新型螺環六氫山酮素-氧化吲哚-苯并呋喃酮類拼接物的合成及其抗白血病細胞增殖活性

周 枝, 常順琴, 俸婷婷, 劉雄利, 田民義

(貴州大學 貴州省藥食同源植物資源開發工程技術研究中心，貴州 貴陽 550025)

根據新藥設計中的生物活性骨架多樣化拼接理念[1-3]，將具有生物活性的多種骨架拼接在一起，有可能解決療效較低或者毒性較高等缺陷。六氫山酮素骨架在藥物分子和天然產物中普遍存在。例如天然產物分子Desoxydiversonol， Diversonol和4-Dehydroxydiversinol共享一個六氫山酮素骨架單元，該類骨架化合物具有顯著的藥用活性[4-6]。

Scheme 1

螺環氧化吲哚也廣泛存在于天然產物和合成藥物分子中[7-10]，吸引了藥物化學家的廣泛關注。螺環苯并呋喃酮類化合物[11-15],如Rosmadial和Ferrubietolide，在生物制藥領域有重要的應用價值。因此，將六氫山酮素骨架拼接到基于苯并呋喃酮的螺環氧化吲哚骨架中，合成具備潛在生物活性的螺環六氫山酮素-氧化吲哚-苯并呋喃酮類化合物，可以為生物活性篩選奠定化合物基礎。

本文以氧化吲哚-色酮合成子(1)和3-烯基苯并呋喃酮(2)為原料，在催化劑1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯(DBU)催化下，在二氯甲烷中發生Michael/Michael加成環化反應，合成了6個新型的螺環六氫山酮素-氧化吲哚-苯并呋喃酮類化合物(3a～3f, Scheme 1)，產率75%～87%，dr值3/1～5/1,其結構經1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。采用MTT法研究了3a～3f對人白血病細胞(K562)的體外抗腫瘤活性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

WRS-1B型熔點儀；Bruker-400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標);MicroTMQ-TOF型高分辨質譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 3a～3f的合成(以3a為例)

在反應管中依次加入氧化吲哚-色酮合成子(1a)65.0 mg(0.15 mmol)， 3-烯基苯并呋喃酮(2a)49.2 mg(0.20 mmol)，催化劑10 mol%DBU 2.3 mg(0.015 mmol)和二氯甲烷1.0 mL，攪拌下反應2 d(TLC檢測)。經硅膠柱層析(洗脫劑：V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=7/1)純化得化合物3a87.6 mg。

用類似的方法合成3b～3f。

3a: 淡黃色固體,m.p.180.3～181.1 ℃,產率86%, 5/1dr;1H NMRδ: 0.72(s, 9H), 1.15(s, 3H), 1.17(s, 3H), 1.66(s, 9H), 2.47～2.54(m, 1H), 2.60～2.67(m, 1H), 2.78～2.85(m, 1H), 3.79～3.87(m, 1H), 4.03(s, 1H), 5.79(d,J=14.4 Hz, 1H), 6.66(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.13-7.21(m, 3H), 7.23～7.28(m, 1H), 7.30～7.36(m, 3H), 7.65(d,J=3.0 Hz, 1H), 7.77～7.82(m, 2H);13C NMRδ: 23.9, 26.9, 28.3, 32.2, 33.4, 38.8, 47.3, 53.4, 56.2, 80.1, 82.8, 84.6, 110.1, 115.1, 117.9, 120.0, 121.6, 124.1, 124.8, 125.1, 127.1, 127.8, 129.0, 129.9, 132.8, 134.9, 139.5, 142.7, 149.1, 154.6, 158.3, 166.1, 177.8, 178.8, 192.8; HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd for C40H41NO9Na{[M+Na]+}702.2674, found 702.2678。

3b: 淡黃色固體,m.p.101.3～101.8 ℃; 產率87%, 3/1dr;1H NMRδ: 0.50～0.54(m, 3H), 1.61(s, 9H), 2.25(s, 3H), 2.42～2.46(m, 1H), 2.54～2.60(m, 1H), 3.16～3.24(m, 1H), 3.32～3.40(m, 1H), 3.73～3.82(m, 1H), 4.03(s, 1H), 5.78(d,J=14.5 Hz, 1H), 6.65～6.68(m, 1H), 7.99(d,J=8.0 Hz, 1H), 7.01～7.09(m, 2H), 7.11～7.15(m, 1H), 7.23～7.27(m, 2H), 7.37～7.40(m, 1H), 7.44(s, 1H), 7.75(d,J=8.3 Hz, 1H);13C NMRδ: 13.0, 21.3, 28.2, 31.8, 38.6, 47.3, 53.2, 55.6, 61.4, 80.2, 84.5, 109.6, 112.0 (d,JCF=22.5 Hz), 115.2, 121.7, 123.7 (d,JCF=23.1 Hz), 125.1, 126.5, 127.5, 129.2, 130.3, 132.2, 134.4, 139.6, 149.1, 152.3, 156.1, 157.4 (d,JCF=244.0 Hz), 167.3, 177.9, 178.6, 191.6; HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd for C36H32NO9FNa{[M+Na]+}664.1953, found 664.1957。

3c: 淡黃色固體,m.p.160.8～161.3 ℃; 產率76%, 4/1dr,1H NMRδ: 1.74(s, 9H), 2.57～2.62(m, 1H), 2.82～2.86(m, 1H), 3.93～3.99(m, 1H), 5.00(s, 1H), 6.05(d,J=9.2 Hz, 1H), 6.71(d,J=7.0 Hz, 1H), 6.75(d,J=6.5 Hz, 1H), 7.00～7.03(m, 3H), 7.13～7.16(m, 2H), 7.19～7.22(m, 1H), 7.27～7.30(m, 1H), 7.35～7.40(m, 4H), 7.60～7.61(m, 1H), 7.80(d,J=6.5 Hz, 1H), 7.85～7.87(m, 1H);13C NMRδ: 28.2, 31.3, 38.7, 47.7, 52.8, 57.6, 80.0, 84.8, 109.6, 115.5, 117.9, 121.0, 122.1, 125.0, 125.2, 127.2, 127.7, 128.9, 129.0, 129.1, 129.9, 132.0, 132.3, 136.1, 139.4, 149.1, 153.5, 159.8, 178.4, 179.0, 192.2, 195.3; HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd for C39H30NO8BrNa{[M+Na]+}742.1047, found 742.1043。

3d: 淡黃色固體,m.p.168.2～168.8 ℃,產率75%, 3/1dr;1H NMRδ: 1.74(s, 9H), 2.78(s, 3H), 2.57～2.61(m, 1H), 2.79～2.83(m, 1H), 3.91～3.96(m, 1H), 4.99(s, 1H), 6.00(d,J=12.0 Hz, 1H), 6.60(d,J=7.0 Hz, 1H), 6.75(d,J=6.5 Hz, 1H), 7.02(d,J=7.0 Hz, 2H), 7.13～7.16(m, 2H), 7.19～7.21(m, 1H), 7.26～7.29(m, 1H), 7.34～7.36(m, 3H), 7.59～7.61(m, 2H), 7.80(d,J= 7.0 Hz, 1H);13C NMRδ: 20.4, 28.3, 31.4, 38.7, 47.7, 52.8, 57.6, 79.9, 84.7, 109.6, 115.5, 117.7, 119.9, 121.0, 125.0, 125.1, 125.9, 126.7, 127.7, 129.0, 129.1, 129.8, 131.6, 132.0, 132.3, 134.5, 137.1, 139.4, 149.1, 153.5, 157.9, 178.4, 179.0, 192.5, 195.4; HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd for C40H32NO8BrNa{[M+Na]+}756.1204, found 756.1209。

3e: 淡黃色固體,m.p.140.4～140.7 ℃,產率81%, 4/1dr;1H NMRδ: 1.64(s, 9H), 2.48～2.52(m, 1H), 2.72～2.76(m, 1H), 3.84～3.90(m, 1H), 4.92(s, 1H), 5.96(d,J=12.0 Hz, 1H), 6.60(d,J=7.0 Hz, 1H), 6.64(d,J=6.5 Hz, 1H), 6.78～6.81(m, 2H), 6.90～6.93(m, 1H), 7.03～7.06(m, 2H), 7.08～7.12(m, 3H), 7.17～7.20(m, 1H), 7.26～7.30(m, 2H), 7.51～7.53(m, 1H), 7.71(d,J=7.0 Hz, 1H), 7.75～7.77(m, 1H);13C NMRδ: 27.2, 30.2, 37.6, 46.7, 51.8, 56.6, 78.9, 85.6, 108.5, 114.4, 114.9 (d,JCF=23.5 Hz), 116.9, 120.0, 121.1, 124.0 (d,JCF=24.1 Hz), 124.9, 126.1, 126.6, 128.1, 128.7, 129.2, 129.3, 131.3, 135.0, 148.1, 152.4, 158.7, 164.7(d,JCF=244.4 Hz), 177.4, 178.0, 191.2, 193.7; HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd. for C39H30NO8FNa{[M+Na]+}682.1848, found 682.1851。

3f: 淡黃色固體,m.p.121.6～122.1 ℃,產率84%, 5/1dr;1H NMRδ: 1.10(s, 3H), 1.11(s, 3H), 1.64(s, 9H), 2.48～2.52(m, 1H), 2.71～2.77(m, 2H), 3.82～3.88(m, 1H), 4.92(s, 1H), 5.91(d,J=9.2 Hz, 1H), 6.54(d,J=7.0 Hz, 1H), 6.64(d,J=6.5 Hz, 1H), 6.78～6.81(m, 2H), 7.03～7.08(m, 2H), 7.09～7.11(m, 3H), 7.16～7.20(m, 3H), 7.27(d,J=6.0 Hz, 1H), 7.51～7.52(m, 1H), 7.60(s, 1H), 7.71(d,J=6.5 Hz, 1H);13C NMRδ: 22.8, 27.2, 30.4, 32.3, 37.7, 46.7, 51.8, 56.6, 78.9, 83.6, 108.5, 114.4, 114.8, 116.7, 119.0, 120.0, 123.1, 123.9, 124.9, 126.6, 128.0, 128.7, 129.2, 129.3, 131.4, 133.7, 138.4, 141.7, 148.1, 152.4, 157.1, 164.6, 177.4, 178.0, 191.6, 193.7; HR-MS(ESI-TOF)m/z: Calcd for C42H36NO8FNa{[M+Na]+}724.2317, found 724.2319。

Scheme 2

1.3 體外抗腫瘤細胞增殖活性測試

采用MTT法[16-19]測試了3a～3f對人白血病細胞(K562)的體外抗細胞增殖活性,以順鉑為陽性對照藥。

2 結果與討論

2. 1 合成

表1為反應條件的優化。由表1可知，該反應不能在無催化劑條件下進行。在三級胺催化劑DBU作用下，2 d內能反應完全，產率達到87%。其它三級胺類有機小分子催化劑(DABCO, Et3N和DMAP)作用下，產率降低，并伴有少量的副產物產生。

表1 反應條件的優化

2.2 反應機理

根據實驗結果和文獻報道[16-20]，我們推測該反應機理如Scheme 2所示：在有機堿DBU的催化下，1與2發生Michael/Michael加成關環反應,合成了目標產物3。

2.3 抗腫瘤細胞增殖活性

表1為3a～3f對K562的體外抗細胞增殖活性。由表1可見，化合物3c,3e和3f對K562細胞增殖具有一定的抑制活性。

表1 3a～3f的體外抗腫瘤活性

*μmol·L-1。

合成了6個新型的螺環六氫山酮素-氧化吲哚-苯并呋喃酮類化合物(3a～3f)，產率75%～87%，dr值3/1～5/1。該類化合物含有連續5個立體中心，包含一個具有潛在生物活性的氧化吲哚骨架和苯并呋喃酮骨架，可以為生物活性篩選提供化合物基礎。化合物3c,3e和3f對K562細胞增殖具有一定的抑制活性。其他相關藥理活性的研究正在進行中。