English

• 二氢吡唑及其衍生物具备广泛的生物活性，如抗炎、抗氧化、抗菌、抗肿瘤活性、抗高血压、抗抑郁和镇静等作用，近年来在新药研究方面的关注度日益剧增^[1~3]。前期研究中发现，哌嗪取代的二氢吡唑类化合物具有较好的体外抗炎、抗氧化和抗肿瘤等活性^[4~5]。据文献报道，噻吩取代的二氢吡唑类化合物也具有较好的抗炎和抗菌活性^[6~9]。本文为了研究比较不同杂环取代的二氢吡唑衍生物生物活性的差异，采用生物电子等排体原理，利用噻吩环取代呋喃环，合成哌嗪取代的噻吩二氢吡唑衍生物(见图式 1)。再有，为了提高分子的抗炎活性，还对吡唑环上NH进行磺酰化，采用结合小鼠巨噬细胞Raw264.7模型进行评价，期望得到具有较优抗炎活性的磺酰胺衍生物，为该类化合物进一步构效关系研究提供参考。

  图式 1

  

  图式 1.  二氢吡唑磺胺衍生物的合成

  Scheme 1.  Synthesis of dihydropyrazole sulfonamide derivatives

  下载: 全尺寸图片 幻灯片

  1.   实验部分

  Bruker AM 400核磁共振波谱仪，TMS为内标；IR-Presstige-21型傅里叶变换红外光谱仪；YANACO显微熔点仪，温度未校正；Thermo-fishe二氧化碳培养箱。

  试剂和溶剂均为市售分析纯或化学纯级，二氯甲烷和乙腈使用前经干燥处理。

  1.1   化合物(2)的合成

  依次称取2.76g 4-氟苯乙酮(20mmol)和4.0g N-甲基哌嗪(40mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入50mL干燥乙腈溶解。随后加入5.52g(40mmol)无水碳酸钾，置于油浴上加热回流反应12h。反应结束后，真空浓缩，残余物加入100mL冷水搅拌，析出固体，抽滤，用水洗涤3次(30mL×3)，真空干燥，得到1.61g化合物1，收率74%。

  称取2.18g (10mmol)制备的化合物1和1.12g (10mmol)2-噻吩甲醛置于100mL圆底烧瓶中，加入50mL甲醇溶解后。再分批加入5g NaOH。在室温下继续搅拌24h。TLC检测反应完全后，将反应物倒入200mL冷水中，并以二氯甲烷萃取3次(30mL×3)。合并有机相，经无水硫酸钠干燥、过滤和真空浓缩，得到黄褐色固体2.43g，收率78%。产物不需要纯化，可直接进行下一步反应。

  1.2   中间体(3)的合成

  称取3.12g (10mmol)上述制备的化合物2于50mL圆底烧瓶中，加入4mL水合肼和40mL无水乙醇，加热回流反应6h。薄层色谱(TLC)检测反应完成后，冷却，将反应物倒入200mL冷水中，并用二氯甲烷萃取3次(20mL×3)。合并有机相并经无水硫酸钠干燥，真空浓缩，残余物经柱层析，以含2%甲醇的二氯甲烷溶液为洗脱剂，分离得到2.636g黄褐色固体3，收率81%。

  1.3   目标产物(4a~4h)的合成

  称取98mg(0.3mmol)化合物3于10mL圆底烧瓶中，加入5mL干燥二氯甲烷溶解，再加138mg(1mmol)碳酸钾，最后滴加0.5mmol磺酰氯。室温下反应3~12 h，并用TLC检测。反应完成后，加5mL水继续搅拌30min。二氯甲烷层直接进行柱层析分离，以2%甲醇的二氯甲烷溶液为洗脱剂，得到相应产物。

  表 1

  

  表 1  目标化合物的结构

  Table 1.  Structures of titled compounds

  下载: 导出CSV

  Compd.	R	Yield/%
  4a	4-methylphenyl	77
  4b	4-fluorophenyl	82
  4c	4-trifluoromethylphenyl	74
  4d	4-trifluoromethoxy-phenyl	81
  4e	4-tert-Butyl-phenyl	84
  4f	4-bromophenyl	85
  4g	4-nitrophenyl	70
  4h	methyl	75

  化合物4a：黄褐色固体，熔点178~179℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.75(d，J=8.3Hz，2H)，7.57(d，J=8.9Hz，2H)，7.24(d，J=8.1Hz，2H)，7.19~7.21(dd，J=1.2、1.2Hz，1H)，7.09(d，J=3.4Hz，1H)，6.92~6.94(dd，J=3.6、3.5Hz，1H)，6.87(d，J=9.0Hz，2H)，5.17~5.22(dd，J=6.5、6.5Hz，1H)，3.40~3.46(dd，J=10.8、10.7Hz，1H)，3.32(t，J=4.9Hz，4H)，3.14~3.32(dd，J=6.5、6.5Hz，1H)，2.62(t，J=4.8Hz，4H)，2.38(s，3H)，2.36(s，3H)；¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ：157.0，152.6，144.1，132.8，129.5，128.6，128.4，126.8，125.7，125.4，121.0，114.7，60.6，54.7，47.8，46.0，44.0，21.7；IR(KBr，ν/cm^-1)：3390，1670，1607，1362，1258，1011，922，826，704，608。

  化合物4b：黄色固体，熔点163~165℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.80~7.82(dd，J=5.2、5.1Hz，2H)，7.57(d，J=8.9Hz，2H)，7.16~7.17(dd，J=1.1、1.1Hz，1H)，7.05~7.10(m，3H)，6.89~6.92(dd，J=3.5、3.5Hz，1H)，6.87(d，J=9.0Hz，2H)，5.27~5.32(dd，J=6.5、6.4Hz，1H)，3.46~3.53(dd，J=10.7、10.7Hz，1H)，3.33(t，J=4.8Hz，4H)，3.17~3.23(dd，J=6.4、J=6.5Hz，1H)，2.64(t，J=4.9Hz，4H)，2.39(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：166.7，164.1，157.2，152.6，143.2，132.4，131.2，131.1，128.4，126.7，126.2，125.6，120.9，116.1，115.9，114.8，60.5，54.7，47.6，45.9，43.9；IR(KBr，ν/cm^-1)：3429，1607，1522，1354，1283，1167，1011，822，669，548。

  化合物4c：淡红色固体，熔点195~197℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃) δ：7.90(d，J=8.2Hz，2H)，7.65(d，J=8.3Hz，2H)，7.60(d，J=8.8Hz，2H)，7.13(d，J=5.0Hz，1H)，7.05(d，J=2.8Hz，1H)，6.89(s，1H)，6.88(d，J=6.2Hz，2H)，5.39~5.43(dd，J=6.4、6.4Hz，1H)，3.52~3.58(dd，J=10.8、10.7Hz，1H)，3.35(t，J=4.8Hz，4H)，3.21~3.27 (dd，J=6.4、6.4Hz，1H)，2.64(t，J=4.9Hz，4H)，2.40(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃) δ：157.2，152.7，142.6，140.3，128.7，128.5，126.7，125.7，120.7，114.8，60.5，54.7，47.6，46.0，43.7；IR(KBr，ν/cm^-1)：3449，1609，1364，1323，1175，1132，714，617。

  化合物4d：淡褐色固体，熔点151~153℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.83(d，J=8.8Hz，2H)，7.60 (d，J=8.8Hz，2H)，7.20(d，J=8.3Hz，2H)，7.13(d，J=4.7Hz，1H)，7.04(d，J=2.9Hz，1H)，6.89(s，1H)，6.88(d，J=8.5Hz，2H)，5.36~5.41(dd，J=6.5、6.6Hz，1H)，3.50~3.57(dd，J=10.7、10.6Hz，1H)，3.36(t，J=4.8Hz，4H)，3.19~3.25(dd，J=6.5、6.5Hz，1H)，2.69(t，J=4.8Hz，4H)，2.43(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：157.1，152.6，152.4，142.7，135.1，130.4，128.4，126.6，126.6，125.7，121.0，120.5，115.0，60.5，54.6，47.5，45.8，44.0，21.7；IR(KBr，ν/cm^-1)：3429，1607，1522，1362，1240，1171，1007，822，704，592。

  化合物4e：黄褐色粘稠状；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：7.77(d，J=8.4Hz，2H)，7.59(d，J=8.8Hz，2H)，7.21(d，J=8.3Hz，2H)，7.18~7.22(m，1H)，7.09(d，J=3.4Hz，1H)，6.92~6.95(dd，J=3.5、3.6Hz，1H)，6.88(d，J=8.9Hz，2H)，5.17~5.22(dd，J=6.5、6.5Hz，1H)，3.37~3.46(dd，J=10.8、10.8Hz，1H)，3.35(s，4H)，3.16~3.34(dd，J=6.4、6.5Hz，1H)，2.63(s，4H)，2.39(s，3H)，1.01(s，9H)；¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ：157.7，151.2，142.8，132.3，127.3，127.1，126.6，125.8，124.2，118.3，112.4，59.4，53.7，46.6，46.2，45.1，22.4，17.5。

  化合物4f：褐色固体，熔点187~189℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.88(d，J=8.9Hz，2H)，7.59(d，J=9.0Hz，2H)，7.18(d，J=4.8Hz，1H)，7.07(d，J=8.4Hz，2H)，6.97(s，1H)，6.91(t，J=5.6Hz，1H)，6.88(d，J=8.9Hz，2H)，5.27~5.32(dd，J=6.5、6.4Hz，1H)，3.48~3.54 (dd，J=10.8、10.7Hz，1H)，3.35(t，J=4.9Hz，4H)，3.19~3.25(dd，J=6.5、6.5Hz，1H)，2.66(t，J=5.0Hz，4H)，2.40(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：156.3，143.7，141.4，133.8，132.3，129.1，127.2，126.1，125.9，122.6，118.7，112.4，111.5，61.2，53.8，48.1，45.4，41.6。

  化合物4g：黄色固体，熔点185~187℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：8.02(d，J=8.7Hz，2H)，7.74(d，J=8.8Hz，2H)，7.66(d，J=8.3Hz，2H)，7.18(d，J=5.0Hz，1H)，7.06(d，J=2.7Hz，1H)，6.91(s，1H)，6.90(d，J=6.4Hz，2H)，5.39~5.44(m，1H)，3.54~3.60(dd，J=10.8、10.8Hz，1H)，3.37(t，J=4.9Hz，4H)，3.22~3.29(dd，J=6.4、6.5Hz，1H)，2.65(t，J=4.8Hz，4H)，2.39(s，3H)；¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ：165.3，158.4，145.4，142.5，129.4，128.1，127.3，124.3，113.2，61.1，53.6，48.4，46.5，42.4。

  化合物4h：黄褐色固体，熔点143~145℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.76(d，J=8.8Hz，2H)，7.22(d，J=8.5Hz，2H)，7.18~7.20(m，1H)，7.10(d，J=2.8Hz，1H)，6.90~6.93(m，1H)，5.15~5.22(dd，J=6.5、6.5Hz，1H)，3.41~3.46(dd，J=10.8、10.8Hz，1H)，3.37(t，J=5.0Hz，4H)，3.13~3.30(dd，J=6.4、6.5Hz，1H)，3.01(s，3H)，2.63(t，J=4.9Hz，4H)，2.36(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：157.1，150.3，141.8，130.3，129.2，128.4，127.6，125.1，122.3，121.2，111.5，58.4，53.3，48.0，44.5，41.7，28.4。

  1.4   体外抗炎活性

  采用小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症模型测试目标化合物的体外抗炎活性。以地塞米松为对照药，将对数期生长的RAW264. 7细胞(1×10⁶个/mL，100μL/孔)接种于96孔培养板中，噻唑蓝(MTT)比色法测定各化合物(40、20、10、5、2.5、1.25 μmol/L)的细胞毒性。确定无毒浓度后，取对数期生长的RAW264.7细胞(2×10⁶个/mL，100μL/孔)接种于96孔培养板中，设空白对照组、LPS模型组(加入终浓度为1.5μg/mL的LPS)、待测化合物组(同时加入药物和终浓度为1.5μg/mL的LPS)、地塞米松组(终浓度为1.5μg/mL LPS)，37℃下5% CO₂培养24h后，收集培养上清液，采用Griess法检测各上清液中NO含量，并计算IC₅₀，结果如表 2所示。

  表 2

  

  表 2  化合物的体外抗炎活性

  Table 2.  In vitro anti-inflammatory activity of compounds

  下载: 导出CSV

  Compd	NO generation/(IC50, μmol/L)
  4a	12.64
  4b	28.54
  4c	>40
  4d	31.06
  4e	20.32
  4f	>40
  4g	>40
  4h	23.15
  地塞米松	10.80

  2.   结果与讨论

  2.1   目标化合物的合成

  目标化合物的合成实验路线成熟，反应及后处理实验操作简单，高效。在前期研究基础上^[10~12]，通过对合成路线进行了优化调整，大大提高了化合物的合成效率。同时为了体现化合物结构多样性从而对其构效关系进行分析，对衍生化试剂上的取代基进行了调整，合成含供电子基团、吸电子基团和卤素等取代基的化合物。

  2.2   抗炎活性

  从表 2中可以看出，化合物4a的抗炎活性最好，与地塞米松活性相当，并且化合物4e和4h对NO的生成有潜在的抑制作用，而其他化合物的抗炎活性较弱。从初步的构效关系分析来看，与磺酰基相连的苯环上的取代基对二氢吡唑衍生物的抗炎活性影响较大，当苯环上有供电子取代基时，活性较好，如化合物4a和4e；当苯环上有卤素或吸电子取代基时，衍生物的抗炎活性很弱。这为该类化合物进一步的构效关系研究提供了参考依据。

  3.   结论

  本文通过4步反应合成得到8个3-芳基-5-噻吩基二氢吡唑磺酰胺衍生物，并发现该类化合物具有潜在的抗炎活性。为了进一步研究取代基对分子生物活性的影响，更多衍生物的制备及活性研究正在进行中。

  
  
• 1. [1]

     何旭, 黄成, 孟晓明等.安徽医科大学学报, 2015, 50(8):1053~1057. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ahykdxxb201508003

  2. [2]

     J Shi, Z X Gu, E A Jurica et al. J. Med. Chem., 2018, 61(3):681~694. doi: 10.1021/acs.jmedchem.7b00982

  3. [3]

     Z C Wang, F Q Shen, M R Yang et al. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2018, 28:3816~3821. doi: 10.1016/j.bmcl.2018.05.004

  4. [4]

     黎勇坤, 郑喜, 朱加洪等.化学通报, 2018, 81(5):461~465. http://www.hxtb.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20171031002&flag=1

  5. [5]

     毛泽伟, 刘蓓, 朱萍等.有机化学, 2018, 38(5):2167~2173. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YJHU201808036.htm

  6. [6]

     T Z Gülhan, H Weiam, S B Nurpelin et al. Lett. Drug Design Discov., 2018, 15(4):414~427. doi: 10.2174/1570180814666170704144917

  7. [7]

     H S ElBordiny, M M El-Miligy, S E Kassab et al. Eur. J. Med. Chem., 2018, 145:594~605. doi: 10.1016/j.ejmech.2018.01.026

  8. [8]

     R F George, E M Samir, M N Abdelhamed et al. Bioorg. Chem., 2019, 83:186~197. doi: 10.1016/j.bioorg.2018.10.038

  9. [9]

     R Fioravanti, N Desideri, A Carta et al. Eur. J. Med. Chem., 2017, 141:15~25. doi: 10.1016/j.ejmech.2017.09.060

  10. [10]

      高慧, 郑喜, 王斯等, 化学通报, 2017, 80(10):976~979. http://www.hxtb.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20170407004&flag=1

  11. [11]

      高慧, 万春平, 朱加洪等.化学通报, 2018, 81(1):77~82. http://www.hxtb.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20170711003&flag=1

  12. [12]

      黎勇坤, 刘蓓, 张丽君等.有机化学, 2018, 38(4):949~954. http://www.cqvip.com/QK/93463X/201804/675019975.html

• 

  图式 1  二氢吡唑磺胺衍生物的合成

  Scheme 1  Synthesis of dihydropyrazole sulfonamide derivatives

  下载: 全尺寸图片 幻灯片

  表 1  目标化合物的结构

  Table 1.  Structures of titled compounds

  Compd.	R	Yield/%
  4a	4-methylphenyl	77
  4b	4-fluorophenyl	82
  4c	4-trifluoromethylphenyl	74
  4d	4-trifluoromethoxy-phenyl	81
  4e	4-tert-Butyl-phenyl	84
  4f	4-bromophenyl	85
  4g	4-nitrophenyl	70
  4h	methyl	75

  下载: 导出CSV

  表 2  化合物的体外抗炎活性

  Table 2.  In vitro anti-inflammatory activity of compounds

  Compd	NO generation/(IC50, μmol/L)
  4a	12.64
  4b	28.54
  4c	>40
  4d	31.06
  4e	20.32
  4f	>40
  4g	>40
  4h	23.15
  地塞米松	10.80

  下载: 导出CSV
•