西柏三烯-4,6-二醇衍生物的合成及抗肿瘤活性

白 冰,王 龙,徐改改,杨鹏飞,张改红,毛多斌

(郑州轻工业大学食品与生物工程学院,郑州 450000)

西柏烷型大环二萜是一类重要的天然化合物,目前已发现数百种,主要存在于软珊瑚[1]和烟草中[2,3]. 软珊瑚的化学成分研究是近年来非常活跃的领域,其中的西柏烷型大环二萜类化合物具有抗菌[4,5]、抑制NO生成[6,7]、抗炎[8～11]、抑制Ⅰ型和Ⅱ型β-羟基类固醇脱氢酶[12]及抗肿瘤[13～17]等生物活性. 烟草中的西柏烷主要来源于新鲜烟叶表面腺毛分泌物,其中α-和β-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇(CBT-diol)含量最高,二者可占烟叶鲜重的0.7%.

尽管目前已发现大量西柏烷型大环二萜类化合物,但其含量低微,很少有对其进行结构改造的报道,而西柏三烯-4,6-二醇在烟草中含量丰富,并具有多种生物活性[2,18～22],尤其是抗肿瘤活性. 研究发现,α-西柏三烯-4,6-二醇可以作为血管生成抑制剂用于抑制乳腺癌细胞增殖[23],还可抑制肝癌细胞株增殖、降低细胞克隆形成并使细胞呈现凋亡形态,但其对上述2种肿瘤细胞株的抑制活性均较弱[24]. 通过生物方法对烟草中西柏三烯-4,6-二醇进行结构转化[25,26],所得衍生物对乳腺上皮细胞恶性生长的抑制作用明显增强. El Sayed等[27]对西柏三烯-4,6-二醇的C6位羟基进行结构修饰,与母体相比,合成的西柏三烯-4-醇-6-芳基氨基甲酸酯类化合物表现出显著抑制乳腺癌细胞增殖的活性. 可见,通过对西柏三烯-4,6-二醇进行适当修饰,可以增强其抗肿瘤活性,而且C6位羟基的可修饰性较强.

本文以烟草中含量丰富的西柏三烯-4,6-二醇为母体,在其C6位分别引入酯基和烷氧基,共合成了28个衍生物,测试了目标化合物的细胞毒活性,丰富了西柏烷大环二萜化合物库,同时也为烟草中西柏烷类化合物的开发利用提供了理论依据.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇从新鲜烟叶中提取. 苯甲酸等芳香酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)均购自百灵威(北京)科技有限公司; 酸酐购自上海麦克林生化科技有限公司; 氢化钠和4-二甲基氨基吡啶(DMAP)购自国药集团化学试剂有限公司; 以上试剂均为分析纯. 薄层层析硅胶和柱层析硅胶均购自青岛海洋硅胶干燥剂厂; 其它试剂均为市售分析纯产品.

Bruker AVANCE Ⅲ 600型核磁共振波谱(NMR)仪,瑞士Bruker公司; AB Sciex TripleTOF 6600型高分辨质谱(HRMS)仪,美国AB公司; SGWzz-1型旋光仪,上海申光仪器仪表有限公司.

1.2 实验过程

目标化合物的合成路线见Scheme 1和Scheme 2.

Scheme 1 Synthetic routes of compounds 1a—1w

Scheme 2 Synthetic routes of compounds 2a—2eR=CH3(2a),CH3CH2(2b),CH3CH2CH2(2c),CH3CH2CH2CH2(2d),(CH3)2CHCH(2e).

1.2.1α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇的提取 使用二氯甲烷浸提新鲜烟叶,将浸提液蒸干,复溶于适量二氯甲烷中,依次用5%磷酸溶液和饱和NaCl溶液洗涤,有机相干燥过夜,蒸干溶剂得到粗产物; 粗产物进行中压柱层析,用石油醚/乙酸乙酯混合溶液(体积比10∶1～3∶1)梯度洗脱,得到α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇.

1.2.2 西柏三烯-4-醇-6-O-脂肪酸酯(1a～1g)的合成 将95 mg(0.31 mmol)α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇溶于0.5 mL吡啶中,搅拌下缓慢加入0.5 mL酸酐,室温下反应12 h; 向反应液中加入5 mL饱和NaHCO3溶液,搅拌10 min,用CH2Cl2萃取3次,合并有机相,用饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸馏除去溶剂,残留物进行硅胶柱层析,用石油醚/乙酸乙酯混合溶液(体积比10∶1)洗脱,得到无色油状化合物1a～1g.

1.2.3 西柏三烯-4-醇-6-O-芳香酸酯(1h～1w)的合成 将59 mg(0.31 mmol)EDC溶于10 mL无水二氯甲烷中,冰浴下依次加入0.294 mmol芳香酸和2.6 mg(0.02 mmol)DMAP,继续活化2 h; 加入60 mg(0.2 mmol)α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇,冰浴下反应30 min; 室温下反应4 h; 向反应液中加入5 mL饱和NaHCO3溶液,搅拌反应10 min; 用二氯甲烷萃取3次,合并有机相,用饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸除溶剂,残留物进行硅胶柱层析,用石油醚/乙酸乙酯混合溶液(体积比30∶1)洗脱,得到无色油状化合物1h～1w.

1.2.4 西柏三烯-4-醇-6-O-烷基(2a～2e)的合成 将37 mg(0.9 mmol)NaH(质量分数60%,分散于油中)悬浮于2 mL无水四氢呋喃(DMF)中,冷却至0 ℃,在N2气保护下加入140 mg(0.45 mmol)α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇,于0 ℃继续反应1 h; 加入0.65 mmol碘甲烷或溴代烷,室温下反应4 h; 反应结束后,缓慢滴加饱和NH4Cl溶液猝灭反应,用乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸除溶剂,残留物进行硅胶柱层析,用石油醚/乙酸乙酯混合溶液(体积比25∶1)洗脱,得到无色油状化合物2a～2e.

2 结果与讨论

2.1 目标化合物的合成

以新鲜烟叶中提取的α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇为原料,对C6位羟基进行结构修饰,分别合成了其6-羧酸酯类和6-烷氧基类衍生物. 在西柏三烯-4-醇-6-羧酸酯类化合物的合成中(Scheme 1),使用酰氯作为酰化试剂合成脂肪羧酸酯时,产物异常复杂,改用酸酐-吡啶体系后,以高产率得到目标产物1a～1g(化合物1d,1f和1g为新化合物). 采用羧酸与醇直接缩合的方法合成芳香羧酸酯,主要考察了HATU和EDC 2种缩合剂. 当以HATU作为缩合剂时,即使用多种有机碱及反应溶剂,反应仍然难以发生. 本文以EDC为缩合剂,DMAP为催化剂,当以二氯甲烷为溶剂时,C6位羟基可以顺利酯化,得到目标产物1h～1w(化合物1i～1w为新化合物). 由于C4位叔醇活性很低且位阻较大,2种酯化方法均选择性地在C6位仲醇发生反应. 在西柏三烯-4-醇6-烷氧类化合物的合成中,以DMF为溶剂,在氢化钠作用下卤代烷烃可以顺利与底物发生取代反应,得到了目标产物2a～2e(化合物2b～2e为新化合物).

表1列出了化合物1a～1w和2a～2e的理化数据,表2列出了其核磁共振波谱及高分辨质谱数据,核磁共振波谱原始谱图见图S1～图S56(见本文支持信息).

Table 1 Appearance,yields and HRMS data of compounds 1a—1w,2a—2e

Continued

Compd.[α]D(CHCl3)Yield(%)HRMS, m/z, calcd.(found)1r+42.2°(c 0.10)53[M+NH4]+ 583.2617(583.2602)1s+82.1°(c 0.24)66[M+Na]+ 481.2480(481.2471)1t+80.6°(c 0.14)59[M+NH4]+ 460.3222(460.3213)1u+92.2°(c 0.17)58[M+Na]+ 515.2090(515.2068)1v+105.5°(c 0.20)53[M+Na]+ 483.2681(483.2667)1w+86.5°(c 0.21)59[M+NH4]+ 456.3472(456.3469)2a+114.0°(c 0.26)78[M+Na]+ 343.2608(343.2589)2b+97.3°(c 0.18)74[M+Na]+ 357.2764(357.2761)2c+125.8°(c 0.14)69[M+Na]+ 371.2921(371.2922)2d+112.2°(c 0.15)68[M+Na]+ 385.3077(385.3077)2e+101.9°(c 0.20)54[M+Na]+ 397.3077(397.3072)

Table 2 1H NMR and 13C NMR data of compounds 1a—1w,2a—2e

Continued

Compd.1H NMR, δ(600 MHz, CDCl3) 13C NMR, δ(150 MHz, CDCl3)1i7.38—7.29(m, 2H), 7.26(d, J=7.1 Hz, 3H), 5.60—5.46(m, 1H), 5.36—5.29(m, 2H), 5.24(d, J=9.8 Hz, 1H), 5.00(s, 1H), 3.59(s, 2H), 2.23—2.08(m, 4H), 2.05—1.94(m, 4H), 1.70(s, 3H), 1.62—1.52(m, 3H), 1.51(s, 3H), 1.47(d, J=6.2 Hz, 1H), 1.34(s, 3H), 1.31—1.25(m, 1H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)170.7, 139.6, 137.2, 134.2, 133.5, 129.3, 128.6, 127.9, 127.0, 126.4, 124.4, 72.3, 69.4, 50.5, 46.4, 41.6, 38.8, 36.7, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81j7.31—7.24(m, 2H), 7.22—7.15(m, 3H), 5.58—5.48(m, 1H), 5.33—5.27(m, 2H), 5.20(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 2.94(t, J=7.8 Hz, 2H), 2.64—2.53(m, 2H), 2.27—2.06(m, 4H), 2.04—1.96(m, 2H), 1.96—1.91(m, 2H), 1.71(s, 3H), 1.64—1.58(m, 1H), 1.58—1.52(m, 2H), 1.51(s, 3H), 1.36(s, 3H), 1.32—1.20(m, 2H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.79(d, J=6.8 Hz, 3H)171.9, 140.5, 139.3, 137.1, 133.5, 128.5, 128.3, 127.9, 126.6, 126.2, 124.4, 72.3, 68.8, 50.7, 46.4, 38.8, 36.6, 36.2, 32.9, 31.0, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81k7.67(d, J=16.0 Hz, 1H), 7.57—7.46(m, 2H), 7.43—7.32(m, 3H), 6.42(d, J=16.0 Hz, 1H), 5.67(t, J=8.7 Hz, 1H), 5.39—5.22(m, 3H), 5.03(s, 1H), 3.72(q, J=7.0 Hz, 1H), 2.29—2.18(m, 2H), 2.17—2.09(m, 3H), 2.08—1.97(m, 3H), 1.77(s, 3H), 1.64—1.55(m, 3H), 1.52(s, 3H), 1.42(s, 3H), 1.33—1.27(m, 1H), 1.24(t, J=7.0 Hz, 1H), 0.84(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.81(d, J=6.8 Hz, 3H)166.1, 144.7, 139.5, 137.2, 134.5, 133.5, 130.2, 128.9, 128.1, 127.9, 126.7, 124.4, 118.6, 72.4, 68.9, 50.8, 46.4, 38.9, 36.7, 32.9, 29.7, 27.9, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81l7.24—7.19(m, 2H), 7.00(t, J=8.7 Hz, 2H), 5.55—5.50(m, 1H), 5.30(d, J=5.0 Hz, 2H), 5.22(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.56(s, 2H), 2.25—2.19(m, 1H), 2.19—2.15(m, 1H), 2.15—2.08(m, 2H), 2.02(d, J=14.0 Hz, 1H), 1.99—1.94(m, 3H), 1.69(s, 3H), 1.62—1.53(m, 3H), 1.50(s, 3H), 1.34(s, 3H), 1.27(d, J=13.9 Hz, 2H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)170.5, 162.0(d, J=245.2 Hz), 139.6, 137.1, 133.5, 130.8, 130.8, 129.8, 127.9, 126.3, 124.3, 115.5, 115.3, 72.2, 69.5, 50.5, 46.3, 40.7, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81m7.52(s, 2H), 7.48—7.41(m, 2H), 5.57—5.52(m, 1H), 5.33—5.29(m, 2H), 5.23(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.65(s, 2H), 2.23—2.15(m, 2H), 2.15—2.08(m, 2H), 2.03—2.00(m, 1H), 2.00—1.98(m, 2H), 1.98—1.94(m, 1H), 1.70(s, 3H), 1.60—1.53(m, 3H), 1.51(s, 3H), 1.49—1.43(m, 1H), 1.35(s, 3H), 1.33—1.23(m, 2H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)169.9, 139.9, 137.0, 135.0, 133.5, 132.7, 130.9, 130.7, 129.0, 128.0, 126.1, 126.0, 124.3, 123.9, 72.2, 69.7, 50.4, 46.3, 41.2, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.1, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81n7.25—7.19(m, 1H), 6.87—6.78(m, 2H), 5.54(t, J=8.2 Hz, 1H), 5.32—5.29(m, 2H), 5.23(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.60(s, 2H), 2.23—2.15(m, 2H), 2.15—2.08(m, 2H), 2.02—1.98(m, 2H), 1.98—1.96(m, 1H), 1.70(s, 3H), 1.60—1.56(m, 2H), 1.50(s, 3H), 1.48—1.45(m, 1H), 1.35(s, 3H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)169.58, 162.2(d, J=248.0 Hz), 161.0(d, J=249.1 Hz), 139.7, 137.0, 133.5, 132.0, 127.9, 126.2, 124.3, 117.5, 111.3, 103.9, 72.2, 69.7, 50.4, 46.3, 38.8, 36.6, 34.2, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81o6.82—6.78(m, 3H), 5.56—5.51(m, 1H), 5.32—5.29(m, 2H), 5.24(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.87(s, 3H), 3.86(s, 3H), 3.52(s, 2H), 2.18—2.08(m, 3H), 2.01(s, 1H), 1.98(s, 1H), 1.97—1.94(m, 1H), 1.69(s, 3H), 1.57—1.52(m, 2H), 1.50(s, 3H), 1.48—1.43(m, 1H), 1.34(s, 3H), 1.32—1.23(m, 2H), 0.90—0.82(m, 2H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.77(d, J=6.8 Hz, 3H)170.9, 148.8, 148.0, 139.6, 137.1, 133.5, 127.9, 126.6, 126.4, 124.3, 121.4, 112.2, 111.1, 72.2, 69.3, 55.9, 55.8, 50.5, 46.3, 41.1, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81p7.59(t, J=7.5 Hz, 1H), 7.47(t, J=7.8 Hz, 1H), 7.35(d, J=7.5 Hz, 1H), 5.55(t, J=9.4 Hz, 1H), 5.30(d, J=7.3 Hz, 2H), 5.24(d, J=9.7 Hz, 1H), 4.98(s, 1H), 3.98(d, J=35.9 Hz, 2H), 2.23—2.16(m, 2H), 2.16—2.09(m, 2H), 2.05(d, J=13.1 Hz, 1H), 2.02—1.93(m, 3H), 1.69(s, 3H), 1.62—1.52(m, 4H), 1.50(s, 3H), 1.47—1.43(m, 1H), 1.36(s, 3H), 1.29—1.25(m, 1H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.77(d, J=6.7 Hz, 3H)169.1, 148.8, 139.9, 137.0, 133.6, 133.6, 133.5, 130.4, 128.6, 127.9, 126.2, 125.4, 124.4, 72.3, 70.0, 50.5, 46.3, 40.2, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.1, 14.81q7.44(d, J=8.4 Hz, 2H), 7.22(d, J=8.4 Hz, 2H), 7.16(s, 1H), 5.56—5.49(m, 1H), 5.30(d, J=4.5 Hz, 2H), 5.22(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.55(s, 2H), 2.24—2.18(m, 1H), 2.17(s, 3H), 2.15—2.04(m, 3H), 2.04—1.93(m, 4H), 1.69(s, 3H), 1.60—1.55(m, 4H), 1.50(s, 3H), 1.48—1.42(m, 1H), 1.34(s, 3H), 1.30—1.24(m, 2H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)170.6, 168.2, 139.6, 137.1, 136.8, 133.5, 130.0, 129.8, 127.8, 126.3, 124.3, 119.9, 72.2, 69.4, 50.5, 46.3, 41.0, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 24.7, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.8

Continued

Compd.1H NMR, δ(600 MHz, CDCl3) 13C NMR, δ(150 MHz, CDCl3)1r7.82—7.72(m, 3H), 5.59—5.53(m, 1H), 5.33—5.29(m, 2H), 5.23(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.98(s, 1H), 3.72(s, 2H), 2.25—2.16(m, 2H), 2.15—2.08(m, 2H), 2.05—1.96(m, 4H), 1.70(s, 3H), 1.60—1.55(m, 3H), 1.51(s, 3H), 1.36(s, 3H), 1.31—1.23(m, 2H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.79(t, J=6.4 Hz, 3H)169.0, 140.3, 136.9, 136.4, 133.6, 131.8, 131.6, 129.6, 128.1, 125.9, 124.2, 122.3, 121.2, 72.1, 70.2, 50.4, 46.3, 40.9, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.1, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81s7.31—7.27(m, 2H), 7.20(d, J=8.4 Hz, 2H), 5.55—5.50(m, 1H), 5.31—5.29(m, 3H), 5.22(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.55(s, 2H), 2.24—2.15(m, 2H), 2.14—2.06(m, 2H), 2.05—2.00(m, 1H), 2.00—1.94(m, 3H), 1.69(s, 3H), 1.61—1.56(m, 2H), 1.50(s, 3H), 1.48—1.43(m, 1H), 1.34(s, 3H), 1.30—1.25(m, 1H), 0.82(t, J=7.5 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)170.2, 139.7, 137.0, 133.5, 133.0, 132.5, 130.6, 128.7, 127.9, 126.2, 124.3, 72.2, 69.6, 50.4, 46.3, 40.8, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.1, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81t7.26—7.23(m, 2H), 7.12—7.02(m, 2H), 5.55(t, J=8.4 Hz, 1H), 5.30(d, J=5.2 Hz, 3H), 5.24(d, J=9.7 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.68—3.60(m, 2H), 2.23—2.08(m, 4H), 2.04—1.92(m, 4H), 1.70(s, 3H), 1.61—1.55(m, 2H), 1.50(s, 3H), 1.48—1.43(m, 1H), 1.36(s, 3H), 1.31—1.24(m, 1H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)169.8, 161.0(d, J=246.4 Hz), 139.6, 137.1, 133.5, 131.4, 129.0, 127.8, 126.3, 124.4, 124.1, 121.6, 115.4, 72.3, 69.6, 50.4, 46.3, 38.8, 36.6, 34.8, 34.8, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81u7.40(s, 1H), 7.21(s, 2H), 5.55(t, J=10.5 Hz, 1H), 5.32—5.28(m, 2H), 5.23(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.98(s, 1H), 3.73—3.65(m, 2H), 2.25—2.16(m, 2H), 2.15—2.07(m, 2H), 2.06—2.00(m, 2H), 1.99—1.90(m, 2H), 1.70(s, 3H), 1.62—1.57(m, 2H), 1.57—1.52(m, 2H), 1.50(s, 3H), 1.48—1.43(m, 1H), 1.36(s, 3H), 1.29—1.23(m, 1H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H) 169.3, 139.8, 137.0, 135.2, 133.3, 133.5, 132.2, 131.2, 129.3, 127.9, 127.2, 126.2, 124.3, 72.2, 69.8, 50.4, 46.3, 38.9, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81v6.86—6.78(m, 2H), 6.71(t, J=9.0 Hz, 1H), 5.58—5.50(m, 1H), 5.34—5.27(m, 2H), 5.23(d, J=9.7 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.56(s, 2H), 2.32—2.16(m, 2H), 2.16—2.06(m, 2H), 2.04—1.93(m, 4H), 1.70(s, 3H), 1.61—1.54(m, 3H), 1.51(s, 3H), 1.48—1.44(m, 1H), 1.35(s, 3H), 1.30—1.25(m, 1H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)169.4, 163.8, 162.1, 139.9, 137.5, 136.9, 133.5, 128.0, 126.1, 124.3, 112.4, 112.2, 102.7, 72.2, 69.9, 50.4, 46.3, 41.1, 38.8, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.1, 20.7, 19.4, 16.2, 14.81w7.20—7.12(m, 4H), 5.54(t, J=10.5 Hz, 1H), 5.33—5.26(m, 2H), 5.23(d, J=9.8 Hz, 1H), 4.99(s, 1H), 3.64—3.57(m, 2H), 2.29(s, 3H), 2.23—2.15(m, 2H), 2.14—2.07(m, 2H), 2.04—1.94(m, 4H), 1.70(s, 3H), 1.63—1.52(m, 3H), 1.51(s, 3H), 1.48—1.44(m, 1H), 1.34(s, 3H), 1.30—1.25(m, 1H), 0.81(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)170.6, 139.5, 137.1, 136.7, 133.4, 132.9, 130.3, 130.1, 127.8, 127.3, 126.4, 126.1, 124.3, 72.3, 69.3, 50.5, 46.3, 39.5, 38.78, 36.6, 32.9, 29.6, 27.8, 23.2, 20.7, 19.6, 19.4, 16.2, 14.82a5.36—5.25(m, 2H), 5.12(d, J=9.6 Hz, 1H), 5.03(s, 1H), 3.90(t, J=9.7 Hz, 1H), 3.22(s, 3H), 2.25—2.18(m, 2H), 2.18—2.12(m, 2H), 2.06—1.95(m, 3H), 1.88(dd, J=13.2, 8.6 Hz, 1H), 1.66(s, 3H), 1.61—1.57(m, 1H), 1.51(s, 3H), 1.46(dd, J=12.4, 6.6 Hz, 1H), 1.34(s, 3H), 1.25(s, 3H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)138.1, 137.8, 133.3, 128.4, 127.5, 124.5, 74.7, 72.4, 55.2, 51.2, 46.4, 38.8, 26.8, 33.0, 29.7, 28.0, 23.3, 20.7, 19.4, 16.1, 14.82b5.32—5.28(m, 2H), 5.16(d, J=9.5 Hz, 1H), 5.04(t, J=5.2 Hz, 1H), 4.08—3.97(m, 1H), 3.55—3.42(m, 1H), 3.39—3.27(m, 1H), 2.24—2.09(m, 5H), 2.08—1.97(m, 3H), 1.89(dd, J=13.3, 8.5 Hz, 1H), 1.64(s, 3H), 1.61—1.56(m, 2H), 1.51(s, 3H), 1.33(s, 3H), 1.31—1.22(m, 2H), 1.18(t, J=7.0 Hz, 3H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)137.9, 137.2, 133.3, 129.0, 127.5, 124.6, 73.0, 72.4, 62.6, 51.2, 46.4, . 38.8, 36.8, 33.1, 29.8, 28.0, 23.4, 20.7, 19.4, 16.1, 15.4, 14.82c5.32—5.28(m, 2H), 5.16(d, J=9.5 Hz, 1H), 5.04(s, 1H), 4.04—3.91(m, 1H), 3.37(dd, J=15.9, 6.8 Hz, 1H), 3.26—3.12(m, 1H), 2.23—2.16(m, 2H), 2.16—2.10(m, 2H), 2.05—1.98(m, 3H), 1.93—1.81(m, 2H), 1.64(s, 3H), 1.60—1.54(m, 4H), 1.51(s, 3H), 1.49—1.44(m, 1H), 1.32(s, 3H), 1.28—1.24(m, 1H), 0.90(t, J=7.4 Hz, 3H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)138.0, 137.1, 133.2, 129.0, 127.5, 124.6, 73.2, 72.4, 69.2, 51.1, 56.5, 38.8, 36.9, 33.1, 29.8, 28.0, 23.4, 23.1, 20.7, 19.4, 16.2, 14.9, 10.7

Continued

Compd.1H NMR, δ(600 MHz, CDCl3) 13C NMR, δ(150 MHz, CDCl3)2d5.34—5.24(m, 2H), 5.16(d, J=9.5 Hz, 1H), 5.04(t, J=5.3 Hz, 1H), 3.99(t, J=8.3 Hz, 1H), 3.47—3.36(m, 1H), 3.33—3.18(m, 1H), 2.22—2.16(m, 2H), 2.16—2.10(m, 2H), 2.05—1.98(m, 3H), 1.94—1.84(m, 2H), 1.64(s, 3H), 1.58(dd, J=8.5, 5.0 Hz, 1H), 1.53(d, J=7.0 Hz, 2H), 1.51(s, 3H), 1.48—1.45(m, 1H), 1.38—1.33(m, 2H), 1.32(s, 3H), 1.29—1.26(m, 1H), 0.90(t, J=7.4 Hz, 3H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H)138.0, 137.1, 133.3, 129.0, 127.5, 124.6, 73.2, 72.5, 67.3, 51.1, 46.5, 38.8, 36.9, 33.1, 32.0, 29.8, 28.0, 23.4, 20.7, 19.5, 16.2, 14.9, 13.92e5.36—5.24(m, 3H), 5.16(d, J=9.6 Hz, 1H), 5.03(s, 1H), 4.04(t, J=8.4 Hz, 1H), 3.97—3.88(m, 1H), 3.86—3.76(m, 1H), 2.22—2.17(m, 2H), 2.17—2.12(m, 2H), 2.08—1.97(m, 3H), 1.92—1.85(m, 1H), 1.73(s, 3H), 1.65—1.62(m, 6H), 1.62—1.56(m, 2H), 1.51(s, 5H), 1.33(s, 3H), 1.27—1.23(m, 1H), 0.82(d, J=6.7 Hz, 3H), 0.78(d, J=6.8 Hz, 3H). 137.9, 137.4, 136.7, 133.3, 129.0, 127.4, 124.5, 121.6, 72.4,72.3, 63.8, 51.4, 46.4, 38.8, 36.8, 33.1, 29.6, 28.0, 25.8, 23.3, 20.7, 19.4, 18.1, 16.4, 14.8

2.2 目标化合物的抗肿瘤活性

采用MTS法测试了α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇衍生物1a～1w和2a～2e的体外抗肿瘤活性. 选用的细胞株包括HL-60白血病细胞株、SMMC-772肝癌细胞株、A-549肺癌细胞株、MCF-7乳腺癌细胞株和SW480结肠癌细胞株,测试结果列于表3. 可见,α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇自身活性较弱,在40 μmol/L浓度下对5种肿瘤细胞株的抑制率分别为29%,25%,20%,47%和10%,与文献[23,24]报道结果基本一致. 首先考察了C6位酯化产物1a～1w对5种肿瘤细胞株的抑制作用. 结果表明,除了羧基部分碳链较短的化合物1a,1b和1g之外,其它大部分化合物均有不同程度的活性,化合物1c～1f和1h～1k对MCF-7细胞均有较好的抑制活性,其半数抑制率(IC50)与阳性对照顺铂基本相当,其中化合物1f,1i,1j和1k活性优于顺铂,IC50值分别为16.57,15.45,19.11和17.42 μmol/L; 而化合物1l～1w除了1q和1v之外,对SMMC-772细胞均有抑制活性,其中化合物1n和1t的IC50值分别为13.26和11.44 μmol/L,与阳性对照顺铂相当. 而对于C6位烷基取代的化合物2a～2e,除了化合物2b和2e对A-549细胞有弱的活性外,其它化合物均无活性. 以上初步构效关系研究表明,西柏三烯二醇C6位酯化是活性提高的关键,芳香酸酯活性普遍高于脂肪酸酯.

Table 3 Inhibition activity against five human cancer cell lines by MTS assay

Continued

CompoundIC50/(μmol·L-1)HL-60A-549SMMC-7721MCF-7SW4801v>40>40>40>40>401w>40>4021.36±0.58>40>402a>40>40>40>40>402b>4032.34±1.56>40>40>402c>40>40>40>40>402d>40>40>40>40>402e>4031.48±2.07>40>40>403a>40>40>40>40>403b>40>40>40>40>40DPP1.35±0.1014.74±0.3911.64±0.8923.32±1.1511.82±0.47

El Sayed等[27]报道了对乳腺癌细胞均有不同程度的抑制作用的α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇C6芳基氨基甲酸酯衍生物. 在本文合成的羧酸酯类衍生物中,大部分脂肪酸酯和苯环无取代基的芳香酸酯表现出对MCF-7乳腺癌细胞的选择性抑制作用,而大部分苯环存在取代基的苯乙酸酯对SMMC-772肝癌细胞株具有较好的选择性抑制作用,这说明与氨基甲酸酯相比,羧酸酯类衍生物针对的肿瘤细胞种类有所扩展.

3 结 论

通过酯化和醚化反应,对新鲜烟叶中分离得到的α-2,7,11-西柏三烯-4,6-二醇进行了结构修饰,共合成了28个化合物,其中22个新化合物. 采用MTS法测试了化合物的抗肿瘤活性,发现C6位酯化衍生物对肿瘤细胞的生长表现出不同程度的抑制活性,其中化合物1f,1i～1k对乳腺癌细胞的抑制活性略优于阳性对照顺铂,化合物1t对肺癌细胞的抑制活性与顺铂相当; 所合成化合物对肿瘤细胞株生长的抑制具有较好的选择性.

支持信息见http://www.cjcu.jlu.edu.cn/CN/10.7503/cjcu20190446.