姚 昊, 楊 勝, 彭長(zhǎng)江, 張 靖, 雷先貴, 楊金山, 胡 穎, 王周玉

(西華大學(xué) 化學(xué)系，四川 成都 610039)

目前，惡性腫瘤是全世界人類死亡的主要原因之一，腫瘤免疫治療被認(rèn)為是繼手術(shù)、化療、放療及靶向治療后腫瘤治療領(lǐng)域的一場(chǎng)革新。吲哚胺-2,3-雙加氧酶已被證實(shí)是一個(gè)抑制惡性腫瘤形成和提高腫瘤免疫治療效果的新靶點(diǎn)，吲哚胺-2,3-雙加氧酶抑制劑是一種很有前景的抗腫瘤免疫治療藥物[1-8]。但到目前為止，還沒(méi)有相關(guān)藥物上市，因此開(kāi)發(fā)新型的具有成藥潛力的吲哚胺-2,3-雙加氧酶抑制劑對(duì)腫瘤的治療具有重要意義。

含有咪唑基團(tuán)的二級(jí)胺既是大量天然產(chǎn)物和藥物的重要中間體，也是許多活性分子的重要結(jié)構(gòu)單元[9-11]。通過(guò)分析吲哚胺-2,3-雙加氧酶-小分子復(fù)合物的X-衍射晶體結(jié)構(gòu)，利用分子對(duì)接技術(shù)發(fā)現(xiàn)3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物和吲哚胺-2,3-雙加氧酶能發(fā)生有效結(jié)合，其產(chǎn)物可能是高效的吲哚胺-2,3-雙加氧酶抑制劑。鑒于此，本文設(shè)計(jì)了4種新型3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物6、7、9和10。以4-咪唑甲醛為原料，通過(guò)保護(hù)、格氏反應(yīng)、?；⑷〈?、脫甲基或甲酯共5步反應(yīng)合成了4種新型3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物，5步總收率分別為21%、 18%、 22%和24%，終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR和HR-MS(ESI)確證。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

SGW-4型熔點(diǎn)儀； Bruker-400 MHz型核磁共振儀；SCIEX X500R QTOF型質(zhì)譜儀；ZF-6型三用紫外分析儀。

4-咪唑甲醛，成都瑞歐克科技有限公司；3-氟苯基溴化鎂，上海麥克林生化科技有限公司；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 中間體2的合成

將4-咪唑甲醛1960 mg(10 mmol)加入到反應(yīng)瓶中，冰浴冷卻10 min后，將三乙胺278 μL(2.0 mmol)加入到反應(yīng)瓶中，混合液在冰水浴下攪拌5 min。然后將二碳酸二叔丁酯2.4 g(11 mmol)加入到反應(yīng)瓶中，于室溫反應(yīng)過(guò)夜(薄層色譜檢測(cè))。蒸除溶劑，殘余物經(jīng)氧化鋁柱層析[洗脫劑：V(PE)/V(EA)=2/1]純化得中間體2。

(2) 中間體3的合成

稱量中間體2980.4 mg(5.0 mmol)置于三頸燒瓶中，用氬氣換氣，加入冷卻的重蒸四氫呋喃20 mL后于-78 ℃下冷卻2 h，再向反應(yīng)瓶中滴加3-氟苯基溴化鎂6.5 mL(6.5 mmol)，滴畢，繼續(xù)反應(yīng)1 h后自然升溫到室溫繼續(xù)反應(yīng)(薄層色譜檢測(cè))。用飽和食鹽水淬滅反應(yīng)，加入乙酸乙酯，分液，有機(jī)相用無(wú)水MgSO4干燥，減壓除去溶劑，殘余物經(jīng)氧化鋁柱層析[洗脫劑：V(PE)/V(EA)=1/1]純化得中間體3。

(3) 中間體4的合成

將3876.0 mg(3.0 mmol)溶于二氯甲烷15 mL中，冰水浴條件下攪拌5 min后加入三乙胺2.16 mL(15.6 mmol)繼續(xù)攪拌5 min后加入乙酰氯490.6 μL(6.9 mmol)，繼續(xù)反應(yīng)過(guò)夜(薄層色譜檢測(cè))。減壓除去溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：V(PE)/V(EA)=6/1]純化得中間體4。

(4) 中間體5和8的合成

將中間體4100 mg(0.37 mmol)溶于甲醇1 mL中，依次加入碳酸鉀255.7 mg(1.85 mmol)和氨基衍生物(0.44 mmol)，室溫下反應(yīng)4 h。加水10 mL，用乙酸乙酯(3×15 mL)萃取，合并有機(jī)層，用無(wú)水MgSO4干燥，減壓除去溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：V(DCM)/V(MeOH)=50/1]純化得中間體5和8。

(5) 化合物6和7的合成

將中間體5(0.2 mmol)溶于二氯甲烷2 mL中，加入三溴化硼200 μL，室溫下反應(yīng)至終點(diǎn)(薄層色譜檢測(cè))。減壓除去溶劑，殘余物加入飽和碳酸氫鈉溶液，用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有機(jī)相，依次用飽和氯化鈉溶液洗滌，無(wú)水硫酸鎂干燥，減壓除去溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：V(DCM)/V(MeOH)=30/1]純化得終產(chǎn)物6，總收率21%;1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 11.95(s, 1H), 8.45(s, 1H), 7.58(s, 1H), 7.35～7.25(m, 3H), 7.01(t,J=7.8 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.50(t,J=10.4 Hz, 4H), 5.62(d,J=6.4 Hz, 1H), 5.47(d,J=6.4 Hz, 1H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 163.9, 161.5, 149.1, 140.9, 135.5, 130.4, 130.3, 123.8, 123.8, 115.9, 115.0, 114.3, 114.1, 113.8, 113.6, 56.1； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C16H15N3OF{[M+H]+}284.1194, found 284.1186。

用類似的方法合成化合物7，總收率18%;1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 12.02(s, 1H), 8.98(s, 1H), 7.63(s, 1H), 7.44～7.24(m, 3H), 7.06(dd,J=12.0 Hz, 4.7 Hz, 1H), 6.82(m, 2H), 6.03(m, 1H), 5.97～5.88(m, 1H), 5.56(d,J=12.0 Hz, 2H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 164.0, 161.5, 154.4, 146.5, 144.3, 136.3, 135.7, 130.7, 123.4, 114.9, 114.7, 114.1, 113.9, 102.6, 101.2, 67.5； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C16H13N3OF2{[M+H]+}302.1164, found 302.1169。

(6) 化合物9和10的合成

將中間體8(0.2 mmol)溶于四氫呋喃2 mL，加入氫氧化鈉(1.0 mmol)，于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(薄層色譜檢測(cè))。調(diào)pH至中性，用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有機(jī)相，依次用飽和氯化鈉溶液洗滌，無(wú)水硫酸鎂干燥，減壓除去溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：V(DCM)/V(MeOH)=30/1]純化得終產(chǎn)物9，總收率22%；1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 7.91(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.79(s, 1H), 7.48(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.43～7.33(m, 2H), 7.30(d,J=7.7 Hz, 1H), 7.10(td,J=8.4 Hz, 8.4 Hz, 1H), 6.99(s, 1H), 4.98(s, 1H), 3.80(s, 2H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 167.7, 163.9, 161.4, 135.8, 130.7, 130.6, 130.2, 129.7, 129.0, 124.4, 115.0, 114.7, 114.7, 114.5, 58.8, 50.4； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C18H17N3O2F{[M+H]+}326.1299, found 326.1294。

用類似的方法合成化合物10，總收率24%;1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 8.03(s, 2H), 7.92(d,J=7.6 Hz, 1H), 7.62(d,J=7.6 Hz, 1H), 7.52～7.39(m, 4H), 7.24～7.14(m, 2H), 5.35(s, 1H), 3.99(s, 2H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 167.6, 163.8, 161.3, 136.4, 134.5, 131.5, 131.0, 129.5, 129.1, 124.9, 116.8, 115.7, 115.5, 115.3, 58.4, 49.9； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C18H17N3O2F{[M+H]+}326.1299, found 326.1291。

2 結(jié)果與討論

2.1 2的合成

在合成中間體2時(shí)，產(chǎn)物分離需用氧化鋁進(jìn)行柱層析，如果使用硅膠柱，收率會(huì)大大降低，原因是部分產(chǎn)物的叔丁氧羰基會(huì)在硅膠的作用下脫除。

2.2 5和8的合成

目標(biāo)化合物合成過(guò)程中，中間體5和8的合成非常關(guān)鍵。含咪唑基團(tuán)的二級(jí)胺應(yīng)用廣泛，但受咪唑基團(tuán)的影響，酮的還原胺化、亞胺還原及磺酰酯的取代反應(yīng)等常用制備二級(jí)胺的方法[12-17]并不適合這類二級(jí)胺的合成。我們最早設(shè)計(jì)了兩條路線制備中間體5和8：一是將中間體3氧化成相應(yīng)的咪唑基酮，然后直接還原胺化或者衍生成亞胺；二是將中間體3與甲磺酰氯或苯磺酰氯反應(yīng)制備成磺?；〈锶缓笤龠M(jìn)行氨基取代。但是兩種方法均未得到目標(biāo)化合物。所以，尋找新的合成含咪唑基團(tuán)的二級(jí)胺具有重要意義。

過(guò)渡金屬催化烯丙基酯的胺取代反應(yīng)有很多報(bào)道[18-20]，但是未見(jiàn)咪唑基酯的胺取代反應(yīng)。我們將磺酰氯換成乙酰氯，得到了高收率的含咪唑基的乙?；〈?。乙?；〈?和胺發(fā)生取代反應(yīng)可一步得到脫保護(hù)基的中間體5和8(Scheme 2)。對(duì)這一步胺取代反應(yīng)的條件進(jìn)行了篩選，具體結(jié)果見(jiàn)表1。首先以N,N-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑，對(duì)不同的堿進(jìn)行了考察，結(jié)果顯示：以二乙基胺、三乙烯二胺、三乙胺和碳酸鈉為堿得不到任何產(chǎn)物；以碳酸鉀為堿得到了44%未脫保護(hù)基的取代產(chǎn)物11和脫掉保護(hù)基的取代產(chǎn)物5a。隨后篩選了不同溶劑對(duì)反應(yīng)的影響，研究發(fā)現(xiàn)：在甲醇做溶劑中可得到74%的脫除保護(hù)基的取代產(chǎn)物5a；在二氯甲烷、乙酸乙酯及四氫呋喃中得不到任何產(chǎn)物；在乙醇中得到以5a為主的混合產(chǎn)物；在乙腈中得到以11為主的混合產(chǎn)物。所以，胺在碳酸鉀為堿、甲醇為溶劑條件下可親核取代酯基，同時(shí)脫叔丁氧羰基制備咪唑基二胺衍生物。

Scheme 2

表1 胺取代反應(yīng)的條件篩選

以4-咪唑甲醛為原料，合成了4種新型3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型吲哚胺-2,3-雙加氧酶抑制劑奠定了基礎(chǔ)。