N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環丙烷-1,1-二甲酰胺的合成研究

宋盼盼，張首國，彭濤，溫曉雪，明琰，王林Δ

(1.安徽醫科大學，安徽 合肥 230032；2.軍事醫學科學院放射與輻射醫學研究所，北京 100850；3.中國人民解放軍62301部隊，北京 100071)

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N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環丙烷-1,1-二甲酰胺的合成研究

宋盼盼1,2，張首國2，彭濤2，溫曉雪2，明琰3，王林2Δ

(1.安徽醫科大學，安徽 合肥 230032；2.軍事醫學科學院放射與輻射醫學研究所，北京 100850；3.中國人民解放軍62301部隊，北京 100071)

目的 合成小分子c-Met激酶抑制劑類似物N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)。方法 以丙二酸二乙酯為起始原料經親核取代、酰胺化、芳香醚化、還原和縮合等反應合成NFNPDB。結果 目標產物總產率為3.79%，其結構經1H-NMR確證。結論 本文研究的NFNPDB合成方法成本低、路線短、操作簡便，為進一步設計合成新的小分子c-Met激酶抑制劑奠定了基礎。

c-Met；合成；類似物；抗腫瘤

人口老齡化、超重、缺乏運動、晚婚晚育等因素易引發各種癌癥。截止到2015年9月6日12時，在PubMed(美國國立醫學圖書館旗下的在線文獻搜索引擎)中輸入“cancer”，能搜到3171418篇文獻。在癌癥研究中，統計的相對生存率，以美國為例，從1953年的35%，到1975年的50%，30年后達到了68%，甚至預估在2015年可達80%[1-2]。發病率也是居高不下，而死亡率卻有了明顯的下降[3]，這當然得益于癌癥治療技術的發展。當前，靶向于特異細胞功能異常的抗腫瘤藥物研究是一熱點領域[4]。在各種分子靶點中，蛋白酪氨酸激酶(PTK)是目前研究較多且效果比較明顯的抗腫瘤藥物靶點，根據其細胞外區域結構的不同分為20多個亞家族[5]，它們在不同的細胞活動中發揮著關鍵作用。其中c-Met激酶是受體蛋白酪氨酸激酶的一個重要成員，也是肝細胞生長因子(HGF)的高度親和體，c-Met激酶在正常細胞和腫瘤細胞中均有表達，其持續激活是組織細胞癌變或癌組織亢進的重要原因[6]。

在以c-Met激酶為靶點的藥物研究中，發現1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸是一類抗腫瘤藥物的關鍵中間體，目前有多個含此類結構的藥物已經上市或進入臨床研究階段，如XL880和XL184等[7-8](其化學結構見圖1)。對1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸進行酰胺化，并以此作為關鍵中間體設計合成小分子c-Met激酶抑制劑，是目前常用的關鍵策略。經文獻調研，在眾多1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸的酰胺化衍生物中，N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)作為小分子c-Met激酶抑制劑類似物，未見國內外文獻報道其結構以及合成方法。本文旨在對其合成方法進行研究，為進一步設計合成新的小分子c-Met激酶抑制劑奠定基礎。

圖1 XL880和XL184化學結構式Fig.1 Chemical structure of XL880 and XL184

1 材料與方法

1.1 材料 RY-1型熔點儀(溫度計未經校正)；日本電子JNM-ECA-400超導核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TSM為內標)。

實驗所用試劑均為市售分析純。柱層析硅膠為青島海洋化工所產200～300目柱層硅膠。

1.2 方法

1.2.1 合成路線：以丙二酸二甲酯為原料，經親核取代和酰胺化反應合成1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸(3)[9-11]；苯酚經醚化得到叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)[12]；4-硝基苯酚與三氟甲磺酸酐成酯得4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)[13]；參考文獻[14]，5和7經碳酸銫催化得4-硝基苯基苯基醚(8)；參考文獻[15]，8經還原得到4-苯氧基苯胺(9)；參考文獻[16]，3和9經HATU催化得N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環丙烷-1,1-二甲酰胺(NFNPDB)。合成路線見圖2。

圖2 NFNPDB的合成路線Fig.2 Synthetic route of NFNPDB

1.2.2 1,1-環丙烷二羧酸(2)的合成：將11.40 g芐基三乙基氯化銨(TEBA)置于500 mL三頸瓶中，加入100 mL 50.0%NaOH溶液，20 ℃～25 ℃下攪拌10 min，溶液呈混懸狀，依次加入8.00 g丙二酸二乙酯(1)和14.10 g 1,2-二溴乙烷，室溫攪拌2 h；冰浴下緩慢滴加100 mL濃HCl調pH=1～2，內溫控制在15 ℃～25 ℃之間。用無水乙醚萃取80 mL×3次，合并乙醚層，無水硫酸鎂干燥3 h，濾去干燥劑，乙醚液蒸干得白色固體，固體以10 mL苯洗濾，烘干得白色晶體[9]。

1.2.3 1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸(3)的合成：將10.66 g 2置于250 mL二頸瓶中，加入100 mL無水四氫呋喃(THF)作溶劑，于冰鹽浴下加入12.0 mL三乙胺(d=0.73 g/mL)，攪拌30 min(N2保護)；之后加入6.0 mL氯化亞砜(d=1.64 g/mL)，繼續攪拌30 min；加入4-氟苯胺(10.04 g)與無水THF(50 mL)的混合溶液，繼續攪拌1.5 h。反應完畢后，加入300 mL乙酸乙酯和1 N NaOH溶液攪拌15 min，分液留水層，加入1 N HCl調pH=3～4，析出白色沉淀，過濾得白色固體。濾液用乙酸乙酯萃取100 mL×3次，合并乙酸乙酯層，以無水硫酸鈉干燥2 h后蒸干得白色固體[11]。

1.2.4 叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)的合成：將1.98 g苯酚(4)置于50 mL茄形瓶中，依次加入10 mL干燥THF和2.72 g咪唑，于室溫下加入叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMCl)3.32 g，室溫攪拌30 min(接干燥管)，TLC監測反應。反應結束后，加20 mL水后用乙醚萃取20 mL×3次，合并有機層再用水洗50 mL×3次，無水硫酸鎂干燥2 h后蒸干得無色油狀物質量為2.58 g，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=30/1)得無色液體。

1.2.5 4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)的合成[13]：將1.39 g 4-硝基苯酚(6)置于50 mL茄型瓶中，依次加入20 mL干燥CH2Cl2和6.16g二甲氨基吡啶(DMAP)，在冰浴條件下滴加2.52 mL三氟甲磺酸酐，于0 ℃下攪拌30 min。反應結束后依次以1 N HCl和水洗滌，各40 mL×2次，無水硫酸鈉干燥2 h后蒸干得2.12 g黃色油狀物，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=40/1)得淺黃色固體。

1.2.6 4-硝基苯基苯基醚(8)的合成：將0.29 g 5置于50 mL茄型瓶中，依次加入12 mL DMF，0.58 g 7和0.69 g碳酸銫，油浴加熱至100 ℃反應4 h(N2保護)，TLC監測反應。反應結束后，加入30 mL水，乙酸乙酯萃取30 mL×3次，合并有機層，用飽和氯化鈉水溶液洗50 mL×2次，無水硫酸鈉干燥2 h后蒸干得0.28 g無色油狀物，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=5/1)得白色固體。

1.2.7 4-苯氧基苯胺(9)的合成：將0.1 g 8置于25 mL茄形瓶中，加入15 mL甲醇和0.02 g鈀碳，于室溫下通氫氣攪拌1 h；反應結束后，過濾鈀碳，所得濾液旋蒸濃縮得棕褐色固體。

1.2.8 NFNPDB的合成：將0.08 g 9置于25 mL茄型瓶中，依次加入6 mL干燥DMF、0.16 g 3、0.2 g N-甲基嗎啉和0.45 g 2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)，室溫攪拌18 h，TLC監測反應。反應結束后，加入20 mL水，乙酸乙酯萃取20 mL×3次，合并有機層用水洗60 mL×3次，飽和NaCO3洗60 mL×2次，飽和氯化鈉水溶液洗60 mL×1次，無水硫酸鎂干燥3 h后蒸干得棕色油狀物0.28 g，硅膠柱層析分離(正己烷/乙酸乙酯=2/1)，得淺棕色固體。

1.2.9 結構確認:其結構經1H-NMR確證。

2 結果

實驗獲得1,1-環丙烷二羧酸(2)、1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸(3)。其中1,1-環丙烷二羧酸(2)質量為5.05 g，產率為77.8%，熔點：132 ℃～133 ℃(文獻[10]mp: 132 ℃～133 ℃)。合并2份白色固體1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸(3)，干重12.32 g，產率為67.2%，熔點：186 ℃～188 ℃。1H-NMR(400MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 13.07(s, 1 H), 10.55(s, 1 H), 7.59(m, 2 h), 7.10(m, 2 h), 1.39(s, 4 h)。

無色液體叔丁基二甲基(苯氧基)硅烷(5)質量為2.32 g，產率為85.3%，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 7.20(dd, 2 h, J=8.0 Hz), 6.92(dd, 1H, J=8.0 Hz), 6.79(d, 2 h,), 0.86(s, 9 H), 0.14(s, 1 H)。淺黃色固體4-硝基苯基三氟甲磺酸酯(7)質量為1.68 g，產率為62.0%，熔點：52 ℃～53 ℃，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 8.42(d, 2 h, J=9.0 Hz), 7.85(d, 2 h, J=9.0 Hz)。

白色固體4-硝基苯基苯基醚(8)質量為0.13 g，產率為30.9%，熔點：55 ℃～57 ℃，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6)δ(ppm): 8.26(dd, 2 h), 7.51(dd, 2 h), 7.32(s, 1 H), 7.12(dd, 4 h)。棕褐色固體4-苯氧基苯胺(9)質量為0.08 g，產率為99.0%，熔點：82 ℃～83 ℃。1H-NMR(400MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 6.68～7.72(m, 2 h), 6.85～7.29 (m, 2 h), 6.83(s, 2 h), 6.59～6.74(m, 3H), 6.32(d, 2 h)。

最后獲得淺棕色固體NFNPDB 0.08 g，產率：44.4%，1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 10.07(s, 2 h), 7.62～7.65(m, 4 h), 7.35～7.35(m, 2 h), 7.09～7.17(m, 3H), 6.94～6.99(m, 4 h), 1.45(s, 4 h)。

3 討論

本文合成了N-(4-氟苯基)-N-(4-苯氧基苯基)環丙烷-1,1-二甲酰胺。合成方法為：以丙二酸二甲酯為原料，經親核取代、酰胺化、芳香醚化、還原和縮合等反應制得目標產物。其中芳香醚化反應中，本文采用的方法是將苯酚與4-硝基苯酚分別與TBDMCl和三氟甲磺酸酐反應后再成醚，文獻方法為先將一酚羥基變為鹵素，另一酚羥基成酚鈉，再通過Ullmann反應成醚。Chauhan等[17]在二芳基醚的研究中指出，在溫和的反應條件下，不同的鹵代芳烴與芳基氧化物催化的反應中，1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽CuCl [BMIM][BF4]和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[BMIM][PF6]離子液體的產率為54%～90%，雖說產率較高，但是合成鹵代芳烴不易，并且該反應試驗條件比較復雜，不易控制。本文方法反應條件易控，反應速率快，平均產率控制在60%左右。在最后的縮合反應中，本文采用HATU催化縮合法，HATU參與的縮合是合成肽鍵的重要縮合劑，省略了酰氯法中1-[(4-氟苯基)氨基甲酰基]環丙烷羧酸的酰化，使反應路線簡便可行。另外，本文探索了NFNPDB的另一種合成方法，用該方法在不同條件下獲得了類似產物[18]，但在本研究中以上述方法制得的3，先經親核取代和酰胺化反應合成環丙烷-1,1-二羧酸(4-氟苯基)-酰胺(4-羥基苯基)-酰胺(10)，再與三氟甲磺酸酐成酯得11之后與5經碳酸銫催化成醚，但在最后一步成醚反應中未得到目標產物，合成路線見圖3。因此猜測本反應第二種方法失敗的原因可能是環丙烷-1,1-二羧酸(4-氟苯基)-酰胺(4-羥基苯基)-酰胺結構位阻較大，另外可能是催化劑的催化效果不夠，不易發生醚化反應。

圖3 NFNPDB的另一條合成路線Fig.3 Another synthetic route of NFNPDB

總之，本文研究的NFNPDB合成路線短、成本低、操作簡便，為進一步優化小分子c-Met激酶抑制劑的設計與合成奠定了基礎。

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(編校：吳茜)

Synthesis of N-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide

SONG Pan-pan1,2, ZHANG Shou-guo2, PENG Tao2, WEN Xiao-xue2, Ming Yan3, WANG Lin2Δ

(1.Anhui Medical University, Hefei 230001, China; 2.Institute of Radiation Medicine, Academy of Military Medical Sciences, Beijing 100850, China; 3.62301 troops, People’s Liberation Army, Beijing 100071, China)

ObjectiveTo synthesize N-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide (NFNPDB) as small molecular c-Met kinase inhibitor analogue.MethodsN-(4-fluorophenyl)-N-(4-phenoxyphenyl) cyclopropane-1,1-dicarboxamide was synthesized by nucleophilicsubstitution, amidation, etherification, reduction and condensation from diethyl malonate.ResultsThe total yield of target compound was 3.79%, its structure was confirmed by1H-NMR.ConclusionThe synthesis method of NFNPDB in our research can be easily operated with lost cost and short direction, which lays the foundation for designing the synthetic process of newly small molecular c-Met kinase inhibitor.

c-Met; synthesis; analogue; antitumor

國家自然科學基金(81072531，81273431，21102176)

宋盼盼，女，碩士，研究方向：抗腫瘤活性分子設計與合成研究，E-mail：songpp0824@163.com；王林，通訊作者，教授、博士生導師，研究方向：絡氨酸激酶抑制劑的合成，E-mail：wanglin07@sina.com。

R625

A

1005-1678(2015)09-0004-04