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)植物保護學(xué)院，陜西楊凌712100）[摘要]【目的】合成多芳基脒類化合物無骨架；【方法】三頭脒骨架：由均苯三酚在氮氣保護下以及碳酸鉀存在的條件下與對氰基芐溴進行偶聯(lián)得到；四頭脒骨架：由季戊四醇四對甲苯磺酸酯與對氰基苯酚偶聯(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)以及活性測定奠定了基礎(chǔ)。[關(guān)鍵詞]季戊四醇四對甲苯磺酸酯，1,3,5-三（4-氰基苯甲氧基）苯，季戊四醇四對氰基苯基醚，合成近年來，人們在活性寡糖的研究中發(fā)現(xiàn)，將母體活性寡糖小分子 （a-Galmonomer）制成寡聚物（a-Galpolymers）后，其活性有時可大大增加[10，11]，但活性提高程度會有所不同。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]由于幾何互補性而靠近，并主要在幾何互補作用下，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作用開始表現(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)多效價效應(yīng)原理，多效價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，表現(xiàn)出多效價效應(yīng)。多效價配體可和受體上的主要結(jié)合點作用 ,也可和結(jié)合亞點作用結(jié)合靶標酶的結(jié)構(gòu)信息，利用多效價效應(yīng)來發(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。在生物體系中，多位點結(jié)合比單位點結(jié)合更具優(yōu)勢。首先，多位點結(jié)合更牢固，高親和性的多效價化合物作為一些防治對象靶標部位的抑制劑具有很大的潛在價值。 其次，多效價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靶標結(jié)合程度的增強。 有的防治對象可能存在多個作用位點，如一些殺蟲劑既有第一作用位點乙酰膽堿酯酶，也有第二作用位點腺苷酸三磷酸酶（ATPase）。在設(shè)計聚合物時也可充分考慮這些靶標的特點，從而進行合理的設(shè)計，開發(fā)出能與多靶標結(jié)合的化合物，以提高目標化合物的生物活性 [14]。近幾年，日本KagabuShinzo等報道了以不同鏈長的亞甲基、烯基、炔基等連接體合成對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等針對乙酰膽堿酯酶的結(jié)構(gòu)設(shè)計了一系列不同鏈長的二效價他克林聚合物，旨在目標化合物能同時結(jié)合乙酰膽堿酯酶的催化位點和外周位點。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚合物的鏈長為7個亞甲基時活性最好，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效應(yīng)來解釋。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)計并合成以不同化學(xué)結(jié)構(gòu)為核的具有多個芳基脒頭的化合物，并研究其生物活性，目標化合物的合成路線見圖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目標化合物合成路線1.實驗部分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（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）；BSll0S型電子天平（Sartorius公司）；DMX300型核磁共振儀（德國Bruker公司）;X-6型數(shù)字熔點儀（北京泰克儀器有限公司）。對氰基苯酚（97%，江蘇武進化工廠）；對氰基溴芐（CR，南京市布萊克精細化工有限公司）；季戊四醇、對甲苯磺酰氯（CR，上海晶純實業(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）、無水碳酸鉀31.5g（228.3mmol）加入干燥的500mLSchlenk瓶中，通氮氣置換掉瓶中的空氣。加入 DMF90mL攪拌使均苯三酚溶解。將 37.5g（91.3mmol）對氰基溴芐用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。在氮氣保護下，室溫攪拌， TLC檢測反應(yīng)進程，待產(chǎn)物斑點單一（ 60小時）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,在向溶液中加入無水乙醇 2000ml，靜置過夜，過濾得到白色絮狀產(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，機械攪拌使其混合均勻。將163g對甲苯磺酰氯溶于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)瓶內(nèi)溫度維持在 30~35C,滴加完畢后室溫攪拌 38小時，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,補價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季戊四醇四對氰基苯基醚的合成在干燥的100mL單口燒瓶內(nèi)依次加入季戊四醇四對甲苯磺酸酯 1.0g（1.33mmol）、對氰基苯酚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始回流，維持溫度，在干燥狀態(tài)下攪拌回流20小時。反應(yīng)進程檢測：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)需在氮氣保護下進行，如果不使用氮氣保護將得不到目標產(chǎn)物。對氰基芐溴溶于DMF時應(yīng)在室溫下進行，如果加熱，將會使溶液迅速加深，生成副產(chǎn)物而使的到的目標產(chǎn)物純度較低。完全按照文獻報道方法進行分離產(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在氮氣保護下回流也可以得到目標產(chǎn)物，且產(chǎn)率也較高，但操作較為不便，在放大制備時遂將其摒棄。采用季戊四溴與對氰基苯酚偶聯(lián)同樣可以得到季戊四醇四對氰基苯基醚， 但由于季戊四溴的制備較為復(fù)雜，本文參考了文獻最新報道的方法進行偶聯(lián)，不僅制備步驟較為簡便且產(chǎn)率、純度都較高。最初本文準備由三溴季戊醇出發(fā)，通過與對氰基苯酚偶聯(lián)得到三芳基醚類化合物骨架，但試驗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].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)計的發(fā)展近況[J].天津師大學(xué)報(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)合過程構(gòu)象變化的研究.化學(xué)學(xué)報[J]，2000，58：772?776..梅向東，楊國權(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，2006.KagabuS,ItazuY,NishimuraK.