微波輻射合成2-乙氧羰基甲硫基-4-取代苯基亞氨基-4H-1-萘酮類化合物*

武 波，湯雁波，肖志艷

(中國醫學科學院 北京協和醫學院 藥物研究所 活性物質發現與適藥化研究北京市重點實驗室，北京 100050)

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微波輻射合成2-乙氧羰基甲硫基-4-取代苯基亞氨基-4H-1-萘酮類化合物*

武 波，湯雁波，肖志艷

(中國醫學科學院 北京協和醫學院 藥物研究所 活性物質發現與適藥化研究北京市重點實驗室，北京 100050)

以對取代苯胺與2-乙氧羰基甲硫基-1,4-萘醌為底物，采用微波合成法合成了3個新型的蛋白酶體抑制劑的關鍵中間體——2-乙氧羰基甲硫基-4-苯基亞氨基-4H-1-萘酮類化合物(3a～3c)，其結構經1H NMR和1D NOE表征。在最佳反應條件[THF為溶劑，TiCl4為催化劑，于60℃微波(240W)反應15min]下，2-乙氧羰基甲硫基-4-(4-硝基苯基)亞氨基-4H-1-萘酮(3a)的收率84．2%。

萘醌；酮胺縮合；萘酮；蛋白酶體抑制劑；微波合成

蛋白酶體是目前抗腫瘤藥物研究的重要靶點之一，蛋白酶體抑制劑Bortezomib和Carfilzomib先后作為多發性骨髓瘤的治療藥物被FDA批準上市后，該領域的研究更為活躍[1-2]。Lawrence等[3]報道了萘醌類蛋白酶體抑制劑PI-083(Chart 1)，以及由萘醌衍生得到的羥基萘類蛋白酶體抑制劑PI-8182(Chart 1)[4-6]的合成。

本課題組[7]曾以PI-083為模板分子，對其2-位進行結構多樣性的衍生化，當2-位引入4-取代苯胺時，抗腫瘤活性較好，其中引入對硝基苯胺所得化合物對蛋白酶體的抑制活性優于PI-083。基于此思路，本文以PI-8182為模板分子，在其4-位引入4-取代苯胺(Ⅰ)，以期獲得結構新穎、活性較好的蛋白酶體抑制劑。

對Ⅰ進行逆合成分析(Scheme 1)可得中間體——2-乙氧羰基甲硫基-1,4-萘醌(1)。由萘醌合成1以及由2-乙氧羰基甲硫基-4-苯基亞氨基-4H-1-萘酮類化合物(3)合成目標分子Ⅰ均可參照文獻[2-4]方法進行，而由1合成亞胺中間體3則是能否順利合成Ⅰ的關鍵。雖然3可由芳胺和萘醌類化合物經酮胺縮合反應而得，但芳胺的活性對反應進行的難易及收率有較大影響，而且使酮胺縮合反應區域選擇性地發生在萘醌的4-位羰基也需要適當的反應條件。Matsuo等[8]在研究1,4-萘醌與芳基亞胺二鎂試劑反應時發現，除4-位羰基發生酮胺縮合反應形成預期的亞胺類產物外，還有其它產物生成。由此提示，由1合成3反應條件的選擇至關重要。

在PI-8182類抑制劑的制備中，Lawrence[4-6]采用微波合成法，由1和磺胺制得磺酰亞胺中間體。該方法雖然具有快速、高效、副反應少等優點，但存在儀器較昂貴、反應規模有限等局限。

為了高效合成3，并擴大反應條件的適用范圍,本文參照文獻[4-6]報道的微波合成方法，以對取代苯胺(2a～2c)為底物與1反應，合成了3個新型的2-乙氧羰基甲硫基-4-取代-苯基亞氨基-4H-1-萘酮類化合物(3a～3c，Scheme 2)，其結構和立體構型經1H NMR和1D NOE表征。并對反應條件進行優化。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Varian Mercury-300型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；Agilent LC/MSD TOF型液-質聯用儀；SHIMADZU LC-20A型高效液相色譜儀；Biotage InitiatorTM Eight EXP型微波合成儀。

1參照文獻[4-6]方法合成；其余所用試劑均為分析純，其中DCM和THF經氫化鈣回流重蒸，DMF經分子篩干燥。

1．23a～3c的合成(以3a為例)

在20mL微波反應管中加入THF 5mL，155.2mg(0.2mmol)和對硝基苯胺(2a)27.6mg(0.2mmol)，攪拌使其溶解；于0℃加入TiCl437.9mg(0.2mmol)的THF(0.2mL)溶液和三乙胺0.06mL，加畢，微波(240W)反應15min。用DCM 50mL稀釋，加水30mL淬滅反應，分液，水相用DCM(3×20mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后經硅膠柱層析[洗脫劑：A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=30∶1～10∶1]純化，混合溶劑(A=50∶1)重結晶得3a55mg。

用類似方法合成3b～3c。

3a：橙色針狀晶體，收率69%，m.p.157℃～159℃；1H NMRδ: 8.42(d,J=7.5Hz,1H,ArH),8.32(d,J=8.4Hz,2H,ArH),8.20(d,J=7.5Hz,1H,ArH),7.80～7.68(m,2H,ArH),7.03(d,J=8.4Hz,2H,ArH),6.77(s,1H,a-H),4.08(q,J=7.2Hz,2H,CH2CH3),3.42(s,2H,b-H),1.18(t,J=6.9Hz,3H,CH3)；ESI-MSm/z(%): 397.1{[M+H]+}。

3b：暗紅色針狀晶體,m.p.129℃～131℃；1H NMRδ: 8.56(d,J=7.5Hz,1H，ArH),8.19(d,J=7.5Hz,1H,ArH),7.70(m,2H,ArH),7.28(d,J=8.4Hz,2H,ArH),7.08(s,1H,a-H),6.93(d,J=8.4Hz,2H,ArH),4.09(q,J=7.2Hz,2H,CH2CH3),3.49(s,2H,b-H),2.55(m,1H,-H),1.96～1.78(m,5H,a′-H),1.57～1.21(m,5H,a′-H),1.16(t,J=7.2Hz,3H,CH3)；ESI-MSm/z(%): 434.3{[M+H]+}。

3c：紅棕色針狀晶體，m.p.163℃～165℃；1H NMRδ: 8.52(d,J=7.5Hz,1H,ArH),8.19(d,J=7.5Hz,1H,ArH),7.69(m,2H,ArH),7.11(s,1H,a-H),6.98(m,4H,ArH),4.11(q,J=7.2Hz,2H,CH2CH3),3.87(s,3H,OCH3),3.50(s,2H,b-H),1.19(t,J=7.2Hz,3H,CH2CH3)；ESI-MSm/z(%): 382.1{[M+H]+}。

2 結果與討論

2.1 表征

Lawrence[5]通過比較萘醌1與由其經與磺胺反應獲得的磺酰亞胺的3-H的吸收峰位置變化，推斷4-位羰基形成了磺酰亞胺。然而，1H NMR分析表明，1與3a的a-H吸收峰位置差異很小(6.71vs6.77)。為了更明確地確定3的結構及其順反異構問題，我們對3進行了1D NOE分析。結果表明，萘醌環上的a-H與取代苯胺上的1′-H存在NOE(Chart 2)，由此判斷，與取代苯胺發生酮胺縮合反應的是4-位羰基，而所形成的碳-氮雙鍵為E-型。

Chart 2

2.2 反應條件優化

以合成3a為模板反應，考察微波合成法中反應時間、溶劑及催化劑對反應的影響，尋找最佳反應條件，結果見表1。由表1可見，在10.2mmol，三乙胺0.4mmol，催化劑TiCl40.2mmol，DCM 5mL反應條件下，最優反應時間為15min(No.2)，略短于文獻[4-6]方法中的最優反應時間(20min)，可能由于2a的親核能力較磺胺更強;THF為溶劑時對提高反應收率有利，收率84.2%(No.6);另外，TiCl4的催化作用優于AlCl3。

微波合成法的最優反應條件為：THF為溶劑，TiCl4為催化劑，于60℃微波(240W)反應15min(No.9)。

表1 微波合成法的反應條件優化*Table1 Optimization of microwave reaction conditions

*10.2mmol，三乙胺0.4mmol，催化劑0.2mmol，溶劑5mL，其余反應條件同1.2；aHPLC外標法測定

參照微波合成法，其余反應條件同1.2，采用室溫攪拌法由1合成3a，考察了反應時間對收率的影響，實驗結果表明：在室溫攪拌反應中，反應時間分別為40min和10h時，收率分別為69%和74%,差異不大，說明40min時反應已基本進行完全，可以較好的收率獲得目標分子。

Scheme 3

2.3 催化機理

TiCl4-Et3N體系廣泛應用于磺酰亞胺類化合物的合成，TiCl4-羰基可形成配合物，從而活化酮羰基。文獻[5]指出，2-位硫原子上的孤對電子與萘醌體系形成的p-π共軛有利于4-位羰基與TiCl4的配位，從而實現反應的區域選擇性。據此可推測TiCl4催化1合成3的催化機理(Scheme 3)，可解釋本實驗中酮胺縮合反應的區域選擇性。此外，溶劑THF中氧原子的孤對電子可與TiCl4鈦原子的空軌道形成配位鍵，進一步穩定TiCl4-羰基配合物，從而提高TiCl4作為路易斯酸的催化效率。

3 結論

采用微波合成法合成了3個新型的蛋白酶體抑制劑的關鍵中間體——2-乙氧羰基甲硫基-4-取代-苯基亞氨基-4H-1-萘酮類化合物，并對反應條件進行了篩選和優化。為具有結構通式Ⅰ的新型蛋白酶體抑制劑的構效關系研究提供了參考。

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Synthesisof2-(Ethoxycarbonylmethylthio)-4-substitued-(pheny-limino)naphthalen-1(4H)-onesunderMicrowaveIrradiation

WU Bo, TANG Yan-bo, XIAO Zhi-yan

(Beijing Key Laboratory of Active Substance Discovery and Druggability Evaluation,Institute of Materia Medica,Chinese Academy of Medical Sciences,Peking Union Medical College,Beijing 100050,China)

Three novel key intermediates for preparation of proteasome inhibitors,2-(ethoxycarbonylmethylthio)-4-substitued-(phenylimino)naphthalen-1(4H)-ones(3a～3c),were synthesized by the reaction ofp-substituted aniline with 2-(ethoxycarbonylmethylthio)-1,4-naphthoquinone under microwave irradiation.The structures were characterized by1H NMR and 1D NOE spectra.The yield of 2-(ethoxycarbonylmethylthio)-4-(4-nitrophenylimino)naphthalen-1(4H)-one(3a)was 84．2% under the optimal reaction conditions[THF as the sovlent，TiCl4as the catalyst,microwave radiation(240W)at 60℃ for 15min].

naphthoquinone;ketoamine condensation;proteasome inhibitor;microwave synthesis

2014-02-27

國家自然科學基金資助項目(81302703)

武波(1989- )，男，漢族，山東泰安人，碩士研究生，主要從事藥物化學的研究。

肖志艷，研究員，碩士生導師，E-mail: xiaoz@imm.ac.cn

O625.15；O621.3

A

1005-1511(2014)05-0630-04