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• 含氮杂环化合物由于具有广泛的生物活性而倍受重视，现已开发出许多含氮杂环类的杀菌剂、除草剂、杀虫剂及医用药物，此类化合物已成为农药和医药的研究热点，具有广阔的应用前景。许多含哌啶和咪唑结构单元的杂环化合物具有不同的生物活性，其中由于哌啶是碱性基团，同时具有很好的水溶性，因此哌啶环常被引入许多药物分子，用于调节药物pH值和脂水分配系数，进而改善药物分子生物利用度并提高药效^[1-2]；具有五元杂环体系的咪唑同样在农药、医药、功能材料等领域受到广泛应用，其广泛存在天然产物中，多种衍生物已开发成为重要药物，用于抗菌、抗炎、抗肿瘤、治疗低血糖和生理紊乱等疾病^[3]。四氢噻吩并哌啶衍生物是很好的Hh信号通路抑制剂，对前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌和一些血液癌症具有较强的抑制效果^[4-5]。新型咪唑并噻吩化合物具有抑制肿瘤细胞中Met受体酪氨酸激酶生长的作用^[6-9]，具有开发成为新型抗肿瘤靶向药物的潜质。

  本文以4-哌啶酮为原料，先用叔丁氧羰基(Boc)酸酐进行胺基保护，再与单质硫和氰胺在对甲苯磺酸作用下成环得到化合物N-Boc-2-氨基-噻唑并[5, 4-c]哌啶(3)，化合物3与不同的溴乙酰基化合物成环生成化合物4a~4j，最后脱保护得到化合物5a~5j。合成路线见Scheme 1。所得到的10个化合物结构经过¹H NMR、¹³C NMR、MS、HRMS和元素分析进行确证，并对进一步进行了抗肿瘤活性测试。

  Scheme1. Synthetic route of tetrahydroimidazo[2′, 1′:2, 3]thiazolo [5, 4-c]piperidine derivatives

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  1   实验部分

  1.1   试剂和仪器

  Bruker AV400型核磁共振仪(瑞士Bruker公司)；Waters Acquity型液相质谱联用仪(美国Waters公司)；PE2400-Ⅱ型元素分析仪(美国Perkin-Elmer公司)；WK-1B型数字熔点仪(上海精密科学仪器厂)；BrukermicroToF Ⅱ型高分辨质谱仪(德国Bruker公司)。

  4-哌啶酮(分析纯，上海麦克林生化科技有限公司)，三乙醇胺(分析纯，上海麦克林生化科技有限公司)，二碳酸二叔丁酯(分析纯，上海麦克林生化科技有限公司)，四氢呋喃(分析纯，山东富宇化工有限公司)，其它试剂均为市售分析纯。

  1.2   合成

  1.2.1   N-Boc-4-哌啶酮(2)的合成

  参考文献[10-11]，在1000 mL多口反应瓶中加入50 g(0.5 mol)4-哌啶酮和200 mL四氢呋喃(THF)，在N₂气保护条件下，缓慢加入150 g(1.0 mol)三乙醇胺和120 g(0.55 mol)二碳酸二叔丁酯，加完后于70 ℃回流反应12 h，薄层色谱(TLC)监控原料反应完全后，旋蒸除去溶剂THF，加入500 mL二氯甲烷，用稀盐酸调节体系的pH值7~8，再用饱和氯化钠溶液洗涤，有机相经干燥旋蒸得到N-Boc-4-哌啶酮82 g，收率为82%。

  1.2.2   N-Boc-2-氨基-噻唑并[5, 4-c]哌啶(3)的合成

  在装有分水器的反应瓶中，把50 g(0.25 mol)N-Boc-4-哌啶酮加入300 mL环己烷中，再加入20 g(0.275 mol)吡咯烷和0.5 g(2.63 mmol)一水合对甲基苯磺酸，升温回流并除水，反应5 h后冷却至室温，过滤反应液，蒸出滤液中的环己烷和吡咯烷，将所得到的蒸馏后的产物加入500 mL无水吡啶中，再加入16 g(0.5 mol)单质硫，反应温度设定为0 ℃，缓慢滴加50 mL溶有21 g(0.5 mol)氰胺的吡啶溶液，滴加完后缓慢升温至90 ℃，反应60 min后TLC监控原料反应完全，冷却至室温，有大量固体析出，抽滤反应液，滤饼用200 mL×3的乙醚洗涤后烘干，得到淡黄色的产品N-Boc-2-氨基-噻唑并[5, 4-c]哌啶38 g，收率为59%。¹H NMR(400 MHz, DMSO-d₆), δ:6.83(s, 2H), 4.26(s, 2H), 3.56(t, J=5.2 Hz, 2H), 2.44~2.40(m, 2H), 1.40(s, 9H); MS(ESI) m/z:256.3(M+H)⁺；HRMS(ESI)计算值C₁₄H₁₁O₃[M-H]⁺：227.0702，实测值：227.07041。

  1.2.3   化合物4a~4j的合成(以化合物4a为例)

  在1000 mL多口反应瓶中，加入50 g(0.2 mol)N-Boc-2-氨基-噻唑并[5, 4-c]哌啶、48 g(0.22 mol)对溴乙酰基苯乙腈和500 mL 1, 4-二氧六环，N₂气保护下，加热至回流，TLC监控原料反应完全，降至室温，缓慢加入一定量的碳酸氢钠溶液，调节反应液pH值7~8，再用800 mL乙酸乙酯萃取反应液3次，合并有机相，蒸除有机相溶剂后经硅胶柱层析分离提纯(洗脱剂：V(石油醚):V(乙酸乙酯)=5:1) 得到60 g化合物4a。

  N-Boc-2-(4-苯腈)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4a):浅黄色固体，收率80%，mp 120.1~122.5 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.89(d, J=8.8 Hz, 2H), 7.66~7.64(m, 2H), 7.37(s, 1H), 4.54(s, 2H), 3.86(t, J=5.6 Hz, 2H), 2.79~2.76(m, 2H), 1.49(s, 9H); MS(ESI) m/z:380.9(M+H)⁺。

  N-Boc-2-叔丁基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4b):黄色固体，收率75%，mp 99.7~101.6 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.02(s, 1H), 4.49(s, 2H), 3.81(t, J=5.2 Hz, 2H), 2.71(t, J=5.2 Hz, 2H), 1.48(s, 9H), 1.33(s, 9H); MS(ESI) m/z:335.8(M+H)⁺。

  N-Boc-2-苯基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4c):浅黄色固体，收率72%，mp 123.1~124.3 ℃；¹H NMR(400 MHz, CD₃OD), δ:7.94(s, 1H), 7.79(d, J=7.6 Hz, 2H), 7.40(t, J=7.2 Hz, 2H), 7.30(t, J=7.2 Hz, 1H), 4.58(s, 2H), 3.87(t, J=6.0 Hz, 2H), 2.85~2.82(m, 2H), 1.54(s, 9H); MS(ESI) m/z:356.2(M+H)⁺。

  N-Boc-2-三氟甲基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4d):白色固体，收率20%，mp 119.2~121.6 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.63(s, 1H), 4.56(s, 2H), 3.86(t, J=5.6 Hz, 2H), 2.79~2.78(m, 2H), 1.48(s, 9H); MS(ESI) m/z:347.8(M+H)⁺。

  N-Boc-2-(4-氯代苯)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4e):黄色固体，收率31%，mp 118.7~119.5 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.74(d, J=8.4 Hz, 2H), 7.56(s, 1H), 7.35(d, J=8.4 Hz, 2H), 4.54~4.51(m, 2H), 3.87~3.85(m, 2H), 2.78~2.75(m, 2H), 1.49(s, 9 H); MS(ESI) m/z:390.1(M+H)⁺。

  N-Boc-2-(4-氟苯基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4f):黄色固体，收率64%，mp 105.7~106.5 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.68(d, J=8.4 Hz, 2H), 7.55(s, 1H), 7.39(d, J=8.4 Hz, 2H), 4.53~4.29(m, 2H), 3.89~3.85(m, 2H), 2.77~2.71(m, 2H), 1.47(s, 9H); MS(ESI) m/z:386.2(M+H)⁺。

  N-Boc-2-甲基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4g):白色固体，收率76%，mp 154.1~155.5 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.79(s, 1H), 4.71(s, 2H), 3.69(t, J=5.6 Hz, 2H), 2.88~2.85(m, 2H), 2.36(s, 3H), 1.45(s, 9 H); MS(ESI) m/z:294.4(M+H)⁺。

  N-Boc-2-异丙基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4h):白色固体，收率73%，mp 146.3~147.5 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.56(s, 1H), 4.93(s, 2H), 3.66(t, J=5.6 Hz, 2H), 3.17(d, J=8.0 Hz, 1H), 2.64~2.57(m, 2H), 1.65(s, 9H), 1.38(s, 6H); MS(ESI) m/z:322.5(M+H)⁺。

  N-Boc-2-(4-硝基苯基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4i):黄色固体，收率59%，mp 102.4~103.6 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.97(d, J=8.4 Hz, 2H), 7.65(s, 1H), 7.48(d, J=8.4 Hz, 2H), 4.94~4.92(m, 2H), 3.76(d, J=8.4 Hz, 2H), 2.85~2.81(m, 2H), 1.43(s, 9 H); MS(ESI) m/z:401.4(M+H)⁺。

  N-Boc-2-(4-甲基苯基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶(4j):白色固体，收率54%，mp 99.5~100.2 ℃；¹H NMR(400 MHz, CDCl₃), δ:7.76(d, J=8.4 Hz, 2H), 7.67(s, 1H), 7.39(d, J=8.4 Hz, 2H), 4.82~4.79(m, 2H), 3.65(d, J=8.4 Hz, 2H), 2.76~2.73(m, 2H), 2.17(s, 3H), 1.43(s, 9H); MS(ESI) m/z:370.5(M+H)⁺。

  1.2.4   化合物5a~5j的合成(以化合物5a为例)

  在反应瓶中，将化合物4a(32 g, 0.085 mol)加入甲醇500 mL中，在0 ℃条件下，缓慢滴加含有4 mol/L盐酸的甲醇溶液100 mL，滴加完后升至室温反应2 h，TLC监控原料反应完全，蒸出一部分甲醇，冷却析晶，抽滤反应液得到晶体，滤饼烘干后得到27 g化合物5a。

  4-(5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶-2-基)苄腈盐酸盐(5a):浅黄色固体，收率98%，mp 167.3~169.5 ℃；¹H NMR(400 MHz, CD₃OD), δ:10.26(s, 1H), 8.52(s, 1H), 8.00(d, J=8.4 Hz, 2H), 7.86(d, J=8.4 Hz, 2H), 4.52(s, 2H), 3.78(t, J=6.0 Hz, 2H), 3.29~3.26(m, 2H); ¹³C NMR(100 MHz, CD₃OD), δ:165.2, 153.1, 139.4, 138.6, 131.8, 127.9, 122.2, 107.1, 101.5, 59.8, 56.3, 47.3, 42.1;MS(ESI) m/z:281.2(M+H)⁺; 元素分析C₁₅H₁₃ClN₄S实测值(计算值)/%:C 56.89(56.87), H 4.09(4.14), N 17.65(17.68);HRMS(ESI)计算值C₁₅H₁₂N₄S [M+H]⁺：281.0783，实测值：281.0763。

  2-(叔丁基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5b):白色固体，收率98%，mp 201.3~202.6 ℃；¹H NMR(400 MHz, CD₃OD), δ:10.14(s, 1H), 8.12(s, 1H), 4.67(s, 2H), 3.88(t, J=6.0 Hz, 2H), 3.41(t, J=6.0 Hz, 2H), 1.58(s, 9H); ¹³C NMR(100 MHz, CD₃OD), δ:159.2, 131.4, 126.5, 122.3, 101.8, 59.1, 51.5, 42.3, 28.1, 23.6;MS(ESI) m/z:236.1(M+H)⁺; 元素分析C₁₂H₁₈ClN₃S实测值(计算值)/%:C 53.09(53.03), H 6.74(6.77), N 15.49 (15.46);HRMS(ESI)计算值C₁₂H₁₇N₃S [M+H]⁺：236.1143，实测值：236.1121。

  2-苯基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5c):白色固体，收率95%，mp 173.4~174.1 ℃；¹H NMR(400 MHz, D₂O), δ:10.23(s, 1H), 8.19(s, 1H), 7.72~7.66(m, 2H), 7.60~7.48(m, 3H), 4.56(s, 2H), 3.76(t, J=5.6 Hz, 2H), 3.25(t, J=6.0 Hz, 2H); ¹³C NMR(100 MHz, D₂O), δ:165.2, 153.3, 139.3, 138.6, 131.8, 127.9, 122.1, 101.5, 59.8, 56.3, 47.3, 41.9;MS(ESI) m/z:256.3(M+H)⁺; 元素分析C₁₄H₁₄ClN₃S实测值(计算值)/%:C 57.57(57.63), H 4.89(4.84), N 14.45(14.40);HRMS(ESI)计算值C₁₄H₁₃N₃S [M+H]⁺：256.0830，实测值：256.0817。

  2-(三氟甲基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5d):白色固体，收率91%，mp 159.7~160.6 ℃；¹H NMR(400 MHz, CD₃OD), δ:10.12(s, 1H), 8.16(s, 1H), 3.95(s, 2H), 3.25(t, J=6.0 Hz, 2H), 2.82~2.79(m, 2H); ¹³C NMR(100 MHz, CD₃OD), δ:161.4, 129.5, 122.5, 119.7, 101.4, 59.7, 52.1, 42.3, 27.3;MS(ESI) m/z:248.2(M+H)⁺; 元素分析C₉H₉ClF₃N₃S实测值(计算值)/%:C 38.16(38.10), H 3.14(3.20), N, 14.85(14.81);HRMS(ESI)计算值C₉H₈F₃N₃S [M+H]⁺：248.0391，实测值：248.0381。

  2-(4-氯苯基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5e):黄色固体，收率94%，mp 161.8~162.2 ℃；¹H NMR(400 MHz, DMSO-d₆), δ:10.16(s, 1H), 8.51(s, 1H), 7.87(d, J=8.8 Hz, 2H), 7.52(d, J=8.8 Hz, 2H), 4.32(m, 2H), 3.54(m, 2H), 3.11(m, 2H); ¹³C NMR(100 MHz, DMSO-d₆), δ:165.2, 153.3, 139.3, 138.6, 131.8, 129.3, 124.7, 104.1, 59.8, 56.3, 47.3, 41.9;MS(ESI) m/z:289.7(M+H)⁺; 元素分析C₁₄H₁₃Cl₂N₃S实测值(计算值)/%:C 51.49(51.54), H 4.04(4.02), N 12.85(12.88);HRMS(ESI)计算值C₁₄H₁₂ClN₃S [M+H]⁺：290.0440，实测值：290.0432。

  2-(4-氟苯基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5f):黄色固体，收率89%，mp 155.7~156.4 ℃；¹H NMR(400 MHz, DMSO-d₆), δ:10.21(s, 1H), 8.57(s, 1H), 7.69(d, J=8.8 Hz, 2H), 7.46(d, J=8.8 Hz, 2H), 4.29~4.25(m, 2H), 3.55~3.52(m, 2H), 3.10~3.06(m, 2H); ¹³C NMR(100 MHz, DMSO-d₆), δ:164.7, 154.1, 139.3, 138.7, 132.2, 129.6, 124.5, 104.3, 59.8, 56.3, 47.5, 42.3;MS(ESI) m/z:274.4(M+H)⁺；元素分析C₁₄H₁₃ClFN₃S实测值(计算值)/%:C 54.19(54.28), H 4.34(4.23), N 13.55(13.56);HRMS(ESI)计算值C₁₄H₁₂FN₃S [M+H]⁺：274.0736，实测值：274.0718。

  2-甲基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5g):白色固体，收率97%，mp 158.1~159.6 ℃；¹H NMR(400 MHz, DMSO-d₆), δ:10.17(s, 1H), 7.97(s, 1H), 4.11(s, 2H), 3.62(t, J=6.0 Hz, 2H), 2.83(d, J=6.0 Hz, 2H)，2.21(s, 3H); ¹³C NMR(100 MHz, DMSO-d₆), δ:159.6, 131.4, 130.1, 117.6, 98.9, 59.3, 53.2, 44.6, 21.7;MS(ESI) m/z:193.2(M+H)⁺; 元素分析C₉H₁₂ClN₃S实测值(计算值)/%:C 46.97(47.05), H 5.34(5.27), N 18.17(18.29), HRMS(ESI)计算值C₉H₁₁N₃S [M+H]⁺：194.0674，实测值：194.0663。

  2-异丙基-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5h):白色固体，收率94%，mp 184.6~185.1 ℃；¹H NMR(400 MHz, DMSO-d₆), δ:10.11(s, 1H), 8.37(s, 1H), 4.33(s, 2H), 3.59(t, J=5.6 Hz, 2H), 3.21(d, J=8.0 Hz, 1H), 2.47~2.44(m, 2H), 1.25(s, 6 H); ¹³C NMR(100 MHz, DMSO-d₆), δ:160.4, 132.7, 128.9, 116.3, 100.6, 61.1, 54.8, 45.6, 32.6, 22.9;MS(ESI) m/z:222.3(M+H)⁺元素分析C₁₁H₁₆ClN₃S实测值(计算值)/%:C 51.31(51.25), H 6.23(6.25), N 16.37(16.30);HRMS(ESI)计算值C₁₁H₁₅N₃S [M+H]⁺：222.0987，实测值：222.0967。

  2-(4-硝基苯基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5i):白色固体，收率87%，mp 192.6~193.4 ℃；¹H NMR(400 MHz, DMSO-d₆), δ:10.37(s, 1H), 8.49(s, 1H), 8.17(d, J=8.8 Hz, 2H), 7.97(d, J=8.8 Hz, 2H), 4.33~4.30(m, 2H), 3.38~3.34(m, 2H), 2.95~2.91(m, 2H); ¹³C NMR(100 MHz, DMSO-d₆), δ:165.9, 156.4, 136.7, 131.5, 129.6, 127.7, 121.5, 102.6, 62.3, 55.4, 42.8, 41.3;MS(ESI) m/z:301.4(M+H)⁺; 元素分析C₁₄H₁₃ClN₄O₂S实测值(计算值)/%:C 49.99(49.93), H 3.84(3.89), N 16.65(16.64);HRMS(ESI)计算值C₁₄H₁₂N₄O₂S [M+H]⁺：301.0681，实测值：301.0669。

  2-(对甲苯基)-5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′，1′：2, 3]噻唑并[5, 4-c]吡啶盐酸盐(5j):白色固体，收率92%，mp 177.5~178.3 ℃；¹H NMR(400 MHz, DMSO-d₆), δ:10.25(s, 1H), 8.81(s, 1H), 7.84(d, J=8.8 Hz, 2H), 7.47(d, J=8.8 Hz, 2H), 4.61~4.59(m, 2H), 3.32(d, J=8.0 Hz, 2H), 2.76~2.73(m, 2H), 2.21(s, 3H); ¹³C NMR(100 MHz, DMSO-d₆), δ:160.3, 155.8, 136.7, 129.4, 127.6, 124.9, 118.1, 101.7, 65.3, 54.5, 42.2, 42.5, 27.6;MS(ESI) m/z:270.4(M+H)⁺；元素分析C₁₅H₁₆ClN₃S实测值(计算值)/%:C 58.97(58.91), H 5.24(5.27), N 13.69(13.74);HRMS(ESI)计算值C₁₅H₁₅N₃S [M+H]⁺：270.0987，实测值：270.0966。

  1.3   抗肿瘤活性测试

  参考文献[12-13]，收集处于生长期乳腺癌细胞MCF-7，采用四唑盐(MTT)法对所得的目标化合物进行初步的抗肿瘤细胞活性测试。在培养瓶中加入0.25%胰蛋白酶消化液，使其贴壁细胞脱落，制成细胞悬液(约4×10⁴个/mL)。将细胞悬浮液注入96孔板上(180 μL/孔)，置37 ℃恒温CO₂培养箱培养24 h。加入目标化合物的二甲基甲酰胺(DMF)溶液(20 μL/孔)，再加入80 μL含10%(体积分数)血清培养液，培养48 h。将MTT加入96孔板中(20 μL/孔)，置于培养箱中4 h。吸去上清液，加入二甲基亚砜(DMSO)(150 μL/孔)，在平板摇床振摇6 min。用酶联免疫检测仪在波长在470 nm处测定每孔的吸光值(OD值)。以未加受试药物，而只加相应溶媒的受试组作为阴性对照，以顺铂为阳性对照计算细胞抑制率^[10-11]，测试3次求其平均值。计算公式如下：细胞抑制率/%=100×(阴性对照组OD值-受试药物组OD值)/阴性对照组OD值。

  2   结果与讨论

  2.1   温度对化合物3合成的影响

  由于水的存在会影响生成化合物3的反应往正向进行，而所使用的对甲基苯磺酸含有一分子水，且反应过程中有水产生，因此在反应过程中通过分水器除去水来促进反应的进行。在实验过程中我们发现，反应温度对反应收率很大影响，为了进一步优化反应条件，以化合物2反应生成化合物3为模型反应，进一步研究了温度对反应收率的影响(如表 1)。

  表 1  反应温度对化合物3产率的影响 Table 1.  Effect of the reaction temperature on the yield of compound 3

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  Reaction temperatures/℃	Yield /%
  40	18
  50	23
  60	31
  70	36
  80	41
  90	59
  100	55
  110	52

  由表 1可见，化合物3的收率随温度的升高而增加，当温度达到90 ℃时收率最高，达到了59%，继续升高温度会导致副产物的增加，收率逐渐降低，最终得出90 ℃为最佳反应温度。

  2.2   不同溶剂对化合物4合成的影响

  在化合物4a的合成过程中，涉及到氨基和羰基的缩合以及卤素与胺基氢的取代成环反应。为了使这两步反应充分进行，并且减少副产物的生成，提高产物收率，我们对反应溶剂进行了筛选(见表 2)。

  表 2  反应溶剂对化合物4a产率的影响 Table 2.  Effect of the reaction solvent on the yield of compound 4a

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  Solvent	Yield/%
  Methanol	34
  Ethanol	51
  Acetonitrile	59
  Tetrahydrofuran	71
  1, 4-dioxane	80
  Benzene	82
  Methylbenzene	76
  Dichloromethane	23
  Trichloromethane	66
  Reaction conditions: compound 3(50 g, 0.2 mol), 4-(2-bromoacetyl)benzonitrile(48 g, 0.22 mol), solvent(500 mL), reaction temperature:reflux.

  由表 2可知，对于反应溶剂，反应在1, 4-二氧六环、苯和甲苯中比甲醇、乙醇和乙腈中效果好，收率分别达到80%、82%和76%，说明极性较小的溶剂有利于反应；但是当二氯甲烷为溶剂时，收率只有23%，这是由于反应回流温度过低所致；鉴于苯的毒性较大和甲苯沸点太高不易回收，我们选择1, 4-二氧六环为最佳反应溶剂。

  2.3   目标化合物的抗肿瘤活性

  所得到的10个目标化合物的初步抗肿瘤活性实验数据如表 3所示。

  表 3  体外抑制肿瘤细胞生长增殖活性测试 Table 3.  The antiproliferative activity of compounds 5(IC₅₀/(μmol·L^-1)^*)

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  Compds.	IC50/(μmol·L-1)
  5a	8.6
  5b	38.3
  5c	45.3
  5d	12.5
  5e	20.7
  5f	39.5
  5g	38.1
  5h	40.7
  5i	39.2
  5j	43.3
  Cisplatin	36.1
  *Average of 3 parallel samples.

  由表 3可知，所得到的目标化合物对乳腺癌细胞MCF-7均有一定的抑制效果，其中化合物5a、5d和5e的抗乳腺癌细胞MCF-7活性优于对照顺铂，我们可以推断，取代基为吸电子基抗肿瘤活性要高于给电子基。受化合物数量的限制，还不能对此类化合物的功效关系得出更为精确的结论。对于这类目标化合物的抗肿瘤活性还有待进一步的实验研究。

  3   结论

  以4-哌啶酮为原料，经过胺基保护、缩合、环合、脱保护等步骤，合成了10种5, 6, 7, 8-四氢咪唑并[2′, 1′:2-3]噻吩并[5, 4-c]哌啶类化合物。目标化合物5a~5j对乳腺癌细胞MCF-7均有一定的抑制效果，其中化合物5a、5d和5e抑制活性优于阳性参照物顺铂。当取代基为吸电子基抗肿瘤活性要高于给电子基，作用机理还在进一步的探索当中。总之，该类化合物表现出较好的抗肿瘤活性，具有潜在的研究价值，对其它肿瘤细胞的抑制作用值得更深一步的研究。

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  Scheme 1  Synthetic route of tetrahydroimidazo[2′, 1′:2, 3]thiazolo [5, 4-c]piperidine derivatives

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  表 1  反应温度对化合物3产率的影响

  Table 1.  Effect of the reaction temperature on the yield of compound 3

  Reaction temperatures/℃	Yield /%
  40	18
  50	23
  60	31
  70	36
  80	41
  90	59
  100	55
  110	52

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  表 2  反应溶剂对化合物4a产率的影响

  Table 2.  Effect of the reaction solvent on the yield of compound 4a

  Solvent	Yield/%
  Methanol	34
  Ethanol	51
  Acetonitrile	59
  Tetrahydrofuran	71
  1, 4-dioxane	80
  Benzene	82
  Methylbenzene	76
  Dichloromethane	23
  Trichloromethane	66
  Reaction conditions: compound 3(50 g, 0.2 mol), 4-(2-bromoacetyl)benzonitrile(48 g, 0.22 mol), solvent(500 mL), reaction temperature:reflux.

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  表 3  体外抑制肿瘤细胞生长增殖活性测试

  Table 3.  The antiproliferative activity of compounds 5(IC₅₀/(μmol·L^-1)^*)

  Compds.	IC50/(μmol·L-1)
  5a	8.6
  5b	38.3
  5c	45.3
  5d	12.5
  5e	20.7
  5f	39.5
  5g	38.1
  5h	40.7
  5i	39.2
  5j	43.3
  Cisplatin	36.1
  *Average of 3 parallel samples.

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