磺酰脒衍生物的合成及其抗肿瘤活性*

刘 菲，刘 楠，何 菱

(四川大学 华西药学院，四川 成都 610041)

·研究论文·

磺酰脒衍生物的合成及其抗肿瘤活性*

刘 菲，刘 楠，何 菱

(四川大学 华西药学院，四川 成都 610041)

以氯化亚铜为催化剂，叔胺为底物，磺酰叠氮为氮源，经“一锅法”合成了11个磺酰脒衍生物(3a～3k,其中3c,3e～3i和3k为新化合物)，收率43%～96%，其结构经1H NMR，13C NMR和HR-ESI-MS表征。采用MTT法研究了3a～3j对人肺癌细胞(A549)，人结肠癌细胞(HCT116)和人肝癌细胞(HepG2)的抗肿瘤活性。结果表明：在用药量为20μg·mL-1时,3a～3k对A549，HCT116和HepG2的抑制率均优于对照药紫杉醇，其中N,N-二乙基-N′-对甲氧基苯磺酰脒(3b)对A549的抑制率为82%；N,N-二丙基-N′-对甲氧基苯磺酰脒(3c)对HCT116抑制率为80%，具有较好的抗肿瘤活性。

磺酰脒类衍生物；磺酰叠氮；叔胺；合成；抗肿瘤活性

磺胺衍生物因具有多种生物活性而受到人们的青睐，如抗菌、抗炎、抗血栓形成、抗溃疡、抗过敏、抗HIV、利尿、降血糖、降低血压以及抗肿瘤活性[1-2]等，尤其能选择性集聚肿瘤细胞[3]的特性使人们对磺胺衍生物的研究日益浓厚。因此，借助药物化学最小修饰原则在磺胺衍生物上借助过渡金属催化C-N键直接引入亲水性的叔胺基团，从而改善磺胺类衍生物水溶性差的缺陷，获得副作用小活性更好的化合物具有研究意义。

为寻求一种简单、价廉、温和、高效、快速、选择性强的胺化方法，并探讨其在药物合成中的应用，本文利用过渡金属催化氮宾插入反应，以叠氮为氮源，探讨叔胺sp3C-H键插入胺化反应[4]，为进一步发掘磺胺药物的生物活性及构效关系奠定基础。以磺酰叠氮(1a和1b)为氮源，亲水性叔胺(2a，2c～2f,2h,2i,2k)为底物，氯化亚铜为催化剂，经“一锅法”合成了11个磺酰脒衍生物(3a～3k,其中3c,3e～3i和3k为新化合物，Scheme 1),收率43%～96%，其结构经1H NMR，13C NMR和HR-ESI-MS表征。采用MTT法研究了3a～3j对人肺癌细胞(A549)，人结肠癌细胞(HCT116)和人肝癌细胞(HepG2)的抗肿瘤活性。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Varian INPVA 400型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；Bruker Daltonics Data Analysis 3.2型质谱仪。

A549，HCT116，HepG220和MTT染料，Sigma；1和2按文献[5-6]方法合成；其余所用试剂均为分析纯。

反应均在氮气保护下进行，溶剂使用前经干燥除水。

1.23a～3k的合成(以3a为例)[5-6]

在干燥反应瓶中依次加入三乙胺(2a)143mg(1mmol)，对甲苯磺酰叠氮(1a)591mg(3mmol)，氯化亚铜20mg(0.2mmol)和三乙基苄基氯化铵(TEBA)22.7mg(0.1mmol)的乙腈(5mL)溶液，搅拌下回流反应8h。浓缩后经硅胶柱层析[洗脱剂：V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=8∶1和6∶1]纯化得淡黄色固体N,N-二乙基-N′-对甲基苯磺酰脒(3a)。

用类似的方法合成淡黄色固体3b～3k。

3a:产率96%；1H NMRδ：8.15(s,1H),7.76(d,J=8.4Hz,2H),7.25(d,J=8.4Hz,2H),3.47(q,J=7.2Hz,2H),3.38(q,J=7.2Hz,2H),2.40(s,3H),1.26(t,J=7.2Hz,3H),1.14(t,J=7.2Hz,3H)；13C NMRδ：158.1,142.3,139.8,129.3,26.4,47.1,40.9,21.5,14.5,12.1；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C15H14N2O2SNa{[M+Na]+}277.0981,found 277.0976。

3b:产率88%；1H NMRδ：8.14(s,1H),7.80～7.83(m,2H),6.91～6.95(m,2H),3.85(s,3H),3.47(q,J=7.2Hz,2H),3.37(q,J=7.2Hz,2H),1.26(t,J=7.2Hz,3H)，1.14(t,J=7.2Hz,3H)；13C NMRδ：162.2,157.9,134.7,128.4,113.8,55.5,47.0,40.9,14.5,12.1；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C12H18N2O3SNa{[M+Na]+}293.0936,found 293.0936。

3c:产率90%；1H NMRδ：8.14(s,1H),7.80(d,J=8.8Hz,2H),6.93(d,J=8.8Hz,2H),3.85(s,1H),3.36(t,J=7.6Hz,2H),3.26(t,J=7.6Hz,2H),1.53～1.68(m,4H),0.91(t,J=7.8Hz,3H),0.86(t,J=7.8Hz,3H)；13C NMRδ：162.2,158.8,134.7,128.3,113.8,55.5,54.2,47.8,21.9,20.0,11.2,10.9；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C14H22N2O3SNa{[M+Na]+}321.1243,found 321.1244。

3d:产率54%；1H NMRδ：8.44(s,1H),7.84～7.88(m,2H),7.48(d,J=8.4Hz,1H),7.36(t,J=2.0Hz,1H),7.29(t,J=8.4Hz,1H),7.14(dd,J=2.0Hz,8.0Hz,1H),6.95～6.99(m,2H),3.95(q,J=7.2Hz,2H),3.87(s,3H),1.18(t,J=7.2Hz,3H)；13C NMRδ：162.6,157.6,143.3,133.5,131.1,130.7,128.7,126.5,123.4,122.0,114.0,55.6,44.0,12.4；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C16H17N2O3SBrNa{[M+Na]+}419.0041,found 419.0022。

3e:产率58%；1H NMRδ：8.41(s,1H),7.84～7.87(m,2H),7.39～7.42(m,2H),7.12～7.16(m,2H),6.94～6.98(m,2H),3.91～3.97(q,J=7.2Hz,2H),3.86(s,3H),1.17(t,J=7.2Hz,3H)；13C NMRδ：162.6,157.6,140.5,133.6,133.4,130.0,128.7,124.8,114.0,55.6,44.1,12.3；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C16H17N2O3SClNa{[M+Na]+}375.0541,found 375.0524。

3f:产率66%；1H NMRδ：8.34(s,1H),7.80(d,J=8.0Hz,2H),7.28(d,J=8.0Hz,2H),7.08～7.12(m,2H),6.90～6.94(m,2H),3.90(q,J=7.2Hz,2H),3.83(s,3H),2.41(s,3H),1.14(t,J=7.2Hz,3H)；13C NMRδ：159.1,158.3,142.6,139.4,134.8,129.4,126.6,125.6,114.9,55.6,44.5,21.5,12.3;HR-ESI-MSm/z:Calcd for C17H20N2O3SNa{[M+Na]+}355.1087,found 355.1077。

3g:产率70%；1H NMRδ：8.33(s,1H),7.83～7.87(m,2H),7.08～7.11(m,2H),6.91～6.97(m,4H),3.89(q,J=7.2Hz,2H),3.85(s,3H),3.82(s,3H),1.14(t,J=7.2Hz,3H)；13C NMRδ：162.4,159.1,158.1,134.8,134.1,128.6,125.6,114.9,113.9,55.6,55.5,44.5,12.3；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C17H20N2O4SNa{[M+Na]+}371.1041,found 371.1063。

3h:产率55%；1H NMRδ：8.12(s,1H),7.78～7.82(m,2H),6.91～6.95(m,2H),3.85(s,3H),3.39(t,J=7.6Hz,2H),3.28(t,J=7.6Hz,2H),1.47～1.61(m,4H),1.23～1.33(m,4H),0.94(t,J=7.2Hz,2H),0.87(t,J=7.2Hz,2H)；13C NMRδ：162.1,158.6,134.8,128.3,113.8,55.5,52.3,45.9,30.7,28.7,19.9,19.6,13.6,13.5；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C16H26N2O3SNa{[M+Na]+}349.1562,found 349.1568。

3i:产率65%；1H NMRδ：8.37(s,1H),7.84～7.87(m,2H),7.10～7.19(m,4H),6.94～6.98(m,2H),3.92(q,J=7.2Hz,2H),3.86(s,1H),1.16(t,J=7.2Hz,3H)；13C NMRδ：162.5,157.9,138.1,138.0,133.8,128.7,125.9,125.8,116.9,116.7,114.0,55.6,44.4,12.3；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C16H17N2O3SFNa{[M+Na]+}359.0836,found 359.0819。

3j:产率88%；1H NMRδ：8.14(s,1H),7.74(d,J=8.0Hz,2H),7.24(d,J=8.0Hz,2H),3.35(t,J=7.6Hz,2H),3.25(t,J=7.6Hz,2H),2.39(s,3H),1.54～1.67(m,4H),0.90(t,J=7.6Hz,3H),0.85(t,J=7.6Hz,3H)；13C NMRδ：158.9,142.2,139.8,129.3,126.3,54.2,47.8,21.8,21.4,19.9,11.2,10.8；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C14H22N2O2SNa{[M+Na]+}305.1294,found 305.1284。

3k:产率43%；1H NMRδ：7.82(d,J=8.8Hz,2H),7.27～7.33(m,3H),7.20～7.24(m,2H),6.87～6.92(m,2H),4.69(s,2H),3.84(s,3H),3.30(bro,2H),3.17(bro,2H),1.74～1.80(m,4H)；13C NMRδ：165.9,161.8,136.3,135.8,128.7,128.2,128.1,127.8,113.6,55.5,53.3,48.3,28.7,22.2,19.6；HR-ESI-MSm/z:Calcd for C19H22N2O3SNa{[M+Na]+}381.1243,found 381.1234。

1.3 体外抗肿瘤活性测定[7]

取对数生长期癌细胞A549，HCT116和HepG2，用完全培养液调整细胞浓度为2．0×104/mL接种到96孔板上，每孔板100μL，放入培养箱中培养24h后更换不同浓度药物的完全培养基继续培养48h(以0.1%DMSO溶液做空白对照，紫杉醇作为阳性对照药)。加入MTT 20μL (5mg·mL-1)，孵育4h；除去培养基，加入DMSO(150μL)，振荡15min后用酶标于570nm处测定吸光度，取平均值，计算相对细胞抑制生长率。

2 结果与讨论

2．1 反应条件优化

以合成3j为模板，考察金属催化剂及其用量对反应的影响，结果见表1。由表1可见，在用量(20mol%)相同时，以CuCl为催化剂时，反应效果最好，产率最高(88%)。由表1还可见，在催化剂(CuCl)相同情况下，随着其用量的增加，产率增加;当用量为20mol%时，产率达到顶峰(88%)；再增加用量，产率无变化。

较佳催化剂为CuCl,用量为20mol%。

2．2 抗肿瘤活性

3的抗肿瘤活性结果见表2。由表2可见，3a～3c对A549的抑制率超过70%,3b达82%，优于紫杉醇(31%)。从结构上看，叔胺取代基较小，有利于增加对A549的抑制活性，3c对HCT116的抑制率达80%。R为甲氧基比R为甲基的抗肿瘤活性更好；3g和3i对三种肿瘤细胞均具有一定抑制活性；R4为芳香基团时(3d～3i和3k),对HepG2的抑制活性更有利。

表1 催化剂及其用量对3j产率的影响*Table1 Effect of catalysts and their amount on the yield of 3j

*反应条件同1．2

表2 3a～3k的抗肿瘤活性*Table2 Antitumor activities of 3a～3k

*c(3)20μg·mL-1；A549：人肺癌细胞；HCT116：人结肠癌细胞；HepG2：人肝癌细胞

3 结论

以叔氨为底物，磺酰叠氮为氮源，氯化亚铜为催化剂(用量20mol%)，经胺化反应合成了一系列磺酰脒衍生物(3a～3k)。该方法具有原料简单易得、催化剂价廉、操作简单和产率较高等优点。

初步活性筛选结果表明：3a～3k对A549，HCT116和HepG220肿瘤细胞表现出一定抑制活性，其中N,N-二乙基-N′-对甲氧基苯磺酰脒(3b)对A549的抑制率为82%；N，N-二丙基-N′-对甲氧基苯磺酰脒(3c)对人结肠癌细胞HCT116的抑制率为80%，均表现出较好的抗肿瘤活性。磺酰脒衍生物的进一步结构修饰与活性筛选的研究正在进行中。

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SynthesisandAntitumorActivitiesofSulfonylAmidineDerivatives

LIU Fei, LIU Nan，HE Ling

(West China School of Pharmacy,Sichuan University,Chengdu 610041,China)

Eleven sulfonyl amidine derivatives(3a～3k)were synthesized by “one-pot” using tertiaryamines as the substrate,sulfonyl azides as nitrogen source and CuCl as the catalyst.The structures were characterized by1H NMR,13C NMR and HR-ESI-MS.3c,3e～3iand3kwere new compounds.Theinvitroantitumor activities of3a～3kwere tested by MTT method.The results showed that3a～3kexhibited better antitumor activities agast A549，HCT116and HepG220cells at 20μg·mL-1．The inhibition ofN,N-dipropyl-N′-tosylformimidamide(3b)against A549cells was 82%,andN′[(4-methoxyphenyl)sulfonyl]-N,N-dipropylformimidamide(3c)against HCT116cells was 80%.

sulfonyl amidine;sulfonyl azide;tertiaryamine;synthesis;antitumor activity

2014-03-11；

2014-04-10

国家自然科学基金资助项目(21072131)

刘菲(1988-)，女，汉族，四川内江人，硕士研究生，主要从事药物化学的合成研究。

何菱，教授，Tel.028-88503365,E-mail:lhe2001@sina.com

O623．626；O621．3

A

1005-1511(2014)04-0440-04