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硕士论文--咔啉衍生物的设计、合成及其生物活性研究

硕士论文--咔啉衍生物的设计、合成及其生物活性研究


浙江大学 硕士学位论文 咔啉衍生物的设计、合成及其生物活性研究 姓名:朱江伟 申请学位级别:硕士 专业:药物化学 指导教师:盛荣 20120302

浙江人学硕士学位论文

摘要

咔啉衍生物的设计、合成及其生物活性研究
浙江大学药学院:药物化学 2009级硕士研究生:朱江伟 导师:盛荣副教授





早老性痴呆是严重危害人们健康的重大杀手,当前最主要的治疗药物是AChE 抑制剂。Dimebon是已经进入临床III期的AD治疗药物,具有独特的多靶点作用 (抑制AChE和BChE、稳定线粒体及神经保护等),其关键活性结构是Y.四氢咔 啉。因此,在保留咔啉母核的基础上,根据AChE的结构特点进行结构修饰,寻 找和发现全新结构的咔啉衍生物可以为AD治疗药物研究提供新的思路。 AChE具有外周和中心两个结合位点,双分子他克林比单分子他克林活性高 1000倍以上,因此本课题分别从丫.四氢咔啉和丫.咔啉出发,以不同种类和长度的

链进行连接,设计并合成了27个双分子Y.咔啉类AChE抑制剂。AChE活性测试
结果表明,绝大部分二聚体显示出良好的体外AChE抑制活性,4个分子活性接近 于多奈哌齐,连接链以8~10个碳原子为佳。

前期课题组已经设计合成苯氧茚酮类AChE抑制剂,其中BYYT-25显示出高
活性,分子对接研究表明其苄基胺片段可以与AChE催化位点结合。而i,-四氢咔 啉具有稠合芳环,能与外周位点结合。因此采用骈合原理,将苄胺片段和Y.四氢

咔啉及其生物电子等排体(p.四氢咔啉,吡咯并喹诺酮)等以不同种类的连接链连
接,设计并合成了14个咔啉衍生物及其类似物。活性测试结果表明,2.25显示出

了较强的体外AChE抑制活性,其IC50值为0.7州,分子对接研究表明它与AChE
的外周和中心位点均发生良好的结合. Winterfeldt仿生氧化法是稠合喹诺酮骨架合成的主要方法.本论文发现以 DMF为溶剂、氢氧化钠为碱、在室温下,空气存在时,1,2,3,4.四氢-丫.咔啉可以发 生Winterfeldt氧化,高效的合成二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮,实验结果表明,2位吸 电子取代基(如Boc、Ac、Bz、CBz、Ts)及5位的N.H是氧化反应不可或缺的
ITI

浙江大学硕.I:学位论文

摘要

条件.该方法操作简单,收率高,是对1,2,3,4.四氢吖.咔啉的Winterfeldt氧化的首

次报道。在此基础上,本论文进一步将N.Boc取代的二氢吡咯并【3,2lb】喹诺酮经酸
性脱保护、碱性脱氢两步高收率的合成吡咯并【3,2-b】喳诺酮。

关键词:早老性痴呆;AChE抑制剂;咔啉;Winterfeldt氧化;

IV

浙江人学硕上学位论文

Abstract

Design,synthesis and biological evaluation of
l 1● l
● ?■

carbollne neriVatlvES
College of Pharmarceutical

Sciences,Zhejiang University:Medicinal

Chemistry

2009 Graduate Student:Jiangwei Zhu
Supervisor:Assoc.Prof.Rong Sheng

Abstract
Alzheimer’S

disease(AD)is



progressive,degenerative disorder of the brain

characterized by loss of memory and cognition.The AChE important treatment for AD in

inhibitors

were the most

clinic.Dimebon has been introduced into Phase III
as

clinical trial for AD therapy because of its unique multi—target effect,such

inhibition

of AChE and BChE,protection of mitochondria and neuroprotection.The key structure of biological activity in dimebon is tetrahydro-1,-carboline.Based
on

the structure


features of AChE,the modification of tetrahydro-丫-carboline will provide novel compounds for the treatment of AD. There were two binding sites in the active gorge of and central

series of

AChE(peripheral

anion site

site)and

bis-tacrine derivative showed 1000 time improvement in binding

affinity compared

with monomer

tacrine.Thus

27 bivalent tetrahydro-T-carbolines and

7-carbolines were designed and synthesized through linking monomer carboline with different

sorts and

length linkage to improve AChE inhibitory activities.Most of them

showed moderate to good AChE inhibitory activities in vitro,especially the dimmer derivatives with 8
or

10 carbon chains.Four

compounds

displayed potent AChE

inhibitory activities in vitro with IC50 values similar Our group has reported
inhibitor with
an a

to Donepezil.
as a

phenoxy-indanone derivative BYYT-25

potent

AChE

ICs0 value of 50 nM.The molecular docking study showed that the


benzyl amine moiety binding to the catalytic sites of AChE.As

fused aromatic ring,



浙江人学硕:}学位论文

Abstract

the tetrahydro吖-carboline Thus

can

interact with Trp279 of the peripheral sites of AChE.

14 new tetrahydro吖-carboline derivatives
as

and analogues were designed and


synthesized

AChE inhibitors.Among them,2-25 exhibited

moderate AChE

inhibitory activity with

an ICso

value of

0.7¨M.The

molecular docking study shows

that it binds to both the peripheral and central sites of AChE simultaneously.

Among all the reported synthetic methods for the construction of fused quinolones
scaffold,the

Winterfeldt and

biomimetic oxidation has attracted much interest because of its

simple procedure

widely available substrates.The

Winterfeldt oxidation(NaOH,

DMF,ak,rt)of
provides


substituted 1,2,3,4一tetrahydro-7-carbolines has been developed,which

convenient

and efficient

method for the synthesis of the corresponding excellent

dihydropyrrolo[3,2-b]quinolones

in moderate to

yields.The

generality and

substrate scope of this reaction are explored and results imply that electron-withdrawing groups N5?H
ale



possible mechanism is

proposed.The
and
near

on

N2 of tetrahydro吖-carbolines

necessary.The

synthesis of 5

or

7-substituted

pyrrolo[3,2-b]quinolones

in

quantitative yields has also been achieved through deprotection and aromatization of

N2?Boc-dihydropyrrolo[3,2?b]quinolones.

Keywords:Ahheimer’S disease,AChE

inhibitors,carbolines,Winterfeldt

oxidation

VI

浙江大学硕上学位论文

缩写表


AD





阿尔茨海默病 p-淀粉样肽 乙酰胆碱酯酶 丁酰胆碱酯酶

Ap
AChE BChE

Ⅳ队O
M1受体

单胺氧化酶 毒草碱样乙酰胆碱受体1 毒蕈碱样乙酰胆碱受体2 M甲基.D.天冬氨酸受体
石油醚 乙酸乙酯

M2受体
NMDA受体
PE

EtOAC
Boc

叔丁氧羰基
二甲基亚砜 N,N-=甲基甲酰胺 四氢呋喃

DMSO DMF
THF

HOBt EDC

1.羟基苯并三氮唑
1.乙基.(3.二甲基氨基丙基)碳化二亚胺

II

浙江大学硕士学位论文

致谢





在此论文完成之际,我首先要感谢我的导师盛荣副教授,本论文是在盛老师

的悉心指导下完成的。从进入浙江大学药学院开始,导师在近三年的时间里,对
我的学习和生活给予了诸多指导和关怀.导师涌博的学识、严谨求实的治学态度、 开拓性的学术思维、对科研和教育事业的忘我投入精神以及平易近人的生活作风

对我产生了深刻的影响,并将使我终身受益。
衷心感谢本课题组胡永洲教授、刘滔副教授、姚爱平老师、黄淑芳老师、董 晓武师兄、李新师姐和黄文海师兄在学习、工作和生活上的悉心指导和无私帮助。 你们积极热情、严谨求实的科研精神和高尚的思想品质为我树立了榜样,鼓舞我 奋发前行! 感谢药学院药物所俞永平教授、陈建忠研究员、张辰副教授和章国林副教授 在学习上的指导和帮助。 衷心感谢药学院药化教研室黄淑芳老师、唐黎同学进行的活性数据筛选工作。 感谢药理毒理与生化药学研究所的杨波教授、何俏军教授和药学院实验中心 提供的部分实验仪器。 感谢实验室的各位兄弟姐妹,有了你们的相伴,我的科研生活更加丰富多彩。 最后感谢我的家人和朋友一直以来对我的理解、关心和支持。

朱江伟 2012年2月于杭州

浙江人学硕上学位论文

双分子T一咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1.双分子丫.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究
1.1.早老性痴呆治疗药物研究概述
阿尔茨海默氏病(Alzheimer’S disease,AD)Y乙称早老性痴呆,它是一种以进行性

记忆和认知功能缺损为特征的神经退行性疾病,典型症状与脑内胆碱能功能缺陷、
Tau蛋白沉积、p.淀粉样蛋白肤(Ap)有关,病理改变以进行性神经元损伤、老年斑 和神经纤维缠结为特征,最终可以导致死亡。它已经成为老年人群中继心血管病、 癌症、中风之后的第四大“杀手”。目前全世界约有3700万阿尔茨海默氏病患者, 给社会和医疗保健系统带来沉重负担,因此AD治疗药物的研究也是目前新药研 发的热点之一1。 AD自1906年发现以来已有100多年历史,近年来随着分子生物学和药理学 技术的发展,对AD的分子机制已经有了较深的认识。对AD的发病机制也已经有 众多学说,如胆碱能损伤假说、氧化应激和自由基损伤假说、淀粉样蛋白肽假说、

Tau蛋白假说、兴奋性氨基酸毒性假说、钙平衡失调假说等,但是AD病因非常复
杂,相关因素太多,发病机制目前尚无定论2。 1.1.1.胆碱能损伤学说

AD患者皮质的胆碱能系统的严重溃变,是引起学习记忆减退和认知障碍的直
接因素。患者脑内基底核和前脑的胆碱能神经最易受损,随着疾病进展,90%胆碱 能神经元都会被破坏,使脑内乙酰胆碱(ACh)水平降低,降低程度与患者认知能力 降低呈显著相关. 1.1.2.淀粉样蛋白肽假说 老年斑是AD的特征性病理变化,其核心成分是由淀粉样蛋白肽(Ap)在脑内沉 积所致。研究证实,Ap很可能是AD的始发因素和中心环节.Ap由淀粉样前提蛋白 APP水解产生,在体内有两条不同的水解途径,1)主要途径:G.分泌酶将APP催化

水解成可溶性的APP片段0【一APPs和C83肽(0【-㈣,后者继续被丫-分泌酶切割为p3
肽.2)13一分泌酶(p—site
APP cleaving enzyme

1,BACE-1)将APP催化分解为可溶性

的APP片段p-APPs和C93肽(13-CrF),后者被丫.分泌酶切割为Ap-40和Ap.42。正常情


浙江大学硕.I:学位论文

双分子T.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

况下,Ap的产生和降解是平衡的。而在病理条件下,如APP基因突变或过表达,

使脑组织中Ap生成与清除的不均衡,过剩Ap的聚集和沉积,从而导致AD的后续进
程。

1.1.3.上市药物(AChEIs和NMDA.受体拮抗剂) 根据胆碱能假说而研发的乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEIs),是当前研究最多,临 床治疗AD疗效最明确、应用最广泛的AD对症治疗药物。它能够选择性抑制脑内 乙酰胆碱酯酶的活性,廷长乙酰胆碱在大脑内的存留时间,提高AD病人的胆碱

神经功能,减轻病人认知能力的下降。已经上市的AChE抑制剂有5种,分别是:
他克林(Tacrine)、多奈哌齐(Don印ezil)、加兰他敏(Galanthamine)、利伐司替明 (Rivastigmine)和石杉碱t尹(Huprine)。但是,已有的AChEIs还存在半衰期短、较严

重的外周胆碱能系统副作用等缺点,它们的临床应用受到限制。

面》一O

—y。oq‘\


Ⅳ.donepezil cr a ifle tenimgitsavi-I

huperzine A

Memantine

图1.1.上市AD治疗药物

另一个上市的AD治疗药物是美金冈Z](Mcmantine),它是一种电压依赖性、中等
程度亲和力的非竞争性NMDA.受体拮抗剂,具有保护神经细胞免遭过量兴奋性氨 基酸造成的毒性作用,不仅对轻度痴呆有效,并且对中度和重度痴呆同样有效,且

美金刚可以和AChEIs合用以增强疗效。临床试验显示,美金刚治疗AD的疗效属中
等,而且对AD的潜在病因—p.淀粉样蛋白肽和神经原纤维缠结也没有直接治疗作
用.

1.1.4.在研药物


浙江人学硬。l:学位论文

双分予}A长啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

减少AB的产生或者促进其降解是AD治疗的关键,这些已在动物实验得到证 明。这方面的治疗措施大多处于动物实验阶段,部分己迸A]Z期和IlI期临床包括:

直接作用于A9从而抑制Ap聚集Tramiprosate;针对Ap的疫苗--ACC-001;抗邯
的单克隆抗体--Bapineuzumab;抗Ap的多克隆抗体--IglV;RAGE小分子拮抗剂 PF_04494700;丫.分泌酶调节剂Tarenflurbil和Semagacestat3。 AD患者的老年斑中含有较高浓度的金属离子,包括Cu“、zn2+和Fe“,研究表 明金属离子不仅与AB的聚集和氧化应激反应有关,而且还能促使Tau蛋白积聚。氯 喹(Clioqui01)和VK.28含有8.羟基喹啉结构,对Fe2+,Cu2+显示出良好的螯合能力,

目前正处于临床前研究阶段4。
其它药物,如M1受体激动剂,M2受体拮抗剂,N受体激动剂,他汀类药物, 雌激素类药物等,也都被用于治疗AD的研究,但是疗效并不明确。

刚~蒜H

CI

dioquinoI

上述治疗策略主要针对某一靶点,采用“一病一靶”的模式,对于AD这种高复

杂、多病因的疾病临床疗效有限.当前,理性设计作用于两个或多个特定靶点的
配体越来越引起人们的重视,目前已经成为早老性痴呆创新药物研发的主要研究 方向之一5。 1.1.5.多靶点化合物.Dimebon Dimebon的发现属于老药新用。1983年Dimcbon在俄国被作为非选择性抗组胺

制剂。后来发现它能够用于治疗早老性痴呆,但是其具体的分子机理尚未完全阐


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双分子T一咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

明6。研究表明它能够抑制线粒体通透性转变通道(MPTP)I约开放,从而避免钙离子 超载(Ic50=57 gM),线粒体过度肿胀而引起的细胞凋亡,这可能是其发挥AD治疗 的主要作用机制。另外还发现,它具有微弱的抑制乙酰0C50=42 pM)和丁酰胆碱 酯酶(Ic50=7.9}lM)的活性,微弱阻断N一甲基.D.天门冬氨酸(NMDA)受体信号途径 (ED50=42 mg/kg),及神经保护作用(Ap25-35,ECso-25 llM)1。辉瑞公司斥资7.25

亿美元购买Dimcbon,并与Medivation共同宣布启动为期12个月的被称为“协调治 疗”的三期临床试验,虽然没有取得理想效果,目前与多奈哌齐及美金刚的联合用
药的lⅡ期临床仍在开展之中8。

1.2.双分子丫.咔啉衍生物的设计
Dimebon具有独特的多靶点作用(抑制乙酰胆碱酯酶活性、稳定线粒体及神

经保护等活性),通过对Dimebon的结构分析,我们推测其具有微弱AChE抑制活
性的原因是其丫.四氢咔啉结构,而且丫.四氢咔啉作为重要的药效团,常被用于中

枢神经类药物的结构中。由于AChE具有外周和中心两个结合位点,Pan99等报道
双分子他克林可以将单分子他克林的活性提高近1000倍,Yvonnc Rookl0等报道单

分子p.咔啉不显示AChE抑制活性,但是双分子p.咔啉的AChE抑制活性显著提
高到纳摩尔水平,此外双分子B.咔啉还展示出良好的NMDA受体拮抗活性。因此

本课题分别从t四氢咔啉和Y.咔啉单体出发,采用不同种类和长度的连接链,设
计并合成了双分子Y.四氢咔啉衍生物(图1.3)和双分子丫.咔啉衍生物(图1.4),预计

其具有抑制AChE、神经保护等多重活性。

R争91








舻(CH2舻0(CH2hc啦po~’

图1.3.双分子Y-四氢咔啉衍生物

浙江人学硕士学位论文

双分子p岳啉衍生物的设计、合成和生物活性研究


Yvonne

一X—

X=(CH2),
n=4,5,6,8,10,12

图1.4.双分子^r.咔啉衍生物

Rook等报道双分子p.咔啉季铵盐的芳香环不仅能与氨基酸残基芳香

环之间形成兀-7【叠加作用,其N正离子也与氨基酸残基芳香环之间形成正离子-兀 作用,从而提高活性。在分析双分子7.咔啉衍生物构效关系的基础上,我们通过 碘甲烷甲基化和季铵化,设计并合成了4个化合物(图1.5),并进行了初步的AChE

抑制活性筛选。

咎小。一g<
扩化叱h。一b. 咎小。一甚
1.3.双分子丫.咔啉衍生物的合成
1.3.1.双分子1'-I蛋氢咔啉系列衍生物的合成

(CH2)10
H H

---_(CH2)10----
Br H Br

图1.5.双分子7-咔啉季铵盐

通过系统的文献调研,我们设计了双分子丫.四氢咔啉系列衍生物l-4—24的合 成路线,以取代的盐酸苯肼和取代的哌啶酮为原料,在2N的盐酸中经Fischer吲

哚合成得到2,8.二取代的四氢咔啉(1-l旬),进而与二卤代烃或二酰氯反应生成目标
化合物1-4--22。部分目标化合物用碘甲烷甲基化得到目标化合物1-23—24。


浙江大学硕士学位论文

双分了.y,-p J:啉衍生物的设计、合成和生物活性研究



。杰℃

+◇
H2

R? NaH BrXBr H

占:

= = = : = ;

1.10

H X H X

= :

CH CH CH CH

R》:91
\Q

R R

H X= H X H X H X
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R 4{石刁罐母 R



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CH CH



kbk,雩hh2

i i _i i i
2 R 3R 4R 5R 6R
- -



l R

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H3 X = H3 X = H3 X = H3 X = H3 X =

CH CH CH

CCCCCC H3 X = CH hk kh

Jl,

CH
CH

鸯卜∞叱h。州&\ 竺CH31静2)、10一 ◇
上、/n。卜几




图1.6.双分子,r-四氢咔啉N5系列的合成路线

l—18

—X—

l?19 1.20 !-21

X=(CH2)10 X=CO(CH2)sCO




H l-3



m 蚴




X=≯r弋N且、 、J



X=八∥飞八.

_。(CH2)10-
H 1-18

型叫 工_f—

丁-+


(CH2)10

1.Zj

图1.7.双分子T.四氢咔啉N2系列的合成路线

通过上述方法,共合成双分子7.四氢咔啉系列衍生物20个,均为新化合物,
其化学结构经红外光谱、氢核磁共振谱和质谱确证. 1.3.3.双分子T一咔啉系列衍生物的合成 通过系统的文献调研,我们设计了双分子丫.咔啉系列衍生物1-25—31的合成路

线,化合物1.24在NaH作用下与二溴代物发生亲核取代反应生成双分子Ns-1,.咔


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双分子t咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

啉系列衍生物1-25—29;化合物1.24和1,10.二溴癸烷在DMF中回流得到化合物 1-30;将化合物1.28在丙酮中经碘甲烷甲基化得到目标化合物1.3110.

H 卜M

@ 一恻.Q 芸H一搿
蟛 卧融d卜卜‘b 弋13


l l I l

5 X 6 X


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8 X



l 之。之。之 9 X II

呤@甜@p 也也协屹屹h一雩ohk

Br(CH2)loBr

--(0H2)10
2BI- H
1.30

H 卜M

1洲力10一b一81洲2’10 p埝r 邓㈨旷g寻F争幽。
图1.8.双分子Y.咔啉衍生物的合成路线 通过上述方法,共合成双分子7.咔啉系列衍生物7个,均为新化合物,其化学

结构经红外光谱、氢核磁共振谱和质谱确证。



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双分子丫-n矗啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1.4.双分子丫.咔啉系列衍生物的胆碱酯酶活性研究
1.4.1.双分子丫.咔啉系列衍生物的胆碱酯酶抑制活性的测定及初步构效关系
胆碱酯酶抑制活性测试采用改良的Ellman法。 1.4.1.1实验方法 1.4.1.1.1实验材料 样品处理:将待测样品溶于DMSO,配成10 mg/mL原液,继续用DMSO稀 释至1.0mg/mL,然后用蒸馏水逐步稀释至10一,10"2,10~,10-4mg/mL. 阳性对照化合物:多奈哌齐和3.(哌啶.1基.甲基)。二甲氨基甲酸酯。 蛋白的准备:乙酰胆碱酯酶酶源采用大鼠皮层5%匀浆(用75 mmol/L,PH
7.4,

4*0磷酸缓)中液作匀浆介质),实验前按10:1加4 mmol/L丁酰胆碱酯酶的选择性抑 制剂四异丙基焦磷酰胺(iso—OMPA),37"C保湿5分钟,BChE源系大鼠血清,用比

色法测定ChE活力。
1.4.1.1.2实验方法

胆碱酯酶抑制活性测试采用改良的Ellman法。反应总容量为200“L,内含60
m碘化硫代乙酰胆碱0.3 mmol或碘化硫代丁酰胆碱0.6 mmol,化合物20}‘L,酶

溶液20肛L,加水补至200/aL,于37℃进行酶促反应15分钟。随后放置冰上5
分钟,加入50/aL

3%十二烷基磺酸钠(SDS)终止反应,最后加入50此O.2%

DTNB(5.0 mM)溶液显色,产生黄色5.硫.2-硝基苯酸阴离子.用752型分光光度计
于440

nM测定光密度,所有样本均测双管。以未加化合物的测定管光密度作为

100%,化合物测定管光密度与之比较,降低的百分率即为酶抑制率。每个化合物 均配成lff5 mol/L浓度进行初筛,酶抑制率较高的进行ICso的测定。按照初筛结果

选择化合物的七至九个浓度测定其酶抑制率,并以该化合物摩尔浓度的负对数与 酶抑制率进行线性回归,求得50%抑制时的摩尔浓度即为该化合物的IC50值。
1.4.1.2实验结果与讨论 按照此法,分别测定了20个双分子丫.四氢咔啉衍生物,7个双分子7.咔啉衍 生物,结果见表1.1。



浙江人学硕l:学位论文

双分7 T?咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

表1.1双分子7.咔啉衍生物的AChE抑制活性
Structure Compd. X
0.019

IC50(pM)

Donepezil l_4

(CH2)4 (CH2)5

44.6%3 2.46 0.912 0.138 0.256
1.04

I.5

1.6 1.7 1.8 1.9

℃p

(CH2)6 (CH2)8 (CH2ho (CH2)12
O 0

拶《一B\

1.10

A厂、凡
\—/

1.48

1.1l

(CH2)4

23.O%3 58.O%3 O.503 0.096 0.149 62.I%4

1.12 I.13
1.14

(CH2)s

1.15
1.16

声卅卜怂\

℃巧

(CH2)6
(CH2)8

(CH2)zo (CH2)12

1.17

且n足
、-_/

61.3%。

1.18 1.19

(CH2)to

58.5%。 9.4%。

1.20

%14卜砰

CO(CH2)sCO

且n足
、.—_,

1.2I




0.238

oa



浙江大学硕.L学位论文

双分了T-PJ:啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1.22

≯b

秽邯№h。肄<
(CH2)4



0.028

1.23

晰∞峨。婶

73%。

1.25 1.26 l-27 1.28 1.29

1.29

争堪


(CH2)6 (CH2)s (CH2)IO (CH2)12

0.840 0.183 0.567 62.7%。

1.30

N—C断H2)10。呼

0.100

1.3l

产扣矿甚
at

0.021

8%inhibition

10巧mol/L

初步的构效关系讨论: 乙酰胆碱酯酶抑制活性测试结果显示,大部分化合物显示出中等到强的乙酰

胆碱酯酶抑制活性.根据体外活性数据,进行以下构效关系分析:
连接链种类对活性的影响:

本论文考察了柔性脂肪链和哌嗪酰基连接链对活性的影响,结果表明,连接
链种类对活性有一定的影响,柔性链稍优于哌嗪酰基。如化合物1-6(ICso=0.912



的活性稍高于1-10(IC50=1.48Ⅲ);化合物1-13(IC50=0.503州)的活性也高于对应
的哌嗪酰基化合物1.17(10-5 mol/L浓度时抑制率为61.3%)。
10

浙江人学硕上学位论文

双分子7-咔啉衍生物的.攻计、合成和生物活性研究

骷矿售\甚移售\

争如堰 哥ug

R争小一《1
6 I-6 IC50=0.912
p u

M M

l一13 ICso=0.503II M l一14 ICso=0.096I.t M l—15 ICso=0.149lI M 1.16 62.1%inhibition at i0-5 mol/L

8 I-7 ICso=0.138

伯1-8
12 1-9

IC50=0.256Il M IC50=I.04 u M

双分子咔啉衍生物也显示出类似的结果:当链长为4个碳原子时,1.25的IC50

浙江大学硕士学位论文

双分子.r.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

=0.912州;随着链长增加到6个碳原子,活性有所提升,1.26的IC50=0.840 ltM,
继续增加为8个亚甲基时,活性最高,1.27的IC50'-0.183 IxM;而当链长为10个 亚甲基时,活性略有下降,化合物1-28的IC50值为0.567 ravI;当链长继续增加为 12个亚甲基时,活性继续下降,1.29在10.5 mol/L浓度时的抑制率为62.7%。 这说明双分子四氢咔啉和双分子咔啉衍生物与AChE具有类似的结合方式.
n 2



扩∞呦n刊b
N2.N2连接时,1.18活性下降.



4 6 8 10 12

1-25 1-26 I-27 l-28 1.29

IC50=I.29p M IC50=0.840IJM IC50=0.183




IC50=0.567 uM 62.7%inhibition at 1 0-5 mol/L

连接方式的变化对化合物活性的影响: 四氢咔啉有两个氮原子N2和N5,本论文考察N5.N5和N2.N2两种连接方式对

活性的影响,结果表明N5.N5连接的化合物l-8的IC50=0.256州,当连接方式为

‘—(CH2)lo-
H H 58.5%inhibition at 10-5 mol/L

1-8

ICso=0.256u M

I一18

芳环取代基对活性的影响: Dimebon分子中在芳环的8位有甲基取代,因此我们也合成了8位甲基取代 的丫.四氢咔啉双分子衍生物当链长相同的情况下,8位甲基取代有利于AChE活性,

如1.13、1.14和1.15的IC50值均优于对应的1-6、1-7和1.8。可能原因是甲基作 为弱给电子基团增加了芳香环的电子云密度,使之能与AChE的关键氨基酸残基
Trp84和Trp279形成更好的形兀堆积。

12

浙江人学硕士学位论文

双分子1r.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

R矿洲力n—b\

\Q



\弘卜售\争小g争打琶

13

浙江大学硕.1:学位论文

双分子.r.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

争凼。堰 争凼。《
6N 毡 产争凼。一&一 &-(CH2ho-售
I-23 ICso


0.567uM

!-31

IC50



0.021

p M

1.4.2.分子对接研究 1.4.2.1.对接的预处理 选用TcAChE.E2020复合物的蛋白结构(在蛋白质数据库PDB中ID为IEVE)

作为分子模拟的基础.因此在蛋白质数据库中调出该蛋白,去除其中的多奈哌齐 分子,删除其中的水分子,并给氨基酸残基加氢。将Doncpezil-与AChE结合的所有
氨基酸残基定义为结合口袋;对配体加氢,然后赋予其CHARMm力场。 1.4.2.2分子对接结果 采用CDOCKER软件,运行分子对接。 如图所示:化合物1.14、t-28的对接研究表明,两个双分子化合物均能够进入 AChE的活性空腔,并与两个活性位点的关键氨基酸残基发生良好的结合。1.14的 一个吲哚片段-9AChE底部中心位点的T甲84的苯环形成冗.7c堆积,另一吲哚片段与

AChE的外周位点的Trp279形成脚堆积;化合物1.28的对接研究也显示出相同结
果,可以同时结合于AChE的外周和中心位点,验证了双分子衍生物的设计思想。

N-(CH2)8。。N



扩忙心h刈b



14

浙江人学坝I‘学位论文

舣分rI Y—nk啉衍叶j物的设计、台成和生物活性研究

图1.9.1.14与AChE对接模式图A

图1.10.1-14与AChE对接模式图B

图1.11.1.28与AChE对接模式图A

图1.12.1-28与AChE对接模式图B

1.5.小结
从AChE具有双活性结合位点的结构特征出发,分别采用dimebon 5b的丫一四氢咔

啉和Y一咔啉片段开展双分子衍。生物研究,设计并合成了双分子^r一四氢咔啉系列{污生
物20个,双分子Y一咔啉系列衍生物7个,所有化合物的结构均经过1H NMR、MS确

证。对所合成的27个化合物进行了体外AchE抑制活性测试,结果表明大部分目标
物显示出良好的AchE抑制活性,总结了初步的构效关系,发现连接方式和连接链 长度对活性具有明显的影响,并对其中两个高活性化合物1-14和1-28进行了分子对

接研究,揭示其与AChE的详细结合方式。

l 5

浙江大学硕士学位论文

双分子丫-咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1.6.实验部分
微波反应器-LWMC.201型微电脑微波化学反应器,额定输出功率650W(南京旋 光科技有限公司)(3.1节所用);
InitiatorTM 2.0,Biotage,400 wj
2450

MHz(3.2节所用)

实验所用试剂或溶剂均按反应要求预处理。
本文中样品的分析数据由以下仪器测定:
1H NMR:BrukerAM

400型超导核磁共振仪,BrukerAvarice III 500型超导核磁共振

仪;ESI.MS:Esquire.LC.00075液质联用仪;熔点测定:Buchi B.540型熔点仪(温度 计未经校iE).
1.6.1

2.甲基.1,2,3,4.四氢.1H-P比啶并[4,3-b】吲哚(1.1)11


将10.3 g(71.2 ret001)苯肼盐酸盐、9.9 g(87.8 mm01)N.甲基4.哌啶酮、150

mL h,

水投入反应瓶中,在30℃边搅拌边滴加35 mL浓盐酸,升温至60℃,反应17

冷却至室温,然后用6.25 N的NaOH溶液调pH至3.2,直到析出的沉淀不再溶解 为止,加入15 mL甲基叔丁基醚(MTBE),继续调pH至12.4,析出的沉淀在30.45 ℃搅拌0.5 h,冷却至5~15℃,抽滤,用50 mL水和25
mL

MTBE洗涤,固体减

压干燥,得11.6 g淡黄色固体,收率89%,熔点:169,--170℃(文献值屹:171—172℃).
1H =7.0

NMR(500 IV[I--Iz,CDCl3):8 8.03(br

S,1 H),7.40(d,,=7.5

Hz,1H),7.25(d,J

Hz,1H),7.09-7.12(In,1H),7.05—7.08(m,1H),3.68(S,2H),2.81—2.83(m,4H),

2.56(s,3H).

1.6.2

2,8.二甲基.1,2,3,4.四氢.1厚吡啶并[4,3-bill哚(1.2)11

16

浙江人学硕}:学位论文

双分子1r一咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

操作过程同1.6.1,只是用对甲基苯肼盐酸盐代替苯肼盐酸盐,得到9.2 g白
色固体,收率90%,熔点:152~154℃(文献值12:155℃)。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.85(br S,1H),7.19(s,in),7.15(d,J=8.0

Hz,

1H),6.93(d,J=8.5 Hz,1H),3.65(s,2r0,2.81-2.83(m,4H),2.55(S,3H),2.43(s, 3H).

1.6.3.1,2,3,4.四氢.1H-恻:14,3.bl

mJI哚(1-3)u

操作过程同1.6.1,只是用4.哌啶酮代替N.甲基.舡哌啶酮,得到9.0 g淡黄色 固体,收率75.0%,熔点:214-215℃(文献值12:215℃)。
1.6.4

1,4-二.(2一甲基-3,4.二氢.1H一吡啶并【4,3-b】吲哚-5-(2H)基)T烷(1?4)
。\



将123 mg(0.66 mm01)2.甲基一1,2,3,4一四氢一2H-毗啶并【4,3.b]q1哚和4 mL无水 DMF加入反应瓶中,0℃N2保护下加入34mg(o.84mm01)60%的NaH,反应40 min,然后加入66 mg(o.3 mm01)l,4一二澳丁烷,反应2—3 h,反应瓶中加入10
mL

水,乙酸乙酯r15 mLx3)提取,合并有机层,饱和NaCI溶液洗涤,无水Na2S04干 燥,减压回收溶剂,硅胶柱层析,得77 mg淡黄色固体,收率60.3%,熔点:157~159
℃。
17

浙江大学硕上学位论文

双分子y-咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

IR(KBr):2924,2665,1576,1469,1376,1132,1107,760

cm。1;1H

NMR(500
Hz, Hz,

MHz,CDCl3):6 7.51(d,J=7.5 Hz,2n),7.35(d,J=8.0 Hz,2r1),7.29(t,‘,=8.0
21-I),7.210,J=7.5 Hz,2I-I),4.28(s,4I-1),4.09(t,J=7.0 Hz,4r1),3.42(t,-,=6.0

4I-I),3.08(t,J=6.0 Hz,41-1),2.90(s,6I-I),1.82-1.87(m,4H);ESI-MS:m/z=427.6 【M+H】+.
1.6.5

1,5.二一(2一甲基一3,禾二氢一1H-吡啶并【4,3.b】吲哚-5-(2/4)基)戊烷(1-5)


N一(CH2)5一N

‘\

操作过程同1.6.4,只是用l,5一二溴戊烷代替1,4.二溴丁烷,得到65 mg淡黄
色固体,收率65.4%,熔点:164—166℃。 IR(rd3r):2927,2767,1584,1463,1355,1 168,1053,793
cm吐;1H NMR(500
Hz,

MHz,CDCl3):6 7.40(d,J=8.0 Hz,2H),7.22(d,J=8.0 Hz,2H),7.13(t,J=7.5

2H),7.05(t,J=7.5 Hz,2H),3.95(t,‘,=7.0 Hz,4H),3.68(s,4H),2.80-2.85(m,8H),

2.56(s,6H),1.69—1.75(m,4h9,1.20-1.22(m,2H);ESI—MS:m/z=441.6【M+H】+.
1.6.6

1,6一二一(2.甲基-3,4-二氢-1H-吡啶并【4,3-b】吲哚一5-(2/-/)基)己烷(1-6)


N一(CH2)6一

。、

操作过程同1.6.4,只是用1,6.二澳己烷代替1,4---澳-r烷,得到44 mg淡黄
色固体,收率55.1%,熔点:132—134℃. IR(KBr):2925,2856,2784,1577,1466,1370,1189,735
crll。1;1H

NMR(500
Hz, Hz,

MHz,CDCl3):6 7.37(d,J=8.0 Hz,2H),7.20(d,J=8.5 Hz,2h9,7.11(t,J=7.0 2H),7.04(t,J=7.5 Hz,2H),3.90(1,J=7.0 ttz,4H),3.73(s,4H),2.87(t,J=6.0 4H),2.80(t,J=6.0 Hz,4H),2.57(s,6H),1-61-1.68(m,4n),1.25—1.28(m,4H).
18

浙江大学硕J:学位论文

双分了丫.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1.6.7

1,8.二.(2.甲基.3,4.二氢一1H.吡啶并【4,3.b】吲哚-5-(2卿基)辛烷(1-7)


一(CH2)8一



操作过程同1.6.4,只是用1,8.二溴辛烷代替1,4.二溴丁烷,得到85 mg淡黄
色液体,收率55.1%。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.42(d,J=8.0 Hz,2n),7.27(d,J=8.5 Hz,2H),

7.16(t,J=7.0 I-Iz,2H),7.08(t,J=7.0 Hz,2H),3.98(t,J=7.0 Hz,an),3.71(S,4H),
2.86

m,8H),2.58(S,6H),1.68?1.70 m,4H),1.26(m,8H).

1.6.8

1,10.二.(2.甲基.3,4.二氢-IH一吡啶并【4,3.b】吲哚-5-(2忉基)癸烷(1-8)


--(CH2)10‘。N



操作过程同1.6.4,只是用i,i0-二溴癸烷代替l,4.二溴丁烷,得到55 mg淡黄 色固体,收率53.5%,熔点:117-119℃。 IR(KBr):2926,2847,2770,1463,1356,1315,1133,1044,729
cm‘1;1H NMR

(500 MHz,CDCl3):6 7.40(d,,=7.5 I-lz,2n),7.26(d,J=8.0 Hz,2H),7.13(t,J=7.0 I-Iz,2n),7.05(t,J=7.5 Hz,2n),3.97(t,J=7.0 Hz,4H),3.68(s,an),2.81—2.86(m, 8H),2.56(s,6H),1.66-1.72(m,an),1.20—1.28(m,12H).

1.6.9

1,12.二.(2.甲基.3,4.二氢?1H-吡啶并【4,3.b】吲哚一5一(2∞基)十二烷(1-9)

19

浙江大学硕:{:学位论文

双分子Y.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究



一(cH2)12一N



操作过程同1.6.4,只是用1,12一二溴十二烷代替1,4.二溴丁烷,得到95 mg淡
黄色液体,收率53.5%。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.42(d,J=7.5 Hz,2It),7.27(d,J=8.0 Hz,21-1),

7.15(t,J=7.0 Hz,2I-I),7.05(t,J=7.0 Hz,2H),3.98(t,J=7.5 Hz,4H),3.70(s,4I-1), 2.86(m,8I-I),2.57(S,6H),1.72(m,4H),1.24—1.29(m,16H).

1.6.10

1,4.二.(2.甲基.3,4.二氢.1日.吡啶并【4,3-b1吲哚-5-(2/-/)基甲酰基)哌嗪

(1-10)


N八。八
1、.....一






操作过程同1.6.4,只是用哌嗪.1,4-二甲酰氯代替1,4.二溴丁烷,得到55 淡黄色固体,收率53.5%,熔点:159—161℃。 IR(KBr):2931,2693,1675,1573,1415,1284,1224,999,756
cm吐;1H

mg

NMR

(500 MHz,CDCl3):6 7.34—7.44(m,4I-I),7.17-7.25(m,4H),3.53—3.75(m,12N-r), 3.04—3.09(m,4ri),2.90-2.93(m,4I-I),2.62(d,6H,J=3.0 Hz);ESI—MS:m/z=511.6 【M+H】十.
1.6.11

1,4.二.(2,8.二甲基一3,4一二氢-1H-吡啶并【4,3-b】吲哚.5一(2柳基)丁烷(1?11)

N--(CH2)4

浙江大学硕士学位论文

双分子丫.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

操作过程同1.6.4,只是用2,8一二甲基-1,2,3,4-四氢一1H.吡啶并【4,3山】吲哚代替 2.甲基?1,2,3,4-四氢.1H一吡啶并【4,3.b】吲哚,得到63 mg淡黄色固体,收率60.5%, 熔点:199~201℃。 IR(KBr):2928,2776,1589,1469,1365,1247,1129,1045,787
cm。1;1H NMR

(500 MHz,CDCl3):6 7.19(S,21-i),7.08(d,J=8.5 Hz,2I-I),6.96(d,J=8.5 Hz,2FI), 3.90(m,4H),3.66(S,4H),2.82(t,J=5.0 Hz,4ri),2.75(t,J=5.0 Hz,4I-I),2.56(s, 61-I),2.44(s,6tO,1.66-1.72(m,4I-I).
1.6.12

1,5一二-(2,8-二甲基-3,4一二氢-1H-吡啶并【4,3-b】吲哚一5一(硼基)戊烷(2.12)

N--(CH2)s。‘

操作过程同1.6.4,只是用2,8.二甲基.1,2,3,4.四氢.1H。吡啶并【4,3-b】吲哚代替 2.甲基.1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3-b]吗l哚,用1,5.二溴戊烷代替1,4.二溴丁烷,得 到68 mg淡黄色固体,收率65.9%,熔点:125~127℃。

IR(rd30:2927,2780,1590,1470,1371,1301,1242,1131,1044,786锄.1;1H
NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.18(S,2H),7.11(d,J=8.5 Hz,2H),6.98(d,J=8.5 2H),3.92(t,J=7.0 Hz,4H),3.80(s,4H),2.95(t,J=6.0 Hz,4H),2.82(t,J=5.5 4I-I),2.62(s,6H),2.44(S,6H),1.66—1.72(m,4H),1.31—1.34(m,2H).
1.6.13 Hz, Hz,

1,6一二一(2,8-二甲基-3,4一二氢-1//-吡啶并【4,3-b】吲哚-5-(2/-t)基)已烷(1-13)

N--(CH2)6

操作过程同1.6.4,只是用2,8-二甲基-1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3.b]硼JI哚代替 2一甲基.1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3-b】吲哚,用1,6一二溴己烷代替1,4一二溴丁烷,得
21

浙江大学硕J二学位论文

双分子T.ⅡR啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

到68 mg淡黄色固体,收率55.6%,熔点:202-204

oC。 cm。1;

IR(rd3r):2925,2856,2677,1599,1470,1430,1371,1244,1124,1042,788
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.16(s,2I-i),7.11(d,‘,=8.0 Hz,2r1),6.97(d,J=8.5

Hz,2H),3.91-3.94(m,8rI),3.07(t,-,=8.0 Hz,4I-I),2.91(t,J=5.0 Hz,41-I),2.70(s, 6I-D,2.43(S,6H),1.66—1.72(m,4i-i),1.24—1.27(m,4rt).

1.6.14

1,8.二.(2,8-二甲基.3,4-二氢一1H一吡啶并【4,3-b】吲哚一5-(2H)基)辛烷(1-14)

(CH2)8一

操作过程同1.6.4,只是用2,8.二甲基-1,2,3,4?四氢一1H.吡啶并【4,3-b】吲哚代替
2.甲基.1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3-b】吲哚,用1,8-二溴辛烷代替1,4---溴T烷,得 到68mg白色固体,收率58.6%,熔点:126~127℃.
1H 8.0

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.18(s,2I-I),7.13(d,J=8.0 Hz,2I-I),6.95(d,J=

Hz,21-I),3.94(t,J=7.0 Hz,4H),3.66(s,4H),2.83(m,8H),2.56(s,6H),2.43(s,

61-I),1.65-1.67(m,4H),1.23(m,8H).

1.6.15

1,10.二.(2,8-二甲基-3,4-二氢?1H-吡啶并【4,3-b】吲哚-5-(硼基)癸烷(1-lS)

一(CH2)10一

操作过程同1.6.4,只是用2,8.二甲基.1,2,3,4.四氢.1H一吡啶并【4,3-b】吲哚代替

2.甲基.1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3-b】吲哚,用1,10-二溴癸烷代替1,4-.-'溴-r烷,
得到58 mg淡黄色固体,收率53.8%,熔点:119-121℃.

IR(1(Br):2927,2852,2777,1470,1371,1304,1243,1194,1137,1048,785锄。1;
22

浙江人学硕士学位论文

双分予丫.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.19(S,2ri),7.14(d,J=8.5 Hz,2H),6.96(d,J=8.5

Hz,2H),3.94(t,J=7.0 Hz,4H),3.67(s,4H),2.84(m,8H),2.56(s,6H),2.43(S,6H), 1.65-1.70(m,4H),1.18-1.26(m,12H).

1.6.16

1,12.二.(2,8.二甲基.3,4一-g-1H-吡啶并【4,3.b】吲哚-5一(唧基)十二烷

(1?16)

(OH2)12--N

操作过程同1.6.4,只是用2,8一二甲基.1,2,3,4.四氢一lH-吡啶并【4,3-b】吲哚代替

2.甲基.1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3.blql哚,用1,12.二溴十二烷代替1,4-二溴丁烷,
得到58 mg黄色固体,收率73.8%,熔点:106-107℃.
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.15-7.18(m,4H),7.13(d,J=8.0 Hz,2H),6.93

(d,J=8.0 Hz,2H),4.01(t,J=7.0 Hz,4H),3.65(s,4H),2.86(m,an),2.53(s,6H),

2.40(s,6H),1.68—1.71(m,4H),1.21-1.28(m,16H).

1.6.17

1,4一二.(2,8一二甲基.3,4.二氢.1H.吡啶并【4,3.b】吲哚一5一(2卿基甲酰基)哌嗪

(1?17)

操作过程同1.6.4,只是用2,8.二甲基一1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3-b]qI哚代替

2.甲基.1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3.bill哚,用哌嗪.1,4.二甲酰氯代替1,4-二溴丁
烷,得到58 mg淡黄色固体,收率53.8%,熔点:228-230℃。

浙江大学硕士学位论文

双分子-咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

IR(KBr):2925,1672,1418,1284,1225,996,797

cm~;1H

NMR(soo

MHz,

CDCl3):6 7.28-7.30(m,2n),7.20?7.22(m,2I-I),7.02-7.07(131,2i-i),3.73(s,4x-i), 3.49-3.67(m,8H),2.96-3。09(m,8Ia),2.65(s,6I-I),2.41(d,歹=3.0 Hz,6I-I).

1.6.18

1,10.二.(3,4一二氢.1/-/-吡啶并【4,3-b】吲哚.2-(5/4)基)癸烷(1?18)

——(CH2)10-
H H mL

将1.0

mmol

1,2,3,4.四氢吖.咔啉和10 mL无水乙醇加入反应瓶中,加入2

三乙胺和75 mg碘化钾,然后加入O.5 mmol 1,10.二溴癸烷,回流过夜。反应结束 后,减压回收溶剂,硅胶柱层析(PE:EtOAc:三乙胺=4:24:1),得到121 mg黄 色固体,收率50.1%,熔点:140-141℃。
1H

NMR(soo MHz,DMSO?do):6 10.74(S,2H),7.30(d,.,=7.5 Hz,2H),7.24(d, Hz,2H),6.98(t,J=7.0 Hz,2H),6.91(t,J=7.0 Hz,2哪,3.53(s,4H),2.74(m,

J=8.0

8H),2.51(m,4h9,1.52-1.54(m,4H),1.28-1.31(hi,12H).

1.6.19

1,10.二.(3,4.二氢.1日.吡啶并【4,3-b】吲哚-2一(5印基)癸烷一1,10?二酮(1-19)
O O

卜 (CH2)^
H H

|l

将1.0

mmol

1,2,3,4.四氢吖.咔啉和10 mL无水THF加入反应瓶中,加入2

mL

三乙胺,然后回流状态下滴加O.5 mmol癸二酰氯,回流过夜.反应结束后,将沉

淀减压抽滤,依次用水、甲醇、乙酸乙酯洗涤,得到230mg淡黄色固体,收率90.1%,
熔点:123℃(decomp.)。
1H

NMR(500 MHz,DMSO.d6):6 10.94(s,2H),7.41(Ill,2t),7.28(t,J=8.0

Hz,

2哪,7.03化J=7.0 Hz,2H),6.95(III,2H),4.63(s,4哪,3.76—3.85(m,4H),2.73-2.85 (m,4均,2.38-2.44(m,4H),1.50-1.53(m,4H),1.26—1.29(m,8H).
24

浙江人学硕士学位论文

双分予_r一咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1.6.20哌嗪.1,4.二基.二((3,4-二氢.1H.吡啶并【4,3-b】吲哚.2(5H)基)甲酮(1-20)



将1.0 mmol 1,2,3,4.四氢吖一咔啉和10 mL无水DMF加入反应瓶中,加入2 三乙胺,然后140℃下加入0.5
mmol

mL

1,4.哌嗪二甲酰氯,保温反应4 h。反应结束

后,减压回收溶剂,将所得粘稠物溶于二氯甲烷,加水萃取,合并有机层,无水
硫酸钠干燥,拉干溶剂,得到217 mg白色固体,收率90.O%,熔点:200。C(decomp.)。
1H

NMR(500 MHz,DMSO-do):6 7.40(d,J=8.0 Hz,2r0,7.29(d,J=8.0

Hz,

2H),7.03(t,J=7.5 Hz,2r0,6.95(t,J=7.5 Hz,2I-I),4.42(s,4n),3.55?3.57(m,4ri), 3.26(in,8n),2.86(m,4I-I).

1.6.21

1,4.苯二基.二((3,a-rig-1H-吡啶并【4,3.b】吲哚-2(5H)基)甲酮(1-21)



将1.0

mmol

1,2,3,4-四氢吖.咔啉和10 mL无水二氯甲烷加入反应瓶中,加入1

mL三乙胺,然后室温下加入O.5 mmol对苯二甲酰氯,反应5 h。反应结束后,将

沉淀减压抽滤,用少量二氯甲烷洗涤,得到235 mg白色固体,收率95.1%,熔点>
250℃。
1H

NMR(500

MHz,DMSO.d6):6 10.98(S,2H),6.89.7.57(m,128),4.82(m,4H,
m,4H,minor

major rotamer),4.61

rotamer),4.04(m,4H,minor rotamer),3.69(m,48,

major rotamer),2.89(m,48).

1.6.22

5,5’.(癸烷.1,10.二基)二(2,2,8一三甲基一1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3-b】吲哚一2.

基)碘化物(1.22)9
25

浙江大学硕卜学位论文

双分子T一咔啉衍生物的设计、含成和生物活性研究

N~(CH2)10一

将1.0

mmol

1.15和10 mL无水甲醇加入反应瓶中,室温下加入0.5 mL碘甲

烷,室温反应过夜。反应结束后,将沉淀减压抽滤,用少量甲醇洗涤,得到390mg 黄色固体,收率95.0%,熔点>250℃。
1H

NMR(500 MHz,DMSO-d6):6 7.36(d,J=8.0 Hz,2H),7.19(s,2H),7.00(d,J

=8.0

Hz,2H),4.65(s,4H),4.06(t,J=6.0 I-Iz,4H),3.78(t,J=6.0 Hz,4H),3.18(S,

16H),2.37(s,6H),1.63—1.64(m,4H),1.19-1.24(m,12H);ESI-MS:m/z=823.62 【M+H】+.

1.6.23

1,10.二.(2,8.二甲基.3,4.-_g.1/4.吡啶并【4,3-b】吲哚.5.(锄基)癸烷(1.23)9
一(CH2)10
I- H H

将1.0

mmol

1.18和10 mL无水甲醇加入反应瓶中,室温下加入0.5 mL碘甲

烷,室温反应过夜。反应结束后,减压回收溶剂,加入丙酮,超声波超声,有大 量沉淀析出,将沉淀减压抽滤,用少量丙酮洗涤,得到364 mg白色固体,收率 95.2%,熔点:208.209℃。
1H

NMR(500 MHz,DMSO-d6):6 11.30(s,2H),7.43(d,J=8.0 Hz,2n),7.37(d, Hz,2H),7.12(t,J=7.5 Hz,2H),7.03(t,J=7.5 Hz,2H),4.63-4.70(m,4H),

-,=8.0

3.71—3.81(m,4H),3.43(t,J=8.0 Hz,4H),3.17(s,4H),3.11(S,4H),1.83(m,4H), 1.29-1.31(m,a2I-I);ESI—MS:m/z=767.53【M+H】+.

1.6.24

5H.吡啶并【4,3.b】吲哚(1.24)13。16

浙江大学硕上学位论文

双分了丫.咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究



参照陈静博士毕业论文17得白色固体,熔点:225~227℃(文献值16:225.227 ℃)。

同时在实验当中,发现1,2,3,4一四氢一1似吡啶并【4,3.b】吲哚在乙醇和碳酸钾体系 中回流也可得到5肌吡啶并【4,3.b撙I哚1?24。

1.6.25

1,4.二(洱吡啶并【4,3.b】吲哚一5.基)丁烷(1-25)

N一(CH2)4

操作过程同1.6.4,只是用5排吡啶并【4,3.b】吲哚代替2-甲基-1,2,3,4-四氢-IH-
吡啶并【4,3.b】吲哚,用1,4一二溴癸烷代替1,4-二溴丁烷,得到18 mg淡黄色固体, 收率13.8%,熔点:228~232℃。 IR(KBr):2931,1589,1462,1381,1223,1161,1107,740
cm吐;1H

NMR(500

MHz,CDCl3):6 9.28(s,2n),8.49(d,J=5.5 Hz,2H),8.14(d,J=7.5 Hz,2H),7.49(t'
J=7.5

Hz,2H),7.27-7.35(m,4H),7.16(d,J=5.5 Hz,2H),4.21-4.23 m,4H),

1.93—1.95

m,4H);ESI-MS:m/z=391.45【M+H】+.

1.6.26

1,6.二(5麒吡啶并【4,3.b]6l哚.5-基)己烷(1-26)

一(cH2)6一N

操作过程同1.6.4,只是用5H.吡啶并【4,3.b】吲哚代替2.甲基.1,2,3,4.四氢.1H.

吡啶并【4,3.b】吲哚,用1,6一二溴己烷代替1,4一二溴丁烷,得到14mg淡黄色固体,
27

浙江大学硕“L学位论文

双分子卜咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

收率14.9%,熔点:150~155℃。 IR(rd3r):2933,2855,1588,1462,1379,1342,1233,1166,1072,743
onl。1;1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 9.28(s,21-I),8.48—8.50(d,J=5.5 Hz,2n),8.13—8.15(d,J
=7.5

Hz,2I-I),7.48—7.51(t,J=7.5 Hz,2I-I),7.30-7.36(m,4H),7.19-7.20(d,J=5.5

Hz,

2t-I),4.20?4.23(m,4ri),1.78—1.84(m,4r1),1.18-1.23(m,an).

1.6.27

1,8.---(5/-/-吡啶并【4,3-b】吲哚-5-基)辛烷(1?27)

一(cH2)8--N

操作过程同1.6.4,只是用5H-吡啶并【4,3.b】吲哚代替2-甲基-1,2,3,4.四氢.1H. 毗啶并【4,3-b】吲哚,用1,8.二溴辛烷代替1,4-二溴丁烷,得到14 mg黄色固体,收 率14.9%,熔点:110~111℃.
1H 7.0

NMR(500

MHz,DMSO.d6):6 10.04(s,2ri),8.87.8.89(m,2[-I),8.42(d,J=

Hz,2I-I),8.34(m,2H),7.95(d,‘,=8.0 Hz,2I-I),7.77(cl,J=7.0 Hz,2X-I),7.75(m,

2r1),7.55(t,,=7.0 Hz,2rI),4.60(m,4I-i),1.96(m,4H),1.28(m,8H).

1.6.28

1,10.--(514-吡啶并【4,3.b】吲哚.5.基)癸烷(1.28)

N一(CH2)10

操作过程同1.6.4,只是用5H一吡啶并【4,3.b】吲哚代替2-甲基-1,2,3,4.四氢.1H.

吡啶并【4,3.b]-jI哚,用1,10.二溴癸烷代替1,4一-'溴-r烷,得到16 mg淡黄色固体,
收率14.8%,熔点:131.135℃。

IR(KBr):2926,2855,1594,1463,1376,1167,747锄。1;1H NMR(500

MHz,

CD30D):6 9.44(d,J=4.0 Hz,2rO,8.66(d,J=2.0 Hz,2r1),8.39(t,J=8.0 Hz,2n),

浙江大学硕J二学位论文

双分子7-咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

7.68—7.79(m,6H),7.54(d,J=4.0 Hz,2H),4.49(t,J=7.0 Hz,4H),1.96-2.00(m,4H), 1.26-1.41(m,12哪.

1.6.29

1,12.=-(sn-.1七啶并【4,3-b】吲哚一5.基)十二烷(1-29)

一(cH2)12--N

操作过程同1.6.4,只是用5H一吡啶并【4,3-b】吲哚代替2-甲基-1,2,3,4.四氢-1H一
吡啶并【4,3-b】吲哚,用1,12一二溴癸烷代替1,4一--/-臭T烷,得到26 mg黄色液体, 收率25.8%。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):8 9.30(s,J=4.0 Hz,2H),8.54(d,J=5.5 Hz,2H),

8.14(d,J=8.0 Hz,2H),7.52(t,J=8.0 Hz,2F0,7.43(d,J=8.5 Hz,2H),7.31(t,J=
7.5

Hz,2H),7.28(d,J=6.0 Hz,2H),4.24.4.26(m,4H),1.82-1.87(m,4H),1.19-1.35

(m,16H).

1.6.30

2,2’一(癸.1,10.二基)二(舛吡啶并【4,3.b]"51哚.2.基)溴化物(1.30)9
_(CH2)10
Br

将168 mg(1 mm01)2-24、150 mg(0.5 mm01)1,10-二溴癸烷置于2mL DMF中, 氮气保护回流5 h。反应结束后,将反应液冷却至室温,加入5 mL丙酮,析出沉

淀,抽滤得到黑色固体,收率60.5%,熔点:98—99℃。
1H J=7.5

NMR(500 MHz,DMSO—do):8 9.99(s,2H),8.78(d,J=6.5 Hz,2H),8.39(d, Hz,2H),8.06(d,J=7.0 Hz,2H),7.81(d,J=7.5 Hz,2H),7.72(t,J=7.5
Hz,

2H),7.52(t,J=7.5 Hz,2H),4.62(t,J=7.0 I-lz,4H),1.96—2.00(m,4H),1.24—1.29(m,
1 2H);ESI—MS:m/z=637.5 1【M+H】+.

濒江大学硕士学位论文

双分子Y?咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

1.6.31

5,5’.(癸.1,10.二基)二(2.甲基.5H.吡啶并14,3-b]吲哚.2一基)碘化物(1-31)9

N一(CH2)10

将化合物1.28

40 mg置于2

mL丙酮中,氮气保护下加入0.4 mL碘甲烷,室

温反应24 h,抽滤,固体用少量丙酮洗涤,减压干燥,得到26 mg灰白色固体, 收率40.6%,熔点:245—246℃。
1H

NMR(500 MHz,DMSO-d6):6 9.85(s,2H),8.77(d,J=7.0 Hz,2H),8.40(d,J
Hz,

=8.0

Hz,2H),8.29(d,J=7.5 Hz,2H),7.95(d,J=8.0 Hz,2I-I),7.78(t,J=6.5

2H),7.56(t,-,=7.5 Hz,2I-1),4.60(t,J=7.0 Hz,4H),4.38(S,6H),1.77-1.78(m,4H),

1.12—1.22(m,12田;ESI—MS:m/z=759.52【M+H】+.

浙江大学硕:仁学位论文

双分了丫-l咔啉衍生物的设计、合成和生物活性研究

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31

浙江大学硕士学位论文

双分子丫-咔啉衍生物的设计、仑成和生物活性研究

361 1.3617. 1 1.Wollowitz, Susan; Kataisto, Erik

W.Process


for

preparation
no

of

pyridylethyl-substituted carbolines by reaction of

carboline with

more than four

equivalents of methyl vinyl pyridine.PCT Int.Appl.WO 2009111540,2009;Chem. Abstr.2009,151,358724. 12.Cattanach

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17.陈静.咔啉及其类似物的设计、合成及抗肿瘤活性研究.浙江大学,2009.

32

浙江大学硕士学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰月u碱酯酶活性研究

2.咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究 2.1.咔啉衍生物及其类似物的设计
多奈哌齐是卫材公司开发的第二代AChE抑制剂,具有疗效强、副作用小、
中枢选择性高等优点,已成为治疗AD的首选药物。它与AChE蛋白复合物的x

衍射晶体结构表明,其茚酮部分和外周活性位点发生疏水结合,与Trp279形成7c吼
堆积,而苄基部分在活性中心与Trp84苯环产生哥兀作用1。本课题组前期已发现 苯氧茚酮类衍生物BYYT-25显示出良好的AChE抑制活性,IC50为50 nM,分子 对接研究表明其苄基吡咯烷氮原子质子化后与Trp84产生阳离子吼相互作用。 文献报道Dimebon及其衍生物具有抑制AChE活性(IC50=42肚M)、稳定线粒 体、微弱阻断NMDA受体信号途径(EDso=42 mg/kg)及神经保护等活性2,7.四氢 咔啉是其中的重要药效团,且常被用于中枢神经类药物结构中。因此我们采用药

物设计中的骈合原理,以丫.四氢咔啉及其类似物为外周位点结合片段,以BYYT-25
中苄基胺及多奈哌齐中的哌啶苄基片段作为中心位点结合药效团,分别以酰胺键 和烷胺键连接,设计并合成了一系列咔啉衍生物及其类似物(图2.1)。

篡一0叼:一D 4:加一R。
0 R ,R3 R R-=R2=H R?=R2=OMe

岷A






P∞ D
33

图2.1.咔啉衍生物及其类似物的设计

浙江大学硕二I二学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

2.2.咔啉衍生物及其类似物的合成
咔啉衍生物及其类似物的合成主要通过取代的丫.咔啉或p.咔啉片段与取代的
苄胺片段通过缩合、Winterfeldt氧化和还原反应制得(图2.2)。







№∞U艮
一。国

图2.2.T.咔啉衍生物及其类似物的逆合成分析 2.2.1咔啉片段的合成
2.2.1.1

7,8一二甲氧基?1,2,3,4一四氢-1H-吡啶并【4,3-b】吲哚盐酸盐(2.1)

7,8一二甲氧基-1,2,3,4一四氢一1H一吡啶并【4,3-b】吲哚盐酸盐(2.1)片段的合成路线 如下(图2.3):

浙江大学硕-上学位论文

咔啉衍生物及je类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

OMe MeO NaN02/HCI ——————————————————◆ CH3COOH NH2

OMe snCl2/HCI
————————————,-

OMe MeO

N2CI

NHNH2

HRpH



HCI Meo

H.HCI

——-—————————I-

2N盐酸

MeO

H 2.1

图2.3.7,8一二甲氧基一1,2,3,4.四氢.1H.吡啶并【4,3-b】吲哚盐酸盐片段的合成路线

2.2.1.2

2,3,4,9?四氢-1H一吡啶-【3,4-b】-吲噪(2.2)

2,3,4,9?四氢一1H-吡啶一【3,4-bl一吲嗓(2_2)片段的合成路线如下(图2.4):
NH2 AcONa,AcOH H20,reflux,N2 H
2-2



-t-(CH20)n


图2.4.2,3,4,9-四氢-1H?吡啶-【3,4-b】.吲哚片段的合成路线
2.2.2苄胺片段的合成
2.2.2.1

4-羧基苄胺片段(2-7—8)的合成

4.羧基苄胺片段的合成以对甲基苯甲酸为起始原料,通过酯化,溴代,Ⅳ-烷基
化,水解得到2-7-,s([]2.5)。
HOOC SOCl2 CH30H H3COOC CCl4 H3COOC ??—-—--?------- NBS

HaCOOC
amlne NaOH

2?5:R4 2-6:R4




CH30H,H20
diethylamine pyrrolidine 2-7:R4=diethylamine 2-8:R4=py丌olidine

图2.5.4.羧基苄胺片段的合成路线
35

浙江大学硕:L学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

2.2.2.2

4.羧基.1.苄基哌啶片段(2-11)的合成

以哌啶甲酸为起始原料,经酯化,Ⅳ-烷基化和水解反应制得目标片段4.羧基.1. 苄基哌啶2.11。

o心、太夕 №∞DNH型SOCl2一D产唑一cD国 L L内H
2-9 2-10 一KOH

y咖D国
图2.6.4.羧基.1.苄基哌啶片段的合成路线

2.2.3目标化合物的合成 2.2.3.1丫.咔啉衍生物的合成

苄胺片段2.7、2-8在EDC的催化下,与HOBt生成活性酯,再分别与咔啉片 段1-3和2-1反应得到酰胺化合物2.12以.15;进一步用氢化锂铝还原得到 2.18以.20;或者在DMF中,经叔丁醇钾和空气作用进行Winterfeldt氧化,得到

浙江人学硕士学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究



玖C
2-7 H 2-18:RI 2R22H

2-19:Ri=R2=MeO

2-23:Ri=R2=MeO

图2.7.丫.咔啉衍生物的合成路线
2.2.3.2

p一咔啉衍生物的合成

采用相同方法,合成了p-咔啉衍生物。
0 HOOC



2.2

2-7:P-4=diethylamine 2 2-8"R4 pyrrolidine

t-BuOK. DMF.air

2-16:氏=diethylamine 2一17:&=pyrrolidine






2-2l H

2.25

图2.8.3-咔啉衍生物的合成路线

通过上述方法,共合成目标化合物共14个,均为新化合物,其化学结构经氢
37

浙江大学硕.L.学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

核磁共振谱和质谱确证。

2.3.咔啉衍生物及其类似物的胆碱酯酶活性研究
2.3.1.咔啉衍生物及其类似物的胆碱酯酶抑制活性的测定及初步构效关系
胆碱酯酶抑制活性测试采用改良的Ellman法同(2.3.1)。 2.3.2实验结果与讨论

按照此法,分别测定了10个咔啉类化合物,4个吡咯并喹诺酮类化合物,结
果见表2.1。

表2.1.咔啉衍生物及其类似物的AChE抑制活性
Compd. Donepezii 2.12
Structufe

IC50(“M)
R3 0

R1,R2

0.019

R1=R2--H

2.13
2.14

R1=R2=OMe
RI=R2=H

—价厂 弋办,Nv/

11.3%。

11.9%3 19.1%8 13.1%8 22.0%3

R, U

2.15 2.18 2.19

厂一N

∞妒

RI=R2=OMe
R1-R2=H

~国
}1复C



R1=R2=OMe

33.0%8

2.20

R1=R2=H

价0国


25.8%2

2.16

2.17

印低


r/ ∥n 弋办,N√


22.1%8

认队D

46.0%3

2.2l

硝r,

弋办,N√

25.5%8

浙江人学硕Ij学位论文

咔啉衍生物及jt类似物的改汁、台成及乙酰月}i碱酯酶活件研究

2.22

2.23

2.24

三脚




R1=R2=H



Rs

RI=R2=OMe

—们r 弋办,N~/

17.1%8

29.8%8





R1=R2=H

~国
O O

17.2%3




2.25

q沁№s


分々复刀

0.705

8%inhibition at 1 0。mol/L

2.3.3分子对接 2.25的对接研究表明:其喹诺酮片段作用于AChE的外周阴离子位点,与 Trp279形成兀.兀堆积,苯环与活性中心的阴离子亚位点Phe330形成7【一兀堆积,吡 咯N原子质子化后与催化位点的Trp84形成正离子一兀作用,从而发挥AChE抑制
活性。
O 0



图2.9.2.25与AChE对接模式图A

图2.10.2.25与AChE对接模式图B

但是其它咔啉衍生物及其类似物的AChE抑制活性普遍较低,可能原因是化
39

浙江大学硕士学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

合物的分子构型使它们不易进入AChE芳香峡谷,不能同时与AChE的外周和中

心位点均发生良好的结合,从而展示出较低的AChE抑制活性.

2.4.小结
根据AChE的结构特征,采用骈合原理设计,将丫.四氢咔啉及其类似物与苄 基胺片段进行连接,得到一系列全新结构的咔啉衍生物,体外活性测试表明T.四 氢咔啉衍生物的AChE抑制活性普遍较低,而p.咔啉衍生物活性有所提高,其中

3.25的IC50为O.7州。分子对接研究表明:3.25可以与AChE的外周和中心位点
均发生良好的结合,为进一步研究提供依据。

2.5.实验部分
实验所用试剂或溶剂均按反应要求预处理。 本文中样品的分析数据由以下仪器测定:
1H

NMR:BrukerAM 400型超导核磁共振仪,BrukerAvance III 500型超导核磁共振

仪;ESI-MS:Esquire.LC一00075液质联用仪;熔点测定:Buchi B-540型熔点仪(温度 计未经校iE)。
2.5.1

7,8.二甲氧基.1,2,3,4.四氢.1弘吡啶并【4,3-b]吲哚盐酸盐(2.1)3,4
.HCI MeO

MeO



将6.12 g(40.0 mm01)3,4_二甲氧基苯胺、32 mL冰乙酸、40 mL浓盐酸、40

mL

水投入反应瓶中,.5℃条件下边搅拌边缓慢滴加2.8 g(40.0 mm01)NaN02的14 mL 水溶液,勿使温度高于0℃。同时,将18.0 g(80.0 mm01)SnCl2"2H20溶解到15
m1

浓盐酸中,冷却至.10℃。待亚硝酸钠水溶液滴加完全后,继续反应1 h,然后继

续滴加氯化亚锡盐酸液,滴加完全后,继续反应8 h,抽滤,弃去滤饼,将滤液直
接倾入反应瓶中,加入6.6 g(44.0 mm01)4一哌啶酮水合盐酸盐,补加35 mL浓盐酸, 升温至70℃,反应17 h,冷却至5~15℃,抽滤,用少量冰水和MTBE洗涤,固
40

浙江人学硕士学位论文

咔啉衍生物及j£类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

体减压干燥,得7.5 g褐色固体,收率70%,熔点:248-249℃.
1H

NMR(500 MHz,DMSO.d6):6 10.85(s,1H),9.34(s,2H),7.01(s,1H),6.88(s,
I-Iz,

1H),4.23(S,2H),3.76(S,3H),3.75(s,3H),3.43(1,J=6.0 Hz,2n),2.98(t,J=6.0 2H).

2.5.2

2,3,4,9.四氢.1胁吡啶.【3,4-b】.吲哚(2.2)5




768

mg(4.8 mm01)色胺和114 mg(3.8 mm01)多聚甲醛和16 mL水加入反应瓶

中,在氮气保护条件下加入2.4 mLAcONa/AcOH(3.0 mol/L),105℃反应4 h。反

应结束后,减压回收溶剂,加入甲醇使之溶解,用1 N氢氧化钠溶液调pH至9,
再次减压回收溶剂,冰水洗涤固体残留物,得660 mg白色固体,收率80%,熔点: 199~200℃(文献值6:199~201℃)。
ESI.MS:m/z=173.2

lM+H]+.

2.5.3

4.(二乙胺基甲基)苯甲酸(2.7)7,8

№∞UC
操作方法参照黄文海博士论文9,得到o.79 g白色固体,收率50%,熔点:145-146 ℃(文献值10:145~146℃)。
1H

NMR(500 MHz,DMSO-d6):7.87(d,J=8.0 Hz,2H,Am),7.36(d,J=8.0 Hz,
Hz,

2H,ArH),3.57(s,2H,ArCH2N一),2.46(q,J=7.0 Hz,4H,2xCH2),0.98(t,J=7.0 4H,2xCH3).

2.5.4

4.(吡啦!一基甲基)苯甲酸(2—8)
41

浙江大学硕士学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

HOOC

操作方法参照黄文海博士论文9,得到白色固体,收率51%,熔点:227-229℃。
1H

NMR(500 MHz,DMSO-d6):6 12.75(S,1H,一OH),7.89(d,J=7.5

Hz,2H,

ArU),7.40(d,J=7.5 Hz,2H,~H),3.51(S,2H,ArCH2N-),2.30-2.36(m,4H, pyrroline),1.55?1.61(m,4H,pyrroline).

2.5.5Ⅳ-苄基哌啶.4.甲酸(2-11)

№∞D国
操作方法参照黄文海博士论文9,得到白色固体即为2.11,收率82%熔点:
169~170℃(文献值11:169~170.5℃)。
2.5.6

4.(二乙胺基甲基).苯基.3,4.二氢.1H吡啶并【4,3-b】吲哚-2(5H)?基甲酮(2-12)



v印


m吕1.65

将2-7(207 mg,1 mm01)、EDC?HCI(316

mm01)、HOBt(223

mg,1.65

mm01)加入到4 mLCH2C12中,室温搅拌1 h,加入1-3(172 mg,1 mm01),继续反应 2h。反应结束后,减压蒸去溶剂,硅胶柱层析得到325 mg白色固体,收率90%, 熔点:168~169℃。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3)"6 10.98(s,1H),6.88—7.46(m,8H),4.77(S,2H,

major rotamer),4.60(s,2H,minor rotamer),4.01(S,2H,minor rotamer),3.67(s,2H, maior rotamer),3.57(s,2H),2.87(S,2H),2.49—2.51(m,4H),0.99(m,6H);ESI—MS: m/z=362.45【M+H】+.
42

浙江人学硕士学位论文

咔啉衍生物及je类似物的设计、合成及乙酰月Li喊酯酶活性研究

2.5.7

4.(二乙胺基甲基).苯基.7,8一二甲氧基一3,4一二氢一ln-.比啶gf[4,3-b】吲哚-2(5/-0一

基甲酮(2—13)

H3cO
HaCO



操作过程同2.5.6,只是用2-1代替l-3,得到365 mg浅红色固体,收率87%, 熔点:159~160℃。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.86(br S,1H),7.40—7.45(m,4H),6.97(s,1H,

major rotamer),6.85(s,1H),6.70(s,1 H,minor rotamer),4.91(s,2H,major rotamer), 4.64(s,1H,minor rotamcr),4.13(s,1H,major rotamer),3.85—3.97(m,6H),3.76(S,1H,
minor

rotamcr),3.60(s,2H),2.88(m,2H),2.52-2.56(m,4H),1.05(m,6H).

2.5.8

l一苄基哌嗪4.基.3,4一二氢一l搏吡啶并【4,3-b】吲哚-2(5聊-基甲酮(2-14)



操作过程同2.5.6,只是用2.n代替2.7,得到380 mg白色固体,收率88%, 熔点:199'C(decomp.)。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 8.02—8.10(m,in),7.44-7.46(m,1U),7.29—7.34
2H,

(m,4H),7.26(S,2H),7.08?7.19(m,2H),4.82(m,2H,minor rotamer),4.70(m

major rotamer),4.00(m,2H,major rotamer),3.84(m,2H,minor rotamer),3.53(m, 2r0,2.90—2.96(m,2H),2.82—2.86(m,2H),2.56-2.64(m,i11),2.05?2.10(m,2H),
43

浙江大学硕:}:学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

1.97—2.03(m,2n),1.28—1.30(in,2H);ESI-MS:m/z=374.49【M+H】+.

2.5.9

1-苄基哌嗪-4一基-7,8-二甲氧基-3,4一二氢一1弘吡啶并【4,3-b】吲哚.2(锄.基甲

酮(2-15)

HaCO

HaCO



操作过程同2.5.6,只是用2-11代替2-7,用2-1代替1-3,得到360 mg白色 固体,收率89%,熔点:193~194℃。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.82.7.92(m,lH),7.32(m,4H),7.26(m,1H),

6.84-6.90(m,2H),4.66-4.75(m,2H),3.81?3.99(m,8H),3.54(s,2H),2.79-2.97(m,

48),2.62—2.64(m,1H),2.06?2.07(m,2H),1.90-1.94(m,2H),1.73(s,2H).

2.5.10

4-(z.乙胺基甲基)?苯基?3,4-二氢一1H吡啶-13,4-H一吲哚一2(9印.某甲酮(2.16)





操作过程同2.5.6,只是用2-2代替1-3,得到350 mg白色固体,收率89%, 熔点:191~192℃。
1H

NMR(500 MI-Iz,CDCl3):6 8.36(s,1U),7.32—7.48(m,6H),7.16(t,J=7.5
Hz,1 H),4.94(S’2H,major

Hz,

it0,7.1 1(t,J--.7.5

rotamer),4.65(s,2H,minor rotamer),

4.12(m,214,minor rotamer),3.75(in,2H,major rotanaer),3.61(s,214),2.85—2.92(m, 214),2.53-2.57(In,4r0,1.06(m,6r0;ESI?MS:m/z=362.48【M+141+.

浙江人学硕士学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

2.5.11

4一(吡咯?1-基甲基)一苯基-3,4一二氢一t/-/-吡啶-【3,4.b】一吲哚一2(9H)一基甲酮(2.17)




操作过程同2.5.6,只是用2—8代替2-7,用2.2代替1.3,得到350 mg白色固 体,收率91%,熔点:165~166℃.
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 8.72(s,1H,major rotamcr),8.32(s,1H,minor

rotamer),7.11—7.49(m,8H),4.93(s,2H,major rotamcr),4.64(s,2H,minor rotamer), 4.12(m,2H,minor rotamer),3.76(m,2H,major rotamer),3.69(S,2H),2.86—2.93(m, 2H),2.57(m,4H),1.82(m,4H);ESI—MS:m/z=360.43【M+H】+.

2.5.12

2一(4.(二乙胺基甲基)-苄基)-1,2,3,4一四氢一1//-毗咯-【4,3-b】一吲哚(2-18)



将362 m90 mm01)2-12和5 mL无水THF加入反应瓶中,冰浴下分批加入57 mg(1.5 mm01)四氢铝锂,继续反应2 h。反应结束后,反应瓶中加入2N氢氧化钠 溶液,抽滤,将滤液减压回收溶剂,乙酸乙酯(35 mLx3)提取,合并有机层,饱和 NaCl溶液洗涤,无水Na2S04干燥,减压回收溶剂,硅胶柱层析,得104 mg黄色

固体,收率30%,熔点:126—127℃.
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.84(s,1n),7.36—7.37(m,3H),7.32-7.33(m,2H),

7.26-7.28(m,in),7.10(t,J=7.0 Hz,in),7.04(t,J=7.0 Hz,11-1),3.79(s,2H),3.73(s, 2H),3.61(s,2H),2.88(t,J=5.0 Hz,2H),2.84(d,J=5.0 Hz,2H),2.57(q,J=7.0 4H),1.08(t,J=7.0 Hz,6H);ESI—MS:m/z=348.51【M+H】+.
45

Hz,

浙江人学硕士学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

2.5.13

2一(4一(--乙胺基甲基)一苄基)-7,8?二甲氧基-1,2,3,4-四氢一1/-/-PI七咯一【4,3-b】-吲

哚(2-19)

H3CO

H3CO



操作过程同2.5.12,只是用2?13代替2-12,得到240 mg白色固体,收率83%, 熔点:156~157℃.
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.75(s,1H),7.36(d,J=8.0 Hz,2H),7.26.7.32

(m,2H),6.80(d,J=8.0 Hz,2H),3.86?3.88(m,6H),3.78(S,2H),3.67(S,2H),3.57(s, 2H),2.79-2.88(m,4H),2.52-2.56(m,4H),1.05(m,6H).

2.5.14

2-((1一苄基哌啶-4-基)甲基)一1,2,3,4-四氢一1H-吡咯-14,3-b】-吲哚(2-20)



操作过程同2.5.12,只是用2-14代替2-12,得到140 mg红色油状物,收率
83%。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 8.18.8.24(m,1哪,7.38(d,‘,=8.0 Hz,1U),7.29化

J=3.5

Hz,4H),7.22(d,J=3.5 Hz,1n),7.16(d,J=7.5 Hz,In),7.03-7.08(m,2H),

3.65(s,2H),3.50(s,21-0,2.89(m,2H),2.78(m,2H),2.68(m,ErI),2.44(m,2H),1.97 (m,2H),1.78(m,214),1.64(111,lrl),1.28?1.30(m,2I-I).

浙江大学硕:±:学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

2.5.15

2.(4.(二乙胺基甲基).苄基)一2,3,4,9一四氢-1/-/-.t七q-.【3,4.b】-吲哚(2-21)
广一 N \




操作过程同2.5.12,只是用2.16代替2.12,得到180 mg红色油状物,收率
85%。 1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.66(s,1H),7.47(m,1H),7.26—7.35(m,

5H),7.06-7.13(m,2H),3.76(s,28),3.65(s,2H),3.57(S,2H),2.91(I,J=5.5 Hz,2H), 2.83(t,J=5.5 Hz,2H),2.51-2.55(m,4H),1.05(m,6H).

2.5.16

1-(4-(---乙胺基甲基).苯甲酰基)一2,3一二氢一1/-/-.1七

?【3,2-b1-喹啉一9(4/0?酮

(2.z2)11?15

<N一/



将362 rag(1 mm01)2.12和5 mL无水DMF加入反应瓶中,室温下加入225 mg (2mm01)叔丁醇钾,继续反应4h。反应结束后,反应瓶中加入10mL水,乙酸乙 酯(15 mLxa)提Jg,合并有机层,水洗四次,饱和NaCl溶液洗涤,无水Na:S04干 燥,减压回收溶剂,硅胶柱层析,得300 mg黄色固体,收率80%,熔点:157-158
℃。
1H 8.0

NMR(500 MI-Iz,CDCl3):6 12.09(s,1H),8.34(d,J:8.0 Hz,lI-I),7.91(d,J=

Hz,1H),7.65(t,J=8.0 Hz,ll-I),7.61(d,J=8.0 Hz,2H),7.47—7.53(m,an),4.19(t,
47

浙江大学硕:l二学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

J=8.0

Hz,er0,3.66(s,eI-i),3.34(t,J=8.0 Hz,2H),2.58(S,4H),1.09(s,6H).

2.5.17

1一(4-(二乙胺基甲基)一苯甲酰基)一6,7一二甲氧基一2,3一二氢一1/4-吡咯-t3,2.b】一喹

啉-9(4/-/)?酮(2—23)

L小j
Me0

MeO

操作过程同2.5.16,只是用2.13代替2—12,得到250 mg白色固体,收率81%, 熔点:184~185℃。
1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 12.13(S,In),7.55(d,J=8.0 Hz,2H),7.50(S,

1n),7.44(d,J=8.0 Hz,2H),7.20(s,in),4.10(t,J=8.0 Hz,EH),3.99(s,3n),3.96(S, 3r0,3.58(S,2H),3.22(t,J=8.0 Hz,2rI),2.48-2.52(nl,4a),1.01(m,6n).

2.5.18

1-(1.苄基哌嗪基-4-羰基)一2,3-二氢-1m吡咯-【3,2-b】一喹啉一9(4卿-酮(2-za)



操作过程同2.5.16,只是用2-14代替2?12,得到280 mg白色固体,收率85%, 熔点:183—184℃.
1H 8.5

NMR(500 MHz,CDCl3):6 13.15(s,lr0,8.27(d,J=8.5 Hz,lr0,7.84(d,J=

Hz,1U),7.61(d,J=7.0 Hz,1岣,7.59(m,1H),7.44(t,-,=7.5 Hz,4ri),7.26-7.34

(m,1H),4.20化J=8.5 Hz,EH),3.55(s,2a),3.40(t,J=8.5 Hz,2a),3.03(m,2a), 2.60?2.64(m,lH),1.97-1.98(m,4I-I),1.83(m,2H).

浙江人学硕士学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰且U碱酯酶活性研究

2.5.19

2一(4-(.gq-一1-基甲基)苯甲酰基)-2,3一.-g一1体吡咯.【3,4.b】-喹啉.9(4/-0一酮

(2-25)




操作过程同2.5.16,只是用2-17代替2-12,得到260mg白色固体,收率83%, 熔点>250℃。
1H

NMR(500 MHz,CD30D):6 8.31(m,1H,minor rotamer),8.26(m,1 H,major

rotamer),7.42—7.74(m,7H),5.07(S,2H,major rotamer),4.94(S,2H,minor rotamer), 4.75(s,2H,major rotamer),4.56(s,2H,minor rotamer),3.81(s,2H,major rotamer), 3.78(S,2H,minor rotamer),2.64—2.68(m,4H),1.86—1.88(m,4H);ESI?MS:rn/z= 374.45【M+H】+.

49

浙江大学硕上学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

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novel IKK

inhibitor:2.【14C]-N-(6.chlom.9H.pyrido[3,4.b]ind01.8.y1).3.pyridinecarboxamide.
上Label.Compd.Radiopharm.2005,48,323—330. 6.Dora,Mrs.Laszlo;Clauder,Otto.Reduction
of

1,2,3,4-tetrahydro-1一OXO—p-

carboline.Acta Pharmaceutica Hungarica 1968,38,78-83.

7.Price,C.C.;Belanger,W:J.The

rate of saponification

of some alkyl

m-and

p-dialkylaminobenzoates.Z Am.Chent Soc.,1954,76,2682—2684.

8.Konya,K G;Paul,T.;Lin,S.;Lusztyk,J.;Ingold,K
studies
on

U.Laser flash photolysis

the first superoxide thermal source.First direct measurements of the

rates of solvent--assisted 1,2?-hydrogen atom shifts

and



proposed new mechanism

for this unusual rearrangement.上Am.Chem.Soc.,2000,122,75 18?7527. 9.

黄文海.不同类型双(多)靶点抗阿尔茨海默症化合物的设计、合成及活性研
究.浙江大学,2011.

浙江大学硕L学位论文

咔啉衍生物及其类似物的设计、合成及乙酰胆碱酯酶活性研究

10.Grabenko,A D.et a1.Synthesis of

some

p-(aminomethyl)benzoic

acid derivatives

and their properties.Fiziologichesld Aktivnye Veshchestva 1976,8,78—83. 1 1.Matsuo,lchiro
et

a1.Synthesis of quinolizine derivatives.XVI.Synthesis of

3-(substituted benzyl)quinolizidines.Chem.Pharm.Bull,1966,14,691?698.
12.Jiang,W:;Zhang,X.;Sui,Z.Potassium
Superoxide
as an

Alternative Reagent for

Winterfeldt Oxidation of IB-Carbolines.Org.Lett.2003,5,43-46.
13.Shankaraiah,N.,Santos,L.S.Enantioselective total synthesis of pyrroloquinolone
as a

potent PDE5 inhibitor.Te护ahedron Lett.2009,50,520—523. Enantioselective Syntheses of Quinolactacins Oxidation.J.Org.Chem.2003,68,

14.Zhang,X.;Jiang,W:;Sui,Z.Concise
A and B through Alternative 4523.4526. 15.Rong

Winterfeldt

Sheng,Jiangwei Zhu,Yongzhou Hu.Mild
of

and Efficient

Winterfeldt
of
2012,

Oxidation

1,2,3,4一Tetmhydro-y?carbolines
and

for

the

Synthesis

Dihydropyrrolo[3,2-bl-quinolones
17,1177-1190.

Pyrrolo[3,2一b]quinolones.Molecules

16.Shankaraiah,N.,Silva,W.A,Andrade,C.K
Total Synthesis

Z.,Santos,L

S.E舶ntioselective
Lett.2008,49,

of(S)一(.)-Quinolactacin

B.Tefrahedron

4289.4291.

51

溉江大学硕:}学位论文

温和商效的1,2,3,4,四氢.T.咔啉的Winterfeldt氧化研究

3.温和高效的1,2,3,4.四氢吖.咔啉的Winterfeldt氧化研究
3.1.Winterfeldt氧化研究概述
拥有稠合三环或四环喹诺酮骨架的化合物拥有众多生物特性,例如,吡咯并 喹诺酮3-1是高效的PDE5选择性抑制剂1,四氢.环戊烷并喹诺酮.9.酮3-2显示出 抗疟活性2, 白叶藤碱类似物3-3展现出抗疟原虫活性3.在报道的稠合喹诺酮骨

架的合成方法中,Winterfeldt仿生氧化由于操作简单,适用范围广,已引起了科学
家的广泛关注。在过去的几年里,1,2,3,4.四氢.B一咔啉的Winterfeldt氧化条件得到

了详细研究,包括NaH/DMF/025,t-BuOK/DMF/026,和K02/18.crown.6/DMF7。
这是制备吡咯并喹诺酮衍生物3-1、3-4和抗肿瘤剂(±).喜树碱3.5的有效方法8。
O O

F3C H

3.2

O O R H H H R

34

3—6

图3.1.稠合喹诺酮骨架化合物 吡咯并【3,2.b】喹诺酮3-6由Mentel等2009年通过固相反应经

Witkop—Winterfeldt氧化首次合成9.交联在固相树脂上的2.对甲苯磺酰基.1,2,3,4- 四氢吖.咔啉在.78。C的二氯甲烷中,经臭氧氧化成内酰胺,然后在三乙胺/DMF中 回流过夜得到目标产物。最近该课题组报道在液相反应中以相同方法合成吡咯并
【3,2-bl喹诺酮10。但是该方法仅仅以2.对甲苯磺酰基-1,2,3,4一四氢吖.咔啉作为底物, 对反应的适用性和底物的范围没有进行广泛的研究,且收率较低06。60%)。另外, 苛刻的反应条件,繁琐的操作步骤也限制了它在合成中的应用。
S2

浙江人学硕:t学位论文

温和高效的l,2,3争网氧吖.咔啉的Winterfeldt氧化研究

3.2.1,2)3,4.四氢.7.咔啉的Winterfeldt氧化
我们在采用2.氯乙基苯、NaH/DMF和2.叔丁氧羰基.1,2,3,4.四氢吖.咔啉3.7a 制备化合物3.8的过程中,得到并不是目标化合物,经1H
NMR,13C

NMR和质谱

确证,证明是2.叔丁氧羰基.二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮3.9a。同时发现,当使用N2 保护时,不能得到该反应产物。上述实验结果说明2.叔丁氧羰基.1,2,3,4.四氢干
咔啉可经Winterfeldt氧化成2.叔丁氧羰基.二氢毗咯并【3,2-hi喹诺酮。

H 3.9a Boc

6啊卜’!

3—墨

图3.2.2-Boc.1,2,3,4_四氢吖.咔啉的Winterfeldt氧化 3.2.1.反应条件的优化 受到该意外产物的启发,我们开展了四氢吖.咔啉Winterfeldt氧化研究。以 2-Boc一1,2,3,4.四氢吖.咔啉3.7a为模板化合物,详细考察了不同反应条件对反应收 率的影响。 首先考察了不同种类的碱对反应的影响,实验结果表明,t-BuOK,NaOCH3 和NaOH都能和Nail一样,推动Winterfeldt氧化反应的进行,但K2C03由于碱性 太弱,不能促使Winterfeldt氧化反应发生(表3.1,3.6)。考虑到适用性和经济性,

选定NaOH为碱试剂。进一步对碱的用量进行优化,发现2.0当量的NaOH足以
使Winterfeldt氧化反应顺利完成(表3.1,7.8)。溶剂对于该氧化反应影响很大,DMF 是Winterfeldt氧化反应的常用溶剂,本实验也显示出高收率.我们也采用甲醇和

THF进行尝试,结果发现:在甲醇中无Winterfeldt氧化反应发生,而以THF为溶
剂时,即使进行长时间回流,也仅有少部分原料发生Winterfeldt氧化(表3.1,9.11)。
53

浙江大学硕:I:学位论文

温和高效的1,2,3,4.四氧.Y.咔啉的Winterfeldt氧化研究

因此,选定DMF作为反应溶剂。文献中Winteffeldt氧化一般是在02存在的条件 下进行的粕,我们也考察了02和空气对反应的影响,结果发现,使用02可以使 反应时间明显缩短,TLC显示2小时反应完全,而空气参与下需要5个小时,收 率则没有差别(表3.1,12)。经过上述条件优化,本实验选择以2.0当量的NaOH、 DMF、空气存在下、室温反应5 h作为2-Boc.1,2,3,4.四氢吖.咔啉3.7a的Winterfeldt 氧化最优条件。 表3.1.2-Boc.1,2,3,4.四氢吖.咔啉的Winteffeldt氧化条件优化

8Reflux,42%底物无反应. 3.2.2.反应底物的研究 采用最优条件,系统考察了Winterfeldt氧化的底物及其适用性,包括一系列6 或8位取代的2-Boo.1,2,3,4-四氢吖.咔啉和2位不同取代类型的7.咔啉。

R2

—一心郴1
—————————————■-K,’百 l ¨ ,

图3.3.2.取代的1,2,3,4.gg氢.-'t.咔啉的Winterfeldt氧化 如表3.2所示,所有取代的2-Boo.1,2,3,4.四氢吖.咔啉的Winteffeldt氧化收率

都非常高,这说明6或8位的取代基不会对吲哚.喹诺酮转变产生显著影响(表3.2,
1.5)。当2位的取代基为乙酰基,苯甲酰基,苄氧羰基时,其Winterfeldt氧化收率
54

浙江大学硕士学位论文

温和高效的1,2,3,4-网氧吖.咔啉的Wintcrfcldt氧化研究

也较高(表3.2,6.8)。当2位取代基为对甲苯磺酰基时,相应的二氢吡咯并【3,2-b】 喹诺酮产物收率只有38%,和文献报道相近,可能原因是生成其他副产物10(表3.2, 9)。同时,也考察了2位无取代、甲基取代、苄基取代的1,2,3,4.四氢吖.咔啉的 Winterfeldt氧化研究,发现均没有目标化合物产生,即使采用NaH/DMF/02或 t-BuOK/DMF/02也不能得到目标产物(表3.2,10.12)。上述实验结果表明2位吸电

子取代基可能对Winterfeldt氧化的内酰胺的生成起着重要作用。当5位被甲基取
代时,2-Boe.5.甲基.1,2,3,4.四氢吖一咔啉也不能经Winterfeldt氧化成相应的二氢吡

咯并【3,2-b】喹诺酮,这说明5位N负离子的形成在此类Winterfeldt氧化中是十分
重要的。 表3.2.取代的1,2,3,禾四氢吖.咔啉的Winterfeldt氧化

4即使采用NaH/DMF/02或t-BuOK/DMF/02条件,也无目标产物生成。 3.2.3.反应机理的探索

基于上述实验结果,并参考Mentel等4,10的研究,我们推测该Winterfeldt氧
化可能的反应机理如图3.4所示:

55

浙江大学硕上学位论文

温和高效的1,2,3,4.叫氧.Y一咔啉的Winterfeldt氧化研究

旦心d1一心拶1‰捌 心碰。一&礤一H20心
&9y


厂N\

R,

_+R2

O卜r

&礅兰盹郴H
图3.4.取代的二氢吡咯并【3,2-b1喹诺酮形成机理

a—.

———◆IR2
H H

3—9a-9e

3—10a-10e R2=H.CH3,OCH3。CI,Br

3-1la一1le

图3.5二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮盐酸盐3-10a一10e和吡咯并【3,2-b】喹诺酮3-11a—lle
的合成;(a)HCl一EtOAc,CH30H,N2,回流;(b)K2C03,EtOH,air,回流。

表3.3.3.10a一10e和3.1la—lle的合成

1 2 3.9a 3-9b

R2


产物/收率(%)
3.10a(961 3-10b(94) 3.10c(94) 3.10d(95】 3-10e(9钔

产物/收率(%)
3.1la f98) 3.1lb

8一CH3 8.OCH3 8-Br

f97)




3.9c
3-9d 3-9e

3.1lc(96)
3.1ld f961



6-a

3.11e f98)

3.2.4.二氢吡咯并【3,2.b】喹诺酮和吡咯并【3,2.b】喹诺酮的温和高效合成

通过详细的实验研究,氮气保护下2-Boc-二氢吡咯并【3,2.b】喹诺酮1-ga一9e在
HCI饱和的乙酸乙酯和甲醇溶液回流脱去Boc,以非常高的收率得到二氢吡咯并

【3,2.b】喹诺酮盐酸盐3-10a一10e。同时发现3-10a—lle在硅胶板上并不稳定,TLC
56

浙江大学硕士学位论文

温和高效的1,2,3,4-pq氢-丫.咔啉的W'mterfeldt氧化研究

显示出现一个新点。通过分析确证,可能是空气中的氧将3-10a—lOe继续氧化成相 应的吡咯并【3,2-b】喹诺酮3-11a—lle。通过摸索,最后在空气存在下经Lg/K2C03

回流以近乎定量的收率得到吡咯并【3,2-b】喹诺酮3-11a—lle(t茎l 3.5,表3.3)。

3.3.小结
综上所述,本论文报道了一种l,2,3,4.四氢吖.咔啉经Winterfeldt氧化温和高效 合成二氢吡咯并【3,2-bl喹诺酮和吡咯并【3,2.b】喹诺酮的方法,实验结果表明,2位

的吸电子取代基及5位的N.H对反应是不可或缺的,并提出了可能的反应机理。
改进的l,2,3,牟四氢吖.咔啉的Winterfeldt氧化不仅操作简便、收率高,而且原料来 源广泛,为二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮及其衍生物的合成提供了有益的选择。

3.4.实验部分
实验所用试剂或溶剂均按反应要求预处理。 本文中样品的分析数据由以下仪器测定:
1H NMR:Beaker AM

400型超导核磁共振仪,Bruker Avarice

III

500型超导核磁共

振仪;ESI.MS:Esquire.LC.00075液质联用仪;ESI.HRMS:Brucker Daltonics Apex
m 7.0

FT-ICR质谱仪;元素分析:Thermo—Finnigan

Flash EA

1112元素分析仪;熔

点测定:Buchi B.540型熔点仪(温度计未经校正)。

3…4 1取代的2.Boc.1,2,3,4.四氢吖.咔啉(3-7a一7e)的合成
将7.12 mmol取代的苯肼盐酸盐、1.359(8.78 mm01)g.哌啶酮水合盐酸盐、15 mL水投入反应瓶中,在30。C下,边搅拌边滴加3.5 mL浓盐酸,继续升温至60℃, 反应17 h,冷却至室温,然后用6.25 N的NaOH溶液调pH至12.4,析出沉淀,抽

滤,用5 mL水和2

mL

MTBE洗涤固体,减压干燥后制得取代的1,2,3,4.四氢吖.

咔啉,不经纯化直接投入下一步。

57

浙江大学硕上学位论文

温和高效的l,2,3,4-四氢.Y.咔啉的Wintcrfcldt氧化研究

将取代的1,2,3,4.四氢吖.咔啉溶于20

mL

THF溶液中,冰浴冷却下加入8.46

mmol二碳2-叔丁酯,室温继续反应2 h,减压回收溶剂,硅胶柱层析(PE:EtOAc =2:1)得到3-7a一7e.

3.4.1.1.2-Boc.1,2,3,4.四氢吖.咔啉(3.7a)13



两步收率88%,白色固体,mp 145-146℃;IR(KBr):V
2838,1655,1465,1428,1361,1161,749,663 em-1;1H

3306,3065,2977,2916,

NMR(500 MHz,CDCl3):6

7.97(s,1H),7.46(d,J--r

7.5

Hz,1H),7.31(d,J=8.0 Hz,1H),7.15(t,J=7.5 Hz,lit),

7.10(t,J=7.5 Hz,1H),4.64(S,2H),3.82(m,2H),2.82(t,J=5.5 Hz,2H),1.51(S,9H); ESI—MS:m/z=273.11【M+H】+;HRMS
found:273.1 596.
calculated for

C16H21N202【M+H】+:273.1598,

3.4.1.2.8.甲基.2.Boc.1,2,3,4.四氢吖.咔啉(3.7b)14

V o、卜 卜cf
Me



两步收率85%,白色固体,mp 167-168℃;IR(KBr):v 3307,3012,2974,2918,

2839,1665,1475,1431,1360,1170,761,674锄‘1;1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6

7.81(S,1H),7.23(s,1H),7.19(d,J=8.0 Hz,11-0,6.97(d,J=8.0 Hz,1n),4.61(s, 2a),3.81(m,2n),2.80(m,2H),2.44(S,3a),1.50(s,9H);ESI-MS:m/z=286.97 【M+H】+;HRMS
calculated for

C17H23N202【M+H】+:287.1754,found:287.1753.

浙江大学硕士学位论文

温和高效的1,2,3,4-四氧吖.咔啉的W'mterfeldt氧化研究

3.4.1.3.8.甲氧基.2.Boc.1,2,3,4一四氢吖.咔啉(3-7c)15

≯ 心。


两步收率84%,白色固体,mp 170~171℃;IR(KBr):V
1657,1472,1428,1368,1143,865cm‘1;1H

3267,2972,2930,2840,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.77(S,it0,
Hz,.12=2.5 Hz,

7.20(d,J=8.5 Hz,1H),6.89(d,J=2.5 Hz,1H),6.80(dd,^=8.5

1H),4.61(S,2H),3.86(s,3H),3.81(t,J=5.5 Hz,1H),2.81(t,J=5.5 Hz,it0,1.51(s, 9H);ESI-MS:m/z=302.91【M+H】+;HRMS
303.1703,found:303.1702. calculated for

C17H23N203【M+H】+:

3.4.1.4.8.甲氧基一2.Boc.1,2,3,4.四氢吖.咔啉(3.7d)16
吣厂\


B侧
厂N、


》哪



两步收率82%,淡黄色固体,mp 177-179℃;IR(KBr):V

3287,3007,2973,

2926,2871,2837,1668,1589,1476,1461,1427,1361,1291,1232,1164,675 cm吐;1H

NMR(500 MHz,CDCl3):6 8.11(s,1a),7.55(S,1H),7.21(d,1H,J=8.5 Hz),7.16(d,
J=8.5

Hz,In),4.58(S,2H),3.79也J=5.0 I-Iz,IH),2.81(t,J=5.0 Hz,1H),1.51(s,
calculated for

9H);ESI-MS:m/z=350.97【M+H】+;HRMS
351.0703.found:351.0701.

c16n20lrN202【M+I-1]+:

3.4.1.5.6.氯.2.Boc-1,2,3,4.四氢吖一咔啉(3?7e)

59

浙江大学硕上学位论文

温和高效的1,2,3,4?鹤氧吖.咔啉的Winlerfcldt氧化研究

GI

两步收率87%,白色固体,mp 185-186℃;IR(I(Br):v
1671,1625,1469,1428,1361,1253,1159,771,691 cm‘1;1H 6

3262,2973,2924,2850,

NMR(500 MHz,CDCl3):
Hz,

8.17(S,1H),7.34(d,J=7.0 Hz,1H,),7.14(d,J=7.5 Hz,18),7.02(dd,./1=8.0

儿=7.5 Hz,1n),4.62(s,2H),3.82(m,28),2.85(m,2H),1.51(s,9哪;uC NMR(125

MHz,CDCl3):6

155.1,133.0,126.9,120.8,120.2,116.1,108.4,80.0,41.2,40.4,28.4,

23.4;HRMS(ESI)calculated for Ct6H20CIN202【M+H】+:307.1208,found:307.1205.

3.4.2其它2位取代的1,2,3,4一四氢叫-咔啉(3-7f一7i)的合成
将2.0
mmol

1,2,3,4.四氢吖-咔啉和20 mL无水CH2C12加入反应瓶中,加入1

mL

三乙胺,在冰浴条件下滴加2.0 mmol的乙酰氯,TLC检测反应结束,减压回收溶 剂,硅胶柱层析(PE:EtOAc--1:2),得3-7f。将乙酰氯分别换为苯甲酰氯,氯甲酸 苄酯或对甲苯磺酰氯得到3-79,3?7h和3-7i。

3.4.2.1.2一乙酰基.1,2,3,4.四氢吖.咔啉(3.70

17



两步收率87%,类白色固体,mp 255—256℃(1it,256—257℃);IR(KBr):v
3143,3060,2945,2866,1604,1447,1359,1228,1146,746 cnl‘1;1H

NMR(500

MHz,

DMSO—d6):6 10.89(s,1H,major rotamer),10.87(s,1H,minor rotanaer),7.40(m,1H), 7.28(dd,以=8.0
Hz,J2=3.0

Hz,la),7.01-7.05(m,1吼6.95(dd,以=14.0,以=7.0
Hz,

Hz,1U),4.64(s,2H,minor rotamer),4.62(s,2H,major rotamer),3。83(t,J=6.0
2H,minor
60

rotamer),3.76(t,J=6.0 Hz,2H,major rotamer),2.86(t,J:5.5

Hz,2H,

浙江人学硕+学位论文

温和高效的1,2,3,4-四氢.1r.咔啉的Wmterfeldt氧化研究

major rotamer),2.74(t,J=5.5

Hz,2H,minor

rotamer),2.13(S,3H,major rotamer),

2.12(s,3H,minor rotamer);ESI-MS:m/z=215.07【M+H】+.

3.4.2.2.2.苯甲酰基.1,2,3,4.四氢吖一咔啉(3?79)



两步收率89%,类白色固体,mp 204—206℃;IR(KBr):v
2840,1612,1577,1444,1237,743,709 cm一;1H

3198,3059,2903,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 8.05(br

s,1H,major rotamer),8.02(br

s,1 H,minor

rotamer),7.45-7.53(m,5H),7.25-7.3 1(m,

2I-I),7.03—7.18(m,2I-I),4.97(s,2H,minor rotamer),4.66(s,2H,major rotamer),4.16 (br s,2H,major rotamer),3.75(br s,2H,minor rotamer),2.98(br S,2H,major rotamer), 2.86(br
s,21-I,minor

rotamer);uC NMR(125 MHz,CDCl3):5 171.4(maj’or rotamer),

171.1(minor rotamer),136.0(major rotarner),135.8(minor rotamer),132.4,。130.8, 129.9(major rotamer),129.7(minor rotamer),128.6(major rotamer),128.5(minor rotamer),127.1(major rotamer),126.7(minor rotamer),125.5(minor rotamer),124.9 (major rotamcr),121.7(minor rotamer),121.6 major rotamer),119.6(minor rotamer), 110.8(major rotamer),106.9(minor rotamer),106.6(major rotamer),45.5(major rotamer),45.1(minor rotamer),40.3(major rotamer),40.2(minor rotamer),24.2(minor rotamer),23.1(major rotamer);HRMS(ESI)calculated
277.1335,found:277.1339.
for

CIsHl7N20【M+H】+:

3.4.2.3.2.苄氧羰基.1,2,3,4一四氢吖.咔啉(3.7h)18

61

浙江人学硕士学位论文

温和高效的1,2,3,4.四氢.T.咔啉的撇nteffddt氧化研究

飞/_飞∥ ≯一0


/=弋



两步收率90%,白色固体,mp 115-117℃;IR(KBr):V
1701,1465,1434,1240,1151,752 cm。1;1H

3387,3019,2931,2858,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 7.91(br S,1H),

7.31—7.43(m,7H),7.15(t,J=7.5 Hz,1H),7.08(t,J=7.5 I-lz,111),5.20(s,2H),4.73(s,

2r0,3.87-3.90(m,2H),2.82-2.85(m,2H);ESI-MS:m/z=306.98【M+H】+;HRMS
(ESI)calculated for C19H19N202【M+H1+:307.1441,found:307.1440.

3.4.2.4.2.对甲苯磺酰基.1,2,3,4-四氢.丫.咔啉(3.7i)10



?

两步收率90%,淡黄色固体,mp 187~188*C(1it,187—189℃)1H NMR(500
MHz,CDCl3):8 7.86(br S,1H),7.50(d,J=8.0 Hz,2H),7.37(d,J=7.5Hz,1H),7.31 (d,J=8.0 Hz,2H),7.26(d,J=5.5 Hz,IH),7.14(t,J=7.5 Hz,1H),7.08(t,J=7.5 IH),4.38(s,2H),3.51(t,J=6.0 Hz,1H),2.87(t,J=6.0 Hz,IH),2.41(s,at0.
Hz,

3.4.3取代的二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮(3—9a一9i)的合成 将O.5
mmol

3.7a一7i和5 mL无水DMF加入反应瓶中,室温下加入1.0

mmol

NaOH,继续反应5 h.反应结束后,反应瓶中加入10 mL水,乙酸乙酯(15 mLx3)

提取,合并有机层,水洗四次,饱和NaCI溶液洗涤,无水Na2S04干燥,减压回
收溶剂,硅胶柱层析,得3.9a一9i。

3.4.3.1.1一B0c?二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮-9-酮(3-9a)

62

浙江大学硕l:学位论文

温和高效的1,2,3,4-pq氢.y.咔啉的Winterfeldt氧化研究



类白色固体,mp 159-161℃;IR(KBr):V
1442,1380,1153,1031,862,753 cnld;1H

3071,2984,2931,2626,1687,1621,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 12.47(S,1n),
Hz,./2=1.8

8.23(d,J=7.5 Hz,in),7.84(d,J=8.5 Hz,in),7.56(dr,./i=8.5

Hz,11-1),

7.42(t,J=7.5 Hz,it0,4.02(t,J=8.5 Hz,1n),3.31(t,J=8.5 Hz,1n),1.59(s,9H);
乃C

NMR(125 MHz,CDCl3):6

157.5,155.1,147.I,145.9,128.4,127.6,124.9,122.5,
for

121.5,117.2,83.7,46.4,30.5,29.3;ESI-MS:m/z=287.02【M+H】+;Anal.Calcd
Ct6HIsN203:C,67.12;H,6.34;N,9.78;found:C,67.43;H,6.48;N,9.53.

3.4.3.2.1-Boo一7一甲基一二氢吡咯并【3,2.b】喹诺酮-9?酮(3-9b)



类白色固体,mp 185-186℃;IR(KBr):v
1453,1387,1150,1034,857 cm以;1H

2977,2934,2646,1665,1620,1569,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 12.40(S,1H),7.99(S,
Hz,,/2=2.0

it0,7.74(d,J=8.5 Hz,1H),7.38(dd,以--r+8.5

Hz,it0,3.99(t,J=8.5

Hz,

it0,3.27(t,J=8.5 Hz,lr0,2.51(S,3H),1.59(s,9H);13C NMR(125 MHz,CDCl3):6
156.5,155.1,145.6,145.5,134.7,130.6,127.3,121.4,121.3,171.2,83.6,46.4,30.4,

28.3,21.6;ESI—MS:m/z=300.94【M+H】+;Anal.Calcd
6.71;N,9.33;found:C,67.96;H,6.86;N,9.38.

for C17H20N203;C,67.98;H,

3.4.3.3.1-Boc.7一甲氧基一-g吡咯并【3,2-b】喹诺酮-9一酮(3?9c)

浙江大学硕上学位论文

温和高效的1,2,3,4.四氧吖.咔啉的W'mtcrfcldt氧化研究



类白色固体,mp 151-152℃;IR(1①r):v
1617,1446,1392,1148,1030,856 cm。1;1H

3103,2977,2931,2605,1685,1659,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 12.46(s,18),

7.75(d,1H,J=9.0 az),7.50(S,1H),7.21(d,J=9.0 l-lz,1H),4.01(t,J=8.0 Hz,IH), 3.93(s,3H),3.28(t,J=8.0 Hz,at0,1.59(s,9H);13C NMR(125 MHz,CDCl3):6
157.0,155.2,154.9,145.0,142.8,129.0,122.2,120.6,117.5,100.6,83.7,55.5,46.6,

30.2,28.3;ESI-MS:m/z=316.88【M+H】+;Anal.Calcd for
6.37;N,8.86;found:C,64.30;H,6.48;N,8.64.

C17H20N204:C,64.54;H,

3.4.3.4.1-Boe-7一溴一二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮.9.酮(3—9a)



淡黄色固体,mp 179—180℃;IR(KBr):V
1379,1153,1032,851 cmJ;1H 2.O

2979,2928,2655,1664,1615,1440,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 12.49(S,1H),8.37(d,J=

Hz,1H),7.69(d,J=9.0 I-Iz,1固,7.61(dd,以=9.0 Hz,以=2.0 Hz,1H),4.04(t,J Hz,2H),3.30(t,J=8.5 Hz,2H),1.59(s,9均;13C NMR(125 MHz,CDCl3):6

=8.5

158.0,155.1,145.6,144.9,131.7,129.3,124.9,122.9,118.8,117.8,84.0,46.4,30.4,

28.3;ESI-MS:m/z=364.86【M+H】+;Anal.Calcd for C16I--117BrN203:c,52.62;H,4.69;
N,7.67;found:C,52.90;H,4.72;N'7.50.

3.4.3.5.1-Boc.5.氯一二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮.9.酮(3?9e)

浙江大学硕上学位论文

温和高效的1,2,3,4一列氧千咔啉的Winterfeldt氧化研究

白色固体,mp 163-164℃;IR(ICm0:V
1371,1311,1157,1036,827,754 cm。;1H

2974,2924,2672,1654,1621,1441,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 12.61(s,1H),

8.15(d,J=8.5 Hz,1U),7.66(d,J=7.5 Hz,1H),7.31(t,以=8.0 Hz,如=8.0 Hz,1H), 4.04(t,J=8.5 Hz,2H),3.40(t,J=8.5 Hz,2H),1.59(s,9H);uC NMR(125 MHz, CDCl3):6
158.5,155.2,146.1,143.3,131.6,128.6,124.7,123.1,121.7,117.9,84.0,
for C16H17CIN2037 C,

46.5,30.8,28.3;ESI-MS:m/z=320.87【M+HI+;Anal.Calcd
59.91;H,5.34;N,8.73;found:C,60.31;H,5.50;N,8.82.

3.4.3.6.1-乙酰基-二氢吡咯并【3,2-bl喹诺酮-9-酮(3-90



淡黄色固体,mp 196-197℃;IR(KBr):V
774 cm以;1H

3057,2935,2363,1606,1455,923,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 13.14(S,1H),8.26(d,J=8.5 Hz,1H),7.85
Hz,

(d,J=8.5 Hz,1H),7.61(t,J=7.0 Hz,lr0,7.45(t,J=7.5 Hz,1H),4.10(t,J=8.5 2H),3.39(t,J=8.5 I-lz,2H),2.33(S,31t);13C NMR(125 MHz,CDCl3):6

170.3,157.2,

148.2,147.8,129.3,127.6,125.1,123.3,121.4,117.8,48.0,30.7,23.0;ESI—MS:m/z=

229.13【M+H】+;Anal.Calcd
68.67;H,5.46;N,11.94.

for C13H12N202"C,68.41;H,5.30;N,12.27;found:C,

3.4.3.7.1.苯甲酰基-二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮一9.酮(3.99)



浙江大学硕上学位论文

温和高效的1,2,3,4.四氢千咔啉Winlerfeldt氧化研究

淡黄色固体,mp 213-214℃;IR(KBr):v

3075,2995,2951,1639,1582,1508,

1462,1389,1323,766伽一;1H NMR(500 MHz,CDCl3):5 12.12(s,IH),8.33(d,J=
8.0
8.0

Hz,an),7.90(d,J=8.0 Hz,18),7.64—7.66(m,3H),7.48—7.58(m,4H),4.14(1,J= Hz,2H),3.32(t,J=8.0 Hz,2H);¨C NMR(125 MH&,CDCl3):6
170.3,157.6,

149.0,147.8,134.6,131.3,129.6,128.8,127.5,127.2,125.4,123.3,121.7,118.4,60.0,

31.3;ESI.MS:m/z=291.14【M+H】+;Anal.Calcd
9.65;found:C,74.21;H,4.90;N,9.58.

for C18H14N202:C,74.47;H,4.86;N,

3.4.3.8.1一苄氧羰基.二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮.9.酮(3-9h)



淡黄色固体,mp 153-154℃;IR(KBr):v
1473,1161,846,775,741 cmd;1H =8.5

3115,2963,2909,1669,1570,1501,

NMR(500 MHz,CDCl3):6 12.21(S,1H),8.23(d,J

Hz,an),7.84(d,J=8.5 Hz,1H),7.56—7.59(m,1H),7.35—7.45(m,6H),5.31(s,

2H),4.08(t,J=8.5 Hz,2H),3.31(t,J=8.5 Hz,2H);uC NMR(125 MHz,CDCl3):6
157.2,155.4,147.2,146.0,135.1,128.7,128.6,128.4,127.6,125.1,122.5,121.4,116.6,

69.1,46.2,30.4;ESI?MS:m/z=321.12【M+H】+;Anal.Calcd for C19H16N203;C,71.24;
H,5.03;N,8.74;found:C’71.10;H,5.05;N,8.59.

3.4.3.9.1.对甲苯磺酰基.二氢吡咯并【3,2.b】喹诺酮.9.酮(3.9i)10



淡黄色固体,mp 207~208。C(Lit,207-209℃);1H NMR(500 MHz,DMSO.d6):
12.06(s,lH),8.15(d,J=7.0 Hz,in),7.65(d,J=8.0 Hz,210,7.60(捕,1H,),7.46(d,
66

浙江大学硕上学位论文

温和高效的1,2,3,4-四氢吖?咔啉的Winterfcldt氧化研究

J=9.0

Hz,1H),7.32—7.35(m,3H),3.99(t,J=7.5 I-Iz,2H),2.48—2.50(m,2H),2.36(s,

3H).

3.4.4二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮盐酸盐(3?10a一10e)的合成 N2保护下将0.5
mmol 3-9a一9e和5 mL

HCI.EtOAc和5 mL甲醇加入反应瓶中,

回流过夜。反应结束后,冷却至室温,将固体抽滤,并用冷的EtOAc洗涤,得
3.10a—lOe。

3.4.4.1.2,3一二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮盐酸盐(3-10a)



黄色固体,mp>250℃;IR(KBr):V
1418,1355,1266,756,682 cm一.1H

3091,2983,2670,1635,1595,1536,1465,

NMR(500 MHz,D20):8 8.17(d,1H,J=8.0 riz),
Hz,

7.80(t,1H,J=8.0 Hz),7.54_7.61(m,2H),4.06(t,J=7.5 Hz,2I-1),3.58(t,J=7.5
2H);13C NMR(125 MHz,D20):8

170.2,150.6,139.6,133.2,125.1,124.5,124.0, calculated for

118.8,114.8,43.8,28.5;HRMS但SD
found:1 87.0857.

CllHllN20【M+H】+:187.0866,

3.4.4.2.7.甲基.2,3.二氢吡咯并【3,2七】喹诺酮盐酸盐p-10b)
Me



黄色固体,mp>250℃;IR(KBr):v
1418,1360,829 cnld;1H
./2=1.5

3088,2988,2447,1633,1570,1528,1483, Hz, Hz,

NMR(500 MHz,D20):6 7.76(S,1H),7.49(dd,以=8.5

Hz,1H),7.33(d,J=8.5 I--lz,1H),3.94 GJ=8.0 Hz,2r0,3.44(t,J=8.0

2Ia3,2.38(s,3H);13c NMR(125 MHz,D20):6

169.6,149.7,137.4,135.5:134.5,
67

浙江大学硕士学位论文

温和高散的1,2,3,4.四氧-r-lr}啉Winterfeldt氧化研究

124.2,122.6,118.3,114.6,43.7,28.3,20.2;HRMS(ESD calculated 【M+Na]+:223.0842,found:223.0838.

for C12H12N2NaO

3.4.4。3,7.甲氧基.2,3.二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮盐酸盐(3-100
MeO



黄色固体,mp>250℃;IR(1(Br):V 2813,2649,2460,1613,1509,1475,1348,
1246,853 tin。1;1H

NMR(500 MHz,D20):8 7.15(d,J=9.0 Hz,1H),7.11(s,1H),

7.03(d,J=9.0 Hz,1H),3.92(t,J=8.0 Hz,2H),3.72(S,3H),3.40(t,J=8.0 Hz,2H);
13C

NMR(125 MHz,D20):8

168.9,156.3,149.1,134.4,125.6,123.0,120.2,114.4, calculated for

103.4,55.6,43.9,28.3;HRMS(ESD
found:217.0964.

C12H13N202【M+H】+:217.0971,

3.4.4.4.7.溴.2,3.二氢吡咯并【3,2.b】喹诺酮盐酸盐(3?10d)
Cl



棕色固体,mp>250℃;IR(KB0:V 2853,2757,2469,1629,1574,1518,1461,
852 cn'lJ;1H =9.0

NMR(500 MHz,D20):8 7.88(s,1均,7.56(d,J=8.5 Hz,la),7.20(d,J
MHz,

Hz,1H),3.98(t,J=8.0 Hz,2r0,3.53(t,J=8.0 Hz,2H);13C NMR(125

D20):6 168.8,151.0,138.3,135.5,126.3,125.8,120.6,117.9,115.4,43.7,28.7;HRMS (ESI)calculated for CnHloBrN20【M+H】+:264.9971,found:264.9969.

3.4.4.5.5.氯.2,3.二氢吡咯并【3,2-b】喹诺酮盐酸盐(3-lOe)

浙江人学硕士学位论文

温和高效的L2,3,4-|,q氧.丫一咔啉的Winterfeldt氧化研究

淡黄色固体,mp>250℃;IR(Ⅺ埘:V
cm。;1H

3084,2915,2483,1630,1594,1422,750

NMR(500 MHz,D20):8 7.80(d,J=8.5 Hz,IH),7.62(d,J=7.5 Hz,IH),

7.22(t,IH,J=8.0 Hz),3.95(t,J=8.0 Hz,2H),3.47(t,J=8.0 Hz,2H);”C NMR (125 MHz'D20):8
170.5,151.8,136.9,133.7,126.8,125.8,124.0,123.4,116.6,49.5, calculated for

44.4,29.7;HRMS但-.s0
221.0472.

ClIHIoCIN20【M+H】+:221.0476,found:

3.4.5吡咯并【3,2-b】喹诺酮(3-lla—lle)㈣
将0.5
4-6 mmol

3-10a.10e和0.5

mmol

K2C03和10 mL乙醇加入反应瓶中,回流

h.反应结束后,减压回收溶剂,硅胶柱层析得3.1la—lle。

3.4…5



1H.吡咯并【3,2-b】喹诺酮.9.酮(3.1la)9



淡黄色固体,mp>250℃;IR(KBr):V
1459,1413,750,669 cm"1;1H

3164,3030,2900,1690,1637,1595,1518,

NMR(500 MHz,DMSO.d6):8 8.25(d,J=7.0 Hz,1田,

7.56(dt,以=8.5 Hz,儿=1.5 Hz,1H),7.49(d,J=8.0 Hz,1H),7.37(t,J=3.0 Hz,1H), 7.15(t,J


7.5

Hz,1H),6.20(t,J=2.5 Hz,1H);ESI—MS:m/z=185.21【M+H】+;

HRMS(ESO calculated for C22H17N402【2M+H]+:369.1346,found:369.1345

3.4.5.2.7.甲基.1H.毗咯并【3,2-b】喹诺酮.9.酮(3.11b)9



黄色固体,mp>250℃;IR(KBr):V
1356,1302,1144,787 cmd;1H

3170,3029,2930,1584,1520,1475,1404,

NMR(500

MHz,DMSO.d6):811.77(s,IN),II.66(s,
69

溉江大学硕上学位论文

温和高效的1,2,3,4-四氢千咔啉

Wintcffcldt氧化研究

1H),8.05(S,1H),7.36-7.42(m,3H),6.18(S,1H),2.41(S,3H);ESI?MS:m/z=198.86

【M+H】+;HRMS(EsI)calculated

for C12H11N20

fM+H】+:199.0866,found:199.0864.

3.4.5.3.7.甲氧基一1H.吡咯并[3,2-b】喹诺酮.9.酮(3.1le)9



黄色固体,mp 250℃;IR(KB0:V
1356,1270,756 cm‘1;1H

3173,3015,2930,1583,1522,1478,1403,

NMR(500 MHz,CD30D):6 7.76(d,J=2.5 Hz,1n),

7.45—7.47(m,2H),7.23(dd,J1=9.0 Hz,乃=2.5 Hz,1H),6.26(d,J=3.0 Hz,1H), 3.860,3H);¨C NMR(125 MHz,CD30D):6
167.3,155.9,138.7,136.0,131.1,123.7,

123.2,121.7,120.1,105.0,95.6,56.1;ESI—MS:m/z=215.08【M+H】+;HRMS(ESO
calculated for

C12HllClN202【M+H】+:215.0815,found:215.0814.

3.4.5.4.7.溴.1H.吡咯并【3,2_b】喹诺酮.9.酮(3.1id)9

黄色固体,mp>250℃;IR(KBO:v
1153,1031,810,755 cm吐;1H

3150,2924,1636,1594,1514,1454,1262,

NMR(500 MHz,CD30D):6 8.47(d,J=2.0 Hz,1H),

7.65(dO,1H,./1=9.0 Hz,如=2.0 Uz),7.48(d,1H,J=3.0 nz),7.44(d,1H,J=8.5 Hz),6.29(d,1H,J=3.0 Hz);1℃NMR(125 MHz,CD30D):6
166.9,139.5,138.8,

134.8,131.3,128.7,124.1,121.7,120.4,95.9;ESI?MS:m/z=284.99【M+Na]+;HRMS (ESI)calculated for CllH7BrN20【M+H】+:262.9815,found:262.9814.

3.4.5.5.5.氯.1H.吡咯并【3,2.b】喹诺酮?9一酮(3-lie)

浙江大学硕?l:学位论文

温和商效的1,2,3,4.四氧-r-Pl:啉Wmterfeldt氧化研究

黄色固体,mp>250℃;IR(KBr):v
1355,1103,774 cm‘1;1H
J=7.5

3149,3023,2916,1627,1583,1514,1442,

NMR(500 MHz,CD30D):6 8.29(d,J=8.5 Hz,1H),7.63(d,
Hz,./2=7.5

Hz,it0,7.44(d,J=3.0 Hz,18),7.13(dd,./i=8.0

Hz,1H),6.40

(d,J=3.0 Hz,1H);uC NMR(125 MHz,CD30D):6

168.2,139.1,137.7,132.4,131.6, calculated for C11H7CIN2NaO

126.2,124.9,122.9,122.1,121.9,97.3.HRMS(ES0 【M+Na]十;241.0139,found:241.0135.

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物_骆驼蓬碱1具有多种生物学活性后,研究便达到了一个新的热潮,人们对咔啉 的结构、生物活性以及构效关系的研究也有了长足发展。 咔啉是一类结构类似于咔唑的吡啶并吲哚三环化合物,但其侧环还含有一个


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