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常山酮是中药常山提取物常山碱的卤代衍生物。常山酮具有广谱高效、低交叉耐药性、毒性小等优点,而广泛应用于鸡球虫病的预防和治疗。近年研究发现,常山酮是一种新型 I型胶原纤维合成抑制剂,已经临床应用于硬皮病的治疗。随后发现常山酮还可以抑制肿瘤的生长和转移,并已用于治疗前列腺、乳腺、膀胱以及肺癌等多种癌症的临床研究。然而,常山酮的哌啶环中间体合成工艺较为复杂,目前国内还无法实现常山酮的工业化生产。再者,常山酮与常山碱的结构差异仅在喹唑啉酮6,7位的取代基不同,其药理活性差异很大。因此,本文针对哌啶环中间体的合成路线的关键点和技术难点进行研究,并应用于常山酮类似物的合成,以得到的3个哌啶环关键中间体与6,7-不同取代的喹唑啉酮类化合物进行缩合、脱保护反应研究,所得化合物用于抑菌和细胞毒活性的初步考察。 在哌啶环中间体片段的合成中,2-位烯丙基的引入是整个合成过程最关键的环节。本文在文献报道的众多哌啶环中间体合成路线基础上,特别是参考了Takeuchi小组和华东理工大学课题组的前期研究成果,进行路线筛选、优化和改进研究,成功实现了哌啶环上2-位侧链的引入,进而合成了3个关键哌啶环中间体,2-(溴甲基)-[3,2-b]吡啶并六氢呋喃-4(2H)-1-甲酸苄酯(3-a)、2-(溴甲基)-2-甲氧基-[3,2-b]吡啶并六氢呋喃-4(2H)-1-甲酸苄酯(3-b)和2-(溴甲基)-2-羟基-[3,2-b]吡啶并六氢呋喃-4(2H)-1-甲酸苄酯(3-c)。本方法反应条件温和,操作更简便,收率提高。以上3个中间体均以1H NMR和ESI-MS进行表征并得到确证。其中化合物3-b为合成难度较大的中间体。而化合物3-c在表征方面尚未有文献报道。具体合成工作如下: 1、基于Takeuchi小组路线,以3-羟基吡啶为原料,经苄基保护、O-烯丙基化、还原、氯甲酸苄酯交换保护基并重排、再经硼氢化钠还原、溴代环合即得到2-(溴甲基)-[3,2-b]吡啶并六氢呋喃-4(2H)-1-甲酸苄酯(3-a),总收率为35%。在制备化合物2-烯丙基-3-哌啶酮-1-甲酸苄酯(2-d)时,发现室温下保护基Cbz和 Bn替换难以反应完全,但可采取直接进行下一步实验的方法,即通过一锅法加热回流的方法实现了关键的邻位重排,得到较高收率的2-位烯丙基取代的2-d。在优化的条件下,收率高达76%,相比于文献结果大为提高。且路线简洁,后处理更简便,重复性良好。 2、化合物3-a在碱作用下脱除HBr,再亲核加成得到化合物3-b,酸水解即可得到3-c。以上反应用分步法和一锅法分别进行了比较试验,结果表明,得到化合物3-c的收率,分别为58%和23%,说明分步法优于一锅法。 其后,本文利用合成的3个关键中间体3-a~c分别与6,7-不同取代的喹唑啉酮类化合物1a~e缩合,脱保护反应,得到10个新型的常山酮类似物,并考察了不同条件对缩合反应的影响,所得化合物收率为25%~68%。 最后,本文对以上10个新型常山酮类似物进行了抑菌活性的初步考察,与万古霉素、青霉素和环丙沙星等抗菌素进行了比较。结果表明,化合物2a~e无抑菌活性,其他化合物有待于进一步研究确认。此外,还考察这些化合物对人前列腺癌细胞(PC-3)和小鼠成纤维细胞(L-929)的细胞毒活性,可知大多数化合物对PC-3的毒活性高于L-929。 以上对中间体哌啶环片段合成方法的改进和优化,为规模化生产提供了参考。活性评价结果对于开发新型抗菌药物和抗肿瘤药物具有一定的参考意义。