多芳基脒類化合物的合成

多芳基脒類化合物骨架的合成郭小玲，王繼濤，孟凡超，蔣繼軍西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，陜西楊凌712100）[摘要]【目的】合成多芳基脒類化合物無(wú)骨架；【方法】三頭脒骨架：由均苯三酚在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以及碳酸鉀存在的條件下與對(duì)氰基芐溴進(jìn)行偶聯(lián)得到；四頭脒骨架：由季戊四醇四對(duì)甲苯磺酸酯與對(duì)氰基苯酚偶聯(lián)得到；【結(jié)果】合成了以苯環(huán)為核的三頭芳基脒骨架以及以季戊四基為核的四頭芳基脒骨架，并且利用重結(jié)晶方法純化了產(chǎn)物，數(shù)據(jù)表明，所采用的合成方法產(chǎn)率高、純度好，為下一步的成脒反應(yīng)以及活性測(cè)定奠定了基礎(chǔ)。[關(guān)鍵詞]季戊四醇四對(duì)甲苯磺酸酯，1,3,5-三（4-氰基苯甲氧基）苯，季戊四醇四對(duì)氰基苯基醚，合成近年來(lái)，人們?cè)诨钚怨烟堑难芯恐邪l(fā)現(xiàn)，將母體活性寡糖小分子 （a-Galmonomer）制成寡聚物（a-Galpolymers）后，其活性有時(shí)可大大增加[10，11]，但活性提高程度會(huì)有所不同。聚合結(jié)構(gòu)中母體寡糖小分子數(shù)目的比例越高，其活性提高程度越大。生命科學(xué)基礎(chǔ)研究結(jié)果表明：蛋白質(zhì)（受體）與配體（ligand，內(nèi)源性活性物質(zhì)或者外源性小分子藥物） [12]由于幾何互補(bǔ)性而靠近，并主要在幾何互補(bǔ)作用下，蛋白質(zhì)構(gòu)象受到誘導(dǎo)，以匹配性更好的亞穩(wěn)態(tài)構(gòu)象進(jìn)行初步結(jié)合。繼而在調(diào)整結(jié)合期，氫鍵、疏水作用等短程精細(xì)作用開(kāi)始表現(xiàn)并最終使二者微擾調(diào)整到合適的構(gòu)象結(jié)合，這就是所謂的“誘導(dǎo)契合” [13]。根據(jù)多效價(jià)效應(yīng)原理，多效價(jià)能夠引起一些蛋白受體的聚合，受體聚合后與配體也將產(chǎn)生誘導(dǎo)契合的效果， 從而使它們之間結(jié)合力增強(qiáng)，表現(xiàn)出多效價(jià)效應(yīng)。多效價(jià)配體可和受體上的主要結(jié)合點(diǎn)作用 ,也可和結(jié)合亞點(diǎn)作用結(jié)合靶標(biāo)酶的結(jié)構(gòu)信息，利用多效價(jià)效應(yīng)來(lái)發(fā)現(xiàn)高效、安全的新型農(nóng)藥分子，可看作是一種基于結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。在生物體系中，多位點(diǎn)結(jié)合比單位點(diǎn)結(jié)合更具優(yōu)勢(shì)。首先，多位點(diǎn)結(jié)合更牢固，高親和性的多效價(jià)化合物作為一些防治對(duì)象靶標(biāo)部位的抑制劑具有很大的潛在價(jià)值。 其次，多效價(jià)作用能提高受體的選擇性。農(nóng)藥活性的提高很大程度上取決于其對(duì)靶標(biāo)結(jié)合程度的增強(qiáng)。 有的防治對(duì)象可能存在多個(gè)作用位點(diǎn)，如一些殺蟲劑既有第一作用位點(diǎn)乙酰膽堿酯酶，也有第二作用位點(diǎn)腺苷酸三磷酸酶（ATPase）。在設(shè)計(jì)聚合物時(shí)也可充分考慮這些靶標(biāo)的特點(diǎn)，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出能與多靶標(biāo)結(jié)合的化合物，以提高目標(biāo)化合物的生物活性 [14]。近幾年，日本KagabuShinzo等報(bào)道了以不同鏈長(zhǎng)的亞甲基、烯基、炔基等連接體合成對(duì)稱的煙堿類化合物的二聚體，并表現(xiàn)出一定的生物活性[15]。Pang等針對(duì)乙酰膽堿酯酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一系列不同鏈長(zhǎng)的二效價(jià)他克林聚合物，旨在目標(biāo)化合物能同時(shí)結(jié)合乙酰膽堿酯酶的催化位點(diǎn)和外周位點(diǎn)。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚合物的鏈長(zhǎng)為7個(gè)亞甲基時(shí)活性最好，是其母體的 1475倍。芳基二脒類化合物能夠?qū)崿F(xiàn)與 DNA小溝的緊密結(jié)合而芳基單脒化合物則不能，這也可以利用多效價(jià)效應(yīng)來(lái)解釋。這容易使我們想到，更多頭的芳基脒類是不是同樣具有多效價(jià)作用而有可能具有更高的生物活性？于是本文在此假設(shè)的基礎(chǔ)上， 決定設(shè)計(jì)并合成以不同化學(xué)結(jié)構(gòu)為核的具有多個(gè)芳基脒頭的化合物，并研究其生物活性，目標(biāo)化合物的合成路線見(jiàn)圖1。

HOTsOTsOOHHOHOOHOHOTsOTsCNR1=CN+BrHOOSClONaOH,DMF,reflux18hCNK2CO3,DMF,Nr.t.60hPyridine,CH2C2r.t.72hR2OR2OTsOi.AnhydrousEtOH,HCI(gas),r.t.ii.correspondamine,AnhydrousMeOH,r.t.R3OOR3AOR3TsOOTsOTsORHOTsOTsOOHHOHOOHOHOTsOTsCNR1=CN+BrHOOSClONaOH,DMF,reflux18hCNK2CO3,DMF,Nr.t.60hPyridine,CH2C2r.t.72hR2OR2OTsOi.AnhydrousEtOH,HCI(gas),r.t.ii.correspondamine,AnhydrousMeOH,r.t.R3OOR3AOR3TsOOTsOTsOR2 i.AnhydrousEtOH,HCl(gas),r.t.or2ii.correspondamine,2AnhydrousMeOH,r.t.NHNR'R"R3OR3OOR3OR3目標(biāo)化合物合成路線1.實(shí)驗(yàn)部分1.1主要儀器及試劑RE一52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）;DZF.6021型真空干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；BSll0S型電子天平（Sartorius公司）；DMX300型核磁共振儀（德國(guó)Bruker公司）;X-6型數(shù)字熔點(diǎn)儀（北京泰克儀器有限公司）。對(duì)氰基苯酚（97%，江蘇武進(jìn)化工廠）；對(duì)氰基溴芐（CR，南京市布萊克精細(xì)化工有限公司）；季戊四醇、對(duì)甲苯磺酰氯（CR，上海晶純實(shí)業(yè)有限公司）；苯胺（AR，天津市登豐化學(xué)品有限公司）；甲酰胺、乙酰胺（AR，天津市博迪化工有限公司）；甲胺（甲醇溶液，四川西隴化工有限公司）；N,N-二甲基甲酰胺甲醇、乙醇、氯仿、濃硫酸、濃鹽酸（ AR,西安化學(xué)試劑廠）；硅膠GF254（青島海洋化工廠）；；吡啶（分析純，廣東汕頭市西隴化工廠）。1.2 1,3,5-三（4-氰基苯甲氧基）苯的合成稱取均苯三酚8.4g（52.5mmol）、無(wú)水碳酸鉀31.5g（228.3mmol）加入干燥的500mLSchlenk瓶中，通氮?dú)庵脫Q掉瓶中的空氣。加入 DMF90mL攪拌使均苯三酚溶解。將 37.5g（91.3mmol）對(duì)氰基溴芐用200mlDMF溶解后用恒壓滴液漏斗在室溫下緩慢滴加入反應(yīng)瓶中。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，室溫?cái)嚢瑁?TLC檢測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，待產(chǎn)物斑點(diǎn)單一（ 60小時(shí)）后，將反應(yīng)混合物加入到1200mL冰水混合物中，抽濾，將濾餅分別用去離子水、甲醇洗滌三次（60mlX3）后加入DMF240mL,在向溶液中加入無(wú)水乙醇 2000ml，靜置過(guò)夜，過(guò)濾得到白色絮狀產(chǎn)物23.1g（產(chǎn)率76%）。1.3四（4-氰基苯氧基甲基）甲烷的合成1.3.1季戊四醇四對(duì)甲苯磺酸酯的合成將26.0g（0.192mol）季戊四醇、120mL吡啶加入500ml三口燒瓶中，機(jī)械攪拌使其混合均勻。將163g對(duì)甲苯磺酰氯溶于240mL氯仿中，用恒壓滴液漏斗滴入反應(yīng)瓶中， 控制滴加速度使反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度維持在 30~35C,滴加完畢后室溫?cái)嚢?38小時(shí)，TLC（氯仿：甲醇=25:1）。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)混合物傾入 300ml2N鹽酸中，調(diào)節(jié)酸加入量，使混合液 PH<3,補(bǔ)價(jià)300mL氯仿使油相澄清，分液保留氯仿相，用食鹽水洗滌氯仿相三次 （150mlX3）,向氯仿相中加入甲醇直至沉淀不再增加為止。抽濾，濾餅用甲醇洗滌三次（ 80mlX3）,得到白色結(jié)晶產(chǎn)物120.1g（產(chǎn)率91%）。1.3.2季戊四醇四對(duì)氰基苯基醚的合成在干燥的100mL單口燒瓶?jī)?nèi)依次加入季戊四醇四對(duì)甲苯磺酸酯 1.0g（1.33mmol）、對(duì)氰基苯酚0.8g（6.65mmol）、氫氧化鈉0.27g（6.63mmol）、DMF10mL，攪拌使各底物溶解。在

攪拌下緩慢升溫至開(kāi)始回流，維持溫度，在干燥狀態(tài)下攪拌回流20小時(shí)。反應(yīng)進(jìn)程檢測(cè)：取少量反應(yīng)混合物加入潔凈干燥的試管中， 加入少量DMF稀釋，TLC(氯仿：甲醇=10:1)。反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化后，將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到250mL燒杯中，緩慢分四次加入甲醇40mL,析出針狀晶體，過(guò)濾，用甲醇洗滌三次，真空干燥，得到產(chǎn)物 0.6g(產(chǎn)率72%)。2結(jié)果與討論由于均苯三酚溶于溶劑后化學(xué)性質(zhì)較為活潑，該反應(yīng)需在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行，如果不使用氮?dú)獗Ｗo(hù)將得不到目標(biāo)產(chǎn)物。對(duì)氰基芐溴溶于DMF時(shí)應(yīng)在室溫下進(jìn)行，如果加熱，將會(huì)使溶液迅速加深，生成副產(chǎn)物而使的到的目標(biāo)產(chǎn)物純度較低。完全按照文獻(xiàn)報(bào)道方法進(jìn)行分離產(chǎn)物程序較為復(fù)雜，本文根據(jù)反應(yīng)底物溶于甲醇的性質(zhì)，采用了先將產(chǎn)物沉淀溶于 DMF，然后加入甲醇(乙醇亦可)即可析出純度較高的目標(biāo)產(chǎn)物。采用丙酮作為溶劑，加入相轉(zhuǎn)移催化劑以及縛酸劑 K2CO3在氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流也可以得到目標(biāo)產(chǎn)物，且產(chǎn)率也較高，但操作較為不便，在放大制備時(shí)遂將其摒棄。采用季戊四溴與對(duì)氰基苯酚偶聯(lián)同樣可以得到季戊四醇四對(duì)氰基苯基醚， 但由于季戊四溴的制備較為復(fù)雜，本文參考了文獻(xiàn)最新報(bào)道的方法進(jìn)行偶聯(lián)，不僅制備步驟較為簡(jiǎn)便且產(chǎn)率、純度都較高。最初本文準(zhǔn)備由三溴季戊醇出發(fā)，通過(guò)與對(duì)氰基苯酚偶聯(lián)得到三芳基醚類化合物骨架，但試驗(yàn)了多種條件后以失敗告終，分析可能是分子內(nèi)首先發(fā)生了偶聯(lián)反應(yīng)。[參考文獻(xiàn)].WerbovetzK.Diamidinesasantitrypanosomal,antileishmanialandantimalarialagents.CurrOpinInvestigDrugs2006;7(2):147-57..DeSouzaEM,LansiauxA,BaillyC,etal.PhenylsubstitutionoffuramidinemarkedlypotentiatesitsantiparasiticactivityagainstTrypanosomacruziandLeishmaniaamazonensis.BiochemPharmacol2004;68⑷:593七00.. DeSouzaEM,OliveiraGM,BoykinDW,etal.Trypanocidalactivityofthephenyl-substitutedanalogueoffuramidineDB569againstTrypanosomacruziinfectioninvivo.JAntimicrobChemother2006;58(3):6104.WerbovetzK.Diamidinesasantitrypanosomal,antileishmanialandantimalarialagents.CurrOpinInvestigDrugs2006;7(2):147-7..陳安良.丙烷脒殺菌劑開(kāi)發(fā)研究[D].陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2004..WerbovetzK.Diamidinesasantitrypanosomal,antileishmanialandantimalarialagents.CurrOpinInvestigDrugs2006;7(2):147-57.. DorothyH.Wooda,JamesEdwin，etal.,1,5-Bis_4-amidinophenoxy/pentane_pentamidine/isapotentinhibitorofw3HxidazoxanbindingtoimidazolineIbindingsites[J].EuropeanJournalofPharmacology1998(353):97-103.BinhNguyen,DonaldHamelberg,ChristianBailly,etal.,CharacterizationofaNovelDNAMinor-GrooveComplex[J].BiophysicalJournal2004(86):1028 -1041diamidines.C.F.Silvaa,MarcosMeuserBatistaa,RenataAlvesMota，etal,Activityof‘‘reversed''diamidinesagainstTrypanosomacruzi ‘‘in[vJi]t.robioch'em'icalparmacology,2007(73)1939-1946.周廣彥，蘇華慶，王瑾玲等.農(nóng)藥生物合理設(shè)計(jì)的發(fā)展近況[J].天津師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1999,19:29?32..WangJ,ChenX,ZhangW,etal.Enhancedinhibitionofhumananti-GalantibodybindingtomammaliancellsbysyntheticR-Galepitopepolymers[J].JAmChemSoc,1999,121(36):8174 ~8181..孑L繁祚糖化學(xué).北京:科學(xué)出版社，2005,504?524..劉志杰，江林，李維忠等.蛋白質(zhì)分子與配體結(jié)合過(guò)程構(gòu)象變化的研究.化學(xué)學(xué)報(bào)[J]，2000，58：772?776..梅向東，楊國(guó)權(quán)，寧君.利用簇合效應(yīng)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)制高效新農(nóng)藥的設(shè)想 .農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2006.KagabuS,ItazuY,NishimuraK.