新型噻吩查尔酮衍生物的合成及其初步抗炎活性研究

唐燕玲, 张 霞, 杨小碧, 唐新羽, 杜文绒, 高金春, 毛泽伟

(云南中医药大学 中药学院，云南 昆明 650500)

查尔酮是重要的黄酮类化合物，其化学结构为1,3-二苯基丙烯酮,广泛分布在甘草、红花等多种药用植物中[1-3]。查尔酮含有独特的α，β-不饱和酮单元，活性位点多，可与多种受体结合，表现出广泛的生物活性。目前，已有多种查尔酮类化合物作为药物用于临床研究，如甲氧查尔酮作为利胆药、索法酮作为抗溃疡药、橙皮苷甲基查尔酮和橙皮苷三甲基查尔酮可用于治疗静脉舒张等。查尔酮类化合物在新药研发方面表现出的巨大潜力，使其成为药物化学领域的研究热点[4-6]。

Scheme 1

查尔酮分子结构中含有A、 B两个苯环，根据生物电子等排法的药物设计原理，用芳杂环替换苯环，可能得到具有更优生理活性的化合物[7-10]。如Zheng等[11]发现噻吩、呋喃和喹啉查尔酮衍生物对变异链球菌具有较好的抑菌活性。Zhang等[12]发现含阳离子的噻吩、呋喃和吡啶查尔酮类衍生物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等均有较强的抑制活性。在前期研究中，本课题小组发现哌嗪取代的呋喃查尔酮衍生物具有良好的抗炎和抗肿瘤活性[13-14]。基于此，如用噻吩替换呋喃环，有望得到生物活性更优越的噻吩查尔酮化合物。

本文以4-氟苯乙酮为原料，经取代、羟醛缩合及衍生化，合成了6个新型的噻吩查尔酮衍生物(3a～3f, Scheme 1)，其结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI)表征。以地塞米松作阳性对照，采用细菌脂多糖诱导小鼠巨噬细胞Raw 264.7炎症模型对3a～3f的体外抗炎活性进行了测试。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker AM 400 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；AutoSpec Premier P776 型双聚焦三扇型磁质谱仪；Thermo-fishe二氧化碳培养箱；Epoch连续波长酶标仪。

所用试剂均为化学纯；乙腈和二氯甲烷使用前经干燥处理。

1.2 合成

(1) 化合物1的合成

将4-氟苯乙酮1.38 g(10 mmol)、无水哌嗪1.72 g(20 mmol)和无水碳酸钾2.76 g(20 mmol)加入50 mL圆底烧瓶中，加入干燥乙腈30 mL，回流反应过夜(TLC检测)。搅拌下倒入200 mL冰水中，抽滤，滤饼用水(3×30 mL)洗涤，真空干燥得1的粗产物。不经纯化，直接投入下一步反应。

(2) 化合物2的合成

将1的粗产物2.04 g(10 mmol)和2-噻吩甲醛1.12 g(10 mmol)加入100 mL圆底烧瓶中，加入甲醇30 mL和氢氧化钾3.00 g，冰水浴冷却，反应5 h(TLC检测)。加入冷水60 mL，用二氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，真空浓缩，剩余物用50%乙醇溶液重结晶得2的粗产品。无需纯化，直接投入下一步反应。

(3)3a～3f的合成通法

称化合物2的粗产物90 mg(0.3 mmol)加入15 mL圆底烧瓶中，依次加入无水DCM 10 mL，无水碳酸钾138 mg(1 mmol)和卤代物0.5 mmol，反应至终点(TLC检测)。加入5%氢氧化钠溶液10 mL，搅拌20 min，用二氯甲烷(3×10 mL)萃取，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，真空浓缩，残余物经硅胶柱层析(洗脱剂：VMeOH/VDCM=2/98)纯化得3a～3f。

化合物3a: 收率86%;1H NMRδ: 7.98(d,J=8.9 Hz, 2H), 7.92(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.38(d,J=5.2 Hz, 1H), 7.35(d,J=15.2 Hz, 1H), 7.31(s, 1H), 7.05～7.07(dd,J=3.6 Hz, 3.7 Hz, 1H), 6.90(d,J=8.9 Hz, 2H), 3.78(t,J=5.0 Hz, 2H), 3.64(t,J=4.8 Hz, 2H), 3.40(t,J=5.4 Hz, 2H), 3.36(t,J=5.4 Hz, 2H), 2.13(s, 3H);13C NMR: 187.5, 169.2, 153.7, 140.8, 135.9, 131.6, 130.7, 129.0, 128.4, 128.3, 120.8, 114.0, 47.6, 47.3, 45.8, 41.0, 21.4; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C19H20N2O2S[M+]340.1245, found 340.1240。

化合物3b: 收率80%;1H NMRδ: 7.99(d,J=8.8 Hz, 2H), 7.93(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.30～7.42(m, 5H), 7.02～7.14(m, 4H), 6.91(d,J=8.9 Hz, 2H), 3.77(t,J=5.1 Hz, 2H), 3.63(t,J=4.9 Hz, 2H), 3.38(t,J=5.3 Hz, 2H), 3.35(t,J=5.4 Hz, 2H);13C NMR: 188.3, 169.7, 154.6, 147.9, 141.4, 140.2, 136.5, 135.1, 133.6, 132.1, 131.4, 130.0, 128.2, 127.5, 124.4, 120.4, 117.9, 115.3, 49.4, 47.0。

化合物3c: 收率87%;1H NMRδ: 7.98(d,J=9.0 Hz, 2H), 7.92(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.31～7.38(m, 3H), 7.05～7.08(dd,J=3.6 Hz, 3.7 Hz, 1H), 6.91(d,J=9.0 Hz, 2H), 4.23(q,J=7.2 Hz, 2H), 3.44(t,J=5.0 Hz, 4H), 3.27(s, 2H), 2.75(t,J=5.1 Hz, 4H), 1.30(t,J=7.1 Hz, 3H);13C NMR: 187.6, 170.2, 154.1, 141.0, 135.7, 131.4, 130.7, 128.4, 128.3, 128.2, 121.1, 113.7, 60.9, 59.4, 52.7, 47.4, 14.4; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C21H24N2O3S [M+]384.1508, found 384.1502。

化合物3d: 收率82%;1H NMRδ: 7.96(d,J=8.8 Hz, 2H), 7.92(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.39(d,J=5.1 Hz, 1H), 7.34(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.32(s, 1H), 7.00-7.06(dd,J=3.5 Hz, 3.6 Hz, 1H), 6.91(d,J=9.0 Hz, 2H), 3.43(t,J=4.9 Hz, 4H), 3.12(t,J=5.1 Hz, 4H), 3.01(s, 3H);13C NMR: 187.8, 153.4, 141.5, 133.8, 132.1, 130.9, 128.6, 128.0, 121.3, 113.7, 49.6, 47.1, 28.5。

化合物3e: 收率76%;1H NMRδ: 7.87(d,J=9.0 Hz, 2H), 7.85(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.60(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.22～7.31(m, 5H), 6.98～7.01(dd,J=3.6 Hz, 3.7 Hz, 1H), 6.79(d,J=9.0 Hz, 2H), 3.38(t,J=4.9 Hz, 4H), 3.09(t,J=5.2 Hz, 4H), 2.35(s, 3H);13C NMR: 187.6, 153.5, 144.2, 140.8, 136.1, 132.5, 131.6, 130.7, 129.9, 129.3, 128.4, 128.4, 128.0, 120.8, 114.1, 47.4, 45.8, 21.6; HR-MS(ESI)m/z: calcd for C24H24N2O3S2Na [M+Na+]475.1126, found 475.1122。

化合物3f: 收率69%;1H NMRδ: 8.06(d,J=8.8 Hz, 2H), 7.91(d,J=15.2 Hz, 1H), 7.54(d,J=5.3 Hz, 1H), 7.46(d,J=15.3 Hz, 1H), 7.39～7.46(m, 3H), 7.32(s, 1H), 7.09～7.13(m, 1H), 6.98(d,J=9.0 Hz, 2H), 3.39(t,J=5.4 Hz, 4H), 3.10(t,J=5.3 Hz, 2H);13C NMR: 188.0, 157.3, 145.6, 141.4, 139.4, 135.8, 133.2, 132.4, 130.0, 129.0, 128.7, 128.5, 124.5, 122.1, 114.2, 47.6, 47.5, 45.8, 41.2。

1.3 抗炎活性测试

以地塞米松(Dexamethasone)为阳性对照，采用细菌脂多糖(LPS)诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症模型评价化合物抑制NO产生的活性。将对数生长期的RAW264.7细胞(1×106个/mL， 100 μL/孔)接种于96孔培养板中，用MTT法测定不同浓度化合物(40、 20、 10、 5、 2.5和1.25 μmol·L-1)的细胞毒性。确定无毒浓度后，取对数期生长的RAW264. 7细胞(2×106个/mL， 100 μL/孔)接种于96孔培养板中，设空白对照组，LPS模型组(加入终浓度为1.5 μg·mL-1的LPS)，待测化合物组(同时加入药物和终浓度为1.5 μg·mL-1的LPS)，地塞米松组(终浓度为10 μmol·L-1地塞米松和终浓度为1.5 μg·mL-1LPS)，于37 ℃， 5 %CO2中培养24 h，收集上清液，采用Griess法检测炎性介质NO含量。每组实验重复3次，并计算IC50。

2 结果与讨论

2.1 合成

参考前期合成呋喃查尔酮的方法合成中间体2，发现收率较低。其原因可能是噻吩查尔酮活性较高，加热时哌嗪会与α，β-不饱和酮发生迈克尔加成反应。随后，我们对合成方法进行了调整，哌嗪和4-氟苯乙酮先经取代反应合成4-哌嗪苯乙酮(1)，再与2-噻吩甲醛经羟醛缩合反应合成2，收率较高。

2.2 抗炎活性

表1为目标化合物的体外抗炎活性。由表1可以看出，化合物3d和3e能够较好地抑制炎症因子NO的生成，活性与地塞米松相当。从衍生物类型上来看，磺胺衍生物的抗炎活性强于酰胺和叔胺衍生物。在磺胺衍生物中，当苯环上含有供电子取代基时，活性较好(3e)，当苯环上含有吸电子取代基时活性下降(3f)。

表1 3a～3f的体外抗炎活性

合成了6个新型的哌嗪取代噻吩查尔酮衍生物(3a～3f)。以地塞米松作阳性对照，采用细菌脂多糖诱导小鼠巨噬细胞Raw 264.7炎症模型对3a～3f的体外抗炎活性进行了初步测试。结果表明：化合物3d和3e能有效抑制炎症因子NO的生成(IC50分别为15.24 μM和19.05 μM)。