新型3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物的合成

姚 昊, 杨 胜, 彭长江, 张 靖, 雷先贵, 杨金山, 胡 颖, 王周玉

(西华大学 化学系，四川 成都 610039)

目前，恶性肿瘤是全世界人类死亡的主要原因之一，肿瘤免疫治疗被认为是继手术、化疗、放疗及靶向治疗后肿瘤治疗领域的一场革新。吲哚胺-2,3-双加氧酶已被证实是一个抑制恶性肿瘤形成和提高肿瘤免疫治疗效果的新靶点，吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂是一种很有前景的抗肿瘤免疫治疗药物[1-8]。但到目前为止，还没有相关药物上市，因此开发新型的具有成药潜力的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂对肿瘤的治疗具有重要意义。

含有咪唑基团的二级胺既是大量天然产物和药物的重要中间体，也是许多活性分子的重要结构单元[9-11]。通过分析吲哚胺-2,3-双加氧酶-小分子复合物的X-衍射晶体结构，利用分子对接技术发现3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物和吲哚胺-2,3-双加氧酶能发生有效结合，其产物可能是高效的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂。鉴于此，本文设计了4种新型3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物6、7、9和10。以4-咪唑甲醛为原料，通过保护、格氏反应、酰化、取代、脱甲基或甲酯共5步反应合成了4种新型3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物，5步总收率分别为21%、 18%、 22%和24%，终产物结构经1H NMR、13C NMR和HR-MS(ESI)确证。

Scheme 1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

SGW-4型熔点仪； Bruker-400 MHz型核磁共振仪；SCIEX X500R QTOF型质谱仪；ZF-6型三用紫外分析仪。

4-咪唑甲醛，成都瑞欧克科技有限公司；3-氟苯基溴化镁，上海麦克林生化科技有限公司；其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1) 中间体2的合成

将4-咪唑甲醛1960 mg(10 mmol)加入到反应瓶中，冰浴冷却10 min后，将三乙胺278 μL(2.0 mmol)加入到反应瓶中，混合液在冰水浴下搅拌5 min。然后将二碳酸二叔丁酯2.4 g(11 mmol)加入到反应瓶中，于室温反应过夜(薄层色谱检测)。蒸除溶剂，残余物经氧化铝柱层析[洗脱剂：V(PE)/V(EA)=2/1]纯化得中间体2。

(2) 中间体3的合成

称量中间体2980.4 mg(5.0 mmol)置于三颈烧瓶中，用氩气换气，加入冷却的重蒸四氢呋喃20 mL后于-78 ℃下冷却2 h，再向反应瓶中滴加3-氟苯基溴化镁6.5 mL(6.5 mmol)，滴毕，继续反应1 h后自然升温到室温继续反应(薄层色谱检测)。用饱和食盐水淬灭反应，加入乙酸乙酯，分液，有机相用无水MgSO4干燥，减压除去溶剂，残余物经氧化铝柱层析[洗脱剂：V(PE)/V(EA)=1/1]纯化得中间体3。

(3) 中间体4的合成

将3876.0 mg(3.0 mmol)溶于二氯甲烷15 mL中，冰水浴条件下搅拌5 min后加入三乙胺2.16 mL(15.6 mmol)继续搅拌5 min后加入乙酰氯490.6 μL(6.9 mmol)，继续反应过夜(薄层色谱检测)。减压除去溶剂，残余物经硅胶柱层析[洗脱剂：V(PE)/V(EA)=6/1]纯化得中间体4。

(4) 中间体5和8的合成

将中间体4100 mg(0.37 mmol)溶于甲醇1 mL中，依次加入碳酸钾255.7 mg(1.85 mmol)和氨基衍生物(0.44 mmol)，室温下反应4 h。加水10 mL，用乙酸乙酯(3×15 mL)萃取，合并有机层，用无水MgSO4干燥，减压除去溶剂，残余物经硅胶柱层析[洗脱剂：V(DCM)/V(MeOH)=50/1]纯化得中间体5和8。

(5) 化合物6和7的合成

将中间体5(0.2 mmol)溶于二氯甲烷2 mL中，加入三溴化硼200 μL，室温下反应至终点(薄层色谱检测)。减压除去溶剂，残余物加入饱和碳酸氢钠溶液，用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有机相，依次用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，减压除去溶剂，残余物经硅胶柱层析[洗脱剂：V(DCM)/V(MeOH)=30/1]纯化得终产物6，总收率21%;1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 11.95(s, 1H), 8.45(s, 1H), 7.58(s, 1H), 7.35～7.25(m, 3H), 7.01(t,J=7.8 Hz, 1H), 6.79(s, 1H), 6.50(t,J=10.4 Hz, 4H), 5.62(d,J=6.4 Hz, 1H), 5.47(d,J=6.4 Hz, 1H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 163.9, 161.5, 149.1, 140.9, 135.5, 130.4, 130.3, 123.8, 123.8, 115.9, 115.0, 114.3, 114.1, 113.8, 113.6, 56.1； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C16H15N3OF{[M+H]+}284.1194, found 284.1186。

用类似的方法合成化合物7，总收率18%;1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 12.02(s, 1H), 8.98(s, 1H), 7.63(s, 1H), 7.44～7.24(m, 3H), 7.06(dd,J=12.0 Hz, 4.7 Hz, 1H), 6.82(m, 2H), 6.03(m, 1H), 5.97～5.88(m, 1H), 5.56(d,J=12.0 Hz, 2H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 164.0, 161.5, 154.4, 146.5, 144.3, 136.3, 135.7, 130.7, 123.4, 114.9, 114.7, 114.1, 113.9, 102.6, 101.2, 67.5； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C16H13N3OF2{[M+H]+}302.1164, found 302.1169。

(6) 化合物9和10的合成

将中间体8(0.2 mmol)溶于四氢呋喃2 mL，加入氢氧化钠(1.0 mmol)，于室温反应至终点(薄层色谱检测)。调pH至中性，用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并有机相，依次用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，减压除去溶剂，残余物经硅胶柱层析[洗脱剂：V(DCM)/V(MeOH)=30/1]纯化得终产物9，总收率22%；1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 7.91(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.79(s, 1H), 7.48(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.43～7.33(m, 2H), 7.30(d,J=7.7 Hz, 1H), 7.10(td,J=8.4 Hz, 8.4 Hz, 1H), 6.99(s, 1H), 4.98(s, 1H), 3.80(s, 2H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 167.7, 163.9, 161.4, 135.8, 130.7, 130.6, 130.2, 129.7, 129.0, 124.4, 115.0, 114.7, 114.7, 114.5, 58.8, 50.4； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C18H17N3O2F{[M+H]+}326.1299, found 326.1294。

用类似的方法合成化合物10，总收率24%;1H NMR(400 MHz, DMSO)δ: 8.03(s, 2H), 7.92(d,J=7.6 Hz, 1H), 7.62(d,J=7.6 Hz, 1H), 7.52～7.39(m, 4H), 7.24～7.14(m, 2H), 5.35(s, 1H), 3.99(s, 2H)；13C NMR(100 MHz, DMSO)δ: 167.6, 163.8, 161.3, 136.4, 134.5, 131.5, 131.0, 129.5, 129.1, 124.9, 116.8, 115.7, 115.5, 115.3, 58.4, 49.9； HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C18H17N3O2F{[M+H]+}326.1299, found 326.1291。

2 结果与讨论

2.1 2的合成

在合成中间体2时，产物分离需用氧化铝进行柱层析，如果使用硅胶柱，收率会大大降低，原因是部分产物的叔丁氧羰基会在硅胶的作用下脱除。

2.2 5和8的合成

目标化合物合成过程中，中间体5和8的合成非常关键。含咪唑基团的二级胺应用广泛，但受咪唑基团的影响，酮的还原胺化、亚胺还原及磺酰酯的取代反应等常用制备二级胺的方法[12-17]并不适合这类二级胺的合成。我们最早设计了两条路线制备中间体5和8：一是将中间体3氧化成相应的咪唑基酮，然后直接还原胺化或者衍生成亚胺；二是将中间体3与甲磺酰氯或苯磺酰氯反应制备成磺酰基取代物然后再进行氨基取代。但是两种方法均未得到目标化合物。所以，寻找新的合成含咪唑基团的二级胺具有重要意义。

过渡金属催化烯丙基酯的胺取代反应有很多报道[18-20]，但是未见咪唑基酯的胺取代反应。我们将磺酰氯换成乙酰氯，得到了高收率的含咪唑基的乙酰基取代物4。乙酰基取代物4和胺发生取代反应可一步得到脱保护基的中间体5和8(Scheme 2)。对这一步胺取代反应的条件进行了筛选，具体结果见表1。首先以N,N-二甲基甲酰胺为反应溶剂，对不同的碱进行了考察，结果显示：以二乙基胺、三乙烯二胺、三乙胺和碳酸钠为碱得不到任何产物；以碳酸钾为碱得到了44%未脱保护基的取代产物11和脱掉保护基的取代产物5a。随后筛选了不同溶剂对反应的影响，研究发现：在甲醇做溶剂中可得到74%的脱除保护基的取代产物5a；在二氯甲烷、乙酸乙酯及四氢呋喃中得不到任何产物；在乙醇中得到以5a为主的混合产物；在乙腈中得到以11为主的混合产物。所以，胺在碳酸钾为碱、甲醇为溶剂条件下可亲核取代酯基，同时脱叔丁氧羰基制备咪唑基二胺衍生物。

Scheme 2

表1 胺取代反应的条件筛选

以4-咪唑甲醛为原料，合成了4种新型3-氟苯基-1H-咪唑基甲胺基衍生物。为进一步开发新型吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂奠定了基础。