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JNWU西北大学学报(自然科学版)2019 年 6 月，第49 卷第 3 期,Jun. ,2019,Vol.49,No.3Journal of Northwest University ( Natural Science Edition)•生命科学•色胺酮及其衍生物的合成工艺及抑制
肿瘤细胞增殖的研究陈焕1 ,牛春意】，白逍打马秀梅1 ,侯宝龙1 ,艾云▽,
孙艳妮打刘建利打王翠玲1(1.西北大学陕西省生物医药重点实验室/生命科学学院，陕西西安710069；2.西安市食品药品监督检验所，陕西西安710054)摘要：对色胺酮的合成工艺进行较为深入的研究，得出最佳合成工艺条件：以IPQ和靛 红酸肝为原料，在三乙胺作用下，在氯仿中回流3.0 h,乙醇洗涤3次,得到色胺酮纯V. 此方法产率高(93.1%),产V纯度好(99.9%),后处理方便.用此方法合成出了 14个色 胺酮衍生物,5个未见报道。采用MTT法检测合成的色胺酮衍生物对A549, HCT116及
PC12肿瘤细胞增殖的影响，结果发现所合成的化合物对3种肿瘤细胞均有较好的抑制增
值的作用。其中，8-硝基色胺酮和8,7/9-二氯色胺酮对A549具有较好的抑制活性ICW分 别为：1. 35,0. 99wmol/L,表明此类化合物具有潜在的抗肿瘤活性。关键词：色胺酮；IPQ；靛红酸V；衍生物；抗肿瘤细胞增殖中图分类号：0621.3*3 文献标识码:A DOI：10.16152/j.cnki.xdxdzr. 2019-03-009Handy synthesis of tryptanthrin derivatives and evaluation of
their Snhibitory effects on tumor-cell proliferationCHEN Huan1, NIC Chunyi1, BAI Xiao1, MA Xiumei1, HOU Gaolong1,
Al Yun1,2, SUN Yanni1, LIU Jianli1, WANG Cuiling1(1. Biomedicine Key Laboratory of Shaanxi Province, CoOege of Life Science, Northwest University, Xi'an 710069, China；2. Xi'an Institute for Food and Drug Control, Xi'an 710054, China)Abstract: An efficient economic process for preparation of tryptanthyn has been developed by employing Et3N as a base in CHCI3 refluxing 3. 0 h from isatoic anhydOde and isatin in yield of 93. 1 % , and the product putty is high (99. 9% ) , post-treatment is convenient. FouOeen trypUnthyn derivatives( hypUnthyns) were synthesized by this method, and five of them wery not repoyed. Inhibitory effect of synthetic trypmnthrins on the proliferation of A549, HCT116 and PC 12 tumor cells was detected by MTT assay. Among the synthesized de- yvatives, the 8-NO2 trypmnthyn and 8,9-2C1 trypmnthyn dispiyed potent antiproliferative activity agdinsS A549 with 氏刘 wlues of 1. 35 [xmol/L and 0. 99 [xmol/9, indicating tliat teese compounds have potential antitumor activity.收稿日期：2018-10-11基金项目：陕西省自然科学基金资助项目（2014JM4095, 2018JM7059）；西安市科技计划资助项目（2017085CG/
RC048（XBDX001））；陕西省教育厅重点实验室计划资助项目（16JS110）；西北大学教学改革计划资助项
目（JX17088）作者简介:陈焕，女，陕西渭南人，从事小分子药物化学合成及初步活性评价。通讯作者:王翠玲，女，陕西西安人，西北大学副教授,从事天然产物仿生合成及小分子药物化学合成及初步活性评价°-386 -西北大学学报（自然科学版）第49卷Key words: trypUnthrin ； isatin ； isatoic anhydride; derivatives; antiproliferative activity天然产物色胺酮（TryptdnthOn, 1）,系统命名
为卩引嗥［2,17］座卩坐咻-6,12-二酮，属于卩引嗥座卩坐 咻酮类生物碱，是中药大青叶和青黛及其药用植
物马蓝（Strobilanthes cusia）、蓼蓝（Polygonum tinc- torum Lour ）和茯蓝（Isata tin^toria ）等的主要成分
之一u 7］ I色胺酮及其衍生物具有抗癌4°］、抗
炎-9］、抗菌3及杀寄生虫⑴］等作用,特别是其
抑制“引跺胺2,3-双加氧化酶（indoleamine 2,3- dioxyyenase ,IDO）的活性氏〕,引起了科研工作者 对其抗癌活性的极大关注°关于色胺酮及其衍生
物的研究国内较少 ，国外研究较多，主要研
究集中在合成方法的改进及药理活性的研究°天然产物色胺酮的合成方法报道较多 ，
从20世纪80年代至今,主流的合成方法（Method
A）是以n引嗥醍（2）和靛红酸酹（3）为起始原料， 在不同催化剂和溶剂中回流 ,如图1所示° 最初，Bergman以N-甲基哌睫为催化剂，N, N-二 异丙基碳二亚胺（DID）为脱水剂，毗睫为溶 剂「时。但是，毗睫作溶剂恶臭、难闻，脱水剂DID
图1合成色胺酮的主要方法Fif. 1 Synthetic routs of synthesis of tryptanthrin
位取代的色胺酮衍生物°但是，此方法产率较低
（合成色胺酮产率40.3 %）,三氯氧磷对设备腐 蚀性较大，只适合实验室制备色胺酮新衍生物° 通过查阅文献得知靛红酸酹是邻氨基苯甲酸的活
有剧毒，副产物N-取代眼分离困难°该合成工艺
化形式皿］,我们发现色胺酮简便的合成途径，是
以n引嗥醍和靛红酸酹缩合,这与主流的方法殊途
被三乙胺催化，甲苯回流代替，至今被广泛应 用
，由于在甲苯中反应色胺酮产率不高（80%左右），后处理也不方面（大多数采用减压
同归°进一步对溶剂及碱进行较为全面的筛选, 得到了n嗥醍和靛红酸酹的最佳合成工艺路线： 在三乙胺作用下,在氯仿中回流3.0 h,可以简便
蒸憎后过硅胶色谱柱分离），更简便的合成工艺 需要进一步研究°卩引嗥醍还可以和邻氨基苯甲酸
缩合（Method B）a，此方法原料易得，缺点是用
生成色胺酮（图2）°整个反应所用的原材料易 得,反应条件温和，后处理只需要抽滤、乙醇洗涤,
二氯亚矶或三氯氧磷缩合，操作为无水操作，操作
产品纯度可达到99. 9%，适合实验室及工业化生
产°用此方法合成了一系列衍生物，对合成的色
不便，产率较低°另外，可以直接用“引嗥氧化缩合 制备色胺酮（Method C）m ,^^（4）在碘化亚铜
胺酮及其衍生物进行了结构表征并初步进行抑制
催化下，经过氧化、缩合得到色胺酮，反应时间过
长（24 h）°此外，还有\"引跺酮法（Method D严］, 以26引嗥酮（5）为原料，用三氯氧磷作缩合剂,和 邻氨基苯甲酸甲酯缩合反应后得到唾坐咻酮衍生
肿瘤细胞增值的活性研究。物中间体,然后用醋酸酹作溶剂,和苯甲醛反应,
图2色胺酮类化合物简便的合成方法Fif. 2 Convenient rout of synthesis of tryptanthrins最后用臭氧和硫甲醸处理得到色胺酮°该工艺条
件的原料不易得到，反应步骤较长,是新方法的探 索。1实验部分1.1仪器与试剂本课题组前期研究了色胺酮在赵蓝中的分布 情况，并发现了其生物合成途径臼］,在此基础上
用生物合成前体“引嗥醍和邻氨基苯甲酸一步仿生 合成出了天然产物色胺酮及其衍生物⑶打此方 法的优点是可以合成其他方法难以合成的1~4n嗥醍（纯度98%，质量分数,阿法埃莎化学
有限公司）；靛红酸酹（纯度98% ,阿法埃莎化学
有限公司）；色胺酮标准（Sigama公司）；四氢咲
第3期陈焕等:色胺酮及其衍生物的合成工艺及抑制肿瘤细胞增殖的研究-387 -喃、甲苯（分析纯，天津市瑞金特化学品有限公 司）；二氧六环、乙醇、N, N-二甲基甲酰胺、氯仿、
二氯甲烷（分析纯，天津化学试剂厂）；乙睛（色谱
用10 mL乙醇洗涤3次，得到纯品色胺酮(或色胺
酮衍生物)I用此方法合成化合物15个,并进行结构表
纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；三乙胺
（分析纯，福晨化学试剂有限公司）；NaOH,
征，结果与目标化合物一致°所合成化合物表征如下：Na2CO3, NHCO3, NH4HCO3, NHS' , Na,S',
CH3COOK（分析纯，天津市天力化学试剂有限公
|跺［2,1-b］座卩坐咻-6,12-二酮(1)：黄色针状晶体,2.31 g,产率：93. 1%,熔点：
司）；CH3COONH4（分析纯，天津市科密欧化学试 268 ~269°C。■HNMR (400 MHz, CDCO) 8 : 8. 62(d, J =
剂有限公司）；浓H2SO4、浓HC1、丙胺（n-propyl-
amine ）、异丙胺（isopropylamine）、叔丁胺（t-butyl-
8. 1Hz,1H) , 7.79 (dd, J = &1, 7. 7Hz, 1H),
7.43(t, J = 7.7Hz, 1H) , 7.91 (d, J = 7. 7Hz,
amine）、CH3 COOH （分析纯,郑州通捷化工产品有
限公司）；6-氯眄|嗥醍、6-漠“引嗥醍（化学纯，上海
阿拉丁生化科技股份有限公司）、5-氯|嗥醍、5- 甲基|嗥醍、5-甲氧基|嗥醍等自制①打1H) , 8. 03(d, J = &1 Hz, 1H) , 7. 85 (ddd, J = & 1, 7.3, 1.4Hz, 1H) , 7.67 ( dd, J = 7. 3,
7.9Hz, 1H) , 8. 44(dd, J = 7. 9, 1. 4Hz, 1H)。IR(KBr) %cm_1: 3127.8, 1595.4, 1458. 2
人结肠癌细胞株HCT116、人肺癌细胞株
A549、大鼠肾上腺髓质嗜辂细胞瘤的PC12细胞
(CH)，1724.3 (C = 0) , 1689. 6 (C = 0),
株（第四军医大学实验中心）；MTT,DMEM-F12培 养液，胎牛血清,青霉素（100 units/mL）,链霉素
757. 64 (苯环上有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(CHN') ：248.23, 测量值：248. 19 :MFO（100 mgmL） （ Hycolone公司）；吉非替尼（分析
纯,99. 5% ,创赛科技有限公司）。'H NMR 用 Baker AM-400 或者 Agilent DD2 600 MHz型核磁共振光谱仪测定（TMS为内标）；
8-氟|跺［2,1-b］座坐咻-6,12-二酮(1a):黄色固体,2. 35 g,产率：88. 3% ,熔点：273 - 276 C °MS 用 Thermo Ulitimate 3000-TSQ 测定；红外用 NEXU 470型傅里叶红外光谱分析仪测定;X-5显
微熔点测定仪（北京泰克汇光科技有限公司），温 度计未校正；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌
'HNMR (400 MHz, CDCO) 8： 8.70 (dd, J =8. 8, 4. 1 Hz, 1H) , 8.50 (dd, J = 7. 9, 1. 3 Hz, 1H) , & 09(d, J = 8. 1 Hz, 1H) , 7.92 (m, J = 7.6 Hz,1H) , 7.75 (t, J = 7.6 Hz, 1H) , 7.64
(dd, J = 6. 5, 2.7 Hz,1H) , 7.55 (td, J = &6,器（陕西太康生物科技有限公司）；恒温水浴锅、
旋转蒸发器（上海申生科技有限公司）；SHB-m循 2.7 Hz, 1H)°环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）； MCO-1SAC 型细胞培养箱（SANYO ） ； LDZX-
30KBS立式压力蒸汽灭菌器（上海申安医疗器械
IR (KBr) ”/cm\"： 3090, 1594.3, 1484.8, 1457. 1 (CH) , 1731.6 (C = O) , 1678.6 (C =
0) , 1123.3 (F) , 837.05 (苯环上有2个邻接 氢),722. 19 (苯环上有4个邻接氢)°厂）；DT5-2型低速台式离心机（北京时代北利离 心机有限公司）；超速冷冻离心机（5424R型，德
ESI-MS m/z：理论值(C5H7FN2O2) ：266. 23, 测量值：267. 11 ［M + H「°国EppendoiO公司）；SHA-C恒温振荡器（常州国 华电器有限公司）；倒置显微镜（DMIL-ED ,Lei-
ca）；移液枪（德国EppendoiO公司）；酶标仪
8-氯|跺［2,1-b］座坐咻-6,12-二酮(1b)黄色固体，2. 36g,产率：83.7%,熔点：297 ~
（Spetitral Max 190‘Molecular Device）;超净工作台 298 C °（BHC-1300 n B2,苏州苏洁净化设备有限公司）.'HNMR (400 MHz, CDCO) 8： 8. 60 (d, J = & 5 Hz, 1H) , & 44 (d, J =7.9 Hz, 1H) , & 04
(d, J = 8. 1Hz, 1H) , 7.87 (t, J=7.6 Hz, 2H),
1. 2实验方法1.2.1色胺酮及其衍生物的合成在装有磁子，
冷凝管和温度计的100 mL三颈瓶中，加入|跺醞
（或其衍生物）0.01 mol,靛红酸酹1.71 g,三氯甲
7.77 -7. 67 (m, 2H)°IR (KBr) //cm\"： 3072. 8 , 1595. 4, 1460. 7
(CH)，1732.2 (C = O) , 1674. 4 (C = O),843.5 (苯环上有2个邻接氢)，722. 43 (苯环上
烷40 mL,三乙胺1.5 mL,加热回流3.0 h.冷却，
过滤得到色胺酮（色胺酮衍生物）的粗品。产物
-388 -西北大学学报（自然科学版）第49卷有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C H7CIN2O2 ):
282. 68 ,测量值：283. 15 [M + H] + °8-漠 n^[2,1-b ]座坐咻-6,12-二酮(1c)黄色固体,2.65g,产率：81.0%，熔点：307 -
309 °C °'HNMR (400 MHz, CDCN) 8： 8. 54 (d, J =
& 5 Hz, 1H) , 8. 43(d, J = 8.0 Hz,1H) , 8. 07 -
7.99(m, 2H) , 7. 92 -7.84 (m, 2H) , 7.70 (t, J
= 7.6 Hz, 1H)°IR ( KBr ) %cm\"： 3069, 1593, 1457
(CH)，1732.9 (C = 0) , 1677. 6 (C = 0),
840. 37 (苯环有2个邻接氢),767. 97 (苯环有4
个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C“H7BrN2O2)327. 14, 测量值：327.23 [M] + °碘 n^[2,1-b ]座坐咻-6,12-二酮(1d)黄色固体,3.01g,产率：80.5%，熔点：303 -
305 C°'HNMR (400 MHz, CDCN) 8：8.41 (t, J =7.4 Hz, 2H) , & 21 (s, 1H) , & 15-7.96 (m,
2H) , 7. 86 (t, J = 7. 7 Hz, 1H) , 7.69 (t, J =7.5 Hz, 1H)°ID (KBr) ”/cm\"： 3059.3, 1589.4, 1456. 4
(CH)，1732.9 (C = 0) , 1676. 7 (C = 0),
845.36 (苯环有2个邻接氢)，771.38 (苯环有4
个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C5H7IN2O2) ：374. 14, 测量值：374. 39[MF°8-甲基\"弓|跺[2,1-b]座坐咻-6,12-二酮(1e)黄色固体,2.41g,产率：92.0%，熔点：281 -
282 C °'HNMR (400 MHz, CCi3) 8： 8. 34 (dd, J =
14.7, 7.9 Hz, 2H) , 7.94 (dt, J=9.4, 4.5 Hz, 2H) , 7.79 -7.66 (m, 3H) , 2.42 (s, 3H)°IR(KBr) /cm\"： 3063, 1591.2, 1482.4 (CH)，1728.7 (C = 0) , 1684. 9 (C = 0),2924,1337.9 ( CH3) , 829.5 (苯环有 2 个邻接 氢)，775.7(苯环有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(CmHoNO?) ：262.27, 测量值：262. 25[MF°8-硝基\"弓|跺[2,1-b]座坐咻-6,12-二酮(1f)黄色固体,2.30g,产率78.5% ,熔点：275 - 276 C °'HNMR (400 MHz, CCi3) 8： 8.87 (d, J = & 8 Hz, 1H) , 8.77 (s, 1H) , & 74 - 8.66 (m,
1H) , & 48 (d, J = &1 Hz, 1H) , & 08 (d, J =7.9 Hz, 1H) , 7.93 (t, J = 7. 2 Hz, 1H) , 7.75 (t, J = 7.5 Hz, 1H)°IR (KBr) (cm'1： 3032, 1608.26, 1590.21
(CH)，1733.6 (C = 0) , 1676 (C = 0),
1523. 7 , 1343. 4 (NO,) , 853. 8 (苯环有2 个邻接
氢)，725 (苯环有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C5H7N3O4) : 293. 24,
测量值：293. 21 [M] J7-氯,8-氟\"弓|跺[2,1-b]座坐咻-6,12-二酮/8- 氟,9-氯\"弓|跺[2,1-b]座坐咻-6,12-二酮(1g):黄色固体,2. 75 g,产率91.7%，熔点：284 - 289 C °'HNMR (400 MHz, CDCN) 8： & 60 (dd, J = &7, 3.5 Hz, 1H) , 8.43 (d, J =7.7 Hz,
1H) , & 08 - 7. 98 (m, 1H) , 7.87 (t, J = 7. 5 Hz, 1H), 7.76 -7. 62 (m, 1H), 7.53 (t, J = & 了 Hz, 1H)/8.8 (d, J = 5. 8 Hz, 1H) , & 43
(d, J =7.7 Hz, 1H) , 8.08 - 7.98 (m, 1H),
7.87 (t, J = 7.5 Hz, 1H) , 7. 76 - 7. 62 (m,
2H)°IR ( KBr) (cm \" : 3034, 1595. 4, 1469. 7 ,
1461 (CH)，1735. 1 (C = 0) , 1685.3 (C = 0) , 838. 13(苯环有2个邻接氢),776. 38 (苯环
有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C HC1NN,' ):
300. 01,测量值：301.16 [M + H] +°7,9-二甲基^^[2,1-6]座坐咻6,12-二酮
(1h)：黄色固体,2.20 a,产率：79.7%，熔点：282 -
283 C'HNMR (400 MHz, CDCN) 8： 8.43 (dd, J = 7.9, 1.3 Hz, 1H)，& 30 (s, 1H) , & 03 (d, J = 8.0 Hz, 1H),7. 86-7. 81 (m, 1H) , 7.65 (t,
J = 7.6 Hz, 1H) , 6.98 (s, 1H) , 2.69 (s, 3H), 2.49 (s, 3H)°IR(KBr) (cm\"： 3030, 1586.8 1458.6 (CH) , 1722. 4 (C = 0) , 1685 (C = 0), 2988, 2959, 2923, 2841,1285. 3 ( CH3 ) , 895. 8
(苯环含有孤立氢),776 (苯环有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C7H12N2O2) ：276. 30, 测量值：276. 25 [M] +°第3期陈焕等:色胺酮及其衍生物的合成工艺及抑制肿瘤细胞增殖的研究-389 -7 ,8-二氯|跺：2,1-b］座坐咻-6,12二酮/8 ,9-二氯|跺［2,1-b］座坐咻-6,12-二酮(1i):黄色固体,2.8 g,产率：88. 3% ,熔点：269 ~
274 C °'HNMR (400 MHz, CDCO,) 8： (88.57 (d, J =8. 6 Hz, 1H) , &44 (d, J = 7.7 Hz, 1H) , & 09
-8. 02 (m, 1H) , 7.89 (t, J = 7.7 Hz, 1H),
7.84 (d, J = &6 Hz, 1H) , 7.71 (td, J =7. 6,3. Hz, 1H)/8.81 (s, 1H) , 8.44 (d, J = 7. 7 Hz, 1H) , & 09 -8. 02 (m, 1H) , 7.98 (s, 1H),
7.89 (t, J = 7.7 Hz, 1H) , 7.71 (td, J = 7.6,3.7 Hz, 1H)°IR ( KBo) (cm'1: 3087 , 1596. 5 , 1450. 6, 1402 (CH) , 1732.7 (C = 0) , 1687. 8 (C =
0) , 896. 11(苯环含有孤立氢),836. 68 (苯环有
2个邻接氢),775 (苯环有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C HC12N2' ):
317. 13,测量值：318. 33［M + H］ + °7-氯||跺［2,16］座坐咻-6,12-二酮(1j):黄色固体,2. 16 g,产率：76. 6%，熔点：304 ~
306 C °'HNMR (400 MHz, CDCO,) 8： 8 8.70 (s,
1H) , & 45 (d, J = 7.8 Hz, 1H) , & 05 (d, J = & 1 Hz, 1H) ,7.88 (dd, J = 12. 9, 7.8 Hz, 2H),
7.71 (t, J = 7.6 Hz, 1H) , 7.42 (d, J = 8. 1 Hz,
1H)IR ( KBr) //cm\"： 3036, 1586.4, 1461, 1429. 7(CH) , 1733.2 (C = O) , 1692.8 (C =
0) , 780. 66(苯环有3个邻接氢),772(苯环有4
个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C H7CIN2O2 ):
282. 68 ,测量值：283. 15 : M + H］ + °9-漠||跺［2,1二］座坐咻-6,12-二酮(1k):黄色固体,2.80 g,产率：85.6 % ,熔点：297
~301°C°'HNMR (400 MHz, CDCO) 8： 8. 66 (d, J =1.6 Hz, 1H) ,& 34 (d, J=7.9 Hz, 1H) , & 02-
7.93 (m, 2H) ,7. 85 (d,J = 8.0 Hz,1H) ,7.80 -
7.70 (m,2H)°IR ( KBo ) ”/cm\"： 3056.9, 3029.3,
1589.2, 1460, 1420. 8 (CH)，1727.6 (C =
0) , 1687.5 (C = 0), 881 (苯环有孤立氢)，
843. 2 (苯环有2个邻接氢)，773. 9 (苯环有4个 邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C HBrN,' ):
327. 14,测量值 327. 19 : M］ + °7-氯,8-甲基|跺［2,1-6］座坐咻-6,12-二酮
(H)：黄色固体，2.5g,产率84.5% ,熔点：278 ~ 279 C °'HNMR (400 MHz, CDCO) 8： 8. 47 (d, J = & 2 Hz, 1H) , & 43 (d, J =7.8 Hz, 1H) , & 05
(d, J = 8.0 Hz, 1H) , 7.86 (t, J=7.5 Hz, 1H),7.68 (t, J = 7.5 Hz, 1H) , 7.63 (d, J = 8. 1 Hz,
1H) , 2. 47 (s, 3H)°IR(KBr) (cm\"： 3065.3,1596.1,1585.9,
1460 (CH) , 1730.3 (C = 0) , 1687.3 (C =
0) , 2979, 2923, 1342( CH3) , 887.3 (苯环有孤 立氢)，831(苯环有2个邻接氢)，774 (苯环有4
个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C［6 H9CIN2O2 ):
296.04,测量值：296. 27 ［M］ + °7,106甲基||跺［2,16］座坐咻-6,12-二酮
(1m):黄色固体,2. 10 g,产率:76. 1%，熔点：283 ~ 284 C °'HNMR (400 MHz, CDCO) 8： 8.46 - 8. 39
(m, 2H) , & 02 (d, J = 8.0 Hz, 1H) , 7.84 (t, J = 7.5 Hz, 1H) , 7.71 -7.63 (m, 2H) , 2. 45 (s,
3H) , 2. 35 (s, 3H)°IR ( KBr) (cm'1: 3031, 1595.7, 1460 (CH) , 1731 ( C 二 0) , 1691 ( C 二 0), 2974.4, 1381.4 (CH), 887.84 (苯环有 2 个邻
接氢)，76.19 (苯环有4个邻接氢)°ESI-MS m/z：理论值(C7H2N2O2) ：276. 30, 测量值：276. 25 ［M］ +°7,8-二甲基|跺［2,1-6］座坐咻-6,12-二酮/8,9 二甲基 ||跺［2,16］座坐咻-6,12-二酮(1n):亮黄色固体,2.28 g,产率:82. 6% ,熔点：279
~282°C°■HNMR (600 MHz, CDCO) 8： & 42 (dt, J =
6.6, 3. 3 Hz, 1H) , & 33 (d, J = &1 Hz, 1H), & 01 (dd, J = &0, 1H), 7.867.81 (m, 1H),7.68 7.63 (m, 1H) , 7.48 (d, J = 8. 1 Hz, 1H),2.68 (s, 3H) , 2. 34 (s, 3H)，&42 (dt, J=6.6,3.3 Hz, 1H)，& 40 (s, 1H) , & 01 (dd,J = 8.0,
1H) , 7. 86 7.81 (m, 1H) , 7. 687. 63 (m, 2H),
2.45 (s, 3H) , 2. 34 (s, 3H)°-390 -西北大学学报(自然科学版)第49卷IR(KBr) (cm\"： 3031.7, 1616, 1595. 8, 1460 (CH)，1721. 1 (C = 0) ,1685. 7 (C 二
0) , 2926.6, 1356. 6(CH3) , 906. 35(苯环含有孤
新化合物，通过IR/H NMR,MS对所合成的化合
物进行了表征，与目标化合物结构一致°由于n嗥醍衍生物是由取代苯胺合成3，那
立氢)，887. 98 (苯环有2个邻接氢)，776. 86
(苯环4个邻接氢)，些不对称的苯胺中间体关环生成n嗥醍衍生物时 存在同分异构(经HPLC分离和氢谱核磁确
证)3〕，而且不易分离，最终导致色胺酮的衍生物
ESI-MS m/z：理论值(CHN') ：276. 30, 测量值：276. 26 ［M］ + °1i,1g,1n在7或9位取代也存在同分异构体。1.2.2细胞实验取对数生长期的肿瘤细胞
A549,HCT116及PC12,消化，计数，以每孔5 x
10\"个细胞接种于96孔板,在细胞培养箱(37C ,
体积分数为5%CO2)无菌培养24 h,加入不同浓 度的化合物(吉非替尼为阳性对照，每个化合物 设3个平行孔)，空白溶剂做对照，加药培养48 h°
4
5li*
。
45li“图4色胺酮衍生物1i的结构图Fiv，4 Structurr of tryptanthrin derivativeli48 h后，吸出培养基，加入180wL的培养基以及 20wL配好的MTT溶液(5 mg/mL)，培养4 h° 4 h
对同分异构体的结构确证,可以通过1 HNMR 核磁解析° 1i产生2个同分异构体,8,9-二氯\"弓|
跺［2,16］座坐咻6,12-二酮(1i)和7,8-二氯\"弓| 跺［2,16］座坐咻6,12-二酮(1i\")°从核磁解析 可以分辨出存在同分异构体,2个同分异构体在
后，吸出培养基，加入180wL的DMSO,放于37C
恒温器，振荡15 md°最后，用酶标仪在490nm
处检测其吸光值，根据公式:抑制率=(1 -实验 组OD平均值/对照组OD平均值)x 100%，计算 细胞增值抑制率及ICc值旧］,结果见表2°A环上1-4位氢的化学环境一样，因此位移是相 同的° A环在图谱上各个位置氢的数目为1i和
2结果与讨论2.1色胺酮及其衍生物的合成色胺酮及其衍生物的合成按照图2所示的合
1i\"在同一位置氢数目之和，例如，在化学位移
8.44处就有两个氢°其主要的区别是D环上氢
的位移和裂分情况不同，1i '的C7和C10位，都
有一个氢,由于邻位都没有氢，因此出单峰，分别 位于化学位移& 81和7. 98处° 1i\"的C9和C10
成路线和条件进行合成°以n嗥醍及其衍生物和
靛红酸酹在三乙胺作用下，在氯仿中回流,合成出 了色胺酮及其衍生物(见图3)°其中,1g,1h,1i,位氢之间相互影响,理论上应该裂分成两个二重
峰，化学位移8.57有一个氢的二重峰，归属为
C10°由于C9和C3位(1i和1i)的化学位移相
近，因此两者在化学位移7.71 -7.89附近重合形 成多重峰，数目为两个位置上氢数目之和即3个
氢°同分异构体的解析过程，化学位移7.98和
& 81处的单峰是重要的标志峰,这说明7,10位 单峰的存在。la: R=8・F;lb: R=&C1;lh: R=7-CH3 ,9-CH 3;因而，1i为2个同分异构体：1i'： 'HNMR (400 MHz, CDCN) 8： 8. 81 (s, 1H) , 8.44 (d, J = 7.7 Hz, 1H) , 8. 09 - 8.02 (m, 1H) , 7.98 (s,
li: R=8-Cl,7/9-Cl;lj: R=7-C1;lk: R=9-Br;lc: R=8・Br;Id: R=&I;le: R=8-CH3;11: R=7-C1,8-CH3;
1H) , 7. 89 (t, J = 7.7 Hz, 1H) , 7.71 (th, J = 7.6, 3.7 Hz, 1H) ； 1i\" : 8.57 (d, J = &6 Hz,
1H) , 8.44 (d, J =7.7 Hz, 1H) , & 09 - & 02
If: R=&NO2；lm: R=7-CH3 ,10-CH3 ;lg: R=&F,7/9-Cl; In: R=8・CH ? ,7/9・CH?图3色胺酮及其衍生物结构Fig. 3 Structuro of tryptanthrin derivatives(m, 1H) , 7.89 (t, J = 7.7 Hz, 1H) ,7. 84 (d,J =&6 Hz, 1H) , 7.71 (th, J = 7.6, 3.7 Hz,
11,1m这5个色胺酮衍生物为本实验首次合成报
1H) ° 1/和1n的结构确证与1i类似°道,在美国化学文摘没有检索到相关报道,可认为
第3期陈焕等:色胺酮及其衍生物的合成工艺及抑制肿瘤细胞增殖的研究-391 -2.2酸碱对反应的影响实验对|嗥醍和靛红酸酹反应的体系进行了
和酸对反应几乎没有促进作用°但是，当以乙醇 为溶剂时，无机碱NaOH, Na2CO3, NaHCO3以及 CHCOOK对反应有促进作用，产率不高（分别为
研究°分别以氯仿和乙醇为溶剂,加入不同的酸
和碱,实验发现,部分碱促进反应的发生°37 . 3 % ,42. 4 % ,40. 0 %,16 . 0 %）,其余的酸和 碱作用下很少或没有色胺酮生成° CHCOOK以
氯仿和乙醇为溶剂时，都可以产生色胺酮,但是产 率不高°总之，以|嗥醍、靛红酸酹为原料合成色
以叭|嗥醍）‘（靛红酸酹）‘（酸或碱）按 照1：1：1加料，分别在氯仿、乙醇中回流反应3. 0h,对酸碱进行筛选，结果如表1所示°以氯仿
为溶剂时,加入三乙胺反应产率最高,达到92. 7 %°加入乙酸钾，产率也可达30. 0 % ,其余的碱
胺酮时，用氯仿为溶剂、三乙胺对反应促进作用最
强,合成色胺酮产率最高°表1不同溶剂和酸碱对色胺酮产率的影响Tab. 1 Yield of tryptanthrin in different solvent and acids or basescatalystNaOHsolventyieldsolventCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohCH ohyieldtraceCHCa37.3%Na2CO3tracetracetracetrace-42 4%40.0%NaHCO3NH4HCO3NaHSOCHCI3cHcacHcacHcacHcachci3chci3chci3chci3chci3chci3chci3chci3traceaNa^SO4CH3COOK-16.0%30.0%-------CH3COONH4HSO--------HC1n - propylamineisopropylaminet - butylamineCH3COOHEt,N92 7%a （ - : no target compound.）2.3溶剂的选择下，在氯仿中回流，对反应条件中反应时间进行
以n引嗥醍和靛红酸酹为原料，加入三乙胺，考
察不同溶剂中反应情况。以n（卩引嗥醍）c（靛红
优化。以叭卩引嗥醍）：（靛红酸酹）：（三乙胺）
按照1.0： 1.0： 1.0加料，氯仿为溶剂，反应2. Oh，
3.0 h，4.0 h，5.0 h，反应产率分别为70.6%,
酸酹）：C三乙胺）按照1.0： 1.0： 1.0加料，回流3. Oh,对溶剂进行筛选。结果发现，原料“引嗥醍
92. 7%，89. 1%，8 8.3%。由此可以看出,3.0 h 后 反应产率并没有增加,随着反应时间的延长，副反
和靛红酸酹在氯仿中反应产率最高92. 7 %，二氯
甲烷中反应产率为78. 8%,甲苯中产率为
52.0%，在四氢咲喃、N,N-二甲基甲酰胺及二氧
应会增多，导致产率下降,较适宜的反应时间为3. 0 h。六环中产率较低分别为32.2 %,31.8%及28.2 %，在乙醇中反应产率最低14.9%。因而，选择 产率较高的氯仿为溶剂。2.5物料比对反应的影响以n引嗥醍和靛红酸酹为原料,在三乙胺作用 下，在氯仿中回流合成色胺酮,考察物料比对反应
2.4反应时间对反应的影响的影响。主要反应原料n （n嗥醍）:：（靛红酸酹）按
以n引嗥醍和靛红酸酹为原料，在三乙胺作用
-392 -西北大学学报（自然科学版）第49卷照1. 0：1. 0反应时，理论上是理想的。但是我们
（靛红酸酹）以1.0： 1.05, n （ I跺醞）：n （三乙 胺）以1.0： 1.0,在氯仿中回流3.0 h。用此条件 重复3次，反应结果一致性较好（93. 1% ,
在反应结果的杂质检测中，只检测到“引嗥醍并没
有检测到靛红酸酹,可能靛红酸酹在反应过程中 分解，溶于溶剂中了。为了让“引嗥醍尽量反应完 全,在产品中减少残留。故,选择靛红酸酹量稍微
92.7% ,91.9%）。2. 6反应后处理对色胺酮的反应结果处理，第一次反应结束
过量。以n（\"引跺醞）:c三乙胺）按照1.0:1.0加料 不变，«（\"引跺醞）：（靛红酸酹）按照1.0： 1.0, 1.0： 1.05,1.0： 1. 1分别在氯仿中回流3.0h，反
经过硅胶色谱柱分离得到纯品。经过对反应原料
和产物的溶解性实验，发现产物色胺酮在乙醇中
应结果为92.7 % ,93. 1 %,91.9 %。可见，靛红
极微溶，在氯仿中、二氯甲烷中略溶解，而I嗥醍、 靛红酸酹及三乙胺溶于乙醇。因而，后处理采用
反应结束抽滤,用乙醇洗涤的方法,发现用乙醇洗
酸酹过量,对产率并没有较大的增加,稍微过量为 好,过量太多造成不必要的浪费，在实际反应中选 择以叭卩引嗥醍）:n（靛红酸酹）按照1：1. 05加料。在本实验过程中发现三乙胺加量少，反应时 间延长，产率低，为此考察三乙胺对反应的影响。
剂三次纯度可以达到99. 9%，后处理方便，避免 采用减压蒸去溶剂及过柱分离（耗时、耗溶剂）。
2.7色胺酮衍生物的结构与活性关系MTT（嗟哇蓝）法是检测细胞存活和生长的
此反应控制“引嗥醍在产品中的残留,尽量减少眄I
嗥醍的残留，为此选择不同I嗥醍和三乙胺物料 比进行实验。常用方法，该方法广泛用于一些生物活性因子的
活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试
验以及肿瘤放射敏感性测定等。本论文用MTT法对合成的色胺酮及其衍生
以n（ I跺醞）:n（靛红酸酹）按照1. 0:1. 0加
料不变,\"（I嗥醍）：（三乙胺）按照1.0：0.6,
物进行了初步抗肿瘤活性检测，选用人结肠癌细 胞株HCT116、人肺癌细胞株A549、大鼠肾上腺
1.0： 1. 0,1.0： 1.4分别在氯仿中回流3.0h,反应
结果为66. 5 % ,92. 7 % ,89. 1 %。I跺醞与三乙
髓质嗜辂细胞瘤细胞株PC12进行实验，初步选
用化合物作用的终浓度浓度为：100, 50, 25,
胺的物料比对色胺酮产率影响较大。当三乙胺和
I嗥醍的物质的量一样或过量，能更快地促进反
应的进行，但是三乙胺不能过量太多造成资源浪
12.5 , 6.25,3. 125 t（o1/L；初步实验后，对于抑
制活性好的化合物进一步用低浓度进行实验: 12. 5,6.25,3. 125,1. 562,0. 78125,0. 3906
L,实验处理结果见表2。费和过高碱性废液的产生,因而选择n （I嗥醍）
：（三乙胺）按照1.0： 1.0较为适宜。综上，合成色胺酮较优的条件为n（ I嗥醍）:n
表2色胺酮体外抗肿瘤细胞增值Tab. 2 In vitro antiproliferative activitis of tryptanthrinsIC50/T(oi • L\"A549IC50/T(ol. L\"PC12HCT116A5491hHCT116PC1211a1b1cH74.7117. 4994.7131.48>100>100>10089. 2736. 1035. 5543.017,9 -2CH>1000. 9931.34>1008 -F8 - Ci8 -Br8 -I8-CH10. 8822. 641t
1J1k8,7/9 -2Ci5. 111.607 - Ci9 - Br7 -Cl,8 - CH8.528.9955. 18>100>100>100>10010. 5541.4645. 87>100>1001d>100>1001i
1m56. 03>100>1009. 55>100>1001rIf7,10-2CH8,7/9 -2CH8 -N021.471.353. 287. 861nlg8 -F,7/9 - Ci3. 5859. 20GFTN-5.446. 4645.31第3期陈焕等:色胺酮及其衍生物的合成工艺及抑制肿瘤细胞增殖的研究-393 -实验发现多数带有吸电基团的色胺酮衍生物 相比色胺酮抗肿瘤活性有所增强。其中，8, 9位
tative determination of the dual COX-2/5-LOX inhibitor tryptanthrin in Isatis tinctoria by ESI-LC-MS [ J ]. Planta Med, 2002, 68(2) ：152-157.被吸电子基团取代的色胺酮衍生物的抗肿瘤效果 好。8-NO,色胺酮和8,7/9-二氯色胺酮衍生物对
[4]
ZHANGS N, QI F F, FANG X, et al. Tryptophan 2,
A549,HCT116及PC12 3个肿瘤细胞系都具有较 好的抑制作用（IC分别为：1.47, 1.35,3.28
Tmol/L；0. 99,5. 11, 1. 60 pmol/L）,优于阳性对
[5]
3-dioxyyenase inhibitory activities of tryptanthrin deriv
atives [J]. Med Chem,2018,160：133-145.KIMA W, YOUNB H, KWONA T, et al. PIM1 ki
nase inhibitorr induce radiosensitization in non-small
照吉非替尼（Gifitinin1,GFTN）的抑制活性（5. 44, 6.46,45.31 t（o1/L） ；8 - F,8 -Cl,9 -Br,9 - Cl
cell lung cancer cello [J ]. Pharmacol Res, 2013,70
(1) ：90-101.[6]
取代的色胺酮衍生物也具有较好的活性。当8, 9 位被给电子的甲基取代或吸电作用较弱的碘取代
时，活性较色胺酮大大降低。总体而言，这些化合
SCHEPETKICI A, KHLEBNIKOV A I, POTAPOV A
S, et al. Synthesis, biologicalevaluation, and molecu
lar modeling of 11 H-indeno [ 1,2-b ] quinoxalin-11 -one
物对肿瘤细胞系具有较好的抑制作用。derivatives and tryptanthrin-6 -oxime as c-Jun N-termi
nal 心购沁 inhibitory [ J ]. J Med Chem, 2019, 161:
3结论本论文以“引嗥醍和靛红酸酹为原料，对碱、溶
剂及投料比进行筛选，结果发现以三乙胺作为碱，
179-191.[7] PERGOLA C, JAZZAR B, ROSSI A, et al. On the
inhibition of 5-2poxyyenase product formation by tryp- tanthrin： mechanistic studies and eeicacy in vivo [J ]. J
在氯仿中回流3.0h生成色胺酮的产率达到93. 1
%,后处理抽滤，用乙醇洗涤3次，纯度高
Pharmacel, 2012,165(3) ：765-776.[8]
WANG Z, WU X, WANG C L, et al. Tryptanthrin
protects mice against dextran sulfate sodium-induced
colitis through inhibition of TNF-L/NF-2B and IL-6/ STAT3 pathways [J]. Molecules, 2018,23 ( 5 ) ： 10621075.（99.9%）。此合成方法简便、后处理方便。用此 方法合成出了 14个衍生物,5个衍生物未见文献 报道。同时,对合成的色胺酮及其衍生物进行了
初步的结构和抗肿瘤细胞增值的影响研究。结果 发现,8, 9位被吸电子基团取代的色胺酮衍生物
的具有较好的抑制效果。例如,8-N（O色胺酮和
[9] TAKELY, KUNIKATA T, AGA M, et al. Tryptan
thrin inhibits interferon---production by Peyer's patch lymphocytes derived frommice that had been orally administered staphylococcal enterotoxin] J]. J Biol Pharm
Bull, 2003,26(3) ：365-367.8,7/9-二氯色胺酮对 A549, HCT116 及 PC12 肿
瘤细胞系都具有较好的抑制作用（IC c分别为：
1.47, 1.35, 3.28 t（o1/L； 0.99, 5.11, 1.60
T（o/L），优于阳性对照吉非替尼（GFTN,ICo =
[10] HWANGJ M,OHT, KANEKOT, et al. Design, syn
thesis ,and structure-actinty relationship studies of
6. 46, 5. 4, 45. 31 t（o1/L） ；8,9 位被氟或氯单取
代或双取代对A549和PC12具有较好的抑制作
tryptanthrins as antitubercular agents [ J ]. J Nat,
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用，对HCT116抑制作用较差。总体而言,合成的
色胺酮类化合物对A549具有较好的抑制活性， 在肺癌药物的筛选方面具有潜在的应用前景。参考文献：[1]
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517-535.(编辑陈镜文)
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