王雅朦， 任　婷， 宋秀庆， 赵丽娇， 钟儒刚

(北京工业大学 生命科学与生物工程学院 环境与病毒肿瘤学北京市重点实验室，北京　100124)



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N-(2-氯乙基)-N′-2-(O6-苄基-9-鸟嘌呤基)乙基-N-亚硝基脲的合成

王雅朦， 任婷， 宋秀庆， 赵丽娇*， 钟儒刚

(北京工业大学 生命科学与生物工程学院 环境与病毒肿瘤学北京市重点实验室，北京100124)

摘要：以O6-苄基鸟嘌呤为原料，经取代反应和盖布瑞尔反应制得N9-(2-胺基)乙基-O6-苄基鸟嘌呤(4)； 4与异氰酸酯经取代反应和经亚硝化反应合成了N-(2-氯乙基)-N′-2-(O6-苄基-9-鸟嘌呤基)乙基-N-亚硝基脲(6)。 4和6为新化合物，其结构经UV-Vis，1H NMR， (13)C NMR， IR和HR-ESI-MS表征。

关键词：O6-苄基鸟嘌呤； N-(2-氯乙基)-N′-2-(O6-苄基-9-鸟嘌呤基)乙基-N-亚硝基脲； 联合亚硝基脲； 合成； AGT抑制剂

氯乙基亚硝基脲(CENUs)是一类重要的双功能烷化剂，在脑瘤、黑色素瘤、恶性淋巴瘤及白血病等多种癌症的临床治疗中表现出良好的化疗效果[1-2]。目前，临床上常用的CENUs类药物主要有尼莫司汀、卡莫司汀、洛莫司汀和司莫司汀等[3-4]。CENUs能够阻碍DNA的正常复制及转录过程，导致有丝分裂不能正常进行，最终诱导肿瘤细胞凋亡[5]。然而，由于O6-烷基鸟嘌呤-DNA-烷基转移酶(AGT)可以抑制CENUs的药理作用，导致肿瘤细胞对CENUs产生耐药性[6-7]。因此，临床上常使用AGT抑制剂来提高肿瘤细胞对CENUs的敏感性，以改善CENUs的化疗效果。

O6-苄基鸟嘌呤(O6-BG， 1)是一种有效的AGT抑制剂[8]，其苄基基团能够被AGT转移至活性中心的半胱氨酸残基上，从而使AGT失活[9]。将1与CENUs联合用药，可提高癌细胞对CENUs的敏感性，降低药物剂量过高所导致的毒副作用[10-13]。作为唯一进入临床研究的AGT抑制剂,1为CENUs的肿瘤化疗开辟了新的领域。然而，其联合化疗过程中难以避免由于不合理配药而引起的毒性增加、疗效降低、理化配伍禁忌等问题。

Scheme 1

本文设计并合成了一种同时具有1和CENUs双药效团的新型联合亚硝基脲——N-(2-氯乙基)-N′-2-(O6-苄基-9-鸟嘌呤基)乙基-N-亚硝基脲(6)，以期达到提高药物抗癌活性、降低毒副作用的目的。以1为原料，经取代反应和盖布瑞尔反应制得N9-(2-胺基)乙基-O6-苄基鸟嘌呤(4)； 4经异氰酸酯取代反应和亚硝化反应合成了6(Scheme 1)。4和6为新化合物，其结构经UV-Vis,1H NMR，13C NMR， IR和HR-ESI-MS表征。

1实验部分

1.1仪器与试剂

Stuart SMP3型熔点仪(温度未校正)；Bruker AC-P400型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标)；Bruker Vertex 70型傅立叶变换红外光谱仪(KBr压片)；Bruker UHR-TOF maXis型超高分辨质谱仪；Thermo-Finnigan SURVEYOR型高效液相色谱；TSQ Quantum Discovery MA型三重四极杆质谱联用仪。

1， 1,2-二溴乙烷，2-氯乙基异氰酸酯，亚硝鎓四氟硼酸盐，百灵威公司；邻苯二甲酰亚胺钾，天津希恩思试剂生化科技有限公司；其余所用试剂均为分析纯。

1.2合成

(1)N9-溴乙基-O6-苄基鸟嘌呤(2)的合成

在反应瓶中加入1 0.48 g(2 mmol)和丙酮150 mL，搅拌使其溶解；加入无水碳酸钾0.83 g，缓慢升温至50 ℃，滴加1,2-二溴乙烷0.5 mL(6 mmol)，滴毕,反应96 h(TLC监测)。过滤，滤液于40 ℃减压蒸除溶剂，所得黄色油状物经硅胶柱层析[梯度洗脱剂：A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=1 ∶2～1 ∶4]纯化得白色固体2 0.42 g，收率61%， m.p.115～116 ℃； UVλmax: 250， 284 nm;1H NMRδ: 3.89(t,J=6.0 Hz, 2H)， 4.44(t,J=6.0 Hz, 2H)， 5.50(s, 2H)， 6.54(s, 2H)， 7.33～7.52(m, 5H)， 7.91(s, 1H);13C NMRδ: 160.53, 160.21, 154.79, 140.32, 137.10, 128.97, 128.87, 128.52, 114.08, 67.35, 44.83, 31.66; IRν: 3 469(N-CH2)， 3 324(N-H)， 2 968(CH2)， 1 639(C=C)， 1 261(C-O-C)， 1 063(C-N)， 695(C-Br) cm-1; HR-ESI-MSm/z: 348.200 4{[M+H]+}。

(2) 4的合成

在圆底烧瓶中加入2 0.42 g(1.2 mmol)和无水DMF 10 mL，搅拌使其溶解；加入邻苯二甲酰亚胺钾0.44 g(2.4 mmol)，于70 ℃反应8 h。于65 ℃减压蒸除溶剂得淡黄色固体3。加入乙醇20 mL，搅拌使其溶解；加入水合肼0.3 mL(6.2 mmol)，回流(70 ℃)反应6 h(TLC监测)。于40 ℃减压蒸除溶剂，剩余物用二氯甲烷15 mL溶解；抽滤，滤液于30 ℃减压蒸除溶剂，残余物干燥得淡黄色粉末4 0.29 g，收率84%， m.p.112～113 ℃； UVλmax: 249， 283 nm;1H NMRδ: 2.90(t,J=6.0 Hz, 2H)， 3.99(t,J=6.0 Hz, 2H)， 3.35(s, 2H)， 5.50(s, 2H)， 6.50(s, 2H)， 7.33～7.52(m, 5H)， 7.88(s, 1H);13C NMRδ: 160.47, 160.07, 154.92, 140.82, 137.20, 128.90, 128.85, 128.46, 114.23, 67.24, 46.35, 41.48; IRν: 3 467(N-CH2)， 3 320(N-H)， 2 954(CH2)， 1 613(C=C)， 1 251(C-O-C)， 1 073(C-N) cm-1; HR-ESI-MSm/z: 285.141 5{[M+H]+}。

(3)N-(2-氯乙基)-N′-2-(O6-苄基-9-鸟嘌呤基)乙基脲(5)的合成

在圆底烧瓶中加入4 0.29 g(1.0 mmol)和二氯甲烷10 mL，搅拌使其溶解；滴加2-氯乙基异氰酸酯0.2 mL(2.4 mmol)，滴毕(有白色沉淀生成)，于35 ℃反应5 h(TLC监测)。于30 ℃减压蒸除溶剂得粗品5。加入二氯甲烷10 mL，搅拌使其溶解；抽滤，滤液于30 ℃减压蒸除溶剂,残余物干燥得白色粉末5 0.24 g，收率62%， m.p.157～158 ℃； UVλmax: 251， 283 nm;1H NMRδ: 3.28～3.58(m, 4H)， 4.06～4.12(m, 4H)， 5.50(s, 2H)， 6.26(s, 2H)， 6.48(s, 2H)， 7.34～7.51(m, 5H)， 7.76(s, 1H);13C NMRδ: 160.45, 160.09, 158.16, 154.91, 140.52, 137.19, 128.93, 128.85, 128.48, 114.22, 67.26, 44.89, 43.77, 41.88, 41.77; IRν: 3 320(N-H)， 2 960(CH2)， 1 714(C=O)， 1 626(C=C)， 1 252(C-O-C)， 1 068(C-N)， 657(C-Cl) cm-1; HR-ESI-MSm/z: 390.238 2{[M+H]+}。

(4) 6的合成

在圆底烧瓶中依次加入5 0.24 g(0.6 mmol)，丙酮4 mL和冰醋酸40 μL，搅拌使其溶解；加入亚硝化试剂NOBF40.14 g(1.2 mmol)，于0 ℃反应2 h(TLC监测)。减压蒸除溶剂，剩余物经硅胶柱层析(梯度洗脱剂：A=1 ∶2～1 ∶4)纯化得淡黄色固体6 0.15 g，收率60%， m.p.176～177 ℃； UVλmax: 249, 283 nm;1H NMRδ: 3.35～3.65(m, 6H)， 4.09～4.16(m, 4H)， 5.47(s, 2H)， 6.43(s, 2H)， 6.48(s, 2H)， 7.35～7.51(m, 5H)， 7.69(s, 1H)， 8.83(t,J=5.2 Hz, 1H);13C NMRδ: 160.38, 160.14, 154.99, 153.30, 140.05, 137.12, 128.92, 128.85, 128.49, 113.92, 67.34, 49.06, 42.92, 42.48, 40.52; IRν: 3 326(N-H)， 2 959(CH2)， 1 726 (C=O)， 1 663(C=C)， 1 563(N=O)， 1 280(C-O-C)， 1 128(C-N)， 1 073(N-N)， 744(C-Cl) cm-1; HR-MSm/z: 419.111 3{[M+H]+}。

2结果与讨论

2.1合成

以1为原料，经取代反应、盖布瑞尔反应、异氰酸酯取代反应和亚硝化反应等五步反应合成6。其中，四步反应均在无水条件下进行，所用试剂需无水或预先无水处理。为了提高底物的转化率，所加入的水合联氨、2-氯乙基异氰酸酯和NOBF4均过量。

在2的合成过程中，反应时间较长，且温度不宜高于50 ℃；硅胶柱层析纯化时，洗脱剂的极性逐渐增大，以加快洗涤速度。此过程中需注意：(1)由于该反应容易发生二溴取代副反应生成副产物，所以整个反应过程的温度应<50 ℃，且反应过程中需充分搅拌;(2)该反应容易产生N7位的副产物，在反应过程中需严格控制反应物的量，使得1与1,2-二溴乙烷的比例在1 ∶1～1 ∶3，抑制副产物的产生，并通过硅胶柱层析的方法分离纯化。

在4的合成过程中，由于反应温度较高，应使用回流装置，以防止溶剂乙醇的挥发。在6的合成过程中，反应需在冰浴中进行。由于5中脲基的两侧均存在氮原子(N1和N3)，因此，亚硝化反应既可能生成6(即N1-位亚硝化产物)，也可能生成N3-位亚硝化产物，甚至可能生成N1,N3-双亚硝化产物。粗产物经柱层析纯化后，得一主产物A及一次产物B,其{[M+H]+}m/z均为419.111 3，确定为单亚硝化产物(若终产物为双硝化产物，则其分子量的理论值为449)。为了进一步确定结构，分别对A和B进行了二级质谱全扫描分析，结果见图1。由图1(a)可见，m/z311为C-N1键断裂所得碎片离子峰，表明亚硝基化发生在N1-位原子上；由图1(b)可见，m/z314为C-N3键断裂所得碎片离子峰，表明亚硝基化发生在N3-位原子上。因此，所得主产物A与预期产物6的结构相吻合。此外，通过二级质谱分析，未发现鸟嘌呤母核上被亚硝化的产物。

以O6-BG为原料，经五步反应合成了一种新型联合亚硝基脲——N-(2-氯乙基)-N′-2-(O6-苄基-9-鸟嘌呤基)乙基-N-亚硝基脲。该方法操作简单，收率良好，是一种实用的合成方法，为进一步探索和开发高效低毒的新型双官能团烷化剂奠定基础。

m/z

参考文献

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Synthesis ofN-(2-chloroethyl)-N′-2-(O6-benzyl-9-guanineyl)ethyl-N-nitrosourea

WANG Ya-meng,REN Ting,SONG Xiu-qing,ZHAO Li-jiao*,ZHONG Ru-gang

(Beijing Key Laboratory of Environmental and Viral Oncology, College of Life Science and Bioengineering,Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)

Abstract：N9-(2-amino)ethyl-O6-benzylguanine(4) was obtained through substitution and Gabriel reaction, using O6-benzylguanine as the starting material. N-(2-chloroethyl)-N′-2-(O6-benzyl-9-guanine)ethyl-N-nitrosourea(6) was synthesized by isocyanate substitution of 4, followed by a nitrosation reaction. 4 and 6 were new compounds. And their structures were characterized by UV-Vis,1H NMR, (13)C NMR, IR and HR-ESI-MS.

Keywords：O6-benzylguanine; N-(2-chloroethyl)-N′-2-(O6-benzyl-9-guanine)ethyl-N-nitrosourea; combi-nitrosourea; synthesis; AGT inhibitor

中图分类号：O626； O621.3

文献标志码：A

DOI：10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2016.03.15104

作者简介：王雅朦(1990-)，女，蒙古族，北京人，硕士研究生，主要从事药物合成研究。 E-mail: wangyameng@emails.bjut.edu.cn通信联系人： 赵丽娇，教授， Tel. 010-67391667， E-mail: zhaolijiao@bjut.edu.cn

基金项目：国家自然科学基金资助项目(21277001)

收稿日期：2015-03-24；

修订日期：2016-03-01