顧一飛，王超杰，曹欽坡，張孝松，陳鵬舉，蔣騰飛，邵坤鵬，李　博，可　鈺，張秋榮，劉宏民(鄭州大學藥學院新藥創(chuàng)制與藥物安全新評價河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南鄭州　450001)

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新型2-取代芐基硫代嘧啶衍生物的合成及其細胞毒性*

顧一飛，王超杰，曹欽坡，張孝松，陳鵬舉，
蔣騰飛，邵坤鵬，李博，可鈺，張秋榮，劉宏民
(鄭州大學藥學院新藥創(chuàng)制與藥物安全新評價河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南鄭州450001)

摘要:以乙酰乙酸乙酯和硫脲為起始原料，經環(huán)合、取代、氯代和親核取代反應合成了16個新型的2-取代芐基硫代嘧啶衍生物(7a～7p)，其結構經1H NMR，13C NMR和HR-MS表征。細胞毒性測試結果表明:6-甲基-4-對氯苯胺-2-芐基硫代嘧啶(7b)和6-甲基-4-對溴苯胺-2-芐基硫代嘧啶(7c)對MGC-803(人胃癌細胞)具有較好的抑制活性，其IC50分別為3.126 μg·mL－1和2.197 μg·mL－1，優(yōu)于5-氟尿嘧啶(IC503.208 μg·mL－1)。

關鍵詞:嘧啶;硫脲嘧啶衍生物;合成;細胞毒性

E-mail:liuhm@ zzu.edu.cn

嘧啶類化合物具有抗微生物［1－3］、抗病毒［4］及抗腫瘤［5－10］等。對該類化合物的分子設計、合成及生物活性的研究是當前新藥研究的熱點之一［11］。5-氟脲嘧啶(5-FU)，氟特嗪和硫鳥嘌呤［12］等作為嘧啶類似物，主要用于治療腫瘤。通過結構分析發(fā)現，硫脲嘧啶是一類非常重要的脲嘧啶核蛋白堿基改性的化學修飾的類似物［13－17］。然而，近年來對甲基硫脲嘧啶衍生物的抗腫瘤活性的研究報告甚少。因此制備一系列新型硫脲嘧啶衍生物并進行其抗癌活性的研究具有重要意義。

Scheme 1

本文在文獻［18］方法的基礎上，以乙酰乙酸乙酯(1)和硫脲為起始原料，經環(huán)合反應制得4-羥基-6-甲基-硫脲嘧啶(2); 2分別與取代芐基溴(3a，3k)經取代反應制得2-芐基-4-羥基-6-甲基硫脲嘧啶(4a)和2-(4-硝基苯甲基)-4-羥基-6-甲基硫脲嘧啶(4k); 4與POCl3經氯代反應制得2-芐基-4-氯-6-甲基硫脲嘧啶(5a)和2-(4-硝基苯甲基)-4-氯-6-甲基硫脲嘧啶(5k); 5與胺類化合物(6a～6j，6o和6p)經親核取代反應合成了16個新型的2-取代芐基硫代嘧啶衍生物(7a～7p，Scheme 1)，其結構經1H NMR，13C NMR和HRMS表征。測定了7a～7p對4種癌細胞系［MGC-803(人胃癌細胞)，EC-9706(人食管癌細胞)，PC-3(人前列腺癌細胞)，EC-109(人食管癌細胞)］的體外細胞毒性，并對其構效關系進行了研究。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

Bruker DPX 400 MHz型核磁共振儀; Waters Micromass Q-T型質譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2合成

(1)2的合成

在反應瓶中加入1 5.1 mL(40 mmol)，硫脲3.044 g(40 mmol)和KOH 2.693 g，攪拌下于80℃反應1 h。冷卻，過濾，濾餅干燥得2 5.443 g，產率95.7%。

(2)4的合成(以4a為例)

在反應瓶中加入2 2.8 g(20 mmol)，芐基溴(3a)2.4 mL(20 mmol)，水15 mL和二噁烷10 mL，攪拌下于50℃反應10 min。用二氯甲烷萃取，合并有機相，減壓蒸餾除溶得4a 4.5 g，產率97.6%。

用類似方法制得4k。

(3)5的合成(以5a為例)

在反應瓶中加入4a 1.2 g(5 mmol)和POCl310 mL(110 mmol)，攪拌下于80℃反應3 h。靜置冷卻，逐滴加入冰水中，攪拌下調節(jié)pH至中性。過濾，濾餅干燥得5a 1.2 g，產率92.3%。

用類似方法制得5k。

(4)7的合成(以7a為例)

在反應瓶中加入5a 0.3 g(1.2 mmol)和異丙醇7 mL，攪拌使其溶解;加入4-氟苯胺(6a)0.1 mL(1.3 mmol)，回流反應2 h(TLC監(jiān)測)。析出白色固體，抽濾，濾餅用異丙醇洗兩次，真空干燥得白色固體7a。

用類似方法合成白色固體7b～7p。

7a:收率79.5%;1H NMR δ:11.01(s，1H，NH)，7.61(dd，J=8.6 Hz，4.9 Hz，2H，ArH)，7.38～7.17(m，7H，ArH)，6.56(s，1H，CH)，4.42(s，2H，CH2)，2.34(s，3H，CH3);13C NMRδ:165.72，160.33，137.21，134.46，129.32，128.91，127.78，125.68，124.56，116.99，116.06，102.68～100.49，34.43，20.22; HR-MS m/z:Calcd for C18H16N3FS{［M +H］+}326.112 7，found 326.112 9。

7b:收率92.7%;1H NMR δ:11.40(s，1H，NH)，7.64(d，J=8.5 Hz，2H，ArH)，7.42(d，J=8.6 Hz，2H，ArH)，7.35～7.24(m，5H，ArH)，6.67(s，1H，CH)，4.47(s，2H，CH2)，2.37(s，3H，CH3);13C NMR δ:166.47，160.19，158.56，136.98，136.81，129.30，129.27，128.95，127.88，124.91，124.16，102.18，34.57，20.21; HR-MS m/z:Calcd for C18H16N3ClS{［M + H］+} 342.083 2，found 342.082 6。

7c:收率93.5%;1H NMR δ:11.29(s，1H，NH)，7.56(dd，J=18.7 Hz，8.8 Hz，4H，ArH)，7.44～7.17(m，5H，ArH)，6.66(s，1H，CH)，4.46(s，2H，CH2)，2.37(s，3H，CH3);13C NMR δ:166.96，164.36，159.02，139.88，136.80，132.00，128.99，128.66，127.57，123.10，115.68，100.25，34.74，24.75; MS m/z:Calcd for C18H16N3BrS{［M +H］+}387.041 3，found 387.041 2。

7d:收率79.5%;1H NMR δ:11.19(s，1H，NH)，7.46(d，J=7.8 Hz，2H，Ar)，7.24(dd，J=9.9 Hz，4.1 Hz，5H，ArH)，7.20(d，J=8.2 Hz，2H，ArH)，6.60(s，1H，NH)，4.46(s，2H，CH2)，2.36(s，3H，CH3)，2.29(s，3H，CH3);13C NMR δ:166.39，160.30，158.62，137.93，137.06，130.16，129.41，129.32，128.93，127.82，125.48，123.60，122.71，101.85，34.44，20.21; HR-MS m/z:Calcd for C19H19N3S{［M + H］+} 322.137 8，found 322.138 2。

7e:收率77.5%;1H NMR δ:11.32(s，1H，NH)，7.49(d，J=7.2 Hz，2H，ArH)，7.28(s，5H，ArH)，6.97(d，J=8.6 Hz，2H，ArH)，6.59(s，1H，CH2)，4.44(s，2H，CH2)，3.75(s，3H，OCH3)，2.35(s，3H，CH3);13C NMR δ:166.96，164.36，159.02，156.26，136.80，134.82，128.99，128.66，127.57，121.53，115.59，100.25，56.04，34.74，24.75; HR-MS m/z:Calcd for C19H19N3OS{［M +H］+}337.132 7，found 337.132 4。

7f:收率87.8%;1H NMR δ:11.40(s，1H， NH)，7.90(s，1H，ArH)，7.56(d，J=8.3 Hz，1H，ArH)，7.43～7.18(m，7H，ArH)，6.69(s，1H，CH)，4.49(s，2H，CH2)，2.38(s，3H，CH3);13C NMR δ:166.68，160.23，159.10，139.69，136.78，133.58，131.00，129.33，128.99，127.93，124.80，121.91，120.73，102.41，34.62，20.33; HR-MS m/z:Calcd for C19H19ClN3S{［M + H］+}342.083 2，found 342.082 8。

7g:收率74.4%;1H NMR δ:7.91(t，J=5.9 Hz，1H，ArH)，7.35～7.19(m，9H，ArH)，6.11(s，1H，CH)，4.54(s，2H，CH2)，4.26(s，2H，CH2)，2.18(s，3H，CH3);13C NMR δ:167.91，161.56，139.33，129.25，128.81，128.73，127.60，127.26，127.20，99.88，42.89，34.19，23.68; HR-MS m/z:Calcd for C19H19N3S{［M +H］+}322.137 8，found 322.137 9。

7h:收率69.2%;1H NMR δ:7.45(d，J=7.3 Hz，2H，ArH)，7.32～7.27(m，2H，ArH)，7.23(dd，J=8.5 Hz，1H，ArH)，6.06(d，J=6.2 Hz，1H，CH)，4.39(s，2H，CH2)，2.30(s，3H，CH3)，1.85(d，J=13.0 Hz，1H，CH)，1.60(ddd，J=15.2 Hz，11.3 Hz，5.7 Hz，2H，CH2)，0.93(dd，J=6.7 Hz，3.6 Hz，6H，CH3)，0.82(dd，J=24.7 Hz，11.9 Hz，1H，CH);13C NMR δ:169.81，165.40，161.24，138.70，128.82，128.30，126.78，97.20，51.26，42.56，35.07，30.90，24.11，19.15; HR-MS m/z:Calcd for C19H25N3S{［M +H］+}328.184 7，found 328.184 7。

7i:收率63.2%;1H NMR(CDCl3)δ:7.43(d，J=7.3 Hz，2H，ArH)，7.32～7.26(m，2H，ArH)，7.22(t，J=7.3 Hz，1H，ArH)，5.84(s，1H，CH)，4.74(s，1H，NH)，4.38(d，J=11.2 Hz，2H，CH2)，3.07(s，1H，CH)，2.29(d，J=9.7 Hz，3H，CH3)，2.03～1.93(m，2H，CH2)，1.70(ddd，J=42.6 Hz，9.3 Hz，3.7 Hz，3H，CH2)，1.44～1.30(m，2H，CH2)，1.28～1.13(m，3H，CH3);13C NMR δ:165.92，165.26，157.84，136.80，128.99，128.66，127.57，98.12，52.57，34.74，33.32，25.92，24.75，24.72; HRMS m/z:Calcd for C18H23N3S{［M +H］+}314.169 1，found 314.169 2。

7j:收率67.6%;1H NMR(CDCl3)δ:7.43(d，J=7.3 Hz，2H，ArH)，7.29(t，J=7.3 Hz，2H，ArH)，7.21(t，J=7.3 Hz，1H，ArH)，5.94(s，1H，CH)，4.39(s，2H，CH2)，3.46(d，J=5.9 Hz，4H，NCH2)，2.29(s，3H，CH3)，1.15(t，J=7.1 Hz，6H，2CH3);13C NMR δ:168.23，165.79，165.14，148.08，145.04，129.56，122.95，97.45，44.03，34.74，24.75，13.01; HR-MS m/z:Calcd for C16H21N3S{［M + H］+} 288.153 4，found 288.153 0。

7k:收率75.7%;1H NMR δ:11.15(s，1H)，8.10(d，J=8.6 Hz，2H)，7.52(ddd，J=34.4 Hz，8.9 Hz，5.0 Hz，4H)，7.29(dt，J=47.3 Hz，8.8 Hz，2H)，6.58(s，1H)，4.53(s，2H)，2.35(s，3H);13C NMR δ:166.96，164.36，159.02，158.51，148.08，145.04，137.48，129.56，122.95，121.68，116.89，100.25，34.74，24.75; HR-MS m/z:Calcd for C18H15FN4O2S{［M +H］+}371.097 8，found 371.098 0。

7l:收率82.6%;1H NMR δ:11.33(s，1H)，8.14～8.08(m，2H)，7.58(dd，J=8.7 Hz，3.0 Hz，4H)，7.44～7.38(m，2H)，6.65(s，1H)，4.57(s，2H)，2.37(s，3H);13C NMR δ:166.02，160.28，158.91，147.05，145.56，136.93，130.47，129.30，124.29，123.88，102.23，33.70，20.29; HR-MS m/z:Calcd for C18H15ClN4O2S{［M + H］+} 387.068 2，found 387.068 4。

7m:收率82.6%;1H NMR δ:11.22(s，1H)，8.11(d，J=8.7 Hz，2H)，7.63～7.46(m，6H)，6.64(s，1H)，4.57(s，2H)，2.34(d，J=12.7 Hz，3H);13C NMR δ:166.13，160.25，159.40，147.03，145.60，137.43，132.20，130.47，124.51，123.87，117.24，102.24，33.73，20.44; HR-MS m/z:Calcd for C18H15N4O2BrS{［M +H］+}431.017 7，found 431.017 4。

7n:收率72.7%;1H NMR δ:11.16(s，1H)，8.09(d，J=8.6 Hz，2H)，7.55(s，2H)，7.40(d，J=8.0 Hz，2H)，7.20(d，J=8.1 Hz，2H)，6.59(s，1H)，4.55(s，2H)，2.35(s，3H)，2.29(s，3H);13C NMR δ:166.96，164.36，159.02，148.08，145.04，138.82，132.51，129.56，129.08，122.95，119.60，100.25，34.74，24.75，21.13; HR-MS m/z:Calcd for C19H18N4O2S{［M + H］+} 367.122 9，found 367.122 6。

7o:收率65.9%;1H NMR δ:11.21(s， 1H)，8.09(d，J=8.7 Hz，2H)，7.54(d，J=7.8 Hz，2H)，7.43～7.24(m，3H)，7.03(d，J=7.3 Hz，1H)，6.63(s，1H)，4.57(s，2H)，2.36(s，3H)，2.25(s，3H);13C NMR δ:165.60，160.35，158.34，147.06，145.67，138.86，137.61，130.57，129.32，126.51，123.87，123.58，120.26，101.76，33.49，21.37，19.96; HR-MS m/z:Calcd for C19H18N4O2S{［M + H］+} 367.122 9，found 367.122 4。

7p:收率47.7%;1H NMR δ:10.67(s，1H)，10.22(s，1H)，7.46～7.07(m，8H)，6.86(t，J=7.5 Hz，1H)，6.50(s，1H)，4.34(s，2H)，2.34(s，3H);13C NMR δ:167.16，164.26，158.10，148.08，147.96，145.04，131.33，129.56，123.93，122.95，122.00，121.94，115.03，101.00，34.74，24.75; HR-MS m/z:Calcd for C18H16N4O3S{［M + H］+}369.102 1，found 369.101 8。

1.3細胞毒性測定

按文獻［19］方法測定7a～7p對4種癌細胞系［MGC-803(人胃癌細胞); EC-9706(人食管癌細胞); PC-3(人前列腺癌細胞); EC-109(人食管癌細胞)］的體外細胞毒性。

2　結果與討論

2.1合成

合成2時，必須待硫脲在氫氧化鉀溶液中完全溶解后，才可加入乙酰乙酸乙酯。

2.2細胞毒活性

采用MTT［19］分析法，選用抗癌藥物5-FU作為陽性對照藥物，評價了7a～7p對4種人癌細胞的細胞毒性。其IC50值見表1。由表1可見，7a～7p對四種人癌細胞顯示出較好的的細胞毒性。與5-FU相比，7b(IC503.126 μg·mL－1)和7c(IC502.197 μg·mL－1)對MGC-803的細胞毒性更佳。

由表1還可看出，相對7k～7p來講，7a～7j的細胞毒性更好。通過結構-活性關系分析可看出:在硫脲嘧啶結構中，R1為H時對提高細胞毒性有促進作用。此外，通過在嘧啶的4-位引入芳香胺可以增強活性，而含對位取代基的芳香胺更有效，其中又以含有Br的取代基效果更加明顯。

表1　7a～7p對4種人癌細胞的細胞毒性*Table 1　The cytotoxicities of 7a～7pagainst four human cancer cell lines

3　結論

設計并合成了16個結構新穎的2，4-二取代基-6-甲基硫脲嘧啶衍生物?？鼓[瘤活性結果表明:大多數化合物對MGC-803表現出良好的細胞毒性，其中7b和7c的活性最好，IC50分別為3.126 μg·mL－1和2.197 μg·mL－1，優(yōu)于對照藥5-FU。

結構-活性關系分析表明:硫脲嘧啶結構中R1為H時對提高細胞毒性有促進作用，R2為對位含有Br的取代基的芳香胺可以增強活性。這對抗癌藥物的開發(fā)具有重要意義。

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Synthesis and Cytotoxicity of Novel
2-Substituted Benzyl Sulfo-pyrimidine Derivatives

GU Yi-fei，WANG Chao-jie，CAO Qin-po，ZHANG Xiao-song，CHEN Peng-ju，JIANG Teng-fei，SHAO Kun-peng，LI Bo，KE Yu，ZHANG Qiu-rong，LIU Hong-min
(School of Pharmaceutical Sciences，Collaborative Innovation Center of
New Drug Research and Saftry Evaluation，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China)

Abstract:Sixteen novel 2-substituted benzyl sulfo-pyrimidine derivatives(7a～7p)were synthesized by a four-step reactions of cyclization，substitution，chlorination and nucleophilic substitution，using ethyl acetoacetate and thiourea as raw materials.The structures were characterized by1H NMR，13C NMR and HR-MS.Cytotoxicity in vitro tests indicated that 6-methyl-4-parachloroaniline-2-benzyl sulfo-pyrimidine(7b)and 6-methyl-4-parabromoaniline-2-benzyl sulfo-pyrimidine(7c)exhibited the best activities against MGC-803(human gastric cancer cell line)with 3.126 μg·mL－1and 2.197 μg·mL－1of IC50，respectively，which were better than 5-FU(IC503.208 μg·mL－1)

Keywords:pyrimidine; thiouracil derivative; synthesis; cytotoxicity

作者簡介:顧一飛(1989－)，男，漢族，江蘇南通人，碩士研究生，主要從事有機合成的研究。

基金項目:國家自然科學基金資助項目(81172937)

*收稿日期:2014-12-11;

修訂日期:2015-05-08

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.06.0461

文獻標識碼:A

中圖分類號:O626.41; O625.52

通信聯系人:可鈺，碩士生導師，E-mail:ky@ zzu.edu;張秋榮，碩士生導師，E-mail:zqr406@ sina.com;劉宏民，博士生導師，