2H),8.02(s,2H),7.26-7.54(m,8H),3.06(m,2H),2.02(s,6H),1.47(d,12H)ppm；HRMS EI(m/z):calcd for C42H38F2N2O6,704.2695；found,704.2698
实施例3(棉酚衍生物3c)
8,8'-bis((E)-(4-fluorophenylimino)methyl)-5,5'-diisopropyl-3,3'-dimethyl-2,2'-binaphthyl-1,1',6,6',7,7'-hexaol
Figure BDA0001250808040000051
步骤：取棉酚0.5789g(1mmol)，加入40ml甲醇溶解,加入0.45ml(4mmol)4-氟苯胺，加入搅拌子，把反应装置置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，把温度调至65℃，加热搅拌回流4小时，析出黄色固体，过滤，用石油醚-乙酸乙酯(16:1)洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。
重结晶具体方法：60℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物3c，然后慢慢滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，3天后，黄色晶体析出来。
得含氟棉酚衍生物3c产物0.69g，产率85％.IR(KBr,cm-1):3351,3188,1580,1210,cm-1；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝14.94(d,2H),10.31(d,2H),9.21(s,2H),8.84(s,2H),8.02(s,2H),7.29-7.57(m,8H),3.08(m,2H),2.04(s,6H),1.51(d,12H)ppm；HRMS EI(m/z):calcd for C42H38F2N2O6,704.2695；found,704.2698
实施例4(棉酚衍生物3d)
5,5'-diisopropyl-3,3'-dimethyl-8,8'-bis((E)-(2-(trifluoromethyl)phenylimino)methyl)-2,2'-binaphthyl-1,1',6,6',7,7'-hexaol
Figure BDA0001250808040000061
步骤：取棉酚0.5789g(1mmol)，加入40ml甲醇溶解,加入0.45ml(4mmol)2-三氟甲基苯胺，加入搅拌子，把反应装置置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，把温度调至65℃，加热搅拌回流4小时，析出黄色固体，过滤，用石油醚-乙酸乙酯(16:1)洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。
重结晶具体方法：60℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物3d，然后慢慢滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，3天后，黄色晶体析出来。
得含氟棉酚衍生物3e产物0.53g，产率64％.IR(KBr,cm-1):3360,3120,1620,1330,cm-1；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝15.54(d,1H),13.99(m,2H),13.12(d,1H),9.10(s,2H),8.66(s,2H),8.33(s,2H),7.33-7.65(m,8H),3.68(m,2H),2.28(s,6H),1.36(d,12H)ppm；HRMS EI(m/z):calcd for C44H38F6N2O6,804.2630；found,804.2634
实施例5(棉酚衍生物3e)
5,5'-diisopropyl-3,3'-dimethyl-8,8'-bis((E)-(3-(trifluoromethyl)phenylimino)methyl)-2,2'-b inaphthyl-1,1',6,6',7,7'-hexaol
Figure BDA0001250808040000062
取棉酚0.5789g(1mmol)，加入40ml甲醇溶解,加入0.45ml(4mmol)3-三氟甲基苯胺，加入搅拌子，把反应装置置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，把温度调至65℃，加热搅拌回流4小时，析出黄色固体，过滤，用石油醚-乙酸乙酯(16:1)洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。
重结晶具体方法：60℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物3e，然后慢慢滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，3天后，黄色晶体析出来。
得含氟棉酚衍生物3e产物0.68g，产率83％.IR(KBr,cm-1):3360,3120,1620,1328,cm-1；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝15.13(s,1H),13.01(d,1H),12.66(m,2H),9.18(s,2H),8.66(s,2H),8.33(s,2H),7.33-7.65(m,8H),3.68(m,2H),2.28(s,6H),1.36(d,12H)ppm；HRMS EI(m/z):calcd for C44H38F6N2O6,804.2630；found,804.2634
实施例6(棉酚衍生物3f)
5,5'-diisopropyl-3,3'-dimethyl-8,8'-bis((E)-(4-(trifluoromethyl)phenylimino)methyl)-2,2'-b inaphthyl-1,1',6,6',7,7'-hexaol
Figure BDA0001250808040000071
步骤：取棉酚0.5789g(1mmol)，加入40ml甲醇溶解,加入0.45ml(4mmol)4-三氟甲基苯胺，加入搅拌子，把反应装置置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，把温度调至65℃，加热搅拌回流4小时，析出黄色固体，过滤，用石油醚-乙酸乙酯(16:1)洗涤，用石油醚-乙酸乙酯重结晶。
重结晶具体方法：60℃水浴下用乙酸乙酯溶解含氟棉酚衍生物3f，然后慢慢滴入石油醚使溶液饱和，放至室温，3天后，黄色晶体析出来。
得含氟棉酚衍生物3f产物0.51g，产率62％.IR(KBr,cm-1):3365,3129,1622,1335,cm-1；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝15.68(d,2H),11.12(d,2H),9.12(s,2H),8.60(s,2H),8.22(s,2H),7.33-7.65(m,8H),3.45(m,2H),2.10(s,6H),1.38(d,12H)ppm；HRMS EI(m/z):calcd for C44H38F6N2O6,804.2630；found,804.2634
以下通过实验来进一步说明本发明化合物的合成原理和活性效果：
一、实验材料
1、主要的实验试剂与药品：对氟苯胺(上海迈瑞尔化学技术有限公司)；4-三氟甲基苯胺(上海迈瑞尔化学技术有限公司)；3-三氟甲基苯胺(上海迈瑞尔化学技术有限公司)；苯胺(天津市福晨化学试剂厂)；苯甲醛(天津市福晨化试剂厂)；甲醇(广州化学试剂厂)；二氯甲烷(广州化学试剂厂)；石油醚(广州化学试剂厂)；DMSO(广州化学试剂厂)；乙酸乙酯(广州化学试剂厂)；石油醚(60-90)(广州化学试剂厂)；NaCl(广州化学试剂厂)；KCl(广州化学试剂厂)；Na2HPO3(广州化学试剂厂)；KH2PO4(广州化学试剂厂)；人体正常血管内皮VEC细胞(南方医科大学药学院)；人非小细胞肺癌A-549细胞(南方医科大学药学院)；RPMI-1640培养液(GIBCO USA)；10％胎小牛血清(GIBCO USA)；胰蛋白酶(GIBCO USA)；噻唑蓝(MTT Sigma USA)；二甲基亚砜(Sigma USA)；棉酚(陕西慈缘生物技术有限公司)；棉酚衍生物3a～3f(本实验室合成)。
2.主要的实验仪器：FA2204N电子天平(上海菁海仪器有限公司)；85-1A磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)；RE-5203旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)；400M核磁共振(天津港东科技发展有限公司)；FTIR-650红外光谱仪(北京京科瑞达科技有限公司)；MAT95XP高分辨质谱(赛默飞世尔科技(中国)有限公司)；CO2培养箱(Thermo USA)；680型酶标仪(Bio-RadUSA)；倒置显微镜(Nikon Japan)；生物安全柜(ESCO German)；台式低速离心机(EppendorfGerman)；移液枪(Eppendorf German)；超净台(青岛海尔公司)；培养瓶、培养板(ConingCostar USA)；PH计(LIDA，中国上海)；过滤除菌器(Nalgne USA)。
二、活性研究：
采用四氮唑蓝(MTT)还原法，测试目标化合物3a～3f对人正常血管内皮VEC细胞及海拉癌HeLa细胞人非小细胞肺癌A-549细胞和胃癌BGC-823细胞的体外抑制作用，结果见表1。
表1目标物3a～3f体外对A-549、BGC-823、HCT-116细胞株活性的抑制作用
Figure BDA0001250808040000081
Figure BDA0001250808040000091
由上表1数据可知，六种目标化合物对人正常血管内皮VEC细胞的毒性均低于对照组。目标物3a、3c和3f对HeLa细胞，3c、3e和3f对A-549细胞，3b、3c和3f对BGC-823细胞均具有较为显著的体外抑制作用。其中，3c和3f对三种肿瘤细胞的抑制活性总体上优于其他目标物。本研究的结果对进一步优化高效低毒棉酚衍生物具有的参考意义。
三、实验总结：
通过实验表明，含氟棉酚衍生物3a～3f均可以有效地降低棉酚对于人体正常细胞的毒性，目标物3a、3c和3f对HeLa细胞，3c、3e和3f对A-549细胞，3b、3c和3f对BGC-823细胞均具有较为显著的体外抑制作用。其中，3c和3f对三种肿瘤细胞的抑制活性总体上优于其他目标物。

Claims (3)

1.一种含氟棉酚衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用，所述含氟棉酚衍生物的结构式为：
Figure FDA0002727592400000011
其中，Ar选自以下基团的一种：
Figure FDA0002727592400000012
其中的—为连接键；
所述的抗肿瘤药物为抗海拉癌、非小细胞肺癌或胃癌的药物。
2.一种含氟棉酚衍生物在制备抗胃癌药物中的应用，所述含氟棉酚衍生物的结构式为：
Figure FDA0002727592400000013
其中，Ar选自以下基团的一种：
Figure FDA0002727592400000014
其中的—为连接键。
3.一种含氟棉酚衍生物在制备抗非小细胞肺癌药物中的应用，所述含氟棉酚衍生物的结构式为：
Figure FDA0002727592400000021
其中，Ar选自以下基团的一种：
Figure FDA0002727592400000022
其中—为连接键。
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