具有潜在生物活性的新型3-芳基磷香豆素的合成及化学性质

摘要

以4-(二乙基氨基)水杨醛和4-硝基苄基膦酸二乙酯为原料，通过Knoevenagel缩合法合成了3-芳基磷香豆素家族的一个新成员。用硝基还原法对所得产物的化学性质进行了表征。所有合成的化合物都通过核磁共振波谱和高分辨率质谱进行了充分的表征

关键字

苯xaphosphinin，磷香豆素，有机磷，香豆素

简介

香豆素是苯并吡咯酮家族的成员，由于其生物活性，如抗肿瘤、抗hiv、抗氧化、血管松弛剂、肿瘤坏死因子- r (TNF-R)抑制、丝氨酸蛋白酶抑制、抗菌和抗癌活性，具有相当大的合成和药理价值[1］．它们也被广泛用作荧光染料或探针[2]由于它们具有较大的斯托克斯位移、高荧光量子产率和高结构灵活性。

近年来，由于有机磷化合物在生物系统中的普遍存在和磷化学的丰富性，它们在有机化学和药物化学中得到了广泛的应用[3.- - - - - -6］．研究表明，在大多数情况下，膦酸是羧酸的生物同位体，它们具有相同的生物活性[7］．基于这些事实，我们可以认为，用磷酸盐片段取代香豆素中的酯片段会导致具有相似生物学和物理性质的磷香豆素。文献中很少有此类化合物的例子[8- - - - - -10］．取代3-芳基磷香豆素被提出[10作为蛋白质酪氨酸磷酸酶——酶SHP-1的抑制剂。这些酶的异常活性常与糖尿病、肥胖、自身免疫性疾病、传染病、炎症、癌症、骨质疏松症和神经退行性变等疾病有关。尽管这些化合物具有潜在的生物活性，但苯并磷香菌素循环游离4位的3-芳基磷香豆素的合成和应用尚无报道，现有的磷香豆素制备方法的合成适用性有限。

本文介绍了3-芳基磷香豆素的合成、制备及7-(二乙基氨基)-2-乙氧基-3-(4-硝基苯)- 2h -苯并的一些化学转化[e] [1，2oxaphosphinin-2-oxide。

结果与讨论

(7) - Diethylamino 2-ethoxy-3 - (4-nitrophenyl) 2 h-benzo [e] [1，2根据对3-芳基香豆素合成文献法稍加改进的方法，制备了oxaphosphinin-2-oxide 3 [2］．第一步是4-(二乙基氨基)水杨酸醛1和4-硝基苯膦酸盐2在哌啶(方案1)．然后，分子内羟基亲核攻击中间体3中的二乙基膦酸酯基团，形成所需的磷香豆素4。这种方法的主要优点是与以前描述的合成相比，只有一种循环方式[8，9］．

用核磁共振波谱和高分辨率质谱(HRMS)对产物结构进行了确证。一般来说,¹H核磁共振谱(图1)的光谱与香豆素类似物的光谱非常相似[2]，但有一些与磷的引入有关的特定特征。首先，由于磷的诱导作用，苯并[e]的4,5和7位质子发生了化学位移[1，2与苯并吡酮信号相比，oxaphosphinine片段转移到0.15-0.3 PPM的强场。4号氢的信号^th位置偏移0.8 PPM，出现具有耦合常数的双态^3.J_{P, H}= 38.9 Hz，这是oxaphosphinine循环的特征[11］．¹³C {¹H}核磁共振谱(图2)显示了同样的趋势。此外，碳磷耦合常数为信号分配提供了有价值的信息。³¹核磁共振谱(图3)中含有具有磷酸盐化学位移特征的三联体双偶，偶联常数与¹H NMR结果。HRMS包含分子离子信号，其m/z值与理论预测值相等。

硝基还原是化合物4最具吸引力的改性方法之一。这种转变不影响磷香豆素体系的完整性，但轻微改变了3中苯基的电子效应_{理查德·道金斯}的位置。弱还原剂(锌粉和氢氧化钠)对磷香豆素4的处理₄水-乙醇混合物中的氯)[12]得到产率达60%的偶氧化合物5 (方案2)．随后用更强的还原剂(二水合氯化锡在乙醇中)进行处理，使我们获得所需的氨基苯基磷香豆素6。后者经磷酸香豆素4 (方案2)．

¹氢核磁共振谱(图4)化合物4和化合物5几乎相同;唯一的区别是3-苯基的化学位移不相等，这与偶氮氧基片段的形成是一致的。还原为氨基导致几乎所有信号在较强的场中发生剧烈位移，并在4.45 ppm时出现氨基宽信号(图5)．³¹核磁共振谱(图6 - 9)由化合物5的两个重叠的三联体双联和胺6的三联体双联组成。还原过程中化学位移几乎不发生变化，这与磷香豆素体系中苯基取代对磷原子影响较小有关。最后，HRMS确定了两种化合物的元素组成。

结论

介绍了以相应的水杨酸醛和膦酸苄酯为原料制备3-芳基磷香豆素的新方法。它使我们能够合成7-(二乙基氨基)-2-乙氧基-3-(4-硝基苯)- 2h -苯并[e] [1，2产率适中，纯度高。该方法在未来可推广到生物活性磷香豆素的制备中。此外，硝基还原生成7-(二乙基氨基)-2-乙氧基-3-(4-氨基苯基)- 2h -苯并[e] [1，2]可作为潜在荧光标记的oxaphosphinin-2-oxide [13］．

实验

溶剂在使用前用常规方法净化。4-(二乙胺)水杨醛(Alfa Aesar, 99%)、4-硝基苯溴化物(Sigma Aldrich, 98%)、亚磷酸三乙基(Sigma Aldrich, 98%)、哌啶(Alfa Aesar, 99%)、锌(Sigma Aldrich，粉尘<10 μm，≥98%)、氯化铵(Sigma Aldrich，≥99.5%)、二水合氯锡(II) (Alfa Aesar, 98%)、三乙胺(Sigma Aldrich，≥99.5%)和2-溴丙酰溴化物(Alfa Aesar, 97%)。根据文献法合成了4-硝基苄基膦酸二乙酯2 [14]从亚磷酸三乙酯和4-硝基苯溴化物中提取。

使用布鲁克AMX 300光谱仪在298 K记录核磁共振谱。化学位移以百万分之一单位表示，残余溶剂信号为内部参考(¹H,¹³C NMR)。的外部化学位移参考³¹P NMR是40% H的水溶液_3.阿宝₄(0 ppm)。采用Waters GCT Premier CAB109 TOF检测器在ESI模式下测定高分辨率质谱(HRMS)。所有的合成都是在氩气气氛下使用标准Schlenk和高真空线技术进行的。

7-(二乙基氨基)-2-乙氧基-3-(4-硝基苯)- 2h -苯并的合成[e][1，2] oxaphosphinin-2-oxide 4。

将4-(二乙胺基)水杨醛(0.97 g, 5 mmol)、4-硝基苯膦二乙酯(1.37 g, 5 mmol)和哌啶(0.01 mL, 0.1 mmol)溶液加入25 mL干甲苯中，在室温下搅拌14 h，然后用迪恩-斯塔克蒸馏阱回流6 h。然后在减压下浓缩反应混合物，用闪烁色谱法(硅胶，戊烷-乙酸乙酯(7:3))纯化。经乙酸乙酯结晶后，产物以紫色晶体的形式得到。产量:1.4克(70%)。¹H NMR (300.13 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 1.20 (t，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz, 6H;CH_3.CH₂N)， 1.26 (td，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz，⁴J_{P, H}= 0.4 Hz, 3H;CH_3.CH₂O)， 3.40 (q，^3.J_{H, H}= 7.5 Hz, 4H;CH_3.CH₂N)， 4.12 (qd，^3.J_{P, H}= 8.7 Hz，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz，¹H;CH_3.CH₂O)， 4.15 (qd.，^3.J_{P, H}= 8.7 Hz，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz，¹H;CH_3.CH₂O)， 6.36 (d，⁴J_{H, H}= 2.5 Hz，¹H;8-H)， 6.44 (dd，^3.J_{H, H}= 8.8赫兹，⁴J_{H, H}= 2.5 Hz，¹H;6-H)， 7.18 (d，^3.J_{H, H}= 8.8赫兹，¹H;5-H)， 7.53 (d，^3.J_{P, H}= 38.9 Hz，¹H;4-H)， 7.83-7.89 (m, 2H;2 h,没有₂C₆H₄)， 8.16-8.22 (m, 2H;3 - h,没有₂C₆H₄）;¹³C {¹H} NMR (75.47 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 12.6 (s;CH_3.CH₂N)， 16.4 (d，^3.J_{P C}= 6.3 Hz;CH_3.CH₂O)， 44.9 (s.;CH_3.CH₂N)， 63.3 (d，²J_{P C}= 6.9 Hz;CH_3.CH₂O)， 99.9 (d，^3.J_{P C}= 7.7 Hz;8-?)， 107.8 (s;6-?)， 109.5 (d，^3.J_{P C}= 16.3 Hz;4 ' -C)， 116.1 (d，¹J_{P C}= 172.9赫兹;3-?)， 124.2 (s;2 - ?C₆H₄没有₂127.1 (d，⁴J_{P C}= 7.3 Hz;3 - ?C₆H₄没有₂(d，^3.J_{P C}= 1.4 Hz;5-?)， 142.1 (d，²J_{P C}= 5.5 Hz;4-?)， 142.5 (d，²J_{P C}= 11.4 Hz;1 - ?C₆H₄没有₂)， 146.7 (s;c不₂)， 150.9 (d，⁴J_{P C}= 1.9 Hz;7-C)， 153.7 (d，²J_{P C}= 8.6 Hz;8 - c);³¹P NMR (121.49 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 9.5 (dt，^3.J_{H P}= 38.9 Hz，^3.J_{H P}= 9.0 Hz)。HRMS: found - 403.1423，计算C_20.H₂₄N₂O₅P - 403.1423。

1,2-双(4-(7-(二乙基氨基)-2-乙氧基-2-氧化- 2h -苯并[e]的合成[e][1，2(oxaphosphinin-3-基苯基氧化二氮烯

7-(二乙胺)-2-乙氧基-3-(4-硝基苯)- 2h -苯并悬浮液[e][1，2将oxaphosphinin-2-oxide (0.4 g, 1 mmol)、氯化铵(0.11 g, 2 mmol)和锌粉(0.13 g, 2 mmol)加入25 mL乙醇水溶液中，在室温下搅拌14 h，然后用25 mL乙酸乙酯稀释反应混合物，用celite过滤。减压浓缩后产物为红褐色无定形固体。收率:0.23克(60%)。¹H NMR (300.13 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 1.21 (t，^3.J_{H, H}= 7.0 Hz, 12H;CH_3.CH₂N)， 1.27 (t，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz, 6H;CH_3.CH₂O)， 3.40 (q，^3.J_{H, H}= 7.2 Hz, 8H;CH_3.CH₂N)， 4.08-4.21 (m, 4H;CH_3.CH₂O)， 6.39 (d，⁴J_{H, H}= 2.4 Hz, 2H;8-H)， 6.42-6.48 (m, 2H;6-H)， 7.19 (d，^3.J_{H, H}= 8.8赫兹，¹H;5-H)， 7.20 (d，^3.J_{H, H}= 8.8赫兹，¹H;5-H ')， 7.51 (d，^3.J_{P, H}= 39.4 Hz，¹H;4-H)， 7.52 (d，^3.J_{P, H}= 39.7 Hz，¹H;4-H ')， 7.86 (m, 4H;2 h, C₆H₄， 8.27 (d，^3.J_{H, H}= 8.1 Hz 2H;3 - h, C₆H₄）;8.33 (d,^3.J_{H, H}= 8.2 Hz 2H;3 - h, C₆H₄”);¹³C {¹H} NMR (75.47 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 12.7 (s;CH_3.CH₂N)， 16.4 (d，^3.J_{P C}= 6.4 Hz;CH_3.CH₂O)， 44.8 (s.;CH_3.CH₂N)， 63.3 (d，²J_{P C}= 6.9 Hz;CH_3.CH₂O)， 100.0 (d，^3.J_{P C}= 7.7 Hz;8-?)， 107.6 (s;6-?)， 109.8 (d，^3.J_{P C}= 16.5 Hz;4 ' -C)， 117.2 (d，¹J_{P C}= 171.3赫兹;3-?)， 118.0 (d，¹J_{P C}= 170.0 Hz;3-? ')， 122.9 (s;2 - ?C₆H₄)， 126.5 (s;2 - ?C₆H₄’)，126.8 (d，⁴J_{P C}= 7.5 Hz;3 - ?C₆H₄)， 126.9 (d，⁴J_{P C}= 7.3 Hz;3 - ?C₆H₄)， 131.6 (d，^3.J_{P C}= 1.0 Hz;5-?)， 131.7 (d，^3.J_{P C}= 1.2 Hz;5-? ')， 137.0 (d，²J_{P C}= 11.1 Hz;1 - ?C₆H₄139.2 (d，²J_{P C}= 11.2 Hz;1 - ?C₆H₄')， 140.0 (d，²J_{P C}= 5.7 Hz;4-?)， 140.9 (d，²J_{P C}= 5.6赫兹;4-? ')， 143.3 (s;4 -吗?C₆H₄)， 147.2 (s;4 -吗?C₆H₄’)，150.3 (d，⁴J_{P C}= 1.7 Hz;7-C)， 150.5 (d，⁴J_{P C}= 1.7 Hz;7-C)， 153.4 (d，²J_{P C}= 8.5 Hz;8 ' -C)， 153.5 (d，²J_{P C}= 8.5 Hz;8 ' c ');³¹P NMR (121.49 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 9.9 (dt，^3.J_{H P}= 40.2 Hz，^3.J_{H P}= 8.8 Hz)， 10.3 (dt，^3.J_{H P}= 40.5 Hz，^3.J_{H P}= 8.9 Hz)。HRMS: found-757.1590，计算C₄₀H₄₇N₄O₇P₂-757.2920。

7-(二乙基氨基)-2-乙氧基-3-(4-氨基苯基)- 2h -苯并的合成[e][1，2] oxaphosphinin-2-oxide 6。

7-(二乙胺)-2-乙氧基-3-(4-硝基苯)- 2h -苯并悬浮液[e][1，2]oxaphosphinin-2-oxide (0.4 g, 1 mmol)和SnCl₂h·2₂在25 mL乙醇中加入O (0.97 g, 4.25 mmol)，在室温下搅拌14小时，然后用NaOH浓缩溶液中和反应混合物，减压浓缩，热乙酸乙酯提取。用闪层析(硅胶，dcm -甲醇(8:2))纯化后，产物为无定形橙色固体。收率:0.26克(70%)。¹H NMR (300.13 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 1.19 (t，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz, 6H;CH_3.CH₂N)， 1.24 (t，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz, 3H;CH_3.CH₂O)， 3.39 (q，^3.J_{H, H}= 7.2 Hz, 4H;CH_3.CH₂N)， 4.08 (qd.，^3.J_{P, H}= 8.8赫兹，^3.J_{H, H}= 7.1 Hz, 2H;CH_3.CH₂O)， 4.31-4.59(宽，2H;NH2)， 6.41 (d，⁴J_{H, H}= 2.4 Hz，¹H;8-H)， 6.47 (dd，^3.J_{H, H}= 8.6 Hz，⁴J_{H, H}= 2.4 Hz，¹H;6-H)， 6.77 (d，^3.J_{H, H}= 8.0 Hz, 2H;3 - h, 4-NH₂C₆H₄)， 7.15 (d，^3.J_{H, H}= 8.7 Hz，¹H;5-H)， 7.29 (d，^3.J_{P, H}= 40.8 Hz，¹H;4-H)， 7.48 (d，^3.J_{H, H}= 8.6 Hz，⁴J_{P, H}= 1.3 Hz, 2H;2 h, 4-NH₂C₆H₄）;¹³C {¹H} NMR (75.47 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 12.4 (s;CH_3.CH₂N)， 16.1 (d，^3.J_{P C}= 6.6 Hz;CH_3.CH₂O)， 44.6 (s;CH_3.CH₂N)， 63.1 (d，²J_{P C}= 6.8 Hz;CH_3.CH₂O)， 99.7 (d，^3.J_{P C}= 7.6 Hz;8-?)， 107.5 (s;6-?)， 109.9 (d，^3.J_{P C}= 16.8 Hz;4 ' -C)， 116.1 (s;3 - ?C₆H₄NH₂， 118.0 (d，¹J_{P C}= 166.9 Hz;3-?)， 127.5 (d，^3.J_{P C}= 7.5 Hz;2 - ?C₆H₄NH₂)， 125.8 (d，²J_{P C}= 11.1 Hz;1 - ?C₆H₄没有₂)， 130.9 (s;5-?)， 137.2 (d，²J_{P C}= 6.3 Hz;4-?)， 145.0 (s;C-NH2)， 149.3 (d，⁴J_{P C}= 1.6 Hz;7-C)， 152.6 (d，²J_{P C}= 8.4 Hz;8 - c);³¹P NMR (121.49 MHz, CDCl_3.， 298 K， δ， ppm): 11.1 (dt，^3.J_{H P}= 40.7 Hz，^3.J_{H P}= 8.7 Hz)。HRMS: found-373.1678，计算C_20.H₂₄N₂O₅P - 373.1681。

相关内容

¹H,¹³C和³¹化合物4-6的核磁共振谱可在电子补充资料中找到(数字1 - 9)．

参考文献

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