双去甲氧基姜黄素衍生物的合成

孙悦悦，余群英，刘文波

(九江学院 药学与生命科学学院， 江西 九江 332005)

姜黄 (curcumalonga) 是印度人广泛食用的膳食色素和香料，也是中国传统药物[1]，其所含姜黄素类化合物由姜黄素 (Cur，约80%)、脱甲氧基姜黄素 (DMC，约15%) 和双脱甲氧基姜黄素 (BDMC，约5%) 三种成分组成 (图1)[2]。在三种成分中，BDMC最稳定，并且有抗自氧化特性[3-4]，在预防和治疗肥胖症[5]、心脏保护、抗肿瘤、抗炎、抗动脉粥样硬化和抗衰老[2]等方面具有临床应用价值。BDMC衍生物及类似物的研究也受到广泛关注，例如，Ran等[6]报道了BDMC的类似物CRANAD-2 (图1)，该分子同Aβ(amyloid-β)聚集体有很高的结合力，并且具有良好的药代动力学特性以及不易被代谢降解的优点，满足作为NIR成像剂检测体内外Aβ斑块的所有标准，可作为近红外 (NIR) 探针用于监测体内外淀粉样Aβ聚集体。

尽管BDMC具有多种生物活性，但其水溶性差引起的不易被吸收等问题极大地限制了它的临床应用[7]。胍类化合物也具有多种药理活性[8]，包括抗疟疾、抗高血压、抗炎、抗微生物、抗惊厥，心脏保护、抑制一氧化氮的形成以及诱导细胞凋亡等，值得注意的是胍类化合物部分药理活性与BDMC相同或相近。许多天然产物和药物中含有胍基结构[9-11]。

将药效团结合到一个活性分子中是一种合理药物设计方法，常用于抗疟和抗菌等药物设计中以克服耐药性问题[12]。该策略所制备的新分子体可能比母核分子活性更高、作用靶点数更多等，在治疗癌症、类风湿性关节炎等多因素疾病中迫切需要这类分子[13]。鉴于此，本文对BDMC酚羟基进行化学修饰，将胍基或铵阳离子通过烷基链经酯键结合到BDMC分子上，合成出4个BDMC衍生物 (图2)。胍基和铵阳离子端基的引入有望提高BDMC的水溶性、促进BDMC的跨膜转运，胍基还可以作为药效团与BDMC发挥协同作用。

图1 姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素以及CRANAN-2化学结构Fig.1 Chemical structures of Cur, DMC, BDMC and CRANAD-2

图2 目标BDMC衍生物分子结构Fig.2 Mdecular structure of BDMC derivative

1 结果与讨论

在2a和3a的结构中，胍基通过烷基链经酯键结合到BDMC分子上，首先需制备偶联部位，即N,N′-双-(叔丁氧羰基)-3-胍基丙酸 (1a)。 我们将试剂lH-吡唑-1- [N,N′-双(叔丁氧基羰基)] 与伯胺 (β-丙氨酸) 反应，实现了双-(叔丁氧羰基) 保护的胍类化合物 (1a) 快速高效合成[7-8]，随后与BDMC酚羟基进行酯化反应合成出中间体2和3混合物，经柱色谱分离纯化获得纯品，产率分别为44%和41%，随后经三氟乙酸脱去保护基叔丁氧羰基后得到了BDMC衍生物2a和3a。BDMC衍生物4a和5a的制备也用到了酯化、三氟乙酸脱叔丁氧羰基保护基这两步反应。BDMC衍生物2a-5a的合成路线见图3。

试剂与条件: (a)β-alanine (4.5 equiv), DIPEA (2.5 equiv), CH3CN/H2O (6∶1, 体积比), 55 ℃, 2 h, 61%; (b)N,N′-(bis-Boc)-3-guanidinopropanoic acid (2.0 equiv), BOP (4.0 equiv), DIPEA (3.0 equiv), CH3CN, 25 ℃, 6 h, 44% (2), 41% (3); Boc-β-alanine (1.0 equiv), BOP (2.0 equiv), DIPEA (3.0 equiv), CH3CN, 25 ℃, 6 h, 21% (4), 56% (5); (c) CF3COOH, 0-25 ℃, 30 min, 89% (2a), 91% (3a), 98% (4a), 88% (5a)。

图3 BDMC衍生物20a-23a合成路线Fig.3 Synthetic routes of BDMC derivaive 20a-23a

2 结论

综上所述, 本文将胍、铵阳离子端基通过烷基链经酯键连接到BDMC分子中制备了四个新的BDMC衍生物。四个BDMC衍生物的生物活性研究工作正在开展中。

3 实验部分

3.1 仪器与试剂

所用化学试剂均为市售产品，分析纯；1H和13C NMR光谱在Bruker DRX-400 核磁共振波谱仪中测定，以SiMe4为内标；采用X-4 数字显微熔点测定仪测定熔点 (温度未经校正)。试剂的缩写：BOP 苯并三氮唑-1-基氧基三(二甲基氨基)磷鎓六氟磷酸盐，DIPEAN,N-二异丙基乙胺。

3.2 合成方法

N,N′-双-(叔丁氧羰基)-3-胍基丙酸 (1a)：按照文献报道方法制备[1]，将β-丙氨酸401 mg (4.5 equiv) 溶于17.5 mL CH3CN / H2O (体积比, 6∶1) 中，加入N,N′-双-Boc-1H-吡唑-1-甲脒310 mg (1.0 equiv) 和DIPEA 437μL (2.2 equiv)，于55 ℃下搅拌2小时后用DCM (3×6 mL) 萃取，合并有机相，经HCl水溶液 (5%，3×10 mL) 洗涤，Na2SO4干燥后减压浓缩，柱层析纯化 [DCM / MeOH (体积比) 98∶2→90∶10梯度洗脱，Rf(90∶10) = 0.70]，得1a201 mg (61%)。光谱数据与文献报道相符[14]。

N,N′,N′′,N′′′-四-(叔丁氧羰基)-3-胍基丙酸,4,4′-[(1E,6E)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1,7-基]苯基二酯 (2) 和N,N′-双-(叔丁氧羰基)-3-胍基丙酸,4-[(1E,6E)-7-(4-羟苯基)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1-基]苯基酯 (3)：(步骤1) 将BDMC 262 mg (1.0 equiv),1a565 mg (2.0 equiv) 和DIPEA 444μL溶于15 mL CH3CN中，加入BOP 1.5 g (4.0 equiv) 后于25 ℃搅拌6 h，减压浓缩，柱层析纯化 [硅胶，梯度系统，PE∶EA (体积比) = 6∶1至3∶1] 得到黄色固体2(347 mg，44%) 和3(216 mg，41%).2:1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ11.48 (s, 2H), 8.76 (s, 2H), 7.64 (d,J= 15.7 Hz, 2H), 7.57 (d,J= 8.1 Hz, 4H), 7.17 (d,J= 8.2 Hz, 4H), 6.58 (d,J= 15.8 Hz, 2H), 5.84 (s, 1H), 3.91～3.73 (m, 4H), 2.89 (t,J= 6.1 Hz, 4H), 1.51 (s, 18H), 1.49 (s, 18H);3:δ11.49 (s, 1H), 8.79 (s, 1H), 7.78～7.35 (m, 6H), 7.10 (s, 2H), 6.86 (br s, 2H), 6.49 (br s, 2H), 5.83 (s, 1H), 3.91～3.72 (m, 2H), 2.87 (t,J= 5.9 Hz, 2H), 1.50 (s, 18H)。

3-胍基丙酸,4,4′-[(1E,6E)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1,7-基]苯基二酯,双三氟乙酸盐 (2a)：(步骤2) 将117 mg中间体2溶于1 mL DCM，降温至0 ℃，滴加1.5 mL CF3COOH后于25 ℃搅拌10分钟，减压浓缩至小体积，加乙醚沉淀，过滤，乙醚润洗滤饼，得棕色固体2a85 mg, 89%，m.p.150～152 ℃; HRMS (M+):m/zcalcd for C27H31N6O6[cation]+535.5711, found 535.5707;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ8.10～7.95 (m, 2H), 7.80 (d,J= 7.9 Hz, 4H), 7.67 (d,J= 15.8 Hz, 2H), 7.62～7.29 (m, 6H), 7.24 (d,J= 8.1 Hz, 4H), 6.96 (d,J= 15.8 Hz, 2H), 6.20 (s, 1H), 3.62～3.31 (m, 6H), 2.89 (t,J= 6.3 Hz, 4H);13C NMR (100 MHz, DMSO)δ183.7, 170.2, 157.5, 152.2, 139.9, 133.0, 130.1, 125.0, 122.9, 102.4, 37.1, 33.9。

3-胍基丙酸4-[(1E,6E)-7-(4-羟基苯基)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1-基]苯基酯三氟乙酸盐 (3a)：参照步骤2，原料3使用量为 110 mg，得褐色固体3a86 mg，91%，m.p.146～148 ℃; HRMS (M+):m/zcalcd for C23H24N3O5[cation]+422.453 2, found 422.452 9;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ10.13 (s, 1H), 7.79 (d,J= 8.3 Hz, 3H), 7.68～7.57 (m, 4H), 7.23 (d,J= 8.3 Hz, 2H), 6.92 (d,J= 16.0 Hz, 1H), 6.83 (d,J= 8.3 Hz, 2H), 6.74 (d,J= 15.9 Hz, 1H), 6.12 (s, 1H), 3.54～3.41 (m, 2H), 2.88 (t,J= 6.3 Hz, 2H);13C NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ183.2, 168.4, 159.8, 154.5, 140.4, 130.3, 125.8, 120.8, 115.9, 100.9, 36.1, 29.5。

N,N′-双(叔丁氧羰基)-β-丙氨酸,4,4′-[(1E,6E)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1,7-基]苯基二酯 (4) 和N-(叔丁氧羰基)-β-丙氨酸,4-[(1E,6E)-7-(4-羟苯基)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1-基]苯基酯 (5)：参照步骤1，其投料分别为BDMC 50 mg (1.0 equiv)、Boc-β-丙氨酸93 mg (3.0 equiv)、DIPEA 85μL (3.0 equiv)、BOP 215 mg (3.0 equiv)，柱层析纯化 [硅胶，梯度系统，DCM∶MeOH (体积比) 60∶1至30∶1] 得化合物4(75 mg, 71%) 和化合物5(12 mg, 15%)；当投料BDMC 100 mg(1.0 equiv)、Boc-β-丙氨酸 61 mg (1.0 equiv)、DIPEA169μL (3.0 equiv)、BOP 287 mg (2.0 equiv) 时，得化合物4(44 mg, 21%) 和化合物5(87 mg，56%). 化合物4：1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ7.79 (d,J= 8.5 Hz, 4H), 7.66 (d,J= 15.9 Hz, 2H), 7.23 (d,J= 8.5 Hz, 4H), 7.09～6.99 (m, 2H), 6.95 (d,J= 16.0 Hz, 2H), 6.19 (s, 1H), 3.36-3.27 (m, 4H), 2.71 (t,J= 6.5 Hz, 4H), 1.39 (s, 18H); 化合物5:1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ7.64～7.51 (m, 4H), 7.44 (d,J= 6.8 Hz, 2H), 7.11 (d,J= 7.2 Hz, 2H), 6.85 (d,J= 5.5 Hz, 2H), 6.57～6.48 (m, 2H), 5.80 (s, 1H), 5.06 (s, 1H), 3.57～3.48 (m, 2H), 2.80 (t,J= 5.6 Hz, 2H), 1.46 (s, 9H)。

β-丙氨酸,4,4′-[(1E,6E)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1,7-基]苯基二酯双三氟乙酸盐 (4a): 参照步骤2，中间4使用量为45 mg，得化合物4a46 mg，收率98%，褐色固体，m.p.166～168 ℃; HRMS (M+):m/zcalcd for C25H27N2O6[cation]+451.4911, found 451.4907;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ7.97 (s, 6H), 7.82 (d,J= 8.4 Hz, 4H), 7.67 (d,J= 15.9 Hz, 2H), 7.27 (d,J= 8.4 Hz, 4H), 6.96 (d,J= 15.9 Hz, 2H), 6.19 (s, 1H), 3.17 (t,J= 6.8 Hz, 4H), 2.97 (t,J= 6.8 Hz, 4H);13C NMR (100 MHz, DMSO)δ183.7, 169.5, 152.1, 139.9, 133.1, 130.1, 125.0, 122.9, 102.4, 35.0, 32.2。

β-丙氨酸,4-[(1E,6E)-7-(4-羟苯基)-3,5-二氧代-1,6-庚二烯-1-基]苯基酯三氟乙酸盐 (5a):参照步骤2: 中间体5使用量为17 mg，得化合物5a15 mg，收率88%，褐色固体，m.p.203～205 ℃; HRMS (M+):m/zcalcd for C22H22NO5[cation]+380.4132, found 380.4129;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ10.11 (s, 1H), 7.80 (d,J= 8.5 Hz, 2H), 7.68～7.57 (m, 4H), 7.26 (d,J= 8.5 Hz, 2H), 6.92 (d,J= 15.9 Hz, 1H), 6.83 (d,J= 8.5 Hz, 2H), 6.74 (d,J= 15.9 Hz, 1H), 6.12 (s, 1H), 3.16 (t,J= 6.8 Hz, 2H), 2.96 (t,J= 6.8 Hz, 2H);13C NMR (100 MHz, DMSO)δ189.4, 185.8, 173.6, 164.6, 156.0, 145.8, 143.0, 137.2, 135.0, 133.9, 130.2, 129.0, 126.9, 125.3, 120.5, 106.0, 50.2, 39.0, 36.2, 13.0。