一類有羧基取代基的白藜蘆醇類的化合物及其製備方法
2023-05-16 03:08:31 2
專利名稱：一類有羧基取代基的白藜蘆醇類的化合物及其製備方法
技術領域：
一類有羧基取代基的白藜蘆醇類的化合物及其製備方法，涉及一類1，2-二苯乙烯的衍生物，屬於有機化學和藥物化學領域。
背景技術：
白藜蘆醇(resveratrol，化學結構如結構式1所示)，一種1，2-二苯乙烯的衍生物，其化學名為3，4』，5-三羥基-反式-均二苯代乙烯(3，4』，5-trihydroxystilbene)，為無色針狀結晶，易溶於乙醚、氯仿、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有機溶劑。
在365nm的紫外光照射下產生螢光，並能和三氯化鐵-鐵氰化鉀起顯色反應。
白藜蘆醇結構式1白藜蘆醇最早是在20世紀40年代初由Takaoka從植物毛葉藜蘆(veratrumgradiflurum)中提取得到的，最初被發現時認為是葡萄屬植物產生的一種植物抗毒素。以後又相繼在葡萄科(爬山虎屬、山葡萄屬、蛇葡萄屬)、百合科(藜蘆屬、菝契屬)、蓼科(蓼屬、大黃屬)、豆科(槐屬、花生屬、決明屬、三葉屬、羊蹄甲屬、冬青屬)、姚金娘科(桉屬)等21個科31個屬的72種植物中被發現。後來發現白藜蘆醇在未經釀造的葡萄籽、葡萄皮中含量相當高，分別為12.45mg/g和3.44mg/g，並以反式為主。研究發現，白藜蘆醇具有多種藥理活性，其中，最令人矚目和最有潛在應用效果的是其在抗癌、心血管保護、抗氧化方面的作用。
1997年，Jang等[Jang M，Cai L，Udeani GO，et al.Cancerchemopreventive activity of resveratrol，a natural product derived fromgrapes.Science，1997，275(5297)218]較系統地報導了白藜蘆醇的抗腫瘤作用，該研究發現白藜蘆醇在癌症發生的3個階段(即起始、促進和發展階段)中，都有較大的防癌活性，且對癌症發生的3個階段都有抑制作用乃至轉錄作用1)抑制起始活性作用白藜蘆醇具有抗氧化性和抗突變作用，能抑制自由基並誘導II期藥代酶。
2)抑制促進作用抑制環氧合酶(COX)和過氧化氫酶，具有很強的抗炎作用。
3)抑制發展作用抑制癌細胞增殖，誘導癌細胞分化和凋亡。
1998年，新加坡國立大學科學家Clement等[Clement MV，Hirpara JL，Chawdhury SH，et al.Chemopreventive agent Resveratrol，a natural productderived from grapes，triggers CD95 signaling-dependent apoptosis inhuman tumor cells.Blood，1998，92(3)996]研究發現，白藜蘆醇可誘導人類HL60白血病細胞DNA的裂解，並致使膜磷脂喪失其不對稱性，表明白藜蘆醇可誘導人類HL60白血病細胞的程序性死亡。白藜蘆醇作用48小時後，腫瘤細胞死亡率超過80％。
2000年，Manna等[Manna SK，Mukhopadhyay A，Aggarwal BB.Resveratrolsuppresses TNF-induced activation of nuclear transcription factorsNF-kappa B，activator protein-1，and apoptosispotential role of reactiVeoxygen intermediates and lipid peroxidation.JImmunol，2000，164(12)6509]和Holmes-McNary等[Holmes-McNary M，BaldwinAS Jr.Chemopreventive properties of trans-resveratrol are associatedwith inhibition of activation of the IκB kinase.Cancer Res，2000，603477]則發現白黎蘆醇能以劑量和時間依賴方式阻斷腫瘤壞死因子(TNF)誘導的核轉錄因子κB(NF-κB)的活化，抑制TNF誘導的NF-κB的p65亞單位磷酸化和核轉位及NF-κB依賴的報告基因的轉錄，還能阻斷由佛波酯、脂多糖、H2O2、okadaic酸、神經醯胺等誘導的NF-κB的活化，也抑制TNF誘導的MAPKK(有絲分裂原激活的蛋白激酶)和c-Jun N末端激酶的活化。
2001年，Ahmad等[Ahmad N，Adhami VM，Afaq，et al.Resveratrol causesWAF-1/p21-mediated G(I)-phase arrest of cell cycle and induction ofapoptosis in huaman epidermoid careinoma A431 cells.Clin CancerRes，2001，7(5)1466]報導白黎蘆醇能誘導細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶(CDK)抑制蛋白p21WAF-1的產生，並能減少細胞周期蛋白(cyclin)D1、D2、E和CDK2、CDK4、CDK6的蛋白表達，進而造成人表皮癌A431細胞的Gl期停頓，使細胞不能完成從Gl期至S期的轉化，並認為這一過程是不可逆的，將最終導致細胞凋亡。
1997年後，對白藜蘆醇抗腫瘤活性研究逐漸成為熱點，人們通過各種實驗已證實白藜蘆醇對鼻咽癌、肺癌、肝癌、胃癌、白血病、乳腺癌，前列腺癌等均有一定的抑制和拮抗作用。由此可見，白黎蘆醇這一廣泛存在於自然界中的天然物質，是一種很有希望的天然抗腫瘤藥物前體。但作為治療癌症的藥物，白黎蘆醇的作用還不夠強。因此，有必要對其結構進行進一步的改造，以期發現具有更高活性的化合物。各國的藥物化學家紛紛以白藜蘆醇為先導物，進行藥物設計，合成了許多白藜蘆醇類似物，並對這些類似物進行生物活性測試，以期尋找到結構簡單、抗癌效果好、毒性低的抗癌結構分子。
美國科學家Pettit等[Pettit G.R，Grealish MP，Jung MK，Hamel E，Pettit R K，Chapuis JC，Schmidt JM.Antineoplastic agents 465 structural modification of resveratrolsodium resverastatin phosphate.JMed Chem，2002，452534-2542.]合成了多個白藜蘆醇結構修飾物和含磷酸鹽結構的白藜蘆醇類似物作為抗癌藥物研究，發現三甲氧基取代的Z-白藜蘆醇效果最佳。
英國科學家Lion等[Lion CJ，Matthews CS，Stevens M FG.，Westwell AD.Synthesis，antitumorevaluation，and apoptosis-inducing activity of hydroxylated(E)-stilbenes.J Med Chem，2005，481292-1295.]合成了一系列白藜蘆醇類似物，並進行了抗癌細胞測試，結果證實2-甲氧基-3』-羥基-反式-均二苯代乙烯和3，5-二甲氧基-3』-羥基-反式-均二苯代乙烯具有較好的抗癌細胞活性。
發明內容
本發明的目的是提供一類有羧基取代基的白藜蘆醇類的化合物及其製備方法，是基於白黎蘆醇被證實具有多種有益於人體的功能，特別是具有較高的抗癌活性，自行設計並製備了一類具有不同化學結構的白藜蘆醇類似物，以期具有比白藜蘆醇更強的抗癌活性和更低的毒性。
本發明的技術方案本發明的有羧基取代基的白藜蘆醇類的化合物為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸。其結構通式如結構式2所示 結構式2其中的R代表羥基、氫或硝基。
其中R為羥基，其化學名為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸。
其中R為氫，其化學名為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-苯基丙烯酸。
其中R為硝基，其化學名為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-硝基苯基)丙烯酸。
本發明結構式2的化合物的製備反應如反應式1所示 反應式1製備方法3，5-二甲氧基苄溴與氰化鈉進行取代反應製得3，5-二甲氧基苯乙腈，3，5-二甲氧基苯乙腈水解得到3，5-二甲氧基苯乙酸，3，5-二甲氧基苯乙酸與對位R基苯甲醛進行Perkin反應製得(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸，然後進行脫甲基反應得到產物(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸。
A.取代反應在容器中，將氰化鈉加適量蒸餾水，攪拌使固體溶解；在三口燒瓶中放置適量無水乙醇，攪拌下緩慢加入氰化鈉溶液，升溫至65℃，加入3，5-二甲氧基苄溴，3，5-二甲氧基苄溴與氰化鈉等摩爾反應，在65℃保溫反應1.5小時，反應後減壓蒸出乙醇，冷至室溫後析出固體，過濾，固體用甲醇/水體積比1/1重結晶得針狀晶體3，5-二甲氧基苯乙腈；B.水解反應在三口燒瓶中，加入3，5-二甲氧基苯乙腈和適量的甲醇，攪拌升溫使固體溶解，在50℃下加入適量蒸餾水和氫氧化鈉，氫氧化鈉的摩爾用量為3，5-二甲氧基苯乙腈摩爾用量的3-4倍，繼續升溫至回流，反應5小時，用濃鹽酸調至pH1～2，靜置過夜，析出固體，過濾，固體用甲醇重結晶，得針狀晶體3，5-二甲氧基苯乙酸；C.Perkin反應在三口燒瓶中，加入3，5-二甲氧基苯乙酸，對位R基苯甲醛和乙酐，攪拌升溫至40℃待固體溶解，加入碳酸鉀，3，5-二甲氧基苯乙酸和對位R基苯甲醛等摩爾反應，反應2.5小時，冷至室溫，用鹽酸調pH1～2，靜置過夜，將固體濾出，固體用95％乙醇重結晶得(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸；D.脫甲基反應在燒瓶中加入(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸和乾燥的二氯甲烷，慢慢滴加BBr3的CH2Cl2溶液，控制BBr3的摩爾用量為(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸摩爾用量的5倍，滴畢於室溫下反應24-36h，反應畢，將反應液傾入適量的冰水混合物中，有大量固體析出，待冰完全熔化，過濾，固體用乙醇/水體積比2/1-2/3重結晶，乾燥得產物(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸。
該類化合物的抗腫瘤試驗藥理實驗數據實驗方法肺癌細胞H446，正常肝細胞L02均用含10％小牛血清的RPMI 1640培養液(含100U/mL青黴素，100μg/mL鏈黴素)於37℃，5％CO2及飽和溼度的培養箱中培養三天後進行測試。
表1 化合物1a-1c對肺癌細胞H446的增殖抑制率及半致死濃度(IC50)
化合物1a-1c對肺癌細胞H446均表現出好的抑制活性。
表2化合物1a-1c對正常肝細胞L02的增殖抑制率及半致死濃度(IC50)
各化合物中1b的毒性尤其為低。
本發明的有益效果產物(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸是白藜蘆醇的類似物，以期發現具有比白藜蘆醇更高的抗腫瘤、心血管保護或抗氧化活性的新化合物，用於抗腫瘤、心血管保護和抗氧化等醫學領域。
具體實施方案實施例1(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸的合成3，5-二甲氧基苯乙腈(4)的合成將固體氰化鈉(14.3g，0.29mol)溶解於蒸餾水(80mL)中。在250mL三口燒瓶中加入無水乙醇(80mL)，攪拌下緩慢加入氰化鈉溶液，加畢，升溫至65℃，加入3，5-二甲氧基苄溴(60g，0.26mol)，加畢65℃保溫反應1.5h，反應結束後減壓蒸出乙醇，冷至室溫，析出的固體過濾，水洗，用甲醇/水體積比1/1重結晶，乾燥得產物，無色針狀晶體44g，收率96％，m.p.52～53℃。
3，5-二甲氧基苯乙酸(3)的合成在150毫升三口燒瓶中，加入3，5-二甲氧基苯乙腈(4)17.7克(0.1mol)和甲醇50毫升，攪拌升溫使固體溶解。在50℃下加入25毫升蒸餾水和15克氫氧化鈉，繼續升溫至回流，反應5小時。用濃鹽酸調至pH1～2，靜置過夜，析出固體，過濾。用甲醇重結晶，得無色針狀晶體3，5-二甲氧基苯乙酸(3)16.2克，收率82％，熔點100～102℃。
(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸(2a)的合成在150毫升燒瓶中，加入3，5-二甲氧基苯乙酸(3)1.96克(0.01mol)，對羥基苯甲醛1.36克(0.01mol)和乙酐15毫升(0.16mol)，攪拌升溫至40℃待固體溶解，加入碳酸鉀0.7克(0.005mol)，反應2.5小時。冷至室溫，用鹽酸調pH至1～2，靜置過夜。將固體濾出，用95％乙醇重結晶得淡黃色粉末(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸(2a)2.0克，收率65％，熔點184～186℃。
(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸(1a)的合成在500mL燒瓶中加入(2a)(6.8g，0.02mol)和乾燥的二氯甲烷(150mL)，常溫攪拌40min後，慢慢滴加BBr3的CH2Cl2溶液(2mol/L，50mL)，滴加完畢於室溫下反應36h。反應畢，不斷攪拌下將反應液傾入冰水混合物中，有大量固體析出，待冰完全熔化，過濾，固體用乙醇/水體積比2/3重結晶，乾燥得產物(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸(1a)4.5g，收率83％，熔點177-178℃。
實施例2(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-苯基丙烯酸的合成(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-苯基丙烯酸(2b)的合成採用實施例1相似的反應條件，由3，5-二甲氧基苯乙酸(3)1.96克與1.1克苯甲醛反應，攪拌升溫至40℃待固體溶解，加入碳酸鉀0.7克，反應2.5小時，得白色粉末固體(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-苯基丙烯酸(2b)1.7克，收率60％，熔點203～205℃。
(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-苯基丙烯酸(1b)的合成採用實施例1相似的反應條件，由5.7g(2b)和50mL，2mol/L BBr3的CH2Cl2溶液在150mL乾燥的二氯甲烷中反應，室溫下反應30h，反應產物在冰水中析出，過濾，固體用乙醇/水體積比1/1重結晶，得淡黃色針晶(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-苯基丙烯酸(1b)4.4g，收率87％，熔點243-244℃。
實施例3(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-硝基苯基)丙烯酸的合成(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-硝基苯基)丙烯酸(2c)的合成採用實施例1相似的反應條件，由3，5-二甲氧基苯乙酸(3)1.96克與1.5克對硝基苯甲醛反應，攪拌升溫至40℃待固體溶解，加入碳酸鉀0.7克，反應2.5小時，得黃色針狀晶體(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-硝基苯基)丙烯酸(2c)2.2克，收率67％，熔點203～205℃。
(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-硝基苯基)丙烯酸(1c)的合成採用實施例1相似的反應條件，由6.6g(2c)和50mL，2mol/L BBr3的CH2Cl2溶液在150mL乾燥的二氯甲烷中反應，室溫下反應24h，反應產物在冰水中析出，過濾，固體用乙醇/水體積比2/1重結晶，得黃色針晶(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-硝基苯基)丙烯酸(1c)4.6g，收率77％，熔點＞300℃。
權利要求
1.一類有羧基取代基的白藜蘆醇類的化合物，其化學名為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸，結構通式如下 其中的R代表羥基、氫或硝基。
2.根據權利要求1所述的化合物，其中R為羥基，其化學名為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-羥基苯基)丙烯酸。
3.根據權利要求1所述的化合物，其中R為氫，其化學名為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-苯基丙烯酸。
4.根據權利要求1所述的化合物，其中R為硝基，其化學名為(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-硝基苯基)丙烯酸。
5.如權利要求1所述化合物的製備方法，其特徵是3，5-二甲氧基苄溴與氰化鈉進行取代反應製得3，5-二甲氧基苯乙腈，3，5-二甲氧基苯乙腈水解得到3，5-二甲氧基苯乙酸，3，5-二甲氧基苯乙酸與對位R基苯甲醛進行Perkin反應製得(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸，然後進行脫甲基反應得到產物(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸；A.取代反應在容器中，將氰化鈉加適量蒸餾水，攪拌使固體溶解；在三口燒瓶中放置適量無水乙醇，攪拌下緩慢加入氰化鈉溶液，升溫至65℃，加入3，5-二甲氧基苄溴，3，5-二甲氧基苄溴與氰化鈉等摩爾反應，在65℃保溫反應1.5小時，反應後減壓蒸出乙醇，冷至室溫後析出固體，過濾，固體用甲醇/水體積比1/1重結晶得針狀晶體3，5-二甲氧基苯乙腈；B.水解反應在三口燒瓶中，加入3，5-二甲氧基苯乙腈和適量的甲醇，攪拌升溫使固體溶解，在50℃下加入適量蒸餾水和氫氧化鈉，氫氧化鈉的摩爾用量為3，5-二甲氧基苯乙腈摩爾用量的3-4倍，繼續升溫至回流，反應5小時，用濃鹽酸調至pH1～2，靜置過夜，析出固體，過濾，固體用甲醇重結晶，得針狀晶體3，5-二甲氧基苯乙酸；C.Perkin反應在三口燒瓶中，加入3，5-二甲氧基苯乙酸，對位R基苯甲醛和乙酐，攪拌升溫至40℃待固體溶解，加入碳酸鉀，3，5-二甲氧基苯乙酸和對位R基苯甲醛等摩爾反應，反應2.5小時，冷至室溫，用鹽酸調pH1～2，靜置過夜，將固體濾出，固體用95％乙醇重結晶得(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸；D.脫甲基反應在燒瓶中加入(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸和乾燥的二氯甲烷，慢慢滴加BBr3的CH2Cl2溶液，控制BBr3的摩爾用量為(E)-2-(3，5-二甲氧基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸摩爾用量的5倍，滴畢於室溫下反應24-36h，反應畢，將反應液傾入適量的冰水混合物中，有大量固體析出，待冰完全熔化，過濾，固體用乙醇/水體積比2/1-2/3重結晶，乾燥得產物(E)-2-(3，5-二羥基苯基)-3-(4-R基苯基)丙烯酸。
全文摘要
一類有羧基取代基的白藜蘆醇類的化合物及其製備方法，屬於有機化學及藥物化學領域，其通式為其中的R代表氫、羥基或硝基等。該類化合物的製備方法是3，5－二甲氧基苯乙酸與相應的對位取代R基苯甲醛發生Perkin反應，然後脫除甲氧基保護後製得產物。該類產物是1，2－二苯乙烯衍生物，白藜蘆醇(resveratrol，3，4』，5－三羥基－反式－均二苯代乙烯)的類似化合物。本發明的產物是一種新的化合物，可用於抗腫瘤、抗氧化、心血管保護等醫學領域。
文檔編號A61P35/00GK1807391SQ20061003849
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月23日 優先權日2006年2月23日
發明者羅世能, 朱玉松, 謝敏浩, 劉婭靈, 鄒霈, 何擁軍, 吳軍, 王洪勇, 俞惠新, 陳波, 奚月芬, 沈永嘉 申請人:江蘇省原子醫學研究所