张 磊,刘 丹,袁 莹,王 趱
(沈阳化工大学制药工程教研室,辽宁沈阳 110142)
喹啉类化合物是一类重要的氮杂环化合物,在医药和农药领域具有广泛用途[1-2]。目前以喹啉为母核的抗肿瘤药物不断涌现,如美国Wyeth公司开发的3-氰基-4-苯氨基喹啉类小分子酪氨酸激酶抑制剂 Bosutinib 和 Neratinib[3-5];Daniel Rauh等[6]合成一系列6-酰胺基喹啉化合物作为表皮生长因子受体(EGFR)抑制剂。可见以喹啉为骨架的抗肿瘤化合物已引起科学家们的广泛关注。4,6,7-三氯喹啉(5)是合成含4-氨基喹啉结构抗肿瘤化合物的关键中间体。
本课题组[7]自2007年开始了喹啉类化合物的设计、合成及其抗肿瘤活性研究。在前期工作基础上,本文以3,4-二氯苯胺和乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯(EMME)为起始原料,经缩合、Gould-Jacobs环合、水解、脱羧和氯化反应合成了5(Scheme 1),总收率54.21%,其结构经1H NMR,IR和ESI-MS确证。
BrukerAV 500型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);Thermo-Finnigan NEXUS 470型红外光谱仪;Thermo-Finnegan LCQ型质谱仪。
3,4-二氯苯胺,分析纯,日照力德士化工有限公司;EMME,分析纯,山东恒佳化工有限公司;Dowtherm-A试剂,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;其余所用试剂均为分析纯。
Scheme 1
(1)1的合成
在反应瓶中依次加入EMME 2.59 g(12.00 mmol),3,4-二氯苯胺 1.62 g(10.00 mmol)和乙醇15 mL,搅拌下回流反应约1.5 h。蒸除乙醇,残余物用石油醚重结晶,干燥得白色固体2-[(3,4-二氯-苯胺基)-亚甲基]-丙二酸二乙酯(1)3.11 g,收率93.67%,m.p.49 ℃ ~51 ℃。
(2)2的合成
在反应瓶中依次加入Domwther-A试剂8 mL,升温至260℃,搅拌下缓慢滴加 1 1.66 g(5.00 mmol)的 Dowtherm-A(5 mL)溶液,滴毕;反应5 min。冷却至室温,加入石油醚12 mL(析出固体),过滤,滤饼用石油醚洗涤,干燥得淡褐色固体 6,7-二氯-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯(2)1.30 g,收率 86.67%。
(3)3的合成
在反应瓶中加入 2 3.00 g(10.00 mmol)和15%氢氧化钠溶液20 mL,搅拌下回流反应至反应物全部溶解。冷却至室温,用盐酸调至pH 2(析出白色固体),过滤,滤饼干燥得白色固体6,7-二氯-4-氧代喹啉-3-羧酸(3)2.52 g,收率 92.65%。
(4)4的合成
在反应瓶中加入 3 1.36 g(5.00 mmol)和Dowtherm-A试剂15 mL,搅拌下回流反应1 h。冷却至室温,加入石油醚15 mL(析出固体),过滤,滤饼用石油醚洗涤,干燥得淡褐色固体6,7-二氯-4-氧代喹啉(4)0.94 g,收率 82.46%。
(5)5的合成
在反应瓶中依次加入1,2-二氯乙烷30 mL和4 2.28 g(10.00 mmol),搅拌使其溶解;滴加三氯氧磷1.86 g(12.00 mmol),滴毕,回流反应 1 h。冷却至室温,用饱和碳酸氢钠溶液调至中性,分液,有机相依次用饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂后经硅胶柱层析[洗脱剂:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=15∶1]纯化得白色固体5 2.15 g,收率 87.40%,m.p.149 ℃ ~ 151 ℃;1H NMR δ:8.76(d,J=3.5 Hz,1H,ArH),8.29(s,1H,ArH),8.21(s,1H,ArH),7.48(d,J=3.5 Hz,1H,ArH);IR ν:3 083,1 549,1 463,883 cm-1;ESI-MSm/z:232.3{[M+H]+}。
5的IR分析表明,3 083 cm-1处吸收峰为芳环=C-H伸缩吸收峰;1 549 cm-1和1 463 cm-1处吸收峰为喹啉环C=C骨架振动吸收峰;883 cm-1处的强吸收峰为C-H面外弯曲振动峰,由于稠环化合物(萘、蒽等)及芳香杂环化合物并接的芳核及杂原子可视为环上的取代基,所以该处强峰说明5为苯环1,2,4,5-四取代的衍生物,结合1H NMR和MS分析可知5为Scheme 1预期产物 4,6,7-三氯喹啉。
(1)在2的合成中,如反应条件控制不当会在3-位氯的邻位发生环合反应而生成反环产物。文献[8-9]报道高温有利于2的生成,同时减少反环产物,温度过高则会引起碳化影响收率。因此加料方式采取分批加入1,即将反应瓶中Domwther-A溶液加热至260℃,再将1的Dowtherm-A溶液滴入反应体系,保持反应温度为250℃~260℃。
(2)在4的合成中,我们还尝试以甲苯和DMF为溶剂,但3在甲苯和DMF中于回流温度皆不溶解,反应过程中用TLC检测均无新物质生成。而3在Dowtherm-A试剂中升温至220℃开始溶解,脱羧反应顺利进行。
(3)在5的合成中,以1,2-二氯乙烷为溶剂,滴入三氯氧磷作为氯化剂[m(4)∶m(三氯氧磷)=1∶1.2],避免了过多的三氯氧磷腐蚀设备,后处理更容易。
[1]田俊峰,刘军,孙旭峰,等.具有生物活性的喹啉类化合物的研究进展[J].农药,2011,50(8):552 -557.
[2]王京,张磊,李文赟,等.喹啉衍生物的抗肿瘤活性研究进展[J].国外医药抗生素分册,2013,34(2):60-69.
[3]郑敏,白秋江,胡跃民,等.慢性髓性白血病治疗药博舒替尼[J].药物流行病学杂志,2014,23(1):58-60.
[4]Rabindran S K,Discafani C M,Rosord E C,et al.Antitamor activity of HKI-272,an orally active irreversible inhibitor of the HER-2 tyrosine kinase[J].Cancer Res,2004,64(11):3958 -3965.
[5]李欣,高金恒,陈国良.蛋白酪氨酸激酶抑制剂的研究进展[J].沈阳药科大学学报,2011,28(12):938,1006 -1012.
[6]Pawar V G,Sos M L,Rode H B,et al.Synthesis and biological evaluation of 4-anilinoquinolines as protein inhibitors epidermal growth factor receptor[J].Med Chem,2010,53(7):2892 -2901.
[7]刘丹,朱秀杰,姜梦等.3-[(4'-吗啉基)-羰基或乙氧羰基]-4-苯氨基喹啉化合物的合成及抗肿瘤活性[J].高等学校化学学报,2012,33(10):2249 -2255.
[8]郭慧元,田治明.喹诺酮类抗感染药物的合成与有关化学[J].中国抗生素杂志,2000,25(5):321-329,352.
[9]曾令国,李勤耕,徐启贵,等.抗疟药中间体4,7-二氯喹啉的工艺研究[J].中南药学,2006,4(1):28-29.