新型含1,3,4-噁二唑的吡唑類化合物的合成及其抗腫瘤活性*

王 京，張 磊，姚其正

(1.遵義醫學院 藥學院，貴州 遵義 563003；2.中國藥科大學 藥學院，江蘇 南京 210009)

·研究論文·

新型含1,3,4-噁二唑的吡唑類化合物的合成及其抗腫瘤活性*

王 京1，張 磊1，姚其正2

(1.遵義醫學院 藥學院，貴州 遵義 563003；2.中國藥科大學 藥學院，江蘇 南京 210009)

以4-甲氧基苯乙酮為原料，設計并合成了7個新型的含1,3,4-噁二唑的吡唑類化合物(7a～7g)，其結構經1H NMR，IR和ESI-MS表征。并用MTT法測定了7a～7g抑制人肝癌細胞HepG2增殖的體外活性。結果表明，5-[3-(4-甲氧基苯基)-1-苯甲基吡唑-5-基]-2-[N-(4-溴苯基)乙酰胺-2-硫基]-1,3,4-噁二唑7g具有較好的抑制活性，其IC50為60.06μM。

吡唑；1,3,4-噁二唑；合成；抗腫瘤活性

吡唑是一類具有多種生物活性的母核結構，在生物醫藥領域具有重要的研究價值[1-2]。其中，3-苯基-1-芳香甲基吡唑衍生物是一類具有較強抗腫瘤活性的化合物，是國內外吡唑類雜環化合物研究的熱點之一[3-5]。1,3,4-噁二唑類化合物是一種重要的有機雜環化合物，有廣泛的生物活性，如抗細菌、抗病毒、抗真菌、抗腫瘤及酪氨酸激酶抑制劑等[6-8]。

根據基團拼合原理，將3-苯基-1-芳香甲基吡唑與1,3,4-噁二唑這兩種抗腫瘤藥效團骨架綴合，預期能篩選出高活性的抗腫瘤先導化合物。

為此，本文以4-甲氧基苯乙酮(1)為原料，設計并合成了7個新型的含1,3,4-噁二唑的吡唑類化合物(7a～7g,Scheme 1)，其結構經1H NMR，IR和ESI-MS表征。并用MTT法測定了7a～7g抑制人肝癌細胞HepG2增殖的體外活性。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Mel-TEMP型熔點儀(溫度未校正)；Bruck AV-300MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)；Nicolet Impact 410型紅外光譜儀(KBr壓片)；HP1100LC/MSD型質譜儀；EL-x800型酶標儀。

2[9]，3[3]，4[10]和6a～6g[11]參考文獻方法合成；其余所用試劑均為分析純。

1．2 合成

(1)5的合成

在反應瓶中加入41.61g(5mmol)和氫氧化鉀0.42g(7.5mmol)的乙醇(15mL)溶液，攪拌下于室溫反應10min；于30min內緩慢滴加混合溶液[V(二硫化碳)∶V(乙醇)=0.6∶5]5.6mL；氮氣保護下回流反應8h(TLC檢測)。減壓除溶，殘余物用水溶解，過濾，濾液用10%鹽酸調至pH 5～6，析出大量固體。抽濾，濾餅用乙醇重結晶得淡黃色固體5-[3-(4-甲氧基苯基)-1-苯甲基吡唑-5-基]-2-巰基-1,3,4-噁二唑(5)1.46g，收率80%，m.p.250℃～252℃;1H NMRδ: 3.78(s,3H,OCH3),5.71(s,2H,CH2Ph),6.97(d,J=8.6Hz,2H,ArH),7.20(d,J=7.5Hz,2H,ArH),7.27～7.36(m,3H,ArH),7.47(s,1H,ArH),7.82(d,J=8.5Hz,2H,ArH),14.75(br,1H,SH);IRν: 3091,2932,2831,2047,1955,1899,1608,1507,1463,1322,1051,1033,965cm-1；ESI-MSm/z: 365.2{[M+H]+}。

(2)7a～7g的合成(以7a為例)

向反應瓶中依次加入DMF 5mL，6a0.146g(0.72mmol)，50.25g(0.68mmol)，碳酸鉀0.142g(1mmol)及碘化鉀0.011g(0.068mmol)，攪拌下于80℃反應2h。冷卻至室溫，加入適量水，攪拌至固體析出。抽濾，濾餅水洗三次，干燥后經硅膠柱層析[洗脫劑：V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶5]純化得5-[3-(4-甲氧基苯基)-1-苯甲基吡唑-5-基]-2-[N-(4-氯苯基)乙酰胺-2-硫基]-1,3,4-噁二唑(7a)321mg。

用類似的方法合成7b～7g。

7a：白色固體，收率89%，m.p.239℃～241℃；1H NMRδ: 3.78(s,3H,OCH3),4.19(s,2H,SCH2CO),5.69(s,2H,CH2Ph),6.98(t,J=8.6Hz,2H,ArH),7.18～7.33(m,6H,ArH),7.40(d,J=8.5Hz,2H,ArH),7.59(d,J=8.5Hz,2H,ArH),7.68(d,J=8.4Hz,2H,ArH),11.02(s,1H,NH);IRν: 3445,3179,2932,2560,2300,1896,1728,1616,1537,1487,1363,1298,1174,1089,953cm-1；ESI-MSm/z: 532.2{[M+H]+}。

7b：白色固體，收率90%，m.p.222℃～223℃；1H NMRδ: 3.78(s,3H,OCH3),4.19(s,2H,SCH2CO),5.71(s,2H,CH2Ph),6.98(d,J=8.5Hz,2H,ArH),7.19～7.36(m,9H,ArH),7.54～7.61(m,1H,ArH),7.68(d,J=8.3Hz,2H,ArH),11.03(s,1H,NH);IRν: 3451,3179,2938,2613,2289,1728,1649,1540,1437,1363,1248,1172,1021,956cm-1；ESI-MSm/z: 516.2{[M+H]+}。

7c：淡黃色固體，收率86%，m.p.250℃～251℃；1H NMRδ: 2.20(s,3H,CH3),3.77(s,3H,OCH3),4.17～4.35(m,2H,SCH2CO),5.70(s,2H,CH2Ph),6.98(d,J=8.6Hz,2H,ArH),7.18～7.34(m,7H,ArH),7.41(d,J=8.4Hz,1H,ArH),7.51(s,1H,ArH),7.67(d,J=8.5Hz,2H,ArH),11.01(s,1H,NH);IRν: 3557,3174,2938,2843,1731,1619,1513,1486,1364,1341,1204,1174,1089,956,897cm-1;ESI-MSm/z: 546.2{[M+H]+}。

7d：淡黃色固體，收率87%，m.p.256℃～258℃；1H NMRδ: 3.77(s,3H,OCH3),3.80(s,3H,OCH3),4.18(s,2H,SCH2CO),5.70(s,2H,CH2Ph),6.98(d,J=8.5Hz,2H,ArH),7.04(d,J=8.7Hz,2H,ArH),7.18～7.32(m,8H,ArH),7.68(d,J=8.4Hz,2H,ArH),10.97(s,1H,NH);IRν: 3433,3185,2967,2837,2554,2365,2041,1888,1725,1646,1504,1443,1337,1251,1174,1027,956,897cm-1；ESI-MSm/z: 528.2{[M+H]+}。

7e：白色固體，收率89%，m.p.241℃～242℃；1H NMRδ: 3.77(s,3H,OCH3),4.21～4.37(m,2H,SCH2CO),5.70(s,2H,CH2Ph),6.98(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.17～7.32(m,6H,ArH),7.58～7.70(m,4H,ArH),7.90(s,1H,ArH),11.04(s,1H,NH);IRν: 3433,3174,3067,2938,2837,1725,1649,1507,1450,1339,1301,1252,1175,1124,1030,956,877cm-1;ESI-MSm/z: 512.2{[M+H]+}。

7f：淡黃色固體，收率84%，m.p.181℃～183℃；1H NMRδ: 3.78(s,3H,OCH3),4.20(s,2H,SCH2CO),5.72(s,2H,CH2Ph),6.98(d,J=8.3Hz,2H,ArH),7.19～7.31(m,6H,ArH),7.69(d,J=8.2Hz,2H,ArH),7.82～7.92(m,2H,ArH),8.31～8.37(m,2H,ArH),11.19(s,1H,NH);IRν: 3634,3126,2943,2831,2359,1742,1657,1529,1438,1349,1247,1174,1089,959cm-1；ESI-MSm/z: 543.2{[M+H]+}。

7g：黃白色固體，收率89%，m.p.145℃～147℃；1H NMRδ: 3.78(s,3H,OCH3),4.19(s,2H,SCH2CO),5.70(s,2H,CH2Ph),6.98(d,J=8.7Hz,2H,ArH),7.18～7.37(m,8H,ArH),7.68～7.75(m,4H,ArH),11.02(s,1H,NH);IRν: 3439,3179,3067,2938,2831,1732,1651,1540,1486,1337,1298,1174,1095,1027,953cm-1；ESI-MSm/z: 576.1{[M+H]+}。

1．3 抗腫瘤活性

以5-Fu和紫杉醇為陽性對照藥，采用MTT法測定7a～7g抑制人肝癌細胞HepG2增殖的體外活性。HepG2經消化和計數，配制為濃度3.5×104個·mL-1的細胞懸液，以3.5×103個·mL-1細胞密度接種于96孔細胞培養板，每孔100μL；于37℃，5%CO2培養箱中培養24h；用完全培養基稀釋藥物至所需濃度，每孔加入100μL含藥培養基；相同條件下培養72h。將96孔板進行MTT(5mg·mL，每孔20μL)染色，繼續培養4h。棄去培養基，每孔加入150μL DMSO，輕搖10min后測定490nm處各孔OD值并計算抑制率和半數抑制濃度(IC50)。

2 結果與討論

2．1 合成

在合成2時，使用新制乙醇鈉/乙醇溶液，1可順利反應制得2。直接使用市售乙醇鈉，2收率較低。使用新制的甲醇鈉/甲醇體系，經1H NMR鑒定發現，2的乙酯基團將會轉變成甲酯。

此外，2吡唑環上的NH存在互變異構現象。芐基取代后，3存在同分異構體3′(淡黃色油狀物，收率26%，Chart 1)，兩者可通過柱層析分離。

表 1 7a～7g對HepG2的抑制活性Table 1 The inhibition activities of 7a～7g on HepG2

經1H NMR確認，3芐基上的亞甲基的化學位移值為5.8，與文獻報道值一致[3]；而3′芐基上的亞甲基的化學位移值則為5.5。

2．27a～7g的抗腫瘤活性

7a～7g對HepG2的抑制活性見表1。由表1可見，7a～7g均具有一定的抗腫瘤活性，其中7d，7e和7g的活性較強，IC50在60.06μM～69.52μM，但均較陽性對照藥5-Fu和紫杉醇的抗腫瘤活性弱。

構效關系研究顯示，末端苯環4-位有供電子取代基時，7的活性均較強，如7d和7e;但4-位取代基為溴時，7g的活性最強；末端苯環其它位置有取代基時，化合物的抗腫瘤活性均較弱。

3 結論

根據結構拼合原理，合成了7個新型的含1,3,4-噁二唑的吡唑類化合物(7a～7g)。用MTT法測定了7a～7g抑制人肝癌細胞HepG2增殖的體外活性。結果表明，7g具有較好的抑制活性，其IC50為60.06μM。

[1] Kumar H,Saini D,Jain S,etal.Pyrazole scaffold: A remarkable tool in the development of anticancer agents [J].Eur J Med Chem,2013,70:248-258

[2] Liu J J,Zhao M,Zhang X,etal.Pyrazole derivatives as antitumor,anti-inflammatory and antibacterial agents[J].Mini-Rev Med Chem,2013,13(13):1957-1966

[3] Ding X L,Meng N,Xia Y,etal.Synthesis and bioactivity evaluation of ethyl 1-arylmethyl-3-aryl-1H-pyrazole-5-carboxylate derivatives[J].Chin J Org Chem,2007,27(12):1542-1546

[4] Xia Y,Dong Z W,Zhao B X,etal.Synthesis and structure-activity relationships of novel 1-arylmethyl-3-aryl-1H-pyrazole-5-carbohydrazide derivatives as potential agents against A549lung cancer cells[J].Bioorg Med Chem,2007,15(22):6893-6899

[5] Xia Y,Fa C D,Zhao B X,etal.Synthesis and structure-activity relationships of novel 1-arylmethyl-3-aryl-1H-pyrazole-5-carbohydrazide hydrazine derivatives as potential agents against A549lung cancer cells[J].Eur J Med Chem,2008,43(11):2347-2353

[6] Gaonkar S L,Rai K M,Prabhuswamy B.Synthesis and antimicrobial studies of a new series of 2-{4-[2-(5-ethylpyridin-2-yl)ethoxy]phenyl}-5-substituted-1,3,4-oxadiazoles[J].Eur J Med Chem,2006,41(7):841-846

[7] de Oliveira C S,Lira B F,Barbosa Filho J M,etal.Synthetic approaches and pharmacological activity of 1,3,4-oxadiazoles:A review of the literature from 2000～2012[J].Molecules,2012,17(9):10192-10231

[8] Maccioni E,Alcaro S,Cirilli R,etal.3-Acetyl-2,5-diaryl-2,3-dihydro-1,3,4-oxadiazoles:A new scaffold for the selective inhibition of monxoamine oxidase B[J].J Med Chem,2011,54(18):6394-6398

[9] Crane J D,Fox O D,Sinn E.Synthesis and structural characterisation of the isotypic complexes MIIL2(py)2·2H2O(M=Cu,Zn);the interplay of lattice imposed ligand disposition and Jahn-Teller distortions [HL=5-(4-methoxyphe-nyl)pyrazole-3-carbo-xylic acid][J].J Chem Soc,1999,9:1461-1466

[10] Xia Y,Dong Z W,Zhao B X,etal.Synthesis and structure-activity relationships of novel 1-arylmethyl-3-aryl-1H-pyrazole-5-carbohydrazide derivatives as potential agents against A549lung cancer cells[J].Bioorg Med Chem,2007,15(22):6893-6899

[11] Singh D C P,Hashim S R,Singhal.Synthesis and antimicrobial activity of some new thioether derivatives of quinoxaline[J].E-Journal of Chemistry,2011,8(2):635-642.

SynthesisandAnti-tumorActivitiesofNovelPyrazoleDerivativesContaining1,3,4-Oxadiazole

WANG Jing1，ZHANG Lei1，YAO Qi-zheng2

(1.School of Pharmacy，Zunyi Medical College，Zunyi 563003，China；2.School of Pharmacy，China Pharmaceutical University，Nanjing 210009，China)

Seven novel pyrazole derivatives(7a～7g)containing 1,3,4-oxadiazole were designed and synthesized from 4-methoxyacetophenone.The structures were characterized by1H NMR,IR and ESI-MS.Theinvitroanti-tumor activities of7a～7gwere investigated by MTT method.The results showed that 5-[3-(4-methoxyphenyl)-1-benzylpyrazole-5-yl]-2-[N-(4-bromophenyl)acetamide-2-ylthio]-1,3,4-oxadiazole(7g)exhibited good inhibition activities against HepG2with IC50of 60.06μM.

pyrazole；1,3,4-oxadiazole；synthesis；anti-tumor activity

2014-05-24

貴州省教育廳資助項目{黔科合人才團隊字[2012]03號}；貴州省科技廳資助項目{黔科合人才團隊[2014]4002號}；遵義醫學院博士啟動資金資助項目(F-631,zmk2013-008)

王京(1988-)，女，漢族，貴州遵義人，講師，主要從事新藥分子的設計與合成研究。E-mail: wangjing0642320@126.com

張磊，副教授，E-mail：lei_chang@yeah.net

O626.21；O626.24

A

1005-1511(2014)06-0730-04