具有抗肿瘤活性的3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物及其制备方法

摘要

本发明涉及五种用于抗肿瘤的N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基苯亚甲基氨基)4-哌啶酮化合物及其制备方法，属于抗肿瘤药物及其制备方法技术领域。其制备方法是通过N-甲基哌啶酮与间硝基苯甲醛进行克莱森-施密特缩合反应得到中间体，再将得到的中间体化合物用还原剂进行还原得到还原产物，最后通过羟醛缩合反应得到最终产物A、B、C、D、E。该3,5-二(3-(2-羟苯亚甲基氨基)苯亚甲基)-4-哌啶酮衍生物A～E，可避免现在使用的抗肿瘤药的基因毒性，抗肿瘤活性好，靶向性明确。制备方法简便，反应条件温和，合成产率高，利于其在抗肿瘤领域的广泛推广。

说明书

技术领域

本发明涉及5种具有抗肿瘤的含活性酚羟基3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物 的制备方法及生物活性，属于抗肿瘤药物及制备方法技术领域。

背景技术

α,β-不饱和酮数目众多，应用广泛。由于其碳碳双键与羰基共轭，故兼有烯烃、酮和 共轭二烯烃的性质，具有良好的反应性能，如进行Michael加成反应^[1]，Diels-Alder反 应^[2]等。此外其还是一种重要的有机合成中间体，被广泛应用于医药、农药、香料等领域。 张静等人^[3]报道了查耳酮的抗斜纹夜蛾的作用。除此之外，α,β-不饱和酮还表现出抗肿瘤、 抗炎、抗疟疾作用等多种药理作用。

哌啶、哌啶酮及其衍生物是常用的化学原料或者中间体，因为其普遍的生物活性广 泛应用于镇痛、消炎、抗组胺、抗心率失常、抗精神病以及抗肿瘤等药物的合成中，所得 到的临床药物在临床治疗中占据着不可替代的地位，因此，对于该类化合物的研究一直是 医药领域的研究热点。哌啶酮及其衍生物是极其重要的哌啶类化合物，利用其结构中的羰 基及其邻位上亚甲基活性，可以引发许多有机合成反应，由此派生出许多实用的医药、农 药、化工中间体^[4]。

3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮衍生物是一类α,β-不饱和酮与β-氨基酮相结合的药物。分子 中含有两个α,β-不饱和酮单元，可以对巯基形成两次连续的烷基化，这种连续的化学结合 使肿瘤细胞比正常细胞更易受到伤害，因此对肿瘤细胞具有更大的毒性，而对正常细胞无 毒或者毒性很小，而当哌啶酮的氮原子被取代后，则会形成另一与肿瘤细胞结合的辅助结 合位点。研究发现，席夫碱在医药领域，具有抑菌、杀菌、消炎、抗结核病、抗麻风病、 抗肿瘤、抗病毒的生物活性。本发明合成了3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱类衍生物。并 研究其抗肿瘤活性。

发明内容

本发明旨在寻找对正常细胞毒性小的新型抗肿瘤药物，因而，提供了一种具有抗肿 瘤活性的3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物，其具有较好的抗肿瘤活性，本发明同时 提供了该衍生物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

具有抗肿瘤活性的3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物，其目标产物的结构式为：

分别命名为：

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(A)，

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-5-氟苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(B)，

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-5-溴苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(C)，

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-4-甲氧基苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(D)，

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-3-甲氧基-5-溴苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(E)。

上述3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物的制备方法，其原理为：首先通过N-甲 基哌啶酮与间硝基苯甲醛进行克莱森-施密特缩合反应得到中间体化合物，再将得到的中间 体化合物用还原剂对硝基进行还原得到还原氨基中间体，再将其与不同的羟基苯甲醛系列 原料进行反应，得到最终产物A、B、C、D、E。

具有抗肿瘤活性的3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物的制备方法，其特殊之处 在于，包括如下具体步骤：

将羟基苯甲醛系列原料与N-甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮原料，在醇溶 液中混合，添加催化剂，常温搅拌反应一段时间，沉淀抽滤，得到发明产物3,5-二芳亚甲 基-4-哌啶酮席夫碱衍生物A～E。

并通过核磁共振、红外光谱验证其结构的正确性。

在发明产物3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物A～E的制备过程中，羟基苯甲醛 系列原料是指2-羟基苯甲醛、2-羟基-5-氟苯甲醛、2-羟基5-溴苯甲醛、2-羟基4-甲氧基苯 甲醛或2-羟基-3-甲氧基-5-溴苯甲醛；

在发明产物3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物A～E的制备过程中，醇溶液的醇 为甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种；

在发明产物3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物A～E的制备过程中，添加催化剂 为甲酸、乙酸中的任意一种，质量浓度为0.1％～2％；

在发明产物3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物A～E的制备过程中，为保证N- 甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮反应完全，本发明中羟基苯甲醛系列原料与N- 甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮原料的摩尔比大于2:1；

在发明产物3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物A～E的制备过程中，一段时间是 指2～18小时。

本发明具有抗肿瘤活性的3,5-二(3-(2-羟苯亚甲基氨基)苯亚甲基)-4-哌啶酮衍生物 A～E，可避免现在使用的抗肿瘤药的基因毒性，抗肿瘤活性好，靶向性明确。制备方法简 便，反应条件温和，合成产率高，利于其在抗肿瘤领域的广泛推广。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施方式，用来对本发明进行进一步说明。

实施例1

N-甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮的合成

将0.01mol的N-甲基-4-哌啶酮与0.022mol的间硝基苯甲醛混合于20mL甲醇和水的 溶液中，室温下加入20mL20％氢氧化钠溶液，常温搅拌反应12h，通过薄层色谱法(TLC) 薄层分析确定反应终点。沉淀抽滤得中间体为浅黄色粉末。将中间体和0.065mol氯化亚锡 加入到25mL浓盐酸中搅拌反应6～8h，通过薄层色谱法(TLC)分析确定反应终点，沉淀 抽滤，10％碳酸钠溶液洗剂，15mL乙醇/水(体积比1:1)重结晶得到黄色粉末，即N-甲基 -3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮。

实施例2

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(A)

将0.001molN-甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮和0.0025mol2-羟基苯甲醛混 溶于30mL乙醇中，室温下滴加3滴甲酸，常温搅拌反应9h以上，通过薄层色谱法(TLC) 确定反应终点。反应完毕后抽滤，所得沉淀用乙醇洗涤，用30mL乙醇/水重结晶得到黄色 粉末，即N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(A)衍生物0.2978g，收率 为52％。

IR(cm^-1):1675(w),1615(m),1563(m),1278(m),1182(w),1152(w),1102(w),1058(w), 974(w),922(w),881(w),800(s),743(m),691(m),539(w),424(w).¹HNMR(400MHz,CDCl₃, 25℃,TMS,ppm):δ12.95(s,2H),8.50-8.35(m,2H),7.74-7.58(m,2H),7.40-7.00(m,12H), 6.95-6.70(m,4H),3.70-3.50(m,4H),2.40-2.20(m,3H).¹³CNMR(125MHz,CDCl₃):δ186.62, 163.47,161.08,148.94,136.49,135.80,133.73,133.48,132.46,129.63,128.58,122.99,121.58, 119.22,119.05,117.29,56.98,45.89.Elementalanalysis(％)caled.ForC₃₄H₂₉N₃O₃:C77.40,H 5.54,N7.96.Found:C77.38,H5.57,N7.98.

实施例3

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-5-氟苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(B)

将0.001molN-甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮和0.0022mol2-羟基-5-氟苯 甲醛混溶于20mL甲醇中，室温下滴加2滴甲酸，常温搅拌反应3h，通过薄层色谱法(TLC) 确定反应终点。反应完毕后抽滤，所得沉淀用甲醇洗涤，得到黄色粉末，即N-甲基-3,5-二 (3-(2-羟基-5-氟苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(B)衍生物0.366g，收率为65％。

IR(cm^-1):2937(br),1672(w),1617(m),1568(s),1488(m),1354(w),1327(w),1277(s), 1244(m),1213(m),1182(s),1141(s),1102(w),1056(m),1033(w),1006(w),908(w),867(w), 822(s),797(s),784(s),687(m),672(w),606(w),576(w),539(m),518(w),509(m).¹HNMR (400MHz,CDCl₃,25℃,TMS,ppm):δ12.79(s,2H),8.60(s,2H),7.98(s,2H),7.53(t,J＝8 HZ2H),7.33(d,J＝8HZ4H),7.27(s,2H),7.15(d,J＝8HZ4H),7.02(q,J＝4HZ2H),4.02(s, 4H),2.59(s,3H).Elementalanalysis(％)caled.ForC₃₄H₂₇F₂N₃O_3:C72.46,H4.83,N7.46. Found:C72.48,H4.80,N7.44.

实施例4

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-5-溴苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(C)

将0.001molN-甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮和0.0022mol2-羟基5-溴苯甲 醛混溶于20mL异丙醇中，室温下2滴甲酸，常温搅拌反应3h，通过薄层色谱法(TLC)确 定反应终点。反应完毕后抽滤，所得沉淀用异丙醇洗涤，得到橙黄色粉末，即N-甲基-3,5- 二(3-(2-羟基-5-溴苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(C)衍生物0.44g，收率为64％。

IR(cm^-1):1672(w),1614(s),1593(w),1561(s),1476(m),1352(m),1277(s),1225(m), 1182(s),1103(m),1107(m),936(w),907(m),810(s),794(s),713(w),683(s),628(m),604(w), 538(m),519(w).¹HNMR(400MHz,CDCl₃,25℃,TMS,ppm):δ13.02(s,2H),8.59(s,2H), 8.04(s,2H),7.59-7.46(m,6H),7.32(t,J＝4Hz4H),7.27(s,2H),6.97(d,J＝8Hz2H),4.13(s, 4H),2.62(s,3H).Elementalanalysis(％)caled.ForC₃₄H₂₇Br₂N₃O_3:C59.58,H3.97,N6.13. Found:C59.55,H4.01,N6.13.

实施例5

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-4-甲氧基苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(D)的合成

将0.001molN-甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮和0.003mol2-羟基4-甲氧基 苯甲醛混溶于35mL乙醇中，室温下滴加6滴甲酸，常温搅拌反应8h以上，通过薄层色谱法 (TLC)确定反应终点。反应完毕后抽滤，所得沉淀用异丙醇洗涤，用20mL乙醇/水重结 晶得到黄色粉末，即N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-4-甲氧基苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(D) 衍生物0.32g，收率为54％。

IR(cm^-1):1672(w),1614(s),1590(m),1563(s),1512(w),1399(w),1434(w),1287(m), 1210(s),1181(m),1163(s),1135(m),1115(m),1055(w),1031(w),966(w),915(w),834(m), 791(m),686(m),647(w),536(m).¹HNMR(400MHz,CDCl₃):δ13.57(s,2H),8.56(s,2H),7.89 (s,2H),7.50(t,J＝8Hz2H),7.36-7.20(m,8H),6.54(d,J＝4Hz4H),3.87(s,10H),2.18(s, 3H).Elementalanalysis(％)caled.ForC₃₆H₃₃N₃O₅:C73.58,H5.66,N7.15.Found:C73.61,H 5.65,N7.18.

实施例6

N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-3-甲氧基-5-溴苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(E)的合成

将0.001molN-甲基-3,5-二(3-氨基苯亚甲基)-4-哌啶酮和0.003mol2-羟基-3-甲氧基 -5-溴苯甲醛混溶于30mL乙醇和水的溶液中，室温下滴加5滴甲酸，常温搅拌反应5bh以上， 通过薄层色谱法(TLC)确定反应终点。反应完毕后抽滤，所得沉淀用乙醇洗涤，得到黄 色粉末，即N-甲基-3,5-二(3-(2-羟基-3-甲氧基-5-溴苯亚甲基氨基)4-哌啶酮(E)衍生 物0.45g，收率为60％。

IR(cm^-1):1672(w),1614(m),1590(w),1567(m),1469(s),1394(w),1330(w),1276(w), 1253(s),1182(s),1104(w),973(m),908(w),865(m),832(m),791(w),751(w),684(m),570(m), 551(w),533(m),504(w).¹HNMR(400MHz,CDCl₃):δ13.60(s,2H),8.58(s,2H),7.87(s,2H), 7.51(t,J＝8Hz2H),7.37-7.27(m,6H),7.19(s,2H),7.09(s,2H),3.95(s,6H),3.86(s,4H), 2.51(s,3H).Elementalanalysis(％)caled.ForC₃₆H₃₁Br₂N₃O₅:C58.00,H4.19,N5.64.Found: C57.97,H4.21,N5.65.

抗肿瘤活性评价

本发明的3,5-二芳亚甲基-4-哌啶酮席夫碱衍生物的抗肿瘤活性评价。

本发明中抗肿瘤活性评价采用MTT法。

本发明中共使用5种细胞系，分别是人正常肝细胞细胞系LO2、人宫颈癌细胞系Hela、 人肝癌细胞系HepG2、人白血病细胞系K562和人单核粒细胞白血病细胞系THP-1，一个 正常细胞系四个肿瘤细胞系，全部来自于中国协和医科大学。细胞用10％胎牛血清的 RPMI-1640培养液在37℃、5％CO2、饱和湿度的培养箱中培养。

取对数生长期的细胞配制成4×104个/mL的细胞悬液，接种于96孔培养板中，每孔 加200μL，培养24小时后加入20μL不同浓度的合成化合物，继续培养24小时后，向每 孔加入20μL的MTT试剂，37℃孵育4小时后，弃上清液，每孔加150μLDMSO，振荡 10min充分溶解结晶，用酶标仪测定在570nm处的吸光度，计算IC50。所用化合物的浓 度分别是10μg/mL、6μg/mL、5μg/mL、3μg/mL、2μg/mL、1.5μg/mL、1μg/mL、0.5μg/mL、 0.1μg/mL，用阿霉素(DOX)做阳性对照，所用的浓度分别是8μg/mL、6μg/mL、5μg/mL、 3μg/mL、1.5μg/mL、1μg/mL、0.8μg/mL、0.5μg/mL、0.1μg/mL，每个浓度设6个复孔。

5种化合物的半数抑制浓度IC50(μM)，如下表所示。

表15种化合物的半数抑制浓度(μM)

从表中可以看出5种化合物对4个肿瘤细胞系的IC50值均90％低于5μM，对正常 细胞的毒性较肿瘤细胞小，特别是化合物A对THP-1、B对HePG2、D对THP-1、E对THP-1。 5种药物对LO2细胞的毒性均大于10μM。说明这5种化合物对所用的肿瘤细胞系都有较 好的活性，且对正常细胞的毒性很小。

参考文献:

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[3]张静,胡林峰,冯岗.3种查耳酮类化合物对斜纹夜蛾的杀虫活性[J].热带作物学报, 2010(10):1821-1824.

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