基于分子探針設(shè)計(jì)思路的川楝素衍生物的合成研究*

曾發(fā)古，蘇 倩

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，廣東 東莞 523808;2.中山大學(xué)附屬第七醫(yī)院藥學(xué)部，廣東 深圳 518107)

楝科植物的檸檬苦素類化合物具有獨(dú)特的高氧化度和骨架類型多變性，一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[1]。川楝素是楝科植物苦楝的代表性化學(xué)成分，其含量豐富且容易獲得[2-3]。該類化合物的細(xì)胞毒活性已有報(bào)道[4]，機(jī)制研究顯示它們能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡[5]。雖然川楝素的抗腫瘤效果明顯，但因缺乏足夠的作用靶點(diǎn)研究，限制了川楝素的進(jìn)一步應(yīng)用?；诜肿犹结樀脑O(shè)計(jì)思路，期望能夠在天然的川楝素結(jié)構(gòu)中連接上對(duì)靶點(diǎn)蛋白有親和作用的生物素，需要對(duì)川楝素結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，如尋找到活性合適連接生物素的位點(diǎn)。因此，本文對(duì)苦楝中川楝素進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，豐富此類檸檬苦素類的結(jié)構(gòu)類型，開展詳盡的構(gòu)效關(guān)系研究，為后續(xù)分子探針設(shè)計(jì)研究作用靶點(diǎn)提供穩(wěn)定的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料、試劑和儀器設(shè)備

1)川楝素(TSN，自制，純度99.5%)，所有合成用溶劑均為分析純。無水DMF 和DMSO用無水MgSO4干燥后減壓蒸餾得到，保存于分子篩中備用。吡啶、三乙胺等有機(jī)堿使用前蒸餾純化。其他試劑購(gòu)自上海達(dá)瑞化學(xué)試劑公司、百靈威等試劑公司。除非特別說明，這些試劑都未經(jīng)處理就直接使用。

2)所有反應(yīng)均在N2氣體保護(hù)下進(jìn)行，并用TLC 跟蹤監(jiān)測(cè)。常規(guī)后處理步驟是將反應(yīng)體系用水稀釋，用特定有機(jī)溶劑萃取3 次。合并的有機(jī)相依次用水、飽和食鹽水洗滌。有機(jī)相用無水Na2SO4或無水MgSO4干燥后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑，得到反應(yīng)粗產(chǎn)品。

3)1D和2D NMR用BRUKER AM-400型核磁共振儀測(cè)定(TMS為內(nèi)標(biāo));EI和高分辨EI-MS數(shù)據(jù)用Waters Autospec Premier P776型質(zhì)譜儀測(cè)定;正向?qū)游龉枘z(200～300目，300～400目)為青島海洋化工生產(chǎn)。

4)顯色劑為：5%硫酸乙醇溶液、8%磷鉬酸乙醇溶液。

1.2 川楝素衍生物的合成路線

化合物1～6合成路線、試劑以及反應(yīng)條件如圖1所示。

圖1 化合物合成路線

試劑與反應(yīng)條件為：a)Propionic Anhydride，NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12 h; b)Succinic anhydride，NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12h; c)Chloroacetic anhydride，NaOAc，dry actone，59℃，reflux，12 h; d)Iodoacetic acid，DCC，EA，rt，2 h，filter; NaOAc，dry actone，59℃，reflux，12 h; e)4-Pentynoic acid，DCC，EA，rt，2 h，filter; NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12 h; f)5-Hexynoic acid，DCC，EA，rt，2 h，filter; NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12 h。

2 化合物的制備及波譜數(shù)據(jù)

2.1 化合物1的制備

化合物TSN(143.5 mg，0.25 nmol)溶于干燥的丙酮中(10 mL)，N2保護(hù)下加入丙酸酐(32.5 mg，0.25 mmol)、無水醋酸鈉(36.9 mg，0.45 mmol)，在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC跟蹤檢測(cè)原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 25 mL)，用飽含食鹽水洗滌2 次(2 × 10 mL)，合并有機(jī)相，并用無水硫酸鈉干燥，濃縮得殘余物，經(jīng)硅膠柱層析后得到化合物1。白色粉末，ESI-MSm/z653[M + Na]+(C33H42O12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.34(1H，s，H-23)，7.15(1H，s，H-21)，6.13(1H，s，H-22)，5.82(1H，s，H-29)，5.33(1H，d，J=3.0 Hz，H-3)，5.21(1H，d，J=4.0Hz，H-12)，4.68(1H，s，H-9)，4.30(1H，d，J=12.5 Hz，H-19a)，4.22(1H，d，J=12.0 Hz，H-19b)，3.81(1H，m，H-7)，3.56(1H，m，H-1)，3.36(1H，s，H-15)，3.15(1H，t，J=11.0 Hz，17-H)，2.70(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，2-Ha)，2.88(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.76(2H，d，J=10.0 Hz，H-16a)，2，11(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.97(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=10.0 Hz，H-16b)，1.70(1H，m，2b)，1.35(3H，s，CH3-18)，1.13(3H，s，CH3-30)，0.86(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 208.3(C-11，s)，172.6(OAc-12，s)，169.6(OAc-3，s)，168.8(C-1′，s)，141.8(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.6(C-20，s)，110.9(C-22，d)，93.5(C-29，d)，77.8(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.6(C-14，s)，70.5(C-1，d)，70.2(C-7，d)，64.7(C-19，t)，58.5(C-15，d)，48.8(C-9，d)，45.4(C-13，s)，42.6(C-8，s)，41.6(C-10，s)，39.6(C-4，s)，38.5(C-17，d)，35.2(C-2，t)，33.6(C-16，t)，28.0(C-5，d)，27.6(C-6，t)，25.7(C-2′，t)，22.7(OAc-3，q)，21.5(OAc-12，q)，20.6(C-18，q)，19.2(C-30，q)，15.7(C-28，q)，8.7(C-3′，q)。

2.2 化合物2的制備

化合物TSN(143.5 mg，0.25 nmol)溶于干燥的丙酮中(10 mL)，N2保護(hù)下加入丁二酸酐(32.5 mg，0.25 mmol)、無水醋酸鈉(36.9 mg，0.45 mmol)，在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC點(diǎn)板檢測(cè)原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干。溶解在30 mL乙酸乙酯中，用3%的Na2CO3洗滌三次(3 × 10 mL)，萃取合并水層。水層加入1 mol/L的HCl調(diào)成中性，用乙酸乙酯萃取三次(50 mL × 3)，用飽含食鹽水洗滌2 次(2 × 10 mL)，合并有機(jī)相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經(jīng)硅膠柱層析得到化合2。白色無定型粉末，ESI-MSm/z697[M + Na]+(C34H42O14);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.33(1H，s，H-23)，7.26(1H，s，H-21)，6.14(1H，s，H-22)，5.87(1H，s，H-29)，5.34(1H，d，J=2.4 Hz，H-3)，5.20(1H，d，J=4.2 Hz，H-12)，4.89/4.79(1H，s，H-29)，4.70(1H，s，H-9)，4.32(1H，d，J=12.6 Hz，H-19a)，4.24(1H，d，J=12.6 Hz，H-19b)，4.11(2H，s，H-2′)，3.80(1H，m，H-7)，3.67(2H，m，2′-H)，3.58(1H，m，H-1)，3.37(1H，s，H-15)，3.15(1H，t，J=11.0 Hz，17-H)，2.75(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.88(1H，dt，J=3.1 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.7 3(2H，d，J=10.5 Hz，H-16a)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.2 Hz，H-16b)，1.73(1H，m，2b-H)，1.30(3H，s，CH3-18)，1.16(3H，s，CH3-30)，0.86(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，170.5(OAc-12，s)，169.9(OAc-3，s)，166.3(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.4(C-20，s)，111.8(C-22，d)，96.4(C-29，d)，78.6(C-12，d)，73.2(C-3，d)，71.9(C-14，s)，70.2(C-1，d)，69.8(C-7，d)，64.9(C-19，t)，58.4(C-15，d)，48.4(C-9，d)，45.9(C-13，s)，42.5(C-8，s)，41.3(C-10，s)，40.8(C-4，s)，39.4(C-2′，s)，38.5(C-17，d)，34.8(C-2，t)，33.5(C-16，t)，27.7(C-5，d)，25.9(C-6，t)，22.1(OAc-3，q)，21.4(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.7(C-28，q)。

2.3 化合物3的制備

化合物TSN(143.5 mg，0.25n mol)溶于干燥的丙酮中(10 mL)，N2保護(hù)下加入氯乙酸酐(42.7 mg，0.25 mmol)、無水醋酸鈉(36.9 mg，0.45 mmol)，在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC點(diǎn)板檢測(cè)原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 25 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 10 mL)，合并有機(jī)相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經(jīng)硅膠柱層析得到化合3。白色無定型粉末，ESI-MSm/z653[M + Na]+(C32H39ClO12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.33(1H，s，H-23)，7.26(1H，s，H-21)，6.14(1H，s，H-22)，5.87(1H，s，H-29)，5.34(1H，d，J=2.4 Hz，H-3)，5.20(1H，d，J=4.2 Hz，H-12)，4.89/4.79(1H，s，H-29)，4.70(1H，s，H-9)，4.32(1H，d，J=12.6 Hz，H-19a)，4.24(1H，d，J=12.6 Hz，H-19b)，4.11(2H，s，H-2′)，3.80(1H，m，H-7)，3.67(2H，m，2-H′)，3.58(1H，m，H-1)，3.37(1H，s，H-15)，3.15(1H，t，J=11.0 Hz，17-H)，2.75(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.88(1H，dt，J=3.1 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.73(2H，d，J=10.5 Hz，H-16a)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.2 Hz，H-16b)，1.7 3(1H，m，2b)，1.30(3H，s，CH3-18)，1.16(3H，s，CH3-30)，0.86(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，170.5(OAc-12，s)，169.9(OAc-3，s)，166.3(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.4(C-20，s)，111.8(C-22，d)，96.4(C-29，d)，78.6(C-12，d)，73.2(C-3，d)，71.9(C-14，s)，70.2(C-1，d)，69.8(C-7，d)，64.9(C-19，t)，58.4(C-15，d)，48.4(C-9，d)，45.9(C-13，s)，42.5(C-8，s)，41.3(C-10，s)，40.8(C-4，s)，39.4(C-2′，s)，38.5(C-17，d)，34.8(C-2，t)，33.5(C-16，t)，27.7(C-5，d)，25.9(C-6，t)，22.1(OAc-3，q)，21.4(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.7(C-28，q)。

2.4 化合物4的制備

稱取碘乙酸(186 mg，1.0 mmol)加入到無水乙酸乙酯(4 mL)，室溫?cái)嚢瑁? min后，加入DCC(103 mg，0.5 mmol)，繼續(xù)室溫?cái)嚢? h。1 h后，過濾濃縮濾液，得到備用?；衔颰SN(287 mg，0.5 nmol)加入備用品中，加入干燥的丙酮中(20 mL)，N2保護(hù)下，加入無水醋酸鈉(73.8 mg，0.9 mmol)，最后在59℃下回流攪拌12 h，TLC點(diǎn)板檢測(cè)原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 50 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 20 mL)，合并有機(jī)相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經(jīng)硅膠柱層析得到化合4。白色無定型粉末，ESI-MSm/z765[M + Na]+(C32H39IO12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.34(1H，s，H-23)，7.27(1H，s，H-21)，6.15(1H，s，H-22)，5.81(1H，s，H-29)，5.28(1H，d，J=2.5Hz，H-3)，5.23(1H，d，J=4.0 Hz，H-12)，4.84(1H，s，H-9)，4.30(1H，d，J=12.0 Hz，H-19a)，4.26(1H，d，J=12.2 Hz，H-19b)，3.84(1H，m，H-7)，3.78(1H，m，H-1)，3.71(2H，m，H-2′)，3.31(1H，s，H-15)，2.98(1H，t，J =12.8 Hz，17-H)，2.86(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.84(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.74(2H，d，J=10.5 Hz，H-16a)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.2 Hz，H-16b)，1.71(1H，m，2b)，1.30(3H，s，CH3-18)，1.15(3H，s，CH3-30)，0.83(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.9(C-11，s)，170.6(OAc-12，s)，170.1(OAc-3，s)，166.7(C-1′，s)，142.7(C-21，d)，140.9(C-23，d)，122.6(C-20，s)，112.1(C-22，d)，96.0(C-29，d)，78.8(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.1(C-14，s)，70.8(C-1，d)，70.2(C-7，d)，65.0(C-19，t)，58.6(C-15，d)，48.6(C-9，d)，46.0(C-13，s)，42.7(C-8，s)，41.5(C-10，s)，39.8(C-4，s)，38.5(C-17，d)，35.2(C-2，t)，33.5(C-16，t)，27.9(C-5，d)，25.6(C-6，t)，22.3(OAc-3，q)，21.6(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.9(C-28，q)，-6.9(C-2′，t)。

2.5 化合物5制備

稱取己炔酸(98 mg，1.0 mmol)加入到無水乙酸乙酯(4 mL)，室溫?cái)嚢瑁? min后，加入DCC(103 mg，0.5 mmol)后，繼續(xù)室溫?cái)嚢? h。1 h后，過濾濃縮濾液，得到備用?；衔颰SN(287 mg，0.5 nmol)加入備用品中，加入干燥的丙酮中(20 mL)，N2保護(hù)下，加入無水醋酸鈉(73.8 mg，0.9mmol)，最后在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC點(diǎn)板檢測(cè)原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 50 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 20 mL)，合并有機(jī)相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經(jīng)硅膠柱層析得到化合5。ESI-MSm/z677[M + Na]+(C35H42O12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.3(1H，sH-23)，7.26(1H，s，H-21)，6.12(1H，s，H-22)，5.8(1H，s，H-29)，5.23(1H，s，H-3)，5.22(1H，s，H-12)，4.58(1H，s，H-9)，4.31(1H，d，J=12.0 Hz，H-19a)，4.26(1H，d，J=11.8 Hz，H-19b)，3.84(1H，m，H-7)，3.78(1H，m，H-1)，3.31(1H，s，H-15)，2.98(1H，t，J=12.8 Hz，17-H)，2.86(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.84(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.93(1H，m，H-5′)，2.74(2H，d，J=10.6 Hz，H-16a)，2.50(2H，m，H-2′)，2.47(2H，m，H-2′)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.0 Hz，H-16b)，1.86(1H，m，2b)，1.29(3H，s，CH3-18)，1.13(3H，s，CH3-30)，0.82(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，170.7(OAc-12，s)170.6(OAc-3，s)，169.9(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.7(C-23，d)，122.5(C-20，s)，111.9(C-22，d)，95.0(C-29，d)，82.3(C-4′，s)，78.7(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.0(C-14，s)，70.3(C-1，d)，70.1(C-5′，s)，69.6(C-7，d)，64.7(C-19，t)，58.5(C-15，d)，48.5(C-9，d)，46.0(C-13，s)，42.6(C-8，s)，41.5(C-10，s)，39.3(C-4，s)，38.4(C-17，d)，35.0(C-2，t)，33.5(C-2′，d)，33.0(C-16，t)，28.0(C-5，d)，25.4(C-6，t)，22.1(OAc-3，q)，21.6(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.3(C-28，q)，14.7(C-3′，t)。

2.6 化合6制備

稱取戊炔酸(112 mg，1.0 mmol)加入到無水乙酸乙酯(4 mL)，室溫?cái)嚢瑁? min后，加入DCC(103 mg，0.5 mmol)后，繼續(xù)室溫?cái)嚢? h。1 h后，過濾濃縮濾液，得到備用。化合物TSN(287 mg，0.5 nmol)加入備用品中，加入干燥的丙酮中(20 mL)，N2保護(hù)下，加入無水醋酸鈉(73.8 mg，0.9 mmol)，最后在59℃下回流攪拌12 h，TLC點(diǎn)板檢測(cè)原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 50 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 20 mL)，合并有機(jī)相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經(jīng)硅膠柱層析得到化合6。ESI-MSm/z691[M + Na]+(C36H44O12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.31(1H，s，H-23)，7.11(1H，s，H-21)，6.12(1H，s，H-22)，5.78(1H，s，H-29)，5.28(1H，s，H-3)，5.24(1H，s，H-12)，4.59(1H，s，H-9)，4.29(1H，d，J=11.8 Hz，H-19a)，4.26(1H，d，J=11.8 Hz，H-19b)，3.76(1H，m，H-7)，3.64(1H，m，H-1)，3.30(1H，s，H-15)，2.98(1H，t，J=12.8 Hz，17-H)，2.86(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.84(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.93(1H，m，H-6′)，2.75(2H，d，J=10.6 Hz，H-16a)，2.51(2H，m，H-2′)，2.47(2H，m，H-3′)，2.24(2H，m，H-4′)，2.08(3H，s，OAc-3)，1.98(1H，m，H-2b)，1.97(3H，s，OAc-12)，1.96(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=12.0 Hz，H-16b)，1.86(1H，m，2b-H)，1.29(3H，s，CH3-18)，1.13(3H，s，CH3-30)，0.80(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，171.9(OAc-12，s)，170.5(OAc-3，s)，170.0(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.5(C-20，s)，111.9(C-22，d)，94.6(C-29，d)，82.9(C-5′，s)，78.7(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.0(C-14，s)，70.2(C-1，d)，69.5(C-6′，s)，69.2(C-7，d)，64.8(C-19，t)，58.5(C-15，d)，48.5(C-9，d)，45.9(C-13，s)，42.6(C-8，s)，41.5(C-10，s)，39.3(C-4，s)，38.4(C-17，d)，35.0(C-2，t)，33.6(C-2′，d)，32.8(C-16，t)，28.0(C-5，d)，25.4(C-6，t)，23.5(C-3′，t)，22.1(OAc-3，q)，21.6(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.8(C-4′，t)，19.6(C-30，q)，15.3(C-28，q)。

3 結(jié)語

通過對(duì)苦楝中川楝素化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，可得到不同結(jié)構(gòu)類型的川楝素衍生物。后續(xù)通過研究活性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，期望選擇合適的連接分子探針的位點(diǎn)，為研究川楝素藥理作用靶點(diǎn)提供穩(wěn)定的化合物來源。