8-O-烯丙基-4，4'-二甲基花椒毒酚的合成及其抗增殖活性

章玉平，闫 晴，汪兰兰，刘 媛，陈 龙，陈超越

(安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001)

欧前胡素及其衍生物是广泛存在于植物中的一类线型呋喃香豆素，其结构特点是在线型呋喃香豆素母环的8-位氧原子上连接有一个含有烯烃双键的侧链(Scheme 1)。该类化合物表现出多种生物活性，如细胞毒性、植物毒性、光敏性、杀虫活性、抗菌活性以及防霉性能等［1-4］，并且某些欧前胡素衍生物已经应用于临床治疗皮肤病、皮肤T细胞淋巴瘤和自身免疫性疾病等［1-4］。

欧前胡素及其衍生物的合成通常采用“保护”和“去保护”策略［3-10］(Scheme 1)。即首先通过初始原料的O-烷基化反应将酚羟基用甲基或苄基“保护”起来，随后发生系列反应合成欧前胡素母环结构，接着用三溴化硼、三氯化铝或者催化加氢脱烷基化(“去保护”)使8-位酚羟基游离出来，最后再通过O-烷基化反应在该位置重新引入各种不同的烷基取代基。这种“保护-去保护”策略使得反应路线增长，同时“去保护”反应步骤的“原子经济性”较低，不符合绿色化学的原则。

Scheme 1

Scheme 2

本文以焦性没食子酸和乙酰乙酸乙酯为原料，在12.0 mol·L-1硫酸作用下经 Pechmann 反应制得7，8-二羟基-4-甲基香豆素(1);1与两分子氯丙酮在碳酸钾作用下经Williamson成醚反应制得7，8-O-二丙酮基氧基-4-甲基香豆素(2);2在异丙醇中与氢氧化钠作用闭环得到侧链为丙酮基的欧前胡素衍生物8-O-丙酮基-4，4'-二甲基花椒毒酚(3);3经硼氢化钠还原制得8-O-异丙醇基-4，4'-二甲基花椒毒酚(4);4经对甲苯磺酸脱水合成了8-O-烯丙基-4，4'-二甲基花椒毒酚(5，Scheme 2)，总收率 32.0%，其结构经1H NMR，13C NMR和ESI-MS表征。并研究了5对人肝癌HepG2、结肠癌HCT、子宫癌SA和宫颈癌SiHa细胞的抗增殖活性。

该方法在1中一次性引入两个丙酮基，其中一个用于形成呋喃环，另一个8-位酚羟基上的丙酮基不采用“去保护”方法脱烷基化，而是利用还原、脱水方法将其转变为烯丙基链并最终合成5。该合成策略充分利用了8-O-丙酮基基团，缩短了反应步骤，提高了反应的“原子经济性”。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Yanaco型显微熔点仪(温度未校正);Brucker ARX-300(300 MHz)型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标);Finnigan-Mat LCQ mass spectrometer型质谱仪(ESI电离源)。

薄层层析用硅胶(GF254)和柱层析用硅胶(200目～300目)，青岛海洋化工厂;其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1)1的合成

在反应瓶中依次加入焦性没食子酸8.83 g(70.0 mmol)，乙酰乙酸乙酯 9.37 g(72.0 mmol)和 12.0 mol·L-1硫酸 120 mL，搅拌下于室温反应15 h。倒入冰水(200 mL)中，抽滤，滤饼用冷水洗涤，用甲醇重结晶得白色固体1 12.0 g，收率89.2%，m.p.241 ℃ ～243 ℃ (242℃ ～244℃［11］);1H NMR(DMSO-d6)δ:10.06(br s，1H)，9.29(br s，1H)，7.07(d，J=8.7 Hz，1H)，6.80(d，J=8.7 Hz，1H)，6.11(s，1H)，2.34(s，3H)。

(2)2的合成

在反应瓶中依次加入丙酮120 mL和1 7.23 g(37.6 mmol)，搅拌使其溶解;加入无水碳酸钾13.0 g(94.0 mmol)，缓慢滴加一氯丙酮 8.70 g(94.0 mmol)，滴毕;回流反应 24 h。冷却至室温，抽滤，滤渣分别用丙酮和二氯甲烷洗涤，合并滤液和洗液，减压浓缩后经硅胶柱层析［洗脱剂:A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=1∶1］纯化得白色固体2 7.24 g，收率63.3%，m.p.122 ℃ ～124℃;1H NMR δ:7.28(d，J=8.9 Hz，1H)，6.74(d，J=8.9 Hz，1H)，6.18(d，J=1.1 Hz，1H)，4.74(s，2H)，4.74(s，2H)，2.41(s，3H)，2.39(s，3H)，2.28(s，3H);13C NMR δ:205.5，203.4，160.0，152.8，152.6，147.4，135.0，119.9，115.6，112.9，109.6，77.8，73.6，26.7，26.4，18.8;ESI-MSm/z:303.10{［M -H］-}。

(3)3的合成

在反应瓶中依次加入1.0 mol·L-1氢氧化钠溶液 50 mL，异丙醇 50 mL 和 2 4.11 g(13.5 mmol)，氮气保护，搅拌下回流反应12 h。冷却至室温，用 2.0 mol·L-1盐酸酸化，过滤，滤饼用水洗涤，经硅胶柱层析(洗脱剂:A=1∶2)纯化得白色鳞片状固体 3 2.80 g，收率 72.5%，m.p.136℃ ～ 138 ℃;1H NMR δ:7.44(d，J=1.2 Hz，1H)，7.36(s，1H)，6.24(d，J=0.9 Hz，1H)，5.00(s，2H)，2.50(d，J=0.9 Hz，3H)，2.38(s，3H)，2.26(d，J=1.2 Hz，3H);13C NMR δ:205.1，160.3，153.1，146.9，143.0，142.3，130.8，127.4，117.3，116.1，113.3，108.4，77.0，26.4，19.4，7.8;ESI-MSm/z:308.85{［M+Na］+}，595.05{［2M+Na］+}。

(4)4的合成

在反应瓶中依次加入异丙醇100 mL和3 2.29 g(8.0 mmol)，于 50 ℃搅拌使其溶解;降温至30 ℃，加入硼氢化钠0.15 g(3.95 mmol)，反应1 h。倾入50 mL冰水中，用稀盐酸调至pH 6～7(有大量气泡冒出)。减压除去大部分异丙醇，用氯仿(3×50 mL)萃取，合并萃取液，依次用蒸馏水(2×50 mL)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经硅胶柱层析(洗脱剂:A=1∶2)纯化得白色固体4 1.97 g，收率85.4%，m.p.187 ℃ ～189℃;1H NMR(DMSO-d6)δ:7.85(s，1H)，7.58(s，1H)，6.31(s，1H)，4.83(d，J=4.5 Hz，1H)，4.31 ～ 4.27(m，1H)，4.14 ～ 4.09(m，1H)，4.01 ～3.93(m，1H)，2.47(m，3H)，2.22(m，3H)，1.20(d，J=6.3 Hz，3H);13C NMR(DMSO-d6)δ:160.1，154.4，147.5，144.2，143.9，127.4，117.4，116.2，113.0，109.5，105.7，78.8，65.6，20.5，19.3，7.9;ESI-MSm/z:311.35{［M+Na］+}。

(5)5的合成

在反应瓶中依次加入甲苯30 mL，4 1.15 g(4.0 mmol)和对甲苯磺酸 0.10 g(0.6 mmol)，搅拌下回流反应1.5 h。蒸除溶剂后经硅胶柱层析(洗脱剂:A=2∶1)纯化得棕黄色固体5 0.99 g，收率 91.4%，m.p.138 ℃ ～ 141 ℃;1H NMR δ:7.45(d，J=1.2 Hz，1H)，7.34(s，1H)，6.23(s，1H)，6.23 ～6.05(m，1H)，5.39(dd，J=17.1 Hz，1.5 Hz，1H)，5.21(dd，J=10.2 Hz，1.5 Hz，1H)，4.97(d，J=6.0 Hz，2H)，2.49(s，3H)，2.26(d，J=1.2 Hz，3H);13C NMR δ:160.5，153.1，148.0，143.2，142.8，133.5，131.0，127.2，118.6，117.0，116.0，113.1，108.2，74.1，19.3，7.7;ESI-MSm/z:293.38{［M+Na］+}。

1.3 活性测试

人类肝癌HepG2、结肠癌HCT、子宫癌SA、人宫颈癌SiHa细胞株培养于含体积分数为5%小牛血清的DEME培养液中，于37℃及体积分数为10%CO2条件下常规传代培养。选择对数生长期细胞，以7 000个/孔的密度接种于96孔板，加所合成的补骨脂素衍生物，每组药物设3个复孔，并设一组不加药物的癌细胞悬液为对照组，3孔只加培养液作调零孔。于37℃，100%相对湿度和5%CO2培养48 h后，各孔加 MTT 20 μL，培养4 h。加甲臜溶解液，置酶标仪上测定各孔在570 nm波长处吸光度值。实验至少重复三次，取平均值，以化合物浓度的对数值对抑制率作线性回归，计算半数增殖抑制浓度(IC50)［12］。

2 结果与讨论

2.1 合成

在1的Williamson成醚反应中，产物除2外，还有2中两个丙酮基发生分子内羟醛缩合反应的副产物(A)，与文献［13］报道的结果相似。

在2的环化反应中，我们发现分离得到的A也能在 1.0 mol·L-1NaOH/异丙醇体系中生成3，表明A在这一反应体系中能够发生逆羟醛缩合反应，重新转化为2，并最终生成3。为此，我们在Williamson成醚反应后，无需分离纯化2，只需减压除去溶剂异丙醇，抽滤收集固体，直接进行下步成环反应中，简化了操作步骤并提高了收率。

2.2 细胞毒活性

5的细胞毒活性测试结果见表1。由表1可见，5对人类肝癌细胞株HepG2、结肠癌细胞株HCT和子宫癌SA细胞均表现出一定的抗增殖活性，但对人宫颈癌SiHa细胞株无抑制活性。抗增殖活性顺序为:HepG2＞HCT＞SA，其中对HepG2的抗增殖活性最高，其 IC50值为(27.57±1.00)μmol·L-1。

表1 5的抗增殖活性Table 1 Antiproliferative activities of 5

3 结论

采用Pechmann反应、Williamson成醚反应、成环、还原和脱水等反应简便合成了8-O-烯丙基-4，4'-二甲基花椒毒酚(5)，避免了“保护-脱保护”合成策略反应路线长、原子经济性低的缺点。抗增殖活性测试结果表明，5对人类肝癌细胞HepG2、结肠癌细胞HCT和子宫癌细胞SA均表现出一定的抗增殖活性，其中对HepG2的抑制活性最高，IC50值为(27.57 ±1.00)μmol·L-1。

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