硫醚类辣根素化合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及化学合成及生物活性研究领域，更具体地，设及一种硫酸类辣根素、制 备方法及其抗癌活性测试。
【背景技术】
[0002] 辣根素是指从辣根等十字花科植物中提取出来的一类次生代谢产物，在化学结 构上都含有-N=C=S活性基团的化合物，在常溫下可W挥发的、外观似油状的液体。化ke 等1997年将从人体内分离出的胃癌细胞置于含有40ug/mL日本辣根粗提物的基质上培养， 发现该癌细胞的形态会发生显著变化，同时有许多癌细胞死掉，化ke同时还发现天然存在 于甘蓝和日本辣根中的甲硫基苯己基辣根素能够抑制典型的致癌物质（PAHs，HAs和亚硝 胺）所引起的皮肤细胞癌变。目前，关于辣根素抗癌活性的研究引起了科学家的广泛关注， 大量研究工作证实了辣根素的高抗癌活性和低基因毒性，其中硫酸类辣根素由于含量低， 难分离，而鲜有报道。因此，合成结构新颖的硫酸辣根素引起了我们的研究兴趣。
[0003] 目前辣根素的来源主要靠提取和化学合成法。提取辣根素的收率很低，成分组成 不稳定及单体难分离的劣势；而关于合成法的报道主要集中在-N=C=S活性基团的引 入，或使用剧毒的硫光气，或使用二甲基二氯硅烷等等，如中国专利申请201210555335.0 和中国专利化200610048928. 2,来合成结构简单的单取代辣根素。但对于具有良好抗癌活 性的硫酸类辣根素全合成路线鲜有文献报道。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的问题是：1)辣根素具有高抗癌活性和低基因毒性，研究新结构的 硫酸类辣根素是技术趋势；2)硫酸类辣根素含量低，难分离，现有的提取或合成方法都难 W满足需求。
[0005] 本发明的技术方案为：一种硫酸类辣根素，结构通式如结构式（I)所示：
[0006]
CI)
[0007] 其中，Ri为具有取代基团的四氮挫、3, 4-二氮嚷挫或具有取代基的漠苄基团，n表 示碳链链长，取值为2~4。 阳00引作为优选，Ri具体包括W下基团：
[0009]
[0010] 所述硫酸类辣根素具体包括W下15种化合物：
[0012] 一种制备上述硫酸类辣根素的方法，包括W下步骤：
[0013] SI)将两端取代的烧控溶于有机溶剂，再加入邻苯二甲酯亚胺钟和相转移催化剂， 加热至50-80°C，反应1~8小时，TLC跟踪实验，再经蒸除溶剂，水洗，甲醇或乙醇重结晶得 中间体1 :N-(2-漠代乙基）邻苯二甲酸亚胺；
[0014] S2)将中间体1溶于有机溶剂，加入硫氨化钢和相转移催化剂，惰性气体保护，在 10-50°C下反应0. 5-12小时，TLC跟踪实验，经水洗、有机溶剂萃取、饱和食盐水洗涂及蒸除 溶剂，柱层析分离得中间体2 ;
[0015] S3)中间体2与漠节反应得苄基硫酸，或与具有琉基的杂环化合物反应引入硫酸 结构，得含杂环硫酸：
[0016] 苄基硫酸：将中间体2溶于有机溶剂，加入碱、漠节和相转移催化剂，氮气保护下， 在10-50°C下反应5-25小时，TLC跟踪实验，经水洗、有机溶剂萃取、饱和食盐水洗涂及蒸除 溶剂，柱层析分离得中间体3 :苄基硫酸；
[0017] 含杂环硫酸：将中间体2溶于有机溶剂，加入具有琉基的杂环化合物和和相转移 催化剂，氮气保护下，在10-50°C下反应5-25小时，TLC跟踪实验，经水洗、甲醇重结晶后得 中间体3 :含杂环硫酸；
[0018] S4)将中间体3溶于有机溶剂，加入水合阱，在30-90°C下反应2-20小时，然后减 压蒸除溶剂，之后溶于碱液，经乙酸乙醋萃取，蒸除溶剂得油状液体；将所得油状液体溶于 有机溶剂，加入有机胺、二硫化碳和甲基横酷氯，室溫下反应0. 5-5小时，之后酸液洗涂、干 燥，柱层析分离得硫酸类辣根素。
[0019] 所述有机溶剂包括N，N-二甲基甲酯胺、四氨巧喃、甲苯、乙酸、氯仿和二氯乙烧； 所述的相转移催化剂包括四下基漠化锭、舰化钟或者氯化侣；所述碱液为=乙胺、氨氧化 钢、碳酸钟或者碳酸氨钢；所述的酸液为盐酸或硫酸；所述的柱层析溶剂为乙酸乙醋/石油 酸系统或者甲醇/二氯甲烧系统。
[0020] 本发明上述的硫酸类辣根素能够应用于制备抗癌药物。特别是所述化合物1、6和 8在制备抗乳腺癌和抗肺癌的药物中的应用。
[0021] 本发明在实验过程中设计了一条新的合成路线，利用两端面代烧控为起始原料， 依次与邻苯二甲酯亚胺钟反应引入N原子，与硫氨化钢反应制备硫醇后与漠节反应，或与 具有琉基的杂环化合物反应引入硫酸结构，与水合阱反应得到伯胺，与碱、二硫化碳、甲基 横酷氯等反应制备具有含氮杂环结构的硫酸类辣根素，避免了剧毒的硫光气或者二甲基二 氯硅烷等有毒试剂，并对各步反应进行了条件优化，总收率接近50%。基于硫酸辣根素的潜 在抗癌活性W及目前合成方法的缺失性，对寻找硫酸辣根素的制备方法具有重要意义。本 发明有益效果如下：
[0022] 1、辣根素具有高抗癌活性和低基因毒性，本发明研发了一系列新的硫酸类辣根素 化合物，并进一步测试了其中15种化合物具有优异的抗癌活性。
[0023] 2、提出了一种硫酸类异硫氯酸醋合成的方法，具有路线简单、高产率的特征。
[0024] 3、所制备得到的化合物在多种肿瘤细胞中具有明显杀伤效果，在抗肿瘤药物应用 中具有广泛应用前景。
[00巧]4、经测试，本发明研发并制备的化合物1~9对宫颈癌、肺癌的总体抑制效果最 好，化合物10~15对乳腺癌、宫颈癌和肺癌的抑制效果较好，在抗肿瘤药物应用中具有良 好的前景。
【附图说明】 阳0%] 图1为N- (4-节硫下基）邻苯二甲酯亚胺核磁氨谱图。
[0027] 图2为N- (4-节硫下基）邻苯二甲酯亚胺核磁碳谱图。
[0028] 图3为4-(2-氯节硫基）-下基-异硫氯酸醋核磁氨谱图。
[0029] 图4为4-(2-氯节硫基）-下基-异硫氯酸醋核磁碳谱图。
【具体实施方式】
[0030] W下对本发明方案结合反应式作进一步阐释。
[0031] 本发明提供一种新型的硫酸类辣根素，结构通式如结构式（I)所示：
[0032] (I)
[0033] 其中，Ri为具有取代基团的四氮挫、3, 4-二氮嚷挫或具有取代基的漠苄基团，n表 示碳链链长，取值为2~4。
[0034] 作为优选，Ri具体包括W下基团：
[0036] W下为优选的15中化合物：
[0039] 本发明提供了上述硫酸类辣根素的制备方法，包括W下步骤：
[0040] SI)将两端取代的烧控溶于有机溶剂，再加入邻苯二甲酯亚胺钟和相转移催化剂， 加热至50-80°C，反应1~8小时，TLC跟踪实验，再经蒸除溶剂，水洗，甲醇或乙醇重结晶得 中间体1 :N-(2-漠代乙基）邻苯二甲酸亚胺；
[0041] S2)将中间体1溶于有机溶剂，加入硫氨化钢和相转移催化剂，惰性气体保护，在 10-50°C下反应0. 5-12小时，TLC跟踪实验，经水洗、有机溶剂萃取、饱和食盐水洗涂及蒸除 溶剂，柱层析分离得中间体2; 阳042] S3)由中间体2制备得到中间体3 :硫酸化合物，中间体2与漠节反应得苄基硫酸， 或与具有琉基的杂环化合物反应引入硫酸结构，得含杂环硫酸：
[0043] 苄基硫酸：将中间体2溶于有机溶剂，加入碱、漠节和相转移催化剂，氮气保护下， 在10-50°C下反应5-25小时，TLC跟踪实验，经水洗、有机溶剂萃取、饱和食盐水洗涂及蒸除 溶剂，柱层析分离得中间体3 :苄基硫酸；
[0044] 含杂环硫酸：将中间体2溶于有机溶剂，加入具有琉基的杂环化合物和和相转移 催化剂，氮气保护下，在10-50°C下反应5-25小时，TLC跟踪实验，经水洗、甲醇重结晶后得 中间体3 :含杂环硫酸； W45] 即中间体3为苄基硫酸或含杂环硫酸；
[0046] S4)将中间体3溶于有机溶剂，加入水合阱，在30-90°C下反应2-20小时，然后减 压蒸除溶剂，之后溶于碱液，经乙酸乙醋萃取，蒸除溶剂得油状液体；将所得油状液体溶于 有机溶剂，加入有机胺、二硫化碳和甲基横酷氯，室溫下反应0. 5-5小时，之后酸液洗涂、干 燥，柱层析分离得硫酸类辣根素。
[0047] 所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酯胺、四氨巧喃、甲苯、乙酸、氯仿或者二氯乙烧； 所述的相转移催化剂包括四下基漠化锭、舰化钟或者氯化侣；所述碱液为=乙胺、氨氧化 钢、碳酸钟或者碳酸氨钢；所述的酸液为盐酸或硫酸；所述的柱层析溶剂为乙酸乙醋/石油 酸系统或者甲醇/二氯甲烧系统。
[0048] 上述制备步骤实施时，其中对应化合物的选用W及用量，W及反应中的具体操作 为本领域技术人员根据化合反应目的能够实施的常规技术手段，不再详述。
[0049] 本发明制备方法的反应方程式如反应式1所示： 阳050] 反应式1 :
[0052] (a)cat.;〇3l)SC(NH2)2orNaSH;a32)RSH;k)R'X，KI，N2;(d)N2H4.H20;(e) CS2MsCl
[0053] 本发明硫酸类辣根素具有良好的抗癌活性，可应用于制备抗癌药物。所述应用包 括：化合物1~9在制备抗宫颈癌、抗肺癌药物中的应用，所述化合物10~15在制备抗乳 腺癌、抗宫颈癌和抗肺癌药物中的应用，抗癌活性数据见后面的表1和表2。
[0054] 下面结合附图和具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明采用 的试剂、设备、水洗萃取等实验方法为本技术领域常规市购的试剂、设备和常规使用方法。
[0055] 实施例一，中间体1 :N-(2-漠代乙基）邻苯二甲酸亚胺的制备：
[0056]
[0057] 在250血两口烧瓶中，依次加入50mmol邻苯二甲酯亚胺、150mmol1，2-二漠乙 烧、2.OgTBAB(四下基漠化锭）相转移催化剂和120mLDMF(二甲基甲酯胺）。加热至 50-80°C，加热反应5h，TLC监测[展开剂，[V(石油酸）：V(乙酸醋）=5:1]至反应结 束。减压条件下蒸出溶剂，残夜加入冰水中，有大量白色固体出现，抽滤，洗涂，干燥。将 所得固体转移至250mL干燥烧瓶中，加入30mL甲醇进行重结晶，冷却、析晶、抽滤、干燥后 得白色固体 10. 3g，产率 81%，烙点 75 ~76°C神NMR(CDCl3,400MHz),S:3. 62(t,J= 6. 7Hz, 2H)，4. 11 (t,J=6. 7Hz, 2H)，7. 74-7. 76 (m, 2H)，7. 87-7. 89 (m, 2H);"CNMR(CDCI3, 10 OMHz), 5 :28. 2, 39. 3, 123. 5, 131.8, 134. 3, 167.8.
[0058] 本发明在中间体I的制备过程中添加了TBAB相转移催化剂，可W减少1，2-二漠 乙烧的用量，并提高收率。
[0059] 实施例二中间体2 :硫醇的制备：
[0060]
[0061] 硫醇的合成有很多国