具有抗氧化活性的香豆素类化合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医药技术领域，特别涉及一种具有抗氧化活性的香豆素类化合物及其 制备方法以及该类化合物在用于神经保护、抗肿瘤、抗凝血、抗辐射和抗炎作用药物制备中 的应用。
【背景技术】
[0002] 自由基是生物体新陈代谢过程中产生的一类可单独存在，具有高度氧化活性、带 有一个或几个不配对电子的分子或原子，如超氧阴离子自由基（〇 2_ ?)、羟基自由基（HO?)、 脂质过氧化自由基（R00O和单线态氧C〇2)，在生物体衰老与疾病、正常的免疫代谢、细胞 信号传导等过程中都起着重要的作用。研宄表明，过量的自由基在机体中引起一系列生物 学反应，导致组织细胞、亚细胞和分子结构的破坏，对核酸、脂类、蛋白质、酶、糖等生物大分 子产生损害，并随着破坏层次逐渐扩展造成功能损伤，引起心血管疾病、癌症和衰老等，它 是构成很多疾病的病理学基础。抗氧化活性成分能够清除自由基、还原氧化物质，起到保护 机体的作用。寻找和开发能够清除氧自由基的抗氧化物质已成为当今生物、医学、化学、药 剂学等领域的重要研宄课题。
[0003] 香豆素（2H-1-苯并吡喃-2-酮，Coumarin)，广泛存在于天然植物中，具有抗肿瘤、 抗艾滋病、阿尔茨海默氏病、抗菌、抗凝血、抗炎、降血压、抗福射等药理活性（(a)Janis,R. A. ；Siler,P.J. ；Triggle,D.D.Adv.DrugRes. 1987, 16, 309 ； (b)Mitra,A.K. ；De,A.； Karchaudhuri,N. ；Misra,S.K. ；Muk-hopadhyay,A.K.J.IndianChem.Soc. 1998, 75, 666 ； (c)Romine,K.R. ；Morris,J.K. ；Howe,ff.J. ；Tomich,P.K. ；Horng,M.M. ；Chong,K.T.； Hinshaw,R.R. ；Anderson,D.J. ；Strohbach,J.ff. ；Turner,S.R. ；Mizsak,S.A.J.Med. Chem. 1996, 39, 4125)，被广泛应用于生物、医药、尤其是在医药领域。一些香豆素类化合物 如华法林（Warfarin)、亮菌甲素（ArmillarisinA)、轻甲香豆素（Hymecromone)、氯达香豆 素（Chloridarol)、卡波罗孟（Carbochromen)等已广泛应用于临床。其中，4-羟基香豆素被 认为是起主要作用的结构部（Skulnick，H.I. ;Johnson，P.D. ;Schwende，F.J. ;Howard，G. M. ;Zaya，R.M. ;Dalga，R.J. ;Williams，M.G. ;Romines，K.R.J.Med.Chem. 1997, 40, 1149)〇
[0004] 4-羟基香豆素类化合物具有多个反应位点，易于进行结构修饰并能方便地引入各 种功能基团，具有多种药理作用，如神经保护、抗肿瘤、抗诱变和抗炎作用等，这些作用均与 香豆素分子结构中所含的酚羟基能够影响体内自由基的形成和清除，从而影响自由基介导 的氧化损伤有关。因此对4-羟基香豆素的结构化学修饰或结构改造，得到具有更高药理活 性的化合物，将有助于寻找具有高效、低毒的新药，这对香豆素类化合物在生物医药领域的 发展和临床医学应用都有重要的实际意义。
[0005] 愈创兰径奧（1，4-二甲基-7-异丙基奧，Guaiazulene)是洋菊花的有效 成分，具有很强的抗胃蛋白酶、抗炎、抗过敏、促进黏膜新陈代谢的作（(a)Jung，F. Pharmazie, 1951, 6, 192 ； (b)Kouichi,N. ；Tomio,N. ；Hiroyuki,Y. ；Shogo,I. ；Yoshiaki,K. Eur.J.Pharm.Biopharm. 2003, 56, 347)，它的许多衍生物都表现出良好的生物活性（(a) Kurokawa,S.Chem.Lett. 1981, 1569. (b)Kurokawa,S.Bull.Chem.Soc.Jpn. 1983, 56, 2311) 〇
[0006] 在生物、医学、化学等领域，目前迫切需要开发新的能够清除氧自由基的抗氧化物 质。香豆素类化合物来源广阔（天然物提取或人工合成），通过对香豆素分子的结构修饰， 是获得新型高活性功能化合物的重要途径，具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种对自由基具有较强消除作用的具有抗氧化活性的香 豆素类化合物及其制备方法。
[0008] 本发明另一目的在于提供一种上述化合物在用于神经保护、抗肿瘤、抗凝血、抗辐 射和抗炎作用等药物制备方面的应用。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
[0010] 一种具有抗氧化活性的香豆素类化合物，具有如下结构通式：
[0012] 其中，R1，!?2为H、烷基、烷氧基、羟基、卤素、硝基、氰基、羧酸及其酯中的一种。
[0013] 上述具有抗氧化活性的香豆素类化合物的制备方法，可按如下步骤实施：
[0014] (1)以乙醇或乙酸为溶剂，在醋酸铵的催化下，通过4-羟基香豆素及其取代物、 1-氰乙酰基愈创兰烃奧及芳香醛三组分反应，反应2~40小时；
[0015] (2)反应完毕后，通过直接过滤或将反应液浓缩得到粗产物；
[0016] (3)得到的粗产物通过重结晶纯化，得到目的产物。
[0017] 作为一种优选方案，本发明所述4-羟基香豆素及其取代物、1-氰乙酰基愈创兰烃 奧及芳香醛的摩尔比依次为1:1~2:1~3。
[0018] 进一步地，本发明所述1-氰乙酰基愈创兰烃奧的结构式为：
[0020] 进一步地，本发明所述芳香醛为苯甲醛、4-甲基苯甲醛、3-甲氧基苯甲醛、3,4-二 甲氧基苯甲醛、3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、4-氯苯甲醛、4-氟苯甲醛或糠醛中的一种。
[0021] 上述具有抗氧化活性的香豆素类化合物在用于神经保护、抗肿瘤、抗凝血、抗辐射 和抗炎作用药物制备中的应用。
[0022] 本发明合成原理：
上述合成过程中所述的1-氰乙酰基愈创兰烃奧为具有如下结构的化合物：
[0025] 该化合物可按照文献（王道林，李帝，曹亮，有机化学，2012, 32,1741)方法，以愈 创兰烃奧为原料，通过氰乙酸和醋酸酐的酰基化反应制得：
[0027] 本发明的含愈创兰烃奧结构的香豆素新化合物，经自由基消除能力的测定表明， 本发明提供的化合物表现出强的抗氧化活性，具有明显的清除超氧阴离子自由基?和 DPPH?自由基的作用，具有较强的开发应用前景，可望能进一步发展成为用于神经保护、抗 肿瘤、抗凝血、抗辐射和抗炎作用等药物的制备。另外，本发明制备方法操作简单，目标产 物收率高，适于规模化生产。
[0028] 本发明将以下面实施例作进一步说明，但本发明的内容并不受此实施例的限制。 具体实施例
[0029] 实施例1
[0030] 3- (4-羟基香豆素-3-基）-2- (3,8-二甲基-6-异丙基奧-1-基-羰基）-3-苯基 丙腈（4)的合成。
[0031] 将醋酸按（15mg,0? 2mmol)加入到4-羟基香豆素（162mg, 1.Ommol)，1-氰乙酰基 愈创兰径奧（318mg, 1.2mmol)和苯甲醛（127mg, 1.2mmol)的乙醇（25mL)溶液中，加热回流 24小时（用硅胶层析板（TLC)监控反应）。反应完毕后，将反应混合物减压浓缩，残余物加 水，过滤、水洗涤、干燥，得到粗产物。乙醇重结晶得到目的产物423mg，收率82%。
[0032] 结构分析如下：
[0034]:HNMR(400MHz,CDC13) 8 ： 1. 46(d,J= 6. 6Hz, 6H), 2. 64 (s, 3H), 3. 09 (s, 3H)，3. 21 ~3. 26(m，1H)，5. 02(d，J= 11. 6Hz，1H)，5. 75(d，J= 11. 6Hz，1H)，7. 19-7. 32(m，4H)，7. 35-7. 42(m5H)，7. 48 ~7. 51 (m，2H)，7. 78 (s，1H)，8. 26 (s，1H)。
[0035] IR(KBr)v: 3410 (OH), 2215 (CN), 1732(C= 0), 1636(C= 0)cm-1.
[0036] MS(ESI)m/z:516[M+H]+〇
[0037] 元素分析（C34H29N04):实测值（理论值），C79. 34 (79. 20)，H5. 79 (5. 67)，N 2. 81(2. 72)。
[0038] 实施例2
[0039] 3- (4-羟基香豆素-3-基）-2- (3,8-二甲基-6-异丙基奧-1-基-羰基）-3- (4-甲 基苯基）丙臆（A2)的合成。
[0040] 将醋酸按（23mg, 0? 3mmol)加入到4-羟基香豆素（162mg, 1.Ommol)，1-氰乙酰基 愈创兰径奧（318mg, 1. 2mmol)和4-甲基苯甲醛（144.Omg, 1. 2mmol)的乙醇（40mL)溶液中， 加热回流22小时（用硅胶层析板（TLC)监控反应）。反应完毕后，将反应混合物减压浓缩， 残余物加水，过滤、水洗涤、干燥，得到粗产物。乙醇重结晶得到目的产物450mg，收率85%。
[0041] 结构分析如下：
[0043] :HNMR(400MHz,CDC13) 8 ：1.46(d,J= 6. 6Hz, 6H), 2. 64 (s, 3H), 2. 90 ( s，3H)，3.10(s，3H)，3.21 ~3.24(m，lH)，5.02(d，J= 11.6Hz，lH)，5.75(d，J= 11. 6Hz，1H)，7. 21-7. 43(m，8H)，7. 46 ~7. 52(m，2H)，7. 79(s，1H)，8. 30(s，1H)。
[0044] IR(KBr)v: 3327 (OH), 2211 (CN), 1741(C= 0), 1638(C= 0)cm_1〇
[0045] MS(ESI)m/z:530[M+H]+〇
[0046] 元素分析（C35H31N04):实测值（理论值），C79. 50 (79. 37)，H5. 98 (5. 90)，N 2. 72(2. 64)。
[0047] 实施例3
[0048] 3- (4-羟基香豆素-3-基）-2- (3,8-二甲基-6-异丙基奧-1-基-羰基）-3- (4-甲 氧基苯基）丙臆（A3)的合成。
[0049] 将醋酸按（15mg, 0? 2mmol)加入到4-羟基香豆素（162mg, 1.Ommol)，1-氰乙酰基 愈创兰径奧（265mg, 1.Ommol)和4-甲氧基苯甲醛（163mg, 1. 2mmol)的乙醇（30mL)溶液中， 加热回流18小时（用硅胶层析板（TLC)监控反应）。反应完毕后，将反应混合物减压浓缩， 残余物加水，过滤、水洗涤、干燥，得到粗产物。乙醇重结晶得到目的产物468mg，收率86%。
[0050] 结构分析如下：
[0051]<