三氮唑偶联的阿拉伯糖苷化白杨素衍生物的合成与表征

景临林，范小飞,2，马慧萍，樊鹏程，贾正平*

(1.兰州军区兰州总医院 药剂科，甘肃 兰州 730050； 2.兰州大学 药学院，甘肃 兰州 730000)

1,2,3-三氮唑结构是重要的药理活性基团，具有抗真菌、抗细菌、抗结核、抗癌、抗病毒、抗炎镇痛、抗惊厥等多种生物活性，许多含有三氮唑结构的药物已在临床上广泛应用[1]. 糖苷类化合物在生物体内担负着生命活动诸多重要的生物功能. 将糖苷引入化合物分子中可以增加其水溶性和导向性, 改进药理学性质. 近期研究表明：利用Cu(I)催化的“Click chemistry”合成的糖基三氮唑化合物往往具有多种生物活性[2]，可用于潜在药物的开发研究.

白杨素(5,7-二羟基黄酮)是一种在自然界广泛存在的黄酮化合物，具有抗氧化[3]、抗肿瘤[4]、抗炎[5]、抗糖尿病[6]、抗焦虑[7]、神经保护[8]等广泛的药理活性. 然而，由于其水溶性较差，肠道吸收少，在体内容易代谢失活[9]. 为了提高其药理活性，对其进行结构修饰与改造，是获得高效低毒的新型候选药物的重要手段[10].

为了寻求活性更加优异和药物代谢动力学更好的白杨素衍生物，作者以L-阿拉伯糖, 炔丙基溴和白杨素为原料，将具有生物活性的糖苷与白杨素分子通过1,4-二取代的1,2,3-三氮唑连接，合成了一种三氮唑阿拉伯糖苷化白杨素衍生物，产物结构经1H NMR、IR、 EI-MS和元素分析确认. 目标化合物的合成路线见图1和图2.

图1 β-L-三乙酰阿拉伯糖叠氮化物的合成路线Fig.1 Synthesis of β-D-O-acetyl-glycopyranosyl azide

图2 三氮唑阿拉伯糖苷化白杨素的合成路线Fig.2 Synthesis of glycosyltriazole chrysin derivative

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

X-4B显微熔点仪(上海精密仪器仪表有限公司)；NEXUS 670红外光谱仪(KBr压片，德国Elementar公司)；Vario EL cube型元素分析仪(德国Elementar公司)；Brucker AVANCE III 400核磁共振波谱仪(以CDCl3或者DMSO-d6为溶剂，TMS 为内标，sigma公司)；LCMS-API 3200质谱仪(美国应用生物系统公司) .

白杨素(含量>98%)购自陕西慈缘生物技术有限公司；L-阿拉伯糖购自Sigma公司；GF254 高效板和柱层析硅胶购自青岛海洋化工厂分厂；732强酸苯乙烯阳离子交换树脂购自阿拉丁试剂公司；其他均为市售分析纯试剂. 无水的溶剂经除水处理. 三乙酰溴代阿拉伯糖按照文献[11]方法制备，三乙酰阿拉伯糖叠氮化物按照文献[12]方法制备.

1.2 5-羟基-7-炔丙氧基黄酮(1)的合成

将2.5 g(10 mmol)白杨素、3.36 g(20 mmol)K2CO3悬浮于100 mL 无水丙酮中，剧烈搅拌下缓慢加入2 mL溴丙炔，60 ℃回流反应3 h，加入50 mL水，减压除去丙酮，过滤，滤饼依次用水、1 mol·L-1HCl溶液和水洗涤，空气干燥后得黄色固体，为目标化合物1，产率95%. mp：153.4～154.6 ℃.1H NMR (CDCl3，400 MHz)δ：12.75 (1H，s，C5-OH)，7.89～7.90 (2H，d，J= 4 Hz，C2′-H，C6′-H)，7.51～7.56 (3H，m，C3′-H，C4′-H，C5′-H)，6.68 (1H，s，C3-H)，6.59 (1H，d，J= 1.6 Hz，C8-H)，6.45 (1H，d，J= 2.0 Hz，C6-H)，4.77 (2H，d，J= 2.0 Hz，C11-H)，2.61(1H，s，C13-H). ESI-MS (m/z)：293 [M+1]+.

1.3 7-(1-((2″,3″,4″-三乙酰基-β-L-阿拉伯糖基)-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-5-羟基黄酮(2)的合成

将3.62 g(12 mmol)三乙酰阿拉伯糖叠氮化物、2.93 g(10 mmol)化合物1悬浮于100 mL叔丁醇/水(1∶1)的混合溶剂中，搅拌下依次加入0.2 mmol抗坏血酸钠和0.1 mmol CuSO4·5H2O, 50 ℃剧烈搅拌反应5 h，停止反应，待体系降至室温时，向反应体系中加入100 mL CH2Cl2和20 mL 2 mol·L-1HCl，分液，有机相用水洗涤两次，无水硫酸钠干燥过夜，抽滤，减压除去溶剂后快速柱层析分离，得黄色固体，为目标化合物2，产率81%. m p：208.1～209.5 ℃.1H NMR (CDCl3，400 MHz)δ：12.76 (1H，s，C5-OH)，7.96 (1H，s，C13-H)，7.88～7.90(2H，m，C2′-H，C6′-H)，7.52～7.57 (3H，m，C3′-H，C4′-H，C5′-H)，6.68 (1H，s，C3-H)，6.62 (1H，d，J= 1.6 Hz，C8-H)，6.45 (1H，d，J= 1.6 Hz，C6-H)，5.77～5.79 (1H，d，J= 9.2 Hz，C1″-H)，5.58～5.62 (1H，t，C4″-H)，5.45(1H，s，C2″-H)，5.30(2H，s，C11-H)，5.24～5.27 (1H，dd，J= 6.0，3.4 Hz，C3″-H )，4.19～4.22(1H，d，J= 13.2 Hz，C5″-H)，3.95～3.98(1H，d，J= 13.2 Hz，C5″-H)，2.22(3H，s，CH3CO)，2.04(3H，s，CH3CO)，1.89(3H，s，CH3CO). IR (KBr, cm-1)：3 456，1 769，1 751，1 659，1 614，1 503，1 449，1 355，1 246，1 226，1 164，1 065，1 032，772. ESI-MS (m/z)：594 [M+1]+. Anal. calcd. for C29H27N3O11(%)：C 58.68，H 4.59，N 7.08；found C 58.75，H 4.55，N 7.13.

1.4 7-(1-((2″,3″,4″-三羟基-β-L-阿拉伯糖基)-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-5-羟基黄酮(3)的合成

将0.59 g (10 mmol)化合物2悬浮于50 mL甲醇中，冰水浴冷却至 0 ℃，氮气保护下缓慢滴加甲醇钠的甲醇溶液(1.2 mL，1.0 mol·L-1). 加毕后，升至室温继续反应3～4 h，TLC监测至原料点消失，用 732强酸苯乙烯阳离子交换树脂调节体系至中性，过滤，用甲醇洗涤离子交换树脂数次，滤液减压除去甲醇后得黄色固体，为目标化合物3，产率93%. mp：152.4～154.3 ℃.1H NMR (DMSO-d6，400 MHz)δ：12.84 (1H，s，C5-OH)，8.44 (1H，s，C13-H)，8.11～8.13(2H，d，J= 6.0 Hz，C2′-H，C6′-H)，7.56～7.66 (3H，t，C3′-H，C4′-H，C5′-H)，7.08 (1H，s，C3-H)，7.00 (1H，d，J= 1.6 Hz，C8-H)，6.54～6.55 (1H，d，J= 2.0 Hz，C6-H)，5.45～5.47 (1H，d，J= 8.8 Hz，C1″-H)，5.33～5.35 (3H，m，C11-H，C2″-OH )，5.07～5.09(1H，d，J= 6.0 Hz，C4″-OH )，4.84～4.85(1H，d，J= 4.5 Hz，C3″-OH )，4.03～4.09(1H，m，C5″-H )，3.76～3.80(3H，m，C2″-H，C3″-H，C4″-H)，3.54～3.58(1H，m，C5″-H). IR (KBr, cm-1)：3 426，2 913，1 661，1 611，1 586，1 500，1 451，1 350，1 174，1 162，1 099，1 054，1 038，767 cm-1. ESI-MS (m/z)：468 [M+1]+. Anal. calcd. for C23H21N3O8(%)：C 59.10，H 4.53，N 8.99；found C 59.19，H 4.50，N 8.91.

2 结果与讨论

2.1 反应条件对“Click”反应的影响

2001年诺贝尔化学奖获得者Sharpless 首次提出了“Click”化学，为快速、高效、高选择性合成大量新化合物提供了可靠方法[13]. 其中，Cu (I)催化下用端基炔和叠氮化合物进行1，3-偶极环加成反应获得1,4-二取代的1,2,3-三唑类反应是“Click”化学的典型代表[14]. 有关文献报道的“Click”反应条件不尽相同，通过对反应溶剂、催化剂、反应温度、反应时间的优化，我们最终选择以tBtOH/H2O(体积比1∶1 )为溶剂、CuSO4·5H2O/抗坏血酸钠为催化剂、反应温度50 ℃、反应时间为5 h为其最佳的反应条件.

2.2 结构表征

在化合物2和3的1H NMR谱中，12.76和12.84为白杨素分子中5位羟基的质子信号，三氮唑结构中质子信号分别在7.96(化合物2)和8.44(化合物3)表现出的一个尖锐的单峰， 5.30(化合物2)和5.33(化合物3)出现-CH2-的质子信号，说明分子结构中含有白杨素和三氮唑基团. 当化合物2水解为化合物3时，2.22, 2.04, 1.89三个乙酰基的质子信号完全消失，而在4.84～5.35出现三个-OH质子信号，表明糖单元中的乙酰基被水解.

在化合物2和3的红外谱图中，3 456和3 426 cm-1出现单谱带宽峰，为羟基的典型吸收峰；1 660 cm-1出现单谱带强峰，为黄酮结构中羰基的吸收峰；1 400～1 500 cm-1均出现苯环骨架振动吸收峰；770 cm-1左右的中强峰为取代苯环上的C-H弯曲振动吸收峰. 化合物3和2相比，1 700 cm-1附近的吸收峰消失，表明分子中不再存在乙酰基.

3 结论

为了获得活性更高和药物代谢动力学更好的新型白杨素衍生物，作者以L-阿拉伯糖, 炔丙基溴和白杨素为原料，将白杨素与阿拉伯糖通过1,4-二取代的1,2,3-三氮唑环巧妙结合，合成了一种新型三氮唑阿拉伯糖苷化白杨素衍生物，合成方法简单，产率较高，有关其生物活性研究正在进行中.

参考文献：

[1] 王 艳, 周成合. 三唑类药物研究新进展[J]. 中国科学：化学, 2011, 41(9)：1429-1456.

[2] CHINTHAKINDI P K, SANGWAN P L, FAROOQ S, et al. Diminutive effect on T and B-cell proliferation of non-cytotoxic alpha-santonin derived 1,2,3-triazoles: A report[J]. Eur J Med Chem, 2013, 60: 365-75.

[3] REHMAN M U,TAHIR M, KHAN A Q, et al. Chrysin suppresses renal carcinogenesis via amelioration of hyperproliferation, oxidative stress and inflammation: plausible role of NF-kappa B[J]. Toxicol Lett, 2013, 216(2/3): 146-58.

[4] CARDENAS M, MARDER M, BLANG V C, et al. Antitumor activity of some natural flavonoids and synthetic derivatives on various human and murine cancer cell lines[J]. Bioorg Med Chem, 2006, 14(9): 2966-2971.

[5] CHO H, YUN C W, PARK W K, et al. Modulation of the activity of pro-inflammatory enzymes, COX-2 and iNOS by chrysin derivatives[J]. Pharmacol Res, 2004, 49(1): 37-43.

[6] LUKACINOVA A, MOJZIS J,KELLER J,et al. Preventive effect of flavonoids on alloxan-induced diabetes mellitus in rats[J]. Acta Vet Brno, 2008, 77(2): 175-182.

[7] WOLFMAN C, VIOLA H, PALADINI A, et al. Possible anxiolytic effects of chrysin, a central benzodiazepine receptor ligand isolated from passiflora coerulea[J]. Pharmacol Biochem, 1994, 47(1): 1-4.

[8] HE X L, WANG Y H, BI M G, et al. Chrysin improves cognitive deficits and brain damage induced by chronic cerebral hypoperfusion in rats[J]. Eur J Pharmacol, 2012, 680(1/3): 41-48.

[9] TSUJI P A, WINN R N, WALLE T. Accumulation andmetabolism of the anticancer flavonoid 5,7-dimethoxyflavone compared to its unmethylated analog chrysin in the Atlantic killifish [J]. Chem Biol Interact, 2006, 164(1/2): 85-92.

[10]王秋亚, 王烨娟, 高锦红. 白杨素衍生物的合成及生理活性研究进展[J]. 化学研究, 2011, 22(1): 96-103.

[11] MARTOS M B,KOMSY F. Preparation of aeetobrome-sugars[J]. Nature, 1950, 165: 369-371.

[12] 李一鸣. 以叠氮糖为中间体设计合成具有生物活性的杂环化合物[D]. 南开大学, 2010, 38-39.

[13] KOLB H C, FINN M G, SHARPLESS K B. Click chemistry: diverse chemical function from a few good reactions[J]. Angew Chem Int Ed, 2001, 40(11): 2004-2021.

[14] ROSTOVTSEV V V, GREEN L G, FOKINV V, et al. A stepwise huisgen cycloaddition process: copper(I)-catalyzed regioselective “ligation” of azides and terminal alkynes[J]. Angew Chem Int Ed, 2002, 41(14): 2596-2599.