全 文 ：2016 年第 24 卷 合 成 化 学 Vol． 24，2016
第 1 期，30 ～ 34 Chinese Journal of Synthetic Chemistry No． 1，30 ～ 34
收稿日期:2015-07-27
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30600783);承德医学院博士基金资助项目(201303)
作者简介:李松涛(1983 －)，汉族，辽宁朝阳人，博士，助理研究员，主要从事有机合成化学研究。Tel． 0314-2290640，E-mail:
songtao-li@ hotmail． com
·快递论文·
娃儿藤碱类似物 DCB-3501 的全合成及其细胞毒性
李松涛1* ，刘 江2，黄学石2
(1． 承德医学院 河北省中药研究与开发重点实验室，河北 承德 067000;
2． 中国医科大学 代谢病分子机制与药物研究所，辽宁 沈阳 110122)
摘要:以 3，4-二甲氧基苯甲醛与 3，4-二甲氧基苯乙酸为起始原料，经 Perkin 缩合、自由基氧化偶联反应、Swern
氧化、还原胺化及付克酰基化等 7 步反应全合成了娃儿藤碱类似物 DCB-3501，其结构经1 H NMＲ 和 ESI-MS 确
证。体外细胞毒性测试结果表明:DCB-3501 对人结肠癌细胞 HCT116、人胃癌细胞 BGC-823、人肝癌细胞 HepG-
2、人宫颈癌细胞 HeLa和人大细胞肺癌细胞 H460 的 IC50分别为 20． 0 μmol·L
－1，50． 9 μmol·L －1，2． 1 μmol·
L －1，65． 8 μmol·L －1和 30． 8 μmol·L －1。
关 键 词:3，4-二甲氧基苯甲醛;3，4-二甲氧基苯乙酸;娃儿藤碱类似物;DCB-3501;Perkin 缩合;Swern 氧
化;付克酰基化;全合成;细胞毒性
中图分类号:O621． 3;O626 文献标志码:A DOI:10． 15952 / j． cnki． cjsc． 1005-1511． 2016． 01． 15279
Total Synthesis and Cytotoxicity of Tylophorine Analogue DCB-3501
LI Song-tao1* ， LIU Jiang2， HUANG Xue-shi2
(1． Hebei Key Laboratory of Study and Exploitation of Traditional Chinese Medicine，Chengde Medical
University，Chengde 067000，China;2． Institute of Metabolic Disease Ｒesearch and Drug Development，
China Medical University，Shenyang 110122，China)
Abstract:The tylophorine analogue DCB-3501 was totally synthesized by a seven-step reaction inclu-
ding Perkin condensation，free radical oxidative coupling，Swern oxidation，reductive amination and
Fridel － Crafts acylation，using 3，4-dimethoxy-benzaldehyde and 3，4-dimethoxy-phenylacetic acid as
the raw materials． The structure was confirmed by 1H NMＲ and ESI-MS． The in vitro cytotoxicity re-
sults showed that the IC50 of DCB-3501 against human colon cancer cell HCT116，human gastric canc-
er cell BGC-823，human hepatic cancer cell HepG-2，human cervical cancer cell HeLa and human
large-cell lung cancer cell H460 were 20． 0 μmol·L －1，50． 9 μmol·L －1，2． 1 μmol·L －1，65． 8
μmol·L －1 and 30． 8 μmol·L －1，respectively．
Keywords:3，4-dimethoxy-benzaldehyde;3，4-dimethoxy-phenylacetic acid;tylophorine analogue;DCB-
3501;Perkin condensation;Swern oxidation;Fridel －Crafts acylation;total synthesis;cytotoxicity
娃儿藤碱(Tylophorine)及其类似物(Chart 1)
是从罗藦科娃儿藤属和鹅绒藤属等植物中提取分
离到的一类天然生物碱［1 － 2］。上世纪九十年代
初，美国国家癌症研究所开展了一项针对 60 种人
肿瘤细胞系的体外增殖抑制活性筛选实验，结果
表明多种娃儿藤碱的天然产物具有潜在、广谱的
Chart 1
Scheme 1
抗肿瘤活性，GI50可达到纳摩级，有望成为新型抗
肿瘤先导化合物。此后，该类生物碱及其类似物
的化学合成、结构修饰及抗肿瘤活性日益成为研
究热点［2 － 5］。
DCB-3501 是 Tylophorine C-14 位氢被(Ｒ)-
OH取代的类似物(Chart 1)，由 Ｒapoport H 等［6］
首次合成。该方法的关键步骤是利用谷氨酸二异
丙酯与 2，3，6，7-四甲氧基-9-菲醛反应引入 N-谷
氨酸二异丙酯侧链，该侧链经环化后得到 E 环，
再进一步经水解与付克酰基化反应构建 D 环，最
后 D，E 环上的羰基分别经过还原得到 DCB-
3501。Cheng 等［7 － 8］研究结果表明 DCB-3501 对
人肝癌细胞 HepG-2、鼻咽癌细胞 KB 均具有体外
增殖抑制活性，EC50分别为(110 ± 45)nmol·L
－1
和(106 ± 84)nmol·L －1。Wang 等［9］发现 DCB-
3501 对人肺癌细胞 A549、人白血病细胞 HL60 也
表现出一定的增殖抑制活性。
本文以 3，4-二甲氧基苯甲醛与 3，4-二甲氧
基苯乙酸为起始原料，经 Perkin 缩合、自由基氧
化偶联反应、Swern氧化、还原胺化及付克酰基化
等 7 步反应实现了 DCB-3501 的全合成(Scheme
1)，其结构经1H NMＲ和 ESI-MS确证。并考察了
其对人结肠癌细胞 HCT116 等五种肿瘤细胞株的
体外细胞毒性。
1 实验部分
1． 1 试剂与仪器
Bruker AＲX-300 型或 Bruker AV-600 型核磁
共振仪(CDCl3为溶剂，TMS 为内标);Finnigan
LCQ型质谱仪。
所用试剂均为分析纯，四氢呋喃经钠丝干燥
重蒸后使用。
1． 2 合成
(1)α-(3，4-二甲氧基苯基)-3，4-二甲氧基
肉桂酸(1)的合成
在反应瓶中依次加入 3，4-二甲氧基苯甲醛
1． 7 g(10 mmol)，3，4-二甲氧基苯乙酸 1． 9 g(10
mmol) ，三乙胺 3 mL和醋酸酐 20 mL，搅拌下回流
(140 ℃)反应 7 h。冷却至室温，加入水 100 mL，
回流 30 min;冷却至室温，用乙酸乙酯(3 × 300
mL)萃取，合并萃取液，用饱和食盐水洗涤至水层
呈中性，有机相用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，用
无水乙醇重结晶得深黄色粉末固体 1 3． 1 g，收率
—13—第 1 期 李松涛等:娃儿藤碱类似物 DCB － 3501 的全合成及其细胞毒性
90%;1H NMＲ δ:3． 47(s，3H，OCH3)，3． 81(s，
3H，OCH3)，3． 84(s，3H，OCH3)，3． 89(s，3H，
OCH3)，6． 55(d，J = 1． 8 Hz，1H，ArH) ，6． 70
(d，J = 1． 8 Hz，1H，ArH) ，6． 72(d，J = 8． 5 Hz，
1H，ArH) ，6． 84(dd，J = 8． 2 Hz，1． 8 Hz，1H，
ArH) ，6． 85(dd，J = 8． 5 Hz，1． 8 Hz，1H，ArH) ，
6． 92(d，J = 8． 2 Hz，1H，ArH) ，7． 86(s，1H，
C = CH) ，12． 44(s，1H，CO2 H);ESI-MS m/z:
343{［M － H］－}。
(2)2，3，6，7-四甲氧基-9-菲酸(2)的合成
在反应瓶中依次加入 1 3． 0 g(8． 6 mmol)和
无水二氯甲烷 75 mL，搅拌使其溶解;氮气保护，
加入无水三氯化铁 5． 8 g(36． 7 mmol)，于室温反
应 8 h。加甲醇 20 mL，搅拌 10 min，减压浓缩，加
入甲醇 20 mL，过滤，滤饼用甲醇(3 × 10 mL)洗
涤，干燥得黄绿色固体 2 2． 1 g，收率 70%;
1H NMＲ δ:3． 90(s，3H，OCH3)，3． 91(s，3H，
OCH3)，4． 06(s，3H，OCH3)，4． 11(s，3H，
OCH3)，7． 55 (s，1H，ArH) ，8． 00 (s，1H，
ArH) ，8． 03(s，1H，ArH) ，8． 42(s，1H，ArH) ，
8． 55(s，1H，ArH) ，12． 88(br s，1H，CO2H)。
(3)2，3，6，7-四甲氧基-9-菲醇(3)
冰盐浴冷却下，在 2 1． 78 g(5． 2 mmol)的无
水 THF(100 mL)溶液中加入氢化锂铝 1． 19 g
(31． 2 mmol)，反应 30 min;回流(100 ℃)反应 2
h。冷却至室温，加入冰块和饱和碳酸氢钠溶液
(100 mL)，搅拌 10 min，分液，水相用 THF(2 × 50
mL)萃取，合并有机相和萃取液，依次用饱和食盐
水(200 mL)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后
经硅胶柱层析［洗脱剂:A = V(二氯甲烷)∶ V(甲
醇)= 20 ∶ 1］纯化得白色固体 3 1． 19 g，收率
70%;1H NMＲ δ:3． 97(s，3H，OCH3)，4． 03(s，
3H，OCH3)，4． 08(s，3H，OCH3)，4． 10(s，3H，
OCH3)，5． 05 (s，2H，CH2)，7． 10 (s，1H，
ArH) ，7． 47(s，1H，ArH) ，7． 48(s，1H，ArH) ，
7． 68(s，1H，ArH) ，7． 74(s，1H，ArH)。
(4)2，3，6，7-四甲氧基-9-菲醛(4)的合成
在反应瓶中加入无水二氯甲烷 20 mL，丙酮-
干冰浴冷却，保持温度在 － 78 ℃以下搅拌 10
min，加入草酰氯 1． 6 mL(18． 72 mmol)，反应 20
min;缓慢滴加二甲基亚砜 3 mL(42 mmol)的无水
二氯甲烷(20 mL)溶液，滴毕(20 min，保持温度
在 － 78 ℃)，反应 30 min;缓慢滴加 3 1． 0 g(3． 04
mmol)的二氯甲烷(20 mL)/二甲基亚砜(1． 5
mL)溶液，滴毕(30 min)，反应 30 min;滴入三乙
胺 11 mL(78 mmol)，滴毕(20 min)，继续低温反
应 30 min。升至室温，加入 1 mol·L －1盐酸 100
mL，剧烈搅拌 10 min，调节水层 pH 呈酸性，分出
有机层，水层用二氯甲烷(2 × 50 mL)萃取，合并
有机层和萃取液，用无水硫酸钠干燥，蒸干，用甲
醇重结晶得黄色固体 4 0． 70 g，收率 70%;
1H NMＲ δ:4． 06(s，3H，OCH3)，4． 10(s，3H，
OCH3)，4． 12(s，3H，OCH3)，4． 15(s，3H，
OCH3)，7． 28 (s，1H，ArH) ，7． 72 (s，1H，
ArH) ，7． 74(s，1H，ArH) ，8． 01(s，1H，ArH) ，
8． 94(s，1H，CHO)。
(5)N-(2，3，6，7-四甲氧基菲基-9-亚甲基)-
L-脯氨酸(5)的合成
将 L-脯氨酸 431 mg(3． 75 mmol)溶于甲醇
(10 mL)中，加入甲醇 /甲醇钠溶液，调至 pH≈7，
搅拌下缓慢滴加 4 500 mg(1． 5 mmol)的二氯甲烷
(30 mL)溶液，滴毕，反应 30 min，加入 NaBH3CN
300 mg(4． 5 mmol)，于室温反应 20 h。减压蒸干，
经硅胶柱层析(梯度洗脱剂:A = 50 ∶ 1 ～ 1 ∶ 1)纯
化得白色固体 5 0． 61 g，收率 60%;1H NMＲ δ:
1． 91(m，2H，CH2)，2． 12(m，2H，CH2)，2． 99
(d，J = 12． 0 Hz，1H，ArCH2 N)，3． 39(m，1H，
CH2N)，3． 47(m，1H，CH2 N)，3． 90(s，3H，
OCH3)，4． 02(s，3H，OCH3)，4． 07(s，3H，
OCH3)，4． 17(s，3H，OCH3)，4． 52(m，1H，
CHN) ，4． 97(d，J = 12． 0 Hz，1H，ArCH2 N)，
7． 12(s，1H，ArH) ，7． 53(s，1H ，ArH) ，7． 59
(s，1H，ArH) ，7． 64(s，1H，ArH) ，7． 65(s，
1H，ArH) ;ESI-MS m/z:426{［M + H］+}。
(6)DCB-3501 的合成
在反应瓶中加入 5 220 mg(0． 5 mmol)，氮气
保护下于室温加入多聚磷酸(PPA，5 mL)，于 105
℃反应 5 h。冷却至室温，加入 1 mol·L －1 KOH
溶液 50 mL，调至 pH 10，用二氯甲烷萃取，萃取液
用等量饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸干溶
剂得黄褐色固体，用无水 THF 10 mL 溶解，搅拌
下于室温加入氢化锂铝 50 mg(1． 3 mmol)，反应
1 h。加入二氯甲烷(30 mL)和饱和碳酸钠溶液
(30 mL)，剧烈搅拌 10 min，静置，分离有机层，水
相用二氯甲烷(2 × 50 mL)萃取，合并萃取液和有
机相，用无水硫酸钠干燥，蒸干后经硅胶柱层析
(洗脱剂:A =50 ∶ 1)纯化得灰白色固体 DCB-3501
—23— 合 成 化 学 Vol． 24，2016
40 mg，收率 20%;1H NMＲ δ:0． 87(m，1H，12-
H)，1． 89(m，1H，13-H) ，2． 05(m，1H，12-H) ，
2． 26(m，1H，13a-H) ，2． 34(m，1H，11-H) ，
2． 40(m，1H，13-H) ，3． 00 (d，J = 11． 1 Hz，1H，
9-H) ，3． 36(m，1H，11-H) ，3． 37 (d，J = 11． 1
Hz，1H，9-H) ，3． 80(s，3H，OCH3)，4． 08(s，
3H，OCH3)，4． 10(s，3H，OCH3)，4． 14(s，3H，
OCH3)，4． 86(br s，1H，14-H) ，5． 28(s，1H，
14-OH) ，6． 08(s，1H，ArH) ，7． 39(s，1H，
ArH) ，7． 59(s，1H，ArH) ，7． 85(s，1H，ArH) ;
ESI-MS m/z:410{［M + H］+}。
1． 3 体外细胞毒性测定
采用 MTT 法［10］测定 DCB-3501 对人结肠癌
细胞 HCT116、人胃癌细胞 BGC-823、人肝癌细胞
HepG-2、人宫颈癌细胞 HeLa 和人大细胞肺癌细
胞 H460 的体外细胞毒性，阿霉素为对照药物。
用 DMSO溶解 DCB-3501，用培养基稀释制得六个
不同浓度［(1． 0，0． 33，0． 10，0． 033，0． 010 和
0． 0033)mmol·L －1］溶液，分别取六种浓度的溶
液 10 μL加至含有 90 μL 培养基(约 5 000 个细
胞)的板孔中，于 37 ℃孵育 72 h，每孔加入 10 μL
的 MTT溶液 (5 mg·mL －1)，于 37 ℃孵育 4 h
后，弃去上清液，每孔加入 150 μL DMSO，在 570
nm处，用酶标仪测量每个孔的 OD 值，根据公式
计算抑制率和相应的 IC50。
2 结果与讨论
2． 1 合成
在将二苯乙烯类衍生物合成菲环(即由 1 合
成 2)的过程中，我们首先使用三氟醋酸铊介导二
苯乙烯类衍生物 1 关环［11 － 12］，通过实验条件的探
索优化，2 的收率 85%左右，但会形成菲环的多
聚体;文献［13］报道 m-CPBA /TFA 系统能够有效
介导二苯乙烯类衍生物的氧化偶联反应，我们尝
试了该方法，没有得到目标关环产物。Wang
等［14］采用过量的无水三氯化铁介导二苯乙烯类
衍生物合成菲环，反应条件温和，后处理简便，本
文选择该方法合成 2。
在尝试将 5 应用付克酰基化反应合成吲哚里
西丁时，本文分别使用路易斯酸无水 AlCl3和无水
FeCl3作为催化剂，但是均未得到目标吲哚环关环
产物(Scheme 2)，与 Ｒapoport H 等［6］的实验结果
一致。
多聚磷酸(PPA)是一种常用的酰化试剂，
Chauncy B 等［15］将 N-菲-9-亚甲基-L-脯氨酸在
PPA中加热，L-脯氨酸的羧基与菲环发生付克酰
基化反应得到酮式中间体。参考该方法，我们通
过摸索反应条件使 5 在 PPA 的作用下反应合成
关键的酮式中间体。
Ｒapoport H等利用谷氨酸二异丙酯在菲环 9-
位引入 N-谷氨酸二异丙酯侧链，该侧链经环化后
构建 DCB-3501 的 E 环，再经水解与付克酰基化
反应构建 D环，D、E环上的羰基分别经过还原得
到 DCB-3501。本实验通过 2，3，6，7-四甲氧基-9-
菲醛与 L-脯氨酸反应直接在菲环 9-位引入 E 环，
再经付克酰基化反应和一步羰基还原反应得到
DCB-3501，简化了反应步骤。
Scheme 2
表 1 阿霉素与 DCB-3501 对肿瘤细胞株的细胞毒性
Table 1 Cytotoxicities of DCB-3501 and adriamycin hydrochloride against tumor cell lines
Comp
IC50 /μmol·L
－1
HCT116 BGC-823 HepG-2 HeLa H460
DCB-3501 20． 0 50． 9 2． 1 65． 8 30． 8
Adriamycin hydrochloride 1． 4 1． 5 0． 5 1． 0 1． 0
—33—第 1 期 李松涛等:娃儿藤碱类似物 DCB － 3501 的全合成及其细胞毒性
2． 2 体外细胞毒性
DCB-3501 对五种肿瘤细胞的体外细胞毒性
结果见表 1。由表 1 可见，DCB-3501 对 HepG-2
细胞的细胞毒性最强(IC50 = 2． 1 μmol·L
－1)，对
HCT116 等其他四种细胞具有一定的增殖抑制活
性(IC50 = 20． 0 ～ 65． 8 μmol·L
－1)，表明其对不
同来源瘤株的敏感性存在差异，但对相应细胞的
细胞毒性均弱于对照药物阿霉素(IC50 = 0． 5 ～
1． 4 μmol·L －1)。
3 结论
以取代苯甲醛与苯乙酸为原料，经 7 步反应
全合成了娃儿藤碱类似物 DCB-3501。体外细胞
毒性实验结果表明:DCB-3501 对不同来源肿瘤细
胞的敏感性存在差异，对 HepG-2 细胞的细胞毒
性最强(IC50 = 2． 1 μmol·L
－1)。
该研究工作为娃儿藤碱及其类似物的抗肿瘤
活性研究提供参考。
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