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齐墩果酸C28甲酰胺衍生物的合成及活性研究

2021-04-30刘晓娟宋艳玲刘海洋孙福佳

化工设计通讯 2021年4期
关键词:齐墩羰基果酸

刘晓娟,宋艳玲,刘海洋,孙福佳

(1.阜新市产业技术创新推广中心,辽宁阜新 123000;2.沈阳化工大学制药工程教研室,辽宁沈阳 110142;3.阜新市交通运输综合行政执法队,辽宁阜新 123000)

齐墩果酸具有广泛的生物活性,包括肝脏保护、抗菌消炎、抗肿瘤、抗HIV和降血糖[1]等药理作用。经查阅文献,本实验设计将OA的C-3位羟基氧化保护,28位引入乙二胺片段,降低28反应位点的空间位阻,同时引入取代苯环作为疏水性基团,设计1个新型化合物使OA更容易进入细胞并提高抗肿瘤活性,并通过计算机辅助设计,MVD软件与VEGFR靶点进行对接,用Discovery studio直观分析化合物与靶点的结合情况Mol Dock Score(OA)=-68.098 4,Mol Dock Score(化合物4)=-138.638,由于 68.098 4小于138.638,所以预估化合物4活性高于OA,因此合成化合物4并进行体外抗肿瘤活性测试,见图1。

图1 合成路线实验部分

1 实验设备与材料

数显微熔点测定仪,温度计未经校正;ARX-300/500MHz核磁共振谱仪(德国Bruker公司),CDCl3为溶剂,TMS为内标;Agilent1100SL型离子阱质谱仪测定仪(美国安捷伦公司);

齐墩果酸(批号:CY160305,规格:500mg,陕西慈缘生物技术有限公司),实验所用试剂均为市售分析纯。显色剂为10%硫酸乙醇溶液和0.2g/100mL茚三酮乙醇溶液。

2 实验方法

2.1 制备3-羰基齐墩果酸

将OA(2.5g,5.47mmol)和200mL丙酮加入干燥的茄型瓶(500mL),搅拌,冰盐浴下待温度降至0℃以下,缓慢滴加约150滴Jones试剂,直到溶液橙色不再消失,让试剂在室温静置2h,加入80mL异丙醇进行淬灭反应30min。反应结束后,通过真空旋转蒸发掉部分溶剂,并对溶剂进行稀释,萃取乙酸乙酯,用饱和盐洗涤3次,用无水Na2SO4干燥过夜,经静止,抽滤,洗涤,减压旋蒸等程序最终得到化合物2白色晶体约1.89g,产率96%。

2.2 制备3-羰基齐墩果酸酰氯

将化合物2(3.50g,7.69mmol)和30mL无水二氯甲烷加入干燥的反应瓶(100mL)中并加热至40℃,缓慢滴加草酰氯(4.0mL,48.95mmol),回流2h,反应结束后,减压蒸干溶剂,加入两次环己烷,每次30mL,减压蒸干得浅棕色固体粉末,密闭备用。

2.3 制备3-羰基-28-N(乙基)-齐墩果酸甲酰胺

将羰基齐墩果酸酰氯(1.5g,3.17mmol)和30mL无水三氯甲烷添加到干燥的反应瓶(100mL)中,搅拌,完全溶解后缓慢滴加到乙二胺溶液中,加入DMAP(0.02g,0.17mmol)和无水吡啶(1.25mL,15.70mmol)。室温下静置2h,反应完成后用10mL浓度5%盐酸稀释后留取下层溶液,萃取二氯甲烷,饱和食盐水冲洗3次,无水Na2SO4干燥过夜,经静止,抽滤,洗涤,旋蒸等程序得到棕色粉末化合物3,50℃真空干燥过夜。以硅胶柱色谱分离,甲醇-二氯甲烷(1∶150)洗脱,得化合物3白色粉末1.37g(7.85mmol),产率80%。mp:149.5~150.3℃。ESI-MS m/z:497.4[M+H]+。1H NMR(600MHz,CDCl3)δ/6.60(1H,d,J=5.1Hz,-CONH),5.40(1H,d,J=15.1Hz,H-12),3.51(1H,dd,J=13.7,5.8Hz,CONHCH2CH2),3.22(1H,dd,J=13.9,5.6Hz,CONHCH2CH2),3.07(2H,s,CONHCH2CH2),2.94(2H,t,J=5.4Hz,-NH2),2.63(1H,d,J=9.4Hz,H-18),2.55(1H,m,H-2),2.37(1H,m,H-12)。2.55(1H,ddd,J=15.9,11.1,7.3Hz,H-2),2.37(1H,ddd,J=15.7,6.5,3.5Hz,H-2)。1.17(3H,s,-CH3),1.09(3H,s,-CH3),1.05(6H,s,2CH3),0.92

(3H,s,-CH3),0.91(3H,s,-CH3),0.81(3H,s,-CH3)。

2.4 制备羰基-28-N(2-(甲氧基丁烯氧基苯甲酰胺基)乙基)-齐墩果酸甲酰胺

将肉桂酸(0.74g,5.02mmol),溶解于20mL无水三氯甲烷中,逐滴加入草酰氯(2.4mL,28.95mmol),保持恒温40℃3h。待反应结束后,加入两次环己烷,每次30mL,减压蒸干得浅棕色固体粉末,密闭备用。将化合物3(0.54g,1.0mmol)、10mL无水三氯甲烷加入干燥的50mL茄型瓶中,搅拌,充分溶解后,加入新制备的(0.83g,5mmol)肉桂酸酰氯,无水吡 啶(0.41mL,5.0mmol) 和 DMAP(0.006g,0.05mmol),升温至60℃,持续回流反应3h。结束后用20mL浓度5%稀释盐酸清洗后留取下层溶液,萃取二氯甲烷,并用食盐水冲洗3次,无水NaSO4干燥过夜,经静止、抽滤、洗涤、旋蒸等程序得到化合物5a白色粉末固体0.47g,产率75%。mp:138.8~140.1℃。ESI-MS m/z:627.5[M+H]+。1H NMR(600MHz,CDCl3)δ/7.60(1H,d,J=15.7Hz,COCH=CH-),7.51-7.47(2H,m,ph-H-2’,H-6’),7.38 - 7.32(3H,m,),6.91(1H,d,J=17.7Hz,CONHCH2CH2NH),6.49(1H,t,J=11.5Hz,CONH),6.42(1H,d,J=15.7Hz,COCH=CH-),5.43(1H,t,J=3.4Hz,H-12),3.63-3.25(4H,m,-CONHCH2CH2),2.61(1H,d,J=15.4Hz,H-18),2.57 - 2.47(1H,m,H-2),2.34(ddd,J=15.8,6.6,3.6Hz,H-2),1.17,1.08,1.02,0.99,0.90,0.89,0.79(each 3H,s,-CH3)。

3 化合物的抗肿瘤活性测试

使用舒尼替尼作为阳性对照药物,通过MTT法测试目标化合物的抗肿瘤活性,并选择人肺癌细胞和人胃癌细胞作为测试目标。具体流程:取0.30%胰蛋白酶消化液单层培养的人肺癌细胞、人胃癌细胞以含10%胎牛血清的RPMI 1640为培养液稀释调整。人胃癌细胞、人肺癌细胞为2.1×104个/mL、2.4×104个/mL的单细胞溶液,将其培养于培养板内,以250μL/孔接种到培养板内。将孔培养板置40℃、CO2浓度为5%湿度保温箱中培养24h,分别加入浓度为500μg/mL,50μg/mL,5μg/mL,0.5μg/mL,0.05μg/mL的待测药物,阴性对照组与培养液中加入一定体积的溶剂,并建立空白对照组,继续在40℃和CO2浓度为5%保温箱中放置72h,每孔加入20μL MTT溶液,于40℃下继续静置4h,选取下层溶液,并向每孔加入100μL溶解甲臜颗粒,在振荡器上上下震荡使其溶解。测量每个孔的光密度,计算所测化合物对细胞的抑制率及IC50。为了使实验数据更具有说服力,再重复该实验2次取3次结果平均值作为最终数据。

按以下公式计算抑制率:

用IC50计算软件来计算半数抑制浓度(IC50)

表1 目标化合物对SGC7901细胞和A549细胞的活性抑制

化合物浓度为5μg/mL,经过48h处理后的细胞抑制率:所测化合物4对人胃癌细胞SGC7901的IC50是18.21μmol/L,活性显著高于母体OA,活性与已上市药物舒尼替尼相当。

4 结论

所测化合物4对人胃癌细胞SGC7901的IC50是18.21μmol/L。活性显著高于母体OA,构效关系分析:对SGC7901人胃癌细胞的IC50值4 小于OA,表明C-3改造成羰基,羰基与氨基酸残基形成氢键,同时C-28位羧基引入乙二胺片段,引进疏水性基团,氨基酸残基形成牢固氢键有关。证实了本实验中计算机分子模拟对接的准确性与实验设计的合理性。

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