2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(4-乙基苯基)苯甲酰胺的合成、晶體結構及抑癌活性

齊凱言, 馮書曉, 郭亞菲, 王俊嶺, 谷廣娜, 孫靜靜, 付龍龍, 廖 源, 馬軍營

(河南科技大學 化工與制藥學院，河南 洛陽 471023)

硒是人體必需的微量元素之一，它在人體中可摻入蛋白質合成形成硒蛋白酶或硒酶，主要參與人體的抗氧化[1-2]、抗病毒[3]、抗炎[4]和抗腫瘤[5-6]等生理和病理過程，在維持人體健康方面具有重要作用[7-9]。攝入含硒的食物或者含硒藥物能夠達到預防和減少癌癥發生的效果[10-12]。近年來，研究人員發現有機硒對肝癌[13]、肺癌[14]、乳腺癌[15]及結腸癌[16]等多種腫瘤有顯著抑制作用[17]。尤其是以依布硒啉(Ebselen)和乙烷硒啉(BBSKE)為主的硒啉類有機硒抗癌藥物，成為了研究者關注的熱點[18-19]。本課題組圍繞依硒啉類母核結構，設計并合成了一系列依布硒啉衍生物[20]，并對其結構類似物和潛在生物活性予以重點關注，以期獲得結構新穎的新型有機硒抗癌藥物小分子。

本文在合成系列硒啉類衍生物的過程中，嘗試以2-氯硒基苯甲酰氯(1)為原料，通過改變加料順序，首先加入無水丙酮溶液(既作溶劑又作反應物)，丙酮優先親核取代硒氯鍵，生成中間體2-((2-氧代丙基)硒基)苯甲酰氯；之后加入4-乙基苯胺，再次親核取代酰氯位點，反應合成了一種結構新穎的硒啉開環化合物2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(4-乙基苯基)苯甲酰胺(3, Scheme 1)，其結構經1H NMR、13C NMR、 HR-MS(ESI)和XRD表征，并采用MTT法初步測試了化合物對食管癌細胞(EC109)的體外抗增殖能力。

Scheme 1

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

RD-II型熔點儀；Bruker Avance 400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)；Waters Q-Tof MicroTM型高分辨質譜儀；Oxford diffraction Xcalibur型X-射線單晶衍射儀。

1按文獻[21]方法合成；4-乙基苯胺(2)，阿拉丁公司；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

在0 ℃～rt下，將2-氯硒基苯甲酰氯(1)0.2540 g(1 mmol)加入25 mL圓底燒瓶中，加入丙酮5 mL，攪拌反應30 min。加入20.2424 g(2 mmol)，繼續反應12 h。加入10 mL水，靜置過夜，析出淡黃色固體，過濾，濾餅真空干燥后經硅膠柱層析(洗脫劑：A=石油醚/乙酸乙酯=3/1，V/V)純化得化合物3。3溶于乙酸乙酯溶液中，室溫放置15 d得單晶。

3： Rf=0.31(洗脫劑：A=3/1)，收率79 %，m.p.155～157 ℃;1H NMRδ: 10.33(s, 1H), 7.72(d,J=7.2 Hz, 1H), 7.61(dd,J=13.0 Hz, 8.2 Hz, 3H), 7.45(td,J=7.6 Hz, 1.6 Hz, 1H), 7.38～7.31(m, 1H), 7.19(d,J=8.4 Hz, 2H), 3.82(s, 2H), 2.51(s, 2H), 2.22(s, 3H), 1.18(t,J=7.6 Hz, 3H);13C NMRδ: 204.81, 166.85, 139.77, 137.11, 136.50, 132.29, 131.43, 130.34, 128.79, 128.35, 126.12, 120.63, 35.86, 28.72, 28.13, 16.24; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C18H19NO2Se{[M+H]+}361.0581, found 361.0583。

1.3 晶體結構測定

在293 K下，選取形狀規則，尺寸為0.2916 mm×0.0927 mm×0.0658 mm的晶體樣品，置于衍射儀上，用石墨-單色Cu-Kα(λ=1.54184 nm)為X-射線源，在4.891°≤θ≤67.057°收集6160個數據，其中3006[Rint=0.0309,Rsigma=0.0420]個衍射點用于晶體結構解析，并且經過吸收校正。晶體結構解析和結果修正由SHELXL[22-23]軟件包完成，全部氫原子均采用直接法獲得，非氫原子坐標和各向異性溫度因子均采用全矩陣最小二乘法對F2進行精修。化合物3的主要晶體學數據列于表1。

表1 3的主要晶體學參數

1.4 體外活性測試

采用MTT法測試了標題化合物在100 g/mL濃度下，對食管癌細胞(EC109)體外作用24 h的抑制率。

2 結果與討論

2.1 合成

反應采用“一鍋法”的合成方法。由于1具有硒氯-酰氯兩個親電能力微弱差異的基團，因此可以通過切換投料的順序可以得到不同結構的化合物。首先，讓丙酮作為反應初始的親核試劑和溶劑，使丙酮的α-位與1中的硒氯鍵先發生親核取代反應，生成中間體2-((2-氧代丙基)硒基)苯甲酰氯，然后再與4-乙基苯胺的氨基發生反應得到目標產物。

2.2 晶體結構解析

化合物3的部分鍵長與鍵角數據和氫鍵的數據見表2和表3；晶體結構圖、氫鍵連接圖和分子堆積圖見圖1～3。

圖1 3的晶體結構

圖2 3的晶體結構及氫鍵

圖3 3的晶胞堆積圖

表2 3的主要鍵長和鍵角

表3 3的氫鍵

2.3 抑癌活性

表4為3對食管癌EC109細胞的抑制活性。由表4可知，3對食管癌EC109細胞作用24 h的抑制率為14.94 %，與依布硒啉(Ebselen)的抑制作用無顯著性差異，與陽性對照藥物5-氟尿嘧啶(5-FU)比較有顯著性差異，說明標題化合物和Ebselen的作用相似，硒作為體內硒蛋白/硒酶的活性中心，具有較低的細胞毒活性。需要值得注意的是，有報道顯示依布硒啉等有機硒化合物隨著給藥時間的延長，細胞毒性呈上升趨勢[1]，需要在進一步的研究中予以確認。

表4 3對EC109細胞的抑制活性(%±SD， n=3)

3 結論

合成了一個新型依布硒啉開環類的有機硒化合物2-((2-氧代丙基)硒基)-N-(4-乙基苯基)苯甲酰胺，并研究了其晶體結構。化合物3的濃度為100 μg/mL時，對EC109細胞增殖具有一定抑制活性，抑制率為14.94±0.60%。