一種萘并吡喃酮類化合物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于藥物化學領域，具體涉及一種具有生物活性有機小分子的萘并吡喃酮 類化合物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 香豆素類化合物又稱苯并a-吡喃酮（benzo-a-pyrones,如下式1)是一類重 要的含氧雜環(huán)化合物，在天然產物化合物中有舉足輕重的地位。其中大部分已發(fā)現(xiàn)的香豆 素類化合物在C-7位都有含氧取代的官能團，因此7-羥基香豆素（umbelliferone，如下 式2)被認為是香豆素類化合物的母體。隨著現(xiàn)代合成、提取、分離、分析手段的進步，更 多具有較高藥理活性的香豆素類化合物相繼被發(fā)現(xiàn)，并有效的運用于對抗人類疾病的過程 中。
[0003] 香豆素類化合物最早發(fā)現(xiàn)于1820年，從黃香草木犀中獲得。從此以后，香豆素類 化合物引起了科學家們極大的興趣，多種有生物活性的香豆素類化合物相繼被發(fā)現(xiàn)。到 1999年，總共發(fā)現(xiàn)了 1785種簡單香豆素，77種雙香豆素，4種三香豆素。香豆素類化合物 大部分來自蕓香科植物和傘形科植物，這其中對當歸屬和前胡屬植物中有效成分的研究最 多。
[0004] 香豆素類化合物在自然界普遍存在，具有生物利用度高、分子量小、合成簡單等 特點。其具有抗病毒及抗HIV活性、抗真菌活性、抗腫瘤活性、抗炎和自由基清除活性、抗菌 和抗寄生蟲活性作用等其他生物活性作用。香豆素類化合物的活性多樣性取決于其結構 的多樣性，雖然香豆素類化合物基本骨架簡單，但是在多樣性的生物資源中通過體內代謝 產生復雜新穎的活性結構；同時也可以通過合成衍生化得到具有天然產物特征的多樣性結 構，因此成為近年來新藥研究開發(fā)的熱點之一。一些香豆素類化合物不僅具有直接殺傷或 抑制腫瘤細胞的作用；而且也能通過增強巨噬細胞的作用，活化并增強單核細胞的數(shù)量，調 節(jié)單核細胞與巨噬細胞對淋巴細胞的活化和增強白細胞介素的作用等途徑增強機體免疫 功能，產生抗腫瘤作用。2003年Lee等人從藤黃科山竹子科樹皮中分離TheraphinsA(3)， B(4)，C(5)和D(6)，其中TheraphinsA(3)，B(4)和C(5)對KB,Col2 和LNCaP人 類癌細胞株具有明顯的細胞毒性，TheraphinsD(6)只對KB癌癥細胞株有抑制作用。同 時這幾個香豆素類化合物都具有抗瘧疾的活性，其結構式如下所示：
四種TheraphinsA(3)，B(4)，C(5)和D(6)。
[0005] 2014年ZhuTaofeng等人通過各種方法證明化合物7和8,特別是化合物7能與 ct-DNA有很好的結合能力，其結合常數(shù)分別是2. 99X105，0? 61X105。而且能促進IfepG2， HL60和PC3人類癌癥細胞株的凋亡，兩種合成的香豆素類分子與金屬離子形成的絡合物如 下式7、式8所示。
[0006]
盡管人們對香豆素類進行了廣泛的藥理活性研究，也試圖開發(fā)成臨床藥物，但截止為 止，成為臨床藥物的品種寥寥無幾。尤其，針對治療腫瘤的香豆素類藥物還沒有被報導。大 量的香豆素類物質來源有限，且不穩(wěn)定，尤其其中的內酯環(huán)結構；且有些結構溶解性較差， 對某種疾病的靶向性較差。

【發(fā)明內容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明設計、合成了六個萘并吡喃酮類化合物， 化合物對A549細胞（人非小細胞肺癌細胞）作用較強，能導致A549細胞產生不同程度的 凋亡。
[0008] 本發(fā)明采用的技術方案是： 所述的一種萘并吡喃酮類化合物，其特征在于其結構如式（L1-L6)所示：
其中R的結構式包括如下Ll、L2、L3、L4、L5、L6所示：
得到六個萘并吡喃酮類化合物L1-L6。
[0009] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟：化合物2a與 2_氯-5-硝基吡啶發(fā)生親核取代得到如步驟（3)所示的化合物3a，化合物3a經鋅粉還原 為如步驟（4)所示的含氨基化合物4a，化合物4a與3-溴丙酰氯反應得到如步驟（5)所示 的化合物5a，化合物5a與胺類衍生物發(fā)生1，4-共輒加成得到如步驟（6)所示的化合物 Lla_L6a，得到的化合物Lla_L6a與氯化氫氣體反應生成合成六個萘并啦喃酮類化合物，即 目標化合物L1-L6,其合成路線如下：
其中化合物Lla_L6a中的R丨如Lla、L2a、L3a、L4a、L5a、L6a所不；
其中化合物L1-L6中的R如Ll、L2、L3、L4、L5、L6所示；
[0010] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于胺類化合物包括二甲胺、二 乙胺、二乙醇胺、吡咯烷、哌啶及嗎啉。
[0011] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于具體步驟如下： 1) 親核取代：將化合物2a和2-氯-5-硝基吡啶、碳酸鉀、碘化鉀加到三口燒瓶中，然 后加入丙酮，在氮氣保護下，緩慢升溫至55-65°C反應，TLC監(jiān)測反應進程，原料反應完全后 停止加熱，冷卻反應液，將上述混合液旋轉蒸發(fā)除去溶劑，然后經過柱色譜分離得到淡黃色 產物硝基化合物3a; 2) 還原反應：將步驟1)中得到的中間體硝基化合物3a和經過活化的鋅粉、甲酸銨加 到燒瓶中，然后加入甲醇溶劑，在室溫條件反應，反應〇. 8-1. 2小時后，TLC監(jiān)測反應進程， 待反應完全后，經過硅藻土過濾除去鋅粉，收集濾液，然后旋轉蒸發(fā)除去溶劑，旋干所得固 體用二氯甲烷溶解，除去不溶物，后將溶有產物的二氯甲烷溶液旋干即得淡黃色固體化合 物4a; 3) ?；虴2消除反應：將將步驟2)獲得的氨基化合物4a完全溶解在二氯甲烷中， 加入三乙胺，在冰浴條件下緩慢滴加用二氯甲烷稀釋后的3-溴丙酰氯，滴加完后反應 0. 4-0. 6個小時，TLC監(jiān)測反應進程，待反應完全后，加入冰水，用二氯甲烷萃取得到有機 層，將上有機層旋轉蒸發(fā)除去溶劑，經柱色譜純化，以二氯甲烷：甲醇=40:1作為洗脫劑， 得到白色固體產物化合物5a; 4) 1，4-共輒加成：將步驟3)得到的化合物5a和胺類化合物加入到裝有乙腈的高壓 釜中，再加入碳酸鉀、碘化鉀，在密閉條件下反應10-14小時，TLC監(jiān)測反應過程待反應完全 后，旋轉蒸發(fā)除去溶劑，以二氯甲烷：甲醇=50:1作為洗脫劑，通過柱色譜得到白色固體 產物化合物Lla_L6a; 5) 將步驟4)得到的化合物Lla-L6a分別溶解于二氯甲烷中，然后通入干燥的氯化氫氣 體，室溫下攪拌反應，反應完全后，抽濾，用二氯甲烷溶液洗滌，得到鹽酸鹽即是目標化合物 Ll-L6〇
[0012]所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟1)中TLC監(jiān)測用溶劑為 體積比為1 :2的乙酸乙酯和石油醚混合溶劑，過柱色譜分離用洗脫劑為體積比為1 :4的二 氯甲烷和石油醚混合溶劑。
[0013]所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟1)中TLC監(jiān)測用溶劑為 體積比為1 :1的乙酸乙酯和石油醚混合溶劑，過柱色譜分離用洗脫劑為體積比為1 :4的二 氯甲烷和石油醚混合溶劑。。
[0014] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟2)中鋅粉活化過程如 下：在10克鋅粉中，加100毫升水，然后滴加1-2毫升的濃鹽酸，攪拌30分鐘后，水洗（3 X250毫升）、丙酮洗（3X150毫升）、乙醚洗（2X100毫升），真空抽干后，用于反 應。
[0015] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟3)中的TLC監(jiān)測用試劑 為體積比為50 :1的二氯甲烷和甲醇混合溶劑。
[0016] 所述的萘并吡喃酮類化合物的制備方法，其特征在于步驟4)中的TLC監(jiān)測用試劑 為體積比為30 :1的二氯甲烷和甲醇混合溶劑。
[0017] 所述的萘并吡喃酮類化合物在制備抗腫瘤藥物中的應用，具體的，本發(fā)明首先應 用實施細胞分析技術（RTCA)進行了六種結構的萘并吡喃酮類分子L1-L6的細胞毒性研究， 結果表明：本發(fā)明化合物對A549細胞具有一定的殺傷作用，其中化合物L2和L3對細胞的 毒性較強。
[0018] 通過采用上述技術，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)如下： 1) 本發(fā)明得到的六種萘并吡喃酮類化合物，其制備工藝簡單、原料易得，后處理方便， 六個化合物收率和純度高，其純度高達98%以上，其結構通過核磁和質譜均得以驗證； 2) 本發(fā)明得到的六種萘并吡喃酮類化合物制備用于抗腫瘤藥物的制備，得到的抗腫瘤 藥物對A549細胞進行了抗癌活性的研究，RTCA細胞凋亡研究結果表明，六個化合物對化合 物L2和L3對A549細胞具有較強的殺死作用，而化合物L1次之，化合物L4、L5和L6相對 較弱。因此這項發(fā)明對篩選該類化合物的抗腫瘤藥物研究具有實質性的意義。
【附圖說明】
[0019] 圖1為化合物L1對A549細胞的生長抑制曲線分析圖； 圖2為化合物L2對A549細胞的生長抑制曲線分析圖； 圖3為化合物L3對A549細胞的生長抑制曲線分析圖； 圖4為化合物L4對A549細胞的生長抑制曲線分析圖； 圖5為化合物L5對A549細胞的生長抑制曲線分析圖； 圖6為化合物L6對A549細胞的生長抑制曲線分析圖； 圖7為化合物LI-L6對A549細胞毒性分析圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于 此： 實施例1 :化合物LI-L6的制備 表1 :反應中所用試劑及其縮寫
步驟如下： 1)pechmann縮合：先將 5. 0g(31. 24mmol) 1，5_蔡二酸和9.7mL(77.50mmol)乙 酰乙酸乙酯投入150mL的三口燒瓶中，在氮氣的保護下攪拌半小時（用機械攪拌）。在冰 浴條件下緩慢滴加適量體積的80%濃硫酸至反應上述反應裝置中，滴加完畢后撤去冰浴， 在室溫（25-27°C)條件下攪拌約24小時，TLC監(jiān)測反應過程（乙酸乙酯：石油醚=1:1， v/v)，確定無原料后，撤去反應裝置，將反應液倒入500mL冰水中，靜置過夜，有黃色固體析 出。過濾，然后將濾餅水洗至中性。待濾餅放入真空干燥箱干燥后，將其加入到500mL的 三口燒瓶中，一邊攪拌一邊緩慢加入10%的氫氧化鈉溶液200mL，在氮氣保護下攪拌。待固 體全溶后，趁熱過濾，水洗，收集濾液，冷卻至室溫后向濾液中滴加濃鹽酸至pH= 1-2。此 時濾液中會出現(xiàn)大量黃色固體出現(xiàn)，過濾，水洗至中性，干燥后得到粗品。將此粗品用冰乙 酸重結晶，可得純品化合物2a:25. 8g，產率為82.l%，mp(熔點）298 °C，文獻值：298-300 °c； 2) 親核取代：將3.0g(13. 27mmol)的上步驟產物化合物2a和2-氯-5-硝基吡啶 (2.09g，13. 27mmol)，碳酸鉀（5.50g，39. 81mmol)，碘化鉀（0.28g，1.66mmol)加入到 100mL的三口燒瓶中，然后加入丙酮50mL，在氮氣保護下，緩慢升溫至60 °C。TLC監(jiān)測反 應進程（乙酸乙酯：石油醚=1:2，v/v)，原料反應完全后停止加熱