基于分子探針設計思路的川楝素衍生物的合成研究*

曾發古，蘇 倩

(1.廣東醫科大學藥學院，廣東 東莞 523808;2.中山大學附屬第七醫院藥學部，廣東 深圳 518107)

楝科植物的檸檬苦素類化合物具有獨特的高氧化度和骨架類型多變性，一直是國內外研究的熱點[1]。川楝素是楝科植物苦楝的代表性化學成分，其含量豐富且容易獲得[2-3]。該類化合物的細胞毒活性已有報道[4]，機制研究顯示它們能誘導腫瘤細胞的凋亡[5]。雖然川楝素的抗腫瘤效果明顯，但因缺乏足夠的作用靶點研究，限制了川楝素的進一步應用?；诜肿犹结樀脑O計思路，期望能夠在天然的川楝素結構中連接上對靶點蛋白有親和作用的生物素，需要對川楝素結構進行修飾，如尋找到活性合適連接生物素的位點。因此，本文對苦楝中川楝素進行結構修飾，豐富此類檸檬苦素類的結構類型，開展詳盡的構效關系研究，為后續分子探針設計研究作用靶點提供穩定的物質基礎。

1 實驗部分

1.1 原料、試劑和儀器設備

1)川楝素(TSN，自制，純度99.5%)，所有合成用溶劑均為分析純。無水DMF 和DMSO用無水MgSO4干燥后減壓蒸餾得到，保存于分子篩中備用。吡啶、三乙胺等有機堿使用前蒸餾純化。其他試劑購自上海達瑞化學試劑公司、百靈威等試劑公司。除非特別說明，這些試劑都未經處理就直接使用。

2)所有反應均在N2氣體保護下進行，并用TLC 跟蹤監測。常規后處理步驟是將反應體系用水稀釋，用特定有機溶劑萃取3 次。合并的有機相依次用水、飽和食鹽水洗滌。有機相用無水Na2SO4或無水MgSO4干燥后用旋轉蒸發儀除去溶劑，得到反應粗產品。

3)1D和2D NMR用BRUKER AM-400型核磁共振儀測定(TMS為內標);EI和高分辨EI-MS數據用Waters Autospec Premier P776型質譜儀測定;正向層析硅膠(200～300目，300～400目)為青島海洋化工生產。

4)顯色劑為：5%硫酸乙醇溶液、8%磷鉬酸乙醇溶液。

1.2 川楝素衍生物的合成路線

化合物1～6合成路線、試劑以及反應條件如圖1所示。

圖1 化合物合成路線

試劑與反應條件為：a)Propionic Anhydride，NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12 h; b)Succinic anhydride，NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12h; c)Chloroacetic anhydride，NaOAc，dry actone，59℃，reflux，12 h; d)Iodoacetic acid，DCC，EA，rt，2 h，filter; NaOAc，dry actone，59℃，reflux，12 h; e)4-Pentynoic acid，DCC，EA，rt，2 h，filter; NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12 h; f)5-Hexynoic acid，DCC，EA，rt，2 h，filter; NaOAc，dry actone，59 ℃，reflux，12 h。

2 化合物的制備及波譜數據

2.1 化合物1的制備

化合物TSN(143.5 mg，0.25 nmol)溶于干燥的丙酮中(10 mL)，N2保護下加入丙酸酐(32.5 mg，0.25 mmol)、無水醋酸鈉(36.9 mg，0.45 mmol)，在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC跟蹤檢測原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 25 mL)，用飽含食鹽水洗滌2 次(2 × 10 mL)，合并有機相，并用無水硫酸鈉干燥，濃縮得殘余物，經硅膠柱層析后得到化合物1。白色粉末，ESI-MSm/z653[M + Na]+(C33H42O12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.34(1H，s，H-23)，7.15(1H，s，H-21)，6.13(1H，s，H-22)，5.82(1H，s，H-29)，5.33(1H，d，J=3.0 Hz，H-3)，5.21(1H，d，J=4.0Hz，H-12)，4.68(1H，s，H-9)，4.30(1H，d，J=12.5 Hz，H-19a)，4.22(1H，d，J=12.0 Hz，H-19b)，3.81(1H，m，H-7)，3.56(1H，m，H-1)，3.36(1H，s，H-15)，3.15(1H，t，J=11.0 Hz，17-H)，2.70(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，2-Ha)，2.88(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.76(2H，d，J=10.0 Hz，H-16a)，2，11(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.97(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=10.0 Hz，H-16b)，1.70(1H，m，2b)，1.35(3H，s，CH3-18)，1.13(3H，s，CH3-30)，0.86(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 208.3(C-11，s)，172.6(OAc-12，s)，169.6(OAc-3，s)，168.8(C-1′，s)，141.8(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.6(C-20，s)，110.9(C-22，d)，93.5(C-29，d)，77.8(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.6(C-14，s)，70.5(C-1，d)，70.2(C-7，d)，64.7(C-19，t)，58.5(C-15，d)，48.8(C-9，d)，45.4(C-13，s)，42.6(C-8，s)，41.6(C-10，s)，39.6(C-4，s)，38.5(C-17，d)，35.2(C-2，t)，33.6(C-16，t)，28.0(C-5，d)，27.6(C-6，t)，25.7(C-2′，t)，22.7(OAc-3，q)，21.5(OAc-12，q)，20.6(C-18，q)，19.2(C-30，q)，15.7(C-28，q)，8.7(C-3′，q)。

2.2 化合物2的制備

化合物TSN(143.5 mg，0.25 nmol)溶于干燥的丙酮中(10 mL)，N2保護下加入丁二酸酐(32.5 mg，0.25 mmol)、無水醋酸鈉(36.9 mg，0.45 mmol)，在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC點板檢測原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干。溶解在30 mL乙酸乙酯中，用3%的Na2CO3洗滌三次(3 × 10 mL)，萃取合并水層。水層加入1 mol/L的HCl調成中性，用乙酸乙酯萃取三次(50 mL × 3)，用飽含食鹽水洗滌2 次(2 × 10 mL)，合并有機相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經硅膠柱層析得到化合2。白色無定型粉末，ESI-MSm/z697[M + Na]+(C34H42O14);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.33(1H，s，H-23)，7.26(1H，s，H-21)，6.14(1H，s，H-22)，5.87(1H，s，H-29)，5.34(1H，d，J=2.4 Hz，H-3)，5.20(1H，d，J=4.2 Hz，H-12)，4.89/4.79(1H，s，H-29)，4.70(1H，s，H-9)，4.32(1H，d，J=12.6 Hz，H-19a)，4.24(1H，d，J=12.6 Hz，H-19b)，4.11(2H，s，H-2′)，3.80(1H，m，H-7)，3.67(2H，m，2′-H)，3.58(1H，m，H-1)，3.37(1H，s，H-15)，3.15(1H，t，J=11.0 Hz，17-H)，2.75(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.88(1H，dt，J=3.1 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.7 3(2H，d，J=10.5 Hz，H-16a)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.2 Hz，H-16b)，1.73(1H，m，2b-H)，1.30(3H，s，CH3-18)，1.16(3H，s，CH3-30)，0.86(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，170.5(OAc-12，s)，169.9(OAc-3，s)，166.3(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.4(C-20，s)，111.8(C-22，d)，96.4(C-29，d)，78.6(C-12，d)，73.2(C-3，d)，71.9(C-14，s)，70.2(C-1，d)，69.8(C-7，d)，64.9(C-19，t)，58.4(C-15，d)，48.4(C-9，d)，45.9(C-13，s)，42.5(C-8，s)，41.3(C-10，s)，40.8(C-4，s)，39.4(C-2′，s)，38.5(C-17，d)，34.8(C-2，t)，33.5(C-16，t)，27.7(C-5，d)，25.9(C-6，t)，22.1(OAc-3，q)，21.4(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.7(C-28，q)。

2.3 化合物3的制備

化合物TSN(143.5 mg，0.25n mol)溶于干燥的丙酮中(10 mL)，N2保護下加入氯乙酸酐(42.7 mg，0.25 mmol)、無水醋酸鈉(36.9 mg，0.45 mmol)，在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC點板檢測原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 25 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 10 mL)，合并有機相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經硅膠柱層析得到化合3。白色無定型粉末，ESI-MSm/z653[M + Na]+(C32H39ClO12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.33(1H，s，H-23)，7.26(1H，s，H-21)，6.14(1H，s，H-22)，5.87(1H，s，H-29)，5.34(1H，d，J=2.4 Hz，H-3)，5.20(1H，d，J=4.2 Hz，H-12)，4.89/4.79(1H，s，H-29)，4.70(1H，s，H-9)，4.32(1H，d，J=12.6 Hz，H-19a)，4.24(1H，d，J=12.6 Hz，H-19b)，4.11(2H，s，H-2′)，3.80(1H，m，H-7)，3.67(2H，m，2-H′)，3.58(1H，m，H-1)，3.37(1H，s，H-15)，3.15(1H，t，J=11.0 Hz，17-H)，2.75(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.88(1H，dt，J=3.1 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.73(2H，d，J=10.5 Hz，H-16a)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.2 Hz，H-16b)，1.7 3(1H，m，2b)，1.30(3H，s，CH3-18)，1.16(3H，s，CH3-30)，0.86(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，170.5(OAc-12，s)，169.9(OAc-3，s)，166.3(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.4(C-20，s)，111.8(C-22，d)，96.4(C-29，d)，78.6(C-12，d)，73.2(C-3，d)，71.9(C-14，s)，70.2(C-1，d)，69.8(C-7，d)，64.9(C-19，t)，58.4(C-15，d)，48.4(C-9，d)，45.9(C-13，s)，42.5(C-8，s)，41.3(C-10，s)，40.8(C-4，s)，39.4(C-2′，s)，38.5(C-17，d)，34.8(C-2，t)，33.5(C-16，t)，27.7(C-5，d)，25.9(C-6，t)，22.1(OAc-3，q)，21.4(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.7(C-28，q)。

2.4 化合物4的制備

稱取碘乙酸(186 mg，1.0 mmol)加入到無水乙酸乙酯(4 mL)，室溫攪拌，5 min后，加入DCC(103 mg，0.5 mmol)，繼續室溫攪拌1 h。1 h后，過濾濃縮濾液，得到備用?；衔颰SN(287 mg，0.5 nmol)加入備用品中，加入干燥的丙酮中(20 mL)，N2保護下，加入無水醋酸鈉(73.8 mg，0.9 mmol)，最后在59℃下回流攪拌12 h，TLC點板檢測原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 50 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 20 mL)，合并有機相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經硅膠柱層析得到化合4。白色無定型粉末，ESI-MSm/z765[M + Na]+(C32H39IO12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.34(1H，s，H-23)，7.27(1H，s，H-21)，6.15(1H，s，H-22)，5.81(1H，s，H-29)，5.28(1H，d，J=2.5Hz，H-3)，5.23(1H，d，J=4.0 Hz，H-12)，4.84(1H，s，H-9)，4.30(1H，d，J=12.0 Hz，H-19a)，4.26(1H，d，J=12.2 Hz，H-19b)，3.84(1H，m，H-7)，3.78(1H，m，H-1)，3.71(2H，m，H-2′)，3.31(1H，s，H-15)，2.98(1H，t，J =12.8 Hz，17-H)，2.86(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.84(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.74(2H，d，J=10.5 Hz，H-16a)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.2 Hz，H-16b)，1.71(1H，m，2b)，1.30(3H，s，CH3-18)，1.15(3H，s，CH3-30)，0.83(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.9(C-11，s)，170.6(OAc-12，s)，170.1(OAc-3，s)，166.7(C-1′，s)，142.7(C-21，d)，140.9(C-23，d)，122.6(C-20，s)，112.1(C-22，d)，96.0(C-29，d)，78.8(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.1(C-14，s)，70.8(C-1，d)，70.2(C-7，d)，65.0(C-19，t)，58.6(C-15，d)，48.6(C-9，d)，46.0(C-13，s)，42.7(C-8，s)，41.5(C-10，s)，39.8(C-4，s)，38.5(C-17，d)，35.2(C-2，t)，33.5(C-16，t)，27.9(C-5，d)，25.6(C-6，t)，22.3(OAc-3，q)，21.6(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.9(C-28，q)，-6.9(C-2′，t)。

2.5 化合物5制備

稱取己炔酸(98 mg，1.0 mmol)加入到無水乙酸乙酯(4 mL)，室溫攪拌，5 min后，加入DCC(103 mg，0.5 mmol)后，繼續室溫攪拌1 h。1 h后，過濾濃縮濾液，得到備用?；衔颰SN(287 mg，0.5 nmol)加入備用品中，加入干燥的丙酮中(20 mL)，N2保護下，加入無水醋酸鈉(73.8 mg，0.9mmol)，最后在59 ℃下回流攪拌12 h，TLC點板檢測原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 50 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 20 mL)，合并有機相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經硅膠柱層析得到化合5。ESI-MSm/z677[M + Na]+(C35H42O12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.3(1H，sH-23)，7.26(1H，s，H-21)，6.12(1H，s，H-22)，5.8(1H，s，H-29)，5.23(1H，s，H-3)，5.22(1H，s，H-12)，4.58(1H，s，H-9)，4.31(1H，d，J=12.0 Hz，H-19a)，4.26(1H，d，J=11.8 Hz，H-19b)，3.84(1H，m，H-7)，3.78(1H，m，H-1)，3.31(1H，s，H-15)，2.98(1H，t，J=12.8 Hz，17-H)，2.86(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.84(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.93(1H，m，H-5′)，2.74(2H，d，J=10.6 Hz，H-16a)，2.50(2H，m，H-2′)，2.47(2H，m，H-2′)，2，10(3H，s，OAc-3)，2.09(1H，m，H-2b)，1.98(3H，s，OAc-12)，1.97(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=11.0 Hz，H-16b)，1.86(1H，m，2b)，1.29(3H，s，CH3-18)，1.13(3H，s，CH3-30)，0.82(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，170.7(OAc-12，s)170.6(OAc-3，s)，169.9(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.7(C-23，d)，122.5(C-20，s)，111.9(C-22，d)，95.0(C-29，d)，82.3(C-4′，s)，78.7(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.0(C-14，s)，70.3(C-1，d)，70.1(C-5′，s)，69.6(C-7，d)，64.7(C-19，t)，58.5(C-15，d)，48.5(C-9，d)，46.0(C-13，s)，42.6(C-8，s)，41.5(C-10，s)，39.3(C-4，s)，38.4(C-17，d)，35.0(C-2，t)，33.5(C-2′，d)，33.0(C-16，t)，28.0(C-5，d)，25.4(C-6，t)，22.1(OAc-3，q)，21.6(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.6(C-30，q)，15.3(C-28，q)，14.7(C-3′，t)。

2.6 化合6制備

稱取戊炔酸(112 mg，1.0 mmol)加入到無水乙酸乙酯(4 mL)，室溫攪拌，5 min后，加入DCC(103 mg，0.5 mmol)后，繼續室溫攪拌1 h。1 h后，過濾濃縮濾液，得到備用?；衔颰SN(287 mg，0.5 nmol)加入備用品中，加入干燥的丙酮中(20 mL)，N2保護下，加入無水醋酸鈉(73.8 mg，0.9 mmol)，最后在59℃下回流攪拌12 h，TLC點板檢測原料消失后，停止攪拌。過濾，濾液減壓蒸干，并用乙酸乙酯萃取三次(3 × 50 mL)，用飽和食鹽水洗滌2 次(2 × 20 mL)，合并有機相，并用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得殘余物，經硅膠柱層析得到化合6。ESI-MSm/z691[M + Na]+(C36H44O12);1H-NMR(400 MHz，in CDCl3)δH: 7.31(1H，s，H-23)，7.11(1H，s，H-21)，6.12(1H，s，H-22)，5.78(1H，s，H-29)，5.28(1H，s，H-3)，5.24(1H，s，H-12)，4.59(1H，s，H-9)，4.29(1H，d，J=11.8 Hz，H-19a)，4.26(1H，d，J=11.8 Hz，H-19b)，3.76(1H，m，H-7)，3.64(1H，m，H-1)，3.30(1H，s，H-15)，2.98(1H，t，J=12.8 Hz，17-H)，2.86(1H，dt，J=2.0 Hz，15.8 Hz，2-Ha)，2.84(1H，dt，J=3.0 Hz，14.0 Hz，H-5)，2.93(1H，m，H-6′)，2.75(2H，d，J=10.6 Hz，H-16a)，2.51(2H，m，H-2′)，2.47(2H，m，H-3′)，2.24(2H，m，H-4′)，2.08(3H，s，OAc-3)，1.98(1H，m，H-2b)，1.97(3H，s，OAc-12)，1.96(1H，m，H-2a)，1.90(1H，d，J=12.0 Hz，H-16b)，1.86(1H，m，2b-H)，1.29(3H，s，CH3-18)，1.13(3H，s，CH3-30)，0.80(3H，s，CH3-28);13C-NMR(100 MHz，in CDCl3)δC: 206.8(C-11，s)，171.9(OAc-12，s)，170.5(OAc-3，s)，170.0(C-1′，s)，142.4(C-21，d)，140.6(C-23，d)，122.5(C-20，s)，111.9(C-22，d)，94.6(C-29，d)，82.9(C-5′，s)，78.7(C-12，d)，73.6(C-3，d)，72.0(C-14，s)，70.2(C-1，d)，69.5(C-6′，s)，69.2(C-7，d)，64.8(C-19，t)，58.5(C-15，d)，48.5(C-9，d)，45.9(C-13，s)，42.6(C-8，s)，41.5(C-10，s)，39.3(C-4，s)，38.4(C-17，d)，35.0(C-2，t)，33.6(C-2′，d)，32.8(C-16，t)，28.0(C-5，d)，25.4(C-6，t)，23.5(C-3′，t)，22.1(OAc-3，q)，21.6(OAc-12，q)，20.7(C-18，q)，19.8(C-4′，t)，19.6(C-30，q)，15.3(C-28，q)。

3 結語

通過對苦楝中川楝素化合物進行結構修飾，可得到不同結構類型的川楝素衍生物。后續通過研究活性與結構的關系，期望選擇合適的連接分子探針的位點，為研究川楝素藥理作用靶點提供穩定的化合物來源。