本发明涉及新型的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐类化合物及其制备方法，以及该化合物为活性成分的药物组合物在抗肿瘤方面的应用。
背景技术：
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近年来，在药效团或活性化合物之间进行合理的分子杂合，作为一种药物发现的新策略，受到了合成化学及药物化学家极大的重视。通过对两种具有相同或不同药理活性的药效团进行杂合，这样的合成方法不仅能够增加对于影响某种疾病产生的受体单一靶点的亲和力，并且可以同时作用于两个或者两个以上的靶点，对疾病的治疗具有双重甚至多重的效果。许多通过分子杂合设计出来的新型化合物表现出了多样的生物活性，目前被广泛应用到各个领域。
苯并呋喃和苯并咪唑均为含氮杂环的结构单元，作为药效团广泛存在于天然产物及合成药物分子结构中，具有多种不同的药理活性，特别是抗肿瘤活性，显示出了广阔的应用前景。
将具有良好生物活性的苯并呋喃与苯并咪唑及其衍生物组合起来，形成结构新颖的苯并呋喃—苯并咪唑盐类化合物，旨在寻找新型有较好药理活性的药物，目前国内外对该类化合物鲜有报道。
技术实现要素：
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本发明的第一目的在于提供一系列2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐化合物；第二目的在于提供所述的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐类化合物的制备方法；第三目的在于提供所述的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐在抗肿瘤方面的应用。
本发明的第一目的是提供一系列2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐类化合物，其结构通式表示如下式：
R1 = 溴基，三氟甲基；R2 = 4-甲氧基苯甲酰甲基， 2-萘甲酰甲基；
本发明的第二目的是这样实现的，技术路线如下：
本发明制备方法包括以下步骤：
以水杨醛（1）为原料，与4-取代溴苄（2）在无水DMF中合成苄醚水杨醛（3），再在叔丁醇钾和无水DMF中合成2-芳基苯并呋喃（4），然后与与三氯氧磷和无水DMF合成2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃（5），接着与硼氢化钠在甲醇中合成2-芳基-3-甲醇苯并呋喃（6），然后先与甲磺酰氯在二氯甲烷中合成甲磺酸酯，再与苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑（7-8），在此基础上与溴代烷烃在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐（9-16）。
本发明的第三目的是提供一系列抗肿瘤细胞毒活性数据。体外抗肿瘤活性筛选结果显示，相比较于顺铂（DDP），化合物9-16对乳腺癌细胞（MCF-7）和结肠癌细胞（SW480）有较好的选择性的细胞毒活性。初步的构效关系研究发现，当苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑的3-位取代基为2-萘甲酰甲基时，具有较好的体外抗肿瘤活性。
附图说明
图1是本发明2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐类化合物制备的技术路线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
该制备方法具体包括：
A、化合物苄醚水杨醛的制备：
以水杨醛为原料，与4-取代溴苄在无水DMF中合成苄醚水杨醛：将水杨醛、4-溴溴苄或4-三氟甲基溴苄溶于无水DMF中，加入碳酸钾，用量按摩尔数比为水杨醛：4-取代溴苄：碳酸钾 = 1 ：1 ： 2，无水DMF的用量为30 ml ：1g 水杨醛，100℃条件下搅拌10小时后，冷却至室温，抽滤，加入乙酸乙酯稀释（50 ml ：1g底物），分别用水（50 ml）和饱和食盐水（50 ml）洗，有机相用无水MgSO4干燥，过滤，溶剂减压浓缩后，进行硅胶柱层析，以石油醚：乙酸乙酯（30 ：1）为洗脱剂，制备得到苄醚水杨醛；
B、化合物2-芳基苯并呋喃的制备：
以苄醚水杨醛为原料，在叔丁醇钾和无水DMF中合成2-芳基苯并呋喃：将苄醚水杨醛溶于无水DMF中，加入叔丁醇钾，用量按摩尔数比为苄醚水杨醛：叔丁醇钾 = 1 ： 2，无水DMF的用量为20 ml ：1g 苄醚水杨醛，150℃条件下搅拌12小时后，冷却至室温，抽滤，加入饱和NH4Cl溶液（50 ml ：1g底物），加入乙酸乙酯稀释（50 ml ：1g底物），分别用水（50 ml）和饱和食盐水（50 ml）洗，有机相用无水MgSO4干燥，过滤，溶剂减压浓缩后，进行硅胶柱层析，以石油醚：乙酸乙酯（40 ：1）为洗脱剂，制备得到2-芳基苯并呋喃；
C、化合物2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃的制备：
以2-芳基苯并呋喃为原料，与三氯氧磷和无水DMF合成2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃：0OC下在无水DMF中缓慢加入三氯氧磷，室温下搅拌10分钟后，再加入上步得到的2-芳基苯并呋喃，用量按摩尔数比为无水DMF ：三氯氧磷：2-芳基苯并呋喃= 10 ：10 ：1，加热升温至90℃，搅拌反应12小时后，冷却至室温，用冰水（50 ml）淬灭，加入NaOH（1N）调节pH值至中性，用乙酸乙酯（50 ml）萃取三次，有机相用无水MgSO4干燥，过滤，溶剂减压浓缩后，进行硅胶柱层析，以石油醚：乙酸乙酯（40 ：1）为洗脱剂，制备得到2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃；
D、化合物2-芳基-3-甲醇苯并呋喃的制备：
以2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃为原料，与硼氢化钠在甲醇中合成2-芳基-3-甲醇苯并呋喃：将上步得到的2-芳基苯并呋喃溶于甲醇中，冰浴条件下分三次加入硼氢化钠，用量按摩尔数比为2-芳基苯并呋喃：硼氢化钠 = 1 ：1.2，甲醇的用量为15 ml ： 1g 2-芳基苯并呋喃，室温下搅拌反应5小时后，过滤，滤液减压浓缩后，进行硅胶柱层析，以石油醚：乙酸乙酯（10 ：1）为洗脱剂，制备得到2-芳基-3-甲醇苯并呋喃；
E、化合物2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑的制备：
以2-芳基-3-甲醇苯并呋喃为原料，先与甲磺酰氯在二氯甲烷中合成甲磺酸酯，再与苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑：将上步得到的2-芳基-3-甲醇苯并呋喃溶于二氯甲烷中， 0℃条件下加入三乙胺，再逐滴加入甲磺酰氯，用量按摩尔数比为2-芳基-3-甲醇苯并呋喃：甲磺酰氯：三乙胺 = 1 ： 1.5 ： 2，二氯甲烷的用量为25 ml ： 1g 2-芳基-3-甲醇苯并呋喃，室温下搅拌反应5小时后，加入二氯甲烷稀释（30 ml），分别用水（50 ml）和饱和食盐水（50 ml）洗，有机相用无水NaSO4干燥，过滤，溶剂减压浓缩后，制备得到甲磺酸酯产物；将甲磺酸酯产物溶于甲苯中，加入苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑，用量按摩尔数比为甲磺酸酯产物：苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑 = 1 ：3，甲苯的用量为10 ml ：1g 甲磺酸酯产物，加热升温至110℃，搅拌24小时后，冷却至室温，减压旋蒸除去大部分溶剂，加入饱和食盐水（50 ml），用乙酸乙酯（30 ml）萃取三次，合并有机相，无水MgSO4干燥，过滤，溶剂减压浓缩后，进行硅胶柱层析，以石油醚：乙酸乙酯：三乙胺（3 ：1：0.3）为洗脱剂，制备得到2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑；
F、化合物2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐的制备：
以2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑为原料，与溴代烷烃在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑：将上步得到的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑溶于甲苯中，搅拌下加入溴代烷烃，用量按摩尔数比为：2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑：溴代烷烃 = 1 ：1.2，甲苯用量为50 ml ：1g 2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑，反应搅拌回流24-48小时，硅胶薄层层析检测反应完全后，冷却至室温，有固体沉淀析出，过滤，沉淀用乙酸乙酯（20 ml）洗涤三次，干燥，制备得到2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐。
实施例1
化合物9的制备：见上述制备方法A、B、C、D、E、F。
化合物9: 分子式C31H24Br2N2O3,产率 63%, 白色固体. IR νmax (cm-1): 3436, 3329, 3137, 2921, 1680, 1606, 1446, 1248, 1178, 1120, 1025, 984, 833, 754, 699 cm-1. 1H-NMR (300 MHz ,DMSO) δ：9.79 (1H, s), 8.09-8.04 (3H, m), 7.94-7.70 (6H, m), 7.69-7.43 (3H, m), 7.42-7.39 (1H, t, J=4.5 Hz), 7.33-7.28 (1H, t , J=7.5 Hz), 7.17-7.14 (2H, d, J=8.7 Hz), 6.31 (2H, s), 6.24 (2H, s), 3.88 (3H, s).13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ：189.30, 164.13, 154.37, 153.54, 143.06, 132.28, 132.10, 130.80, 130.28, 129.99, 129.40, 129.32, 128.64, 127.82, 127.46, 126.98, 126.72, 126.44, 125.92, 125.66, 123.68, 123.45, 119.78, 114.26, 114.10, 113.69, 111.53, 108.10, 107.42, 55.77, 52.93, 41.73. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C31H24BrN2O3+ [M-Br]+ 551.0965, found: 551.0923.
实施例2
化合物10的制备：见上述制备方法A、B、C、D、E、F。
化合物10: 分子式C34H24Br2N2O2,产率 80%, 白色固体. IR νmax (cm-1): 产率80%，白色固体，IR(KBr): 3428, 3321, 3126, 2917, 1686, 1615, 1564, 1446, 1264, 1188, 1124, 1071, 1006, 822, 754, 696 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ：9.84 (1H, s), 8.92 (1H, s), 8.22-8.01 (5H, m), 7.97-7.81 (5H, m), 7.75-7.65 (6H, m), 7.64-7.59 (1H, t, J=7.5 Hz), 7.43-7.32 (1H, m), 6.54 (2H, s), 6.28 (2H, s). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 191.04, 154.39, 153.55, 143.09, 135.50, 132.30, 131.97, 130.88, 130.01, 129.99, 129.67, 129.33, 128.89, 128.65, 128.05, 127.84, 127.48, 127.38, 127.04, 126.78, 125.68, 123.71, 123.27, 119.81, 114.17, 113.73, 111.55, 107.43, 53.41, 41.79. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C34H24BrN2O2+ [M-Br]+ 571.1016, found: 571.1054.
实施例3
化合物11的制备：见上述制备方法A、B、C、D、E、F。
化合物11: 分子式C33H28Br2N2O3,产率 73%, 白色固体. IR νmax (cm-1): 3431, 3329, 3175, 2320, 1609, 1452, 1401, 1245, 1177, 1013, 834, 751 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.62 (1H, s), 8.06-8.02 (3H, m), 7.85-7.70 (6H, m), 7.63-7.40 (2H, m), 7.20-7.13 (3H, m), 6.21 (2H, s), 6.16 (2H, s), 3.88 (3H, s), 2.34-2.32 (6H, d, J=8.7 Hz). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 189.22, 164.14, 153.55, 153.12, 146.26, 141.86, 136.74, 136.29, 132.31, 130.74, 129.52, 129.36, 129.21, 128.85, 127.96, 127.64, 126.46, 125.87, 123.77, 123.48, 119.81, 114.39, 114.25, 113.50, 113.04, 111.57, 108.49, 55.75, 52.76, 42.01, 20.03, 19.89. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C33H28BrN2O3+ [M-Br]+ 579.1278, found: 579.1260.
实施例4
化合物12的制备：见上述制备方法A、B、C、D、E、F。
化合物12: 分子式C36H28Br2N2O2, 产率 58%, 白色固体. IR νmax (cm-1): 3435, 3330, 3132, 2320, 1613, 1452, 1400, 1244, 1176, 749 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.65 (1H, s), 8.87 (1H, s), 8.32-8.00 (3H, m), 7.92-7.71 (6H, m), 7.68-7.32 (5H, m), 7.24-7.15 (2H, m), 6.43 (2H, s), 6.19 (2H, s), 2.35-2.33 (6H, d, J=5.1 Hz). 13C-NMR (75 Hz，DMSO) δ: 190.95, 153.57, 153.14, 146.33, 141.88, 136.78, 136.32, 135.50, 132.32, 130.96, 130.76, 129.89, 129.54, 129.28, 129.04, 128.84, 128.64, 128.15, 127.85, 127.61, 127.36, 126.72, 125.88, 123.78, 123.50, 119.77, 113.60, 113.11, 111.58, 108.51, 53.23, 41.25, 20.05, 19.92. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C36H28BrN2O2+ [M-Br]+ 599.1329, found: 599.1327.
实施例5
化合物13的制备：见上述制备方法A、B、C、D、E、F。
化合物13: 分子式C32H24BrF3N2O3,产率 61%，白色固体. IR νmax (cm-1): 3443, 3330, 3182, 1618, 1522, 1458, 1404, 1340, 1247, 1173, 1009, 858, 750 , 695 cm-1.1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.77 (1H, s), 8.15-8.04 (5H, m), 7.96-7.93 (3H, d, J=8.1Hz), 7.79-7.61 (4H, m), 7.49-7.44 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.35-7.33 (1H, d, J=7. 5 Hz), 7.22-7.14 (2H, m), 6.49 (2H, s), 6.31 (2H, s). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 189.22, 164.14, 153.75, 152.44, 143.18, 132.49, 132.27, 131.60, 130.86, 130.78, 129.82, 129.40, 128.19, 127.62, 127.00, 126.76, 126.43, 126.32, 126.13, 125.73, 123.92, 122.12, 120.11, 114.26, 114.08, 113.75, 111.71, 109.39, 55.76, 52.91, 41.55. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C32H24F3N2O3+ [M-Br]+ 541.1734, found: 541.1746.
实施例6
化合物14的制备：见上述制备方法A、B、C、D、E、F。
化合物14: 分子式C35H24BrF3N2O2,产率73%，白色固体. IR νmax (cm-1): 产率73%，白色固体，IR(KBr): 3433, 3331, 3184, 1618, 1524, 1444, 1403, 1353, 1264, 1188, 1104, 927, 818, 749 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.82 (1H, s), 8.89 (1H, s), 8.21-8.11 (6H, m), 8.07-7.94 (4H, m), 7.79-7.64 (6H, m), 7.50-7.45 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.37-7.32 (1H, t, J=7. 5 Hz), 6.51 (2H, s), 6.34 (2H, s). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 190.95, 153.76, 152.48, 143.20, 135.51, 132.50, 132.32, 131.97, 130.92, 130.82, 129.84, 129.64, 129.35, 128.67, 128.20, 127.85, 127.65, 127.39, 127.06, 126.82, 126.34, 126.16, 123.94, 123.24, 120.13, 114.14, 113.81, 111.73, 109.38, 53.35, 41.59. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C35H24F3N2O2+ [M-Br]+ 561.1784, found: 561.1760.
实施例7
化合物15: 分子式C34H28BrF3N2O3,产率 82%, 白色固体. IR νmax (cm-1): 3432, 3331, 3122, 2964, 1679, 1606, 1447, 1407, 1322, 1246, 1175, 1123, 1069, 953, 840, 753, 688. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.62 (1H, s), 8.12-7.96 (6H, d, J=8.1 Hz), 7.85 (1H, s), 7.78-7.75 (1H, d, J=8.4 Hz), 7.66-7.63 (1H, d, J=7. 8 Hz), 7.56 (1H, s), 7.49-7.44 (1H, t, J=7. 6 Hz), 7.36-7.31 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.16-7.14 (2H, d, J=8.7Hz), 6.23-6.20 (4H, d, J=6.6 Hz), 3.88 (3H, s), 2.35-2.32 (6H, d, J=9.3 Hz). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 189.21, 164.13, 153.73, 152.39, 141.91, 136.75, 136.28, 135.45, 132.69, 132.09, 130.72, 129.24, 128.31, 128.09, 127.56, 126.19, 123.91, 120.34, 114.24, 113.51, 113.08, 111.71, 109.74, 55.75, 52.75, 41.11, 20.01, 19.92. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C34H28F3N2O3+ [M-Br]+ 569.2047, found: 569.2034.
实施例8
化合物16的制备：见上述制备方法A、B、C、D、E、F。
化合物16: 分子式C37H28Br F3N2O2,产率 75%，白色固体. IR νmax (cm-1): 3428, 3331, 3180, 2965, 1686, 1615, 1563, 1447, 1401, 1323, 1262, 1175, 1124, 1069, 950, 848, 750, 684 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.68 (1H, s), 8.87 (1H, s), 8.21-7.98 (8H, m), 7.93 (1H, s), 7.79-7.67 (4H, m), 7.58 (1H, s), 7.50-7.45 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.38-7.33 (1H, t, J=7. 5 Hz), 6.42 (2H, s), 6.26 (2H, s), 2.36-2.33 (6H, d, J=8.4Hz). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 190.94, 153.75, 152.40, 141.94, 136.81, 136.33, 135.50, 132.66, 131.96, 130.92, 130.75, 129.63, 129.29, 128.65, 128.32, 127.85, 127.57, 127.38, 126.21, 123.92, 123.23, 120.09, 113.59, 113.13, 111.73, 109.76, 53.22, 41.16, 20.02, 19.94. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C37H28F3N2O2+ [M-Br]+ 589.2097, found: 589.2086.
2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐的体外抗肿瘤活性细胞毒性测试
运用MTT法通过对合成的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐进行体外抗肿瘤细胞毒活性的研究。体外抗肿瘤细胞毒活性研究选用的是白血病细胞（HL-60）、肝癌细胞（SMMC-7721）、肺癌细胞（A-549）、乳腺癌细胞（MCF-7）以及结肠癌细胞(SW480)这五种人体肿瘤细胞株，用顺铂（DDP）作为阳性对照进行测试，用两点法计算化合物的IC50值。
测试结果（表1）显示，与已商品化的抗癌药物—顺铂（DDP）相比较，化合物9-16对五种人体肿瘤细胞株均具有非常好的体外抗肿瘤活性。相比较于顺铂（DDP），化合物9-16对乳腺癌细胞（MCF-7）和结肠癌细胞（SW480）有较好的选择性的细胞毒活性。初步的构效关系研究发现，当苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑的3-位取代基为2-萘甲酰甲基时，具有较好的体外抗肿瘤活性。
表1 2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑盐的抗肿瘤细胞毒活性数据（IC50，μM）
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