新型褪黑激素衍生物的合成及其抗氧化活性

贺 利, 陈梦婷, 周俊杰, 罗 路, 冯 娜, 马爱军

(五邑大学 生物科技与大健康学院, 广东 江门 529020)

将具有生物活性的两个或多个分子,通过反应合成具有潜在生物活性的新分子,是一种获得更高生物活性化合物的重要策略[1-2]。褪黑激素是内源性自由基清除剂,可以通过多种方式限制氧化应激反应[3-4],从而表现出优越的抗氧化性能[5]。此外,褪黑激素在睡眠障碍、心血管疾病和肿瘤等众多疾病的发生及发展过程中起到重要的调节作用[6-8]。

Scheme 1

Scheme 2

苄基溴是一种苯环被溴甲基取代的芳香化合物,属于卤化苄类刺激性化合物中的一种,在大多数有机溶剂中苄基溴可以溶解,在水中会缓慢水解,苯甲醇和溴化氢为其水解产物,化学性质活泼,溴原子易被氨基及羟基等取代生成苄胺和苄醇等。其最大用途是作为杂原子官能团的苄基化试剂,在各种条件下有效地对杂原子官能团苄基化,从而在有机合成中具有广泛的用途[9]。

苯硼酸是一种有机化合物,用作医药中间体。苯硼酸及其衍生物与多羟基化合物如糖类、糖脂、糖蛋白及核苷酸等物质之间的结合反应被广泛应用于生物传感器的制备及对糖蛋白的识别、分离和纯化[10-12]。苯硼酸作为一种全合成的多羟基化合物的识别体,相对于酶类物质,具有价格低廉、稳定且不易失活等优点。

因此,将褪黑激素分别与取代苄溴和取代苯硼酸反应,合成一系列具有多样性特征的新化合物,能为生物活性筛选提供化合物源。本文合成了两类褪黑激素衍生物。方法一中利用亲核取代反应,将取代的苄溴在NaH作用下,引入到褪黑激素的N1位。该反应以四氢呋喃为溶剂,于常温下发生反应,共合成了16个褪黑激素苄溴衍生物3a～3p,收率36.50%～96.00%,其结构经1H NMR、13C NMR和LC-MS表征(Scheme 1)。

方法二通过Suzuki偶联反应,将取代的苯硼酸在四三苯基膦钯的作用下引入到褪黑激素的C2位上,该反应以甲苯和乙醇的混合液为溶剂,加热回流,合成了11个C2位芳基取代的褪黑激素衍生物7a～7k,收率68.00%～88.00%,其结构经1H NMR、13C NMR和LC-MS表征(Scheme 2)。

在上述工作的基础上,采用ORAC法[13-15]测试了目标化合物的体外抗氧化活性。实验以VC、褪黑激素、3a～3o、7a～7k为受试物,以ORAC荧光法为检测手段,用抗氧化能力值(即Trolox当量)为指标,采用ORAC法测定了褪黑激素衍生物在体外实验中的抗氧化活性。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

OptiMelt MPA 100型熔点测定仪;Bruker 500 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);Thermo Fishor LCQ Fleet型液相色谱-质谱联用仪;Bio-RAD型酶标仪。

所用试剂均为分析纯。

1.2 3a～3p的合成(以3a为例)

将褪黑激素(1)(0.90 mmol)加入至THF(3.00 mL)溶液中,冷却至0 ℃,缓慢加入NaH(80.00%, 0.10 g, 2.30 mmol),再加入3-氯苄溴(2a)(1.90 mmol)与THF(3.00 mL)的混合溶液,加毕,搅拌反应3 h(TLC检测)。加入饱和氯化铵溶液,用乙酸乙酯(2×50.00 mL)萃取,合并有机层,依次用盐水洗涤,无水MgSO4干燥,粗产物经硅胶柱层析(洗脱剂:石油醚 ∶乙酸乙酯=1 ∶1,V∶V)纯化得白色固体3a[16]。

用类似的方法合成3b～3p。

3a:白色固体,收率64.60%, m.p.116～119 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.27～7.21(m, 2H), 7.16～7.10(m, 2H), 7.07(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.00～6.94(m, 2H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.63(s, 1H), 5.23(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.7 Hz, 2H), 1.96(t,J=1.5 Hz, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.1, 139.7, 134.7, 131.9, 130.1, 128.4, 127.9, 126.8, 126.6, 124.8, 112.4, 112.1, 110.5, 100.8, 55.9, 49.6, 39.8, 25.2, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H21ClN2O2{[M+Na]+}379.1184, found 379.1181。

3b:白色固体,收率87.60%, m.p.103～106 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.19(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.12(d,J=7.8 Hz, 2H), 7.07～7.01(m, 3H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.72(s, 1H), 5.22(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.60(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.33(s, 3H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 136.5, 132.5, 132.0, 128.4, 127.5, 127.4, 127.0, 126.0, 126.0, 112.6, 112.2, 110.6, 100.8, 55.9, 46.5, 45.9, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H24N2O2{[M+Na]+}359.1730, found 359.1727。

3c:淡黄色固体,收率95.00%, m.p.123～126 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.21(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.13～7.08(m, 1H), 7.06(d,J=2.5 Hz, 1H), 7.00(s, 1H), 6.96(m, 1H), 6.89(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.66(m, 1H), 5.57(s, 1H), 5.33(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.64～3.56(m, 2H), 2.96(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.95(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 149.4, 149.1, 131.8, 128.4, 127.1, 126.7, 124.4, 123.5, 116.8, 112.3, 110.4, 100.8, 55.9, 43.6, 39.8, 29.7, 25.2, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -138.0, -143.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1383。

3d:白色固体,收率83.30%, m.p.106～109 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.43(dd,J=8.0 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.23(td,J=7.7 Hz, 1.7 Hz, 1H), 7.16(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.13(td,J=7.5 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.66(dd,J=7.7 Hz, 1.6 Hz, 1H), 5.58(s, 1H), 5.36(s, 2H), 3.89(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 3.01～2.94(m, 2H), 1.95(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.1, 135.2, 132.5, 132.0, 129.6, 128.9, 128.3, 128.1, 127.2, 126.8, 112.4, 111.9, 110.6, 100.7, 55.9, 47.7, 39.8, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. forC20H21ClN2O2{[M+Na]+}379.1184, found 379.1183。

3e:淡黄色固体,收率87.50%, m.p.107～110 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.31(s, 1H), 7.14(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.07(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.01～6.93(m, 2H), 6.91(d,J=7.7 Hz, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.76(dt,J=9.6 Hz, 2.1 Hz, 1H), 5.67(s, 1H), 5.26(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 163.1, 154.1, 140.3, 131.9, 130.4, 128.4, 126.7, 122.2, 114.6, 113.6, 112.4, 112.0, 110.5, 100.8, 55.9, 49.6, 39.8, 25.3, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -112.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20FN2O2{[M+Na]+}363.1479, found 363.1472。

3f:白色固体,收率69.60%, m.p.135～138 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.29(s, 1H), 7.27(s, 1H), 7.13(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.07(d,J=2.5 Hz, 1H), 7.04(d,J=8.3 Hz, 2H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.64(s, 1H), 5.23(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.1, 136.1, 133.5, 131.9, 129.0, 128.5, 128.1, 126.6, 112.4, 112.0, 110.6, 100.8, 55.9, 49.5, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H21ClN2O2{[M+Na]+}379.1184, found 379.1183。

3g:白色固体,收率36.50%, m.p.117～120 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.73(dd,J=6.9 Hz, 2.2 Hz, 1H), 7.40～7.31(m, 2H), 7.10(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.07(d,J=8.8 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.86(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.63～6.57(m, 1H), 5.62(s, 1H), 5.49(d,J=1.6 Hz, 2H), 3.89(s, 3H), 3.62(td,J=6.8 Hz, 5.7 Hz, 2H), 2.99(td,J=6.8 Hz, 0.9 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 136.5, 132.5, 132.0, 128.4, 127.5, 127.4, 127.0, 126.0, 112.6, 112.2, 110.6, 100.8, 55.9, 46.5, 39.9, 25.3, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -61.2; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H21F3N2O2{[M+Na]+}413.1447, found 413.1444。

3h:淡黄色固体,收率78.00%, m.p.95～98 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.23(t,J=7.9 Hz, 1H), 7.18(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.06(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.5 Hz, 1H), 6.81(dd,J=8.2 Hz, 2.7 Hz, 1H), 6.71(dd,J=7.7 Hz, 1.5 Hz, 1H), 6.66(t,J=2.0 Hz, 1H), 5.60(d,J=6.7 Hz, 1H), 5.22(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.76(s, 3H), 3.59(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.94(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 159.9, 154.0, 139.3, 132.1, 129.9, 128.4, 126.8, 119.1, 112.9, 112.5, 112.2, 111.7, 110.7, 100.7, 55.9, 55.2, 50.0, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H24N2O3{[M+Na]+}375.1679, found 375.1676。

3i:淡黄色固体,收率96.00%, m.p.138～141 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.21(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.06(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.98(s, 1H), 6.92～6.89(m, 1H), 6.88(s, 1H), 6.87～6.82(m, 1H), 6.78(m, 1H), 5.59(s, 1H), 5.26(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.60(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.99～2.92(m, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 163.5, 161.4, 154.1, 131.8, 129.9, 128.4, 126.6, 120.6, 112.4, 112.0, 111.6, 110.4, 104.1, 100.8, 55.9, 43.4, 39.8, 25.2, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -110.4, -114.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1381。

3j:淡黄色固体,收率67.00%, m.p.102～105 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.19(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.09～7.03(m, 2H), 6.99(s, 1H), 6.94(m, 1H), 6.90(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.51(m, 1H), 5.65(s, 1H), 5.28(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.3, 159.0, 156.1, 154.2, 131.8, 128.4, 126.6, 126.5, 116.6, 115.8, 115.2, 112.5, 112.3, 110.3, 100.9, 55.9, 43.6, 39.8, 25.2, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -117.9, -124.5; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1382。

3k:淡黄色固体,收率95.00%, m.p.108～111 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.11(dd,J=9.4 Hz, 4.8 Hz, 2H), 7.07(d,J=2.5 Hz, 1H), 6.95(s, 1H), 6.91～6.82(m, 3H), 5.68(s, 1H), 5.21(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.9 Hz, 2H), 1.96(t,J=1.9 Hz, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 151.1, 149.2, 134.7, 131.8, 128.5, 126.5, 122.6, 117.6, 115.7, 112.5, 112.2, 110.5, 100.8, 55.9, 49.2, 39.8, 25.3, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -136.7, -139.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1382。

3l:淡黄色固体,收率62.50%, m.p.138～141 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.34(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.06～6.99(m, 2H), 6.94(dd,J=9.0 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.68(s, 1H), 5.33(d,J=1.8 Hz, 2H), 3.87(s, 3H), 3.58(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.93(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.98(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.3, 131.3, 128.5, 126.5, 112.7, 112.6, 110.0, 100.9, 55.9, 39.7, 37.3, 25.1, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -142.2, -142.2, -153.1, -160.6, -160.6; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H17F5N2O2{[M+Na]+}435.1102, found 435.1101。

3m:淡黄色固体,收率89.50%, m.p.105～108 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.43(dd,J=8.0 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.23(td,J=7.7 Hz, 1.7 Hz, 1H), 7.16(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.13(td,J=7.5 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.66(dd,J=7.7 Hz, 1.6 Hz, 1H), 5.58(s, 1H), 5.36(s, 2H), 3.89(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 3.01～2.94(m, 2H), 1.95(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 160.3, 154.1, 131.9, 129.5, 129.0, 128.3, 126.8, 124.6, 124.5, 115.5, 112.3, 111.8, 110.5, 100.7, 55.9, 46.0, 39.8, 25.2, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -118.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20FN2O2{[M+Na]+}363.1479, found 363.1475。

3n:白色固体,收率91.30%, m.p.112～115 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.57～7.53(m, 1H), 7.44(d,J=7.9 Hz, 2H), 7.25～7.20(m, 1H), 7.14(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.5 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.68(s, 1H), 5.32(s, 2H), 3.89(s, 3H), 3.62(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.98(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.19, 154.16, 138.73, 131.92, 131.15, 130.00, 129.41, 128.50, 126.53, 125.00, 124.61, 123.45, 122.83, 112.50, 112.27, 110.44, 100.84, 55.93, 49.69, 39.82, 25.26, 23.35;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -60.3; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H21F3N2O2{[M+Na]+}413.1447, found 413.1445。

3o:白色固体,收率42.80%, m.p.127～130 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.57(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.19(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.12(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.5 Hz, 1H), 5.59(s, 1H), 5.32(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.6 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.9 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.2, 141.7, 131.9, 130.0, 128.5, 126.9, 126.6, 125.8, 124.0, 112.5, 112.3, 110.5, 100.8, 55.9, 49.7, 39.9, 25.3, 23.5;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -62.6; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H21F3N2O2{[M+Na]+}413.1447, found 413.1445。

3p:白色固体,收率83.50%, m.p.109～112 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.20(s, 1H), 7.12(d,J=7.8 Hz, 2H), 7.06～7.00(m, 3H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.72(s, 1H), 5.22(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.60(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.33(s, 3H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 153.9, 137.4, 134.5, 132.1, 129.4, 128.3, 126.8, 126.7, 112.2, 111.5, 110.7, 100.6, 55.9, 49.9, 39.9, 25.2, 23.4, 21.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H24N2O2{[M+Na]+}359.1730, found 359.1727。

1.3 7a～7k的合成(以7a为例)

将褪黑激素(1)(2.00 g, 8.61 mmol)溶于THF(40.00 mL)和CHCl3(40.00 mL)的混合物中,加入三溴化嘧啶翁(4)(3.50 g, 10.30 mmol)在0 ℃下搅拌35 min。然后加入NaOH水溶液(2 N)使反应失活,调整pH为13。用200.00 mL乙酸乙酯萃取混合物,用无水Na2SO4干燥有机层。粗产物经硅胶柱层析(洗脱剂:石油醚 ∶乙酸乙酯=1 ∶1,V∶V)纯化得白色固体5[17]。

将2-溴褪黑素(5)(258.00 mg, 0.83 mmol)溶于甲苯(10.00 mL)和乙醇(10.00 mL)混合物中,然后依次加入2-甲基苯硼酸(6a)(1.24 mmol)、 LiCl(106.00 mg, 2.49 mmol)和Na2CO3(2.10 mL, 1.00 M),再在氮气气氛下加入Pd(PPh3)4(5.00 mg),加热回流4.5 h。粗产物经硅胶柱层析(洗脱剂:石油醚 ∶乙酸乙酯=1 ∶1,V∶V)纯化得淡黄色油状物7a[17]。

用类似的方法合成7b～7k。

5:白色固体,收率75.00%, m.p.138～140 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.22(s, 1H), 7.22(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.00(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.86(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.66(s, 1H), 3.87(s, 3H), 3.56(q,J=6.3 Hz, 2H), 2.94(t,J=6.5 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.1, 131.6, 127.7, 122.8, 112.7, 112.5, 112.1, 100.4, 56.0, 39.8, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C13H15BrN2O2{[M+Na]+}333.0209, found 333.0206。

7a:淡黄色油状液体,收率88.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.99(s, 1H), 7.41～7.36(m, 1H), 7.36～7.33(m, 2H), 7.33～7.29(m, 2H), 7.13(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.91(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.41(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.44(q,J=6.4 Hz, 2H), 2.84(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.27(s, 3H), 1.80(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 169.9, 154.3, 137.5, 136.1, 132.3, 130.8, 130.7, 130.6, 128.9, 128.6, 125.9, 112.3, 111.7, 110.3, 100.6, 56.0, 39.9, 24.5, 23.3, 20.0; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O2{[M+Na]+}345.1573, found 345.1571。

7b:淡黄色油状液体,收率83.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.99(s, 1H), 7.39～7.33(m, 3H), 7.33～7.29(m, 2H), 7.13(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.91(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.41(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.44(q,J=6.4 Hz, 2H), 2.84(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.27(s, 3H), 1.80(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.3, 138.8, 136.3, 132.9, 130.9, 129.5, 129.0, 128.7, 128.6, 125.0, 112.7, 111.7, 109.6, 100.6, 56.0, 40.0, 24.5, 23.3, 21.6; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O2{[M+Na]+} 345.1573, found 345.1570。

7c:淡黄色油状液体,收率80.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J=7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.26(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 159.8, 154.3, 132.1, 131.1, 130.0, 128.6, 124.7, 120.4, 116.4, 116.2, 113.2, 111.8, 111.5, 100.6, 56.0, 39.6, 24.7, 23.2;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -114.8; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19FN2O2{[M+Na]+} 349.1323, found 349.1319。

7d:淡黄色油状液体,收率74.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J=7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.26(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 163.1, 154.5, 135.1, 134.7, 131.1, 130.7, 129.4, 123.5, 114.8, 114.6, 113.3, 111.9, 110.5, 100.7, 56.0, 40.0, 24.6, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -111.9; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19FN2O2{[M+Na]+} 349.1323, found 349.1321。

7e:淡黄色油状液体,收率75.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J=7.6, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.27(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.5, 134.9, 134.8, 134.5, 131.1, 130.3, 129.4, 127.9, 127.7, 126.1, 113.3, 111.9, 110.5, 100.6, 55.9, 40.0, 24.6, 23.3; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19ClN2O2{[M+Na]+} 365.1027, found 365.1023。

7f:淡黄色油状液体,收率71.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.00(s, 1H), 7.59～7.53(m, 2H), 7.31(d,J=8.7 Hz, 1H), 7.23～7.17(m, 2H), 7.11(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.92(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.52(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.56(q,J=6.7 Hz, 2H), 3.08(t,J=7.0 Hz, 2H), 1.85(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 163.1, 154.5, 135.1, 134.7, 131.1, 130.7, 129.4, 123.5, 114.8, 114.6, 113.3, 111.9, 110.5, 100.7, 56.0, 40.0, 24.6, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -113.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19FN2O2{[M+Na]+}349.1323, found 349.1320。

7g:淡黄色油状液体,收率76.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.99(s, 1H), 7.39～7.36(m, 1H), 7.34(m, 2H), 7.33～7.29(m, 2H), 7.13(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.91(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.41(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.44(q,J=6.4 Hz, 2H), 2.84(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.27(s, 3H), 1.80(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 169.9, 154.3, 137.5, 136.1, 132.3, 130.8, 130.7, 130.6, 128.9, 128.6, 125.9, 112.3, 111.7, 110.3, 100.6, 56.0, 39.9, 24.5, 23.3, 20.0; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O2{[M+Na]+}345.1573, found 345.1569。

7h:淡黄色油状液体,收率68.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J= 7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.26(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.5, 134.9, 134.8, 134.5, 131.1, 130.3, 129.4, 127.9, 127.7, 126.1, 113.3, 111.9, 110.5, 100.6, 55.9, 40.0, 24.6, 23.3; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19ClN2O2{[M+Na]+}365.1027, found 365.1023。

7i:淡黄色油状液体,收率85.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.00(s, 1H), 7.53(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.48(d,J=8.3 Hz, 2H), 7.31(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.11(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.92(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.52(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.56(q,J=6.7 Hz, 2H), 3.10(t,J=7.0 Hz, 2H), 1.86(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.1, 136.1, 133.5, 131.9, 129.0, 128.1, 126.6, 112.4, 112.0, 110.6, 100.8, 55.9, 49.5, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19ClN2O2{[M+Na]+}365.1027, found 365.1026。

7j:淡黄色油状液体,收率83.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.44～8.41(m, 1H), 7.48(dd,J=7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.40(m, 1H), 7.30(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.12(dd,J=2.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.09(dd,J=7.5 Hz, 1.1 Hz, 1H), 7.05(dd,J=8.4 Hz, 1.1 Hz, 1H), 6.90(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.53(s, 1H), 3.90(d,J=12.0 Hz, 6H), 3.54(q,J=6.5 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.7 Hz, 2H), 1.78(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 156.9, 154.0, 133.2, 131.4, 131.0, 129.7, 128.6, 121.4, 121.1, 112.4, 111.7, 111.4, 110.3, 100.6, 56.0, 55.6, 39.7, 24.6, 23.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O3{[M+Na]+}361.1523, found 361.1521。

7k:淡黄色油状液体,收率73.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.00(s, 1H), 7.56～7.47(m, 2H), 7.31(s, 1H), 7.09(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.06～7.01(m, 2H), 6.89(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.51(s, 1H), 3.90(d,J=11.6 Hz, 6H), 3.56(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.09(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.83(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 160.0, 154.4, 136.0, 134.3, 131.0, 130.1, 129.5, 120.3, 113.7, 113.3, 112.9, 111.8, 109.8, 100.6, 56.0, 55.4, 40.0, 24.5, 23.2; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O3{[M+Na]+}361.1523, found 361.1518。

1.4 体外抗氧化活性测试(ORAC法)[18]

153.00 mmol/L AAPH溶液的配制:将14.00 mg AAPH试剂用pH 7.4的磷酸盐缓冲液(75.00 mmol/L)溶解并定容至10.00 mL。

荧光素钠(FL)溶液的配制:将20.00 mg FL试剂用pH 7.4的磷酸盐缓冲液(75.00 mmol/L)溶解并定容至25.00 mL,得到FL溶液A;取FL溶液A 50.00 μL继续用磷酸盐缓冲液定容至25.00 mL,得到FL溶液B; FL溶液由FL溶液B稀释所得,将500.00 μL FL溶液B用上述缓冲液定容至25.00 mL,得到8.4×10-8mol/L的FL溶液。

不同浓度Trolox溶液的配制:将2.50 mg Trolox试剂用缓冲液溶解并定容至10.00 mL,得到1.00 mmol/L Trolox溶液。实验前继续用上述缓冲液将Trolox溶液分别稀释得到0.10、 0.08、0.06、0.04和0.02 mmol/L的Trolox溶液。

VC溶液的配制:将2.00 mg VC用2.00 mL超纯水溶解并配制成1.00 mg/mL溶液,然后用超纯水稀释至9.00 μg/mL的溶液。

褪黑激素、3a～3p和7a～7k的配制:将2.00 mg化合物用2.00 mL DMSO溶解配制成1.00 mg/mL溶液,再用超纯水稀释至4.00 μg/mL。

96孔酶标板中先加入50.00 μL待测样品或不同浓度的Trolox溶液(0.10、 0.08、 0.06、 0.04和0.02 mmol/L),再避光加入100.00 μL FL溶液(8.4×10-8mol/L),放进酶标仪振荡30 s,立即记录荧光值F0,再振荡3 min,37 ℃下温育10 min,加入50.00 μL AAPH溶液诱发反应,激发波长和发射波长分别为485 nm和535 nm,每隔2.5 min记录一次荧光值Fn,当荧光值衰减至直线则视为反应结束。初始荧光值(F0)为不加AAPH的孔荧光强度读数。标准曲线以不同浓度Trolox溶液为横坐标、NetAUC为纵坐标,并将样品的氧化自由基吸收能力表示为μmol TE/g DW,同一测定进行3次平行实验[样品的氧化自由基吸收能力以ORAC值来判断,即NetAUC;NetAUC=AUCsample-AUCAAPH+, AUC=2×(f0+f1+...+fn)-f0-fn, fn=第n次荧光值(Fn)/初始荧光值(F0)]。

2 结果与讨论

2.1 合成

在褪黑激素N1位,经亲核取代反应合成了16个褪黑激素衍生物(3a～3p),产物是白色或淡黄色固体,取代的苄溴苯环上有吸电子基团和给电子基团。吸电子基团中,收率最高为3j(96.00%),最低为3g(36.50%);给电子基团中,收率最高为3b(87.60%),最低为3h(78.00%)。

在褪黑激素C2位,经过Suzuki偶联反应合成了11个褪黑激素衍生物(7a～7k),产物呈淡黄色油泡沫状,取代的苯硼酸苯环上有吸电子基团和给电子基团。吸电子基团中,收率最高为7i(85.00%),最低为7f(71.00%);给电子基团中,收率最高为7a(88.00%),最低为7k(73.00%)。

2.2 体外抗氧化活性

如表1所示,3a～3p的抗氧化活性低于褪黑激素及阳性对照VC,说明褪黑激素在N1位的衍生化可能会降低其抗氧化活性,7a～7k的抗氧化活性低于褪黑激素,但7a、7c和7j的抗氧化活性高于阳性对照VC,其中活性最高的为7a。

本文合成了27个褪黑激素衍生物,其中15个是未经文献报道的新化合物。体外抗氧化活性测试(ORAC法)结果显示:抗氧化活性最强的为7a,是阳性对照L-抗坏血酸的1.68倍[μM TE/g DW=7582.0(7a), μM TE/g DW=4507.9(VC)]。