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编号:10287421
(E)-4-桂皮酰氧基苯乙烯衍生物的合成及抗炎活性
http://www.100md.com 《中国药物化学杂志》 1999年第3期
     作者:刘鹰翔 马玉卓 计志忠 徐 颖 张宝凤

    单位:刘鹰翔 马玉卓(广东药学院药学系药物化学教研室,广州510240);计志忠 徐颖 张宝凤(沈阳药科大学合成药物研究室,沈阳110015)

    关键词:4-桂皮酰氧基苯乙烯衍生物;合成;抗炎作用

    中国药物化学杂志990307 摘 要 设计合成了10个(E)-3-甲氧基-4-桂皮酰氧基苯乙烯侧链衍生物.其中9个目标物未见文献报道.体内药理筛选结果表明,部分目标化合物具有不同程度的抗炎活性.并对侧链α-碳取代的结构与活性间的关系进行了初步分析.

    Synthesis and Antiinflammatory Activity of

    (E)-4-Cinnamoyloxy Styrene Derivatives
, 百拇医药
    Liu Yingxiang,Ma Yuzhuo,Ji Zhizhong,Xu Ying,Zhang Baofeng

    (Guangdong Pharmacy College,Guangzhou 510240)

    Abstract It is demonstrated that 4-hydroxystyrene is an impo rtant pharmacophore contacted with aqueoush-favoring zone of several enzymes.Th i s type of compounds has antiinflammatory activities on the animal model.We synt he sized ten side derivatives of the (E)-3-methoxy-4-cinnamoyloxy styrene in this paper.Nine of these target compounds have not been reported.Preliminary p harmacological trials showed that some compounds had different extents of antii nflammatory activities in vivo,and the primary structure-activity relation ships were discussed with substitutes on the α-carbon atom of the side chain o f the styrene skeleton.
, 百拇医药
    Key words 4-cinnamoyloxy styrene derivatives;synthesis;antii nflammation

    近年来,花生四烯酸(AA)关联代谢途径环氧酶(COX)抑制剂和脂氧酶(LOX)双重抑制剂、脂氧酶(LOX)选择性抑制剂和白三烯(LT)受体拮抗剂研究日渐深入.其中有的化合物已显示对多种过敏性疾病、哮喘和炎症有潜在的治疗作用.最新研究表明:COX存在两种异构酶即COX-1和COX-2.其中COX-1是维护所有正常细胞功能的同功酶.而COX-2则是存在于炎性和免疫应答细胞中的诱导酶.COX-2现已成为新型抗炎、化学防癌、抗休克及抗早孕药物设计的作用靶点而倍受瞩目〔1〕.

    1 合成路线设计

    研究发现4-羟基苯乙烯是能与多种酶活性中心亲水性区相作用的药效团,认为与芳香环连接的侧链α,β-不饱和共轭体系能与AA相契合并增强药效,其β-芳香环4位上的羟基是必需基团且可干扰酶的活性.考虑到4-位酚羟基在体内易于迅速代谢,一般在其相邻两侧引入空间位阻较大的基团(如烷基或烷氧基等),而且取代基的形状、体积或电负性与药物对COX/LOX的选择性相关.β-苯乙烯端基α-碳原子拼合或连接γ-丁内酯、吡咯烷酮、嗪烷酮或噻唑烷酮等杂环时均呈现显著的抗炎活性〔2~5〕.其中有的化合物亦是有效的COX-2抑制剂〔6,7〕.基于上述研究,设计合成了一系列以3-甲氧基-4-氧基苯乙烯为活性基团的目标化合物.目标化合物的合成路线如图1所示.Fig.1 The synthesis route of 4- cinnamoyloxy styrene derivatives
, 百拇医药
    2 实验部分

    IR采用岛津IR-27G型红光谱仪测定,溴化钾压片;1H-NMR采用JNM-FX60Q型核磁共振氢谱仪测定,TMS为内标物;经元素分析用CarloErba-1106型元素分析仪测定.熔点用毛细管法测定,温度未经校正;实验动物Wistar大鼠和昆明种小鼠由沈阳药科大学动物室提供,角叉菜胶由辽宁省药物研究所提供.受试化合物临用前以1%阿拉伯胶配成混悬液.

    2.1 3-{3-甲氧基-4-〔3-(2-氯)苯基〕丙烯酰氧基}苯基丙烯酸(3)的合成

    将0.0175mol邻氯肉桂酸加入50mL三颈瓶中,加入20mL干燥吡啶,搅拌使固体溶解.在冰浴冷却下,缓慢滴加0.0176mol新蒸苯磺酰氯.室温下反应15min,用冰水浴冷却,再滴加0.0178mol香草醛和9mL吡啶的混合液,搅拌反应3h.倾入30g碎冰中,抽滤,干燥,以70%乙醇重结晶,得到4-邻氯肉桂酰香兰醛淡黄色针晶4.6g,mp94~96℃,收率为57.7%.将上述制得的醛中间体0.0079mol和丙二酸0.0962mol置于50mL圆底烧瓶中,加入15mL干燥吡啶和0.5mL哌啶的混合液,在100℃下回流1.5h,冷至室温,倾入18mL盐酸和35g碎冰的混合物中,过滤,用5%盐酸溶液洗涤两次,再以水洗至中性,干燥.粗品用95%乙醇重结晶,活性炭脱色,得到白色颗粒状结晶0.9g,mp197~199℃,收率:31.8%.
, 百拇医药
    2.2 3-{3-甲氧基-4〔3-(2-氯)苯基〕丙烯酰氧基}苯基丙烯酸-(2-甲氧基)苯酯(4)的合成

    在100mL三颈瓶中,加入0.01543mol化合物(3)和47mL干燥吡啶,搅拌使之溶解.冰浴冷却下滴加苯磺酰氯0.01543mol,室温下反应25min.加入新蒸愈创木酚0.0187mol,室温下搅拌8.5h.倾入碎冰中,抽滤,分别以1mol/L氢氧化钠溶液和水洗涤,用乙醇-乙酸乙酯重结晶,得白色颗粒状结晶4.0g,mp152~154℃,收率:39.7%.元素分析和波谱分析确定其化学结构.

    2.3 4-{3-甲氧基-4-〔3-(2-氯)苯基〕丙烯酰氧基}苯基丁烯-3-酮-2(5)的合成

    根据Elias等报道的合成方法〔8〕,制备得到浅黄色针晶状的去氢姜酮,收率:64.9%,mp125~126℃.在100mL三颈瓶中加入0.0197mol邻氯肉桂酸(1)和25mL干燥吡啶,冷却,滴加新蒸苯磺酰氯0.0197mol,室温下搅拌10min.然后加入上述制备的去氢姜酮0.0199mol,反应9h后将混合物倾入50g碎冰中,抽滤,水洗,稀氢氧化钠溶液洗涤,最后水洗至中性,用乙醇-丙酮(1∶1)重结晶,得黄色结晶2.6g,收率:37.2%,mp165~167℃,并经IR谱和1H-NMR谱及元素分析确证其化学结构.
, 百拇医药
    参照Schiemenz〔9,10〕等报道的合成方法,分别制备2-氰基-3-(3-甲氧基-4-羟基)苯基丙烯酰胺,2-氰基-3-(3-甲氧基-4-羟基)苯基丙烯腈和1-硝基-2-(3-甲氧基-4-羟基)苯基乙烯等3个中间体,参照上述化合物(5)的制备方法合成得到目标物(6)~(8).中间体3-〔3-甲氧基-4-(3-苯基)丙烯酰氧基〕苯基丙烯酸(9)的合成根据文献方法制得,mp222~224℃,收率:69.8%.

    2.4 3-〔3-甲氧基-4-(3-苯基)丙烯酰氧基〕苯基丙烯酰-(2-羟甲酰基)苯胺(13)的合成

    在100mL三颈瓶中,加入上述中间体(9)0.5g(0.01543mol)和40mL干燥吡啶,搅拌,冷却下缓慢滴加新蒸苯磺酰氯20mL(0.01543mol),室温下反应30min.再加入邻氨基苯甲酸7.7g(0.04892mol),25℃下搅拌10h.反应液倾入碎冰中,放置,析出白色沉淀.抽滤,水洗,以5%的盐酸洗涤,最后水洗至中性,干燥,用乙醇-乙酸乙酯(v∶v=2∶1)重结晶,活性炭脱色,得到白色结晶0.7g,mp156~157.5℃,收率:10.3%.并经波谱及元素分析确证其化学结构.
, 百拇医药
    合成的10个目标化合物中除(13)以外,其余9个目标化合物均未见文献报道.所得到的目标化合物侧链的α,β-不饱和碳碳双键的构型均为反式,所有目标化合物的结构、收率、熔点及波谱数据见表1.

    Tab.1 Structural,physical and spectral data of th e target compounds Compd.

    Yield/%

    mp/℃

    Elemental analysis/%

    Calcd.(Found)

    IR(KBr)/cm-1
, 百拇医药
    1H-NMR(DMSO-d6) δ

    C

    H

    3

    31.8

    197~199

    63.61

    (63.97

    4.21

    4.26)

    3200~2100(-OH),1725,1695(-COO),1625(C=C)
, 百拇医药
    3.86(3H,s,-OCH3),6.56~6.74(1H,d,J=16Hz,-CH=),6.70~6.94(1H,d,J=16Hz,=CH-)

    4

    39.7

    152~154

    67.17

    (67.34

    4.55

    4.53)

    1725(-COO),1640(C=C)

    3.77(3H,s,-OCH3),3.85(3H,s,-OCH3),6.96~7.02(1H,d,J=16Hz,=CH-),6.98~ 7.04(1H,d,J=16Hz,=CH-)
, 百拇医药
    5

    37.2

    165~167

    67.32

    (67.01

    4.88

    5.11)

    1728(-COO),1669(-COCH3),1630(C=C)

    2.30(3H,s,-OCH3),3.80(3H,s,-OCH3),6.80~6.70(1H,d,J=16Hz,-CH=)

    6
, http://www.100md.com
    40.1

    178~180

    62.75

    (62.58

    3.95

    3.88)

    3420(-NH),2250(-CN),1700(-COO),1600(C=C),1680(-CONH)

    3.87(3H,s,-OCH3),6.77~6.83(1H,d,J=16Hz,-CH=),6.98~7.02(1H,d,J=16Hz,-CH=)

    7

    33.4
, 百拇医药
    131~133

    65.83

    (65.82

    3.47

    3.47)

    2250(-CN),1725(-COO),1598(C=C)

    3.83(3H,s,-OCH3),6.50~6.68(1H,d,J=16Hz,=CH-),8.50(1H,s,=CH-)

    8

    28.6

    165~166

, 百拇医药     60.09

    (60.16

    3.92

    3.88)

    3100(-NO2),1725(-COO),1637(C=C)

    3.84(3H,s,-OCH3),6.65~6.68(2×1H,d,J=16Hz,=CH-)

    (to be continued)

    (Continued Tab.1) Compd.

    Yield/%

    mp/℃
, 百拇医药
    Elemental analysis/%

    Calcd.(Found)

    IR(KBr)/cm-1

    1H-NMR(DMSO-d6) δ

    C

    H

    10

    35.5

    168~169

    72.79
, http://www.100md.com
    (72.64

    6.64

    6.69)

    3500~3100(-NH),1733(-COO),1680(-CONH),1633(C=C)

    0.85~0.98(3H,t,-CH3),1.27~1.46(4H,m,-CH2-CH2-),3.82(3H,s,-OCH3),6.60~6.66(1H,d,J=16Hz,=CH-),6.86~6.92(1H,d,J=16Hz,=CH-)

    11

    46.3

    226~228
, 百拇医药
    75.16

    (75.17

    5.30

    5.37)

    3250(-NH),1690(-COO), 1665(-CONH), 1640(C=C)

    3.85(3H,s,-OCH3),6.87 ~ 6.93(1H,d,J=16Hz,=CH-),7.03~7.09(1H,d,J=16Hz,=CH-)

    12

    31.9

    206~207

    75.52
, 百拇医药
    (75.73

    5.61

    5.48)

    3300(-NH),1740(-COO),1660(-CONH),1633(C=C)

    2.25(3H,s,-OCH3),3.83(3H,s,-OCH3),6.87~6.93(1H,d,J=16Hz,=CH-),6.96~7.01(1H,d,J=16Hz,=CH-)

    13

    10.3

    156~157. 5

    70.41
, http://www.100md.com
    (70.39

    4.78

    4.78)

    3315(-NH),1745(-COO),1680(-CONH),1635(C=C)

    3.85(3H,s,-OCH3),6.52~6.69(1H,d,J=16Hz,=CH-),7.03~7.23(1H,d,J=16Hz,=CH-)

    ①Elemental analysis for C, H of all the compounds were within±0.4% of calculated values

    3 结果与讨论

    a.小鼠随机分组,末次给药1h后于右耳二侧均匀涂布二甲苯30μL,左耳作对照.致炎2h后剪下两耳廓,用8mm打孔器取耳片并称重,以两耳片重量差为肿胀度并计算抑制率.结果见表2.初步抗炎活性实验显示除化合物(7)和(13)以外,其它8个目标物对二甲苯诱发小鼠耳廓肿胀模型均具有不同程度的抑制作用.取代基R1如为苯环上有甲基或甲氧基等供电基的羧酸芳酯或酰胺时显示较强的活性.其中(4)在灌服200mg.kg-1剂量时活性最强,与阳性对照药布洛芬相平行.表明结构中引入卤素对化合物的活性有重要影响.
, 百拇医药
    Tab.2 Effectsof the test compounds on ear

    swelling caused by xylene in mice(p.o.) Compd.

    Dose/mg.kg-1

    Number of

    animals

    Inhibition/%

    Compd.

    Dose/mg.kg-1

    Number of
, 百拇医药
    animals

    Inhibition/%

    3

    200

    10

    17.1

    9

    200

    8

    19.0

    4

    200

    8
, 百拇医药
    37.6

    10

    200

    8

    22.7

    5

    200

    10

    17.8

    11

    200

    8

    16.3

, http://www.100md.com     6

    200

    8

    25.7

    12

    200

    8

    25.3

    7

    200

    8

    NA

    13

    200
, http://www.100md.com
    8

    NA

    8

    200

    10

    10.8

    ibuprofen

    200

    8

    30

    NA:no active

    b.依据上述药理结果,选择(4)作进一步实验,模型采用蛋清诱发大鼠足趾肿胀.大鼠随机分组,末次灌服给药1h后,以1%新鲜鸡蛋清(0.1mL/只)皮下注射大鼠右后足趾,致炎后每1h测量一次,共5次,以致炎前后足趾厚度之差表示肿胀度并计算抑制率.结果见表3.发现(4)分别给予100mg.kg-1和200mg.kg-1剂量时在1h和2h两个时相有效,但是给药3h后活性呈下降趋势,至4h活性完全消失.而阳性对照药吲哚美辛在20mg.kg-1剂量时在4个时相均呈现显著持久的药效.Tab.3 Effects of the compound (4) and indometacin on
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    the paw edema induced by egg allumin in rat(p.o.) Compd.

    Dose/mg.kg-1

    Number of animals

    I nhibition/%

    1 h

    2 h

    3 h

    4 h

    control

    6

, 百拇医药     indometacin

    20

    6

    27.4

    34.3

    45.8

    54.2

    4

    100

    6

    28.2

    22.2

    4.2
, 百拇医药
    NA

    4

    200

    6

    17.8

    42.8

    14.6

    2.5

    NA:no active

    c.Wistar大鼠随机分组,末次灌服给药1h后,以1%角叉菜胶(0.1mL/只)皮下注射大鼠足趾,致炎后每1h测量一次,共5次,以致炎前后足趾容积之差表示肿胀度并计算抑制率.结果见表4.化合物(3),(5)~(8)在动物给药剂量为100mg.kg-1时,给药3h后均呈现显著的抗角叉菜胶诱发的大鼠足趾肿胀作用.其中化合物(7)和(8)与阳性对照药布洛芬作用强度相平行.综合上述两种动物药理模型实验结果,提示在苯乙烯侧链端基导入吸电性强、疏水性大的取代基有利于增强活性.Tab.4 Effects of the compounds on the paw edema
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    in duced by carrageenin in rats(p.o.) Compd.

    Dose/mg.kg-1

    Number of

    animals

    Inhibition/%

    P

    Compd.

    Dose/mg.kg-1

    Number of

    animals
, 百拇医药
    Inhibition/%

    P

    control

    6

    6

    100

    6

    30.8

    3

    100

    6

    31.5

    7
, http://www.100md.com
    100

    6

    48.9

    <0.05

    4

    100

    6

    NA

    8

    100

    6

    54.5

    <0.05

, http://www.100md.com     5

    100

    6

    25.2

    ibuprofen

    100

    6

    50

    <0.05

    NA:no active

    d.雄性大鼠,随机分组,乙醚浅麻醉,无菌操作下将两个灭菌棉球分别植入每只大鼠两侧腋下,手术当天给药,每天灌胃100mg.kg-1,第6d放血处死大鼠,剥离肉芽组织并称重.结果见表5.化合物(7)与甾体抗炎药可的松(cortisol)每天给予10mg.kg-1剂量组作用结果相平行,并且强于化合物(8).提示这类化合物苯乙烯侧链α-碳上两个氢用氰基取代后对该慢性炎症模型有效.也说明具有酚或氧基的芳环连接一个共轭的可极化的侧链,并且侧链上含有杂原子(O,S,N)时,对动物急、慢性炎症模型具有抑制作用.Tab.5 Effects of the compounds on the formation of
, 百拇医药
    granuloma tissue induced by cotton pellet in rats(p.o.) Compd.

    Dose/mg.kg-1

    Number of animals

    Increment of dr y weight

    (x±s)

    Inhibition/%

    P

    control

    4

    150.0±14.4
, 百拇医药
    cortisol

    100

    6

    113.9±16.8

    22.6

    <0.05

    7

    100

    4

    109.5±47.6

    24.4

    <0.05

    8
, 百拇医药
    100

    6

    130.1±27.6

    14.4

    <0.05

    e.测定了目标化合物(3)及其结构中不含氯原子的同源物3-甲氧基-4-肉桂酰氧基苯丙烯酸(9)对角叉菜胶诱发大鼠急性胸膜炎模型的影响.大鼠随机分组,末次给药后,立即于胸腔注射1%角叉菜胶0.4mL,5h后放血处死动物,打开胸腔发现两者均可显著减少动物炎性的急性渗出和白细胞游走的数目.在相同给药剂量(100mg.kg-1)下,化合物(3)的作用强度明显强于同源物(9).提示分子结构中引入卤素原子,确实能够增强这类化合物的抗炎活性.结果见表6.Tab.6 Effects of the target compound (3)and (9)on pleuric
, 百拇医药
    acute inflammation induced by carrageenin in rats(im) Compd.

    Dose/mg.kg-1

    Number of animals

    Excretion volume

    (x±s)

    Inhibition/%

    P

    control

    6

    1.36±0.72
, 百拇医药
    3

    100

    6

    0.47±0.19

    65.4

    <0.01

    control

    6

    1.41±0.56

    9

    100

    6

    0.85±0.34
, 百拇医药
    39.7

    <0.05

    9

    200

    6

    0.48±0.27

    66.0

    <0.05

    刘鹰翔:通讯联系人 参考文献

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    收稿日期:1998-12-25, http://www.100md.com