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• 查尔酮及其衍生物是一类分子结构独特、生物活性良好的化合物，广泛存在于多种植物中^[1~3]。因其活泼的化学性质和低毒性的特点，近年来在新药研究方面受到广泛关注^[4~7]。我们在前期研究中发现，含哌嗪取代的查尔酮衍生具有良好的抗炎和抗肿瘤活性^[8~12]。另外，据文献报道，呋喃查尔酮化合物同样具有良好的抗炎活性^[13]。由此预期，采用活性亚结构拼接的方法将哌嗪片段引入到呋喃查尔酮分子中时，化合物可能会具有较优的生物活性。本文合成了含酰基哌嗪片段的呋喃查尔酮衍生物，并对及其抗炎活性进行研究。目标化合物的合成路线见图式 1。

  图式 1 查尔酮哌嗪衍生物的合成 Scheme1. Synthesis of chalcone-piperazine compounds

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  1   实验部分

  IKA-RCT加热磁力搅拌器；Bruker AM-400核磁共振波谱仪，TMS为内标；YANACO显微熔点仪，温度未校正。所用试剂和溶剂均为市售分析纯级，N, N二甲基甲酰胺(DMF)使用前经干燥处理。

  1.1   化合物2的合成

  称取2.76g(20mmol)4-氟苯乙酮和2.11g(22mmol)2-呋喃甲醛置于100mL圆底烧瓶中，加入40mL乙醇和20mL 20% KOH溶液，室温搅拌过夜。TLC检测反应完全后，向反应瓶中加入30mL水继续搅拌20min。抽滤，固体依次用水(20mL×3)和30%乙醇(20mL×3)洗涤，干燥后得到化合物1。称取3.25g(15mmol)化合物1和4.12g(30mmol)碳酸钾于100mL圆底烧瓶中，加入1.55g(18mmol)哌嗪和50mL无水DMF，置于油浴中110℃反应12h。TLC检测反应完成后，冷却，倒入150mL水中，并用二氯甲烷萃取(40mL×3)。有机相经无水硫酸钠干燥后真空浓缩，残余物经柱层析(甲醇/二氯甲烷(2:98，体积比)为洗脱剂)分离得到淡黄色固体4.16g，收率82%。熔点148~150℃；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：7.99(d，J=8.8Hz，2H)，7.57(d，J=15.2Hz，1H)，7.49(s，1H)，7.48(d，J=15.4Hz，1H)，6.89(d，J=8.8Hz，2H)，6.65(d，J=3.4Hz，1H)，6.48(t，J=2.4Hz，1H)，3.35(t，J=4.8Hz，4H)，3.04(t，J=5.1Hz，4H)，2.64~2.74(m，1H)；¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ：187.5，154.3，152.1，144.5，130.6，129.4，119.5，115.4，113.6，112.6，48.1，45.6。

  1.2   目标化合物3和4的合成

  称取113mg(0.4mmol)化合物2于25mL圆底烧瓶中，依次加入10mL无水二氯甲烷、138mg(1mmol)K₂CO₃、0.5mmol酰氯或磺酰氯，于室温下反应2~5 h。TLC检测反应完成后，加入20mL水搅拌30min，二氯甲烷萃取(10mL×3)，有机相经无水硫酸钠干燥后浓缩，残余物以甲醇/二氯甲烷(1:99，体积比)为洗脱剂柱层析分离得到目标化合物。

  化合物3a：淡黄色固体；熔点150~152℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：8.02(d，J=9.0Hz，2H)，7.59(d，J=15.3Hz，1H)，7.52(s，1H)，7.49(d，J=15.3Hz，1H)，6.91(d，J=9.0Hz，2H)，6.69(d，J=3.4Hz，1H)，6.51(q，J=1.8Hz，1H)，3.79(t，J=5.1Hz，2H)，3.65(t，J=4.9Hz，2H)，3.35~3.42(m，4H)，2.15(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.5，169.2，153.7，152.0，144.6，130.7，129.6，129.0，119.3，115.6，114.0，112.6，47.5，47.3，45.8，41.0，21.4。

  化合物3b：黄色固体；熔点169~171℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.99(d，J=9.0Hz，2H)，7.58(d，J=15.3Hz，1H)，7.52(s，1H)，7.48(d，J=15.3Hz，1H)，6.89(d，J=9.0Hz，2H)，6.69(d，J=3.4Hz，1H)，6.51(q，J=1.8Hz，1H)，4.12(s，2H)，3.77(t，J=4.9Hz，2H)，3.68(t，J=4.6Hz，2H)，3.43(t，J=5.3Hz，2H)，3.38(t，J=5.3Hz，2H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.3，165.1，153.4，151.8，144.6，130.5，129.5，128.9，119.1，115.6，112.6，47.3，46.9，45.5，41.6，40.8。

  化合物3c：淡黄色固体；熔点160~162℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：8.01(d，J=7.8Hz，2H)，7.72(d，J=7.8Hz，2H)，7.57(d，J=9.3Hz，2H)，7.55(s，1H)，7.51(s，1H)，7.48(d，J=15.3Hz，1H)，6.91(d，J=7.9Hz，2H)，6.68(d，J=2.5Hz，1H)，6.50(t，J=1.7Hz，1H)，3.94(s，2H)，3.56(s，2H)，3.46(s，2H)，3.33(s，2H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.5，169.0，153.6，151.9，144.6，130.61，129.6，129.3，125.8，125.7，119.2，115.7，114.2，112.6，47.5，41.9。

  化合物3d：灰白色固体；熔点154~156℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.99(d，J=8.8Hz，2H)，7.58(d，J=15.3Hz，1H)，7.51(s，1H)，7.47(d，J=15.3Hz，1H)，7.43(s，1H)，7.42(s，1H)，7.32(s，1H)，6.89(d，J=8.9Hz，2H)，6.68(d，J=3.4Hz，1H)，6.50(q，J=1.7Hz，1H)，3.88(s，2H)，3.56(s，2H)，3.41(s，2H)，3.35(s，2H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.3，167.3，153.4，151.8，144.6，138.1，135.4，130.5，130.0，129.5，129.1，125.6，119.2，115.57，114.1，112.6，47.3，41.9。

  化合物3e：褐色粘稠状；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：8.01(d，J=9.0Hz，2H)，7.59(d，J=15.3Hz，1H)，7.51(s，1H)，7.49(d，J=15.3Hz，1H)，6.91(d，J=9.0Hz，2H)，6.68(d，J=3.4Hz，1H)，6.50(q，J=1.8Hz，1H)，4.21(q，J=7.1Hz，2H)，3.65(t，J=5.0Hz，4H)，3.37(t，J=5.3Hz，4H)，1.31(t，J=7.1Hz，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.5，155.5，153.9，152.0，144.6，130.6，129.5，128.8，119.4，115.5，114.0，112.6，61.7，47.3，14.7。

  化合物4a：淡黄色固体；熔点163~165℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：8.00(d，J=8.9Hz，2H)，7.58(d，J=15.4Hz，1H)，7.48(s，1H)，7.48(d，J=153Hz，1H)，6.88(d，J=9.0Hz，2H)，6.67(d，J=3.3Hz，1H)，6.48(t，J=1.8Hz，1H)，3.67(t，J=4.9Hz，4H)，3.41(t，J=5.0Hz，4H)，2.81(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.4，153.4，152.1，144.5，131.0，129.5，119.4，114.5，113.2，111.7，47.8，46.0，34.7。

  化合物4b：黄色固体；熔点172~174℃；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：8.01(d，J=8.8Hz，2H)，7.59(d，J=15.3Hz，1H)，7.51(s，1H)，7.48(d，J=15.3Hz，1H)，6.93(d，J=8.9Hz，2H)，6.68(d，J=3.4Hz，1H)，6.50(q，J=1.8Hz，1H)，3.45(s，8H)，2.25~2.32(m，1H)，1.20(q，J=2.2Hz，2H)，1.02(q，J=2.3Hz，2H)；¹³C NMR(101MHz，CDCl₃)δ：187.6，153.6，152.0，144.7，130.7，129.8，119.3，115.7，114.5，112.7，47.7，45.9，25.7。

  化合物4c：淡褐色固体；熔点151~153℃；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：8.00(d，J=9.0Hz，2H)，7.58(d，J=15.3Hz，1H)，7.49(s，1H)，7.49(d，J=15.3Hz，1H)，6.88(d，J=8.9Hz，2H)，6.68(d，J=3.3Hz，1H)，6.49(q，J=1.8Hz，1H)，3.48(t，J=4.8Hz，4H)，3.40(t，J=5.1Hz，4H)，2.28(s，3H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.4，154.7，152.2，144.5，133.5，131.0，130.6，129.3，122.6，120.4，119.4，115.4，113.9，112.2，48.5，46.0，21.5。

  化合物4d：淡黄色固体；熔点181~183℃；¹H NMR (400MHz，CDCl₃)δ：7.98(d，J=8.8Hz，2H)，7.85(d，J=8.7Hz，2H)，7.58(d，J=15.3Hz，1H)，7.51(s，1H)，7.46(d，J=15.3Hz，1H)，7.39(d，J=8.6Hz，2H)，6.87(d，J=8.8Hz，2H)，6.69(t，J=3.4Hz，1H)，6.51(q，J=1.8Hz，1H)，3.46(t，J=4.6Hz，4H)，3.20(t，J=5.0Hz，4H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.6，153.4，152.6，152.0，144.7，134.0，130.6，130.0，129.8，129.6，121.1，119.2，115.75，114.5，112.7，47.4，45.8。

  化合物4e：灰白色固体；熔点164~166℃；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：8.35(s，1H)，7.99(d，J=8.5Hz，2H)，7.94(d，J=9.0Hz，2H)，7.9.(s，1H)，7.77(d，J=8.7Hz，1H)，7.61~7.65(m，2H)，7.56(d，J=15.3Hz，1H)，7.49(s，1H)，7.43(d，J=15.3Hz，1H)，6.82(d，J=9.1Hz，2H)，6.66(d，J=3.4Hz，1H)，6.49(q，J=1.8Hz，1H)，3.44(t，J=4.8Hz，4H)，3.23(t，J=5.2Hz，4H)；¹³C NMR (101MHz，CDCl₃)δ：187.6，153.4，152.0，144.7，135.08，132.3，130.6，129.7，129.5，129.3，129.1，128.0，127.8，123.0，119.3，115.6，114.3，112.7，47.3，45.8。

  表 1  目标化合物的结构及反应收率 Table 1.  The structures and reaction yields of the target compounds

  表选项

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  化合物	R	收率/%
  3a	CH3-	93
  3b	ClCH2-	88
  3c		82
  3d		86
  3e	C2H5O-	90
  4a	CH3-	72
  4b		89
  4c		83
  4d		88
  4e		78

  1.3   化合物的抗炎活性

  以地塞米松为阳性对照品，采用细菌脂多糖(LPS)诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症模型评价化合物抑制NO产生的活性。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，MTT法测定各化合物(40、20、10、5、2.5、1.25μmol/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)和地塞米松组(终浓度为10μmol/L地塞米松和终浓度为1.5μg/mL LPS)，37℃下，5% CO₂培养24h后，收集培养上清，采用Griess法检测各培养上清中炎性介质NO含量，每次试验重复3次，并计算IC₅₀，结果见表 2。

  表 2  化合物的体外抗炎活性 Table 2.  In vitro anti-inflammatory activities of compounds

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  Compound	NO generation (IC50，μmol/L)
  3a	＞40
  3b	21.32
  3c	＞40
  3d	＞40
  3e	＞40
  4a	27.04
  4b	34.06
  4c	16.13
  4d	3.88
  4e	＞40
  地塞米松	10.80[14]

  2   结果与讨论

  2.1   目标化合物的合成

  在前期研究中我们成功合成了哌嗪取代的查尔酮类化合物。本研究中参照了上述反应条件合成化合物2，但反应收率较低。推测是由于呋喃查尔酮的反应活性要高于芳环查尔酮类化合物。因此对反应条件进行了优化和筛选，考察了哌嗪的用量和温度对反应的影响。结果发现当以1.2倍量哌嗪、110℃反应12h，反应效果最好，收率达到82%。

  2.2   抗炎活性

  从表 2可以看出，该类化合物具有一定的抗炎活性。从结构上来看，磺酰胺类化合物的抗炎活性要优于酰胺类化合物，并且当分子中含有卤素取代时活性会增强。在合成的产物中，化合物4d的抗炎活性最强(IC₅₀=3.88μmol/L)，与阳性对照品地塞米松的活性相当。这为深入开展此类化合物的构效关系研究提供了参考。

  3   结论

  本文通过3步反应合成得到了10个新的哌嗪取代呋喃查尔酮衍生物，并且发现磺酰胺类化合物对NO的生成表现出较好的抑制作用。为了研究不同官能团对分子活性的影响，更多衍生物的合成及活性研究正在进行中。

• 1. [1]

     S Ayabe, T Furuya. Tetrahed. Lett., 1981, 22:2097~2098. doi: 10.1016/S0040-4039(01)93286-1

  2. [2]

     K N Kim, Y Ko, M Kang et al. Food Chem. Toxicol., 2013, 53:371~375. doi: 10.1016/j.fct.2012.12.021

  3. [3]

     G Bist, N T Pun, T B Magar, A Shrestha et al. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2017, 27:1205~1209.

  4. [4]

     廖头根, 汪秋安, 方伟琴等.有机化学, 2006, 26:685~689. doi: 10.3321/j.issn:0253-2786.2006.05.015

  5. [5]

     张恩, 王铭铭, 徐帅民等.有机化学, 2017, 37:959~966.

  6. [6]

     刘进兵, 唐君源.化学通报, 2017, 80(1):77~83. http://www.hxtb.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20160521001&flag=1

  7. [7]

     R Gaur, A S Pathania, F A Malik et al. Eur. J. Med. Chem., 2016, 122:232~246. doi: 10.1016/j.ejmech.2016.06.035

  8. [8]

     虎春艳, 郑喜, 林玉萍等.化学通报, 2016, 79(11):1089~1092. http://www.hxtb.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20160424001&flag=1

  9. [9]

     虎春艳, 郑喜, 林玉萍等.化学通报, 2017, 80(4):396~399. http://www.hxtb.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20160712003&flag=1

  10. [10]

      Z W Mao, X Zheng, Y P Lin et al. Heterocycles, 2016, 92:1102~1110. doi: 10.3987/COM-16-13452

  11. [11]

      林玉萍, 虎春艳, 郑喜等.有机化学, 2017, 37:237~241. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yjhu201701029&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

  12. [12]

      Z W Mao, X Zheng, Y Qi et al. RSC Adv., 2016, 6:7723~7727. doi: 10.1039/C5RA20197G

  13. [13]

      K H Jeon, H B Yu, S Y Kwak et al. Bioorg. Med. Chem., 2016, 24:5921~5928. doi: 10.1016/j.bmc.2016.09.051

  14. [14]

      许贵军, 李志军, 王琦等.中国药科大学学报, 2016, 47:294~298. doi: 10.11665/j.issn.1000-5048.20160308

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  图式 1  查尔酮哌嗪衍生物的合成

  Scheme 1  Synthesis of chalcone-piperazine compounds

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  表 1  目标化合物的结构及反应收率

  Table 1.  The structures and reaction yields of the target compounds

  化合物	R	收率/%
  3a	CH3-	93
  3b	ClCH2-	88
  3c		82
  3d		86
  3e	C2H5O-	90
  4a	CH3-	72
  4b		89
  4c		83
  4d		88
  4e		78

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  表 2  化合物的体外抗炎活性

  Table 2.  In vitro anti-inflammatory activities of compounds

  Compound	NO generation (IC50，μmol/L)
  3a	＞40
  3b	21.32
  3c	＞40
  3d	＞40
  3e	＞40
  4a	27.04
  4b	34.06
  4c	16.13
  4d	3.88
  4e	＞40
  地塞米松	10.80[14]

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