新型褪黑激素衍生物的合成及其抗氧化活性

賀 利, 陳夢婷, 周俊杰, 羅 路, 馮 娜, 馬愛軍

(五邑大學 生物科技與大健康學院, 廣東 江門 529020)

將具有生物活性的兩個或多個分子,通過反應合成具有潛在生物活性的新分子,是一種獲得更高生物活性化合物的重要策略[1-2]。褪黑激素是內源性自由基清除劑,可以通過多種方式限制氧化應激反應[3-4],從而表現出優越的抗氧化性能[5]。此外,褪黑激素在睡眠障礙、心血管疾病和腫瘤等眾多疾病的發生及發展過程中起到重要的調節作用[6-8]。

Scheme 1

Scheme 2

芐基溴是一種苯環被溴甲基取代的芳香化合物,屬于鹵化芐類刺激性化合物中的一種,在大多數有機溶劑中芐基溴可以溶解,在水中會緩慢水解,苯甲醇和溴化氫為其水解產物,化學性質活潑,溴原子易被氨基及羥基等取代生成芐胺和芐醇等。其最大用途是作為雜原子官能團的芐基化試劑,在各種條件下有效地對雜原子官能團芐基化,從而在有機合成中具有廣泛的用途[9]。

苯硼酸是一種有機化合物,用作醫藥中間體。苯硼酸及其衍生物與多羥基化合物如糖類、糖脂、糖蛋白及核苷酸等物質之間的結合反應被廣泛應用于生物傳感器的制備及對糖蛋白的識別、分離和純化[10-12]。苯硼酸作為一種全合成的多羥基化合物的識別體,相對于酶類物質,具有價格低廉、穩定且不易失活等優點。

因此,將褪黑激素分別與取代芐溴和取代苯硼酸反應,合成一系列具有多樣性特征的新化合物,能為生物活性篩選提供化合物源。本文合成了兩類褪黑激素衍生物。方法一中利用親核取代反應,將取代的芐溴在NaH作用下,引入到褪黑激素的N1位。該反應以四氫呋喃為溶劑,于常溫下發生反應,共合成了16個褪黑激素芐溴衍生物3a～3p,收率36.50%～96.00%,其結構經1H NMR、13C NMR和LC-MS表征(Scheme 1)。

方法二通過Suzuki偶聯反應,將取代的苯硼酸在四三苯基膦鈀的作用下引入到褪黑激素的C2位上,該反應以甲苯和乙醇的混合液為溶劑,加熱回流,合成了11個C2位芳基取代的褪黑激素衍生物7a～7k,收率68.00%～88.00%,其結構經1H NMR、13C NMR和LC-MS表征(Scheme 2)。

在上述工作的基礎上,采用ORAC法[13-15]測試了目標化合物的體外抗氧化活性。實驗以VC、褪黑激素、3a～3o、7a～7k為受試物,以ORAC熒光法為檢測手段,用抗氧化能力值(即Trolox當量)為指標,采用ORAC法測定了褪黑激素衍生物在體外實驗中的抗氧化活性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

OptiMelt MPA 100型熔點測定儀;Bruker 500 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內標);Thermo Fishor LCQ Fleet型液相色譜-質譜聯用儀;Bio-RAD型酶標儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 3a～3p的合成(以3a為例)

將褪黑激素(1)(0.90 mmol)加入至THF(3.00 mL)溶液中,冷卻至0 ℃,緩慢加入NaH(80.00%, 0.10 g, 2.30 mmol),再加入3-氯芐溴(2a)(1.90 mmol)與THF(3.00 mL)的混合溶液,加畢,攪拌反應3 h(TLC檢測)。加入飽和氯化銨溶液,用乙酸乙酯(2×50.00 mL)萃取,合并有機層,依次用鹽水洗滌,無水MgSO4干燥,粗產物經硅膠柱層析(洗脫劑:石油醚 ∶乙酸乙酯=1 ∶1,V∶V)純化得白色固體3a[16]。

用類似的方法合成3b～3p。

3a:白色固體,收率64.60%, m.p.116～119 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.27～7.21(m, 2H), 7.16～7.10(m, 2H), 7.07(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.00～6.94(m, 2H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.63(s, 1H), 5.23(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.7 Hz, 2H), 1.96(t,J=1.5 Hz, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.1, 139.7, 134.7, 131.9, 130.1, 128.4, 127.9, 126.8, 126.6, 124.8, 112.4, 112.1, 110.5, 100.8, 55.9, 49.6, 39.8, 25.2, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H21ClN2O2{[M+Na]+}379.1184, found 379.1181。

3b:白色固體,收率87.60%, m.p.103～106 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.19(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.12(d,J=7.8 Hz, 2H), 7.07～7.01(m, 3H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.72(s, 1H), 5.22(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.60(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.33(s, 3H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 136.5, 132.5, 132.0, 128.4, 127.5, 127.4, 127.0, 126.0, 126.0, 112.6, 112.2, 110.6, 100.8, 55.9, 46.5, 45.9, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H24N2O2{[M+Na]+}359.1730, found 359.1727。

3c:淡黃色固體,收率95.00%, m.p.123～126 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.21(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.13～7.08(m, 1H), 7.06(d,J=2.5 Hz, 1H), 7.00(s, 1H), 6.96(m, 1H), 6.89(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.66(m, 1H), 5.57(s, 1H), 5.33(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.64～3.56(m, 2H), 2.96(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.95(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 149.4, 149.1, 131.8, 128.4, 127.1, 126.7, 124.4, 123.5, 116.8, 112.3, 110.4, 100.8, 55.9, 43.6, 39.8, 29.7, 25.2, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -138.0, -143.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1383。

3d:白色固體,收率83.30%, m.p.106～109 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.43(dd,J=8.0 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.23(td,J=7.7 Hz, 1.7 Hz, 1H), 7.16(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.13(td,J=7.5 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.66(dd,J=7.7 Hz, 1.6 Hz, 1H), 5.58(s, 1H), 5.36(s, 2H), 3.89(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 3.01～2.94(m, 2H), 1.95(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.1, 135.2, 132.5, 132.0, 129.6, 128.9, 128.3, 128.1, 127.2, 126.8, 112.4, 111.9, 110.6, 100.7, 55.9, 47.7, 39.8, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. forC20H21ClN2O2{[M+Na]+}379.1184, found 379.1183。

3e:淡黃色固體,收率87.50%, m.p.107～110 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.31(s, 1H), 7.14(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.07(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.01～6.93(m, 2H), 6.91(d,J=7.7 Hz, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.76(dt,J=9.6 Hz, 2.1 Hz, 1H), 5.67(s, 1H), 5.26(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 163.1, 154.1, 140.3, 131.9, 130.4, 128.4, 126.7, 122.2, 114.6, 113.6, 112.4, 112.0, 110.5, 100.8, 55.9, 49.6, 39.8, 25.3, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -112.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20FN2O2{[M+Na]+}363.1479, found 363.1472。

3f:白色固體,收率69.60%, m.p.135～138 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.29(s, 1H), 7.27(s, 1H), 7.13(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.07(d,J=2.5 Hz, 1H), 7.04(d,J=8.3 Hz, 2H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.64(s, 1H), 5.23(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.1, 136.1, 133.5, 131.9, 129.0, 128.5, 128.1, 126.6, 112.4, 112.0, 110.6, 100.8, 55.9, 49.5, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H21ClN2O2{[M+Na]+}379.1184, found 379.1183。

3g:白色固體,收率36.50%, m.p.117～120 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.73(dd,J=6.9 Hz, 2.2 Hz, 1H), 7.40～7.31(m, 2H), 7.10(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.07(d,J=8.8 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.86(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.63～6.57(m, 1H), 5.62(s, 1H), 5.49(d,J=1.6 Hz, 2H), 3.89(s, 3H), 3.62(td,J=6.8 Hz, 5.7 Hz, 2H), 2.99(td,J=6.8 Hz, 0.9 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 136.5, 132.5, 132.0, 128.4, 127.5, 127.4, 127.0, 126.0, 112.6, 112.2, 110.6, 100.8, 55.9, 46.5, 39.9, 25.3, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -61.2; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H21F3N2O2{[M+Na]+}413.1447, found 413.1444。

3h:淡黃色固體,收率78.00%, m.p.95～98 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.23(t,J=7.9 Hz, 1H), 7.18(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.06(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.5 Hz, 1H), 6.81(dd,J=8.2 Hz, 2.7 Hz, 1H), 6.71(dd,J=7.7 Hz, 1.5 Hz, 1H), 6.66(t,J=2.0 Hz, 1H), 5.60(d,J=6.7 Hz, 1H), 5.22(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.76(s, 3H), 3.59(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.94(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 159.9, 154.0, 139.3, 132.1, 129.9, 128.4, 126.8, 119.1, 112.9, 112.5, 112.2, 111.7, 110.7, 100.7, 55.9, 55.2, 50.0, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H24N2O3{[M+Na]+}375.1679, found 375.1676。

3i:淡黃色固體,收率96.00%, m.p.138～141 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.21(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.06(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.98(s, 1H), 6.92～6.89(m, 1H), 6.88(s, 1H), 6.87～6.82(m, 1H), 6.78(m, 1H), 5.59(s, 1H), 5.26(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.60(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.99～2.92(m, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 163.5, 161.4, 154.1, 131.8, 129.9, 128.4, 126.6, 120.6, 112.4, 112.0, 111.6, 110.4, 104.1, 100.8, 55.9, 43.4, 39.8, 25.2, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -110.4, -114.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1381。

3j:淡黃色固體,收率67.00%, m.p.102～105 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.19(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.09～7.03(m, 2H), 6.99(s, 1H), 6.94(m, 1H), 6.90(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.51(m, 1H), 5.65(s, 1H), 5.28(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.3, 159.0, 156.1, 154.2, 131.8, 128.4, 126.6, 126.5, 116.6, 115.8, 115.2, 112.5, 112.3, 110.3, 100.9, 55.9, 43.6, 39.8, 25.2, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -117.9, -124.5; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1382。

3k:淡黃色固體,收率95.00%, m.p.108～111 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.11(dd,J=9.4 Hz, 4.8 Hz, 2H), 7.07(d,J=2.5 Hz, 1H), 6.95(s, 1H), 6.91～6.82(m, 3H), 5.68(s, 1H), 5.21(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.9 Hz, 2H), 1.96(t,J=1.9 Hz, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.2, 151.1, 149.2, 134.7, 131.8, 128.5, 126.5, 122.6, 117.6, 115.7, 112.5, 112.2, 110.5, 100.8, 55.9, 49.2, 39.8, 25.3, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -136.7, -139.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20F2N2O2{[M+Na]+}381.1385, found 381.1382。

3l:淡黃色固體,收率62.50%, m.p.138～141 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.34(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.06～6.99(m, 2H), 6.94(dd,J=9.0 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.68(s, 1H), 5.33(d,J=1.8 Hz, 2H), 3.87(s, 3H), 3.58(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.93(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.98(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.3, 131.3, 128.5, 126.5, 112.7, 112.6, 110.0, 100.9, 55.9, 39.7, 37.3, 25.1, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -142.2, -142.2, -153.1, -160.6, -160.6; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H17F5N2O2{[M+Na]+}435.1102, found 435.1101。

3m:淡黃色固體,收率89.50%, m.p.105～108 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.43(dd,J=8.0 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.23(td,J=7.7 Hz, 1.7 Hz, 1H), 7.16(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.13(td,J=7.5 Hz, 1.3 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.66(dd,J=7.7 Hz, 1.6 Hz, 1H), 5.58(s, 1H), 5.36(s, 2H), 3.89(s, 3H), 3.61(q,J=6.5 Hz, 2H), 3.01～2.94(m, 2H), 1.95(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 160.3, 154.1, 131.9, 129.5, 129.0, 128.3, 126.8, 124.6, 124.5, 115.5, 112.3, 111.8, 110.5, 100.7, 55.9, 46.0, 39.8, 25.2, 23.4;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -118.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H20FN2O2{[M+Na]+}363.1479, found 363.1475。

3n:白色固體,收率91.30%, m.p.112～115 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.57～7.53(m, 1H), 7.44(d,J=7.9 Hz, 2H), 7.25～7.20(m, 1H), 7.14(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.5 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.68(s, 1H), 5.32(s, 2H), 3.89(s, 3H), 3.62(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.98(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.19, 154.16, 138.73, 131.92, 131.15, 130.00, 129.41, 128.50, 126.53, 125.00, 124.61, 123.45, 122.83, 112.50, 112.27, 110.44, 100.84, 55.93, 49.69, 39.82, 25.26, 23.35;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -60.3; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H21F3N2O2{[M+Na]+}413.1447, found 413.1445。

3o:白色固體,收率42.80%, m.p.127～130 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.57(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.19(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.12(d,J=8.9 Hz, 1H), 7.08(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.97(s, 1H), 6.88(dd,J=8.9 Hz, 2.5 Hz, 1H), 5.59(s, 1H), 5.32(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.61(q,J=6.6 Hz, 2H), 2.97(t,J=6.9 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.2, 141.7, 131.9, 130.0, 128.5, 126.9, 126.6, 125.8, 124.0, 112.5, 112.3, 110.5, 100.8, 55.9, 49.7, 39.9, 25.3, 23.5;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -62.6; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H21F3N2O2{[M+Na]+}413.1447, found 413.1445。

3p:白色固體,收率83.50%, m.p.109～112 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.20(s, 1H), 7.12(d,J=7.8 Hz, 2H), 7.06～7.00(m, 3H), 6.95(s, 1H), 6.87(dd,J=8.9 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.72(s, 1H), 5.22(s, 2H), 3.88(s, 3H), 3.60(q,J=6.5 Hz, 2H), 2.96(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.33(s, 3H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 153.9, 137.4, 134.5, 132.1, 129.4, 128.3, 126.8, 126.7, 112.2, 111.5, 110.7, 100.6, 55.9, 49.9, 39.9, 25.2, 23.4, 21.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C21H24N2O2{[M+Na]+}359.1730, found 359.1727。

1.3 7a～7k的合成(以7a為例)

將褪黑激素(1)(2.00 g, 8.61 mmol)溶于THF(40.00 mL)和CHCl3(40.00 mL)的混合物中,加入三溴化嘧啶翁(4)(3.50 g, 10.30 mmol)在0 ℃下攪拌35 min。然后加入NaOH水溶液(2 N)使反應失活,調整pH為13。用200.00 mL乙酸乙酯萃取混合物,用無水Na2SO4干燥有機層。粗產物經硅膠柱層析(洗脫劑:石油醚 ∶乙酸乙酯=1 ∶1,V∶V)純化得白色固體5[17]。

將2-溴褪黑素(5)(258.00 mg, 0.83 mmol)溶于甲苯(10.00 mL)和乙醇(10.00 mL)混合物中,然后依次加入2-甲基苯硼酸(6a)(1.24 mmol)、 LiCl(106.00 mg, 2.49 mmol)和Na2CO3(2.10 mL, 1.00 M),再在氮氣氣氛下加入Pd(PPh3)4(5.00 mg),加熱回流4.5 h。粗產物經硅膠柱層析(洗脫劑:石油醚 ∶乙酸乙酯=1 ∶1,V∶V)純化得淡黃色油狀物7a[17]。

用類似的方法合成7b～7k。

5:白色固體,收率75.00%, m.p.138～140 ℃;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.22(s, 1H), 7.22(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.00(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.86(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.66(s, 1H), 3.87(s, 3H), 3.56(q,J=6.3 Hz, 2H), 2.94(t,J=6.5 Hz, 2H), 1.96(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.1, 131.6, 127.7, 122.8, 112.7, 112.5, 112.1, 100.4, 56.0, 39.8, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C13H15BrN2O2{[M+Na]+}333.0209, found 333.0206。

7a:淡黃色油狀液體,收率88.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.99(s, 1H), 7.41～7.36(m, 1H), 7.36～7.33(m, 2H), 7.33～7.29(m, 2H), 7.13(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.91(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.41(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.44(q,J=6.4 Hz, 2H), 2.84(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.27(s, 3H), 1.80(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 169.9, 154.3, 137.5, 136.1, 132.3, 130.8, 130.7, 130.6, 128.9, 128.6, 125.9, 112.3, 111.7, 110.3, 100.6, 56.0, 39.9, 24.5, 23.3, 20.0; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O2{[M+Na]+}345.1573, found 345.1571。

7b:淡黃色油狀液體,收率83.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.99(s, 1H), 7.39～7.33(m, 3H), 7.33～7.29(m, 2H), 7.13(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.91(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.41(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.44(q,J=6.4 Hz, 2H), 2.84(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.27(s, 3H), 1.80(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.3, 138.8, 136.3, 132.9, 130.9, 129.5, 129.0, 128.7, 128.6, 125.0, 112.7, 111.7, 109.6, 100.6, 56.0, 40.0, 24.5, 23.3, 21.6; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O2{[M+Na]+} 345.1573, found 345.1570。

7c:淡黃色油狀液體,收率80.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J=7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.26(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 159.8, 154.3, 132.1, 131.1, 130.0, 128.6, 124.7, 120.4, 116.4, 116.2, 113.2, 111.8, 111.5, 100.6, 56.0, 39.6, 24.7, 23.2;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -114.8; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19FN2O2{[M+Na]+} 349.1323, found 349.1319。

7d:淡黃色油狀液體,收率74.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J=7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.26(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 163.1, 154.5, 135.1, 134.7, 131.1, 130.7, 129.4, 123.5, 114.8, 114.6, 113.3, 111.9, 110.5, 100.7, 56.0, 40.0, 24.6, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -111.9; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19FN2O2{[M+Na]+} 349.1323, found 349.1321。

7e:淡黃色油狀液體,收率75.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J=7.6, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.27(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.5, 134.9, 134.8, 134.5, 131.1, 130.3, 129.4, 127.9, 127.7, 126.1, 113.3, 111.9, 110.5, 100.6, 55.9, 40.0, 24.6, 23.3; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19ClN2O2{[M+Na]+} 365.1027, found 365.1023。

7f:淡黃色油狀液體,收率71.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.00(s, 1H), 7.59～7.53(m, 2H), 7.31(d,J=8.7 Hz, 1H), 7.23～7.17(m, 2H), 7.11(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.92(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.52(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.56(q,J=6.7 Hz, 2H), 3.08(t,J=7.0 Hz, 2H), 1.85(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 163.1, 154.5, 135.1, 134.7, 131.1, 130.7, 129.4, 123.5, 114.8, 114.6, 113.3, 111.9, 110.5, 100.7, 56.0, 40.0, 24.6, 23.3;19F NMR(471 MHz, Chloroform-d)δ: -113.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19FN2O2{[M+Na]+}349.1323, found 349.1320。

7g:淡黃色油狀液體,收率76.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 7.99(s, 1H), 7.39～7.36(m, 1H), 7.34(m, 2H), 7.33～7.29(m, 2H), 7.13(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.91(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.41(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.44(q,J=6.4 Hz, 2H), 2.84(t,J=6.7 Hz, 2H), 2.27(s, 3H), 1.80(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 169.9, 154.3, 137.5, 136.1, 132.3, 130.8, 130.7, 130.6, 128.9, 128.6, 125.9, 112.3, 111.7, 110.3, 100.6, 56.0, 39.9, 24.5, 23.3, 20.0; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O2{[M+Na]+}345.1573, found 345.1569。

7h:淡黃色油狀液體,收率68.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.26(s, 1H), 7.55(td,J= 7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.41(m, 1H), 7.32(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.30～7.26(m, 1H), 7.22(m, 1H), 7.14(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.93(dd,J=8.8 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.54(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.55(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.82(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.2, 154.5, 134.9, 134.8, 134.5, 131.1, 130.3, 129.4, 127.9, 127.7, 126.1, 113.3, 111.9, 110.5, 100.6, 55.9, 40.0, 24.6, 23.3; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19ClN2O2{[M+Na]+}365.1027, found 365.1023。

7i:淡黃色油狀液體,收率85.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.00(s, 1H), 7.53(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.48(d,J=8.3 Hz, 2H), 7.31(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.11(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.92(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.52(s, 1H), 3.91(s, 3H), 3.56(q,J=6.7 Hz, 2H), 3.10(t,J=7.0 Hz, 2H), 1.86(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 154.1, 136.1, 133.5, 131.9, 129.0, 128.1, 126.6, 112.4, 112.0, 110.6, 100.8, 55.9, 49.5, 39.9, 25.3, 23.4; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C19H19ClN2O2{[M+Na]+}365.1027, found 365.1026。

7j:淡黃色油狀液體,收率83.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.44～8.41(m, 1H), 7.48(dd,J=7.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.40(m, 1H), 7.30(d,J=8.8 Hz, 1H), 7.12(dd,J=2.6 Hz, 1.8 Hz, 1H), 7.09(dd,J=7.5 Hz, 1.1 Hz, 1H), 7.05(dd,J=8.4 Hz, 1.1 Hz, 1H), 6.90(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.53(s, 1H), 3.90(d,J=12.0 Hz, 6H), 3.54(q,J=6.5 Hz, 2H), 3.04(t,J=6.7 Hz, 2H), 1.78(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 156.9, 154.0, 133.2, 131.4, 131.0, 129.7, 128.6, 121.4, 121.1, 112.4, 111.7, 111.4, 110.3, 100.6, 56.0, 55.6, 39.7, 24.6, 23.1; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O3{[M+Na]+}361.1523, found 361.1521。

7k:淡黃色油狀液體,收率73.00%;1H NMR(500 MHz, Chloroform-d)δ: 8.00(s, 1H), 7.56～7.47(m, 2H), 7.31(s, 1H), 7.09(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.06～7.01(m, 2H), 6.89(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H), 5.51(s, 1H), 3.90(d,J=11.6 Hz, 6H), 3.56(q,J=6.6 Hz, 2H), 3.09(t,J=6.8 Hz, 2H), 1.83(s, 3H);13C NMR(125 MHz, Chloroform-d)δ: 170.1, 160.0, 154.4, 136.0, 134.3, 131.0, 130.1, 129.5, 120.3, 113.7, 113.3, 112.9, 111.8, 109.8, 100.6, 56.0, 55.4, 40.0, 24.5, 23.2; LC-MS(ESI)m/z: calcd. for C20H22N2O3{[M+Na]+}361.1523, found 361.1518。

1.4 體外抗氧化活性測試(ORAC法)[18]

153.00 mmol/L AAPH溶液的配制:將14.00 mg AAPH試劑用pH 7.4的磷酸鹽緩沖液(75.00 mmol/L)溶解并定容至10.00 mL。

熒光素鈉(FL)溶液的配制:將20.00 mg FL試劑用pH 7.4的磷酸鹽緩沖液(75.00 mmol/L)溶解并定容至25.00 mL,得到FL溶液A;取FL溶液A 50.00 μL繼續用磷酸鹽緩沖液定容至25.00 mL,得到FL溶液B; FL溶液由FL溶液B稀釋所得,將500.00 μL FL溶液B用上述緩沖液定容至25.00 mL,得到8.4×10-8mol/L的FL溶液。

不同濃度Trolox溶液的配制:將2.50 mg Trolox試劑用緩沖液溶解并定容至10.00 mL,得到1.00 mmol/L Trolox溶液。實驗前繼續用上述緩沖液將Trolox溶液分別稀釋得到0.10、 0.08、0.06、0.04和0.02 mmol/L的Trolox溶液。

VC溶液的配制:將2.00 mg VC用2.00 mL超純水溶解并配制成1.00 mg/mL溶液,然后用超純水稀釋至9.00 μg/mL的溶液。

褪黑激素、3a～3p和7a～7k的配制:將2.00 mg化合物用2.00 mL DMSO溶解配制成1.00 mg/mL溶液,再用超純水稀釋至4.00 μg/mL。

96孔酶標板中先加入50.00 μL待測樣品或不同濃度的Trolox溶液(0.10、 0.08、 0.06、 0.04和0.02 mmol/L),再避光加入100.00 μL FL溶液(8.4×10-8mol/L),放進酶標儀振蕩30 s,立即記錄熒光值F0,再振蕩3 min,37 ℃下溫育10 min,加入50.00 μL AAPH溶液誘發反應,激發波長和發射波長分別為485 nm和535 nm,每隔2.5 min記錄一次熒光值Fn,當熒光值衰減至直線則視為反應結束。初始熒光值(F0)為不加AAPH的孔熒光強度讀數。標準曲線以不同濃度Trolox溶液為橫坐標、NetAUC為縱坐標,并將樣品的氧化自由基吸收能力表示為μmol TE/g DW,同一測定進行3次平行實驗[樣品的氧化自由基吸收能力以ORAC值來判斷,即NetAUC;NetAUC=AUCsample-AUCAAPH+, AUC=2×(f0+f1+...+fn)-f0-fn, fn=第n次熒光值(Fn)/初始熒光值(F0)]。

2 結果與討論

2.1 合成

在褪黑激素N1位,經親核取代反應合成了16個褪黑激素衍生物(3a～3p),產物是白色或淡黃色固體,取代的芐溴苯環上有吸電子基團和給電子基團。吸電子基團中,收率最高為3j(96.00%),最低為3g(36.50%);給電子基團中,收率最高為3b(87.60%),最低為3h(78.00%)。

在褪黑激素C2位,經過Suzuki偶聯反應合成了11個褪黑激素衍生物(7a～7k),產物呈淡黃色油泡沫狀,取代的苯硼酸苯環上有吸電子基團和給電子基團。吸電子基團中,收率最高為7i(85.00%),最低為7f(71.00%);給電子基團中,收率最高為7a(88.00%),最低為7k(73.00%)。

2.2 體外抗氧化活性

如表1所示,3a～3p的抗氧化活性低于褪黑激素及陽性對照VC,說明褪黑激素在N1位的衍生化可能會降低其抗氧化活性,7a～7k的抗氧化活性低于褪黑激素,但7a、7c和7j的抗氧化活性高于陽性對照VC,其中活性最高的為7a。

本文合成了27個褪黑激素衍生物,其中15個是未經文獻報道的新化合物。體外抗氧化活性測試(ORAC法)結果顯示:抗氧化活性最強的為7a,是陽性對照L-抗壞血酸的1.68倍[μM TE/g DW=7582.0(7a), μM TE/g DW=4507.9(VC)]。