新型三氟甲基苯胺酰烷基三苯基季鏻鹽的合成及其抗腫瘤活性

宋章凌， 肖成林， 張 杰， 婁兆文

(湖北大學 化學化工學院，湖北 武漢 430062)

自從R J Dubois[1]首次發現季鏻鹽的溴化物對P-388淋巴球白血病有活性以來，研究人員對這類化合物的合成及抗腫瘤活性進行了系統地研究，發現其對結腸癌[2]、卵巢癌[3]、肝癌[4]、口腔癌[4]及乳房惡性腫瘤[5]等都具有一定的活性。

本文以對或鄰三氟甲基苯胺(1a或1b)為原料，氯代烷酰氯為連接基團，合成了4個新型的含酰胺結構的季鏻鹽(3a～3d， Scheme1)，其結構經1H NMR和IR表征。以秋水仙堿為陽性對照，采用MTT法測試了3-(鄰三氟甲基苯氨基?；?丙基三苯基鏻(3d)對小鼠肉瘤細胞(S180)的抗腫瘤活性。結果表明，在c(3d)=50 μg·mL-1時，其抑制率為97.54%,高于秋水仙堿(45.85%)； IC50=12．07 μg·mL-1，大大小于秋水仙堿(>100 μg·mL-1),表明該類化合物具有較高的生物活性，有進一步進行體內研究的價值。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-6型顯微熔點儀(溫度未標定)；VARIAN Unity INOVA600(600 MHz)型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；PE-Spectrum One型傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片)。氯烷酰氯經蒸餾純化；其余所用試劑均為分析純。

Scheme1

1．2 合成

(1) 2的合成(以2a為例)

在反應瓶中加入對三氟甲基苯胺(1a)0.33 g(2 mmol)的乙醚(10 mL)溶液，碳酸鈉0.17 g(1.6 mmol)和水2 mL，冰水浴冷卻，攪拌下緩慢滴加3-氯丙酰氯0.4 mL(0.19 mmol)(約15 min)；撤去冰浴，于室溫反應2.5 h后依次用稀鹽酸(8 mL)、飽和碳酸鈉、飽和食鹽水洗滌，氯仿(2×15 mL)萃取，合并有機相，用飽和食鹽水(15 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥；旋蒸除溶得白色固體N-對-3-氟甲基苯基-3-氯丙酰胺(2a)0.46 g，產率91.6%， m．p．129.5 ℃～132.8 ℃； IRν： 3 282， 1 686， 847 cm-1。

用類似的方法合成2b(產率68.8%， m.p.111.1 ℃～112.3 ℃； IRν： 3 261， 1 655， 764 cm-1)，2c(產率96.3%， m.p.119.7 ℃～121.3 ℃； IRν： 3 310， 1 679， 844 cm-1)和2d(產率67.9%， m.p.54 ℃～55 ℃； IRν： 3 299， 1 662， 770 cm-1)。

(2) 3的合成(以3a為例)

在反應瓶中加入2a0.42 g(1.7 mmol)的甲苯(15 mL)溶液，三苯基膦0.57 g(2.2 mmol)，攪拌下回流反應3.5 h至反應液中析出褐色固體。經硅膠柱層析(梯度洗脫劑：乙酸乙酯、丙酮、乙醇洗脫及5%AgNO3溶液)分離得氯化3-(對三氟甲基苯氨基酰基)丙基三苯基鏻(3a)。

用類似的方法合成3b～3d。

3a： 褐色固體，產率76.4%， m．p．191.4 ℃～193.8 ℃；1H NMRδ： 3.23(t, 2H， CH2)， 3.83(t， 2H， CH2)， 7.27～7.95(m， 19H， ArH)， 11.75(s， 1H， NH)； IRν： 3 384， 1 688， 846 cm-1。

3b: 淡黃色固體，產率63.4%， m.p.216.8 ℃～218 ℃；1H NMRδ： 3.26(t， 2H， CH2)， 3.89(t， 2H， CH2)， 7.27～7.85(m， 19H， ArH)， 10.90(s， 1H， NH)； IRν： 1 681， 743 cm-1。

3c: 白色固體，產率34.2%， m.p.285.1 ℃～287.3 ℃；1H NMRδ： 2.11(t， 2H， CH2)， 3.07(m， 2H， CH2)， 3.68(t， 2H， CH2)， 7.70～8.09(m， 19H， ArH)， 11.49(s， 1H， NH)； IRν： 3 356， 1 682， 850 cm-1。

3d: 淡黃色固體，產率26.8%， m.p.130.6 ℃～134.2 ℃；1H NMRδ： 2.08(t， 2H， CH2)， 3.16(m， 2H， CH2)， 3.92(t， 2H， CH2)， 7.51～7.82(m， 19H， ArH)， 9.86(s， 1H， NH)； IRν： 3 382， 1 674， 774 cm-1。

1．3 生物活性測試[4]

取對數生長期的細胞S180，用10%胎牛血清的RPMI1640培養基配成單個細胞懸液，以每孔104個接種于96孔板中(每孔體積100 μL)。將培養板放入細胞培養箱，在37 ℃， 5%CO2及飽和濕度條件下培養24 h。在無菌條件下，將待測藥物(3d,秋水仙堿)和5-Fu的母液稀釋成5個濃度(表1)。將不同濃度的受試藥物以100 μL/孔加入上述96孔板中，每孔設三個平行。培養板置CO2孵箱中繼續培養。培養24 h后，每孔加入10 μL MTT溶液，再培養4 h。小心吸取孔內清液，每孔加入150 μL DMSO，震蕩10 min使甲臜充分溶解。選擇570 nm波長，在酶聯免疫檢測儀上測定每孔吸光度值(OD值),計算受試藥物各濃度下的細胞抑制率(表1)，根據細胞生長抑制率，以直線回歸方法計算IC50值。

2 結果與討論

2．1 合成

在2的合成中，反應溫度和滴加速度對反應影響較大。因氯烷酰氯性質十分活潑，其水解或胺解均為放熱反應，釋放出大量的熱，且反應速率很快。因此，該反應必須在冰水浴中進行。實驗結果表明，溫度稍高，反應復雜，得不到預期產物。同時，在反應中要將1溶于乙醚。氯烷酰氯滴加速度不可過快，以免反應瞬時釋放太多熱量引起體系的溫度迅速上升，副反應明顯，影響收率。

縛酸劑(碳酸納)和溶劑(乙醚)對反應的影響也較大。實驗發現，無碳酸鈉不能得到預期的反應產物。溶劑的極性越大越有利于反應的進行。我們嘗試了以三乙胺為縛酸劑，丙酮為溶劑的反應，但由于丙酮與水互溶，而產物亦為液體，在后處理水洗時幾乎得不到產物。最后我們選擇適量的碳酸鈉作為縛酸劑，以乙醚作溶劑，達到了預期目標。

在3的合成中，反應溫度對季鏻化反應有較大影響。高溫有利于季鏻化，但溫度過高也不利于反應，我們參照文獻[6]方法采用苯作溶劑回流，但反應產率不高。改用甲苯作溶劑回流效果最佳，產物收率較高。

2．2 生物活性

3d對S180的抑制率見表1。由表1可見，在c(3d)=50 μg·mL-1和100 μg·mL-1時，其抑制率分別為97.54%和1．002%,高于秋水仙堿(45.85%和49.64%)。3d的IC50(12.07 μg·mL-1)也大大小于秋水仙堿的IC50(>100 μg·mL-1)，表明該類化合物具有較高的生物活性，有進一步進行體內研究的價值。

表1 3d的抗腫瘤活性Table 1 Anti-tumor activity of 3d

[1] Dubios R J, Lin Chie-Chang L. Synthesis and antitumor properties of some isoindolyalkylphosphonium salts[J].J Med Chem,1978,21(3):303-306.

[2] Patel J, Rideout D, McCarthy M R,etal. Antineoplastic activity,synergism,and antagonismof triarylalkylphosphonium salts and their combinations[J].Anticancer Res,1994,14(1A):21-28.

[3] Manetta A, Gamboa G, Nasseri A,etal. Novel phosphonium salts displayinvitroandinvivocytotoxic activity against human ovarian cancer cell lines[J].Gynecol Oncol,1996，60：203-212.

[4] 婁兆文、尚先梅． 磺化三苯基季鏻鹽的合成及其抗腫瘤活性[J].中國藥物化學雜志， 2000，10(3):168-171.

[5] Delikatny E J, Roman S K, Hancock R,etal. Tetraphenylphosphonium chloride induced MR-visible lipid accumulation in a malignant human breast cell line[J].Int J Cancer,1996,67(1):72-79.

[6] 肖春芬，周莉，隗蘭華，等． 幾種三苯基取代烷基季膦鹽的合成和表征[J]．湖北大學學報(自然科學版)，2007,79(1): 75-77．