CN115925530B

CN115925530B - 3,4-二氢萘-1(2h)-酮化合物、制备方法及应用

Info

Publication number: CN115925530B
Application number: CN202210768217.1A
Authority: CN
Inventors: 侯云
Original assignee: Binzhou Medical College
Current assignee: Binzhou Medical College
Priority date: 2022-07-01
Filing date: 2022-07-01
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2042-07-01
Also published as: CN115925530A

Abstract

本发明公开了如式(Ⅰ)所示的3,4‑二氢萘‑1(2H)‑酮化合物、制备方法及应用。本发明所述的3,4‑二氢萘‑1(2H)‑酮化合物显示了较好的抗肝癌活性，可作为高效低毒的抗肝癌药物。

Description

3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及化合物领域，特别涉及3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物、制备方法及应用。

背景技术

α,β-不饱和酮是药物合成常用的官能团或关键的中间体，被广泛应用于医药等领域。天然产物姜黄素(Curcumin)及其衍生物因具有两个α,β-不饱和酮药效团，可与肿瘤细胞中巯基化合物发生连续两次烷基化反应而发挥了抗肿瘤作用，但稳定性差、生物利用度低、假阳性等问题，限制了其临床应用。

为了提高其生物活性和生物利用度，以姜黄素为基础的结构改造、修饰及其药物制剂研究，成为当前的研究热点。如将姜黄素中间的二酮结构用N-取代-4-哌啶酮基团替换，发现其生物活性更好、生物利用度较高的3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮，表现出显著的抗肿瘤活性和抗炎活性；分别将3,4-二氢-苯并[b]氧杂-5(2H)-酮、7-甲氧基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮与芳醛通过Claisen-Schmidt缩合反应得到含有α,β-不饱和酮药效团的苯并[b]氧杂/>衍生物(Benzoxepane derivatives，10i)和新型苯亚甲基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮衍生物(3,4-Dihydronaphthalen-1(2H)-one derivative，DHN 6m)，其中10i可以通过抑制PKM2介导的糖酵解及NLRP3的激活发挥抗炎作用；DHN 6m可以通过抑制NF-кB活化发挥抗神经炎症和抗肝癌活性，但是抗炎和抗肿瘤活性有待进一步提升。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的问题，本发明提供了3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物、制备方法及应用。本发明通过双α,β-不饱和酮和双活性基团，提升3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物抗肿瘤和抗炎活性。

技术方案：本发明所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物，其结构如式(Ⅰ)所示：

其中，所述R选自C₁-C₄烷氧基或卤素。

本发明所述的C₁-C₄烷氧基包括甲基氧基、乙基氧基、丙基氧基或者丁基氧基，本发明所述的丙基包括了正丙基以及异丙基，本发明所述的丁基包括正丁基、异丁基、仲丁基以及叔丁基。

本发明所述的卤素包括氟、氯、溴、碘。

作为本发明的一种优选实施方式，所述R选自甲氧基、F、Cl、Br或I。

作为本发明的一种具体实施方式，结构如下所示：

本发明所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物的制备方法，包括以下步骤：

将反应物1间苯二甲醛以及反应物2溶于有机溶剂中，加入催化剂，在常温常压下反应12～36h，反应结束后，对产物提纯，得到3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物，其中，所述R选自C₁-C₄烷氧基或卤素。

本发明所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物反应式如下所示：

作为本发明的一种优选实施方式，所述有机溶剂为无水乙醇。

作为本发明的一种优选实施方式，所述催化剂为氢氧化钠。

进一步地，作为催化剂的氢氧化钠配置成质量百分比为20％的氢氧化钠溶液加入至反应体系中。

作为本发明的一种优选实施方式，所述反应物2为7-甲氧基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮或者为7-氟-3,4-二氢萘-1(2H)-酮。

作为本发明的一种优选实施方式，所述反应物1与反应物2的摩尔比为：0.8～1.2:1.6～2.5。

作为本发明的一种优选实施方式，所述产物提纯的方法为抽滤提纯或者为柱层析方法提纯。

本发明所述的抽滤提纯方法包括以下步骤：反应结束后，抽滤，用20％的乙醇溶液洗涤沉淀3次，滤饼用无水乙醇重结晶得到目标产物。

本发明所述的柱层析方法提纯包括以下步骤：反应结束后，抽滤，滤饼用硅胶柱层析纯化(V(石油醚)︰V(乙酸乙酯)＝5∶1)，得目标产物。

本发明进一步提供了上述的化合物1和化合物2的合成路线：

本发明所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物在制备治疗肝癌药物中的应用。

除非另有说明，本发明所述的“％”为质量百分浓度。

有益效果：(1)本发明的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物具有优良的抗肿瘤活性，可以作为高效低毒的抗肝癌候选药物；(2)本发明的化合物1和化合物2显示了较好的抗肝癌活性，特别是氟取代的化合物2对HepG2的IC₅₀值达到2.02μmol/L，对正常细胞HHL-5的毒性较小，且能有效抑制LPS诱导的RAW264.7细胞中炎症细胞因子TNF-α、IL-6的释放，表现出较好的抗炎活性；(3)本发明3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物的合成采用的催化剂为氢氧化钠，符合绿色化学的理念，制备方法简单，产率适中，在常温常压下反应即可。

附图说明

图1为化合物1和化合物2的核磁共振氢谱和碳谱，其中，A图为化合物1的核磁共振氢谱，B图为化合物2的核磁共振氢谱，C图为化合物1的核磁共振碳谱，D图为化合物2的核磁共振碳谱。

具体实施方式

一、主要仪器与试剂

仪器：Mid-IR FTIR型红外光谱仪、240c型元素分析仪(美国Perkin Elmer公司)；Bruker 600核磁共振仪(德国Bruker公司)。

试剂：7-甲氧基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮、7-氟-3,4-二氢萘-1(2H)-酮、间苯二甲醛、醋酸、盐酸、乙酸乙酯、氢氧化钠、石油醚、甲醇(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)。

二、化合制备

实施例1：化合物1的合成

50mL圆底烧瓶中，将1.34g(10.0mmol)间苯二甲醛和3.87g(22.0mmol)7-甲氧基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮溶于30mL无水乙醇中，磁力搅拌下缓慢加入5.0mL(20％)NaOH溶液，在常温条件下持续搅拌24h，薄层色谱跟踪(V(二氯甲烷)︰V(石油醚)＝1∶1)检测反应进程。反应结束后，抽滤，用20％的乙醇溶液洗涤沉淀3次，滤饼用无水乙醇重结晶得到3.06g浅黄色的目标产物A，产率68.2％，m.p.188.7～190.2℃。

IR(KBr)，ν，cm^-1：3089(m),3009(m),2973(m),2834(m),1660(s),1595(s),1492(s),1422(s),1251(s),873(s),832(s),759(s),744(s).

¹HNMR(CDCl₃，600MHz)，δ：7.85(s,2H),7.62(d,J＝2.8Hz,2H),7.44(t,J＝2.6Hz，2H),7.17(d,J＝3.9Hz,4H),7.06(d,J＝2.8Hz，2H),3.86(s，6H),3.10(td,J＝6.5,1.7Hz,4H),2.90(td,J＝6.5,1.7Hz,4H).¹³CNMR(DMSO，150MHz)，δ：187.71,158.73,136.16,136.08,136.03,135.93,134.19,131.04,129.84,129.51,128.63,121.67,110.36,55.59,28.06,27.47.

元素分析，C₃₀H₂₈O₄，实测值(计算值)，％：C 79.59(79.62)；H 6.23(6.24)。

实施例2：化合物2的合成

于50mL圆底烧瓶中，将1.34g(10.0mmol)间苯二甲醛和3.61g(22.0mmol)7-氟-3,4-二氢萘-1(2H)-酮溶于30mL无水乙醇中，磁力搅拌下缓慢加入5.0mL(20％)NaOH溶液，在常温条件下持续搅拌24h，薄层色谱跟踪(V(石油醚)︰V(乙酸乙酯)＝5∶1)检测反应进程。反应结束后，抽滤，滤饼用硅胶柱层析纯化(V(石油醚)︰V(乙酸乙酯)＝5∶1)，得1.56g浅黄色固体，产率37.5％，m.p.189.1～191.2℃。

IR(KBr)，ν，cm^-1：3080(m),3023(m),2929(m),1665(s),1586(s),1490(s),1422(s),1251(s),1240(s),883(s),809(s),743(s).

¹HNMR(CDCl₃，600MHz)，δ：7.89(s,2H),7.80(dd,J＝9.1,2.7Hz,2H),7.50(m,2H),7.43(m,2H),7.25(m,2H),7.21(td,J＝8.2,2.8Hz,2H),3.13(td,J＝6.4,1.7Hz,4H),2.94(td,J＝6.4,1.7Hz,4H).¹³CNMR(DMSO，150MHz)，δ：186.82,161.91(d,J＝245.9Hz),138.88(d,J＝3.1Hz),136.64,135.99,135.37,134.97(d,J＝6.8Hz),131.10,130.07(d,J＝7.5Hz),130.02,128.74,120.67(d,J＝22.2Hz),114.24(d,J＝22.2Hz),28.12,27.22.

元素分析，C₂₈H₂₂F₂O₂，实测值(计算值)，％：C 78.41(78.49)；H 5.16(5.18)。

实施例3：抗肿瘤活性测试

选用肝癌细胞HepG2、SMMC-7721、QGY-7703和正常肝细胞HHL-5。采用MTT法，将1×10⁴个/100μL细胞接种在96孔板中，于37℃细胞培养箱内培养24h，然后加入20μL不同浓度(200μg/mL、100μg/mL、10μg/mL、1μg/mL、0.1μg/mL、0.01μg/mL)的化合物1或化合物2，继续培养48h，然后向培养板的每孔中加入10μL MTT溶液，于37℃细胞培养箱中孵育4h后，用多功能酶标仪测定它们的吸光度(OD值)，通过OD值计算化合物的IC₅₀值。姜黄素和DOX作为阳性对照(200μg/mL、20μg/mL、2.0μg/mL、0.20μg/mL、0.020μg/mL)。

三、结果与讨论

3.1化合物合成与结构分析

以7-甲氧基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮、7-氟-3,4-二氢萘-1(2H)-酮分别与间苯二甲醛为原料，通过Claisen-Schmidt缩合反应，纯化后得到双α,β-不饱和酮和双活性基团的化合物1和化合物2。如图1中A图和图1中B图所示，化合物1和化合物2的¹H NMR数据显示，δ7.85、7.88ppm处的单峰对应化合物中-CH＝C-C＝O上的质子氢；δ3.86ppm处的单峰对应化合物1中-OCH₃上的三个质子氢；δ3.10、2.90ppm(1)和3.13、2.94ppm(2)处的两组td峰，对应化合物3,4-二氢萘-1(2H)-酮中两个亚甲基的质子氢，因为化学环境的不同，导致这两组氢分裂为td峰，如化合物1中，耦合常数是6.5,1.7Hz；化合物2中，耦合常数是6.4,1.7Hz。另外，δ7.0～7.8ppm范围内的质子信号对应化合物芳环上的质子氢。如图1中C图和图1中D图所示，化合物1和化合物2的¹³C NMR数据显示，δ187.71和186.82ppm处的单峰，分别对应化合物-C＝O的碳原子。δ28.06,27.47ppm和28.12,27.22ppm处的两组信号，对应化合物中环境不同的两个亚甲基碳原子。在图1的C图中，δ55.59ppm对应化合物1中7-甲氧基的碳原子。158.73ppm处的信号对应化合物1中与甲氧基相连的芳环碳原子。如图1中D图所示，化合物2中氟原子与芳环碳原子的耦合反应，导致了碳信号的分裂，如161.91(d,J＝245.9Hz),138.88(d,J＝3.1Hz),134.97(d,J＝6.8Hz),130.07(d,J＝7.5Hz),120.67(d,J＝22.2Hz),114.24(d,J＝22.2Hz)。红外光谱显示，在1660、1665cm^-1处的强峰为化合物1和化合物2中α,β-不饱和酮的伸缩振动吸收。同时，结合元素分析数据，进一步证实他们结构的正确性。

为便于开展生物活性实验，本文测试了化合物1和化合物2在水和常用有机溶剂中的溶解度。结果显示，两种化合物在二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙酮中溶解度较好，而在水中几乎不溶。因此，为便于细胞实验需要，须用适量的DMSO溶解再用缓冲溶液稀释使用。

3.2抗肿瘤活性及细胞毒性分析

表1化合物1和化合物2的抗肿瘤活性和细胞毒性

^a选择性系数，是化合物对正常肝细胞的IC₅₀值与癌细胞的IC₅₀值的比值。

从表1数据可知，化合物1和化合物2对HepG2、SMMC-7721、QGY-7703等3种肝癌细胞均表现出较好的抗肝癌活性，其IC₅₀值均小于10μmol/L。以DOX和Curcumin作为阳性对照，7-甲氧基取代的双α,β-不饱和酮化合物1对HePG2的IC₅₀值为3.93μmol/L，相对于正常肝细胞HHL-5的选择性系数(SI)为5.18；化合物1对SMMC-7721和QGY-7703的抑制活性相对较弱一些，其IC₅₀值均大于5.0μmol/L，SI＜4。相比而言，7-氟取代的双α,β-不饱和酮化合物2对HePG2的IC₅₀值仅有2.02μmol/L，SI值达到12.19，其抗肿瘤活性优于阳性对照DOX和Curcumin。另外，化合物2对SMMC-7721和QGY-7703也表现出较好的抑制活性，其IC₅₀值达到4.27μmol/L和5.36μmol/L，SI值达到5.77和4.59。说明化合物2对实验用的3种肝癌细胞均表现出较好的抗肝癌活性，且细胞毒性较低。

结构分析显示，化合物1和化合物2均具有双3,4-二氢萘-1(2H)-酮和双α,β-不饱和酮结构单元，而不同的取代基(如-OMe和-F)对分子的抗肝癌活性影响较大，充分体现了取代基效应。对于实验用的3种肝癌细胞HepG2、SMMC-7721、QGY-7703而言，化合物2的抗肝癌活性明显优于化合物1，说明氟原子对于抗肝癌活性有利。

3.3抗炎活性分析

表2化合物1和化合物2对LPS诱导的RAW264.7细胞的细胞存活率和抗炎活性

为了测试化合物1和化合物2的抗炎活性，我们通过MTT和ELISA法测试了化合物对RAW264.7巨噬细胞的细胞毒性以及对LPS诱导的RAW264.7细胞中炎症细胞因子TNF-α、IL-6释放的抑制作用，吡咯烷二硫代甲酸铵盐(PDTC)作为阳性对照。从表2数据可知，化合物1和化合物2对RAW264.7细胞的细胞存活性均大于90％，说明在5μmol/L浓度下，化合物1和2对RAW264.7细胞没有明显的毒性作用。

TNF-α、IL-6是活化的RAW264.7巨噬细胞普遍分泌的促炎症细胞因子。30μMPDTC处理的细胞与单独用LPS处理的细胞相比，细胞中TNF-α、IL-6分泌被抑制了约67.35％和59.12％。而当用5.0μM的化合物处理时，7-甲氧基取代的化合物1表现出一定的抑制活性，对TNF-α、IL-6的抑制率分别为62.70％、45.15％，这两个抑制率略低于阳性对照PDTC。7-氟取代的化合物2表现出明显高于PDTC和化合物1的抗炎活性，对TNF-α、IL-6的抑制率分别为69.26％、60.30％。说明化合物2具有较好的抗炎活性，这可能是因为化合物2种氟原子更容易如细胞活性蛋白或受体之间通过氢键作用结合，导致更加优越的抗炎活性引起的。

从以上结果可以看出，本发明的实施例中通过Claisen-Schmidt缩合反应得到2个双3,4-二氢萘-1(2H)-酮和双α,β-不饱和酮基团的化合物1和化合物2，并通过NMR、FT-IR、元素分析进行了结构表征。MTT法评价了化合物1以及化合物2对HepG2、SMMC-7721、QGY-7703等肝癌细胞的抑制活性和对正常肝细胞HHL-5的细胞毒性，ELISA法评价了化合物对LPS诱导的RAW264.7细胞中炎症细胞因子TNF-α、IL-6释放的抑制作用。结果显示，具有氟原子取代基的化合物2抑制活性高于甲氧基取代的化合物2，特别是化合物2对HePG2的IC₅₀值达到2.02μmol/L，SI值12.19，且对LPS诱导的RAW264.7细胞中炎症细胞因子TNF-α、IL-6释放的抑制作用优于阳性对照PDTC，表现出较好的抗炎活性。本发明的化合物可作为高效低毒的抗肝癌候选药物。

Claims

1.一种3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物，其特征在于，其结构如式(Ⅰ)所示：

2.一种如权利要求1所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将反应物1间苯二甲醛以及7-氟-3,4-二氢萘-1(2H)-酮作为反应物2溶于有机溶剂中，加入催化剂，在常温常压下反应12～36h，反应结束后，对产物提纯，得到3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物。

3.根据权利要求2所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇。

4.根据权利要求2所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠。

5.根据权利要求2所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述反应物1与反应物2的摩尔比为：0.8～1.2:1.6～2.5。

6.根据权利要求2所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述产物提纯的方法为抽滤提纯或者为柱层析方法提纯。

7.如权利要求1所述的3,4-二氢萘-1(2H)-酮化合物在制备治疗肝癌药物中的应用。