磺化三苯基季膦鹽的合成及其抗腫瘤活性

1、    磺化三苯基季膦鹽的合成及其抗腫瘤活性        摘要合成了7個季膦鹽類化合物，其中4個未見文獻報道.對合成的目標(biāo)化合物進行了癌細(xì)胞殺傷實驗及受體結(jié)合模型實驗.初步抗癌活性測試表明：部分化合物對BEL（人肝癌）、HCT-8（結(jié)腸癌）和KB（口腔癌）細(xì)胞有不同程度的抑制活性，其中油溶性的化合物（）對3種癌細(xì)胞有顯著的抑制作用，而引入了水溶性基團的磺基膦化物（）（）均無明顯活性.關(guān)鍵詞季膦鹽；合成；抗癌活性Synthesis and Antitumor Activiti

2、es of Sulfonated TriphenylphosphoniumsLou Zhaowen，Shang Xianmei(Faculty of Chemistry and Material Science,Hubei University,Wuhan 430062)AbstractSeven phosphoniums were designed and synthesized (four of which are new compounds).The preliminary bioassay indicated that some of those compounds were acti

3、ve against BEL,HCT-8 and KB to different degrees.Among these，the lipophilic compound () exhibited remarkable antitumor activity,but the water-dissolved compounds()() hadnt shown good antitumor activities.Key wordsphosphonium；synthesis；antitumor activity曾有報道1季膦鹽類化合物因元素碘及羥基的存在而有較強的抗腫瘤活性，最近又有研究2,3推測，季膦

4、鹽類化合物抗腫瘤活性的機制涉及陽離子季膦鹽親和高線粒體膜電位的癌細(xì)胞膜.為了進一步評價該類化合物動物藥理實驗效果，深入研究其作用機制，作者認(rèn)為有必要針對其油溶性和水溶性都較小的特點進行結(jié)構(gòu)修飾，增加季膦鹽的溶解度以提高其生物利用度，探討合適的油-水分配比.在三苯基磷上引入水溶性的磺基，設(shè)計合成的一系列季膦鹽分別由具較強水溶性變化到具相當(dāng)?shù)挠腿苄?以三苯基磷、單磺化三苯基磷為原料，分別與某些有代表性的鹵代烴反應(yīng)，合成了7個季膦鹽，合成路線見1.其中化合物（）（）未見文獻報道，且這4個內(nèi)鹽均可溶于一定pH值的水溶液.研究了它們對BEL（人肝癌）、HCT-8（結(jié)腸癌）和KB（口腔癌）細(xì)胞生長的抑制率

5、以及對幾種受體結(jié)合的抑制效果.Fig.1Route of synthesis1實驗部分熔點用顯微熔點測定儀測定，溫度未經(jīng)校正；元素分析用PE-2400型元素分析儀測定；紅外光譜在Shimadzu IR-440型紅外光譜儀上以KBr壓片測定；1H-NMR在Varian EM-360A及Varian XL-200型核磁共振儀上CDCl3作溶劑測定；X-射線粉末衍射用日本理學(xué)公司的D/MAX-3C晶體衍射儀測定.三苯基磷為化學(xué)純（上海試劑二廠），氯乙醇為化學(xué)純（南翔試劑廠），芐氯為分析純（武漢有機合成化工廠），3-氯-1，2-丙二醇為化學(xué)純（上海試劑三廠），三苯基磷單磺酸鈉為本實驗室合成4，采用柱色

6、譜法分離（硅膠作吸附劑，無水乙醇作洗脫液，0.5%AgNO3跟蹤）其中含有的無機鹽和其他雜質(zhì).1.1氯化芐基三苯基膦（）的合成將Ph3P 2 g(0.007 6 mol)和等摩爾質(zhì)量的氯化芐1 g混合溶于20 mL乙酸乙酯中，放置兩周，析出沉淀，過濾、洗滌、真空干燥，得白色細(xì)狀晶體2.75 g，產(chǎn)率：93.8%，mp 330（文獻5mp 316318）.元素分析C25H22PCl，實測值（%）：C 77.07，H 5.79；計算值（%）：C 77.22，H 5.66.1H-NMR ：5.34(2H，CH2C6H5)，7,11(5H，CH2C6H5)，7.64(15H，Ph3P).IR cm-1

7、：3010,2900,2800，1590，1580，1440，800，750，700.1.2氯化（2-羥基）三苯基膦（）的合成取2 g Ph3P與過量氯乙醇加熱回流（120）7 h，得紅棕色油狀液體，加入16 mL乙酸乙酯，震蕩，放置結(jié)晶，過濾、洗滌、真空干燥，得白色晶體2.48 g，產(chǎn)率：95.8%.mp 238240（文獻5mp 230233）.元素分析C20H20POCl，實測值（%）：C 70.09，H 6.19；計算值（%）：C 70.07，H 5.84.IR cm-1：3400，2950，2850，1580，1480，1430，750，700.1.3溴化十六烷基三苯基膦（）的合成三

8、苯基磷3 g（0.011 5 mol）與等摩爾質(zhì)量的溴代十六烷3.5 g混合于100 mL圓底燒瓶中，加熱熔融8 h（120）.用硅膠作吸附劑，先后用苯、乙醇作洗脫劑，采用柱色譜分離出產(chǎn)物（5% AgNO3追蹤），旋干得白色固體5.4 g，產(chǎn)率：83.2%.mp 4647（文獻5mp 4850）.元素分析C34H48PBr，實測值（%）：C 71.48，H 9.01；計算值（%）：C 71.96，H 8.47.1H-NMR ：0.871.65(31H，CH3,14×CH2)，3.74(2H，CH2P+),7.74(15H，苯環(huán)氫).IR cm-1：1920，2850，1585，148

9、5，1440，750，700.1.4芐基磺化三苯基膦（）的合成單磺化三苯基磷2 g(0.005 5 mol)與氯化芐1.4 g混合溶于20 mL乙醇中，磁攪拌2 d，放置，有白色沉淀析出.過濾，干燥得白色晶體0.6 g，產(chǎn)率：26.9%.mp 175.元素分析C25H21PO3S，實測值（%）：C 69.39，H 5.03；計算值（%）：C 69.44，H 4.86.IR cm-1：2950，2900，1590，1490，1450，1210，1030，800，760，700.1.5羥乙基磺化三苯基膦（）的合成單磺化三苯基磷2 g與過量氯乙醇共熱7 h（120），將約100 mL乙酸乙酯加入反應(yīng)

10、混合液中，有白色絮狀沉淀生成.再滴入無水乙醇至沉淀呈細(xì)小顆粒狀.過濾得白色細(xì)小晶體1.44 g.產(chǎn)率：68.2%.mp 258260.元素分析C20H19O4PS，實測值（%）：C 60.15，H 4.48；計算值（%）：C 61.18，H 4.92.IR cm-1：3450，2900，2880，1580，1480，1440，1200，1030，800，750，700.1.6十六烷基磺化三苯基膦（）的合成單磺化三苯基磷2.4 g(0.006 6 mol)與溴代十六烷3.2 g(0.010 5 mol)熔融，保持溫度150反應(yīng)8 h.用乙醇重結(jié)晶得黃色液狀物.然后柱色譜分離，先用氯仿洗脫，棄去，

11、再收集乙醇洗脫物，旋干，呈深黃色氣泡狀物，用少量苯溶解，活性炭脫色，過濾，抽干，呈深黃色晶體2.5 g，產(chǎn)率：69.2%.元素分析C34H47PSO3，實測值（%）：C 71.93，H 8.44；計算值（%）：C 72.08，H 8.30.1H-NMR ：0.881.24(31H，CH3,14×CH2)，2.31(2H，CH2P+)，7.63(5H,苯環(huán)氫).IR cm-1：2900，2850，1585，1485，1440，1192,1030，800，750，700.1.7(1，2-二羥基）丙基磺化三苯基膦（）的合成單磺化三苯基磷2 g與過量的氯代甘油共熱（140）7 h，呈糖漿狀物

12、，用少量乙醇溶解，過濾，白色細(xì)小沉淀為氯化鈉，棄去，濾液緩慢倒入純凈乙酸乙酯中，呈灰白色絮狀沉淀，過濾得粗產(chǎn)物.將粗產(chǎn)物用水-氯仿（VV=11）萃取，水層旋干得乳白色固體，用少量水重結(jié)晶，得白色晶體1.33 g，產(chǎn)率：58.8%，mp 164166.元素分析C20H21PSO5，實測值（）：C 59.54，H 5.67；計算值（%）：C 60.58，H 5.05.1H-NMR ：3.70(2H,CH2),3.85(2H,CH2OH),4.20(1H,CHOH),4.96(1H,OH),7.74(15H,苯環(huán)氫).IR cm-1：3330，3030，2900，1580,1440，1400，123

13、8，1196，1030，800，750，700.2結(jié)果與討論2.1化合物的表征將所合成的化合物及其主要原料進行X-射線粉末晶體衍射實驗，結(jié)果見表1.Tab.1The X ray diffraction analysis of compoundsCompd.2DI/I0Ph3P19.3/18.5/23.54.595/4.883/3.782100/79/63Ph3P(m-C6H4SO3Na)20.35/17.45/19.34.36/5.078/4.59599/97/4722.15/9.5/16.804.01/9.302/5.273100/37/3519.95/22.15/24.14.446/4.0

14、1/3.689100/76/529.15/22.9/20.059.657/3.88/4.425100/17/1021.05/17.9/8.854.217/4.951/9.983100/79/6921.9/17.55/19.354.055/5.049/4.583100/49/2021.1/19.6/21.84.207/4.525/4.073100/89/8819.95/20.55/19.354.446/4.318/4.583100/58/57數(shù)據(jù)表明：7個目標(biāo)化合物的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)都發(fā)生了變化.比較元素分析、紅外光譜、核磁共振譜分析的結(jié)果，確證化合物的結(jié)構(gòu)與設(shè)計相符.2.2抗癌活性測試結(jié)果采用MT

15、T比色法進行體外癌細(xì)胞殺傷實驗，測試化合物對BEL（人肝癌）細(xì)胞、HCT-8（結(jié)腸癌）細(xì)胞和KB（口腔癌）細(xì)胞生長的抑制率（%），初篩結(jié)果見表2.結(jié)果表明：油溶性好的化合物（）的抗腫瘤活性最強，對3種瘤株均有較好活性；其次是化合物（）和（）.除此之外，化合物（）和（）對HCT-8細(xì)胞和KB細(xì)胞、（）對BEL細(xì)胞活性較弱.水溶性最強的化合物（）對3種癌細(xì)胞均無活性.缺乏足夠的表面電荷，難以親和高線粒體膜電位的癌細(xì)胞，可能是這些內(nèi)鹽化合物活性低的原因. Tab.2The antitumor activity data of compounds in vitroCompd.Dosage/g*mL-1

16、Inhibition/%BELHCT-8KB557.82(4.3)19.162.8(4.0)0.5000.052.941.10.0051.84050052.0(4.7)0.514.90.057.2592.2(2.6)74.9(3.2)93.1(1.5)0.512.2713.848.80.050019.70.005011.132.95012.321.55011.712.954.0005000IC50/g*mL-1 2.3受體結(jié)合模型實驗結(jié)果在測試濃度為10 g/mL條件下，按設(shè)計的模型進行實驗，生物活性測試結(jié)果見表3.其中，模型5-HT5LSC的分子靶點為5-HT受體5亞型，以5-羥色胺為陽性對

17、照，測樣品對3H-LSD同該受體結(jié)合的抑制率；模型GABALSC的分子靶點為GABA受體，以GABA為陽性對照，測樣品對3H-GABA同該受體結(jié)合的抑制率；模型Ca+channel LSC的分子靶點為鈣通道，以尼群地平為陽性對照，測樣品對3H-尼群地平同該受體結(jié)合的抑制率.從測試結(jié)果可以看出，與無磺基的化合物類似，磺化季膦鹽對某些受體結(jié)合有較弱抑制作用，結(jié)合“2.2”節(jié)的討論，說明實驗對象或條件的改變對該類化合物生物活性有很大的影響.Tab.3The activity data of compounds in the modelCompd.Dosage/g*mL-1Inhibition/%5-

18、HT5LSCGABALSCCa+channel LSCM11020.4430.0722.730.3471018.2622.556.8275.88117.860.111.151035.6928.4755.30100.8222.1031.0610-5.7220.735.301048.7729.3810.611017.1714.58-4.55IC50/g*mL-1致謝：化合物體外抑癌實驗由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所杜冠華、胡娟娟、黃家學(xué)、尚念勇老師協(xié)助完成，特此感謝. 湖北省自然科學(xué)基金資助項目 No.96J091婁兆文（湖北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，武漢 430062）尚先梅（湖北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，武漢 430062）參考文獻1，劉秀芳，