本发明涉及药物化学技术领域，具体涉及六种1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱，含所述1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱的制备及其用途。
背景技术：
包含1,5-氮杂螺[2,4]庚烷结构的化合物非常少，其有关的生物活性报道相应更少。2016年美国化学会organicletters(18，532-535)报道了如化学式1所示的螺-氮杂环丙烷羟吲哚的合成，该文献以亚磺酰亚胺类吲哚酮为起始原料，三甲基碘化亚砜为氧化锍盐，nah作碱，通过现场生成硫叶立德与亚胺加成，获得1,5-氮杂螺[2,4]庚烷骨架结构，反应需要加入强碱，底物不易制备。除此之外，到目前为止，尚没有其它包含1,5-氮杂螺[2,4]庚烷骨架化合物合成及用途的报道。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：基于1,5-氮杂螺[2,4]庚烷结构的严重缺乏及生物活性的空白，本发明提供六种1,5-氮杂螺[2,4]庚烷的新结构及其部分抗癌活性数据。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一类1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱及其制备方法和用途，采用的制备方法为：在氮气保护条件下，将乙烯基叠氮化合物1、2、3、4、5或6溶解甲苯中，于100℃加热反应10h，停止反应后减压蒸馏除去有机溶剂，残留物用乙酸乙酯和石油醚为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到相应的n-h1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物7、9、11、13、15或17。接着将以上产物与适当的卤代物、酰氯或磺酰氯反应，进一步获得氮杂环丙烷官能团化的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷8、10、12、14、16或18。
本发明的具体合成路线如方程式(1)-(6)所示：
(1)
(2]
(3)
(4)
(5)
(6)
进一步地，1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物8的结构通式为：
进一步地，1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物10的结构通式为：
进一步地，1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物12的结构通式为：
进一步地，1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物14的结构通式为：
进一步地，1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物16的结构通式为：
进一步地，1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物18的结构通式为：
选取上述7-18中部分化合物，运用mtt法测定化合物的对癌细胞增殖的抑制作用。本发明采用mtt法测定目标化合物对人癌细胞增殖的抑制作用。选取hela(人宫颈癌细胞)肿瘤细胞为测试细胞株，运用mtt法对上述合成的目标化合物进行体外抗肿瘤活性评价，并以空白为对照。取对数生长期的肿瘤细胞，离心后用rpmi1640培养液稀释成5×104个/ml，接种于96孔板中。37℃培养过夜后加入不同浓度的样品，再孵育72h，加入10ul/孔的mtt溶液(5mg/ml)，于37℃孵化4h后每孔加入100uldmso。10min后，震荡，将孔板置于自动微孔板分光光度计上，在570nm和630nm处测定吸收度值，并用bliss法计算半数有效抑制浓度(ic50)。每组样品进行3次平行测试。
采用上述mtt法测试后得知：当化合物9中的r6为苄基，r7为氢，r8为氢时，该化合物对癌细胞增殖有明显的抑制作用；当化合物16中x为氮原子，r8为氢，r12为3,3-二甲基烯丙基；当化合物18中r8为对甲苯磺酰基时，对癌细胞有抗癌活性；其它结构的化合物具有潜在的抗癌活性，可应用在抗肿瘤药物中。
本发明的有益效果是：本发明提供了六种结构新颖的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱以及制备方法和用途，制备方法简单，条件温和；mtt法活性测试后表明1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱具有潜在的生物活性，可应用在抗肿瘤药物中。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
本发明所用的试剂是参考相关文献制备，溶剂经过纯化和精制。
实施例1
取10ml封管，称取1a80mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体7a，产率为89％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.38–7.36(m,2h),7.33–7.28(m,2h),7.26–7.22(m,1h),5.98–5.95(m,1h),5.32(s,1h),3.96(d,j＝13.3hz,1h),3.61–3.56(m,1h),3.12(q,j＝6.4hz,1h),3.02–2.81(m,2h),2.72(d,j＝9.9hz,1h),2.26–2.19(m,1h),1.98–1.89(m,1h),1.80–1.71(m,4h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ139.5,128.7,128.6,128.22,128.17,126.8,61.6,60.0,57.7,42.7,41.2,29.7,23.4,22.5.hrms(esi)m/z理论值c16h21n2+[m+h]+241.1699,实测值241.1698.
实施例2
取10ml封管，称取1b76mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体7b，产率为81％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.26–7.22(m,2h),6.67(t,j＝7.4hz,1h),6.58(d,j＝8.1hz,2h),6.11–6.06(m,1h),5.34–5.30(m,1h),4.01–3.86(m,1h),3.66(d,j＝9.9hz,1h),3.16(d,j＝9.9hz,1h),3.10(s,1h),2.26–2.25(m,1h),2.23–2.13(m,2h),1.89(s,1h),1.83(s,1h),1.54–1.46(m,1h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ146.6,134.5,129.4,120.3,115.5,111.1,57.4,54.4,42.1,40.8,24.20,24.18,23.0.hrms(esi)m/z理论值c15h19n2+[m+h]+227.1543,实测值227.1544.
实施例3
取10ml封管，称取2a97mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体9a，产率为73％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.39–7.25(m,5h),5.37(s,1h),3.83(d,j＝13.0hz,1h),3.72(d,j＝13.0hz,1h),3.19–3.15(m,1h),3.08(d,j＝6.5hz,1h),2.98(d,j＝10.2hz,1h),2.79(d,j＝10.2hz,1h),2.01–1.96(m,2h),1.87–1.72(m,5h),1.55–1.39(m,3h),1.27(s,1h),1.16–1.06(m,1h),0.91–0.83(m,1h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ139.3,135.1,128.6,128.3,126.9,126.2,62.9,57.5,55.8,49.2,40.2,36.8,30.7,29.7,28.6,25.8,22.3,21.8.hrms(esi)m/z理论值c20h27n2+[m+h]+295.2169,实测值295.2176.
实施例4
取10ml封管，称取2b118mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体9b，产率为67％。将50mg9b(0.14mmol)溶于5ml二氯甲烷中，加入tscl(19mg，0.17mmol)和三乙胺(0.03ml，0.17mmol)，室温下搅拌8h，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到白色固体10b，产率86％。
9b：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.36–7.21(m,5h),5.50(t,j＝3.6hz,1h),4.32–4.24(m,1h),4.20–4.12(m,1h),3.80–3.78(m,2h),3.30–3.14(m,2h),2.79–2.72(m,2h),2.42–2.38(m,1h),2.16–2.00(m,2h),1.93–1.88(m,1h),1.73–1.57(m,5h),1.47–1.24(m,5h),1.03–0.89(m,1h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ175.3,139.3,132.2,131.2,128.7,128.2,126.9,63.3,61.2,57.8,56.1,49.0,47.2,40.1,36.2,33.2,29.7,25.2,20.6,18.3,14.3.hrms(esi)m/z理论值c23h31n2o2+[m+h]+367.2380,实测值367.2385.
10b：mp155-156℃.1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.92(d,j＝8.0hz,2h),7.41–7.21(m,8h),5.55(t,j＝3.7hz,1h),3.99–3.93(m,1h),3.87(d,j＝13.2hz,1h),3.78(d,j＝13.3hz,1h),3.71(d,j＝11.3hz,2h),3.13(d,j＝11.2hz,1h),2.99(d,j＝8.1hz,2h),2.74(s,1h),2.51–2.44(m,4h),2.13(s,1h),2.09–1.97(m,2h),1.90–1.78(m,1h),1.74–1.46(m,4h),1.38–1.27(m,1h),1.09(t,j＝7.1hz,3h),1.06–1.00(m,1h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ174.0,143.8,136.8,131.9,131.5,129.2,128.8,128.5,128.2,127.0,63.2,59.9,57.5,55.6,53.5,52.3,45.2,36.3,33.9,32.1,24.8,22.3,21.6,17.8,14.2.hrms(esi)m/z理论值c30h37n2nao4s+[m+na]+521.2469,实测值521.2461.
实施例5
取10ml封管，称取3a66mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体11a，产率为73％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ4.85(s,1h),4.64(s,1h),3.06–2.99(m,1h),2.90(d,j＝9.3hz,1h),2.57(d,j＝10.3hz,1h),2.46(d,j＝9.4hz,1h),2.15–2.09(m,1h),2.04–1.95(m,1h),1.79–1.52(m,8h),1.29–1.15(m,2h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ140.8,115.9,67.8,62.0,56.6,53.1,39.7,32.1,30.0,25.4,24.1,21.3.hrms(esi)m/z理论值c12h21n2+[m+h]+193.1699,实测值193.1705.
实施例6
取10ml封管，称取4a80mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体13a，产率为75％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.17–7.07(m,4h),4.97(s,1h),4.79(s,1h),4.16(d,j＝14.7hz,1h),3.51(d,j＝14.6hz,1h),3.23(d,j＝9.5hz,1h),2.98–2.94(m,1h),2.83–2.72(m,3h),2.70(d,j＝9.5hz,1h),1.90(s,1h),1.79(s,3h),1.68(s,1h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.4,133.8,128.9,126.6,126.3,125.9,64.1,62.4,57.5,55.9,40.2,34.9,32.2,21.3.hrms(esi)m/z理论值c16h21n2+[m+h]+241.1699,实测值241.1705.
实施例7
取10ml封管，称取4b92mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体13b，产率为80％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.17–7.10(m,3h),7.08–7.06(m,1h),5.53–5.51(m,1h),4.15(d,j＝14.7hz,1h),3.49(d,j＝14.7hz,1h),3.21(d,j＝9.6hz,1h),2.99–2.91(m,1h),2.80–2.71(m,2h),2.68–2.65(m,2h),2.07–2.04(m,2h),1.99–1.96(m,2h),1.85(s,1h),1.77–1.66(m,3h),1.61–1.49(m,2h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.5,133.9,128.9,126.6,126.3,125.9,63.4,62.4,58.0,56.0,40.3,35.0,32.2,27.5,25.4,22.8,22.4.hrms(esi)m/z理论值c19h25n2+[m+h]+281.2012,实测值281.2017.
实施例8
取10ml封管，称取5a66mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体15a，产率为74％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ4.82(s,1h),4.68(s,1h),3.21–3.17(m,1h),3.11–3.07(m,1h),3.02–2.97(m,1h),2.38(t,j＝9.5hz,1h),2.10–2.01(m,2h),1.83(s,1h),1.79(d,j＝9.8hz,1h),1.72(d,j＝1.2hz,3h),1.70–1.61(m,1h),1.60–1.48(m,1h),1.45–1.40(m,2h),1.25–1.13(m,1h),1.12–1.00(m,1h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ142.5,115.3,67.1,57.7,53.8,49.4,44.5,29.0,27.2,25.3,23.8,20.5.hrms(esi)m/z理论值c12h21n2+[m+h]+193.1699,实测值193.1705.
实施例9
取10ml封管，称取5b87mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体15b，产率为66％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ5.24(t,j＝7.2hz,1h),4.87(s,1h),4.71(s,1h),3.27(t,j＝8.5hz,1h),3.08–2.95(m,4h),2.91(d,j＝11.2hz,1h),2.72(d,j＝10.4hz,1h),2.52–2.39(m,3h),2.29–2.22(m,1h),1.83–1.74(m,5h),1.72(s,3h),1.63(s,3h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ142.4,135.6,120.7,115.6,65.0,56.8,55.9,54.4,52.7,52.0,50.3,43.3,29.1,26.0,20.3,18.0.hrms(esi)m/z理论值c16h28n3+[m+h]+262.2278,实测值262.2274.
实施例10
取10ml封管，称取684mg，加入1ml甲苯，抽真空换氮气，100℃反应10小时。停止反应，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到黄色液体17，产率为82％。将35mg17(0.14mmol)溶于5ml二氯甲烷中，加入tscl(19mg，0.17mmol)和三乙胺(0.03ml，0.17mmol)，室温下搅拌8h，减压蒸馏除去溶剂，残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到白色固体18a，产率73％。
17：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.04(dd,j＝7.6,1.5hz,1h),7.41(td,j＝7.5,1.5hz,1h),7.34(td,j＝7.5,1.4hz,1h),7.20(dd,j＝7.4,1.3hz,1h),5.93–5.78(m,2h),4.41–4.38(m,1h),3.74(d,j＝12.0hz,1h),3.50(d,j＝12.0hz,1h),2.99–2.94(m,1h),2.48(s,1h),2.27–2.19(m,1h),2.02–1.87(m,3h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ163.1,143.4,131.8,128.9,128.1,127.4,126.6,123.9,57.4,48.7,43.1,42.3,35.1,34.7,28.6.hrms(esi)m/z理论值c16h16n2nao+[m+na]+275.1155,实测值275.1152.
18a：mp190–191℃.1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.10–8.08(m,1h),7.91–7.89(m,2h),7.47–7.36(m,4h),7.23–7.21(m,1h),5.88–5.83(m,1h),5.69–5.64(m,1h),4.31–4.29(m,1h),4.17(d,j＝13.0hz,1h),4.05(d,j＝13.1hz,1h),3.00–2.95(m,1h),2.87(s,1h),2.63–2.62(m,1h),2.48–2.43(m,4h),2.29–2.21(m,1h),2.01–1.91(m,1h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ163.1,144.8,143.1,135.6,131.9,129.8,128.8,128.5,128.3,128.0,127.5,126.6,122.8,55.4,52.9,45.1,44.0,40.8,34.7,28.4,21.7.hrms(esi)m/z理论值c23h22n2nao3s+[m+na]+429.1243,实测值429.1247.
实验测试
按照前述mtt方法，对化合物9a、11a、15b、17和18a进行了抗癌活性测试，结果列于下述表一中。结果表明化合物9a对人宫颈癌细胞的生长有明显的抑制作用，化合物15b和18a对人宫颈癌细胞有抗癌活性，化合物11a和17对人宫颈癌细胞有潜在的抗癌活性。
表一1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物对人宫颈癌细胞的活性测试
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。