1,2-苯并-α-吡喃酮又稱香豆素,是自然界分 布極廣的一類天然產物。大量的研究表明,香豆 素類化合物具有抗菌、抗癌、抗 HIV、抗結 核、抗凝血、抗氧化、抗炎等藥理作用。 人體的衰老與體內的自由基有關,合理服用抗氧 化劑或自由基清除劑,均可有效控制生物機體的 衰老及疾病的預防。因此,發(fā)現(xiàn)及尋找具有良 好抗氧化性能的先導化合物,對于抗衰老研究具 有重要的意義。
1 實驗部分
1. 1 主要儀器與試劑
AV400 型核磁共振儀( 德國 Bruker 公司) ; Acquity UPLC-Q-Tof Micro 型液相色譜質譜聯(lián)用 儀( 美國 Waters 公司) ; UV-2550 型紫外可見分光 光度計( 日本島津公司) ; DZF-6201 型真空恒溫干 燥箱( 上海一恒科學儀器有限公司) ; X-4 型數(shù)字 顯示顯微熔點儀( 北京泰克儀器有限公司) ; RE52A 型旋轉蒸發(fā)儀( 上海亞榮生化設備儀器有限公司) 。2,3,4-三甲氧基苯甲醛( ≥98%,上海市上峰 化工有限公司) ; 桂皮酸( ≥99. 5%,上海潤捷化學 試劑有限公司) ; 苯乙酸( ≥99%,國藥集團化學 試劑有限公司) ; 1,1-二苯基-2-苦肼基( DPPH, ≥99%) 、2,2'-聯(lián)氨-雙( 3-乙基苯并噻唑啉-6-磺 酸) 二胺鹽( ABTS,≥98%) ( 南京奧多福尼生物 科技有限公司) ; 柱層析用硅膠、薄層層析用硅膠 ( 青島海洋化工廠) ; 硝基乙酸甲酯方法制備; 其他試劑均為分析純,未 經 處 理 直 接 使用。
1. 2 合成路線
以 2,3,4-三甲氧基苯甲醛( 1) 為起始原料, 在三氯化鋁催化下,先選擇性去甲基得到 2-羥基3,4-二甲氧基苯甲醛( 2) ,再通過 Knoevenagel 縮 合關環(huán)及還原反應,獲得關鍵中間體 3-氨基-7,8- 二甲氧基-1,2-苯并-α-吡喃酮( 4) ,并以 此 為 母 體,將氨基酰化制得 2 個新型含 1,2-苯并-α-吡喃 酮類物質( 5a,5b) ,其合成路線如下所示。
1. 3 實驗方法
向溶有 4. 00 g( 20. 0 mmol) 化合物 1 的 30. 0 mL 甲苯中,加入 2. 72 g( 20. 0 mmol) 三氯 化鋁,于 80( ± 2) ℃ 下加熱 6 h 后冷卻至室溫。 加入 30. 0 mL ( 5. 00 mol /L ) 冷 HCl,水 相 以 CH2Cl2 萃取( 20. 0 mL×3) ,有機相分別用飽和碳 酸氫鈉溶液、飽和氯化鈉溶液洗滌,無水硫酸鈉干 燥。濾液濃縮后冷卻,得 紅 褐 色 固 體。溶 劑 ( V( 乙醇) ∶V( 水) = 1 ∶1. 2) 重結晶后得 2. 10 g 淺 黃色針狀晶體,收率為 57. 3%,m. p.70 ~ 72 ℃ ( 值: 66. 0 ~ 68. 0 ℃ ) 。1. 3. 2 3-硝基-7,8-二甲氧基-1,2-苯并-α-吡喃 酮( 3) 的合成 將 4. 49 g ( 25. 0 mmol) 化 合 物 2 溶 于 171 mL 甲苯 和 73. 0 mL 環(huán)己烷混合溶劑中,加 入 3. 68 g( 31. 0 mmol) 硝 基 乙 酸 甲 酯 和 0. 50 mL ( 5. 05 mmol) 哌啶。在 98( ± 2) ℃ 下,加熱回流 10 h,用分水器除水。反應液冷卻至 0 ℃ ,得棕 黑色沉淀,抽濾,固體溶于 170 mL DMF 中并冷 卻至 0 ℃ ,濾去不溶物。濾液中加入大量冰水, 得到黃色沉淀,抽濾,真空干燥得 5. 40 g 黃色粉 末,收 率 為 85. 3%,m. p. 203 ~ 205 ℃ 。 1. 3. 3 化合物 4 的合成 攪拌下,將 1. 52 g( 6. 06 mmol) 化合物 3 溶于 20. 0 mL 乙醇中,再加入 1. 12 g( 5%) Pd /C 及 4. 00 mL 環(huán)己烯,室溫下攪拌至反應完全( TLC 監(jiān)控) 。 抽濾,乙酸乙酯洗滌濾渣,濾液減壓濃縮并真空干 燥,得棕色固體。乙醇重結晶后得 1. 12 g 黃色固 體,收率為 78. 5%,m. p.177 ~ 180 ℃ 。
2 結果與討論
將硝基還原為氨基,曾嘗試以鐵粉和稀鹽酸 作為還原劑,但反應過程中生成的鐵泥使后處理 過程難以順利完成。若將鐵粉換為鋅粉,雖不存 在鐵泥,但副產物較多、后處理過程復雜、產品損 失嚴重。經實驗考查,最終確定以還原效率較高 的 Pd /C 作為還原劑,以環(huán)己烯作為供氫體系。 目標產物 5a 和 5b 在低溫下即可合成,以三乙胺 為縛酸劑使酰化反應完全。化合物 5a 在高濃度 下( 1 000、1 200 μg /mL) 表現(xiàn)出比對照物更為強 烈的清除作用,并存在明顯的量效關系,化合物 4 也有一定的清除活性,其清除效果與濃度關系不 大。與母體化合物 4 相比,化合物 5a 在高濃度 時,對 DPPH 自由基的清除活性增強; 而化合物 5b 和化合物 4 的清除能力基本相當,表明氨基酰 化后對 DPPH 自由基的清除活性有所提高。
3 結論
本文合成了兩個未見含 1,2-苯 并-α-吡喃酮的芳酰胺類化合物。經抗氧化活性 測試得知,在 DPPH 自由基的清除實驗中,化合 物 5a 在高濃度時,清除活性較對照品及母體化合 物 4 強; 在 ABTS 自由基清除實驗中,化合物 4 在 所有測試濃度下,均表現(xiàn)出良好的清除活性,尤其 是在低濃度時,對 ABTS 自由基顯示出極好的抑 制作用; 在羥自由基清除活性方面,化合物 5a 在 低濃度時比對照品和化合物 4 表現(xiàn)出更佳的清除活性,但化合物 5b 在所有的測試實驗中表現(xiàn)的抗 氧化活性不佳。由于化合物數(shù)量有限,母體化合 物 4 的氨基酰胺化后對衍生物抗氧化活性的影響 仍需進一步研究。本文為 1,2-苯并-α-吡喃酮類 衍生物在抗氧化構效關系研究方面提供了一定的研究基礎。