N'-取代苯基-2 -苯并噻唑磺酰脲類化合物的合成

賈心語，苗 娜，馬麗娟，錢 宇，巴俊杰* ，程卯生

(1. 內蒙古醫科大學 藥學院，內蒙古 呼和浩特010110;2. 沈陽藥科大學 制藥工程學院，遼寧 沈陽110016;3. 內蒙古巴彥淖爾市醫院，內蒙古 臨河015002)

磺酰脲類化合物是一類具有很高生物活性的化合物，在農藥和醫藥領域都有非常廣泛的應用。在農藥領域，磺酰脲類化合物是一類超高效、綠色環保、高選擇性的除草劑，如氯磺隆、甲磺隆、煙嘧磺隆等。在醫藥領域，磺酰脲類藥物廣泛用于非胰島素依賴型糖尿病的治療，如甲苯磺丁脲、格列美脲、格列吡嗪等［1－2］。近年來，國外研究者發現二芳基磺酰脲類化合物在治療惡性腫瘤中，不論是在體外還是在體內都表現出強的抗腫瘤活性，尤其適用于結腸癌、卵巢癌、肺癌等實體腫瘤的治療，而且無明顯的多藥耐藥性。目前，已有磺氯苯脲(sulofenur)和LY295501 兩個藥物(圖1)進入臨床研究。二芳基磺酰脲類化合物的抗腫瘤活性研究正在成為抗腫瘤藥物研究的熱點之一［3－5］。此類藥物的作用機制是:藥物與微管蛋白的位點結合，阻止微管蛋白的聚合反應，抑制有絲分裂過程，最后導致細胞死亡［6］。本合成研究保留具有抗腫瘤活性的二芳基磺酰脲類化合物的基本結構(即一個芳環磺?；?、一個脲橋和一個取代芳基)，依據文獻［7 －8］報道的在脲基芳環上連接中性的、親脂性的、體積較小的基團(如Cl、Br、F、Me、Et 等)能增強抗腫瘤活性，又依據苯并噻唑衍生物具有抗腫瘤活性［9－10］，設計、合成了一系列N'-取代苯基-2-苯并噻唑磺酰脲類化合物，以期從中篩選出活性更好的抗腫瘤化合物。

Figure 1 The structures of sulofenur and LY295501

1 合成路線

首先，2-巰基苯并噻唑的鈉鹽，經次氯酸鈉和氨水的弱氧化、氨化得到2-苯并噻唑次磺酰胺，2-苯并噻唑次磺酰胺再經高錳酸鉀氧化得到2-苯并噻唑磺酰胺;其次，各種取代苯胺與三光氣(BTC)反應制得一系列取代苯異氰酸酯;最后，2-苯并噻唑磺酰胺與各種取代苯異氰酸酯反應，得到N'-取代苯基-2-苯并噻唑磺酰脲類化合物6a－6o。目標化合物的合成路線見圖2。

Figure 2 The synthetic route to target compounds 6a-6o

2 合成實驗

熔點采用XT4A 型數字顯微熔點儀測定，溫度未經校正;pH 值采用E －201 －C 型酸度計測定;1H-NMR 采用Bruker 500 型核磁共振儀測定;IR 采用Nicolet Impact 410 型紅外光譜儀測定;MS 采用Finnigan Lcq Advantage Max 型質譜儀測定。所用試劑均為分析純。

2.1 2-苯并噻唑次磺酰胺(2)的合成［11］

將裝有攪拌子、滴液漏斗和溫度計的三口燒瓶置于冰鹽浴中，加入濃氨水112 mL。將氫氧化鈉2 g(0.05 mol)溶于28 mL 蒸餾水中，再將2-巰基苯并噻唑7 g(0.042 mol)溶于上述氫氧化鈉溶液中，置于其中一個滴液漏斗中。另一個滴液漏斗中加入有效氯含量大于100 g·L－1的次氯酸鈉溶液48 mL。在0 ～5 ℃下，兩個滴液漏斗中的溶液同時滴加到濃氨水中，1 h 內滴加完畢，繼續攪拌1 h。減壓抽濾，蒸餾水洗滌，干燥，得淺黃色固體，用1，2-二氯乙烷重結晶，得無色晶體5.7 g，收率74.6%，mp 137 ～138 ℃。

2.2 2-苯并噻唑磺酰胺(3)的合成［11］

在裝有攪拌子、滴液漏斗、溫度計和pH 計電極的四口燒瓶中加入2-苯并噻唑次磺酰胺(2)6.8 g(0.037 mol)、丙酮83 mL 和蒸餾水40 mL，攪拌均勻。在一個滴液漏斗中加入50 g·L－1高錳酸鉀溶液155 mL。在另一個滴液漏斗中加入0.5 mol·L－1的硫酸溶液48 mL。于28 ～30 ℃下，滴加高錳酸鉀溶液，同時適當滴加硫酸溶液使pH 值保持在8.0 ～8.1，在2 h 內滴加完畢，繼續攪拌反應1 h。加入活性炭0.5 g 和0.5 mol·L－1的氫氧化鈉溶液11 mL，再攪拌0.5 h。反應完畢，減壓抽濾，除去二氧化錳和活性炭，濾液旋蒸，除去丙酮，剩余液用鹽酸酸化，即有固體析出，減壓抽濾，干燥，得淺黃色固體，用1，2-二氯乙烷重結晶，得無色晶體6.4 g，收率80.8%，mp 176 ～177 ℃。

2.3 取代苯異氰酸酯(5a ～5o)的合成通法［12］

在裝有攪拌子、滴液漏斗、溫度計、回流冷凝管和尾氣吸收裝置的三口燒瓶中加入三光氣5.92 g(0.02 mol)、甲苯20 mL，攪拌使溶解，置于冰水浴中。向滴液漏斗中加入取代苯胺0.04 mol、甲苯10 mL 和三乙胺3 ～5 滴，混合均勻，將其滴入三光氣的甲苯溶液中，0.5 h 滴完。移去冰水浴，室溫下攪拌反應1 h，再加熱回流至反應液變澄清。常壓蒸出甲苯，減壓蒸餾得各種取代苯異氰酸酯。苯異氰酸酯(5a):無色液體3.7 g，收率77.7%，bp 70 ℃/1995 Pa;對氯苯異氰酸酯(5b):淺黃色液體4.8 g，收率78.4%，bp 94 ℃/2660 Pa;鄰氯苯異氰酸酯(5c):淺黃色液體4.4 g，收率71.9%，bp 102 ℃/3325 Pa;間氯苯異氰酸酯(5d):淺黃色液體4.1 g，收率67.0%，bp 94 ℃/1995 Pa;3，4-二氯苯異氰酸酯(5e):淺黃色液體5.5 g，收率73.1%，bp 131 ℃/1995 Pa;2，4-二氯苯異氰酸酯(5f):淺黃色液體5.6 g，收率74.5%，bp 126 ℃/1596 Pa;2，5-二氯苯異氰酸酯(5g):淺黃色液體5.3 g，收率70.5%，bp 122 ℃/1995 Pa;對甲基苯異氰酸酯(5h):無色液體3.9 g，收率73.3%，bp 94 ℃/1995 Pa;鄰甲基苯異氰酸酯(5i):無色液體3.6 g，收率67.7%，bp 84 ℃/3990 Pa;間甲基苯異氰酸酯(5j):無色液體3.8 g，收率71.4%，bp 92 ℃/2660 Pa;對溴苯異氰酸酯(5k):淺黃色液體5.7 g，收率72.3%，bp 110 ℃/1995 Pa;鄰溴苯異氰酸酯(5l):淺黃色液體5.4 g，收率68.5%，bp 106 ℃/1995 Pa;間溴苯異氰酸酯(5m):淺黃色液體6.0 g，收率76.1%，bp 101 ℃/1330 Pa;對甲氧基苯異氰酸酯(5n):淺黃色液體4.4 g，收率73.8%，bp 128 ℃/1330 Pa;3-氯-4-甲基苯異氰酸酯(5o):淺黃色液體5.1 g，收率76.3%，bp 114 ℃/1330 Pa。

2.4 N'-取代苯基-2-苯并噻唑磺酰脲類化合物(6a ～6o)的合成通法［13］

在裝有攪拌子、滴液漏斗、回流冷凝管的三口燒瓶中加入2-苯并噻唑磺酰胺(3)0.6 g(3 mmol)和丙酮20 mL，室溫下攪拌1 h。加入碳酸鉀1.25 g(9 mmol)，加熱回流1 h，再滴加由取代苯異氰酸酯4.5 mmol 和丙酮10 mL 組成的溶液，約0.5 h 滴加完畢，回流至TLC 顯示2-苯并噻唑磺酰胺(3)完全消失，反應約6 h。冷卻，抽濾得固體，烘干后加水25 mL 溶解，再抽濾得濾液，冰水冷卻下用鹽酸酸化至pH≈1，得固體，用蒸餾水洗滌至中性，干燥，得相應產物6a ～6o(除6b 外其余為未見文獻報道的新化合物)。合成的15 個目標化合物的結構、熔點、收率和波譜數據見表1。

Table 1 The structures，physical properties and spectral data of target compounds

Continued Table 1

3 討論

在制備目標化合物時，嘗試了多種方法。方法一，先是2-苯并噻唑磺酰胺與氯甲酸甲酯反應，制備2-苯并噻唑磺酰胺甲酸甲酯，然后再與各種取代苯胺反應得目標化合物。方法二則與方法一相反，先是各種取代苯胺與氯甲酸甲酯反應，制備相應的取代苯胺甲酸甲酯，然后再與2-苯并噻唑磺酰胺反應得目標化合物。這兩種方法的結果都是副產物多，純化時需先后用制備型薄層色譜和凝膠柱色譜，且產率也低，只能達到10%左右。方法三，先將2-苯并噻唑磺酰胺與三光氣反應制成2-苯并噻唑磺酰胺異氰酸酯，然后再與各種取代苯胺反應制得目標化合物，該方法反應的第一步很難進行。方法四則與方法三相反，先是各種取代苯胺與三光氣反應制備各種取代苯胺異氰酸酯，然后與2-苯并噻唑磺酰胺反應制得目標化合物，該方法雖然反應第一步純化時需減壓蒸餾，操作比較繁瑣，但副產物少，收率高，一般能達到70%以上，故本文最終采用方法四進行合成。

制備取代苯胺異氰酸酯時，滴液方式有兩種，一種是三光氣滴加到取代苯胺中，另一種則相反。按前者操作，異氰酸酯的收率低，產生大量不溶性的副產物取代二苯脲。因此本實驗采用了后一種滴液方式，保證苯胺始終以稀濃度參與反應，從而減少二苯脲的生成。另外，為防止光氣中毒，雖然采用固體光氣與取代苯胺反應，但反應中還是會有少量光氣逸出，所以要安裝好氣體吸收裝置，以防光氣中毒。

本文作者采用MTT 法，以人非小細胞肺癌A-549 細胞為測試細胞株，對所合成的化合物進行了初步抗腫瘤活性試驗。篩選結果顯示，與陽性對照順鉑(IC50=117 μmol·L－1)相比較，目標化合物6b(IC50=135 μmol·L－1)、6e(IC50=216 μmol·L－1)和6n(IC50=184 μmol·L－1)具有一定的抗腫瘤活性。進一步的活性測試正在進行中。

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