蘇紹烊,劉志平,向衛(wèi)華,王小玲,李紅梅
(1.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530007;2.南寧師范大學(xué),廣西 南寧 530001)
開發(fā)新的抗癌或抗菌新藥一直是藥物化學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)方向之一,其中酰腙類化合物與金剛烷衍生物以其自身擁有的獨(dú)特功效,頗具開發(fā)潛力?,F(xiàn)已上市用于臨床的有金剛烷胺、金剛烷乙胺、曲金剛胺等多個(gè)藥物。金剛烷及其衍生物,如金剛烷胺類化合物,具有強(qiáng)的脂溶性,能夠很好地使藥物進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用[1]。據(jù)報(bào)道,此類化合物具有抗流感病毒[2]、抗皰疹病毒[3]、抗慢性丙型肝炎[4-6]、治療帕金森綜合癥等療效[7]。蔡小華課題組[8]以金剛烷為原料,合成了具有較好的抗A2型流感病毒效果的金剛烷乙胺,鄒永課題組[9]以1,3-二甲基金剛烷為原料,經(jīng)溴化、乙酰氨基化、水解和鹽酸酸化,制備得到了癡呆癥治療藥美金剛胺鹽酸鹽。
為了提高酰腙及金剛烷衍生物的藥效,以實(shí)現(xiàn)效能疊加和豐富酰腙類活性先導(dǎo)化合物的種類,本文以金剛烷甲酸為原料,經(jīng)酯化、胺解、縮合3步反應(yīng),合成了4個(gè)金剛烷酰腙類化合物。
合成路線:
BRUKER-300-AVANCE Ⅲ核磁共振儀,X4顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(溫度計(jì)未經(jīng)校正)。
所用試劑均為分析純。
1.2.1 金剛烷甲酸乙酯的合成[10]
100mL圓底燒瓶中加入3.000g金剛烷甲酸,再加入40mL乙醇,然后滴加10mL濃硫酸回流反應(yīng)4h。加入適量的水后用乙酸乙酯萃取,并用飽和NaHCO3溶液洗滌,無水硫酸鎂干燥,減壓濃縮得10.0mL無色油狀液體,密度1.106g?mL-1。
1.2.2 金剛烷甲酰肼的合成
將第1步合成得到的金剛烷甲酸乙酯,加入體積約為其1.1倍的80%水合肼,再加入乙醇溶解,然后在120~130℃油浴回流4h。溶液濃縮,使沉淀析出,抽濾,濾餅用少量水洗滌,烘干,得產(chǎn)物0.904g,產(chǎn)率28.0%(此為第1步、第2步的總產(chǎn)率)。
1.2.3 金剛烷甲酰吲哚-3-甲醛腙4a的合成
稱取0.150g金剛烷甲酰肼于乙醇中攪拌回流溶解,按等當(dāng)量稱取吲哚-3-甲醛溶于乙醇中,用滴液漏斗慢慢滴加入金剛烷甲酰肼溶液中,TLC跟蹤反應(yīng),約5h后反應(yīng)完全。反應(yīng)液靜置冷卻至室溫,有產(chǎn)物析出,抽濾,用少許水洗滌濾餅,收集得到淺黃綠色細(xì)針狀晶體0.108g,產(chǎn)率43.5%。m.p.150~152℃。1H NMR(CDCl3,300MHz)δ:9.76(1H, s,NH),8.97(1H, s, NH), 8.59(1H, s, N=CH), 8.43(1H, d, J=7.8Hz),7.65(1H, s,=CH), 7.45(1H, d, J=8.1Hz), 7.14~7.23(2H,m, Ar-H), 2.07(3H, s, CH×3), 2.02(6H, s, CH2×3),1.78(6H,s, CH2×3)。13C NMR(CDCl3,75MHz)δ:172.9,155.2, 143.9,137.4,126.5,122.7,122.5,120.4,113.5,111.4,56.8,56.8,55.9,39.9,38.9,38.9,38.9,36.4,36.4,36.4,28.0,28.0,28.0。
1.2.4 金剛烷甲酰3,4-二甲氧基苯甲醛腙4b的合成
用合成金剛烷甲酰吲哚-3-甲醛腙的方法合成金剛烷甲酰3,4-二甲氧基苯甲醛腙,得到白色塊狀固體 0.137 g,產(chǎn)率 51.9%。m.p. 155~158℃。1H NMR(CDCl3,300MHz)δ:8.86(1H, s,NH), 8.17(1H,s, N=CH), 7.45(1H, d, J=2.1Hz), 7.05(1H, d, J=1.8,7.8Hz), 6.83(1H, d, J=7.8Hz), 3.92(3H, s, OCH3),3.90(3H, s, OCH3), 2.08(3H, s, CH×3), 1.99(6H, s,CH2×3), 1.75(6H,s, CH2×3)。13C NMR(CDCl3,75 MHz)δ:174.0,151.2,149.4,148.1,126.7,122.7,110.4,108.1,56.0, 55.9,40.5,39.1,39.1,39.1,36.4,36.4,36.4,28.0,28.0,28.0。
1.2.5 金剛烷甲酰對(duì)N,N-二甲基苯甲醛腙4c的合成
用合成金剛烷甲酰吲哚-3-甲醛腙的方法合成金剛烷甲酰對(duì)N,N-二甲基苯甲醛腙,得到棕黃色細(xì)針狀晶體0.100g,產(chǎn)率39.8%。m.p. 161~163℃。1H NMR(CDCl3,300MHz)δ:8.96(1H, s,NH), 8.08(1H,s, N=CH), 7.59(2H, d, J=8.7Hz), 6.64(2H, d, J=8.7Hz),3.00(6H, s, CH3×2), 2.06(3H, s, CH×3), 1.98(6H,s,CH2×3), 1.73(6H,s, CH2×3)。13C NMR(CDCl3,75MHz)δ:173.7,151.7,148.9,129.2,129.2,121.4,111.6,111.6,58.8,58.8,40.1,39.0,39.0,39.0,36.5,36.5,36.5,28.1,28.1,28.1。
1.2.6 金剛烷甲酰鄰氯苯甲醛腙4d的合成
用合成金剛烷甲酰吲哚-3-甲醛腙的方法合成金剛烷甲酰鄰氯苯甲醛腙,收集得到棕黃色細(xì)針狀晶體0.220g,產(chǎn)率90.1%。m.p. 171~173℃。1H NMR(CDCl3,300MHz)δ:8.87(1H, s,NH), 8.60(1H,s, N=CH), 8.17(1H, d, J=2.7Hz), 7.30~7.40(3H, m,Ar-H), 2.12(3H,s,CH×3), 2.02(6H,s, CH2×3),1.64(6H,s, CH2×3)。13C NMR(CDCl3,75MHz)δ:174.1,143.1,133.5,132.3,131.7,130.3,128.0,127.2,41.1,38.7,38.7,38.7,36.5,36.5,36.5,28.0,28.0,28.0。
1HNMR 譜中,化合物 4a、4b、4c、4d 分別在 9.76×10-6、8.86×10-6、8.96×10-6、8.87×10-6出現(xiàn)寬單峰,為酰腙基團(tuán)(?CONHN?)氮原子上的活潑氫的信號(hào)峰,而 8.59×10-6、8.17×10-6、8.08×10-6、8.60×10-6出現(xiàn)單峰,為亞胺(?N=CH?)碳原子相連的氫原子信號(hào)峰。13C NMR 譜中,化合物 4a、4b、4c、4d在172.9×10-6、174.0×10-6、173.7×10-6、174.1×10-6為羰基碳信號(hào)峰,155.2×10-6、151.2×10-6、151.7 ×10-6、153.1×10-6為亞胺(?N=CH?)的碳信號(hào)峰。由于吲哚環(huán)的去屏蔽作用,化合物4a酰腙基團(tuán)上與氮原子上的活潑氫、亞胺(?N=CH?)碳原子相連的氫原子的化學(xué)位移較大。核磁數(shù)據(jù)表明,化合物4a、4b、4c、4d具有酰腙官能團(tuán);1HNMR譜中,化學(xué)位移1.64×10-6~2.12×10-6,是金剛烷結(jié)構(gòu)中氫的信號(hào)峰。
1HNMR譜中,化合物4a在7.65×10-6處出現(xiàn)的單峰,為吲哚雜環(huán)上與N原子相連的碳原子上氫的信號(hào)峰,7.14×10-6~7.23×10-6處出現(xiàn)的多重吸收峰,為吲哚苯環(huán)上氫的信號(hào)峰?;衔?b在7.45×10-6、7.05×10-6、6.83×10-6處的吸收峰,為苯環(huán)上的氫的信號(hào)峰,3.92×10-6、3.90×10-6處出現(xiàn)的單峰,是與苯環(huán)直接相連的2個(gè)甲氧基的信號(hào)峰?;衔?4c在 7.59×10-6、6.64×10-6處出現(xiàn)的雙重峰,為苯環(huán)上氫的信號(hào)峰,3.00×10-6處出現(xiàn)的單峰,是與氮原子相連的2個(gè)甲基的信號(hào)峰?;衔?d在 8.17×10-6、7.30~7.40×10-6處出現(xiàn)的多重峰為苯環(huán)的信號(hào)峰。因此,從核磁數(shù)據(jù)分析的結(jié)果看,化合物 4a、4b、4c、4d 均為目標(biāo)產(chǎn)物。
本實(shí)驗(yàn)用金剛烷甲酰肼與芳基甲醛合成金剛烷甲酰腙類化合物。當(dāng)芳環(huán)為吲哚-3-甲醛、3,4-二甲氧基苯甲醛、N,N-二甲氧基苯甲醛時(shí),目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率約為50%,而金剛烷甲酰肼與鄰氯苯甲醛反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)率達(dá)到90.1%。從反應(yīng)機(jī)理看,這一類反應(yīng)是胺作為親核試劑進(jìn)攻羰基的碳,同時(shí)氧獲得質(zhì)子成為羥基,然后脫掉一分子水,形成碳氮雙鍵,再與芳環(huán)形成大共軛體系,得到穩(wěn)定的西佛堿。鄰氯苯甲醛的氯吸電子,其它3個(gè)是富電子芳環(huán),羰基碳呈正電性,更容易發(fā)生親核反應(yīng)。同時(shí),鄰氯苯甲醛的結(jié)構(gòu)較小,反應(yīng)過程的空間位阻更小,所以收率更高。
本實(shí)驗(yàn)合成了4個(gè)金剛烷甲酰腙類化合物,它們的抗腫瘤、抗菌活性正在測(cè)試中。目標(biāo)產(chǎn)物同時(shí)具有金剛烷與酰腙結(jié)構(gòu)單元,根據(jù)活性疊加原理,目標(biāo)產(chǎn)物有望能測(cè)試到較好的生物活性結(jié)果。