专利名称：(1z,4e,5z)－6－n－异丙基－6－氮杂－2－氧代－3－氧杂－4－甲氧基－双环[3.1.0 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氮杂环丙烷衍生物，具体地说是涉及一种(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷，及其制备方法和用途。
背景技术：
氮杂环丙烷衍生物是一类重要的化合物。很多具有生理活性的天然产物中，如丝裂霉素(mitomycin)、紫菜霉素(porgiromycin)、氮丝胺酸等，均含有氮杂环丙烷结构的组分。为了研究这些天然产物的结构和药理关系，人们合成了一系列的含有醌式和环乙亚胺的各种氮杂环丙烷衍生物的模型化合物。
此外，氮杂环丙烷衍生物还是一类重要的有机合成中间体，常被用来合成生物碱、氨基酸、β-氨基醇、β-内酰胺、吡咯烷聚合物以及手性辅助试剂或手性配体。
因此，对氮杂环丙烷衍生物的合成和结构性质的研究一直受到人们的广泛关注。
现在常见的氮杂环丙烷衍生物的合成方法包括分子内环化法、碳碳双键中插入氮原子法、碳氮双键中插入亚甲基法、某些基团活化的双键的加成消除反应。如在文献1李森兰，郭金波，郁兆莲，陈庆华 中国化学2004，22(4)，384中公开了一种使用5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮为原料，在相转移催化条件下与伯胺反应，合成了外消旋的氮杂环丙烷衍生物的方法，但是这种方法产率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有抗癌活性的氮杂环丙烷衍生物。
本发明的另一目的在于提供一种可以高产率制备所述的氮杂环丙烷衍生物的方法。
本发明的再一目的在于提供所述的氮杂环丙烷衍生物的用途。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的本发明提供一种氮杂环丙烷衍生物，其为(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷，该氮杂环丙烷衍生物的结构式如式I所示。
本发明提供一种上述氮杂环丙烷衍生物的制备方法，其合成路线如图1所示，具体步骤包括1)羟基丁烯内酯(化合物2)的合成将新蒸糠醛(化合物1)236g(2.46mol)溶于2300mL 95％乙醇中，加入2g玫瑰红(Rose Bengal)作为光敏剂，通入氧气，用1000W碘钨灯照射，温度保持在23～27℃，磁搅拌，TLC(薄层层析法)跟踪反应，反应约需40h；停止反应后，在旋转蒸发仪上旋蒸去乙醇，得酒红色稠液，冷冻后析出黄色固体，快速抽滤，干燥得浅黄色固体，石油醚重结晶，得到羟基丁烯内酯(化合物2)，白色针状晶体158g，产率64％，m.p.54～55℃；2)5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮(化合物3)的合成将20g(200mmol)羟基丁烯内酯(化合物2)溶于80mL甲醇中，油浴加热回流(约72h)，TLC跟踪反应；反应结束后，在旋转蒸发仪上旋蒸除去甲醇，得到粗产品；减压蒸馏或快速柱层析(石油醚/丙酮＝20∶1)，得到5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮(化合物3)，无色液体，16g，产率70％；3)5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮(化合物4)的合成将5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮(化合物3)16g(140.4mmol)溶于140mL苯中，再缓慢滴加Br2，室温下搅拌均匀，冰水浴降温至0℃，慢慢滴加吡啶，加完后，撤下冰水浴，常温搅拌，反应约1.5h；反应完毕后，加入50mL水，使溴化氢吡啶盐溶解，分出有机层，用饱和食盐水洗涤，再加入无水硫酸镁干燥；过滤，减压蒸去溶剂，得到粗产品减压蒸馏或快速柱层析(石油醚/丙酮＝20∶1)，得到5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮(化合物4)，淡黄色色液体，20g，产率73.8％；
4)(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷的合成将异丙胺5.5mmol加入10mL DMSO，室温搅拌下加入0.8mL Et3N，反应十分钟后，加入5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮(化合物4)5.0mmol，TLC检测，直至反应完全；然后加入30mL乙酸乙酯稀释，依次用水2×20mL及饱和食盐水20mL洗，有机层用无水MgSO4干燥；减压旋出溶剂，粗产品经快速柱层析(石油醚/丙酮＝20∶1)，得到(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷(化合物5A)和其非对映异构体(1Z，4Z，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷(化合物5B)。
本发明提供的氮杂环丙烷衍生物(化合物5A)对人卵巢癌细胞(A2780)有较好的抑制作用，其IC50＝4.69×10-6g/mL，可应用于制备抗卵巢癌肿瘤的药物。
与现有技术相比，本发明首次发现了(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷具有抗癌活性。本发明通过改进试验方法，摒弃了传统的相转移催化和无水无氧操作，采用室温下均相催化条件，不仅简化了试验操作、降低了成本，而且大大提高了目标化合物(5A)的产率，同时得到另一个非对映异构体(5B)。
图1是本发明的氮杂环丙烷衍生物的合成路线示意图。
具体实施例方式
下述实施例中的糠醛、异丙胺、三乙胺、玫瑰红均购于北京试剂公司，溶剂均购于北京化工厂。
实施例1、羟基丁烯内酯(化合物2)的合成将新蒸糠醛(化合物1)236g(2.46mol)溶于2300mL 95％乙醇中，加入2g玫瑰红(Rose Bengal)作为光敏剂，通入氧气，用1000W碘钨灯照射，温度保持在23～27℃，磁搅拌，TLC(薄层层析法)跟踪反应，反应约需40h；停止反应后，在旋转蒸发仪上旋蒸去乙醇，得酒红色稠液，冷冻后析出黄色固体，快速抽滤，干燥得浅黄色固体；石油醚重结晶，得到羟基丁烯内酯(化合物2)，白色针状晶体158g，产率64％，m.p.54～55℃。
实施例2、5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮(化合物3)的合成将20g(200mmol)羟基丁烯内酯(化合物2)溶于80mL甲醇中，油浴加热回流(约72h)，TLC跟踪反应；反应结束后，在旋转蒸发仪上旋蒸除去甲醇，得到粗产品；减压蒸馏或快速柱层析(石油醚/丙酮＝20∶1)，得到5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮(化合物3)，无色液体，16g，产率70％。
实施例3、5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮(化合物4)的合成将5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮(化合物3)16g(140.4mmol)溶于140mL苯中，再缓慢滴加Br2，室温下搅拌均匀，冰水浴降温至0℃，慢慢滴加吡啶，加完后，撤下冰水浴，常温搅拌，反应约1.5h；反应完毕后，加入50mL水，使溴化氢吡啶盐溶解，分出有机层，用饱和食盐水洗涤，再加入无水硫酸镁干燥；过滤，减压蒸去溶剂，得到粗产品减压蒸馏或快速柱层析(石油醚/丙酮＝20∶1)，得到5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮(化合物4)，淡黄色色液体，20g，产率73.8％。
实施例4、(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷的合成将异丙胺5.5mmol加入10mL DMSO，室温搅拌下加入0.8mL Et3N，反应十分钟后，加入5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮(化合物4)5.0mmol，TLC检测，直至反应完全；然后加入30mL乙酸乙酯稀释，依次用水2×20mL及饱和食盐水20mL洗，有机层用无水MgSO4干燥；减压旋出溶剂，粗产品经快速柱层析(石油醚/丙酮＝20∶1)，得到(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷(化合物5A)610mg，产率71.3％，白色固体，以及其非对映异构体(1Z，4Z，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷(化合物5B)。
化合物5Am.p.69～70℃，Rf＝0.23(石油醚∶丙酮＝10∶1)。
IR(KBr) 2966，1798，1767(C＝O)，1639，1463，1384，1348，1221，1175。
1H NMR(500MHz，CDCl3)δ5.22(s，1H，O-CH-O)，3.55(s，3H，OCH3)，2.83(d，J＝4.1Hz，1H，N-CH)，2.62(d，J＝4.1Hz，1H，N-CH)，1.75(m，1H，-CH-)，1.20(t，J＝5.9Hz，6H，2×CH3)。
13C NMR(125MHz，CDCl3)δ171.6(C＝O)，103.5(O-C-O)，58.2(O-C)，56.7(N-C)，44.5(N-C)，37.9(N-C)，21.9，21.7。
EIMS m/z(％)172(M++1，59)，140(C7H10NO2+，20)，112(C6H10NO+，53)，96(C4H2NO2+，22)，84(100)。
元素分析C8H13NO3C 56.13，H 7.65，N 8.22；found C 56.16，H 7.75，N 8.32。
实施例5、化合物5A的抗癌活性筛选实验实验用癌细胞结肠癌细胞(HCT-8)，肝癌细胞(BEL-7402)，人胃癌细胞(BGC-823)，肺腺癌细胞(A549)和人卵巢癌细胞(A2780)，均由北京药物研究所提供。
实验药物将待测的样品(化合物5A)用DMSO溶解，配制成浓度分别为3mg/mL和30mg/mL(含DMSO≤3％)的溶液，4℃冰箱中保存供实验使用。
培养基PDA培养基马铃薯50g，葡萄糖5g，琼脂5g，加水至250mL；按常规方法配制，活化菌种使用。
沙氏液基(SDB)葡萄糖2g，蛋白质1g，加水至100mL；按常规方法配制，试管药基稀释实验法使用。
实验方法(1)药物稀释液的制备各浓度的药液用沙氏液基稀释10倍，然后再以该浓度为初浓度，倍比稀释，实验药物浓度的终浓度为3000-46.9ug/mL和300-4.69ug/mL。
(2)菌悬液的制备受试菌株(实验用癌细胞)经PDA培养基活化，取菌落于2ml蒸馏水中制成菌悬液，震荡15秒，用血细胞计数板将其浓度调至1×104-2×104CFU/mL。
(3)取配好的药物稀释液，由高浓度至低浓度每试管中依次加入1mL溶液，以含3％DMSO的沙氏液基作为溶剂对照，以沙氏液基不加药物为空白对照，用接种环分别将各菌悬液10μL接种于试管中，置27-30℃恒温箱中培养。
(4)结果的判定经恒温培养分别于24h，48h，72h，96h，124h和148h观察结果，在不搅动的情况下肉眼判定，溶液清晰透明视为癌细胞完全不生长，取完全不生长管最低药物浓度为最低抑菌浓度(MIC)。
实验结果化合物5A对结肠癌细胞(HCT-8)，肝癌细胞(BEL-7402)，人胃癌细胞(BGC-823)，肺腺癌细胞(A549)和人卵巢癌细胞(A2780)的抑制作用列于表1。
表1、抗癌活性试验结果IC50(g/mL)
由实验结果可以看出，化合物5A对人卵巢癌细胞(A2780)有较好的抑制作用，其IC50＝4.69×10-6g/mL，可应用于制备抗卵巢癌肿瘤的药物。
权利要求
1.一种氮杂环丙烷衍生物，其为(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷，该氮杂环丙烷衍生物的结构式如式I所示。 式I
2.一种权利要求1所述的氮杂环丙烷衍生物的制备方法，包括如下的步骤将异丙胺5.5mmol加入10mL DMSO，室温搅拌下加入0.8mL Et3N，反应十分钟后，加入5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮5.0mmol，TLC检测，直至反应完全；然后加入30mL乙酸乙酯稀释，依次用水2×20mL及饱和食盐水20mL洗，有机层用无水MgSO4干燥；减压旋出溶剂，粗产品经快速柱层析，得到本发明的(1Z，4E，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷，和其非对映异构体(1Z，4Z，5Z)-6-N-异丙基-6-氮杂-2-氧代-3-氧杂-4-甲氧基-双环[3.1.0]己烷。
3.如权利要求2所述的氮杂环丙烷衍生物的制备方法，其特征在于所述的5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮是用如下方法得到的1)羟基丁烯内酯的合成将新蒸糠醛236g溶于2300mL 95％乙醇中，加入2g玫瑰红作为光敏剂，通入氧气，用1000W碘钨灯照射，温度保持在23～27℃，磁搅拌，TLC跟踪反应，反应约需40h；停止反应后，在旋转蒸发仪上旋蒸去乙醇，得酒红色稠液，冷冻后析出黄色固体，快速抽滤，干燥得浅黄色固体，石油醚重结晶，得到羟基丁烯内酯，白色针状晶体158g，产率64％，m.p.54～55℃；2)5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮的合成将20g羟基丁烯内酯溶于80mL甲醇中，油浴加热回流，TLC跟踪反应；反应结束后，在旋转蒸发仪上旋蒸除去甲醇，得到粗产品；减压蒸馏或快速柱层析，得到5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮，无色液体，16g，产率70％；3)5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮的合成将5-甲氧基-2(5H)-呋喃酮16g溶于140mL苯中，再缓慢滴加Br2，室温下搅拌均匀，冰水浴降温至0℃，慢慢滴加吡啶，加完后，撤下冰水浴，常温搅拌，反应1.5h；反应完毕后，加入50mL水，使溴化氢吡啶盐溶解，分出有机层，用饱和食盐水洗涤，再加入无水硫酸镁干燥；过滤，减压蒸去溶剂，得到粗产品减压蒸馏或快速柱层析，得到5-甲氧基-3-溴-2(5H)-呋喃酮，淡黄色色液体，20g，产率73.8％。
4.一种权利要求1所述的氮杂环丙烷衍生物在制备抗卵巢癌肿瘤的药物中的用途。
全文摘要
本发明涉及一种氮杂环丙烷衍生物，其为(1Z，4E，5Z)－6－N－异丙基－6－氮杂－2－氧代－3－氧杂－4－甲氧基－双环[3.1.0]己烷，该氮杂环丙烷衍生物的结构式如式I所示。本发明提供一种上述氮杂环丙烷衍生物的制备方法，其通过现有方法合成5－甲氧基－3－溴－2(5H)－呋喃酮后，再和异丙胺、Et
文档编号A61P35/00GK101092420SQ20061009013
公开日2007年12月26日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者裴强, 何兰, 石建功, 周东新 申请人:北京师范大学