本發(fā)明涉及一種蒽醌類化合物，同時提供了其制備方法和醫(yī)用用途，屬于醫(yī)藥制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，惡性腫瘤、腦血管疾病及心臟病三大慢性疾病已成為國民生命健康的最大威脅。其中惡性腫瘤已成為人類健康的頭號殺手。化學(xué)藥物治療是常用的治療腫瘤的方法，但是由于藥物的毒副作用常會引起一系列的不良反應(yīng)。因此尋找出高效、低毒的抗癌藥物成為人們研究的熱點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種蒽醌類化合物（命名為：1,5-二羥基-3-羧基-9,10-蒽醌）為首次從天然植物核桃楸（Juglans mandshurica Maxim）中提取出來的新化合物，該化合物具有較好的抗腫瘤活性，可用于制備抗腫瘤藥物。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種蒽醌類化合物的合成方法，反應(yīng)原料價廉易得，成本較低，操作簡單，產(chǎn)率高。
本發(fā)明所述的一種蒽醌類化合物（命名為：1，5-二羥基-3-羧基-9,10-蒽醌），其特征在于結(jié)構(gòu)通式如下所示；
分子式為：C15H8O6，分子量為284。
本發(fā)明所述的蒽醌類化合物的合成方法的反應(yīng)方程式如下：
本發(fā)明的一種蒽醌類化合物（命名為：1，5-二羥基-3-羧基-9,10-蒽醌）的合成方法，其包括下列步驟：
(a) 以間苯二甲酸（II）為起始原料，濃硫酸作溶劑，與N-溴代琥珀酰亞胺（NBS）反應(yīng)，得到中間體化合物（III）?；衔铮↖II），與氫氧化鈉水溶液作用，氧化亞銅作為催化劑，生成中間體化合物（IV）。N-溴代琥珀酰亞胺（NBS）與間苯二甲酸（III）的摩爾比為1.0，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時間為6 h；氫氧化鈉與化合物（IV）的摩爾比為5.0，氧化亞銅為催化量，反應(yīng)在130℃的油浴中加熱，回流反應(yīng)時間在20 h-25 h；
(b) 由步驟(a)得到的化合物（IV），與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成化合物（V），反應(yīng)用硫酸作催化劑，反應(yīng)在100℃的油浴中加熱，回流反應(yīng)的時間約為36 h?；衔铮╒），以二氯甲烷作溶劑，4-二甲氨基吡啶(DMAP) 作催化劑，與碳酸二叔丁酯（B℃2O）反應(yīng)生成中間體（VI），碳酸二叔丁酯（B℃2O）與化合物（V）的摩爾比為1.2-1.5，反應(yīng)在室溫下進行；
(c) 間甲氧基苯甲酸（VII），在冰乙酸作溶劑條件，與溴素反應(yīng)生成化合物（VIII），其中溴素與間甲氧基苯甲酸（VII）的摩爾比為1.2 , 反應(yīng)的溫度為110℃，反應(yīng)時間為10 h。化合物（VIII）與氯化亞砜在回流條件下反應(yīng)生成酰氯化合物（IX），其中加入一滴DMF作催化劑；
(d) 由步驟(b)得到的中間體（VI），先與有機堿TMPMgBr.LiCl作用，然后和化合物酰氯（IX）反應(yīng)生成重要中間體（X），其中酰氯化合物（IX）與化合物（VI）摩爾比為2.0，復(fù)鹽CuCl·2LiCl與化合物（VI）的摩爾比為0.2，反應(yīng)所用的溶劑為THF；
(e) 由步驟(d)得到的化合物（X），與氫氧化鋰作用，水解生成化合物（XI），反應(yīng)所用的溶劑為甲醇/水(3:1)，氫氧化鋰與化合物（X）的摩爾比為10.0，反應(yīng)溫度為80℃；
(f) 由步驟(h)得到的化合物（XI），在三氯化鋁/氯化鈉的熔融鹽作用下，合環(huán)、脫水生成化合物（XII），其中三氯化鋁/氯化鈉的摩爾比為2.0, 反應(yīng)的溫度為155-160℃，反應(yīng)的時間為10 h；
(g) 由步驟(f)得到的化合物（XII），在六甲基磷酰三胺(HMPA)做溶劑，與甲醇鈉反應(yīng)，得到化合物（I），其中甲醇鈉與化合物（XII）的摩爾比為10.0,反應(yīng)的溫度為100℃，反應(yīng)的時間為8 h。
本發(fā)明的積極效果在于：
提供一種新的化合物，具有抗腫瘤活性，可用于制備抗腫瘤藥物。本發(fā)明合成工藝的反應(yīng)原料價廉易得，成本較低，操作簡單，產(chǎn)率比較理想等優(yōu)點。
本發(fā)明所述的蒽醌類化合物在腫瘤治療中的用途是通過以下方式證明的：
采用MTT方法進行的抗腫瘤活性研究。分別接種各腫瘤細胞于96孔板中，細胞密度為5×104個/ml；次日加入，濃度分別為100μg /ml、10μg /ml、1μg /ml的化合物用DMSO進行稀釋，同時設(shè)DMSO對照組，每組設(shè)3復(fù)孔，給藥容積為100μl/孔；細胞在含5% CO2的37℃培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)44h后，每孔加20μl MTT（5mg/ml），繼續(xù)培養(yǎng)4h；吸棄上清，每孔加入100μl DMSO，在酶標儀上，振動600s，檢測570nm處的OD值；獨立實驗重復(fù)三次以上。結(jié)果顯示，本發(fā)明所提到的對多種腫瘤細胞株，包括人肝癌細胞HepG2、人結(jié)腸癌細胞HCT-8細胞、人肺癌細胞A549均有不同程度的增殖抑制作用，而在相應(yīng)濃度下對正常細胞L02的影響較小，表明在一定安全范圍內(nèi)，對體外培養(yǎng)的腫瘤細胞有增殖抑制作用，結(jié)果見實施例中表1。
具體實施方式：
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，僅是本發(fā)明的部分實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對上述實施例作任何簡單的修改或利用本方法制備蒽醌類化合物以及其衍生物，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)。
實施例1
步驟1：5-溴間苯二甲酸(III)的制備
間苯二甲酸(II) (5 g, 60 mmol)在室溫下溶于濃硫酸（30 mL）中，升高溫度至60℃。然后向溶液中分三批加入NBS (10.6 g, 60 mmol)，每半小時加入3 g。TLC跟蹤反應(yīng)，待原料反應(yīng)完后，反應(yīng)液倒入冰（200 g）中，有白色固體析出。過濾，濾餅用水(100 mL)和石油醚(50 mL)洗3次。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干溶劑，得到白色固體5-溴間苯二甲酸(III)13.2 g，收率為90%，直接用于下一步。熔點：277-278 °C；文獻值：275-277℃（J. Org. Chem. 2007, 72, 5867-5869）；
步驟2：5-羥基間苯二甲酸(IV)的制備
向裝有磁力攪拌子的250 mL圓底燒瓶中,加入5-溴間苯二甲酸(20 g, 80 mmol)、水（64 mL）及氫氧化鈉(16 g, 400 mmol)。再向此混合溶液中加入催化量的氧化亞銅(0.5 g)。然后升溫到130℃，回流約20 h。TLC 跟蹤反應(yīng)，反應(yīng)完全后。反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到一個滴液漏斗中，緩慢滴加到盛有15% HCl（82 mL）的250 mL圓底燒瓶中，邊加邊攪拌，有白色固體析出?；旌弦荷叩?0-70℃，攪拌1 h。冷卻到室溫，過濾，濾餅用水（200 mL）洗3次。干燥后，得到白色固體12.8 g，收率86%。產(chǎn)物直接用于下一步反應(yīng)。熔點：284-285 °C；文獻值：284-285 °C (Chem. Ber.1880, 13, 493) ；
步驟3：5-羥基間苯二甲酸二乙酯(V)的制備
向裝有回流冷凝管和磁力攪拌子的500 mL 圓底燒瓶中加入5-羥基間苯二甲酸(IV)（10 g, 55 mmol），再加入無水乙醇（150 mL）使其完全溶解。然后向燒瓶里滴加濃硫酸（5 mL），反應(yīng)液回流36 h，TLC 檢測反應(yīng)完全。反應(yīng)液冷卻到室溫，將乙醇減壓蒸餾除去。然后加入5%碳酸氫鈉溶液（100 mL），乙酸乙酯（3 × 100 mL）萃取，有機相再用飽和食鹽水（2 × 100 mL）洗滌。有機相合并在一起，用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸去溶劑，得白色固體10.9 g,收率為84%。所得的產(chǎn)物直接用下一步反應(yīng)。熔點：104-105℃,文獻值：104.7-105.1 °C（J. Am. Chem. S℃. 1998,120, 7328-7336）；
步驟4：5-叔丁氧羰氧基羰基酯間苯二甲酸二乙酯(VI)的制備
向裝有磁力攪拌子的500 mL圓底燒瓶中,加入5-羥基間苯二甲酸二乙酯(V)（14 g, 60 mmol）,二氯甲烷（200 mL），攪拌溶解后，冷卻到0℃。然后加入DMAP (368 mg, 3 mmol) 和二碳酸二叔丁酯(17.9 g, 82 mmol)，室溫攪拌3 h，TLC 檢測反應(yīng)完全。向反應(yīng)液中加入飽和氯化銨溶液(150 mL)將反應(yīng)淬滅，二氯甲烷（3 × 100 mL）萃取，有機相用無水硫酸鈉干燥后，蒸去溶劑。得到粗品黃色固體。用甲醇重結(jié)晶，有晶體析出。過濾，濾餅用石油醚洗3次，得到白色固體13.3 g，收率68%。熔點：71-72℃。
氫譜為1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.57 (s, 1H, ArH), 8.04 (s, 2H, ArH), 4.43 (q, J = 7.2 Hz, 4H), 1.59 (s, 9H), 1.43 (t, J = 7.2 Hz, 6H).
步驟5：2-溴-5-甲氧基苯甲酸（VIII）的制備
向裝有磁力攪拌的250 mL圓底燒瓶中加入間甲氧基苯甲酸 (10 g, 55 mmol)，再加入醋酸（20 mL）使其完全溶解。將溴素（3.4 mL）的水（10 mL）溶液慢慢加入到燒瓶中，然后再加入水（60 mL），混合液回流10 h，TLC 檢測反應(yīng)完全。反應(yīng)液冷卻到室溫，過濾，濾餅用水洗兩次，得到白色的粗品。粗品用醋酸和水重結(jié)晶得到白色的純品10.9 g，收率72%。熔點：155-157℃；文獻值：154-157℃(Tetrahedron1963, 19, 1001-1010)。
步驟6：2-溴-5-甲氧基苯甲酰氯（IX）的制備
向裝有回流冷凝管和磁力攪拌子的100 mL圓底燒瓶中，加入2-溴-5-甲氧基苯甲酸（5 g, 21.7 mmol）、氯化亞砜（10 mL）、一滴DMF?；旌弦夯亓? h后，反應(yīng)完全。常壓蒸餾反應(yīng)液，將過量的氯化亞砜除去，所得產(chǎn)品直接用于下一步反應(yīng)。
步驟7：4-（2-溴-5-甲氧基苯甲?；?5-（叔丁羰氧基羰基酯）間苯二甲酸二乙酯基（X）的制備
（1）制備TMPMgBr·LiCl
鎂屑(1.07 g, 44 mmol)和無水氯化鋰(1.7 g, 40 mmol) 置于一個充滿氮氣的干燥的250 mL三口瓶中，加入無水THF (10 mL)。在30℃將異丙基溴(40 mmol， 3.78 mL)的THF (10 mL)溶液滴加到反應(yīng)瓶中。反應(yīng)幾分鐘后引發(fā)。滴加完之后，混合液在室溫下攪拌12 h。
i-PrMgBr·LiCl濃度的滴定：
向裝有磁力攪拌子和橡膠塞，充滿氮氣干燥的50 mL的圓底燒瓶中加入薄荷醇（2 mmol, 312 mg），1,10-菲咯啉(4 mg)。用注射器通過橡膠塞向裝置中加入干燥的四氫呋喃（15 mL），溶液在室溫下攪拌。用注射器取大約2 mL的格式試劑向燒瓶中逐滴滴加，直到溶液變?yōu)樽仙议L時間不消失。記下滴定所用格式試劑的體積1.5 mL，算出格式試劑i-PrMgBr·LiCl的濃度為1.33 mmol/mL。
然后慢慢滴加2,2,6,6-四甲基哌啶(TMPH)(1.05 eq，30.7 mmol, 4.9 mL)，滴加完畢后，反應(yīng)液在此溫度下攪拌大約10 h，至僅有少量鎂剩余。所制得的試劑立刻投入下一步反應(yīng)使用。
（2）制備CuCl·2LiCl
向裝有磁力攪拌子，充滿氮氣干燥的圓底燒瓶中加入無水氯化鋰(1.7 g, 40 mmol)，用油泵抽真空，加熱到130℃干燥1 h。然后在氮氣的保護下冷卻到室溫，迅速加入CuCl (1.98 g, 20 mmol, 99% Cu)。將反應(yīng)體系置換成氮氣，升到130℃真空干燥5 h。冷卻到室溫，用注射器加入無水THF(20 mL)。將反應(yīng)裝置用黑色塑料袋包裹，在室溫避光條件下攪拌大約6 h。得到黃綠色的懸濁液CuCl·2LiCl (1 M/L in THF)。所制得的試劑立刻投入反應(yīng)使用。
（3）化合物（X）的合成
向裝有磁力攪拌子，充滿氮氣干燥的250 mL三口瓶中加入化合物（VI） (3.5 g, 10.0 mmol)、無水THF (20 mL)，在0℃下攪拌，使其完全溶解。然后逐滴滴加TMPMgBr·LiCl (1.2 eq，15 mL)，攪拌3 h。將反應(yīng)液降低到?40℃，加入CuCl·2LiCl (2 mL, 0.2 equiv., 1.00 M in THF)，攪拌10 min。
取一置有攪拌子和橡膠塞，250 mL干燥的氮氣保護的圓底燒瓶，用注射劑加入2-溴-5-甲氧基苯甲酰氯（IX）（5.4 g, 20 mmoL）、四氫呋喃（30 mL），冷卻到-40℃攪拌，向此反應(yīng)瓶中緩慢滴加上述的TMPMgBr·LiCl混合液，然后升高到室溫，攪拌3-5 h，TLC 檢測反應(yīng)完全。向反應(yīng)液中加入飽和氯化銨溶液(100 mL)將反應(yīng)淬滅，二氯甲烷（3 × 100 mL）萃取，有機相無水硫酸鈉干燥后，減壓蒸掉溶劑，得到粗品。所得粗品經(jīng)柱層析分離提純，用乙酸乙酯/石油醚（1:10）洗脫，得到白色晶體化合物（X）3.4 g，收率63%。熔點：128 -130℃；
氫譜為：1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.59 (s, 1H, ArH), 8.08 (s, 1H, ArH), 7.58 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.20 (d, J = 3.0 Hz, 1H, ArH), 6.92 (dd, J = 8.0 Hz, 3.0 Hz, 1H, ArH), 4.46 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 4.26 (q, J = 7.0 Hz, 2H), 3.76 (s, 3H), 1.44 (t, J = 7.0 Hz, 3H), 1.40 (s, 9H), 1.23 (t, J = 7.0 Hz, 3 H)；
步驟8：4-（2-溴-5-甲氧基苯甲?；?5-羥基間苯二甲酸（XI）的制備
向裝有回流冷凝管和磁力攪拌子的250 mL圓底燒瓶中加入化合物（X）(1..50 g, 2.7 mmol)，甲醇/水(60 mL/20 mL)，含一個結(jié)晶水的氫氧化鋰(3.0 g, 70 mmol)。反應(yīng)升高到80℃攪拌12 h，TLC檢測反應(yīng)完全。冷卻到室溫，向反應(yīng)液中加入稀鹽酸，將pH調(diào)到小于2。乙酸乙酯（3 × 100 mL）萃取，有機相再用飽和食鹽水(100 mL)洗一次。將有機相合在一起，無水硫酸鈉干燥后，減壓蒸掉溶劑，得到白色固體1.06 g，收率100%。熔點：249 -251℃；
氫譜結(jié)果為：1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ 13.34 (br s, 2H), 10.53 (s, 1H), 7.96 (s, 1H, ArH), 7.65 (m, 2H, ArH), 7.08 (m, 2H, ArH), 3.72 (s, 3H)；
步驟9：5-溴-4，8-二羥基-9，10-蒽醌-2-羧基蒽醌（XII）的制備
向一個置有冷凝管，氮氣保護的100 mL干燥圓底燒瓶中加入無水氯化鋁（8.4 g, 63 mmol）,無水氯化鈉（1.8 g，31.2 g），混合物在攪拌條件加熱到150 °C。當混合物變?yōu)橐后w時，加入化合物（XI）（0.8 g，2.0 mmol）。反應(yīng)混合物在155-160 °C攪拌8 h。反應(yīng)完全后，冷卻至室溫，加入100 mL水，超聲使固體完全溶解，用乙酸乙酯（4×100 mL），有機相再用水（3×100 mL）洗去雜質(zhì)。將有機相合在一起，無水硫酸鈉干燥后，減壓蒸掉溶劑，得到黃色固體725 mg，所得產(chǎn)品無需純化，直接進行下一步反應(yīng)；
氫譜結(jié)果為：1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ 13.81 (br s, 1H，ArCOOH), 12.99 (s, 1H, ArOH), 12.14 (s, 1H, ArOH), 8.12 (s, 1H, ArH), 8.03 (d, J = 9.0 Hz, 1H, ArH), 7.76 (s, 1H, ArH), 7.31 (d, J = 9.0 Hz, 1H, ArH)；
步驟10：一種蒽醌類化合物（命名為：1，5-二羥基-3-羧基-9,10-蒽醌）（I）的制備
向一置有攪拌子，回流冷凝管的50 mL圓底燒瓶中加入5-溴-4，8-二羥基-9，10-蒽醌-2-羧基蒽醌（XII）（217 mg, .6 mmol），新重蒸的六甲基磷酸三胺(6.0 mL), 新制備的甲醇鈉（324 mg， 6.0 mmol）。氮氣保護下，加熱到100 °C，攪拌8 h，TLC檢測反應(yīng)完全。冷卻到室溫，將反應(yīng)液倒入50 mL水中，稀鹽酸酸化，乙酸乙酯（3×60 mL）萃取，有機相再用水洗兩次。合并有機相，無水硫酸鈉干燥，柱色譜純化（乙酸乙酯/醇/水：1000：13:10），得到黃色粉末120 mg，兩步的總產(chǎn)率為70 %。
氫譜和碳譜結(jié)果為：
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ 13.73 (br s, 1H, ArCOOH), 12.25 (s, 1H, ArOH), 12.23 (s, 1H, ArOH), 8.10 (br s, 1H, ArH), 7.83 (t, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.72 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.71 (s, 1H, ArH), 7.40 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH).
13C-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ = 116.3, 118.8, 119.0, 119.7, 124.8, 125.4, 133.4, 133.9, 137.9, 138.5, 161.8, 162.1, 165.7, 187.1, 187.4 ppm.
試驗例1
本發(fā)明化合物一種蒽醌類化合物的抗腫瘤活性檢測
采用MTT方法進行化合物的體外抗腫瘤活性研究。分別接種各腫瘤細胞于96孔板中，細胞密度為5×104個/ml；次日加入化合物，濃度分別為100μg /ml、10μg /ml、1μg /ml藥物用DMSO進行稀釋，同時設(shè)DMSO對照組，每組設(shè)3復(fù)孔，給藥容積為100μl/孔；細胞在含5% CO2的37℃培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)44h后，每孔加20μl MTT（5mg/ml），繼續(xù)培養(yǎng)4h；吸棄上清，每孔加入100μl DMSO，在酶標儀上，振動600s，檢測570nm處的OD值；獨立實驗重復(fù)三次以上。結(jié)果顯示，本發(fā)明所提到的化合物對多種腫瘤細胞株，包括人肝癌細胞HepG2、人結(jié)腸癌細胞HCT-8細胞、人肺癌細胞A549均有不同程度的增殖抑制作用，而在相應(yīng)濃度下對正常細胞L02的影響較小，表明化合物在一定安全范圍內(nèi)，對體外培養(yǎng)的腫瘤細胞有增殖抑制作用，結(jié)果見表1。
表1 本發(fā)明化合物對實驗用腫瘤細胞的抑制率
總結(jié)：本發(fā)明提供的化合物具有明顯的抗腫瘤活性。