硫醚類辣根素化合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及化學(xué)合成及生物活性研究領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種硫酸類辣根素、制 備方法及其抗癌活性測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002] 辣根素是指從辣根等十字花科植物中提取出來的一類次生代謝產(chǎn)物，在化學(xué)結(jié) 構(gòu)上都含有-N=C=S活性基團(tuán)的化合物，在常溫下可W揮發(fā)的、外觀似油狀的液體。化ke 等1997年將從人體內(nèi)分離出的胃癌細(xì)胞置于含有40ug/mL日本辣根粗提物的基質(zhì)上培養(yǎng)， 發(fā)現(xiàn)該癌細(xì)胞的形態(tài)會(huì)發(fā)生顯著變化，同時(shí)有許多癌細(xì)胞死掉，化ke同時(shí)還發(fā)現(xiàn)天然存在 于甘藍(lán)和日本辣根中的甲硫基苯己基辣根素能夠抑制典型的致癌物質(zhì)（PAHs，HAs和亞硝 胺）所引起的皮膚細(xì)胞癌變。目前，關(guān)于辣根素抗癌活性的研究引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注， 大量研究工作證實(shí)了辣根素的高抗癌活性和低基因毒性，其中硫酸類辣根素由于含量低， 難分離，而鮮有報(bào)道。因此，合成結(jié)構(gòu)新穎的硫酸辣根素引起了我們的研究興趣。
[0003] 目前辣根素的來源主要靠提取和化學(xué)合成法。提取辣根素的收率很低，成分組成 不穩(wěn)定及單體難分離的劣勢(shì)；而關(guān)于合成法的報(bào)道主要集中在-N=C=S活性基團(tuán)的引 入，或使用劇毒的硫光氣，或使用二甲基二氯硅烷等等，如中國專利申請(qǐng)201210555335.0 和中國專利化200610048928. 2,來合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單取代辣根素。但對(duì)于具有良好抗癌活 性的硫酸類辣根素全合成路線鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的問題是：1)辣根素具有高抗癌活性和低基因毒性，研究新結(jié)構(gòu)的 硫酸類辣根素是技術(shù)趨勢(shì)；2)硫酸類辣根素含量低，難分離，現(xiàn)有的提取或合成方法都難 W滿足需求。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種硫酸類辣根素，結(jié)構(gòu)通式如結(jié)構(gòu)式（I)所示：
[0006]
CI)
[0007] 其中，Ri為具有取代基團(tuán)的四氮挫、3, 4-二氮嚷挫或具有取代基的漠芐基團(tuán)，n表 示碳鏈鏈長，取值為2~4。 陽00引作為優(yōu)選，Ri具體包括W下基團(tuán)：
[0009]
[0010] 所述硫酸類辣根素具體包括W下15種化合物：
[0012] 一種制備上述硫酸類辣根素的方法，包括W下步驟：
[0013] SI)將兩端取代的燒控溶于有機(jī)溶劑，再加入鄰苯二甲酯亞胺鐘和相轉(zhuǎn)移催化劑， 加熱至50-80°C，反應(yīng)1~8小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，再經(jīng)蒸除溶劑，水洗，甲醇或乙醇重結(jié)晶得 中間體1 :N-(2-漠代乙基）鄰苯二甲酸亞胺；
[0014] S2)將中間體1溶于有機(jī)溶劑，加入硫氨化鋼和相轉(zhuǎn)移催化劑，惰性氣體保護(hù)，在 10-50°C下反應(yīng)0. 5-12小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，經(jīng)水洗、有機(jī)溶劑萃取、飽和食鹽水洗涂及蒸除 溶劑，柱層析分離得中間體2 ;
[0015] S3)中間體2與漠節(jié)反應(yīng)得芐基硫酸，或與具有琉基的雜環(huán)化合物反應(yīng)引入硫酸 結(jié)構(gòu)，得含雜環(huán)硫酸：
[0016] 芐基硫酸：將中間體2溶于有機(jī)溶劑，加入堿、漠節(jié)和相轉(zhuǎn)移催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下， 在10-50°C下反應(yīng)5-25小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，經(jīng)水洗、有機(jī)溶劑萃取、飽和食鹽水洗涂及蒸除 溶劑，柱層析分離得中間體3 :芐基硫酸；
[0017] 含雜環(huán)硫酸：將中間體2溶于有機(jī)溶劑，加入具有琉基的雜環(huán)化合物和和相轉(zhuǎn)移 催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在10-50°C下反應(yīng)5-25小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，經(jīng)水洗、甲醇重結(jié)晶后得 中間體3 :含雜環(huán)硫酸；
[0018] S4)將中間體3溶于有機(jī)溶劑，加入水合阱，在30-90°C下反應(yīng)2-20小時(shí)，然后減 壓蒸除溶劑，之后溶于堿液，經(jīng)乙酸乙醋萃取，蒸除溶劑得油狀液體；將所得油狀液體溶于 有機(jī)溶劑，加入有機(jī)胺、二硫化碳和甲基橫酷氯，室溫下反應(yīng)0. 5-5小時(shí)，之后酸液洗涂、干 燥，柱層析分離得硫酸類辣根素。
[0019] 所述有機(jī)溶劑包括N，N-二甲基甲酯胺、四氨巧喃、甲苯、乙酸、氯仿和二氯乙燒； 所述的相轉(zhuǎn)移催化劑包括四下基漠化錠、艦化鐘或者氯化侶；所述堿液為=乙胺、氨氧化 鋼、碳酸鐘或者碳酸氨鋼；所述的酸液為鹽酸或硫酸；所述的柱層析溶劑為乙酸乙醋/石油 酸系統(tǒng)或者甲醇/二氯甲燒系統(tǒng)。
[0020] 本發(fā)明上述的硫酸類辣根素能夠應(yīng)用于制備抗癌藥物。特別是所述化合物1、6和 8在制備抗乳腺癌和抗肺癌的藥物中的應(yīng)用。
[0021] 本發(fā)明在實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)計(jì)了一條新的合成路線，利用兩端面代燒控為起始原料， 依次與鄰苯二甲酯亞胺鐘反應(yīng)引入N原子，與硫氨化鋼反應(yīng)制備硫醇后與漠節(jié)反應(yīng)，或與 具有琉基的雜環(huán)化合物反應(yīng)引入硫酸結(jié)構(gòu)，與水合阱反應(yīng)得到伯胺，與堿、二硫化碳、甲基 橫酷氯等反應(yīng)制備具有含氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)的硫酸類辣根素，避免了劇毒的硫光氣或者二甲基二 氯硅烷等有毒試劑，并對(duì)各步反應(yīng)進(jìn)行了條件優(yōu)化，總收率接近50%?；诹蛩崂备氐臐?在抗癌活性W及目前合成方法的缺失性，對(duì)尋找硫酸辣根素的制備方法具有重要意義。本 發(fā)明有益效果如下：
[0022] 1、辣根素具有高抗癌活性和低基因毒性，本發(fā)明研發(fā)了一系列新的硫酸類辣根素 化合物，并進(jìn)一步測(cè)試了其中15種化合物具有優(yōu)異的抗癌活性。
[0023] 2、提出了一種硫酸類異硫氯酸醋合成的方法，具有路線簡(jiǎn)單、高產(chǎn)率的特征。
[0024] 3、所制備得到的化合物在多種腫瘤細(xì)胞中具有明顯殺傷效果，在抗腫瘤藥物應(yīng)用 中具有廣泛應(yīng)用前景。
[00巧]4、經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明研發(fā)并制備的化合物1~9對(duì)宮頸癌、肺癌的總體抑制效果最 好，化合物10~15對(duì)乳腺癌、宮頸癌和肺癌的抑制效果較好，在抗腫瘤藥物應(yīng)用中具有良 好的前景。
【附圖說明】 陽0%] 圖1為N- (4-節(jié)硫下基）鄰苯二甲酯亞胺核磁氨譜圖。
[0027] 圖2為N- (4-節(jié)硫下基）鄰苯二甲酯亞胺核磁碳譜圖。
[0028] 圖3為4-(2-氯節(jié)硫基）-下基-異硫氯酸醋核磁氨譜圖。
[0029] 圖4為4-(2-氯節(jié)硫基）-下基-異硫氯酸醋核磁碳譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] W下對(duì)本發(fā)明方案結(jié)合反應(yīng)式作進(jìn)一步闡釋。
[0031] 本發(fā)明提供一種新型的硫酸類辣根素，結(jié)構(gòu)通式如結(jié)構(gòu)式（I)所示：
[0032] (I)
[0033] 其中，Ri為具有取代基團(tuán)的四氮挫、3, 4-二氮嚷挫或具有取代基的漠芐基團(tuán)，n表 示碳鏈鏈長，取值為2~4。
[0034] 作為優(yōu)選，Ri具體包括W下基團(tuán)：
[0036] W下為優(yōu)選的15中化合物：
[0039] 本發(fā)明提供了上述硫酸類辣根素的制備方法，包括W下步驟：
[0040] SI)將兩端取代的燒控溶于有機(jī)溶劑，再加入鄰苯二甲酯亞胺鐘和相轉(zhuǎn)移催化劑， 加熱至50-80°C，反應(yīng)1~8小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，再經(jīng)蒸除溶劑，水洗，甲醇或乙醇重結(jié)晶得 中間體1 :N-(2-漠代乙基）鄰苯二甲酸亞胺；
[0041] S2)將中間體1溶于有機(jī)溶劑，加入硫氨化鋼和相轉(zhuǎn)移催化劑，惰性氣體保護(hù)，在 10-50°C下反應(yīng)0. 5-12小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，經(jīng)水洗、有機(jī)溶劑萃取、飽和食鹽水洗涂及蒸除 溶劑，柱層析分離得中間體2; 陽042] S3)由中間體2制備得到中間體3 :硫酸化合物，中間體2與漠節(jié)反應(yīng)得芐基硫酸， 或與具有琉基的雜環(huán)化合物反應(yīng)引入硫酸結(jié)構(gòu)，得含雜環(huán)硫酸：
[0043] 芐基硫酸：將中間體2溶于有機(jī)溶劑，加入堿、漠節(jié)和相轉(zhuǎn)移催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下， 在10-50°C下反應(yīng)5-25小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，經(jīng)水洗、有機(jī)溶劑萃取、飽和食鹽水洗涂及蒸除 溶劑，柱層析分離得中間體3 :芐基硫酸；
[0044] 含雜環(huán)硫酸：將中間體2溶于有機(jī)溶劑，加入具有琉基的雜環(huán)化合物和和相轉(zhuǎn)移 催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在10-50°C下反應(yīng)5-25小時(shí)，TLC跟蹤實(shí)驗(yàn)，經(jīng)水洗、甲醇重結(jié)晶后得 中間體3 :含雜環(huán)硫酸； W45] 即中間體3為芐基硫酸或含雜環(huán)硫酸；
[0046] S4)將中間體3溶于有機(jī)溶劑，加入水合阱，在30-90°C下反應(yīng)2-20小時(shí)，然后減 壓蒸除溶劑，之后溶于堿液，經(jīng)乙酸乙醋萃取，蒸除溶劑得油狀液體；將所得油狀液體溶于 有機(jī)溶劑，加入有機(jī)胺、二硫化碳和甲基橫酷氯，室溫下反應(yīng)0. 5-5小時(shí)，之后酸液洗涂、干 燥，柱層析分離得硫酸類辣根素。
[0047] 所述有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酯胺、四氨巧喃、甲苯、乙酸、氯仿或者二氯乙燒； 所述的相轉(zhuǎn)移催化劑包括四下基漠化錠、艦化鐘或者氯化侶；所述堿液為=乙胺、氨氧化 鋼、碳酸鐘或者碳酸氨鋼；所述的酸液為鹽酸或硫酸；所述的柱層析溶劑為乙酸乙醋/石油 酸系統(tǒng)或者甲醇/二氯甲燒系統(tǒng)。
[0048] 上述制備步驟實(shí)施時(shí)，其中對(duì)應(yīng)化合物的選用W及用量，W及反應(yīng)中的具體操作 為本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)化合反應(yīng)目的能夠?qū)嵤┑某Ｒ?guī)技術(shù)手段，不再詳述。
[0049] 本發(fā)明制備方法的反應(yīng)方程式如反應(yīng)式1所示： 陽050] 反應(yīng)式1 :
[0052] (a)cat.;〇3l)SC(NH2)2orNaSH;a32)RSH;k)R'X，KI，N2;(d)N2H4.H20;(e) CS2MsCl
[0053] 本發(fā)明硫酸類辣根素具有良好的抗癌活性，可應(yīng)用于制備抗癌藥物。所述應(yīng)用包 括：化合物1~9在制備抗宮頸癌、抗肺癌藥物中的應(yīng)用，所述化合物10~15在制備抗乳 腺癌、抗宮頸癌和抗肺癌藥物中的應(yīng)用，抗癌活性數(shù)據(jù)見后面的表1和表2。
[0054] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明采用 的試劑、設(shè)備、水洗萃取等實(shí)驗(yàn)方法為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購的試劑、設(shè)備和常規(guī)使用方法。
[0055] 實(shí)施例一，中間體1 :N-(2-漠代乙基）鄰苯二甲酸亞胺的制備：
[0056]
[0057] 在250血兩口燒瓶中，依次加入50mmol鄰苯二甲酯亞胺、150mmol1，2-二漠乙 燒、2.OgTBAB(四下基漠化錠）相轉(zhuǎn)移催化劑和120mLDMF(二甲基甲酯胺）。加熱至 50-80°C，加熱反應(yīng)5h，TLC監(jiān)測(cè)[展開劑，[V(石油酸）：V(乙酸醋）=5:1]至反應(yīng)結(jié) 束。減壓條件下蒸出溶劑，殘夜加入冰水中，有大量白色固體出現(xiàn)，抽濾，洗涂，干燥。將 所得固體轉(zhuǎn)移至250mL干燥燒瓶中，加入30mL甲醇進(jìn)行重結(jié)晶，冷卻、析晶、抽濾、干燥后 得白色固體 10. 3g，產(chǎn)率 81%，烙點(diǎn) 75 ~76°C神NMR(CDCl3,400MHz),S:3. 62(t,J= 6. 7Hz, 2H)，4. 11 (t,J=6. 7Hz, 2H)，7. 74-7. 76 (m, 2H)，7. 87-7. 89 (m, 2H);"CNMR(CDCI3, 10 OMHz), 5 :28. 2, 39. 3, 123. 5, 131.8, 134. 3, 167.8.
[0058] 本發(fā)明在中間體I的制備過程中添加了TBAB相轉(zhuǎn)移催化劑，可W減少1，2-二漠 乙燒的用量，并提高收率。
[0059] 實(shí)施例二中間體2 :硫醇的制備：
[0060]
[0061] 硫醇的合成有很多國