本發明涉及新型的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽類化合物及其制備方法，以及該化合物為活性成分的藥物組合物在抗腫瘤方面的應用。
背景技術：
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近年來，在藥效團或活性化合物之間進行合理的分子雜合，作為一種藥物發現的新策略，受到了合成化學及藥物化學家極大的重視。通過對兩種具有相同或不同藥理活性的藥效團進行雜合，這樣的合成方法不僅能夠增加對于影響某種疾病產生的受體單一靶點的親和力，并且可以同時作用于兩個或者兩個以上的靶點，對疾病的治療具有雙重甚至多重的效果。許多通過分子雜合設計出來的新型化合物表現出了多樣的生物活性，目前被廣泛應用到各個領域。
苯并呋喃和苯并咪唑均為含氮雜環的結構單元，作為藥效團廣泛存在于天然產物及合成藥物分子結構中，具有多種不同的藥理活性，特別是抗腫瘤活性，顯示出了廣闊的應用前景。
將具有良好生物活性的苯并呋喃與苯并咪唑及其衍生物組合起來，形成結構新穎的苯并呋喃—苯并咪唑鹽類化合物，旨在尋找新型有較好藥理活性的藥物，目前國內外對該類化合物鮮有報道。
技術實現要素：
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本發明的第一目的在于提供一系列2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽化合物；第二目的在于提供所述的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽類化合物的制備方法；第三目的在于提供所述的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽在抗腫瘤方面的應用。
本發明的第一目的是提供一系列2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽類化合物，其結構通式表示如下式：
R1 = 溴基，三氟甲基；R2 = 4-甲氧基苯甲酰甲基， 2-萘甲酰甲基；
本發明的第二目的是這樣實現的，技術路線如下：
本發明制備方法包括以下步驟：
以水楊醛（1）為原料，與4-取代溴芐（2）在無水DMF中合成芐醚水楊醛（3），再在叔丁醇鉀和無水DMF中合成2-芳基苯并呋喃（4），然后與與三氯氧磷和無水DMF合成2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃（5），接著與硼氫化鈉在甲醇中合成2-芳基-3-甲醇苯并呋喃（6），然后先與甲磺酰氯在二氯甲烷中合成甲磺酸酯，再與苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑（7-8），在此基礎上與溴代烷烴在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽（9-16）。
本發明的第三目的是提供一系列抗腫瘤細胞毒活性數據。體外抗腫瘤活性篩選結果顯示，相比較于順鉑（DDP），化合物9-16對乳腺癌細胞（MCF-7）和結腸癌細胞（SW480）有較好的選擇性的細胞毒活性。初步的構效關系研究發現，當苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑的3-位取代基為2-萘甲酰甲基時，具有較好的體外抗腫瘤活性。
附圖說明
圖1是本發明2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽類化合物制備的技術路線圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
該制備方法具體包括：
A、化合物芐醚水楊醛的制備：
以水楊醛為原料，與4-取代溴芐在無水DMF中合成芐醚水楊醛：將水楊醛、4-溴溴芐或4-三氟甲基溴芐溶于無水DMF中，加入碳酸鉀，用量按摩爾數比為水楊醛：4-取代溴芐：碳酸鉀 = 1 ：1 ： 2，無水DMF的用量為30 ml ：1g 水楊醛，100℃條件下攪拌10小時后，冷卻至室溫，抽濾，加入乙酸乙酯稀釋（50 ml ：1g底物），分別用水（50 ml）和飽和食鹽水（50 ml）洗，有機相用無水MgSO4干燥，過濾，溶劑減壓濃縮后，進行硅膠柱層析，以石油醚：乙酸乙酯（30 ：1）為洗脫劑，制備得到芐醚水楊醛；
B、化合物2-芳基苯并呋喃的制備：
以芐醚水楊醛為原料，在叔丁醇鉀和無水DMF中合成2-芳基苯并呋喃：將芐醚水楊醛溶于無水DMF中，加入叔丁醇鉀，用量按摩爾數比為芐醚水楊醛：叔丁醇鉀 = 1 ： 2，無水DMF的用量為20 ml ：1g 芐醚水楊醛，150℃條件下攪拌12小時后，冷卻至室溫，抽濾，加入飽和NH4Cl溶液（50 ml ：1g底物），加入乙酸乙酯稀釋（50 ml ：1g底物），分別用水（50 ml）和飽和食鹽水（50 ml）洗，有機相用無水MgSO4干燥，過濾，溶劑減壓濃縮后，進行硅膠柱層析，以石油醚：乙酸乙酯（40 ：1）為洗脫劑，制備得到2-芳基苯并呋喃；
C、化合物2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃的制備：
以2-芳基苯并呋喃為原料，與三氯氧磷和無水DMF合成2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃：0OC下在無水DMF中緩慢加入三氯氧磷，室溫下攪拌10分鐘后，再加入上步得到的2-芳基苯并呋喃，用量按摩爾數比為無水DMF ：三氯氧磷：2-芳基苯并呋喃= 10 ：10 ：1，加熱升溫至90℃，攪拌反應12小時后，冷卻至室溫，用冰水（50 ml）淬滅，加入NaOH（1N）調節pH值至中性，用乙酸乙酯（50 ml）萃取三次，有機相用無水MgSO4干燥，過濾，溶劑減壓濃縮后，進行硅膠柱層析，以石油醚：乙酸乙酯（40 ：1）為洗脫劑，制備得到2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃；
D、化合物2-芳基-3-甲醇苯并呋喃的制備：
以2-芳基-3-甲酰基苯并呋喃為原料，與硼氫化鈉在甲醇中合成2-芳基-3-甲醇苯并呋喃：將上步得到的2-芳基苯并呋喃溶于甲醇中，冰浴條件下分三次加入硼氫化鈉，用量按摩爾數比為2-芳基苯并呋喃：硼氫化鈉 = 1 ：1.2，甲醇的用量為15 ml ： 1g 2-芳基苯并呋喃，室溫下攪拌反應5小時后，過濾，濾液減壓濃縮后，進行硅膠柱層析，以石油醚：乙酸乙酯（10 ：1）為洗脫劑，制備得到2-芳基-3-甲醇苯并呋喃；
E、化合物2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑的制備：
以2-芳基-3-甲醇苯并呋喃為原料，先與甲磺酰氯在二氯甲烷中合成甲磺酸酯，再與苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑：將上步得到的2-芳基-3-甲醇苯并呋喃溶于二氯甲烷中， 0℃條件下加入三乙胺，再逐滴加入甲磺酰氯，用量按摩爾數比為2-芳基-3-甲醇苯并呋喃：甲磺酰氯：三乙胺 = 1 ： 1.5 ： 2，二氯甲烷的用量為25 ml ： 1g 2-芳基-3-甲醇苯并呋喃，室溫下攪拌反應5小時后，加入二氯甲烷稀釋（30 ml），分別用水（50 ml）和飽和食鹽水（50 ml）洗，有機相用無水NaSO4干燥，過濾，溶劑減壓濃縮后，制備得到甲磺酸酯產物；將甲磺酸酯產物溶于甲苯中，加入苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑，用量按摩爾數比為甲磺酸酯產物：苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑 = 1 ：3，甲苯的用量為10 ml ：1g 甲磺酸酯產物，加熱升溫至110℃，攪拌24小時后，冷卻至室溫，減壓旋蒸除去大部分溶劑，加入飽和食鹽水（50 ml），用乙酸乙酯（30 ml）萃取三次，合并有機相，無水MgSO4干燥，過濾，溶劑減壓濃縮后，進行硅膠柱層析，以石油醚：乙酸乙酯：三乙胺（3 ：1：0.3）為洗脫劑，制備得到2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑；
F、化合物2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽的制備：
以2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑為原料，與溴代烷烴在甲苯中合成2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑：將上步得到的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑溶于甲苯中，攪拌下加入溴代烷烴，用量按摩爾數比為：2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑：溴代烷烴 = 1 ：1.2，甲苯用量為50 ml ：1g 2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑，反應攪拌回流24-48小時，硅膠薄層層析檢測反應完全后，冷卻至室溫，有固體沉淀析出，過濾，沉淀用乙酸乙酯（20 ml）洗滌三次，干燥，制備得到2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽。
實施例1
化合物9的制備：見上述制備方法A、B、C、D、E、F。
化合物9: 分子式C31H24Br2N2O3,產率 63%, 白色固體. IR νmax (cm-1): 3436, 3329, 3137, 2921, 1680, 1606, 1446, 1248, 1178, 1120, 1025, 984, 833, 754, 699 cm-1. 1H-NMR (300 MHz ,DMSO) δ：9.79 (1H, s), 8.09-8.04 (3H, m), 7.94-7.70 (6H, m), 7.69-7.43 (3H, m), 7.42-7.39 (1H, t, J=4.5 Hz), 7.33-7.28 (1H, t , J=7.5 Hz), 7.17-7.14 (2H, d, J=8.7 Hz), 6.31 (2H, s), 6.24 (2H, s), 3.88 (3H, s).13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ：189.30, 164.13, 154.37, 153.54, 143.06, 132.28, 132.10, 130.80, 130.28, 129.99, 129.40, 129.32, 128.64, 127.82, 127.46, 126.98, 126.72, 126.44, 125.92, 125.66, 123.68, 123.45, 119.78, 114.26, 114.10, 113.69, 111.53, 108.10, 107.42, 55.77, 52.93, 41.73. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C31H24BrN2O3+ [M-Br]+ 551.0965, found: 551.0923.
實施例2
化合物10的制備：見上述制備方法A、B、C、D、E、F。
化合物10: 分子式C34H24Br2N2O2,產率 80%, 白色固體. IR νmax (cm-1): 產率80%，白色固體，IR(KBr): 3428, 3321, 3126, 2917, 1686, 1615, 1564, 1446, 1264, 1188, 1124, 1071, 1006, 822, 754, 696 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ：9.84 (1H, s), 8.92 (1H, s), 8.22-8.01 (5H, m), 7.97-7.81 (5H, m), 7.75-7.65 (6H, m), 7.64-7.59 (1H, t, J=7.5 Hz), 7.43-7.32 (1H, m), 6.54 (2H, s), 6.28 (2H, s). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 191.04, 154.39, 153.55, 143.09, 135.50, 132.30, 131.97, 130.88, 130.01, 129.99, 129.67, 129.33, 128.89, 128.65, 128.05, 127.84, 127.48, 127.38, 127.04, 126.78, 125.68, 123.71, 123.27, 119.81, 114.17, 113.73, 111.55, 107.43, 53.41, 41.79. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C34H24BrN2O2+ [M-Br]+ 571.1016, found: 571.1054.
實施例3
化合物11的制備：見上述制備方法A、B、C、D、E、F。
化合物11: 分子式C33H28Br2N2O3,產率 73%, 白色固體. IR νmax (cm-1): 3431, 3329, 3175, 2320, 1609, 1452, 1401, 1245, 1177, 1013, 834, 751 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.62 (1H, s), 8.06-8.02 (3H, m), 7.85-7.70 (6H, m), 7.63-7.40 (2H, m), 7.20-7.13 (3H, m), 6.21 (2H, s), 6.16 (2H, s), 3.88 (3H, s), 2.34-2.32 (6H, d, J=8.7 Hz). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 189.22, 164.14, 153.55, 153.12, 146.26, 141.86, 136.74, 136.29, 132.31, 130.74, 129.52, 129.36, 129.21, 128.85, 127.96, 127.64, 126.46, 125.87, 123.77, 123.48, 119.81, 114.39, 114.25, 113.50, 113.04, 111.57, 108.49, 55.75, 52.76, 42.01, 20.03, 19.89. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C33H28BrN2O3+ [M-Br]+ 579.1278, found: 579.1260.
實施例4
化合物12的制備：見上述制備方法A、B、C、D、E、F。
化合物12: 分子式C36H28Br2N2O2, 產率 58%, 白色固體. IR νmax (cm-1): 3435, 3330, 3132, 2320, 1613, 1452, 1400, 1244, 1176, 749 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.65 (1H, s), 8.87 (1H, s), 8.32-8.00 (3H, m), 7.92-7.71 (6H, m), 7.68-7.32 (5H, m), 7.24-7.15 (2H, m), 6.43 (2H, s), 6.19 (2H, s), 2.35-2.33 (6H, d, J=5.1 Hz). 13C-NMR (75 Hz，DMSO) δ: 190.95, 153.57, 153.14, 146.33, 141.88, 136.78, 136.32, 135.50, 132.32, 130.96, 130.76, 129.89, 129.54, 129.28, 129.04, 128.84, 128.64, 128.15, 127.85, 127.61, 127.36, 126.72, 125.88, 123.78, 123.50, 119.77, 113.60, 113.11, 111.58, 108.51, 53.23, 41.25, 20.05, 19.92. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C36H28BrN2O2+ [M-Br]+ 599.1329, found: 599.1327.
實施例5
化合物13的制備：見上述制備方法A、B、C、D、E、F。
化合物13: 分子式C32H24BrF3N2O3,產率 61%，白色固體. IR νmax (cm-1): 3443, 3330, 3182, 1618, 1522, 1458, 1404, 1340, 1247, 1173, 1009, 858, 750 , 695 cm-1.1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.77 (1H, s), 8.15-8.04 (5H, m), 7.96-7.93 (3H, d, J=8.1Hz), 7.79-7.61 (4H, m), 7.49-7.44 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.35-7.33 (1H, d, J=7. 5 Hz), 7.22-7.14 (2H, m), 6.49 (2H, s), 6.31 (2H, s). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 189.22, 164.14, 153.75, 152.44, 143.18, 132.49, 132.27, 131.60, 130.86, 130.78, 129.82, 129.40, 128.19, 127.62, 127.00, 126.76, 126.43, 126.32, 126.13, 125.73, 123.92, 122.12, 120.11, 114.26, 114.08, 113.75, 111.71, 109.39, 55.76, 52.91, 41.55. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C32H24F3N2O3+ [M-Br]+ 541.1734, found: 541.1746.
實施例6
化合物14的制備：見上述制備方法A、B、C、D、E、F。
化合物14: 分子式C35H24BrF3N2O2,產率73%，白色固體. IR νmax (cm-1): 產率73%，白色固體，IR(KBr): 3433, 3331, 3184, 1618, 1524, 1444, 1403, 1353, 1264, 1188, 1104, 927, 818, 749 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.82 (1H, s), 8.89 (1H, s), 8.21-8.11 (6H, m), 8.07-7.94 (4H, m), 7.79-7.64 (6H, m), 7.50-7.45 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.37-7.32 (1H, t, J=7. 5 Hz), 6.51 (2H, s), 6.34 (2H, s). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 190.95, 153.76, 152.48, 143.20, 135.51, 132.50, 132.32, 131.97, 130.92, 130.82, 129.84, 129.64, 129.35, 128.67, 128.20, 127.85, 127.65, 127.39, 127.06, 126.82, 126.34, 126.16, 123.94, 123.24, 120.13, 114.14, 113.81, 111.73, 109.38, 53.35, 41.59. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C35H24F3N2O2+ [M-Br]+ 561.1784, found: 561.1760.
實施例7
化合物15: 分子式C34H28BrF3N2O3,產率 82%, 白色固體. IR νmax (cm-1): 3432, 3331, 3122, 2964, 1679, 1606, 1447, 1407, 1322, 1246, 1175, 1123, 1069, 953, 840, 753, 688. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.62 (1H, s), 8.12-7.96 (6H, d, J=8.1 Hz), 7.85 (1H, s), 7.78-7.75 (1H, d, J=8.4 Hz), 7.66-7.63 (1H, d, J=7. 8 Hz), 7.56 (1H, s), 7.49-7.44 (1H, t, J=7. 6 Hz), 7.36-7.31 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.16-7.14 (2H, d, J=8.7Hz), 6.23-6.20 (4H, d, J=6.6 Hz), 3.88 (3H, s), 2.35-2.32 (6H, d, J=9.3 Hz). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 189.21, 164.13, 153.73, 152.39, 141.91, 136.75, 136.28, 135.45, 132.69, 132.09, 130.72, 129.24, 128.31, 128.09, 127.56, 126.19, 123.91, 120.34, 114.24, 113.51, 113.08, 111.71, 109.74, 55.75, 52.75, 41.11, 20.01, 19.92. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C34H28F3N2O3+ [M-Br]+ 569.2047, found: 569.2034.
實施例8
化合物16的制備：見上述制備方法A、B、C、D、E、F。
化合物16: 分子式C37H28Br F3N2O2,產率 75%，白色固體. IR νmax (cm-1): 3428, 3331, 3180, 2965, 1686, 1615, 1563, 1447, 1401, 1323, 1262, 1175, 1124, 1069, 950, 848, 750, 684 cm-1. 1H-NMR (300 MHz, DMSO) δ: 9.68 (1H, s), 8.87 (1H, s), 8.21-7.98 (8H, m), 7.93 (1H, s), 7.79-7.67 (4H, m), 7.58 (1H, s), 7.50-7.45 (1H, t, J=7. 5 Hz), 7.38-7.33 (1H, t, J=7. 5 Hz), 6.42 (2H, s), 6.26 (2H, s), 2.36-2.33 (6H, d, J=8.4Hz). 13C-NMR (75 Hz, DMSO) δ: 190.94, 153.75, 152.40, 141.94, 136.81, 136.33, 135.50, 132.66, 131.96, 130.92, 130.75, 129.63, 129.29, 128.65, 128.32, 127.85, 127.57, 127.38, 126.21, 123.92, 123.23, 120.09, 113.59, 113.13, 111.73, 109.76, 53.22, 41.16, 20.02, 19.94. HRMS (ESI-TOF) m/z: Calcd for C37H28F3N2O2+ [M-Br]+ 589.2097, found: 589.2086.
2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽的體外抗腫瘤活性細胞毒性測試
運用MTT法通過對合成的2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽進行體外抗腫瘤細胞毒活性的研究。體外抗腫瘤細胞毒活性研究選用的是白血病細胞（HL-60）、肝癌細胞（SMMC-7721）、肺癌細胞（A-549）、乳腺癌細胞（MCF-7）以及結腸癌細胞(SW480)這五種人體腫瘤細胞株，用順鉑（DDP）作為陽性對照進行測試，用兩點法計算化合物的IC50值。
測試結果（表1）顯示，與已商品化的抗癌藥物—順鉑（DDP）相比較，化合物9-16對五種人體腫瘤細胞株均具有非常好的體外抗腫瘤活性。相比較于順鉑（DDP），化合物9-16對乳腺癌細胞（MCF-7）和結腸癌細胞（SW480）有較好的選擇性的細胞毒活性。初步的構效關系研究發現，當苯并咪唑或5,6-二甲基苯并咪唑的3-位取代基為2-萘甲酰甲基時，具有較好的體外抗腫瘤活性。
表1 2-芳基-3-甲基苯并呋喃—苯并咪唑鹽的抗腫瘤細胞毒活性數據（IC50，μM）
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