胡椒基咪唑盐类化合物的合成及生物活性研究

引用本文: 刘正芬, 字玉金, 张琳琳, 方永晟, 沈艳珍, 李艳, 羊晓东, 张洪彬. 胡椒基咪唑盐类化合物的合成及生物活性研究[J]. 有机化学, 2020, 40(3): 669-678. doi: 10.6023/cjoc201909042 shu

Citation: Liu Zhengfen, Zi Yujin, Zhang Linlin, Fang Yongsheng, Shen Yanzhen, Li Yan, Yang Xiaodong, Zhang Hongbin. Synthesis and Cytotoxic Activity of Novel Hybrid Compounds between Piperonyl and Imidazolium Salts[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2020, 40(3): 669-678. doi: 10.6023/cjoc201909042 shu

胡椒基咪唑盐类化合物的合成及生物活性研究

刘正芬 ^a, ,
字玉金 ^a, ,
张琳琳 ^a, ,
方永晟 ^a, ,
沈艳珍 ^a, ,
李艳 ^b, ,
羊晓东 ^{a,
,} ,
张洪彬 ^{a,
,}

a.
云南大学教育部自然资源药物化学重点实验室昆明 650091
b.
中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室昆明 650204

通讯作者: 羊晓东, xdyang@ynu.edu.cn; 张洪彬, zhanghb@ynu.edu.cn

基金项目:

长江学者和创新团队发展计划（No.IRT17R94）、国家自然科学基金（Nos.21662043，21572197，U1402227）、云南省高校科技创新团队支持计划资助项目

摘要: 从胡椒酸出发，通过还原、甲磺酸酯化、偶联和成盐四步反应合成了一系列新型的胡椒基咪唑盐类化合物，其结构经¹H NMR，¹³C NMR，HRMS以及X射线单晶衍射确定.对合成的新化合物进行了体外抗肿瘤细胞毒活性筛选，结果表明，1-（（苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基）-3-（2-萘甲基））-5，6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐（30）具有显著的细胞毒活性，对HL-60、SMMC-7721、A-549、MCF-7和SW-480肿瘤细胞株的活性均优于顺铂（DDP），尤其对HL-60肿瘤细胞株表现出较好的选择性细胞毒活性，其IC₅₀值约为顺铂的7.2倍.进一步研究表明，化合物30具有诱导SMMC-7721细胞株在细胞周期G0/G1期阻滞和细胞凋亡的作用.

关键词:

English

Synthesis and Cytotoxic Activity of Novel Hybrid Compounds between Piperonyl and Imidazolium Salts

a.
Key Laboratory of Medicinal Chemistry for Natural Resource, Ministry of Education, Yunnan University, Kunming 650091
b.
State Key Laboratory for Phytochemistry and Plant Resources in West China, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Science, Kunming 650204

Corresponding author: Yang Xiaodong, E-mail: xdyang@ynu.edu.cn; Zhang Hongbin, E-mail:zhanghb@ynu.edu.cn

Received Date: 30 September 2019
Revised Date: 31 October 2019
Available Online: 25 March 2020
Fund Project:

Project supported by the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University (No. IRT17R94), the National Natural Science Foundation of China (Nos. 21662043, 21572197, U1402227), and the Innovative Research Team (in Science and Technology) in University of Yunnan Province

Abstract: A series of novel hybrid compounds between piperonyl and imidazolium salts were prepared from tryptophol by four steps of reduction, mesylation, coupling and salt formation. Their structures were confirmed by ¹H NMR, ¹³C NMR, HRMS and X-ray crystallographic analysis. These compounds were evaluated in vitro against a panel of human tumor cell lines. The results showed that 1-((benzo[d] [1, 3]dioxol-5-ylmethyl)-3-(2-naphthylmethyl))-5, 6-dimethyl-1H-benzo[d]imidazol-3-ium bromide (30) exhibited remarkable inhibitory activity selectively against HL-60, SMMC-7721, A-549, MCF-7 and SW480 cell lines compared with DDP. In particular, the compound was more selective to HL-60 cell lines with IC₅₀ values 7.2-fold lower than DDP. Further studies showed that compound 30 has the effect of inducing SMMC-7721 cell line arrest and cell apoptosis in cell cycle G0/G1.

Key words:

众所周知, 癌症是一种高发病率及高致死率的疾病, 也是全人类面临的重大公共卫生问题.无论国家的资源水平如何, 都已经严重危害着人类的健康^[1], 研发出新颖的抗癌药物一直是所有药物化学工作者的重要课题.天然产物涉及广泛的生物活性分子, 是现代药物的重要组成部分和新药发现的源泉.据统计, 1981年至2014年间批准的抗肿瘤小分子药物中, 约83%源于天然产物或含有天然产物的结构单元^[2].基于活性天然产物分子结构, 设计并合理合成类天然产物库, 从中筛选并发现高效率、高选择性、低毒副作用的先导化合物进行药物临床前研究, 是新药研发的最重要途径之一^[3].

杂环类化合物因其广泛存在于活性天然产物和药物分子中而引起化学家的极大兴趣^[4].其中胡椒基结构单元广泛存在于天然产物及合成药物分子中, 具有广泛的生物活性(图 1).例如Lycorine于1877年首次被分离出来^[5], 并已证明该化合物具有抗癌、抗血管生成、抗病毒、抗菌、抗寄生虫和抗炎的作用^[6].另外, 天然产物鬼臼毒素podophyllotoxin是鬼臼科的主要成分, 目前用于治疗尖锐湿疣, 并且还作为制备临床抗肿瘤药物依托泊苷etoposide和替尼泊苷Teniposide的重要前体^[7].

图 1

图 1. Lycorine、Podophyllotoxin和NIMIB的结构

Figure 1. Structures of lycorine、podophyllotoxin and NIMIB

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咪唑在自然界中分布广泛, 它是许多生物活性分子所包含的骨架或结构单元^[8], 具有良好的抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎等活性^[9].咪唑及其衍生物作为各类疾病治疗药物已经在临床上应用, 同时广大的药物化学工作者也正对这类衍生物进行更深入的研究.例如, 天然产物Lepidilines A和B对肿瘤细胞株具有显著的细胞毒活性^[10]; 本课题组设计合成了咪唑盐化合物NIMIB具有显著的抗肿瘤细胞毒活性(图 1) ^[11].

分子杂合(Molecular Hybridization)是将两种相同或不同的天然产物活性结构单元通过化学手段进行杂合, 新合成的分子能够有效改善单一组分的药效及生物利用度, 并且可以很好地提高药物作用靶点的选择, 同时也降低了药物的毒副作用^[12].近年来, 分子杂合是一种新颖的药物分子设计和合成的研究方法^[13], 许多化学家通过分子杂合来构建新型的具有如抗疟疾、抗肿瘤、抗炎等药理活性的化合物^[14].本课题组在前期的工作中采用分子杂合设计合成了多个系列的具有抗肿瘤活性的咪唑盐组合物, 部分化合物展现出良好的生理活性^[15].基于胡椒基团和咪唑杂环这两个药效团以及本课题组多年来对咪唑盐类化合物的研究, 本文采用分子杂合的方式设计合成了一系列胡椒基-咪唑盐类化合物, 以研究其生物活性, 从而发现具有良好抗肿瘤活性的新分子, 为进一步的药物化学研究提供物质基础和新的指导意义.具体合成路线见Scheme 1.

图式 1

图式 1. 胡椒基-咪唑盐化合物的合成

Scheme 1. Synthesis of piperonyl-imidazolium slats

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1. 结果与讨论

从商品化原料胡椒酸1出发, 在氢化锂铝的条件下发生还原反应得到化合物2.化合物2在三乙胺作碱, 与甲磺酰氯反应得到磺酰化产物3.化合物3在取代咪唑自身作碱的条件下与各类取代的苯并咪唑偶联, 两步以78%~90%的收率得到3个新型的胡椒基-咪唑化合物4~6.胡椒基-咪唑化合物4~6与溴代烷烃在丙酮中进一步回流反应, 以81%~96%的收率得到27个新型的胡椒基-咪唑盐化合物7~33(图 2).该类化合物的结构经¹H NMR, ¹³C NMR, HRMS进行确定.为了验证胡椒基-咪唑盐化合物的结构是否正确, 本文选了化合物8作为代表, 将其放在DMSO中培养, 通过X射线单晶衍射进行结构表征(CCDC 1955188)^[16], 单晶结构见图 3.

图 2

图 2. 胡椒基-咪唑盐化合物7~33的结构

Figure 2. Structures of piperonyl-imidazolium slats 7~33

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图 3

图 3. 化合物8的晶体结构

Figure 3. Crystal structure of compound 8

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对合成的新化合物4~33做了体外细胞毒活性测试.通过MTS (3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-5(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfopheny)-2H-tetrazolium)法, 选择了五种人体癌细胞株[白血病细胞(HL-60)、肝癌细胞(SMMC-7721)、肺癌细胞(A-549)、乳腺癌细胞(MCF-7)和结肠癌细胞(SW480)]进行体外细胞毒活性测试, 其检测以顺铂(DDP)作为阳性对照物, 通过浓度效应生长曲线计算了化合物的IC₅₀值.测试结果(表 1)表明, 化合物9, 20, 21, 22, 23, 25, 26和27具有一定的体外肿瘤生长抑制活性; 化合物10, 19, 28, 29, 30, 31和32具有显著的体外肿瘤生长抑制活性, 这7种化合物对上述五种人体癌细胞株的活性均优于顺铂.值得一提的是, 化合物30的活性最好, IC₅₀值达到0.25~5.19 μmol/L, 对HL-60肿瘤细胞株表现出较好的选择性细胞毒活性, 其IC₅₀值低于顺铂的7.2倍, 也低于其它4种人体化合物癌细胞株的2.6~4.6倍.

表 1

表 1 化合物4~33的体外细胞毒活性数据(IC₅₀, μmol·L^－1)^a

Table 1. In vitro cytotoxic activities of compounds 4~33 (IC₅₀, μmol·L^－1)

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化合物	白血病	肝癌	肺癌	乳腺癌	结肠癌
化合物	HL-60	SMMC-7721	A-549	MCF-7	SW480
4~8	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
9	7.94	＞20	＞20	8.30	＞20
10	1.46	6.34	8.44	4.70	7.71
11	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
12	1.80	11.60	17.76	5.81	12.99
13~18	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
19	1.71	4.11	6.81	2.79	6.19
20	5.05	13.00	13.90	10.89	＞20
21	2.11	4.40	8.50	5.53	11.02
22	3.25	7.42	2.34	7.20	17.66
23	2.37	10.57	6.29	8.44	18.69
24	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
25	3.57	16.88	＞20	9.07	19.08
26	4.10	9.99	＞20	7.04	12.65
27	6.22	＞20	＞20	7.76	7.25
28	1.31	4.98	6.74	4.26	7.36
29	0.63	5.63	7.07	5.29	7.36
30	0.25	2.72	4.53	3.04	5.19
31	0.40	4.69	6.13	5.40	7.77
32	0.66	4.84	7.71	5.99	7.60
33	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
DDP	1.81	9.62	8.58	13.93	13.73
^a实验数据为三次平行实验平均值

从化合物4~33对五种癌细胞株的IC₅₀值数据进行初步构效关系分析时, 可以从三个方面进行考虑, 第一:咪唑盐类化合物(7~33)优于咪唑类化合物(4~6); 第二:对于咪唑环的差异可知, 5, 6-二甲基苯并咪唑取代的咪唑盐类化合物(25~33)优于2-甲基苯并咪唑的咪唑盐类化合物(16~24)及苯并咪唑取代的咪唑盐类化合物(7~15); 第三:对于N-取代基的咪唑盐杂合物的差异可知, 除了N-取代的4-硝基苄基咪唑盐化合物33外, 芳基甲基取代的咪唑盐化合物(29~32)优于芳基甲酰甲基取代的咪唑盐化合物(25~28), 而在芳基甲基取代的咪唑盐化合物中, 萘甲基取代的咪唑盐化合物30的细胞毒活性最佳.本文总结了初步构效关系分析(图 4).

图 4

图 4. 胡椒基-咪唑盐化合物的初步构效关系分析

Figure 4. Preliminary structure-activity relationship of piperonyl-imidazolium slats

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Annexin V/FITC凋亡检测试剂盒通过PI(碘化丙啶)对丧失细胞膜完整性的细胞进行染色.本研究将SMMC-7721细胞暴露在梯度浓度的化合物30中, 并以DMSO作为空白对照, 癌细胞株分别置于1.25、2.5、5 μmol·L^－1的样品溶液中48 h后, 检测到细胞凋亡比率随着化合物30的浓度的增加而增加, 通过柱状图对比可以明显得知, 随着化合物30样品溶液浓度的增加, 在5 μmol·L^－1的浓度下, 化合物30能显著促使SMMC-7721细胞凋亡(图 5).

图 5

图 5. 化合物30的细胞凋亡分析

Figure 5. Cell apoptosis analysis of compound 30

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本研究对细胞周期的试验结果如图 6所示, 通过与空白样对照, SMMC-7721细胞株随着样品浓度的增加, 其停留在G0/G1期细胞数量所占比例明显提高, 而停留在S期和G2/M细胞数量所占的比例轻微减少.综合上述分析, 化合物30具有诱导SMMC-7721细胞株在细胞周期G0/G1期阻滞和细胞凋亡的作用.

图 6

图 6. 化合物30的细胞周期分析

Figure 6. Cell cycle analysis of compound 30

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2. 结论

从商品化的胡椒酸出发, 通过还原、甲磺酸酯化、偶联和成盐四步反应合成了27个新型的胡椒基-咪唑盐类化合物, 其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, HRMS以及X射线单晶衍射确定.对合成的新化合物进行了体外抗肿瘤活性的筛选.结果表明, 化合物10, 19, 28, 29, 30, 31和32具有显著的体外肿瘤生长抑制活性.其中化合物30的IC₅₀值为0.25~5.19 μmol/L, 对HL-60肿瘤细胞株表现出较好的选择性细胞毒活性, 其IC₅₀值低于顺铂的7.2倍, 同时低于其它4种人体癌细胞株的2.6~4.6倍; 在细胞凋亡与周期试验中, 化合物30具有诱导SMMC-7721细胞株在细胞周期G0/G1期阻滞和细胞凋亡的作用; 本文也对新合成的27个新型的胡椒基-咪唑盐类化合物根据体外细胞毒活性数据进行了初步的构效关系研究, 希望今后在本研究的基础上, 可开展进一步的结构修饰, 为此类化合物的活性及抗肿瘤机制进行更深入的研究.

3. 实验部分

3.1 仪器与试剂

核磁共振用Bruker DRX 400核磁共振仪测定, TMS为内标; 熔点用X-6双目熔点测定仪进行测定, 温度计未校正; 高分辨质谱在AB QSTAR Pulsar质谱仪上测定; 柱层析用硅胶(200~300目)和薄层色谱硅胶板(GF₂₅₄)均由青岛海洋化工厂生产; 显色剂为5%的磷钼酸乙醇溶液, 喷洒后加热显色; 商品化原料或试剂为Aldrich、探索平台、百灵威、TCI产品, 实验过程中未纯化; 对空气和水敏感的反应在氮气保护下进行; 无水四氢呋喃经金属钠回流(二苯甲酮作显色剂)至深蓝色后重蒸获得, 无水二氯甲烷经氢化钙重蒸获得.

3.2 化合物2的合成

在250 mL的双口圆底烧瓶中加入胡椒酸(1.60 g, 9.63 mmol), 用注射器加入150 mL的无水四氢呋喃, 置于0 ℃下缓慢加入氢化锂铝(913.8 mg, 24.08 mmol), 将反应体系在常温搅拌3 h后, 在冰浴条件下缓慢滴加冰水(10 mL)淬灭, 直至反应体系中无气泡产生.在此过程中, 反应混合物将出现凝固现象, 需加入四氢呋喃溶剂, 直至固体溶解, 混合物的颜色由灰色转为乳白色为止.用装有体积为1/3硅胶的砂芯漏斗进行减压抽滤, 滤液用二氯甲烷(50 mL×3)和饱和食盐水(50 mL)洗, 有机相用无水Na₂SO₄干燥, 过滤, 减压蒸馏除去溶剂.柱色谱分离(石油醚60~90 ℃/乙酸乙酯, V:V＝10:1)得到白色固体化合物2, 产率为89%.该化合物的¹H NMR及¹³C NMR数据与已知文献报道一致^[17].

3.3 化合物3的合成

称取底物2 (1.30 g, 8.54 mmol)溶于二氯甲烷50 mL中, 0 ℃条件下加入三乙胺(3.56 mL, 25.63 mmol)及甲磺酰氯(795 μL, 10.25 mmol), 将反应体系搅拌0.5 h后, 缓慢加入水(10 mL)淬灭, 再加入饱和食盐水(50 mL), 用二氯甲烷(50 mL×3)进行萃取, 有机相用无水Na₂SO₄干燥, 过滤, 减压蒸馏除去溶剂, 制备得到甲磺酸酯产物3, 无需进一步纯化, 下一步待用.

3.4 化合物4~6的合成

将化合物3 (230.3 mg, 1 mmol)和取代苯并咪唑(3 mmol)溶于15 mL N, N-二甲基甲酰胺(DMF)中, 80 ℃下反应12~24 h, 薄层色谱(TLC)检测反应完全后, 冷却至室温, 减压蒸去溶剂, 乙酸乙酯(30 mL×3)和水萃取, 合并有机相, 用饱和食盐水洗, 无水Na₂SO₄干燥, 过滤, 减压除去溶剂.柱色谱分离(石油醚60~90 ℃/乙酸乙酯, V:V＝1:3)两步以78%~90%的收率得到白色粉末状的胡椒基-咪唑类化合物4~6.

1-(苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-1H-苯并[d]咪唑(4):产率90%, 白色粉末. m.p. 102~103 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 8.40 (s, 1H), 7.65 (d, J＝6.8 Hz, 1H), 7.57 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.23~7.17 (m, 2H), 6.96 (s, 1H), 6.87 (s, 2H), 5.98 (s, 2H), 5.38 (s, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.6, 146.9, 144.1, 143.7, 133.6, 130.7, 122.4, 121.6, 121.2, 119.5, 110.8, 108.4, 108.2, 101.2, 47.5; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₁₅H₁₃N₂-O₂ [M+H]⁺ 253.0972, found 253.0972.

1-(苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑(5):产率78%, 白色粉末. m.p. 120~121 ℃; ¹H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 7.73~7.70 (m, 1H), 7.26~7.19 (m, 3H), 6.73 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.57~6.53 (m, 2H), 5.93 (s, 2H), 5.22 (s, 2H), 2.58 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ: 151.9, 148.5, 147.5, 142.7, 135.5, 129.8, 122.5, 122.2, 119.8, 119.3, 109.5, 108.7, 107.0, 101.4, 47.1, 14.2; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₁₆H₁₅N₂O₂ [M+H]⁺ 267.1128, found 267.1127.

1-(苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑(6):产率89%, 白色粉末. m.p. 105~106 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 8.23 (s, 1H), 7.41 (s, 1H), 7.32 (s, 1H), 6.91~6.80 (m, 3H), 5.97 (s, 2H), 5.31 (s, 2H), 2.29 (s, 3H), 2.27 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.5, 146.8, 143.2, 142.3, 132.2, 131.0, 131.02, 129.99, 121.0, 119.6, 110.7, 108.3, 108.0, 101.1, 47.4, 20.2, 20.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₁₇H₁₇N₂O₂ [M+H]⁺ 281.1285, found 281.1285.

3.5 化合物7~33的合成

称取胡椒基-咪唑类化合物(1 mmol)和卤代物(1.2 mmol)于25 mL圆底烧瓶中, 加入丙酮10 mL, 搅拌回流5~12 h, 有白色固体析出, TLC检测反应完全后, 过滤, 固体用乙酸乙酯洗涤(15 mL×3), 真空干燥得到咪唑盐类化合物, 收率81%~96%.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-苯甲酰甲基)-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(7):产率88%, 白色粉末. m.p. 202~203 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.90 (d, J＝4.8 Hz, 1H), 8.13 (s, 4H), 7.80 (t, J＝6.8 Hz, 1H), 7.70~7.66 (m, 4H), 7.26~7.09 (m, 2H), 7.00 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 6.48 (s, 2H), 6.05 (s, 2H), 5.82 (s, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 191.3, 147.8, 143.4, 134.6, 133.8, 132.2, 130.5, 129.1, 128.5, 127.3, 126.9, 126.7, 122.8, 114.2, 114.1, 109.0, 108.7, 101.5, 53.5, 49.9; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₃H₁₉N₂O₃ [M－Br]⁺ 371.139, found 371.1388.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-甲氧基苯甲酰甲基))-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(8):产率87%, 白色粉末. m.p. 216~217 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.84 (d, J＝13.2 Hz, 1H), 8.12~8.06 (m, 4H), 7.68 (s, 2H), 7.21~7.13 (m, 4H), 6.99 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.40 (s, 2H), 6.05 (s, 2H), 5.80 (s, 2H), 3.91 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 189.5, 164.3, 147.8, 147.7, 143.5, 132.2, 131.0, 130.5, 127.3, 126.9, 126.7, 126.6, 122.8, 114.4, 114.2, 114.0, 109.0, 108.7, 101.5, 55.9, 52.9, 49.9; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₄H₂₁N₂O₄ [M－Br]⁺ 401.1496, found 401.1494.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-溴苯甲酰甲基))-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(9):产率86%, 白色粉末. m.p. 252~253 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO- d₆) δ: 9.83~9.80 (m, 1H), 8.13~8.06 (m, 4H), 7.90 (d, J＝8.4 Hz, 2H), 7.72~7.66 (m, 2H), 7.18~7.13 (m, 2H), 6.99 (d, J＝4.0 Hz, 1H), 6.42 (d, J＝7.6 Hz, 2H), 6.05 (s, 2H), 5.80 (s, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 190.7, 147.83, 147.8, 143.3, 132.9, 132.2, 130.5, 130.4, 128.8, 127.2, 126.9, 126.8, 122.8, 114.2, 114.0, 109.0, 108.7, 101.5, 53.4, 49.9; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₃H₁₈BrN₂O₃ [M－Br]⁺ 449.0495, found 449.0496.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-萘甲酰甲基)-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(10):产率92%, 白色粉末. m.p. 266~267 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.88 (s, 1H), 8.95 (s, 1H), 8.24 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 8.17~8.13 (m, 3H), 8.09 (t, J＝6.0 Hz, 2H), 7.79~7.67 (m, 4H), 7.21 (s, 1H), 7.16 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.01 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.58 (s, 2H), 6.06 (s, 2H), 5.82 (s, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 191.3, 147.9, 147.8, 143.5, 135.6, 132.3, 132.1, 131.1, 131.0, 130.6, 129.8, 129.5, 128.8, 128.0, 127.5, 127.3, 127.0, 126.8, 123.4, 122.8, 114.2, 114.1, 109.1, 108.7, 101.5, 53.4, 50.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₇H₂₁N₂O₃ [M－Br]⁺ 421.1547, found 421.1546.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-溴苄基))-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(11):产率92%, 白色粉末. m.p. 241~242 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.13~10.08 (m, 1H), 8.04 (d, J＝7.2, Hz, 1H), 7.96 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 7.67~7.64 (m, 4H), 7.53 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.22 (s, 1H), 7.14 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 6.98 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.05 (s, 2H), 5.80 (d, J＝3.6 Hz, 2H), 5.70 (d, J＝3.2 Hz, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 142.7, 133.4, 132.0, 131.1, 131.0, 130.8, 127.3, 126.8, 126.8, 122.8, 122.2, 114.2, 114.0, 109.1, 108.6, 101.5, 50.0, 49.4; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₂H₁₈BrN₂O₂ [M－Br]⁺ 421.0546, found 421.0546.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(萘-2-甲基))-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(12):产率95%, 白色粉末. m.p. 218~219 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.10 (d, J＝6.4 Hz, 1H), 8.13 (s, 1H), 8.05~7.92 (m, 5H), 7.67~7.61 (m, 3H), 7.60~7.56 (m, 2H), 7.21 (s, 1H), 7.14 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.98 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.04 (s, 2H), 5.96 (s, 2H), 5.70 (s, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 142.7, 132.8, 132.7, 131.4, 131.3, 131.1, 128.9, 127.9, 127.8, 127.7, 127.4, 126.9, 126.8, 126.83, 125.80, 122.7, 114.2, 114.1, 109.0, 108.6, 101.5, 50.3, 50.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₆H₂₁N₂O₂ [M-Br]⁺ 393.1958, found 393.1958.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-甲基苄基))-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(13):产率89%, 白色粉末. m.p. 206~207 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.07~10.04 (m, 1H), 8.03~8.01 (m, 1H), 7.97~7.95 (m, 1H), 7.66~7.61 (m, 2H), 7.44 (d, J＝7.2 Hz, 2H), 7.24~7.19 (m, 3H), 7.12 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.97 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.04 (s, 2H), 5.74 (s, 2H), 5.68 (s, 2H), 2.29 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 142.5, 138.3, 131.1, 131.0, 130.9, 129.6, 128.4, 127.4, 126.8, 122.7, 114.14, 114.10, 109.0, 108.6, 101.5, 50.0, 49.9, 20.8; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₃H₂₁N₂O₂ [M－Br]⁺ 357.1598, found 357.1599.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(2-溴苄基))-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(14):产率86%, 白色粉末. m.p. 175~176 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.09~10.2 (m, 1H), 8.07 (d, J＝5.6 Hz, 1H), 7.95~7.93 (m, 1H), 7.77 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.70~7.64 (m, 2H), 7.49~7.45 (m, 2H), 7.42~7.38 (m, 1H), 7.20~7.19 (m, 1H), 7.15 (d, J＝6.4 Hz, 1H), 6.97 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.04 (s, 2H), 5.88 (s, 2H), 5.74 (d, J＝6.4 Hz, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 143.2, 133.4, 132.6, 131.3, 131.1, 131.01, 130.98, 130.88, 128.5, 127.4, 127.4, 127.0, 126.9, 123.2, 122.7, 114.3, 114.0, 109.0, 108.6, 101.4, 50.7, 49.9; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₂H₁₈Br-N₂O₂ [M－Br]⁺ 421.0546, found 421.0549.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-硝基苄基))-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(15):产率88%, 白色粉末. m.p. 200~201 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.14 (d, J＝14.0 Hz, 1H), 8.28 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 8.05 (d, J＝7.2 Hz, 1H), 7.93 (d, J＝6.8 Hz, 1H), 7.81 (d, J＝7.2 Hz, 2H), 7.69~7.62 (m, 2H), 7.23 (s, 1H), 7.14 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 6.99 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.05 (s, 2H), 6.01 (s, 2H), 5.73 (s, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 147.6, 143.1, 141.4, 131.13, 131.09, 129.6, 127.2, 127.0, 126.9, 124.0, 122.9, 114.3, 113.9, 109.2, 108.6, 101.5, 50.1, 49.3; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₂H₁₈N₃O₄ [M－Br]⁺ 388.1292, found 388.1291.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-苯甲酰甲基)-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(16):产率96%, 白色粉末. m.p. 279~280 ℃; ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 8.17 (d, J＝9.0 Hz, 2H), 8.08~8.03 (m, 2H), 7.81 (t, J＝9.3 Hz, 1H), 7.71~7.58 (m, 4H), 6.98~6.91 (m, 3H), 6.51 (s, 2H), 6.04 (s, 2H), 5.83 (s, 2H), 2.95 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 191.2, 153.4, 147.9, 147.4, 134.7, 133.8, 131.6, 130.7, 129.0, 128.8, 127.8, 126.4, 121.2, 113.4, 108.7, 107.9, 101.5, 52.2, 48.2, 10.9; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₄H₂₁N₂O₃ [M－Br]⁺ 385.1457, found 385.1456.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-甲氧基苯甲酰甲基))-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(17):产率91%, 白色粉末. m.p. 286~287 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 8.15 (d, J＝8.8 Hz, 2H), 8.05 (d, J＝7.6 Hz, 2H), 7.66~7.59 (m, 2H), 7.20 (d, J＝8.8 Hz, 2H), 6.97~6.92 (m, 3H), 6.47 (s, 2H), 6.04 (s, 2H), 5.84 (s, 2H), 3.92 (s, 3H), 2.94 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 189.4, 164.4, 153.4, 147.9, 147.4, 131.7, 131.3, 130.7, 127.8, 126.6, 126.42, 126.40, 121.2, 114.3, 113.4, 113.3, 108.7, 107.9, 101.5, 55.9, 51.8, 48.1, 11.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₅H₂₃N₂O₄ [M－Br]⁺415.1652, found 415.1653.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-溴苯甲酰甲基))-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(18):产率86%, 白色粉末. m.p. 262~263 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 8.24~7.98 (m, 4H), 7.91 (d, J＝6.0 Hz, 2H), 7.64~7.59 (m, 4H), 6.96 (d, J＝8.0 Hz, 3H), 6.56 (s, 2H), 6.04 (s, 2H), 5.85 (s, 2H), 2.99 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 190.7, 153.4, 147.9, 147.4, 132.8, 132.1, 131.6, 130.8, 130.7, 128.9, 127.8, 126.5, 126.4, 121.3, 113.4, 108.7, 107.9, 101.5, 52.4, 48.2, 11.1; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₄H₂₀BrN₂O₃ [M－Br]⁺ 463.0652, found 463.065.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-萘甲酰甲基)-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(19):产率89%, 白色粉末. m.p. 268~269 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.02 (s, 1H), 8.24 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 8.12~8.06 (m, 5H), 7.80~7.71 (m, 2H), 7.68~7.61 (m, 2H), 7.00~6.94 (m, 3H), 6.66 (s, 2H), 6.05 (s, 2H), 5.85 (s, 2H), 3.00 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 191.1, 153.4, 147.9, 147.4, 135.7, 132.0, 131.7, 131.5, 131.1, 130.8, 129.8, 129.5, 128.6, 128.0, 127.8, 127.5, 126.5, 126.4, 123.6, 121.3, 113.4, 113.3, 108.7, 108.0, 101.5, 52.2, 48.2, 11.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₈H₂₃N₂O₃ [M－Br]⁺ 435.1703, found 435.1702.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-溴苄基))-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(20):产率96%, 白色粉末. m.p. 311~312 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.94 (s, 2H), 7.60 (d, J＝7.6 Hz, 4H), 7.37 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.03 (s, 1H), 6.98~6.93 (m, 2H), 6.03 (s, 2H), 5.83 (s, 2H), 5.73 (s, 2H), 3.04 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 152.7, 147.8, 147.3, 133.7, 131.9, 131.1, 131.0, 129.8, 127.7, 126.4, 121.6, 121.4, 113.5, 113.3, 108.6, 108.2, 101.4, 48.4, 47.8, 11.3; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₃H₂₀BrN₂O₂ [M－Br]⁺ 435.0703, found 435.0708.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(萘-2-甲基))-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(21):产率87%, 白色粉末. m.p. 264~265 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.99~7.92 (m, 5H), 7.91~7.88 (m, 1H), 7.63~7.58 (m, 2H), 7.57~7.50 (m, 3H), 7.03 (s, 1H), 6.97~6.94 (m, 2H), 6.03 (s, 2H), 5.99 (s, 2H), 5.75 (s, 2H), 3.09 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 152.7, 147.9, 147. 8, 132.8, 132.6, 131.8, 131.3, 131.1, 128.8, 127.9, 127.8, 127.7, 126.8, 126.7, 126.43, 126.39, 126.3, 125.2, 121.4, 113.5, 113.4, 108.6, 108.2, 101.4, 48.7, 48.4, 11.3; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₇H₂₃N₂O₂ [M－Br]⁺ 407.1754, found 407.1753.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-甲基苄基))-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(22):产率89%, 白色粉末. m.p. 299~300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.96~7.93 (m, 2H), 7.61~7.58 (m, 2H), 7.28 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.20 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.00 (s, 1H), 6.94 (s, 2H), 6.02 (s, 2H), 5.77 (s, 2H), 5.72 (s, 2H), 3.04 (s, 3H), 2.28 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 152.4, 147.8, 147.4, 137.9, 131.2, 131.1, 131.0, 129.6, 127.8, 127.5, 126.4, 121.4, 113.5, 113.4, 108.6, 108.2, 101.4, 48.3, 48.2, 20.8, 11.3; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₄H₂₃N₂O₂ [M－Br]⁺ 317.1754, found 317.1752.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(2-溴苄基))-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(23):产率93%, 白色粉末. m.p. 234~235 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.98 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.80~7.77 (m, 1H), 7.72 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 7.64~7.55 (m, 2H), 7.38~7.33 (m, 2H), 7.04~7.00 (m, 2H), 6.96 (s, 2H), 6.03 (s, 2H), 5.83 (s, 2H), 5.75 (s, 2H), 2.98 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 53.1, 147.8, 147.4, 133.3, 132.8, 131.2, 131.1, 130.5, 128.51, 128.48, 127.7, 126.6, 126.5, 122.0, 121.4, 113.6, 113.2, 108.6, 108.1, 101.4, 49.1, 48.4, 11.3; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₃H₂₂BrN₂O₂ [M－Br]⁺ 435.0703, found 435.0704.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-硝基苄基))-2-甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(24):产率88%, 白色粉末. m.p. 306~307 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 8.25 (d, J＝8.8 Hz, 2H), 7.96~7.94 (m, 1H), 7.90~7.87 (m, 1H), 7.66~7.58 (m, 4H), 7.03 (s, 1H), 7.00~6.94 (m, 2H), 6.03 (s, 2H), 6.00 (s, 2H), 5.73 (s, 2H), 3.02 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 153.0, 147.8, 147.4, 141.7, 131.1, 131.0, 128.7, 127.7, 126.53, 126.51, 124.0, 121.5, 113.6, 113.2, 108.6, 108.3, 101.4, 48.4, 47.8, 11.3; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₃H₂₂N₃O₄ [M－Br]⁺ 402.1448, found 402.1447.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-苯甲酰甲基)-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(25):产率95%, 白色粉末. m.p. 221~222 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.71 (s, 1H), 8.13 (d, J＝7.6 Hz, 2H), 7.91 (d, J＝14.4 Hz, 2H), 7.80 (t, J＝7.2 Hz, 1H), 7.67 (t, J＝7.6 Hz, 2H), 7.17 (s, 1H), 7.12 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.99 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.39 (s, 2H), 6.05 (s, 2H), 5.74 (s, 2H), 2.41 (s, 3H), 2.36 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 191.3, 147.8, 147.7, 142.1, 136.7, 136.5, 134.6, 133.8, 130.7, 129.1, 129.0, 128.5, 127.5, 122.6, 113.6, 113.4, 108.9, 108.7, 101.5, 53.3, 49.7, 20.1, 20.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₅H₂₃N₂O₃ [M－Br]⁺ 399.1703, found 399.1704.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-甲氧基苯甲酰甲基))-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(26):产率94%, 白色粉末. m.p. 194~195 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.68 (s, 1H), 8.10 (d, J＝8.4 Hz, 2H), 7.88 (d, J＝22.8 Hz, 2H), 7.20~7.16 (m, 3H), 7.10 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 6.98 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.30 (s, 2H), 6.04 (s, 2H), 5.71 (s, 2H), 3.91 (s, 3H), 2.41 (s, 3H), 2.36 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 189.5, 164.3, 147.8, 147.7, 142.2, 136.7, 136.5, 130.9, 130.7, 129.0, 127.5, 126.7, 122.6, 114.4, 113.5, 113.4, 108.9, 108.7, 101.5, 55.9, 52.9, 49.7, 20.1, 20.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₆H₂₅N₂O₄ [M－Br]⁺ 429.1809, found 429.1808.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-溴苯甲酰甲基))-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(27):产率94%, 白色粉末. m.p. 194~195 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.68 (s, 1H), 8.10 (d, J＝8.4 Hz, 2H), 7.88 (d, J＝22.8 Hz, 2H), 7.20~7.16 (m, 3H), 7.10 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 6.98 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.30 (s, 2H), 6.04 (s, 2H), 5.71 (s, 2H), 3.91 (s, 3H), 2.41 (s, 3H), 2.36 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 189.5, 164.3, 147.8, 147.7, 142.2, 136.7, 136.5, 130.9, 130.7, 129.0, 127.5, 126.7, 122.6, 114.4, 113.5, 113.4, 108.9, 108.7, 101.5, 55.9, 52.9, 49.7, 20.1, 20.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₆H₂₅N₂O₄ [M－Br]⁺ 429.1809, found 429.1808.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-萘甲酰甲基)-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(28):产率90%, 白色粉末. m.p. 230~231 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.74 (s, 1H), 8.94 (s, 1H), 8.24 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 8.15 (d, J＝8.8 Hz, 1H), 8.10~8.06 (m, 2H), 7.93 (s, 2H), 7.78~7.70 (m, 2H), 7.18 (d, J＝1.2 Hz, 1H), 7.13 (d, J＝8.0, 1H), 7.00 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.51 (s, 2H), 6.05 (s, 2H), 5.75 (s, 2H), 2.42 (s, 3H), 2.37 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 191.3, 147.8, 147.7, 142.2, 136.7, 136.5, 135.6, 132.1, 131.1, 130.9, 130.8, 129.8, 129.4, 129.1, 128.8, 128.0, 127.5, 127.4, 123.4, 122.6, 113.6, 113.4, 108.9, 108.7, 101.5, 53.3, 49.7, 20.1, 20.0; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₉H₂₅N₂O₃ [M－Br]⁺ 449.186, found 449.1859.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-溴苄基))-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(29):产率89%, 白色粉末. m.p. 257~258 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.98~9.95 (m, 1H), 7.86 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.63 (d, J＝8.4 Hz, 2H), 7.49 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.19 (s, 1H), 7.11 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.97 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.04 (s, 2H), 5.73 (s, 2H), 5.63 (s, 2H), 2.38 (s, 3H), 2.36 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 141.4, 136.7, 136.6, 133.6, 132.0, 130.6, 129.6, 129.5, 127.5, 122.6, 122.1, 113.6, 113.4, 109.0, 108.7, 101.5, 49.8, 49.2, 20.1; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₄H₂₂BrN₂O₂ [M－Br]⁺ 449.0859, found 449.0857.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(萘-2-甲基))-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(30):产率92%, 白色粉末. m.p. 198~199 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.98 (s, 1H), 8.07 (s, 1H), 7.99~7.93 (m, 3H), 7.83 (d, J＝8.0 Hz, 2H), 7.61~7.56 (m, 3H), 7.18 (s, 1H), 7.11 (d, J＝7.6 Hz, 1H), 6.97 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.04 (s, 2H), 5.90 (s, 2H), 5.64 (s, 2H), 2.37 (s, 3H), 2.34 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 141.4, 136.7, 136.6, 132.8, 131.7, 129.8, 129.6, 128.9, 127.9, 127.8, 127.7, 127.4, 126.8, 125.6, 122.5, 113.6, 113.4, 108.9, 108.6, 101.5, 50.1, 49.8, 20.1; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₈H₂₅N₂O₂ [M－Br]⁺ 421.1911, found 421.1914.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-甲基苄基))-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(31):产率88%, 白色粉末. m.p. 252~253 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.01~9.91 (m, 1H), 7.85 (d, J＝2.4 Hz, 1H), 7.79 (s, 1H), 7.41 (s, 2H), 7.22 (d, J＝7.6 Hz, 2H), 7.19~7.17 (m, 1H), 7.11~7.09 (m, 1H), 6.96 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.04 (s, 2H), 5.68 (s, 2H), 5.63 (s, 2H), 2.37 (s, 3H), 2.36 (s, 3H), 2.29 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 141.2, 138.2, 136.6, 131.2, 129.6, 129.5, 128.3, 127.7, 122.5, 113.5, 113.4, 108.9, 108.6, 101.5, 49.7, 49.6, 20.8, 20.1; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₅H₂₅N₂O₂ [M－Br]⁺ 385.1911, found 385.1916.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(2-溴苄基))-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(32):产率88%, 白色粉末. m.p. 168~169 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.89~9.84 (m, 1H), 7.89 (s, 1H), 7.78~7.74 (m, 2H), 7.48~7.44 (m, 1H), 7.41~7.37 (m, 2H), 7.17 (s, 1H), 7.11 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.96 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.03 (s, 2H), 5.80 (s, 2H), 5.66 (s, 2H), 2.38 (s, 3H), 2.35 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.7, 147.6, 141.8, 136.8, 136.7, 133.4, 132.8, 131.1, 130.7, 129.9, 129.4, 128.6, 127.6, 123.1, 122.5, 113.7, 113.4, 108.8, 108.6, 101.4, 50.5, 49.7, 20.1; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₄H₂₂BrN₂O₂ [M－Br]⁺ 449.0859, found 449.0863.

1-((苯并[d][1, 3]二氧杂环戊烯-5-基甲基)-3-(4-硝基苄基))-5, 6-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-3-溴盐(33):产率92%, 白色粉末. m.p. 251~252 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.00~9.97 (m, 1H), 8.26 (d, J＝8.8 Hz, 2H), 7.86 (s, 1H), 7.74 (d, J＝8.0 Hz, 3H), 7.19 (s, 1H), 7.11 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.96 (d, J＝8.0 Hz, 1H), 6.03 (s, 2H), 5.92 (s, 2H), 5.64 (s, 2H), 2.37 (s, 3H), 2.33 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 147.8, 147.7, 147.6, 141.6, 136.8, 136.7, 129.6, 129.5, 129.4, 127.4, 124.1, 122.7, 113.6, 113.3, 109.1, 108.6, 101.5, 49.9, 49.1, 20.1; HRMS (ESI-TOF) calcd for C₂₄H₂₂BrN₃O₄ [M－Br]⁺ 416.1605, found 416.1605.

3.6 生物活性筛选

胡椒基-咪唑及咪唑盐化合物4~33经纯化及结构鉴定后, 进行了肿瘤细胞毒活性的筛选.采用MTS法进行测定:选取白血病(HL-60)、肝癌(SMMC-7721)、肺癌(A-549)、乳腺癌(MCF-7)和结肠癌(SW480) 5种肿瘤细胞株, 采用含10%胎牛血清的培养液接种, 加入待测化合物溶液后, 37 ℃培养48 h.然后选择570 nm波长, 用酶联免疫检测仪(Bio-Rad 680)读取光吸收值, 同一样品重复三次, 最后用两点法(Reed and Muench法)计算获得化合物的IC₅₀值.

辅助材料(Supporting Information) 化合物4~33的¹H NMR和¹³C NMR谱图及化合物8的X射线晶体结构.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

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  (汪学全, 李艳, 羊晓东, 张洪彬, 有机化学, 2015, 35, 1276.)
  (f) Zhu, P. F.; Zhao, J. F.; Yang, X. D.; Zhang, H. B. Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 1167 (in Chinese).
  (朱培芳, 赵静峰, 羊晓东, 张洪彬, 有机化学, 2014, 34, 1167.)
  (g) Liu, L. X.; Wang, X. Q.; Yan, J. M.; Li, Y.; Sun, C. J.; Chen, W.; Zhou, B.; Zhang, H. B.; Yang, X. D. Eur. J. Med. Chem. 2013, 66, 423.
  (h) Wang, X. Q.; Liu, L. X.; Li, Y.; Sun, C. J.; Chen, W.; Li, L.; Zhang, H. B.; Yang, X. D. Eur. J. Med. Chem. 2013, 62, 111.
16. [16]
  CCDC 1955188 contains the supplementary crystallographic data for compound 8. These data can be obtained free of charge from The Cambridge Crystallographic Data Center via www.ccdc.cam.ac.uk/data_request/cif.
17. [17]
  Nadim, S. S.; Kathrin, J.; Matthias, B. Org. Lett. 2007, 9, 5429. doi: 10.1021/ol7021802

图 1 Lycorine、Podophyllotoxin和NIMIB的结构

Figure 1 Structures of lycorine、podophyllotoxin and NIMIB

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图式 1 胡椒基-咪唑盐化合物的合成

Scheme 1 Synthesis of piperonyl-imidazolium slats

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图 2 胡椒基-咪唑盐化合物7~33的结构

Figure 2 Structures of piperonyl-imidazolium slats 7~33

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图 3 化合物8的晶体结构

Figure 3 Crystal structure of compound 8

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图 4 胡椒基-咪唑盐化合物的初步构效关系分析

Figure 4 Preliminary structure-activity relationship of piperonyl-imidazolium slats

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图 5 化合物30的细胞凋亡分析

Figure 5 Cell apoptosis analysis of compound 30

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图 6 化合物30的细胞周期分析

Figure 6 Cell cycle analysis of compound 30

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表 1 化合物4~33的体外细胞毒活性数据(IC₅₀, μmol·L^－1)^a

Table 1. In vitro cytotoxic activities of compounds 4~33 (IC₅₀, μmol·L^－1)

化合物	白血病	肝癌	肺癌	乳腺癌	结肠癌
化合物	HL-60	SMMC-7721	A-549	MCF-7	SW480
4~8	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
9	7.94	＞20	＞20	8.30	＞20
10	1.46	6.34	8.44	4.70	7.71
11	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
12	1.80	11.60	17.76	5.81	12.99
13~18	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
19	1.71	4.11	6.81	2.79	6.19
20	5.05	13.00	13.90	10.89	＞20
21	2.11	4.40	8.50	5.53	11.02
22	3.25	7.42	2.34	7.20	17.66
23	2.37	10.57	6.29	8.44	18.69
24	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
25	3.57	16.88	＞20	9.07	19.08
26	4.10	9.99	＞20	7.04	12.65
27	6.22	＞20	＞20	7.76	7.25
28	1.31	4.98	6.74	4.26	7.36
29	0.63	5.63	7.07	5.29	7.36
30	0.25	2.72	4.53	3.04	5.19
31	0.40	4.69	6.13	5.40	7.77
32	0.66	4.84	7.71	5.99	7.60
33	＞20	＞20	＞20	＞20	＞20
DDP	1.81	9.62	8.58	13.93	13.73
^a实验数据为三次平行实验平均值

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

胡椒基咪唑盐类化合物的合成及生物活性研究

通讯作者: 羊晓东, xdyang@ynu.edu.cn; 张洪彬, zhanghb@ynu.edu.cn

English

Synthesis and Cytotoxic Activity of Novel Hybrid Compounds between Piperonyl and Imidazolium Salts

Corresponding author: Yang Xiaodong, E-mail: xdyang@ynu.edu.cn; Zhang Hongbin, E-mail:zhanghb@ynu.edu.cn

图 1

图式 1

1. 结果与讨论

图 2

图 3

表 1

图 4

图 5

图 6

2. 结论

3. 实验部分

3.1 仪器与试剂

3.2 化合物2的合成

3.3 化合物3的合成

3.4 化合物4~6的合成

3.5 化合物7~33的合成

3.6 生物活性筛选

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

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