章玉平，閆 晴，汪蘭蘭，劉 媛，陳 龍，陳超越

(安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽淮南 232001)

歐前胡素及其衍生物是廣泛存在于植物中的一類線型呋喃香豆素，其結(jié)構(gòu)特點是在線型呋喃香豆素母環(huán)的8-位氧原子上連接有一個含有烯烴雙鍵的側(cè)鏈(Scheme 1)。該類化合物表現(xiàn)出多種生物活性，如細胞毒性、植物毒性、光敏性、殺蟲活性、抗菌活性以及防霉性能等［1-4］，并且某些歐前胡素衍生物已經(jīng)應(yīng)用于臨床治療皮膚病、皮膚T細胞淋巴瘤和自身免疫性疾病等［1-4］。

歐前胡素及其衍生物的合成通常采用“保護”和“去保護”策略［3-10］(Scheme 1)。即首先通過初始原料的O-烷基化反應(yīng)將酚羥基用甲基或芐基“保護”起來，隨后發(fā)生系列反應(yīng)合成歐前胡素母環(huán)結(jié)構(gòu)，接著用三溴化硼、三氯化鋁或者催化加氫脫烷基化(“去保護”)使8-位酚羥基游離出來，最后再通過O-烷基化反應(yīng)在該位置重新引入各種不同的烷基取代基。這種“保護-去保護”策略使得反應(yīng)路線增長，同時“去保護”反應(yīng)步驟的“原子經(jīng)濟性”較低，不符合綠色化學(xué)的原則。

Scheme 1

Scheme 2

本文以焦性沒食子酸和乙酰乙酸乙酯為原料，在12.0 mol·L-1硫酸作用下經(jīng) Pechmann 反應(yīng)制得7，8-二羥基-4-甲基香豆素(1);1與兩分子氯丙酮在碳酸鉀作用下經(jīng)Williamson成醚反應(yīng)制得7，8-O-二丙酮基氧基-4-甲基香豆素(2);2在異丙醇中與氫氧化鈉作用閉環(huán)得到側(cè)鏈為丙酮基的歐前胡素衍生物8-O-丙酮基-4，4'-二甲基花椒毒酚(3);3經(jīng)硼氫化鈉還原制得8-O-異丙醇基-4，4'-二甲基花椒毒酚(4);4經(jīng)對甲苯磺酸脫水合成了8-O-烯丙基-4，4'-二甲基花椒毒酚(5，Scheme 2)，總收率 32.0%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和ESI-MS表征。并研究了5對人肝癌HepG2、結(jié)腸癌HCT、子宮癌SA和宮頸癌SiHa細胞的抗增殖活性。

該方法在1中一次性引入兩個丙酮基，其中一個用于形成呋喃環(huán)，另一個8-位酚羥基上的丙酮基不采用“去保護”方法脫烷基化，而是利用還原、脫水方法將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄┍湶⒆罱K合成5。該合成策略充分利用了8-O-丙酮基基團，縮短了反應(yīng)步驟，提高了反應(yīng)的“原子經(jīng)濟性”。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Yanaco型顯微熔點儀(溫度未校正);Brucker ARX-300(300 MHz)型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標);Finnigan-Mat LCQ mass spectrometer型質(zhì)譜儀(ESI電離源)。

薄層層析用硅膠(GF254)和柱層析用硅膠(200目～300目)，青島海洋化工廠;其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1)1的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入焦性沒食子酸8.83 g(70.0 mmol)，乙酰乙酸乙酯 9.37 g(72.0 mmol)和 12.0 mol·L-1硫酸 120 mL，攪拌下于室溫反應(yīng)15 h。倒入冰水(200 mL)中，抽濾，濾餅用冷水洗滌，用甲醇重結(jié)晶得白色固體1 12.0 g，收率89.2%，m.p.241 ℃ ～243 ℃ (242℃ ～244℃［11］);1H NMR(DMSO-d6)δ:10.06(br s，1H)，9.29(br s，1H)，7.07(d，J=8.7 Hz，1H)，6.80(d，J=8.7 Hz，1H)，6.11(s，1H)，2.34(s，3H)。

(2)2的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入丙酮120 mL和1 7.23 g(37.6 mmol)，攪拌使其溶解;加入無水碳酸鉀13.0 g(94.0 mmol)，緩慢滴加一氯丙酮 8.70 g(94.0 mmol)，滴畢;回流反應(yīng) 24 h。冷卻至室溫，抽濾，濾渣分別用丙酮和二氯甲烷洗滌，合并濾液和洗液，減壓濃縮后經(jīng)硅膠柱層析［洗脫劑:A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=1∶1］純化得白色固體2 7.24 g，收率63.3%，m.p.122 ℃ ～124℃;1H NMR δ:7.28(d，J=8.9 Hz，1H)，6.74(d，J=8.9 Hz，1H)，6.18(d，J=1.1 Hz，1H)，4.74(s，2H)，4.74(s，2H)，2.41(s，3H)，2.39(s，3H)，2.28(s，3H);13C NMR δ:205.5，203.4，160.0，152.8，152.6，147.4，135.0，119.9，115.6，112.9，109.6，77.8，73.6，26.7，26.4，18.8;ESI-MSm/z:303.10{［M -H］-}。

(3)3的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入1.0 mol·L-1氫氧化鈉溶液 50 mL，異丙醇 50 mL 和 2 4.11 g(13.5 mmol)，氮氣保護，攪拌下回流反應(yīng)12 h。冷卻至室溫，用 2.0 mol·L-1鹽酸酸化，過濾，濾餅用水洗滌，經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1∶2)純化得白色鱗片狀固體 3 2.80 g，收率 72.5%，m.p.136℃ ～ 138 ℃;1H NMR δ:7.44(d，J=1.2 Hz，1H)，7.36(s，1H)，6.24(d，J=0.9 Hz，1H)，5.00(s，2H)，2.50(d，J=0.9 Hz，3H)，2.38(s，3H)，2.26(d，J=1.2 Hz，3H);13C NMR δ:205.1，160.3，153.1，146.9，143.0，142.3，130.8，127.4，117.3，116.1，113.3，108.4，77.0，26.4，19.4，7.8;ESI-MSm/z:308.85{［M+Na］+}，595.05{［2M+Na］+}。

(4)4的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入異丙醇100 mL和3 2.29 g(8.0 mmol)，于 50 ℃攪拌使其溶解;降溫至30 ℃，加入硼氫化鈉0.15 g(3.95 mmol)，反應(yīng)1 h。傾入50 mL冰水中，用稀鹽酸調(diào)至pH 6～7(有大量氣泡冒出)。減壓除去大部分異丙醇，用氯仿(3×50 mL)萃取，合并萃取液，依次用蒸餾水(2×50 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓旋干溶劑后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1∶2)純化得白色固體4 1.97 g，收率85.4%，m.p.187 ℃ ～189℃;1H NMR(DMSO-d6)δ:7.85(s，1H)，7.58(s，1H)，6.31(s，1H)，4.83(d，J=4.5 Hz，1H)，4.31 ～ 4.27(m，1H)，4.14 ～ 4.09(m，1H)，4.01 ～3.93(m，1H)，2.47(m，3H)，2.22(m，3H)，1.20(d，J=6.3 Hz，3H);13C NMR(DMSO-d6)δ:160.1，154.4，147.5，144.2，143.9，127.4，117.4，116.2，113.0，109.5，105.7，78.8，65.6，20.5，19.3，7.9;ESI-MSm/z:311.35{［M+Na］+}。

(5)5的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入甲苯30 mL，4 1.15 g(4.0 mmol)和對甲苯磺酸 0.10 g(0.6 mmol)，攪拌下回流反應(yīng)1.5 h。蒸除溶劑后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=2∶1)純化得棕黃色固體5 0.99 g，收率 91.4%，m.p.138 ℃ ～ 141 ℃;1H NMR δ:7.45(d，J=1.2 Hz，1H)，7.34(s，1H)，6.23(s，1H)，6.23 ～6.05(m，1H)，5.39(dd，J=17.1 Hz，1.5 Hz，1H)，5.21(dd，J=10.2 Hz，1.5 Hz，1H)，4.97(d，J=6.0 Hz，2H)，2.49(s，3H)，2.26(d，J=1.2 Hz，3H);13C NMR δ:160.5，153.1，148.0，143.2，142.8，133.5，131.0，127.2，118.6，117.0，116.0，113.1，108.2，74.1，19.3，7.7;ESI-MSm/z:293.38{［M+Na］+}。

1.3 活性測試

人類肝癌HepG2、結(jié)腸癌HCT、子宮癌SA、人宮頸癌SiHa細胞株培養(yǎng)于含體積分數(shù)為5%小牛血清的DEME培養(yǎng)液中，于37℃及體積分數(shù)為10%CO2條件下常規(guī)傳代培養(yǎng)。選擇對數(shù)生長期細胞，以7 000個/孔的密度接種于96孔板，加所合成的補骨脂素衍生物，每組藥物設(shè)3個復(fù)孔，并設(shè)一組不加藥物的癌細胞懸液為對照組，3孔只加培養(yǎng)液作調(diào)零孔。于37℃，100%相對濕度和5%CO2培養(yǎng)48 h后，各孔加 MTT 20 μL，培養(yǎng)4 h。加甲臜溶解液，置酶標儀上測定各孔在570 nm波長處吸光度值。實驗至少重復(fù)三次，取平均值，以化合物濃度的對數(shù)值對抑制率作線性回歸，計算半數(shù)增殖抑制濃度(IC50)［12］。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

在1的Williamson成醚反應(yīng)中，產(chǎn)物除2外，還有2中兩個丙酮基發(fā)生分子內(nèi)羥醛縮合反應(yīng)的副產(chǎn)物(A)，與文獻［13］報道的結(jié)果相似。

在2的環(huán)化反應(yīng)中，我們發(fā)現(xiàn)分離得到的A也能在 1.0 mol·L-1NaOH/異丙醇體系中生成3，表明A在這一反應(yīng)體系中能夠發(fā)生逆羥醛縮合反應(yīng)，重新轉(zhuǎn)化為2，并最終生成3。為此，我們在Williamson成醚反應(yīng)后，無需分離純化2，只需減壓除去溶劑異丙醇，抽濾收集固體，直接進行下步成環(huán)反應(yīng)中，簡化了操作步驟并提高了收率。

2.2 細胞毒活性

5的細胞毒活性測試結(jié)果見表1。由表1可見，5對人類肝癌細胞株HepG2、結(jié)腸癌細胞株HCT和子宮癌SA細胞均表現(xiàn)出一定的抗增殖活性，但對人宮頸癌SiHa細胞株無抑制活性。抗增殖活性順序為:HepG2＞HCT＞SA，其中對HepG2的抗增殖活性最高，其 IC50值為(27.57±1.00)μmol·L-1。

表1 5的抗增殖活性Table 1 Antiproliferative activities of 5

3 結(jié)論

采用Pechmann反應(yīng)、Williamson成醚反應(yīng)、成環(huán)、還原和脫水等反應(yīng)簡便合成了8-O-烯丙基-4，4'-二甲基花椒毒酚(5)，避免了“保護-脫保護”合成策略反應(yīng)路線長、原子經(jīng)濟性低的缺點?？乖鲋郴钚詼y試結(jié)果表明，5對人類肝癌細胞HepG2、結(jié)腸癌細胞HCT和子宮癌細胞SA均表現(xiàn)出一定的抗增殖活性，其中對HepG2的抑制活性最高，IC50值為(27.57 ±1.00)μmol·L-1。

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