含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物及其制备方法与应用与流程

本发明属药物化学领域，涉及吲哚类化合物，具体涉及一种含有愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物及其制备方法与应用。

背景技术：

吲哚衍生物广泛地存在于自然界中，在许多具有重要的生理及药理活性的天然产物中都含有吲哚结构单元，被广泛地应用于食品、农药、染料、医药、饲料和药物合成等领域((a)Schreiber,S.L.；Science,2000,287,1964；(b)Wess,G.；Urmann,M.；Sickenberger,B.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,2001,40,3341；(c)Abdel,A.S.；J.Pestic.Sci.,2010,35,431.)，在生物、医药等领域具有非常重要的地位和非常广泛的应用前景。对该类化合物的合成与开发已经引起化学家和药物学家的关注，其应用前景十分广阔。

特别是许多含吲哚结构的生物碱因其特有的抗炎、止吐、降压、抗抑郁、治疗偏头痛及抗肿瘤活性而受到了广泛关注，因而通过有机合成的方法获得具有类似结构的吲哚衍生物成为研究的热点。

愈创兰烃薁(1,4-二甲基-7-异丙基薁，Guaiazulene)是洋菊花的有效成分，具有很强的抗胃蛋白酶、抗炎、抗过敏、抗氧化及抗病毒等作用((a)Jung,F.Pharmazie,1951,6,192；(b)Kouichi,N.；Tomio,N.；Hiroyuki,Y.；Shogo,I.；Yoshiaki,K.Eur.J.Pharm.Biopharm.2003,56,347；(c)Kourounakis,A.P.；Rekka,E.A.；Kourounakis,P.N.J.Pharm.Pharmacol.1997,49,938；(d)Flori,J.；Teti,G.；Gotti,R.；Mazzotti,G.；Falconi,M.Toxicol.in Vitro.2011,25,64.)。它的许多衍生物都表现出良好的生物活性((a)Kurokawa,S.Chem.Lett.1981,1569；(b)Kurokawa,S.Bull.Chem.Soc.Jpn.1983,56,2311；(c)Franchi,E.；Ingrosso,G.；Marchetti,F.；Pinzino,C.Tetrahedron,2003,59,5003.)。

另外，多组分反应所具有的连续，高效，操作简便，反应收率高等优点，在近年来受到了学术界的普遍重视和广泛关注。多组分反应可以快速有效地构建大量具有结构复杂性和多样性的化合物以便从中寻找具有重要生理和药理活性的药物前驱体，因而已经成为了有机化学和药物化学工作者手中不可或缺的重要工具(Zhu,J.-P.；Bienayme,H.Ed.II Multicomponent Reactions.2005,WILEY,Weinheim.)。

在药物合成、医药等领域，目前迫切需要开发新的具有特异性的生物活性分子。通过对吲哚化合物分子的结构修饰，是获得生物活性化合物的一条重要途径，具有广阔的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有肿瘤抑制活性的含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物。

本发明另一目的在于提供一种操作方便，原料易得，产率高，选择性好的含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物制备方法。

本发明还提供一种含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物在作为抗肿瘤药物中的应用。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

本发明提供的含愈创兰烃薁结构的吲哚衍生物，具有如下结构

通式：

其中，R¹为H、烷基、芳基；R²为H、烷基。

上述含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物的制备方法，可按如下步骤实施：

(1)将三乙烯二胺加入至1-氯乙酰基愈创兰烃薁、胺及1,3-环己二酮的溶液中进行反应；

(2)反应完毕后，通过过滤得到粗产物；

(3)将所得粗产物通过重结晶，即得目的产物。

作为一种优选方案，本发明所述步骤(1)中溶液以水为溶剂。

进一步地，本发明所述1-氯乙酰基愈创兰烃薁、胺及1,3-环己二酮的摩尔比依次为1:1～1.5:1～1.5。

进一步地，本发明以摩尔质量计，所述三乙烯二胺的用量为1-氯乙酰基愈创兰烃薁的1～50％。

本发明所述胺可选择甲胺、乙胺、正丙胺、环己胺、苯胺、对甲氧基苯胺、对氯苯胺或对氟苯胺。

上述含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物在作为抗肿瘤药物中的应用。

本发明系在三乙烯二胺作用下，以1-氯乙酰基愈创兰烃薁、胺及1,3-环己二酮为反应原料，通过三组分反应一步合成。

合成原理为：

上述合成过程中所述的1-氯乙酰基愈创兰烃薁为具有如下结构的化合物：

该化合物可参考文献(王道林，韩姗，谷峥，徐姣，有机化学，2008,28，1641-1645.)方法，以愈创兰烃薁为底物，通过氯乙酰氯的酰基化反应制得：

本发明的另一目的是提供含愈创兰烃薁结构的吲哚衍生物在制备抗癌药物中的应用。

本发明提供的含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物，经人胃癌细胞株(SGC-7901)和人肺癌细胞株(H446)的抑制活性测定表明，其对人胃癌细胞和人肺癌细胞具有良好的抑制作用，具有较强的开发应用前景，有望进一步发展成为新的肿瘤生长抑制剂、用于癌症的治疗药物或相关药物的合成等。

本发明含愈创兰烃薁结构的吲哚类化合物的合成方法，该反应过程以水为溶剂，通过多组分、一步反应得到产物，避免中间体的分离而带来的资源浪费，体现原子经济性、合成效率的有效性。操作方便、原料易得，为合成多环稠合的吲哚类化合物提供了有效的合成途径。

本发明将以下面实施例作进一步说明，但本发明的内容并不受此实施例的限制。

具体实施方式

实施例1

1,6,6-三甲基-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-4H-吲哚-4-酮)(A₁)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(34mg,0.3mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，甲胺(30％水溶液)(155mg,1.5mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(168mg,1.2mmol)的水(30mL)溶液中，加热回流6小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率76％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:0.88(s,6H),1.46(d,J＝6.6Hz,6H),1.80(s,2H),2.15(s,2H),2.62(s,3H),3.05(s,3H),3.20-3.25(m,1H),3.29(s,3H),6.64(s,1H),7.28-7.30(m,2H),7.78(s,1H),8.26(s,1H)。

IR(KBr)ν:1667(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:375[M+H]⁺。

元素分析(C₂₆H₃₁NO):实测值(理论值)，C 83.67(83.60),H 8.46(8.37),N 3.82(3.75)。

实施例2

1-乙基-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-6,6-二甲基-4H-吲哚-4-酮)(A₂)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(45mg,0.4mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，乙胺(50％水溶液)(117mg,1.3mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(140mg,1.0mmol)的水(20mL)溶液中，加热回流6小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率80％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:0.93(s,6H),1.45(d,J＝6.6Hz,6H),1.55(t,J＝7.5Hz,3H),1.87(s,2H),2.21(s,2H),2.60(s,3H),3.09(s,3H),3.20-3.24(m,1H),3.76(q,J＝7.5Hz,2H),6.61(s,1H),7.26-7.29(m,2H),7.76(s,1H),8.27(s,1H)。

IR(KBr)ν:1669(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:389[M+H]⁺。

元素分析(C₂₇H₃₃NO):实测值(理论值)，C 83.75(83.68),H 8.64(8.58),N 3.69(3.61)。

实施例3

1-乙基-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-4H-吲哚-4-酮)(A₃)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(45mg,0.4mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，乙胺(50％水溶液)(108mg,1.2mmol)和1,3-环己二酮(134mg,1.2mmol)的水(20mL)溶液中，加热回流7小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率75％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:1.49(d,J＝6.6Hz,6H),1.48(t,J＝7.5Hz,3H),1.91(d,J＝7.2Hz,2H),2.03-2.09(m,2H),2.32(d,J＝6.6Hz,2H),2.62(s,3H),3.11(s,3H),3.19-3.21(m,1H),3.67(q,J＝7.5Hz,2H),6.65(s,1H),7.28-7.31(m,2H),7.79(s,1H),8.32(s,1H)。

IR(KBr)ν:1660(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:361[M+H]⁺。

元素分析(C₂₇H₃₃NO):实测值(理论值)，C 83.59(83.52),H 8.22(8.13),N 3.97(3.90)。

实施例4

1-丙基-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-6,6-二甲基-4H-吲哚-4-酮)(A₄)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(34mg,0.3mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，正丙胺(71mg,1.2mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(168mg,1.2mmol)的水(20mL)溶液中，加热回流4小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率83％.

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:0.92(t,J＝7.5Hz,3H),1.16(s,6H),1.48(d,J＝6.6Hz,6H),1.61-1.65(m,2H),1.81(s,2H),2.25(s,2H),2.63(s,3H),3.16(s,3H),3.23-3.26(m,1H),3.44(t,J＝7.5Hz,2H),6.61(s,1H),7.24-7.26(m,2H),7.73(s,1H),8.26(s,1H)。

IR(KBr)ν:1672(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:389[M+H]⁺。

元素分析(C₂₈H₃₅NO):实测值(理论值)，C 83.81(83.74),H 8.43(8.78),N 3.56(3.49)。

实施例5

1-环己基-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-6,6-二甲基-4H-吲哚-4-酮)(A₅)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(56mg,0.5mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，环己胺(100mg,1.0mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(168mg,1.2mmol)的水(30mL)溶液中，加热回流7小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率84％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:0.98-1.02(m,1H),1.17(s,6H),1.9(d,J＝6.6Hz,6H),1.46-1.51(m,4H),1.67-1.69(m,4H),1.80(s,2H),2.23(s,2H),2.62(s,3H),3.05(s,3H),3.25-3.28(m,1H),3.52-3.54(m,1H),6.64(s,1H),7.22-7.25(m,2H),7.79(s,1H),8.36(s,1H)。

IR(KBr)ν:1678(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:441[M+H]⁺。

元素分析(C₃₁H₃₉NO):实测值(理论值)，C 84.38(84.31),H 8.99(8.90),N 3.24(3.17)。

实施例6

1-苯基-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-6,6-二甲基-4H-吲哚-4-酮)(A₆)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(45mg,0.4mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，苯胺(103mg,1.1mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(168mg,1.2mmol)的水(40mL)溶液中，加热回流5小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率73％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:1.10(s,6H),1.47(d,J＝6.6Hz,6H),1.73(s,2H),2.31(s,2H),2.64(s,3H),3.14(s,3H),3.23-3.27(m,1H),6.58(s,1H),7.21-7.36(m,7H),7.78(s,1H),8.35(s,1H)。

IR(KBr)ν:1672(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:437[M+H]⁺。

元素分析(C₃₁H₃₃NO):实测值(理论值)，C 85.54(85.48),H 7.71(7.64),N 3.29(3.22)。

实施例7

1-(4-甲氧基苯基)-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-6,6-二甲基-4H-吲哚-4-酮)(A₇)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(34mg,0.3mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，对甲氧基苯胺(123mg,1.0mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(168mg,1.2mmol)的水(30mL)溶液中，加热回流5小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率85％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:1.14(s,6H),1.48(d,J＝6.6Hz,6H),1.70(s,2H),2.35(s,2H),2.64(s,3H),3.06(s,3H),3.23-3.26(m,1H),3.69(s,3H),6.61(s,1H),7.23-7.34(m,4H),7.42(d,J＝8.4Hz,2H),7.78(s,1H),8.24(s,1H)。

IR(KBr)ν:1679(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:467[M+H]⁺。

元素分析(C₃₂H₃₅NO):实测值(理论值)，C 82.66(82.54),H 7.65(7.58),N 3.08(3.01)。

实施例8

1-(4-甲氧基苯基)-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-4H-吲哚-4-酮)(A₈)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(34mg,0.3mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，对甲氧基苯胺(123mg,1.0mmol)和1,3-环己二酮(134mg,1.2mmol)的水(40mL)溶液中，加热回流6小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率82％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:1.47(d,J＝6.6Hz,6H),1.76(d,J＝7.2Hz,2H),2.24-2.28(m,2H),2.46(d,J＝7.8Hz,2H),2.63(s,3H),3.11(s,3H),3.23-3.26(m,1H),3.73(s,3H),6.61(s,1H),7.20-7.32(m,4H),7.46(d,J＝8.4Hz,2H),7.79(s,1H),8.34(s,1H)。

IR(KBr)ν:1683(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:439[M+H]⁺。

元素分析(C₃₀H₃₁NO):实测值(理论值)，C 82.66(82.35),H 7.65(7.14),N 3.08(3.20)。

实施例9

1-(4-氯苯基)-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-6,6-二甲基-4H-吲哚-4-酮)(A₉)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(56mg,0.5mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，对氯苯胺(141mg,1.1mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(168mg,1.2mmol)的水(30mL)溶液中，加热回流5小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率78％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:1.10(s,6H),1.40(d,J＝6.6Hz,6H),1.64(s,2H),2.46(s,2H),2.58(s,3H),3.08(s,3H),3.22-3.26(m,1H),6.61(s,1H),7.29-7.32(m,2H),7.38(d,J＝8.8Hz,2H),7.56(d,J＝8.8Hz,2H),7.79(s,1H),8.35(s,1H)。

IR(KBr)ν:1684(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:471[M+H]⁺。

元素分析(C₃₁H₃₂ClNO):实测值(理论值)，C 79.31(79.21),H 6.95(6.86),N 3.05(2.98)。

实施例10

1-(4-氟苯基)-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-6,6-二甲基-4H-吲哚-4-酮)(A₁₀)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(34mg,0.3mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，对氟苯胺(133mg,1.2mmol)和5,5-二甲基-1,3-环己二酮(168mg,1.2mmol)的水(40mL)溶液中，加热回流5小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率81％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:1.12(s,6H),1.42(d,J＝6.6Hz,6H),1.71(s,2H),2.49(s,2H),2.65(s,3H),3.13(s,3H),3.23-3.27(m,1H),6.65(s,1H),7.26-7.30(m,2H),7.34(d,J＝9.2Hz,2H),7.63(d,J＝9.2Hz,2H),7.79(s,1H),8.34(s,1H)。

IR(KBr)ν:1680(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:455[M+H]⁺。

元素分析(C₃₁H₃₂FNO):实测值(理论值)，C 82.17(82.09),H 7.20(7.11),N 3.17(3.09)。

实施例11

1-(4-氯苯基)-2-(3,8-二甲基-5-异丙基薁-1-基)-1,5,6,7-四氢-4H-吲哚-4-酮)(A₁₁)的合成

于50mL反应瓶中，将三乙烯二胺(45mg,0.4mmol)加入到1-氯乙酰基愈创兰烃薁(275mg,1.0mmol)，对氯苯胺(128mg,1.0mmol)和1,3-环己二酮(134mg,1.2mmol)的水(30mL)溶液中，加热回流8小时(用硅胶层析板(TLC)监控反应)。反应完毕后，将反应混合物冷却至室温，收集析出的固体产物，用乙醇重结晶，收率76％。

结构分析如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:1.38(d,J＝6.6Hz,6H),1.79(d,J＝7.2Hz,2H),2.28-2.31(m,2H),2.50(d,J＝7.2Hz,2H),2.56(s,3H),3.04(s,3H),3.20-3.25(m,1H),6.63(s,1H),7.31-7.35(m,2H),7.41(d,J＝8.8Hz,2H),7.59(d,J＝8.8Hz,2H),7.82(s,1H),8.39(s,1H)。

IR(KBr)ν:1688(C＝O)cm^-1。

MS(ESI)m/z:443[M+H]⁺。

元素分析(C₂₉H₂₈ClNO):实测值(理论值)，C 78.89(78.80),H 6.46(6.39),N 3.24(3.17)。

抗肿瘤活性测试

采用MTT(四甲基偶氮唑盐)法测定本发明吲哚衍生物对肿瘤细胞生长的抑制作用进行评价，受试细胞采用人胃癌细胞株(SGC-7901)和人肺癌细胞株

(NCI-H446)，抗癌药物顺铂作为阳性对照品。

活性测试材料

实验方法：

(1)样品的准备：分别将待测试化合物(1mg)用20μLDMSO溶解，取2μL溶解后溶液用1000μL培养液稀释(该培养液为含胎牛血清质量浓度为10％的DMEM培养基)，使其浓度为100μg/mL，再用相同的培养液连续稀释至使用浓度1-10μg/mL。

(2)培养基的配制：配制DMEM培养基，使得每1000mL DMEM培养基中含80万单位青霉素、1.0g链霉素和10％质量的灭活胎牛血清。

(3)细胞的培养：分别将上述肿瘤细胞接种于步骤(2)配制的培养基中，于37℃、5％CO₂培养箱中培养，3-5d传代。

(4)测定样品对肿瘤细胞生长的抑制作用

将细胞人胃癌细胞株(SGC-7901)、人肺癌细胞株(NCI-H446)，分别用EDTA-胰酶消化液消化，并用培养基稀释成1×105/mL，加到96孔细胞培养板中，每孔100μL，置37℃、5％CO₂培养箱中培养。24小时后弃去原培养基，加入含测试样品的培养基，每孔200μL，每个浓度加3孔，置37℃、5％CO₂培养箱中培养，72小时后在细胞培养孔中加入5mg/mL的MTT，每孔10μL，置37℃孵育4小时，加入DMSO，每孔150μL，用酶标仪在570nm波长下比色。分别以同样条件用不含样品、含同样浓度DMSO的培养基培养的上述癌症细胞作为对照，计算样品对肿瘤细胞生长的半数致死浓度(IC₅₀)。

经过上述步骤测量后，本发明化合物的IC₅₀如下表所示：

化合物A₁-A₁₁的抗肿瘤活性

由测试结果可见，本发明实施例提供的化合物表现出良好的抗胃癌和抗肺癌活性，其中化合物A₈的效果接近临床用抗癌药物顺铂。

综上所述，本发明提供了一类具有抗癌活性的吲哚类化合物，同时发现该类化合物具有优良的抗胃癌和抗肺癌活性，从而为抗癌药物的研发拓展了研究底物，为进一步应用提供可能，具有巨大的临床价值和开发应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。