摘要：以3，4二羥基苯丙烯酸(咖啡酸)為原料，經(jīng)酯化和仿生氧化偶聯(lián)反應(yīng)得到苯并呋喃類化合物2(3′，4′二羥基苯基)3甲氧羰基5甲氧羰基乙烯基 7羥基2，3二氫苯并呋喃 (1)和苯并二氧六環(huán)類化合物2(3′，4′二羥基苯基)3甲氧羰基6甲氧羰基乙烯基2，3二氫1，4苯并二氧六環(huán)(2)，然后經(jīng)乙酰化、DDQ氧化脫氫、Pd/C催化氫化、氫化鋁鋰還原、堿性條件下脫乙酰基等反應(yīng)，合成了一系列苯并呋喃新木脂素類化合物3～7和苯并二氧六環(huán)新木脂素類化合物8～10. 所合成化合物的結(jié)構(gòu)已由核磁共振法(1H NMR，13C NMR)、質(zhì)譜法(MS)進(jìn)行了表征. 其中5～7，9和10是未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的新化合物，8為天然產(chǎn)物異美商陸醇A. 采用MTT法對(duì)所合成的苯并呋喃新木脂素類化合物1， 3～5進(jìn)行了生物活性測(cè)試. 結(jié)果表明：化合物1，3，4和5對(duì)白血病細(xì)胞(HL60)、肺癌細(xì)胞(A549)、乳腺癌細(xì)胞(MCF7)、結(jié)腸癌細(xì)胞(SW480)、肝癌細(xì)胞(SMMC7721)有良好的體外生長(zhǎng)抑制活性.

　　關(guān)鍵詞：化工論文發(fā)表,合成(化學(xué)的),苯并呋喃類,苯并二氧六環(huán)類,新木脂素,生物活性

　　苯并呋喃和苯并二氫呋喃新木脂素類是存在于丹參、百部、龍血巴豆、西洋參、野花椒、水飛薊、牛蒡子等藥用植物中的天然有機(jī)化合物，它們具有良好的生物活性，如抗病毒、抗腫瘤、抗菌、抗氧化、免疫抑制劑、抗血小板聚集活性和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)作用等[1-5]. 例如：從南美洲大戟科龍血巴豆樹(shù)莖中分離出來(lái)的苯并呋喃新木脂素3′，4diOmethylcedrusin具有良好的抗腫瘤活性[6]. 從羊角草中分離得到的苯并二氧六環(huán)新木脂素cleomiscosinde A也具有顯著的抗腫瘤活性[7]. 從美洲商陸Phytolacca americana L種子中分離得到的苯并二氧六環(huán)新木脂素isoamericanol A，具有營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)的活性，可提高胎鼠大腦半球膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性，改善神經(jīng)條的形態(tài)[8].

　　為了研究這類化合物的生理活性和構(gòu)效關(guān)系，以及新藥開(kāi)發(fā)的需要，我們探索了簡(jiǎn)便高效的合成苯并呋喃類和苯并二氧六環(huán)類新木脂素的方法，并進(jìn)一步研究這些化合物的生理活性. 以3，4二羥基苯丙烯酸(咖啡酸)為原料，以仿生氧化偶聯(lián)和DDQ脫氫反應(yīng)為關(guān)鍵步驟，合成了一系列苯并呋喃新木脂素類化合物1，3～7和苯并二氧六環(huán)新木脂素類化合物2，8～10. 其中5～7，9和10是未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的新化合物，8為天然產(chǎn)物美洲商陸醇A合成路線如圖1所示.

　　1實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1儀器與試劑

　　核磁共振儀：BrukerAV400，400 MHz(各種氘代溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));質(zhì)譜(ESI)用VG Autospec3000，SHIMADZ qp500;紅外光譜用Bruker Tensor27(KBr壓片法);熔點(diǎn)用XRC1型顯微熔點(diǎn)儀測(cè)定(溫度未校正). 所用試劑如無(wú)特殊說(shuō)明均為市售化學(xué)純或者分析純;柱層析用硅膠300～400目(青島海洋化工廠產(chǎn)品). 3，4二羥基苯基丙烯酸甲酯按文獻(xiàn)[9]

　　在100 mL的三頸圓底燒瓶中加入化合物32.5 g(12.88 mmol)和新制氧化銀粉末1.99 g(8.59 mmol)，再加入無(wú)水丙酮20 mL，無(wú)水甲苯40 mL. 在N2保護(hù)下室溫避光攪拌，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)終點(diǎn). 約48 h后停止反應(yīng)，過(guò)濾，用丙酮洗滌，減壓旋除溶劑，得紅褐色黏稠物. 干法上樣，硅膠柱層析分離[洗脫劑：V(石油醚)/V(乙酸乙酯)= 4∶1～3∶1]，分別得2 0.9 g 和1 0.96 g，產(chǎn)率分別為36%和39%.

　　化合物1：黃色黏稠物. 1H NMR (400 MHz， CDCl3) δ(ppm)： 7.56 (1H， d， J=16.0 Hz， 8-H)， 7.04 (1H， s， 4-H)， 6.99 (1H， s， 6-H)， 6.84 (1H， d， J=2.0 Hz， 2

　　SymbolbB@ -H)， 6.79 (1H， d， J=8.0 Hz， 5′-H)， 6.76 (1H， dd， J=8.0， 2.0 Hz 6′-H)， 6.26 (1H， d， J=16.0 Hz， 9-H)， 6.01 (1H， d， J=7.6 Hz， 2-H)， 4.26 (1H， d， J=7.6 Hz， 3-H)， 3.80 (3H， s， 10-OCH3)， 3.78 (3H， s， 11-OCH

　　在100 mL的單口燒瓶中加入化合物1 238 mg(0.617 mmol)，加入無(wú)水吡啶10 mL將其溶解.室溫?cái)嚢?0 min后，加入乙酸酐5 mL，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)，直至原料點(diǎn)消失. 約3 h后停止反應(yīng)，將反應(yīng)液傾入裝有30 mL冰水的燒杯中攪拌20 min，出現(xiàn)白色渾濁，用乙酸乙酯(3×20 mL)萃取，合并有機(jī)相依次用5%稀鹽酸、飽和食鹽水洗滌，最后用無(wú)水硫酸鎂粉末干燥. 蒸除溶劑得黃色固狀物，用甲醇重結(jié)晶后得白色膨松固體285 mg，產(chǎn)率90%. m.p. 127-128

　　在100 mL三頸燒瓶?jī)?nèi)加入化合物3 500 mg(0.976 mmol)，DDQ(2，3二氯5，6二氰基1，4苯醌 )2 g(9.76 mmol)，在N2氛圍下加入無(wú)水1，4二氧六環(huán)30 mL，繼續(xù)通入N2 5 min，換無(wú)水氯化鈣干燥管.加熱回流，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)，直至原料點(diǎn)基本消失.48 h后停止反應(yīng)，將反應(yīng)液冷卻，過(guò)濾，濾液中倒入溶有NaHSO3 3.05 g(29.33 mmol)的水溶液100 mL，CH2Cl2 200 mL，充分?jǐn)嚢韬蠓忠?水層用二氯甲烷萃取(3×20 mL)，有機(jī)相合并用飽和食鹽水洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥.硅膠柱層析分離[洗脫劑：V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=3∶1]，得白色固體3 15 mg，產(chǎn)率63%. m.p. 157-158 oC; 1H NMR (400 MHz， DMSO-d6) 　　3二氫1，4苯并二氧六環(huán)(10)的合成

　　在100 mL的單口瓶中加入四氫鋁鋰147 mg(3.86 mmol)，加入無(wú)水乙醚10 mL于-20 o1.10生物活性測(cè)試

　　實(shí)驗(yàn)方法：1)接種細(xì)胞：用含10%胎牛血清的培養(yǎng)液(DMEM或者RMPI1640)配成單個(gè)細(xì)胞懸液，以每孔5 000～10 000個(gè)細(xì)胞接種到96孔板，每孔體積100 μL，貼壁細(xì)胞需提前12 h接種培養(yǎng).

　　2)加入待測(cè)化合物溶液(固定濃度40 μM初篩，于該濃度對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)抑制在50%附近的化合物設(shè)5個(gè)濃度進(jìn)入梯度復(fù)篩)，每孔終體積200 μL，每種處理均設(shè)3個(gè)復(fù)孔.

　　3)顯色：37 oC培養(yǎng)48 h后，每孔加MTT溶液20 μL.繼續(xù)孵育4 h，終止培養(yǎng)，吸棄孔內(nèi)培養(yǎng)上清液，每孔加200 μL的SDS溶液(10%)，過(guò)夜孵育(溫度37 oC)，使結(jié)晶物充分融解.

　　4)比色：選擇595 nm的波長(zhǎng)，酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀(BioRad 680)讀取各孔光吸收值，記錄測(cè)定結(jié)果，以濃度為橫坐標(biāo)，細(xì)胞存活率為縱坐標(biāo)繪制細(xì)胞生長(zhǎng)曲線，應(yīng)用兩點(diǎn)法(Reed and Muench法)計(jì)算化合物的IC50值.

　　2結(jié)果與討論

　　3，4羥基苯基丙烯酸甲酯在氧化銀催化下，以無(wú)水甲苯和無(wú)水丙酮作為溶劑，得到苯并二氫呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)化合物1和苯并二氧六環(huán)類化合物2.該步反應(yīng)與天然苯并二氫呋喃和苯并二氧六環(huán)類的生物合成途徑類似[11]，屬自由基仿生氧化偶聯(lián)反應(yīng)， 其反應(yīng)機(jī)理如圖2所示.Ag2O催化仿生氧化偶聯(lián)法同時(shí)合成了兩種新木脂素化合物，1和2的產(chǎn)量接近1∶1.該反應(yīng)條件溫和，后處理簡(jiǎn)單，以1/1.5倍當(dāng)量新制氧化銀粉末作催化劑最宜.經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用未重蒸的甲苯和丙酮溶劑對(duì)產(chǎn)率并無(wú)太大影響，因此簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)條件. 此外還發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)時(shí)間約40 h可達(dá)到較好收率，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)率提高不大且有可能增加其它副產(chǎn)物的生成.

　　化合物1用乙酸酐來(lái)保護(hù)酚羥基和DDQ脫氫反應(yīng)，得到苯并呋喃類化合物4，化合物4的成功合成實(shí)現(xiàn)了苯并二氫呋喃向苯并呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，這為苯并呋喃新木脂素化合物的合成提供了一種有效的方法. 在對(duì)酚羥基進(jìn)行乙酰化保護(hù)的薄層色譜監(jiān)測(cè)過(guò)程中，用稀鹽酸先將反應(yīng)液進(jìn)行酸化，再點(diǎn)板，目的是消除溶劑吡啶在點(diǎn)板觀察時(shí)的影響，此步反應(yīng)可提高下一步氧化時(shí)的產(chǎn)率. 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，3.5倍當(dāng)量的DDQ(2，3二氯-5，6二氰基1，4苯醌)可將原料全部脫氫氧化，后處理時(shí)以往采用的是硅膠柱過(guò)濾再經(jīng)硅膠柱層析分離，雖然能達(dá)到盡可能除去DDQ的效果，但此過(guò)程需要使用大量的CH2Cl2且操作麻煩. 因此，先用V丙酮/V甲醇=2∶1進(jìn)行重結(jié)晶，再經(jīng)硅膠柱層析分離得到純品.

　　化合物4在經(jīng)催化氫化得5，5在氫化鋁鋰作用和無(wú)水無(wú)氧操作條件下，室溫進(jìn)行還原反應(yīng)得到含有二個(gè)醇羥基的苯并呋喃新木脂素6，同時(shí)還生成了部分還原的產(chǎn)物7. 在用氫化鋁鋰還原時(shí)，一定要采用重蒸THF作溶劑，將溶有原料的THF溶液在-20 oC的低溫條件下緩慢滴加至氫化鋁鋰的THF溶液中，后處理用水猝滅反應(yīng)時(shí)有大量氫氣放出，所以加水過(guò)程一定要緩慢. 化合物2在氫化鋁鋰作用和無(wú)水無(wú)氧操作條件下，室溫進(jìn)行還原反應(yīng)則得到生物活性苯并二氧六環(huán)類天然產(chǎn)物isoamericanol A 化合物2經(jīng)催化氫化和氫化鋁鋰還原分別得到未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的苯并二氧六環(huán)類化合物9和10.

　　對(duì)所合成的苯并呋喃新木脂素類化合物1，3～5使用MTT法進(jìn)行生物活性的測(cè)試. 半數(shù)生長(zhǎng)抑制濃度IC50值表明，化合物1，3，4對(duì)白血病細(xì)胞(HL60)、肺癌細(xì)胞(A549)、乳腺癌細(xì)胞(MCF7)、結(jié)腸癌細(xì)胞(SW480)、肝癌細(xì)胞(SMMC7721)有明顯的體外腫瘤生長(zhǎng)抑制活性;化合物5對(duì)白血病細(xì)胞(HL60)、肺癌細(xì)胞(A549)、乳腺癌細(xì)胞(MCF7)、肝癌細(xì)胞(SMMC7721)有明顯的體外腫瘤生長(zhǎng)抑制活性，其中部分抗腫瘤細(xì)胞活性優(yōu)于對(duì)照藥物順鉑(MW300)(如表1).

　　從1，3，4，5化合物的生物活性變化來(lái)看，羥基乙酰化的結(jié)構(gòu)修飾明顯提高了化合物對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞(SW480)的抑制作用;由苯并二氫呋喃變?yōu)楸讲⑦秽�的結(jié)構(gòu)變化提高了化合物對(duì)白血病細(xì)胞(HL60)和結(jié)腸癌細(xì)胞(SW480)的生長(zhǎng)抑制活性;8位、9位的乙烯基還原為乙基的結(jié)構(gòu)變化使得化合物5對(duì)肺癌細(xì)胞(A549)、乳腺癌細(xì)胞(MCF7)、結(jié)腸癌細(xì)胞(SW480)和肝癌細(xì)胞(SMMC7721)的生長(zhǎng)抑制活性降低，但其對(duì)白血病細(xì)胞(HL60)的抑制活性優(yōu)于化合物3.

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]CHAILIN KAO， JIWAN CHEM. A novel strategy for the synthesis of benzofuran skeleton neolignans，： application to ailanthoidol， XH14 and obovaten [J]. J Org Chem， 2002， 67： 6772-6787.

　　[2]蒲文臣， 王飛， 王淳. 2芳基苯并[b]呋喃衍生物的生物活性與合成策略[J]. 有機(jī)化學(xué)， 2011， 31： 155-165.

　　PU Wenchen， WANG Fei， WANG Chun， Bioactivities and synthetic methods of 2arylbenzo[b]furans[J]. Chin J Org Chem， 2011， 31： 155-165. (In Chinese)

　　[3]RAKOTONDRAMANANA D L， DELOMENEDE M， BALTAS M， et al. Synthesis of ferulic ester dimers， functionalisation and biological evaluation as potential antiatherogenic and antiplasmodial agents[J]. Bioorg Med Chem， 2007， 15(18)： 6018-6026. 　　[4]FAN Huafang，REN Yingmei， WU Xiuling， et al. Synthesis and cytotoxicity of novel benzofuran neolignan derivatives[J]. J Chem Res， 2010， 34(4)： 233-235.

　　[5]WU Zheng， LIANG Zhiying， LI We， et al. Synthesis of (+)Demethylnitidanin， Herpetol and Salvinal as well as their glycosyl derivatives[J]. Chem Res Chinese Univertsities， 2011， 27(6)： 949-954.

　　[6]PIETERS L， VAN DYCK S， GAO M， et al. Synthesis and biological evaluation of dihydrobenzofuran lignans and related compounds as potential antitumor agents that inhibit tubulin polymerization[J]. Journal of Medical Chemistry， 1999， 42(26)： 5475-5481.

　　[7]HITOSHI T， ICHIRO K. Total synthesis of cleomiscosin A， a courmarineolignoid[J]. Chem Pharm Bull， 1985， 33： 3218-3223.

　　[8]FUKUYAMA Y， HASEGAWA T， TODA M， et al. Structure of americanin A and isoamericanol A having a neuotrophic property from the sead of phytolacca americana[J]. Chem Pharm Bull， 1992， 40(1)： 252-254.

　　[9]WANG E C， WEIN Y S， KUO Y H. A concise and effcient synthesis of salvinal from isoeugenol via a phenoxenium ion intermediate[J]. Tetrahedron Lett， 2006， 47(52)： 9195-9197.