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N-苄基-4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-甲酰胺N-乙基化反应的区域选择性研究

N-苄基-4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-甲酰胺N-乙基化反应的区域选择性研究


4-氧喹啉类是一类在药物化学中具有重要意义的有机物质,因为它们具有生物和合成的多功能性。N -1-烷基化-4-氧代喹啉衍生物与不同的药理活性如抗菌和抗病毒有关。与4-氧代喹啉核的碳C-3连接的甲酰胺单元的存在与各种生物活性有关。实验上,N-苄基-4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-甲酰胺的N-乙基化反应以区域选择性方式发生在氧代喹啉基团的氮上。在这项工作中,我们采用DFT方法来研究N的区域选择性乙基化反应- 苄基-4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-甲酰胺,评估其酸/碱行为和可能的反应途径。

关键词: 烷基化; 甲酰胺; 氧喹啉; 喹诺酮类药物; 区域选择性

自从发现抗菌剂萘啶酸(作为氯喹合成的副产物)以来,作为生物活性物质的4-氧代喹啉类的药用兴趣多年来呈指数增长。如今,用于治疗细菌感染的一些最重要的抗生素是4-氧代喹啉衍生物,即环丙沙星,左氧氟沙星,洛美沙星等[1,2]尽管抗菌谱是与这类物质相关的最常见的生物活性[1],但其他类型的药理活性也已被探索并被世界各地的研究人员成功描述[3,4],如抗病毒[5]。 ,6],抗浮石[7,8],抗癌[9,10]和trypanocide [11]活动。更具体地说,4-氧代喹啉-3-甲酰胺衍生物已经显示出用于药理学特征的有希望的结构支架[12-22]例如,Pasquini及其同事研究了N-金刚烷基-4-氧代喹啉-3-甲酰胺衍生物1作为选择性大麻素2型受体配体的应用,对镇痛反应具有激动作用[13]阿卜杜拉及其合作者描述了环丙沙星衍生物(包括酰胺2)的细菌脲酶抑制活性的合成和研究,其中显示出显着的IC 50脲酶抑制的价值,能够抑制奇异变形杆菌的生长[14]作为另一个例子,在先前的工作中,我们描述了一些4-氧代喹啉酰基核苷硅烷3a3b 的合成和抗病毒活性[15],并且正在进行关于它们的抗癌活性的研究。值得一提的是,衍生物4对酶水解脱乙酰酶(HDAC)具有极好的抑制特性,对三种癌细胞系具有抗癌活性(图1[16]


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图1: 一些生物活性-4-氧喹啉-3-甲酰胺衍生物的结构1 - 4具有不同的生物活性谱。i =结合亲和力; AHA =乙酰羟肟酸(标准脲酶抑制剂); SAHA =辛二酰苯胺异羟肟酸(FDA批准用于皮肤T细胞淋巴瘤的药物); NCIH460 =肺癌细胞系; HCT116 =结肠癌细胞系; U251 =神经胶质瘤细胞系。


尽管实现生物活性谱不是一般规则,但是任何与C- 3连接的4-氧代喹啉部分的基团,尤其是含有氢键供体基团的那些基团,例如羧基,酰基酰肼或羧酰胺基团,可以有助于提高生物活性。这一事实可以通过C-4羰基氢键与生物靶标的相互作用[3]或与生理金属阳离子如镁和锌络合引起的共面性来解释[23]

除了上面提到的衍生物3a3b,我们还在努力合成不同的4-氧代喹啉-3-甲酰胺衍生物作为潜在的抗癌剂[13]考虑到一旦获得4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-甲酰胺支架,通过高于200℃的温度完成这种衍生物的合成,之后的任何衍生化应该保持N-H甲酰胺基团完整,为了提供与C-3连接的氢键供体基团,这通常与这些化合物的生物活性有关(图2[3,23]

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图2: 4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-甲酰胺支架的结构修饰。


为了获得N 1 - 烷基化-4-氧代喹啉衍生物,可以使用脂族亲核取代反应,其中4-氧代喹啉核充当偶氮亲核试剂,与不同的烷基卤化物反应。该反应导致产物具有高产率,并且不分离副产物。

在本文中,我们讨论了N-苄基-4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-甲酰胺(5的N-乙基化反应的区域选择性我们将实验结果与理论计算相关联,并且我们提出了不同的假设,以更好地解释观察到的区域选择性。


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