甘草素的合成及其抗癌活性*

胡 昆， 楊澤華， 劉顯華， 任 杰

(江蘇工業學院 化學化工學院，江蘇 常州 213164)

二氫黃酮類化合物是存在于許多藥用植物中的天然有機化合物，大多具有抗心血管疾病、抗炎、抗病毒、抗腫瘤等生理活性[1]。 甘草素(7,4′-二羥基二氫黃酮，1)是二氫黃酮的一種，主要來源于豆科植物甘草和光甘草的根莖。在自然界中，1主要以糖苷的形式存在[2]，且具有多種藥理活性，如強肝解毒，抗潰瘍、預防動脈硬化[3],抑制單胺氧化酶，治療精神抑郁[4,5]，抗病毒[6]，抗艾滋病[7]以及抗癌[8]等。

1994年，楊立等[9]報道酸催化2,4-二羥基苯乙酮(5)和對羥基苯甲醛(2)經羥醛縮合反應成功合成了1，但該法工藝復雜，收率較低。隨后喬華等[10]報道對5和2上的羥基進行甲基保護，然后堿催化羥醛縮合合成1。該法由于甲基比較難脫去，收率仍不理想。Mandar Deodhar等[11]曾報導不對羥基進行保護，直接堿催化羥醛縮合進而合成1的方法，但由于其羥醛縮合一步須要較高的溫度，導致產物復雜影響收率。

Scheme1

本文以2和間二苯酚(4)為起始原料，經付克酰基化、羥基保護、羥醛縮合、Michael加成及脫保護反應合成了1，總收率36.4%，其結構經1H NMR,13C NMR, IR和MS表征。結果表明，以氯甲基甲醚(MOMCl)作為5和2上酚羥基的保護基，可以在溫和的條件下進行羥醛縮合，隨后的Michael加成環合收率也較高，去保護條件相對溫和，最終以較高的收率成功合成了1。該方法還避免了使用甲基保護時，高溫去保護導致的產物聚合反應，所得產物易于提純；1對DU-145具有較好的抑制作用。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

XLC-1型顯微熔點儀(溫度未校正)；瑞士Bruker公司AVANCE Ⅲ 500 Hz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)；TENSOR 27型紅外光譜儀(KBr壓片);VG-Autospec-3000型質譜儀。所用試劑均為市售分析純。

1.2 合成

(1) 對甲氧甲氧基苯甲醛(3)的合成(2的酚羥基保護)

在圓底燒瓶中加入2122 mg(1 mmol), K2CO3207 mg(1.5 mmol)和丙酮10 mL，攪拌下于室溫反應1 h后加入MOMCl 0.114 mL(1.5 mmol)，繼續反應4 h。加水10 mL,用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有機層，用無水Na2CO3干燥，旋蒸脫溶，殘余物經柱層析[洗脫劑：A=V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶15]分離得無色油狀液體3，收率95.4%；1H NMR(CDCl3)δ: 2.24(s, 2H, CH2), 3.49(s, 3H, CH3), 7.14(d,J=8.7 Hz, 2H， 3,5-H), 7.83(d,J=8.7 Hz, 2H， 2,6-H), 9.89(s, 1H， CHO)；13C NMR(CDCl3)δ: 56.3(CH3), 94.1(CH2), 116.3(3,5-C), 131.8(2,6-C), 162.2(4-C), 190.8(CHO)。

(2)5的合成

在圓底燒瓶中加入4110 mg(1 mmol),冰醋酸5 mL及無水氯化鋅136 mg(1 mmol),攪拌下回流反應1 h。自然冷卻至室溫，滴加冰水30 mL,有晶體析出，過濾，濾餅用水洗滌，干燥得淺黃色針狀晶體5 105.8 mg，收率69.6%, m.p.141 ℃～142 ℃(72%, 142 ℃～144 ℃[12])。

(3) 2′-羥基-4,4′-二甲氧甲氧基查爾酮(7)的合成

反應條件同1．2(1)，完成5的酚羥基保護得無色油狀液體2-羥基-4-甲氧甲氧基苯乙酮(6)，收率91.4%；1H NMR(CDCl3)δ: 2.54(s, 3H, COCH3), 3.47(s, 3H, OCH3), 5.19(s, 2H, CH2), 6.53(dd,J=8.8 Hz, 2.5 Hz, 1H， 6-H), 6.57(d,J=2.4 Hz, 1H， 3-H), 7.63(d,J=8.8 Hz, 1H， 5-H), 12.62(s, 1H, OH);13C NMR(CDCl3)δ: 26.1(CH3), 56.2(CH3O), 93.9(CH2), 103.6(1-C), 108.1(5-C), 114.6(6-C), 131.7(3-C), 162.1(2-C), 164.7(4-C), 202.7(C=O)。

在圓底燒瓶中依次加入6196 mg(1 mmol)，3166 mg(1 mmol), KOH 1.12 g(20 mmol), 無水乙醇10 mL及水1 mL，超聲波振蕩使KOH完全溶解后于室溫反應48 h。加碎冰5 g，用 3 mol·L-1HCl調至pH 6～7;用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有機層，用無水Na2CO3干燥，旋蒸脫溶，殘余物經柱層析(洗脫劑：A=1 ∶10)分離得黃色針狀晶體7 258.1 mg，收率75.1%；1H NMR(CDCl3)δ: 3.49(s, 6H， CH3), 5.22(s, 4H， CH2), 6.59(dd,J=9.1 Hz, 2.3 Hz, 1H， 6′-H), 6.60(d,J=2.3 Hz, 1H， 3′-H), 7.10(d,J=8.7 Hz, 2H， 3,5-H), 7.47(d,J=15.5 Hz, 1H， 5′-H), 7.60(d,J=8.6 Hz, 2H， 2,6-H), 7.84(d,J=6.5 Hz, 1H，β-H), 7.86(d,J=13.0 Hz, 1H，α-H), 13.35(s, 1H， 2′-OH)；13C NMR(CDCl3)δ: 56.2(CH3), 56.4(CH3), 94.1(CH2), 94.3(CH2), 108.2(1′-C), 110.9(β-C), 115.1(5′-C), 116.6(3,5-C), 118.4(6′-C), 128.6(1-C), 130.3(2,6-C), 131.3(3′-C), 144.3(α-C), 159.5(4-C), 163.6(2′-C), 166.2(4′-C), 192.1(4-C)； IRν: 3 440, 2 597, 2 900, 2 826, 1 644, 1 569, 1 510, 1 233, 1 150, 1 078, 1 004, 835, 652 cm-1。

(4) 7,4′-二甲氧甲氧基二氫黃酮(8)的合成

在圓底燒瓶中依次加入7344 mg(1 mmol),無水醋酸鈉820 mg(10 mmol),無水乙醇10 mL及水3 mL,攪拌下回流反應24 h。加水15 mL,用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有機層，用無水MgSO4干燥，旋蒸脫溶，殘余物經柱層析(洗脫劑：A=1 ∶10)分離得淡黃色晶體8，收率82.3%；1H NMR(CDCl3)δ: 2.80(dd,J=17.0 Hz, 3.2 Hz, 1H， 3cis-H), 3.04(dd,J=17.2 Hz, 13.6 Hz, 1H， 3syn-H), 3.48(s, 6H， CH3), 5.20(s, 4H， CH2), 5.42(dd,J=13.4 Hz, 2.5 Hz, 1H， 2-H), 6.67(d,J=2.2 Hz, 1H， 8-H), 6.71(dd,J=8.7 Hz, 2.2 Hz, 1H， 5-H), 7.09(d,J=8.7 Hz, 2H， 3′,5′-H), 7.40(d,J=8.7 Hz, 2H， 2′,6′-H), 7.87(d,J=8.7 Hz, 1H， 6-H)；13C NMR(CDCl3)δ: 44.2(3-C), 56.0(CH3), 56.4(CH3), 79.7(2-C), 94.2(CH2), 94.5(CH2), 103.7(10-C), 111.2(6-C), 115.7(5-C), 116.5(3′,5′-C), 127.7(2′,4′-C), 128.8(1′-C), 132.2(8-C), 157.6(4′-C), 163.3(9-C), 163.7(7-C), 190.8(4-C)； IRν: 3 439, 2 963, 2 928, 2 832, 1 682, 1 606, 1 511, 1 444, 1 245, 1 154, 1 079, 997, 829, 653, 522 cm-1。

(5) 1的合成

在圓底燒瓶中加入8344 mg(1 mmol),無水乙醇10 mL及3 mol·L-1HCl 1 mL,攪拌下回流反應1 h。加水10 mL,用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有機層，用無水MgSO4干燥，減壓脫溶，殘余物經柱層析(洗脫劑：A=1 ∶2)分離得淡黃色晶體1，收率92.7%；1H NMRδ: 2.62(dd,J=16.5 Hz, 2.8 Hz, 1H， 3cis-H), 3.11(dd,J=16.8 Hz, 12.9 Hz, 1H， 3syn-H), 5.43(dd,J=13.7 Hz, 2.2 Hz, 1H， 2-H), 6.33(d,J=2.1 Hz, 1H， 8-H), 6.50(dd,J=8.8 Hz, 2.1 Hz, 1H， 5-H), 6.78(d,J=8.5 Hz, 1H， 3′,5′-H), 7.32(d,J=8.5 Hz, 1H， 2′,4′-H), 7.64(d,J=8.7 Hz, 1H， 6-H), 9.56(s, 1H， OH), 10.56(s, 1H， OH)；13C NMRδ: 43.1(3-C), 78.9(2-C), 102.5(10-C), 110.4(6-C), 113.5(5-C), 115.0(3′,5′-C), 128.1(2′,6′-C), 128.3(1′-C), 129.2(8-C), 157.5(4′-C), 163.1(9-C), 164.5(7-C), 190.0(4-C)； IRν: 3 257, 3 030, 2 918, 2 826, 2 709, 1 652, 1 602, 1 519, 1 471, 1 329, 1 257, 1 164, 1 117, 832, 534 cm-1； FAB-MSm/z： 256[M+1]。

1．3 抗腫瘤活性實驗

采用MTT 法，以5-氟尿嘧啶(5-Fu)為陽性對照藥，研究了1對人肺腺癌細胞(A549)，前列腺癌細胞(DU-145)，人胃癌細胞(SGC-7901)，人結腸癌細胞(HCT-116)及肝癌細胞(HepG2)的抗癌活性。取對數生長期的腫瘤細胞離心后用RPMI 1640或DMEM培養液稀釋至5×104個·mL-1，接種于96孔板中。于37 ℃培養過夜后加入不同濃度的樣品，再孵育72 h。加入10μL MTT溶液(5 mg·mL-1)，孵化4 h后，每孔加入150μL DMSO，于570 nm和630 nm處測定吸收度，并用Bliss法計算其IC50值。

2 結果與討論

1對A549， DU-145， SGC-7901， HCT-116和HepG2的抗腫瘤活性結果見表1。由表1可見，1對HCT-116和DU-145的生長具有一定的抑制作用。與陽性對照藥相比，1對DU-145具有較好的抑制，而對A549， SGC-7901， HepG2這3種腫瘤細胞的半數抑制濃度均大于100μmol·L-1。

表 1 1的抗腫瘤活性Table 1 The antitumor activities of 1

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