新型三氟甲基苯胺酰烷基三苯基季鏻盐的合成及其抗肿瘤活性

宋章凌， 肖成林， 张 杰， 娄兆文

(湖北大学 化学化工学院，湖北 武汉 430062)

自从R J Dubois[1]首次发现季鏻盐的溴化物对P-388淋巴球白血病有活性以来，研究人员对这类化合物的合成及抗肿瘤活性进行了系统地研究，发现其对结肠癌[2]、卵巢癌[3]、肝癌[4]、口腔癌[4]及乳房恶性肿瘤[5]等都具有一定的活性。

本文以对或邻三氟甲基苯胺(1a或1b)为原料，氯代烷酰氯为连接基团，合成了4个新型的含酰胺结构的季鏻盐(3a～3d， Scheme1)，其结构经1H NMR和IR表征。以秋水仙碱为阳性对照，采用MTT法测试了3-(邻三氟甲基苯氨基酰基)丙基三苯基鏻(3d)对小鼠肉瘤细胞(S180)的抗肿瘤活性。结果表明，在c(3d)=50 μg·mL-1时，其抑制率为97.54%,高于秋水仙碱(45.85%)； IC50=12．07 μg·mL-1，大大小于秋水仙碱(>100 μg·mL-1),表明该类化合物具有较高的生物活性，有进一步进行体内研究的价值。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

X-6型显微熔点仪(温度未标定)；VARIAN Unity INOVA600(600 MHz)型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；PE-Spectrum One型傅立叶红外光谱仪(KBr压片)。氯烷酰氯经蒸馏纯化；其余所用试剂均为分析纯。

Scheme1

1．2 合成

(1) 2的合成(以2a为例)

在反应瓶中加入对三氟甲基苯胺(1a)0.33 g(2 mmol)的乙醚(10 mL)溶液，碳酸钠0.17 g(1.6 mmol)和水2 mL，冰水浴冷却，搅拌下缓慢滴加3-氯丙酰氯0.4 mL(0.19 mmol)(约15 min)；撤去冰浴，于室温反应2.5 h后依次用稀盐酸(8 mL)、饱和碳酸钠、饱和食盐水洗涤，氯仿(2×15 mL)萃取，合并有机相，用饱和食盐水(15 mL)洗涤，无水硫酸钠干燥；旋蒸除溶得白色固体N-对-3-氟甲基苯基-3-氯丙酰胺(2a)0.46 g，产率91.6%， m．p．129.5 ℃～132.8 ℃； IRν： 3 282， 1 686， 847 cm-1。

用类似的方法合成2b(产率68.8%， m.p.111.1 ℃～112.3 ℃； IRν： 3 261， 1 655， 764 cm-1)，2c(产率96.3%， m.p.119.7 ℃～121.3 ℃； IRν： 3 310， 1 679， 844 cm-1)和2d(产率67.9%， m.p.54 ℃～55 ℃； IRν： 3 299， 1 662， 770 cm-1)。

(2) 3的合成(以3a为例)

在反应瓶中加入2a0.42 g(1.7 mmol)的甲苯(15 mL)溶液，三苯基膦0.57 g(2.2 mmol)，搅拌下回流反应3.5 h至反应液中析出褐色固体。经硅胶柱层析(梯度洗脱剂：乙酸乙酯、丙酮、乙醇洗脱及5%AgNO3溶液)分离得氯化3-(对三氟甲基苯氨基酰基)丙基三苯基鏻(3a)。

用类似的方法合成3b～3d。

3a： 褐色固体，产率76.4%， m．p．191.4 ℃～193.8 ℃；1H NMRδ： 3.23(t, 2H， CH2)， 3.83(t， 2H， CH2)， 7.27～7.95(m， 19H， ArH)， 11.75(s， 1H， NH)； IRν： 3 384， 1 688， 846 cm-1。

3b: 淡黄色固体，产率63.4%， m.p.216.8 ℃～218 ℃；1H NMRδ： 3.26(t， 2H， CH2)， 3.89(t， 2H， CH2)， 7.27～7.85(m， 19H， ArH)， 10.90(s， 1H， NH)； IRν： 1 681， 743 cm-1。

3c: 白色固体，产率34.2%， m.p.285.1 ℃～287.3 ℃；1H NMRδ： 2.11(t， 2H， CH2)， 3.07(m， 2H， CH2)， 3.68(t， 2H， CH2)， 7.70～8.09(m， 19H， ArH)， 11.49(s， 1H， NH)； IRν： 3 356， 1 682， 850 cm-1。

3d: 淡黄色固体，产率26.8%， m.p.130.6 ℃～134.2 ℃；1H NMRδ： 2.08(t， 2H， CH2)， 3.16(m， 2H， CH2)， 3.92(t， 2H， CH2)， 7.51～7.82(m， 19H， ArH)， 9.86(s， 1H， NH)； IRν： 3 382， 1 674， 774 cm-1。

1．3 生物活性测试[4]

取对数生长期的细胞S180，用10%胎牛血清的RPMI1640培养基配成单个细胞悬液，以每孔104个接种于96孔板中(每孔体积100 μL)。将培养板放入细胞培养箱，在37 ℃， 5%CO2及饱和湿度条件下培养24 h。在无菌条件下，将待测药物(3d,秋水仙碱)和5-Fu的母液稀释成5个浓度(表1)。将不同浓度的受试药物以100 μL/孔加入上述96孔板中，每孔设三个平行。培养板置CO2孵箱中继续培养。培养24 h后，每孔加入10 μL MTT溶液，再培养4 h。小心吸取孔内清液，每孔加入150 μL DMSO，震荡10 min使甲臜充分溶解。选择570 nm波长，在酶联免疫检测仪上测定每孔吸光度值(OD值),计算受试药物各浓度下的细胞抑制率(表1)，根据细胞生长抑制率，以直线回归方法计算IC50值。

2 结果与讨论

2．1 合成

在2的合成中，反应温度和滴加速度对反应影响较大。因氯烷酰氯性质十分活泼，其水解或胺解均为放热反应，释放出大量的热，且反应速率很快。因此，该反应必须在冰水浴中进行。实验结果表明，温度稍高，反应复杂，得不到预期产物。同时，在反应中要将1溶于乙醚。氯烷酰氯滴加速度不可过快，以免反应瞬时释放太多热量引起体系的温度迅速上升，副反应明显，影响收率。

缚酸剂(碳酸纳)和溶剂(乙醚)对反应的影响也较大。实验发现，无碳酸钠不能得到预期的反应产物。溶剂的极性越大越有利于反应的进行。我们尝试了以三乙胺为缚酸剂，丙酮为溶剂的反应，但由于丙酮与水互溶，而产物亦为液体，在后处理水洗时几乎得不到产物。最后我们选择适量的碳酸钠作为缚酸剂，以乙醚作溶剂，达到了预期目标。

在3的合成中，反应温度对季鏻化反应有较大影响。高温有利于季鏻化，但温度过高也不利于反应，我们参照文献[6]方法采用苯作溶剂回流，但反应产率不高。改用甲苯作溶剂回流效果最佳，产物收率较高。

2．2 生物活性

3d对S180的抑制率见表1。由表1可见，在c(3d)=50 μg·mL-1和100 μg·mL-1时，其抑制率分别为97.54%和1．002%,高于秋水仙碱(45.85%和49.64%)。3d的IC50(12.07 μg·mL-1)也大大小于秋水仙碱的IC50(>100 μg·mL-1)，表明该类化合物具有较高的生物活性，有进一步进行体内研究的价值。

表1 3d的抗肿瘤活性Table 1 Anti-tumor activity of 3d

[1] Dubios R J, Lin Chie-Chang L. Synthesis and antitumor properties of some isoindolyalkylphosphonium salts[J].J Med Chem,1978,21(3):303-306.

[2] Patel J, Rideout D, McCarthy M R,etal. Antineoplastic activity,synergism,and antagonismof triarylalkylphosphonium salts and their combinations[J].Anticancer Res,1994,14(1A):21-28.

[3] Manetta A, Gamboa G, Nasseri A,etal. Novel phosphonium salts displayinvitroandinvivocytotoxic activity against human ovarian cancer cell lines[J].Gynecol Oncol,1996，60：203-212.

[4] 娄兆文、尚先梅． 磺化三苯基季鏻盐的合成及其抗肿瘤活性[J].中国药物化学杂志， 2000，10(3):168-171.

[5] Delikatny E J, Roman S K, Hancock R,etal. Tetraphenylphosphonium chloride induced MR-visible lipid accumulation in a malignant human breast cell line[J].Int J Cancer,1996,67(1):72-79.

[6] 肖春芬，周莉，隗兰华，等． 几种三苯基取代烷基季膦盐的合成和表征[J]．湖北大学学报(自然科学版)，2007,79(1): 75-77．