小白菊内酯类似物的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及小白菊内酯类似物的制备方法及应用，属于有机合成领域。在保留小白菊内酯主要活性基团α‑亚甲基γ‑内酯和环氧结构的基础上，通过改变其骨架，设计了一系列化合物，并对其体外抗癌活性进行测试。通过简便的方法合成一系列具有生物活性小白菊内酯类似物，其中有两个化合物对正常细胞无毒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机合成领域，具体的说是小白菊内酯类似物的制备方法及作为制备抗癌药物的应用
技术介绍
野甘菊起源于巴尔干半岛地区，最早欧洲人和希腊人以观赏和医药为目的种植和使用野甘菊。因为其具有抗炎活性，野甘菊常常用于治疗关节炎，除此之外，其还有很好的抗凝血，助消化，驱虫的作用，并且可以治疗抑郁症，眩晕症，肾结石等疾病。直到1978年，野甘菊具有减压作用被英国健康杂志报道，并因此以植物药的形式被人们广泛种植。在1997年这个最畅销的植物药剂的主要活性成分被确定为小白菊内酯，并对其进行纯化。小白菊内酯主要发现于植物的枝条、花和叶，根部小白菊内酯的含量目前还无法准确测量。实验证明晒干的植物中至少含有0.1％-0.2％的小白菊内酯才具有药理活性。小白菊内酯(Parthenolide)，是野甘菊中一种含有α-亚甲基-γ-丁内酯倍半萜内酯类化合物，分子式为C15H20O3,其化学结构如式1-1。结构特征：以十元环为骨架，骨架上并着一个五元环内酯结构，五元环内酯是主要活性基团，结构中还含有甲基，环氧和双键等。最近，纽约罗切斯特大学医学院的专家Jordan,C.T和其同事发现小白菊内酯可以在不损害正常骨髓细胞的前提下，选择性的消灭急性骨髓性白血病干细胞，进而从根本上治疗该疾病。此外，人们研究发现小白菊内酯也可以抑制乳腺癌干细胞和前列腺癌干细胞。目前人们推测小白菊内酯选择性消灭急性骨髓白血病干细胞的作用机制：p65/NF-κB亚基的Cys38上的巯基与小白菊内酯的α-亚甲基-γ-丁内酯的环外双键发生1,4-Michael加成，从而抑制NF-κB的激活。而NF-κB只有在癌细胞中才处于活化状态，在正常细胞是非活化状态。这样急性骨髓白血病干细胞就成了小白菊内酯选择进攻靶点，这是许多其他NF-κB抑制剂都不具有这样特性。小白菊内酯除了可以抑制NF-κB的激活，其抗癌机制还有：抑制SERCA、HDAC1和COX-2等。正是因为小白菊内酯特殊的生物活性，吸引了许多科研工作者对其和其类似物的研究，并且取得了一些成果。
技术实现思路
本专利技术在保留小白菊内酯主要活性基团α-亚甲基γ-内酯和环氧结构的基础上，通过改变其骨架，设计了一系列化合物，如式1-2所示，并对其体外抗癌活性进行测试。根据化合物的结构特征，主要通过对R1、R2、R3和R4进行修饰。在设计化合物中，对R1的修饰可以分为芳香环、烷烃、环烷烃、带取代的芳香环等等，R2和R3为H，对R4的修饰可以是芳香环、烷烃、环烷烃和环并苯环等等，希望通过对R1、R2、R3和R4的修饰，得到结构简单，活性更好，无毒的化合物。合成方法：在保留主要活性基团(α-亚甲基-γ-丁内酯，环氧)的基础上，通过对小白菊内酯骨架进行改变，我们设计了一系列小白菊内酯类似物，合成方式如式1-3。本专利技术选择Reformatsky反应合成α-亚甲基-γ-丁内酯，该方法具有合成简便，后处理简单，机理成熟，产率高等特点。而环氧结构的形成，我们设计了两种方法，当化合物为酮时，用双氧水(H2O2)和氢氧化钠(NaOH)氧化双键，而当底物为醛时，H2O2和NaOH不能氧化双键，因此我们选用间氯过氧苯甲酸(MCPBA)氧化双键。小白菊内酯类似物的制备方法，按照下述步骤进行：当底物为醛时：称量Zn粉于烧瓶中，加入四氢呋喃，缓慢滴加2-溴甲基丙烯酸乙酯，N2置换保护，反应液用热风枪加热超声至Zn粉完全溶解，缓慢滴加醛，室温反应10-15min。反应结束后，除掉THF，加水淬灭反应，加乙酸乙酯萃取3次，收集有机相，有机相再用饱和食盐水洗3次，加无水硫酸钠干燥，浓缩物柱层析，得α-亚甲基-γ-丁内酯结构化合物；对应的α-亚甲基-γ-丁内酯结构化合物溶于二氯甲烷中，置于冰浴中，称取化合物MCPBA加入反应液，反应30min移至室温。反应结束后，用1M NaOH水溶液洗涤有机相3次，收集有机相，有机相用无水NaSO4干燥，减压旋蒸浓缩物柱层析,得最终产物。其中所述的醛的结构式为通式中R1为苯环R2和R3为氢或R1和R2为氢R3为甲基。其中所述的MCPBA的结构式为其中所述的醛、Zn与2-溴甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为1:2:2。其中所述的α-亚甲基-γ-丁内酯结构化合物与MCPBA的摩尔比为1:1.5。当底物为酮时：将NaOH和H2O2缓慢加入烧瓶中，加入MeOH，再加入底物酮，室温反应10min，反应结束后，减压旋蒸浓缩物柱层析，得环氧化合物；称量Zn粉于烧瓶中，加入四氢呋喃，缓慢滴加2-溴甲基丙烯酸乙酯，N2置换保护，反应液用热风枪加热超声至Zn粉完全溶解，缓慢滴加环氧化合物，室温反应10-15min。反应结束后，减压旋蒸除掉THF，加水淬灭反应，加乙酸乙酯萃取3次，收集有机相，有机相再用饱和食盐水洗3次，加无水硫酸钠干燥，旋干，浓缩物柱层析。其中所述的酮的结构式为通式中R4为甲基，苯基，苯并环己基，4-氟苯基，4-硝基苯基，2-硝基苯基，丙烯基苯基，环己基。其中所述的酮、NaOH与H2O2的摩尔比为1:1:1,MeOH为溶剂。其中所述的环氧化合物、Zn与2-溴甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为1:2:2。上述小白菊内酯类似物作为制备抗癌药物的应用。本专利技术优点：通过简便的方法合成一系列具有生物活性小白菊内酯类似物，其中有两个化合物对正常细胞无毒性。具体实施方式本专利技术合成方式如式1-3。具体实验步骤：实施例1化合物3a-3c的合成称量Zn粉(2.0mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入5mL四氢呋喃，缓慢滴加2-溴甲基丙烯酸乙酯(2.0mmol)，N2置换保护，反应液用热风枪加热超声至Zn粉完全溶解，缓慢滴加醛(1.0mmol)，室温反应10-15min(薄层色谱TLC监测反应进程)。反应结束后，减压旋蒸除掉THF，加水淬灭反应，加乙酸乙酯萃取3次，收集有机相，有机相再用饱和食盐水洗3次，加无水硫酸钠干燥，浓缩物柱层析[洗脱剂:V(石油醚)：V(乙酸乙酯)＝10:1-5:1]纯化，得目标化合物3a-3c。化合物3a[洗脱剂：V(石油醚)：V(乙酸乙酯)＝10:1-5:1]:白色固体，产率90％；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.33-7.17(m,5H),6.63-6.58(d,J＝15.0Hz,1H),6.20-6.18(t,J＝3.0Hz,1H),6.14-6.07(dd,J＝6.0,15.0Hz,1H),5.60-5.58(t,J＝3.0Hz,1H),5.08-5.01(m,1H),3.18-3.08(m,1H),2.76-2.67(m,1H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ169.0,134.6,133.0,132.2,127.7,127.4,125.7,125.6,121.4,76.5,33.3.化合物3b[洗脱剂：V(石油醚)：V(乙酸乙酯)＝10:1-5:1]:无色油状液体，产率87％；1H NMR(300MHz,CDCl3)δ6.16-6.15(d,J＝3.0Hz,1H),5.59-5.58(d,J＝3.0Hz,1H),4.98(s,1H),4.86-4.81(d,J＝15.0Hz,1H),3.11-3.01(m,1H),2.70-2.62(m,1H),1.66-1.65(d,J＝3.0Hz,3H)本文档来自技高网...

【技术保护点】
小白菊内酯类似物的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：当底物为醛时：称量Zn粉于烧瓶中，加入四氢呋喃，缓慢滴加2‑溴甲基丙烯酸乙酯，N2置换保护，反应液用热风枪加热超声至Zn粉完全溶解，缓慢滴加醛，室温反应10‑15min；反应结束后，除掉THF，加水淬灭反应，加乙酸乙酯萃取3次，收集有机相，有机相再用饱和食盐水洗3次，加无水硫酸钠干燥，浓缩物柱层析，得α‑亚甲基‑γ‑丁内酯结构化合物；对应的α‑亚甲基‑γ‑丁内酯结构化合物溶于二氯甲烷中，置于冰浴中，称取化合物MCPBA加入反应液，反应30min移至室温；反应结束后，用1M NaOH水溶液洗涤有机相3次，收集有机相，有机相用无水NaSO4干燥，减压旋蒸浓缩物柱层析， 得最终产物。

【技术特征摘要】
1.小白菊内酯类似物的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：当底物为醛时：称量Zn粉于烧瓶中，加入四氢呋喃，缓慢滴加2-溴甲基丙烯酸乙酯，N2置换保护，反应液用热风枪加热超声至Zn粉完全溶解，缓慢滴加醛，室温反应10-15min；反应结束后，除掉THF，加水淬灭反应，加乙酸乙酯萃取3次，收集有机相，有机相再用饱和食盐水洗3次，加无水硫酸钠干燥，浓缩物柱层析，得α-亚甲基-γ-丁内酯结构化合物；对应的α-亚甲基-γ-丁内酯结构化合物溶于二氯甲烷中，置于冰浴中，称取化合物MCPBA加入反应液，反应30min移至室温；反应结束后，用1M NaOH水溶液洗涤有机相3次，收集有机相，有机相用无水NaSO4干燥，减压旋蒸浓缩物柱层析， 得最终产物。2.根据权利要求1所述的小白菊内酯类似物的制备方法，其特征在于其中所述的醛的结构式为，通式中R1为苯环，R2和R3为氢；或R1和R2为氢，R3为甲基。3.根据权利要求1所述的小白菊内酯类似物的制备方法，其特征在于其中所述的MCPBA的结构式为。4.根据权利要求1所述的小白菊内酯类似物的制备方法，其特征在于其中所述的醛、Zn与2-溴甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为1:2:2。5.根据权利要求1所述的小白菊内酯类似物的制备方法，其特征在于其中所述的α-亚甲基-γ...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡昆，钟健，任杰，许园元，赵月欣，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32