8-取代苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类化合物的合成及其体外抗白血病细胞活性研究

杨毓溥，张前军*，许志玲，卢永仲，王兴东

(1.贵州大学 化学与化工学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 精细化工研究开发中心，贵州 贵阳 550025；3.贵州理工学院 药学院，贵州 贵阳 550007)



8-取代苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类化合物的合成及其体外抗白血病细胞活性研究

杨毓溥1，张前军1*，许志玲2，卢永仲3，王兴东2

(1.贵州大学 化学与化工学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 精细化工研究开发中心，贵州 贵阳 550025；3.贵州理工学院 药学院，贵州 贵阳 550007)

设计合成14个8-硝基或8-氨基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类目标化合物(2a-g，3a-g)，其结构经EI-MS、1H NMR和IR光谱确证。采用MTT法评价目标化合物对人白血病细胞K562体外增殖抑制活性，结果显示所合成化合物对K562细胞均具有一定的抑制作用，且8-氨基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类化合物的抗增殖活性均高于8-硝基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类化合物。

苯并呋喃[3,2-d]嘧啶衍生物；合成；抗白血病细胞

呋喃并嘧啶衍生物通过抑制血管内皮细胞生长因子受体-2(VEGF-2)和表皮生长因子受体(EG-FR)具有潜在的抗肿瘤活性[1-5]，以苯并呋喃[3,2-d]嘧啶为母体衍生设计合成化合物，具有抗癌活性。Hurley 等[4]报道的苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类候选抗癌药物MP470，对GIST882癌细胞株、胰腺癌细胞株、MiaPaCa-2和PANC-1都有很好抑制活性；赵云等[5]报道含噻二唑苯并[4,5]呋喃[3,2-d]嘧啶衍生物具有抑制人前列腺癌细胞(PC3)活性。我们在前期工作中合成并报道的8-硝基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶化合物对人肺癌细胞株A549细胞、人白血病细胞株K562细胞有一定的抑制活性[6]。为了进一步深化研究，加大了对8-硝基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类化合物的合成并在此基础上硝基还原为氨基，探讨其对人白血病细胞株K562细胞的体外增殖抑制活性。

1　实验部分

1.1目标化合物的合成

合成路线如图1所示：

1.1.12,4-二氯-8-硝基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶(1)的合成

方法[6,7]，以5-硝基水杨醛为原料，与羟胺反应后脱水、再经氧烷基化、重排闭环、氯化等一系列反应得到化合物1。

1.1.2化合物2a-2e的合成

在装有回流冷凝管的50 mL圆底烧瓶中，加入113 mg(0.4 mmol)化合物1、 5 mL异丙醇、0.5 mmol胺和100 μL三乙胺，微波反应0.5 h，蒸出异丙醇，用大量水洗涤得目标化合物2a-2e。

1.1.3化合物2f-2g的合成

在装有回流冷凝管的50 mL圆底烧瓶中，加入113 mg(0.4 mmol)化合物1、 5 mL二氯甲烷、0.5 mmol胺和100 μL三乙胺，超声反应2 h，蒸出二氯甲烷，依次用水和异丙醇洗涤得目标化合物2f-2g。

1.1.4化合物3a-3g的合成(以3a为例)

在装有回流冷凝管和温度计的50 mL圆底烧瓶中，加入177 mg化合物2a和10 mL四氢呋喃，加热溶解后加入1.5 mL冰醋酸和0.3 g还原铁粉，加热回流，TLC跟踪检测，反应2.5 h。过滤，蒸出四氢呋喃，加蒸馏水，乙酸乙酯萃取，蒸去溶剂得粗产物，用薄层制备色谱法分离提纯，以石油醚:乙酸乙酯1∶1为展开剂，得目标化合物3a。

1.2目标化合物表征

目标化合物的结构均经 IR、1H NMR 和EI-MS确证见表2。合成收率、主要理化性质和EI-MS数据见表1。

图1　目标化合物苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类衍生物的合成路线

CompdAppearanceYield/%mp/℃EI-MS(m/z)[M+]2aYellowsolid91282～2853552bYellowsolid82285～2873552cYellowsolid84285～2883562dLightyellowsolid88283～2853562eYellowsolid65270～2723562fLightyellowsolid61120～1233072gLightyellowsolid70249～2513063aYellowsolid40196～1983253bWhitesolid41269～2723253cYellowsolid45205～2073263dLightyellowsolid48235～2373263eLightyellowsolid38282～2853263fLightyellowsolid40112～1152773gLightyellowsolid4389～92276

1.3抗白血病细胞活性研究

化合物的体外抗癌活性由贵州省中科院天然产物重点实验室完成测定，抗癌活性实验以 DMSO 作为参照物，阿霉素(ADM)作为对照药剂。采用 MTT法初步测定了目标化合物对人白血病细胞(K562)的抑制率[8]，结果见表3。

计算公式为：抑制率(%) = [(对照组OD值-样品组OD值)/对照组OD值]×100

表2　目标化合物的1H NMR和IR数据

表3　在10-4mol/L浓度下目标产物对K562肿瘤细胞抑制活性

2　结果与讨论

(1)8-硝基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类目标化合物(2a-g)的合成主要采用了微波和超声波技术，与常温反应比，在微波或超声波技术的辅助下，能大大缩短反应时间，副产物少，产品收率高。

(2)8-氨基苯并呋喃[3,2-d]嘧啶类目标化合物(3a-g)的合成主要采用了四氢呋喃作为溶剂，经TLC跟踪检测，反应时间2.5h时收率达到最大，再增加反应时间，收率基本不变。若以丙酮或2,4-二氧六环为溶剂时，产物杂质过多，后处理麻烦，产品收率降低。

(3)采用MTT法评价目标化合物对人白血病细胞K562体外增殖抑制活性，结果显示所合成化合物对K562细胞均具有一定的抑制作用，但均低于阳性对照阿霉素。化合物3c和3d抑制作用相对较好，说明芳环上间位和对位羟基的引入能明显增强其K562细胞抑制活性，邻位羟基可能与嘧啶环上的氮原子形成分子内氢键而减弱使其抑制活性；此外，将硝基还原为氨基后，化合物活性均具有一定幅度的提升，可能与还原后其溶解性增大有关。上述化合物的初步构效关系对下一步药物设计与合成具有一定的指导意义。

参考文献：

[1] Harris N, Higgs C, Wren S, et al. Pyrimidine compounds as histamine modulators. WO20060050965A1[P], 2006-05-18.

[2] Bodke Y, Sangapure S S. Synthesis and biological activity of some benzofuro[3,2-d] pyrimidines [J]. Indian Chem. Soc, 2003, 34(45): 187-189.

[3] Lin C C, Lee K K, Liu Y C, et al. HCV Protease Inhibitors. WO2009139792A1 [P], 2009-11-19.

[4] Hurley LH, Mahadevan D, Han H, et al. Protein kinase inhibitors. US20050239-794 [P]. 2005-10-27.

[5] Zhao Y,Ou Yang G P,Xu WM,et al,Synthesis,X-ray structure and Antitumor Activity of 4-(1.3.4-Thiadiazole-2-ylthio)benzo[4,5]furo[3,2-d]pyrimidine Derivatives[J].chinese Journal of organic chemistry,2010,30(7)：1093-1097

[6] Lu YZ, Zhang QJ, Zhang YQ, et al. Synthesis and Antitumor Activities of Benzofuran [3,2-d]pyrimidine Derivatives [J]. Asian J Chem, 2014, 26(23): 7911-7914

[7] Liu M G, Hu Y G, Cheng G P, et al. Improvement in the Synthesis of Ethyl 3- Benzofunan-2-Carboxylate [J]. China Three Gorges Univ. (Nat. Sci.), 2007, 29(2): 174-175.

[8] Denlzt F, Lang R. Rapid colorimetric assay for cell growth and survival. Modifications to the tetrazolium dye procedure giving improved sensitivity and reliability [J]. J Immunol Methods, 1986, 89(86): 271-277.

(责任编辑：王先桃)

Synthesis of 8-substituent Benzofuran [3,2-d] Pyrimidine Derivatives and Evaluation of their Anti-leukemia Cells Activity

YANG Yupu1, ZHANG Qianjun1*， XU Zhiling2, LU Yongzhong3, WANG Xingdong2

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025,China;2.The Research and Development Center of Fine Chemicals Guizhou University, Guiyang 550025,China; 3.School of Pharmaceutical Engineering, Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003, China)

Fourteen 8-nitro or 8-amino benzofuran[3,2-d]pyrimidinederivatives were designed and synthesized through a series of reactions. The structures of target compounds were confirmed by EI-MS, 1H NMR andIR, The in vitro anti-proliferative activity against K562cells was evaluated by MTT assay.The results show all of the compounds display a content of inhibition effect against K562 cells. The inhibitionof8-amino benzofuran[3,2-d]pyrimidine derivatives was greater than the 8-nitrobenzofuran [3,2-d] pyrimidine derivatives.

benzofuran[3; 2-d]pyrimidine derivatives; synthesis; anti-leukemia cells

1000-5269(2016)02-0031-04

10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2016.02.08

2016-02-14

贵州省自然科学基金黔科合字[2011]2067号

杨毓溥(1990-)，男，在读硕士，研究方向：有机合成，Email：yangyupu183@163.com.

张前军，Email:qianjunzhang@126.com.

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