CN109776575B - 川芎嗪一叶萩碱二聚体及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
一种川芎嗪一叶萩碱二聚体，结构如式（I）所示。川芎嗪一叶萩碱二聚体是通过二胺单盐酸盐（II）与一叶萩碱在Yb(OTf)3作用下发生迈克尔加成，经中和，先制得中间体（III），然后与2,4‑二溴甲基‑3,5‑二甲基嗪反应制得。本发明的化合物具有抗肿瘤活性。
Description
技术领域
本发明涉及川芎嗪一叶萩碱二聚体及其制备方法与作为抗癌药的应用。
背景技术
一叶萩型生物碱（Securinega alkaloid）具有独特的结构和广泛的活性，其主要来源于大戟科植物白饭树（Flueggea virosa）和一叶萩（Securinega suffruticosa）。草本植物一叶萩和白饭树以及它们的主要生物碱成分—一叶萩碱（securinine）在中国和俄罗斯已经投入于临床使用。特别是在中国，草本一叶萩被列为 50 种基本中草药之一而治疗疾病。
一叶萩碱及其衍生物，被报道具有神经生物学、抗肿瘤、促分化、抗疟疾、抗虫、抗菌、抗氧化等生物学活性。上个世纪 90 年代，有很多关于一叶萩碱抗肿瘤活性的报道，比如：抑制小鼠癌肉瘤 180 细胞的生长，能诱导 HL-60、SW480、MCF-7和 K562细胞凋亡。能够选择性诱导 p53 缺陷的结肠癌细胞凋亡等，可作为一种潜在的癌治疗剂。
近几年，一批新型一叶萩型生物碱二聚体和低聚体的发现，将一叶萩型生物碱抗肿瘤的研究推上一个新的热潮。特别是这种自我聚合的低聚体模式，在天然植物界中并不多见，这种新颖的结构强烈吸引了圈内科学家们的关注。一叶萩碱的结构复杂，反应性较差。但一叶萩碱分子结构中的α，β-不饱和-γ-内酯环的末端不饱和双键，能够被亲核试剂进攻，是发生化学反应以得到修饰产物的关键部位。2008 年 Klochkovd 以耐水性路易斯酸 Yb(OTf)3为催化剂，向一叶萩碱分子中引入不同的活性基团，选择性地得到了一系列空间构型为α的一叶萩碱衍生物且部分化合物具有较好的生物活性（Chemistry ofNaturalCompounds, 2008, 44 (2): 197-202 ）。
本发明基于天然的二聚体、低聚体的新颖结构和生物活性，使一叶萩碱与具有抗癌等多种靶点、多种生物活性的川芎嗪拼合，制备了一种川芎嗪一叶萩碱二聚体，该类川芎嗪一叶萩碱二聚体具有良好的抗癌活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种川芎嗪一叶萩碱二聚体，其具有良好的抗癌活性。
本发明的另一目的在于提供所述川芎嗪一叶萩碱二聚体的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述川芎嗪一叶萩碱二聚体的抗癌用途。
以下对本发明进行详细描述。
本发明提供川芎嗪一叶萩碱二聚体，如下式所示：
式中，n = 2，m = 2；n = 0，m = 2, 3, 4, 5, 6。
作为优选方案，本发明的川芎嗪一叶萩碱二聚体选自以下化合物：
本发明还提供了通式（I）的化合物的制备方法，步骤如下式所示：
式中，n = 2，m = 2；n = 0，m = 2, 3, 4, 5, 6；碱为NaHCO3，KHCO3，Na2CO3，K2CO3。
本发明的川芎嗪一叶萩碱二聚体在抗癌药物中的应用。
通过以下实施例进一步举例说明本发明，但应注意本发明的范围并不受这些实施例的任何限制。
具体实施方式
实施例1
化合物（1）的制备：
将136mg(1mmol)川芎嗪加入到8mL1,4-二氧六环中，再加入224mg(2mmol)SeO2 ,110℃反应6h，过滤，减压蒸干，柱层析纯化（乙酸乙酯：石油醚1:15），制得2,4-二醛基-3,5-二甲基嗪，收率41%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ10.22(s,2H),2.92(s,6H)。
将136mg(1mmol)2,4-二醛基-3,5-二甲基嗪加入到8mL二氯甲烷中，慢慢加入424mg(2mmol)NaBH(OAc)3,室温反应4h，加入10mL水，分层，二氯甲烷萃取，干燥，浓缩，柱层析纯化（乙酸乙酯：石油醚1:3），制得2,4-二羟甲基-3,5-二甲基嗪，收率67.5%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ5.43(d,J=5.7Hz, 2H),4.67(d,J=5.7Hz, 2H),2.72(s,3H),2.62(s,3H)。
将168mg(1mmol)2,4-二羟甲基-3,5-二甲基嗪加入到8mL二氯甲烷中，冷至0℃，加入540mg(2mmol)PBr3,反应3h，倾入10mL水中，二氯甲烷萃取，干燥，浓缩，得2,4-二溴甲基-3,5-二甲基嗪，不经纯化，直接使用。
将217mg(1mmol)一叶秋碱和183mg(1.5mmol)单哌嗪盐酸盐加入到10mL甲醇和62mg(0.1mmol)Yb(OTf)3的混合体系中，室温搅拌反应3天，TLC监测反应完毕，加入100mg(1.2mmol)NaHCO3粉末，继续搅拌12h，减压浓缩至干，残渣加入10mL苯，搅拌10min,快速过中性Al2O3柱除盐，浓缩，硅胶层析柱纯化（苯：丙酮：氨水 = 10：1：2滴），制得中间体（III），收率为79%。
将303mg(1mmol)中间体（III）溶于10mL氯仿中，加入166mg(1.2mmol)K2CO3和146.3mg(0.5mmol)2,4-二溴甲基-3,5-二甲基嗪，搅拌，加热回流6h，过滤，浓缩，柱层析纯化（CH2Cl2:CH3OH = 100:1），得到化合物（1），收率84%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ5.50(d,J=2.1Hz, 2H),3.81(s,4H),3.10(d,J=6.7Hz,2H),2.98(m,2H),2.95(ddd,J=10.7,10.7,3.7Hz,2H),2.91(s,6H),2.80(dd,J=8.9,6.5,1.5Hz,2H),2.67(m,16H),2.58(dd,J=11.1,6.7Hz,2H),2.52(d,J=10.7Hz,2H),2.32(dd,J=11.8,2.7Hz,2H),2.25(ddd,J=16.0,8.9,2.1Hz,2H),2.20(m,2H),1.60(m,2H),1.40(dd,J=11.7Hz,2H),1.10-1.20(m,8H)。
实施例2
化合物（2）的制备：
用144mg(1.5mmol)乙二胺单盐酸盐代替183mg(1.5mmol)单哌嗪盐酸盐；用240mg(2.4mmol)KHCO3粉末代替166mg(1.2mmol)K2CO3粉末，其他操作同实施例1，制得化合物（2），收率61%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ5.51(d,J=2.1Hz,2H),3.81(s,4H),3.10(d,J=6.7Hz,2H),2.98(m,2H),2.96(ddd,J=10.7,10.7,3.7Hz,2H),2.90(s,6H),2.80(dd,J=8.9,6.5,1.5Hz,2H),2.66(m,8H),2.58(dd,J=11.1,6.7Hz,2H),2.52(d,J=10.7Hz,2H),2.32(dd,J=11.8,2.7Hz,2H),2.25(ddd,J=16.0,8.9,2.1Hz,2H),2.20(m,2H),1.60(m,2H),1.40(dd,J=11.7Hz,2H),1.10-1.20(m,8H)。
实施例3
化合物（3）的制备：
用165mg(1.5mmol)1，3-丙二胺单盐酸盐代替183mg(1.5mmol)单哌嗪盐酸盐；201mg(2.4mmol)NaHCO3粉末代替166mg(1.2mmol)K2CO3粉末，其他操作同实施例1，制得化合物（3），收率60%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ5.50(d,J=2.1Hz,2H),3.81(s,4H),3.10(d,J=6.7Hz,2H),2.98(m,2H),2.96(ddd,J=10.7,10.7,3.7Hz,2H),2.90(s,6H),2.80(dd,J=8.9,6.5,1.5Hz,2H),2.67(m,8H),2.58(dd,J=11.1,6.7Hz,2H),2.52(d,J=10.7Hz,2H),2.32(dd,J=11.8,2.7Hz,2H),2.25(ddd,J=16.0,8.9,2.1Hz,2H),2.20(m,2H),1.81(m,4H),1.60(m,2H),1.41(dd,J=11.7Hz,2H),1.10-1.20(m,8H)。
实施例4
化合物（4）的制备：
用186mg(1.5mmol)1，4-丁二胺单盐酸盐代替183mg(1.5mmol)单哌嗪盐酸盐；用127mg(1.2mmol)Na2CO3粉末代替166mg(1.2mmol)K2CO3粉末，其他操作同实施例1，制得化合物（4），收率57%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ5.50(d,J=2.1Hz,2H),3.81(s,4H),3.11(d,J=6.7Hz,2H),2.98(m,2H),2.95(ddd,J=10.7,10.7,3.7Hz,2H),2.90(s,6H),2.80(dd,J=8.9,6.5,1.5Hz,2H),2.67(m,8H),2.58(dd,J=11.1,6.7Hz,2H),2.52(d,J=10.7Hz,2H),2.32(dd,J=11.8,2.7Hz,2H),2.26(ddd,J=16.0,8.9,2.1Hz,2H),2.20(m,2H),1.64(m,8H),1.60(m,2H),1.40(dd,J=11.7Hz,2H),1.10-1.20(m,8H)。
实施例5
化合物（5）的制备：
用207mg(1.5mmol)1，5-戊二胺单盐酸盐代替183mg(1.5mmol)单哌嗪盐酸盐，其他操作同实施例1，制得化合物（5），收率55%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ5.51(d,J=2.1Hz,2H),3.81(s,4H),3.10(d,J=6.7Hz,2H),2.98(m,2H),2.96(ddd,J=10.7,10.7,3.7Hz,2H),2.90(s,6H),2.80(dd,J=8.9,6.5,1.5Hz,2H),2.66(m,8H),2.58(dd,J=11.1,6.7Hz,2H),2.52(d,J=10.7Hz,2H),2.32(dd,J=11.8,2.7Hz,2H),2.25(ddd,J=16.0,8.9,2.1Hz,2H),2.20(m,2H),1.64(m,8H),1.60(m,2H),1.41(dd,J=11.7Hz,2H),1.30(m,4H),1.10-1.20(m,8H)。
实施例6
化合物（6）的制备：
用228mg(1.5mmol)1，6-己二胺单盐酸盐代替183mg(1.5mmol)单哌嗪盐酸盐，其他操作同实施例1，制得化合物（6），收率57%。1H NMR（300MHz，CDCl3）δ5.50(d,J=2.1Hz,2H),3.81(s,4H),3.11(d,J=6.7Hz,2H),2.98(m,2H),2.96(ddd,J=10.7,10.7,3.7Hz,2H),2.90(s,6H),2.80(dd,J=8.9,6.5,1.5Hz,2H),2.67(m,8H),2.58(dd,J=11.1,6.7Hz,2H),2.52(d,J=10.7Hz,2H),2.32(dd,J=11.8,2.7Hz,2H),2.25(ddd,J=16.0,8.9,2.1Hz,2H),2.20(m,2H),1.63(m,8H),1.60(m,2H),1.41(dd,J=11.7Hz,2H),1.31(m,8H),1.10-1.20(m,8H)。
实施例7
本发明典型的化合物的抗肿瘤活性实验及结果
将HL60细胞株、K562细胞株、HOS-8603细胞株和SHG-44细胞株（5×104cell / mL）分别接种于96孔培养板中（100uL/孔），置于37℃、5% CO2温箱内培养4h，加入含系列递比稀释浓度的川芎嗪一叶萩碱二聚体及对照药一叶萩碱。置于37℃、5% CO2的饱和湿度的温箱内培养24小时。加入5mg/mL的MTT（20uL/孔），混匀后于37℃、5% CO2条件下孵育4小时。加入DMSO（150uL/孔）溶解，用酶标仪测定吸光度（OD值）。计算化合物对细胞的抑制率IC50（ug/mL）。
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%
Claims (4)
1.一种川芎嗪一叶萩碱二聚体，其特征在于，结构如式（I）所示：
式中，n = 2，m = 2；n = 0，m = 2, 3, 4, 5, 6。
2.根据权利要求1所述的川芎嗪一叶萩碱二聚体，其特征在于：所述式（I）优选下列化合物：
3.根据权利要求1所述的川芎嗪一叶萩碱二聚体，其特征在于：所述式（I）的制备方法包括以下步骤：
式中，n = 2，m = 2；n = 0，m = 2, 3, 4, 5, 6；碱为NaHCO3，KHCO3，Na2CO3，K2CO3。
4.根据权利要求 1所述的式（I）的川芎嗪一叶萩碱二聚体在制备抗癌药物中的应用。
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