N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)环丙烷-1,1-二甲酰胺的合成研究

宋盼盼，张首国，彭涛，温晓雪，明琰，王林Δ

(1.安徽医科大学，安徽 合肥 230032；2.军事医学科学院放射与辐射医学研究所，北京 100850；3.中国人民解放军62301部队，北京 100071)



N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)环丙烷-1,1-二甲酰胺的合成研究

宋盼盼1,2，张首国2，彭涛2，温晓雪2，明琰3，王林2Δ

(1.安徽医科大学，安徽 合肥 230032；2.军事医学科学院放射与辐射医学研究所，北京 100850；3.中国人民解放军62301部队，北京 100071)

目的 合成小分子c-Met激酶抑制剂类似物N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)环丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)。方法 以丙二酸二乙酯为起始原料经亲核取代、酰胺化、芳香醚化、还原和缩合等反应合成NFNPDB。结果 目标产物总产率为3.79%，其结构经1H-NMR确证。结论 本文研究的NFNPDB合成方法成本低、路线短、操作简便，为进一步设计合成新的小分子c-Met激酶抑制剂奠定了基础。

c-Met；合成；类似物；抗肿瘤

人口老龄化、超重、缺乏运动、晚婚晚育等因素易引发各种癌症。截止到2015年9月6日12时，在PubMed(美国国立医学图书馆旗下的在线文献搜索引擎)中输入“cancer”，能搜到3171418篇文献。在癌症研究中，统计的相对生存率，以美国为例，从1953年的35%，到1975年的50%，30年后达到了68%，甚至预估在2015年可达80%[1-2]。发病率也是居高不下，而死亡率却有了明显的下降[3]，这当然得益于癌症治疗技术的发展。当前，靶向于特异细胞功能异常的抗肿瘤药物研究是一热点领域[4]。在各种分子靶点中，蛋白酪氨酸激酶(PTK)是目前研究较多且效果比较明显的抗肿瘤药物靶点，根据其细胞外区域结构的不同分为20多个亚家族[5]，它们在不同的细胞活动中发挥着关键作用。其中c-Met激酶是受体蛋白酪氨酸激酶的一个重要成员，也是肝细胞生长因子(HGF)的高度亲和体，c-Met激酶在正常细胞和肿瘤细胞中均有表达，其持续激活是组织细胞癌变或癌组织亢进的重要原因[6]。

在以c-Met激酶为靶点的药物研究中，发现1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸是一类抗肿瘤药物的关键中间体，目前有多个含此类结构的药物已经上市或进入临床研究阶段，如XL880和XL184等[7-8](其化学结构见图1)。对1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸进行酰胺化，并以此作为关键中间体设计合成小分子c-Met激酶抑制剂，是目前常用的关键策略。经文献调研，在众多1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸的酰胺化衍生物中，N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)环丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)作为小分子c-Met激酶抑制剂类似物，未见国内外文献报道其结构以及合成方法。本文旨在对其合成方法进行研究，为进一步设计合成新的小分子c-Met激酶抑制剂奠定基础。

图1 XL880和XL184化学结构式Fig.1 Chemical structure of XL880 and XL184

1 材料与方法

1.1 材料 RY-1型熔点仪(温度计未经校正)；日本电子JNM-ECA-400超导核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂，TSM为内标)。

实验所用试剂均为市售分析纯。柱层析硅胶为青岛海洋化工所产200～300目柱层硅胶。

1.2 方法

1.2.1 合成路线：以丙二酸二甲酯为原料，经亲核取代和酰胺化反应合成1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸(3)[9-11]；苯酚经醚化得到叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)[12]；4-硝基苯酚与三氟甲磺酸酐成酯得4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)[13]；参考文献[14]，5和7经碳酸铯催化得4-硝基苯基苯基醚(8)；参考文献[15]，8经还原得到4-苯氧基苯胺(9)；参考文献[16]，3和9经HATU催化得N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)环丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)。合成路线见图2。

图2 NFNPDB的合成路线Fig.2 Synthetic route of NFNPDB

1.2.2 1,1-环丙烷二羧酸(2)的合成：将11.40 g苄基三乙基氯化铵(TEBA)置于500 mL三颈瓶中，加入100 mL 50.0%NaOH溶液，20 ℃～25 ℃下搅拌10 min，溶液呈混悬状，依次加入8.00 g丙二酸二乙酯(1)和14.10 g 1,2-二溴乙烷，室温搅拌2 h；冰浴下缓慢滴加100 mL浓HCl调pH=1～2，内温控制在15 ℃～25 ℃之间。用无水乙醚萃取80 mL×3次，合并乙醚层，无水硫酸镁干燥3 h，滤去干燥剂，乙醚液蒸干得白色固体，固体以10 mL苯洗滤，烘干得白色晶体[9]。

1.2.3 1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸(3)的合成：将10.66 g 2置于250 mL二颈瓶中，加入100 mL无水四氢呋喃(THF)作溶剂，于冰盐浴下加入12.0 mL三乙胺(d=0.73 g/mL)，搅拌30 min(N2保护)；之后加入6.0 mL氯化亚砜(d=1.64 g/mL)，继续搅拌30 min；加入4-氟苯胺(10.04 g)与无水THF(50 mL)的混合溶液，继续搅拌1.5 h。反应完毕后，加入300 mL乙酸乙酯和1 N NaOH溶液搅拌15 min，分液留水层，加入1 N HCl调pH=3～4，析出白色沉淀，过滤得白色固体。滤液用乙酸乙酯萃取100 mL×3次，合并乙酸乙酯层，以无水硫酸钠干燥2 h后蒸干得白色固体[11]。

1.2.4 叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)的合成：将1.98 g苯酚(4)置于50 mL茄形瓶中，依次加入10 mL干燥THF和2.72 g咪唑，于室温下加入叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMCl)3.32 g，室温搅拌30 min(接干燥管)，TLC监测反应。反应结束后，加20 mL水后用乙醚萃取20 mL×3次，合并有机层再用水洗50 mL×3次，无水硫酸镁干燥2 h后蒸干得无色油状物质量为2.58 g，硅胶柱层析分离(正己烷/乙酸乙酯=30/1)得无色液体。

1.2.5 4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)的合成[13]：将1.39 g 4-硝基苯酚(6)置于50 mL茄型瓶中，依次加入20 mL干燥CH2Cl2和6.16g二甲氨基吡啶(DMAP)，在冰浴条件下滴加2.52 mL三氟甲磺酸酐，于0 ℃下搅拌30 min。反应结束后依次以1 N HCl和水洗涤，各40 mL×2次，无水硫酸钠干燥2 h后蒸干得2.12 g黄色油状物，硅胶柱层析分离(正己烷/乙酸乙酯=40/1)得浅黄色固体。

1.2.6 4-硝基苯基苯基醚(8)的合成：将0.29 g 5置于50 mL茄型瓶中，依次加入12 mL DMF，0.58 g 7和0.69 g碳酸铯，油浴加热至100 ℃反应4 h(N2保护)，TLC监测反应。反应结束后，加入30 mL水，乙酸乙酯萃取30 mL×3次，合并有机层，用饱和氯化钠水溶液洗50 mL×2次，无水硫酸钠干燥2 h后蒸干得0.28 g无色油状物，硅胶柱层析分离(正己烷/乙酸乙酯=5/1)得白色固体。

1.2.7 4-苯氧基苯胺(9)的合成：将0.1 g 8置于25 mL茄形瓶中，加入15 mL甲醇和0.02 g钯碳，于室温下通氢气搅拌1 h；反应结束后，过滤钯碳，所得滤液旋蒸浓缩得棕褐色固体。

1.2.8 NFNPDB的合成：将0.08 g 9置于25 mL茄型瓶中，依次加入6 mL干燥DMF、0.16 g 3、0.2 g N-甲基吗啉和0.45 g 2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)，室温搅拌18 h，TLC监测反应。反应结束后，加入20 mL水，乙酸乙酯萃取20 mL×3次，合并有机层用水洗60 mL×3次，饱和NaCO3洗60 mL×2次，饱和氯化钠水溶液洗60 mL×1次，无水硫酸镁干燥3 h后蒸干得棕色油状物0.28 g，硅胶柱层析分离(正己烷/乙酸乙酯=2/1)，得浅棕色固体。

1.2.9 结构确认:其结构经1H-NMR确证。

2 结果

实验获得1,1-环丙烷二羧酸(2)、1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸(3)。其中1,1-环丙烷二羧酸(2)质量为5.05 g，产率为77.8%，熔点：132 ℃～133 ℃(文献[10]mp: 132 ℃～133 ℃)。合并2份白色固体1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸(3)，干重12.32 g，产率为67.2%，熔点：186 ℃～188 ℃。1H-NMR(400MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 13.07(s, 1 H), 10.55(s, 1 H), 7.59(m, 2 h), 7.10(m, 2 h), 1.39(s, 4 h)。

无色液体叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)质量为2.32 g，产率为85.3%，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 7.20(dd, 2 h, J=8.0 Hz), 6.92(dd, 1H, J=8.0 Hz), 6.79(d, 2 h,), 0.86(s, 9 H), 0.14(s, 1 H)。浅黄色固体4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)质量为1.68 g，产率为62.0%，熔点：52 ℃～53 ℃，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 8.42(d, 2 h, J=9.0 Hz), 7.85(d, 2 h, J=9.0 Hz)。

白色固体4-硝基苯基苯基醚(8)质量为0.13 g，产率为30.9%，熔点：55 ℃～57 ℃，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6)δ(ppm): 8.26(dd, 2 h), 7.51(dd, 2 h), 7.32(s, 1 H), 7.12(dd, 4 h)。棕褐色固体4-苯氧基苯胺(9)质量为0.08 g，产率为99.0%，熔点：82 ℃～83 ℃。1H-NMR(400MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 6.68～7.72(m, 2 h), 6.85～7.29 (m, 2 h), 6.83(s, 2 h), 6.59～6.74(m, 3H), 6.32(d, 2 h)。

最后获得浅棕色固体NFNPDB 0.08 g，产率：44.4%，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 10.07(s, 2 h), 7.62～7.65(m, 4 h), 7.35～7.35(m, 2 h), 7.09～7.17(m, 3H), 6.94～6.99(m, 4 h), 1.45(s, 4 h)。

3 讨论

本文合成了N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)环丙烷-1,1-二甲酰胺。合成方法为：以丙二酸二甲酯为原料，经亲核取代、酰胺化、芳香醚化、还原和缩合等反应制得目标产物。其中芳香醚化反应中，本文采用的方法是将苯酚与4-硝基苯酚分别与TBDMCl和三氟甲磺酸酐反应后再成醚，文献方法为先将一酚羟基变为卤素，另一酚羟基成酚钠，再通过Ullmann反应成醚。Chauhan等[17]在二芳基醚的研究中指出，在温和的反应条件下，不同的卤代芳烃与芳基氧化物催化的反应中，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐CuCl [BMIM][BF4]和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF6]离子液体的产率为54%～90%，虽说产率较高，但是合成卤代芳烃不易，并且该反应试验条件比较复杂，不易控制。本文方法反应条件易控，反应速率快，平均产率控制在60%左右。在最后的缩合反应中，本文采用HATU催化缩合法，HATU参与的缩合是合成肽键的重要缩合剂，省略了酰氯法中1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]环丙烷羧酸的酰化，使反应路线简便可行。另外，本文探索了NFNPDB的另一种合成方法，用该方法在不同条件下获得了类似产物[18]，但在本研究中以上述方法制得的3，先经亲核取代和酰胺化反应合成环丙烷-1,1-二羧酸(4-氟苯基)-酰胺(4-羟基苯基)-酰胺(10)，再与三氟甲磺酸酐成酯得11之后与5经碳酸铯催化成醚，但在最后一步成醚反应中未得到目标产物，合成路线见图3。因此猜测本反应第二种方法失败的原因可能是环丙烷-1,1-二羧酸(4-氟苯基)-酰胺(4-羟基苯基)-酰胺结构位阻较大，另外可能是催化剂的催化效果不够，不易发生醚化反应。

图3 NFNPDB的另一条合成路线Fig.3 Another synthetic route of NFNPDB

总之，本文研究的NFNPDB合成路线短、成本低、操作简便，为进一步优化小分子c-Met激酶抑制剂的设计与合成奠定了基础。

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(编校：吴茜)

Synthesis of N-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide

SONG Pan-pan1,2, ZHANG Shou-guo2, PENG Tao2, WEN Xiao-xue2, Ming Yan3, WANG Lin2Δ

(1.Anhui Medical University, Hefei 230001, China; 2.Institute of Radiation Medicine, Academy of Military Medical Sciences, Beijing 100850, China; 3.62301 troops, People’s Liberation Army, Beijing 100071, China)

ObjectiveTo synthesize N-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide (NFNPDB) as small molecular c-Met kinase inhibitor analogue.MethodsN-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide was synthesized by nucleophilicsubstitution, amidation, etherification, reduction and condensation from diethyl malonate.ResultsThe total yield of target compound was 3.79%, its structure was confirmed by1H-NMR.ConclusionThe synthesis method of NFNPDB in our research can be easily operated with lost cost and short direction, which lays the foundation for designing the synthetic process of newly small molecular c-Met kinase inhibitor.

c-Met; synthesis; analogue; antitumor

国家自然科学基金(81072531，81273431，21102176)

宋盼盼，女，硕士，研究方向：抗肿瘤活性分子设计与合成研究，E-mail：songpp0824@163.com；王林，通讯作者，教授、博士生导师，研究方向：络氨酸激酶抑制剂的合成，E-mail：wanglin07@sina.com。

R625

A

1005-1678(2015)09-0004-04