（S/R）-2-（5-氟尿嘧啶-1-基乙酰基）氨基-3-苯基丙酸甲酯的合成及抗肿瘤活性*

叶彩萍，黄祖胜，姚 婷，王元超

（温州大学 化学与材料工程学院，浙江 温州 325035）

50多年来，5-氟尿嘧啶（5-FU）始终作为首选抗代谢药用于治疗胃癌、肠癌、肝癌等，乳腺癌、宫颈癌等[1-3]。但由于其代谢显著，脂溶性小、口服吸收困难、毒副作用较大，在杀死癌细胞的同时也严重损伤正常细胞[4,5]。为降低其毒副作用，多年来国内外对5-FU进行了大量的化学修饰工作，并取得了一定的成果，如引入氨基酸或短肽[6,7]、葡萄糖[8]、卟啉[9]等，并对其药理、毒理、代谢等进行了大量的研究。

鉴于正常细胞与肿瘤细胞对氨基酸的需求量不同，如肿瘤细胞对苯丙氨酸的需求量是正常细胞的2～3倍[10]，以氨基酸作为氮介的载体用来提高5-FU对肿瘤细胞选择性的研究工作已有一些报道[11,12]，肽类化合物对细胞及核酸具有很好的亲和性，将肽链骨架引到药物如抗癌药分子中，将有利于药物到达细胞组织内，使之更有效地发挥作用。另外，已有研究表明，人体的一些疾病与体内D-氨基酸的含量水平有关，因此，D-氨基酸对研究某些疾病和衰老机制十分重要[13，14]。在多肽类药物中，D-氨基酸代替L-氨基酸会大大延长肽类药物的半衰期并降低副作用。因此，本文在药物分子5-氟尿嘧啶中分别引入L、D-苯丙氨酸甲酯，考察该对映体在抗肿瘤中的表现。

1 实验部分

1.1 主要原料

5-氟尿嘧啶、1-乙基-3-（3-二甲胺丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDCI）、1- 羟基苯并三氮唑（HOBt），L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、D-苯丙氨酸甲酯盐酸盐、三乙胺（TEA）等均为化学纯；N,N'-二甲基甲酰胺（DMF）、无水乙醇、NaOH等试剂为分析纯。

1.2 主要仪器

BRUKER AVANCE-300 MHz型核磁共振仪；BRUKER EQUINOX 55型红外光谱仪；X-6显微熔点测定仪（温度未校正）；DECAX-30000 LCQ DecaXP Plus型液相色谱-质谱联用仪；AUTOPOL IV全自动旋光仪。

1.3 合成过程

目标化合物的合成路线见图1。

图1 目标化合物的合成路线Fig.1 Synthetic route of title compounds

根据文献[7]合成中间体5-氟尿嘧啶-1-基乙酸（I）。

在250mL三口烧瓶中加入2.70g（20mmol）HOBt和3.76g（20mmol）5-氟尿嘧啶-1-基乙酸，用40mL DMF 溶解，分别加入含有 4.32g（20mmol）L、D- 苯丙氨酸甲酯盐酸盐及3.83g（20mmol）EDCI的DMF溶液60mL和3.0mL TEA，室温下反应，薄层色谱（TLC）跟踪检测。反应结束后过滤，减压蒸去溶剂DMF，石油醚/乙酸乙酯=3∶1～1∶2梯度柱层析分离，旋蒸蒸去溶剂，分别得到白色固体IIa和IIb，收率分别为77%和72%。

2 结果与讨论

2.1 反应条件的确定

2.1.1 溶剂的选择 将中间体I分别溶于二氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、四氢呋喃、丙酮、乙醇、1,4-二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、吡啶和水中。发现I除在DMF中完全溶解外，在其它溶剂中都不溶或部分溶解。为此选择DMF作为溶剂。

2.1.2 缩合剂EDCI的用量 在缩合剂EDCI、辅助试剂HOBt及DMF中，只有缩合剂EDCI用量对产物收率有着显著的影响。当改变EDCI与中间体I的摩尔比时，产物的收率变化明显。当EDCI∶I摩尔比1.3∶1时，收率基本稳定。考虑到EDCI的成本因素，选择其用量为I的1.3倍。

2.2 化合物的结构表征

（S）-2-（5-氟尿嘧啶-1-基乙酰基）氨基-3-苯基丙酸甲酯，（S）-methyl2-（5-fluorouracil-1-yl-aceto）amino-3-phenylpropanoate（IIa）,白色固体：Yield 77%,m.p.152～153℃,NMR（300MHz,DMSO-d6,TMS）δ 11.82（d,1H,FCCNH,4JFH=4.6Hz）,8.72 （d,1H,NH,J=7.5Hz）,7.93（d,1H,FC=CH,3JFH=6.6Hz）,7.31-7.19 （m,5H,Ar-H）,4.48（dd,1H,NCH,J=7.5,6.0Hz）,4.30（d,2H,NCH2,J=16.8Hz）,3.59 （s,3H,OCH3）,3.05-2.88（m,2H,CCH2）;13CNMR（75MHz,DMSO-d6,TMS）δ 171.7,166.9,157.6（d,2JFC=25.7 Hz）,149.7,139.3（d,1JFC=228.3Hz），137.0，131.1（d，2JFC=33.8Hz）,129.3，128.4，126.8，53.9，52.0，49.4，36.9;IR（KBr,cm-1）ν:3307，3072，1709，1669，1551，1447，1381，1234，698；ESI-MSm/z:348[M-H]-。

（R）-2-（5-氟尿嘧啶-1-基乙酰基）氨基-3-苯基丙酸甲酯，（R）-methyl2-（5-fluorouracil-1-yl-aceto）amino-3-phenylpropanoate（IIb）,白色固体：Yield 72%,m.p.152～153℃,NMR （300MHz,DMSO-d6,TMS）δ 11.84（s,1H,FCCNH）,8.73（d,1H,NH,J=7.5 Hz）,7.94（d,1H,FC=CH,3JFH=6.9 Hz）,7.32-7.20（m,5H,Ar-H）,4.48（dd,1H,NCH,J=7.8,5.7Hz）,4.30（d,2H,NCH2,J=16.5 Hz）,3.59 （s,3H,OCH3）,3.06-2.89 （m,2H,CCH2）;13C NMR （75MHz,DMSO-d6,TMS）δ 171.7,166.9,157.6 （d,2JFC=25.7 Hz）,149.7,139.3（d,1JFC=228.3 Hz）,137.0,131.1 （d,2JFC=33.8 Hz）,129.3,128.4,126.8,54.0,52.0,49.4,36.9;IR（KBr,cm-1）ν:IR （KBr,cm-1）ν:3424,3313,3072,1707,1665,1548,1450,1382,1346,1242,1045,794.ESI-MSm/z:348[M-H]-。

2.3 化合物的体外抗肿瘤活性

我们委托温州医学院对化合物IIa和IIb就结肠癌细胞株SW-480、宫颈癌细胞株Hela采用MTT还原法[15]进行了体外抗肿瘤活性测试另外，委托国家新药筛选中心对化合物就白血病细胞株HL-60和肝癌细胞株BEL-7402分别用MTT还原法和磺酰罗丹明B（Sulforhodamine B,SRB）蛋白染色法[16]进行了体外抗肿瘤活性测试，测试结果见表1。

表1 10-5mol·L-1浓度下对不同肿瘤细胞的抑制率Tab.1 Inhibition ration to different cancer cell under 10-5mol·L-1

从表1中可以看出，化合物IIa、IIb对4种肿瘤的抑制作用几乎是同步的，但对SW-480和Hela肿瘤细胞的抑制作用明显高于对HL-60和BEL-7402的抑制作用，说明IIa、IIb对HL-60和BEL-7402不如对SW-480及Hela敏感，也说明其抗肿瘤活性具有一定的选择性。此外，我们发现R型化合物IIb对肿瘤的抑制活性都比S型化合物IIa高，说明化合物的构型对抗肿瘤起到一定作用。

3 结论

以EDCI为缩合剂，HOBt为辅助试剂，将中间体5-氟尿嘧啶-1-基乙酸与分别与L和D型苯丙氨酸甲酯盐酸盐进行缩合反应，分别得到S和R型的2-（5-氟尿嘧啶-1-基乙酰基）氨基-3-苯基丙酸甲酯的对映体。反应条件温和，操作简便，收率较高。体外抗肿瘤活性测试结果，发现两对对映体对SW-480、Hela、HL-60 和 BEL-7402 都具有一定的体外抑制作用，其中IIa和IIb对SW-480、Hela的抑制作用更好，说明化合物对肿瘤的抑制作用具有一定的选择性；另外，从R型化合物对肿瘤的抑制率高于S型的现象，说明了化合物的绝对构型对抗肿瘤具有一定的作用。

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