氮-取代芐基-6,7(or 5,7)-二甲基-2,3,4,9-四氫■喃并[2,3-b]■■-3,4-雙酮類之合成及其生理活性

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(1)氮-取代芐基-6,7(or 5,7)-二甲基-2,3,4,9-四氫■喃并 [2,3-b]? ■-3,4-雙酮類之合成及其生理活性中國醫藥學院藥物化學研究所江正傑中文摘要著者合成了一系列氮-取代芐基-6,7(or 5,7)-二甲基-2,3,4,9-四氫■喃并[2,3-b]? ■-3,4-雙酮類化合物及其衍生物，並經各種圖譜資料予以確認。之後，將所有合成經結構判定正確之化合物分別測試其抗心律不整與抗血管收縮活性。在心律測試方面，化合物 N-m-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2, 3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（14）與 N-o-methylbenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （26）呈現明顯之抑制活性，且不會抑制右心房自發性節律；而化合物 N-p-fluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b] quinolin-3,4-dione（6）與 N-m-methylbenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（11）在 30μM 也呈現明顯之抑制活性，但在 100μM 卻會抑制右心房自發性節律。而在強心測試方面，其中化合物 N-o-fluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（4）、N-m-mehylbenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-di -one（11）與 N-m-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（12）在強心方面有最好之藥理活性。至於血管鬆弛之藥理活性方面，化合物 N-p-chlorobenzyl -6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（9），N-o-fluorobenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（20）與 N-m-fluorobenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（21）在 10μM 之濃度下就有很好血管鬆弛作用。 1.

(2) SUMMARY Synthesis and Biological activity of N-substituted benzyl6,7(or 5,7) -dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro [2,3-b]quinolin-3,4-diones by Cheng-Chieh Chiang Graduate Institute of Pharmaceutical Chemistry China Medical College A series of N-substituted benzyl-6,7(or 5,7)-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-diones and related compounds has been synthesized and assigned by their spectra data. All of these synthetic compounds were evaluated for anti-arrhythmias activity and cardic vascular effect. Among the inhibiting test of the heart rate , N-m-methoxybenzyl -6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （ 14） and N-o-methylbenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4 -dione（26）exhibited the most significant activities and no effect on the pacermaker S.A. node. N-p-fluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（6）and N-m-methylbenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（11）also exhibited the inhibiting effect in the concentraction of 30 μ M， but in the concentraction of 100 μM have the inhibition to pacermaker S.A. node. Among the testing result of the contractivity , N-o-fluorobenzyl6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（4）、N-mmethylbenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4dione（11）and N-m-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（12）exhibited the most significant activities. Among the relaxation of the blood vessel , N-p-chlorobenzyl-6,72.

(3) dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（9），N-o-fluorobenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （20）and N-m-fluorobenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（21）exhibited the significant activities on relaxation of contraction in rat aorta in the concentraction of 10μM.. 3.

(4) 論文正文第一章. 緒言. 本論文之標的化合物為 Furoquinoline 之中間產物 N-substituted benzyl-6,7(or 5,7)-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-diones 及其衍生物。生理活性評估則以抗心律不整與抗血管收縮為主。因此首先將 Furoquinolones 類化合物之研究概況及其生理活性加以敘述。. 第一節. Furoquinolones 類化合物之研究概況. 一、自然界中已知之 Furoquinolones 類植物成分線型■喃? ■（linear furoquinolines）生物鹼常見於自然界芸香科（Rutaceace）植物中，此類生物鹼有顯著之生理活性，例如：skimmianine （茵芋鹼）有抗菌、鎮靜、降溫及抗利尿作用，pteleatinium chloride 具有抗菌作用，hapliphllidine、dubinidine、perfoline 具有鎮靜安神之作用，foliosidine 具有抗心律不整作用活性，dictamnine（白蘚鹼）具有強烈平滑肌收縮，子宮收縮作用 1，抗菌作用 2 及抑制鈣離子通道而造成血管擴張 3，confusameline 及 o-methylconfusameline 則有抗血小板凝集活性 4，skimmianine 和 kakusaginine 有選擇性抑制 5-HT2 活性 5 等等。但此類生物鹼未被廣泛應用於臨床上，主要可能是因為溶解度太低之故。然而結構與之相近之■喃? ■酮（furoquinolones）生物鹼則較少見於文獻。根據文獻報告此類生物鹼在自然界較為罕見，自 1968 年 F.N.Lahey 等由 Acronychia 分離出 Acrophylline 及 Acrophyllidine 6 以來，迄今已知此類生物鹼（如 Table 1 所示）大多存在於 Acronychia 屬、Dictamnus 屬、Ptelea 屬、Glycosmis 屬和 Ruta 屬植物中 6-9。根據文獻記載芸香科植物白蘚（Dictamnus dasycarpus.Turcz.）之根皮含有多種成分如 limomoids，limonin，fraxinellone（梣皮酮）， isofraxinellone 12，6β-hydroxyfraxinellone，calodendrolide，obacunon （白蘚酮）等內酯環（lactones）類及一些 furoquinoline alkaloids，例如：dictamnine(白蘚鹼)，haplopine 2。此外，亦曾由 Dictamnus albus 得 4.

(5) 到 skimmianine（茵芋鹼），γ -fagarine（崖椒鹼），maculosidine 及 8 isomaculosidine 。其中 Acrophyllidine具有強烈之抗心律不整活性其抑制缺血/再灌注 - 誘導多型性之心室心律不整（ ischemia /reperfusion-induced polymorphic ventricular tachyarrhythmias）之 EC50 為 4.4μ M 10 ； Acrophylline 具有抗過敏活性，其活性略低於 diphenhydramine 11。而其它有關此類生物鹼之合成及生理活性研究則較為少見，因此引起著者從事其合成研究之興趣。. Table 1. some furoquinolones have been isolated from plants Botanical source Alkaloids Structures (genus) O 5. 3. 6. 2 7. O. N. 8. R. 1. Acrophylline 2. Acrophyllidine 3. Glycarpine 4. Isomaculosidine 5. Isotafine 6. 8-Methoxytaifine 7. Taifine. 5. 6. 7. 8. R. Acronychia. 6. -. -. -OMe. -. -CH2 CH=C(Me)2. Acronychia. 6. -. -. -OMe. -. -(CH2 )2 C(OH)Me2. Glycosmis. 7. -OMe. -. -OMe. -. -CH3. 7. Dictammus ，Ptelea. -. -OMe. -. -OMe. -CH3. Ruta. 9. -. -. -. -OMe. -CH2 CH3. Ruta. 9. -. -. -OMe -OMe. -CH2 CH3. Ruta. 9. -. -. -OMe. -CH2 CH3. 5. -.

(6) 二、Furoquinolones 類化合物之合成方法關於一般線型喃 B ? 酮 F 類（linear furoquinolones）之合成法見 1 之文獻有 Ramachandran 法；Tüppy-Böhm 1 法；Lemieux-Von Rudloff 1 法；Govindachari 1,13 法； Narasimhan 1,14-17 法； Huffman 1, 18, 19 法； Grundon 1, 20, 21 法；Kuwayama 1, 22 法及其它等方法。本實驗參照上述文獻後，以合成簡易及方便為考量，擬定採用 Tüppy-Böhm 1 法，並稍加修飾做為合成 B喃 ? F酮類之方法。. Et O. O C. H C. Et. C. O. NH2. 1. NaH 2. ClCH2COCl. H. C O. O. O. Et. O. O O. Et O Et. O C. N H. O. O. O. O. N H. Kokasuganine Dictamine Isodictamnine. 6. O.

(7) 第二節. 心肌細胞的電氣生理概述. 依照 Hoffman 等人所述將心室肌肉細胞的動作電位（transmembrane action potential）分為 phase 4，phase 0，phase 1，phase 2，phase 3 等分期： phase 4：細胞內外的 Na＋，K＋，及 Ca2+處於平衡狀態而將電位維持在 -90mv（millivolt）。 phase 0：Na＋通道快速打開，使得 Na＋快速內流產生去極化（depolarization)，然後通道隨即關閉，在此期間 Ca2+通道打開，Ca2+ 因濃度梯度的關係而開始內流。 phase 1：因一部分 K＋外流使得細胞內電位下降。 phase 2：Ca2+大量內流，而 K＋持續外流維持一個動態平衡，即維持在高原期，而 Ca2+在此期間造成心肌收縮。 phase 3：Ca2+通道關閉，K＋大量外流使得動作電位再次下降至靜止膜電位。最後再由 Na＋ - K＋pump 將細胞內 Na＋及細胞外 K＋交換以備下次細胞的再極化。而細胞內 Ca2+會藉由 Ca2+-pump 將 Ca2+帶出細胞外。如 Fig 1 所示。. 7.

(8) 第三節. 抗心律不整藥物之概述. 心血管系統疾病為國人常見之死亡原因。其中又以高血壓，心律不整及心衰竭為主。嚴重之心臟衰竭的病人，其實發生死亡原因大多是由於心室之纖維撲動所引起的，很少是單純由於心室功能喪失所致 23-26 。因此預防及治療心臟衰竭的藥物除了必須具有強心作用外尚須具抗心律不整的作用。目前心衰竭的治療法包括使用血管張素轉換酵素(ACE)抑制劑、血管擴張劑、利尿劑、強心劑及β-受體阻斷劑，若有心律不整則給予抗心律不整作用藥。而心律不整的療法中，藥物治療佔了相當重要的一環。現今之抗心律不整的藥物，依據其電生理的效應，大致可分成下列四大類: (I) 鈉管道阻斷劑 (Sodium channel blockers)，如 Quinidine、Lidocaine、Flecainide 等能抑制心肌鈉離子之快速內流，因此延長有效不反應期及減少第四期之去極化。(II) 乙型腎上腺素接受體阻斷劑 (ß adrenergic receptor blockers)，如 Propranolol 等，能減少心臟受到交感傳導物質兒茶酚胺(catecholamine )之刺激，抑制第四期之去極化。(III) 鉀管道阻斷劑 (Potassium channel blockers)，抑制鉀管道，延長動作電位期(action potential duration )導致細胞內鈣離子濃度增加，產生正性肌性效應（ positive inotropic effect），例如 OPC-8212 27,28 、 Thaliporphine 29、RP- 62719 30 等近年來被開發出來之藥物。(IV) 鈣管道阻斷劑(Calcium channel blocker)，如 Verapamil 等，能選擇性的阻斷慢速鈣離子孔道。 H2C. Quinidine. CH. Lidocaine. H. H. CH3 O. HO. Et. C. NH. C. CH2. N. CH3O. Et. CH3 N. propranolol. Flecainide CF3CH2O. O C. Me. NH. O. CH2. CH OH. NH CH2. OCH2CF3. 8. CH2. NH. CH Me.

(9) Thaliporphine. Vesnarinone(OPC-8212) H 3CO O CH3O. N N. HO. CH3. N CH3O. NH. H3 CO. O. OCH3. Verapamil CH3O. OCH3 CH3. CH3O. CH2CH2 N. CN (CH2)3. C. OCH3. CH CH3. CH3. 然而臨床研究發現許多 class I，II，IV 抗心律不整藥物常常會產生負性肌性效應（negative inotropic effect）之副作用，因此限制了心衰竭病患之使用 31-60。由於臨床試驗研究發現許多 class I 藥物反而會增加病人死亡率，近來研究的方向已集中在發展可延長動作電位期間同時具 positive inotropic effect 的 class III 藥物，適用心衰竭之心律不整病患，為理想目標的藥物。鉀離子通道抑制劑(class III 藥物)的特性為藉延長動作電位期間進而延長鈣離子流入細胞時間，可避免或減低藥物抑制心肌功能之副作用。然而研究發現純 class III 藥物如 d-sotalol 卻有導致心律不整的不良副作用，而限制其使用。Class III 藥物 amiodarone 具有多重作用機轉，臨床研究發現其可改善心臟射出比率與心衰竭病患之存活率。然而 amiodarone 仍有許多嚴重副作用而限制其臨床使用。有鑑於此，未來仍有必要持續發展高效能低副作用之新藥。 Amiodarone Sotalol. O. NH S O. I. O. O. NH H. O. OH I. 9. N.

(10) 第四節. 癌症. 癌症可怕的地方就在於當正常細胞在致癌因子的影譬下發生突變，導致過度活絡細胞生長週期(cell cycle)，也因細胞凋亡(apoptosis) 自然機轉之反應，使異常細胞不斷的增生、擴散，進而干擾體內各項機能的運作，導致正常組織器官出現疼痛、潰爛、感染。大致來說癌細胞的形成與演進要經過四個階段： 1．開始期(initiation phase)：正常細胞的 DNA 受到致癌物、致癌因子的刺激而產生質變。 2．促進期(promotion phase)：在致癌物長期持續的刺激下促進癌細胞的大量增生，開始形成較小且良性的腫瘤。 3．進展期(progression phase)：癌細胞會快速的分裂，不斷的增生，逐漸形成較大的腫瘤，進而在腫瘤組織內產生新生血管。 4．轉移期(metastasis phase)：癌細胞經由淋巴系統或血液循環侵犯擴散到鄰近的組織，甚至遠處的轉移。癌細胞的生長與正常細胞一樣是分幾個時期來達成，這些不同時期週而復始成為一個生長的循環： 1．靜止期(G0，Gap0)：細胞內部自我成長，製造形成各種特有的功能；在這時期內，一般是對化學療法不產生反應，即藥物對其無效。 2．中間期(G1，Gapl)：細胞內的蛋白質及核糖核酸(ribonucleic acid； RNA)組成，在此末期還有大量製造 RNA 的? 產生。 3．合成期(S， DNA synthesis)：細胞內的去氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid；DNA)產生加倍作用。 4．靜止二期(G2，Gap2)：DNA 停止生長，但蛋白質、RNA 及一些細胞基本分裂結耩仍會生成。 5．分裂期(M，Mitosis)：細胞內蛋白質及 RNA 急促停止生長，而基因物質分裂到子細胞中完成分裂行為。一般的癌症治療方法有好幾種，其中化學療法(chemotherapy)最為普遍，就是使用一些化學藥物針對細胞之生長期而發生抑制作用，使癌細胞無法進行分裂增殖而致死亡。細胞毒(cytotoxicity)殺法是為 10.

(11) 化學療法之主軸，但通常在殺死癌細胞時也殺死正常正在生長的細胞，儘管現代分子生物與生化科技進展快速，但癌症的研究與藥物幾乎只有微小之退展，一般的化療藥物是破壞癌細胞之 DNA，但是對於癌細胞的血管並沒有作用。目前，最熱門的研究是將癌細胞周圍的血管以藥物加以阻斷。當腫瘤細胞所需的營養與氧氣已不能從自身的血管達到滿足、或為了擴大其生長時，它們將會新生出血管(angiogenesis)來供給營養輿氧氣，近而成長並侵犯鄰近組織，經血液循環轉移至身體其它部位，這是所謂癌細胞的轉移（metastasis）。在那裡，再一次的癌細胞生長及另外的血管新生。可怕的癌細胞就是以此種十分快速的速度在身體裡生長與蔓延，因此一旦破壞了癌細胞的新生血管，將能使其終致餓死而達抗癌作用，這是癌症治瘵的另一方針。. 11.

(12) 第五節. 研究動機與目的. 關於 Substituted-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione (A) 之相關文獻，最初是在 Furo[2,3-b]quinolin-4-one 類(B)生物鹼全合成報告中,以中間體之形式出現。其生理活性之相關報告直到最近郭等 61-72 才開始合成出一系列 N-烷基衍生物，並測其抗過敏、抗發炎活性，結果發現 N-propyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione (B)具有抗過敏活性；隨後又合成一系列 A 化合物之生物等價性化合物(Bioisosteres)：N-alkylfuro[2,3-b][1,8]naphthyridine-3,4(2H,9H)-dione (C)及 4H-furo[2,3-b]pyrido[1,2-a]pyrimidine-3,4-dione (D)。. O. O. O. O. R N R'. N O CH2CH2CH3. O. (A). (B) O. O R. O. R. N R' (C). O. N. N R' (D). O. 天然界熟知的■喃? ■酮類生物鹼廣泛幾乎存在於芸香科植物中。這些生物鹼大都具有有趣的藥理活性。 Acrophylline 及 Acrophyllidine 為兩個由植物 Acronychia halophylla 分離出的■喃? ■ 酮類生物鹼具有抗過敏活性 69,70。近年來，在本實驗室合成的 ■喃? ■酮類生物鹼之研究發現 Acrophyllidine 及其衍生物 HA-7 顯示能轉換游離老鼠心臟冠狀動脈的綑紮缺血/再灌注-誘導之心室心律不整 76,77。HA-7 (E , N-benzyl-7methoxy-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione)對瞬間外流鉀 12.

(13) 電流具有抑制活性，使得動作電位週期延長，心收縮力增強，但對心跳頻率幾乎不會影響，係屬於第三類鉀管道阻斷劑，也可以說是最適用於心衰竭之心律不整病人的預防與治療。陸續本研究室又發現 N-benzyl-6(or7)-monosubstituted-2,3,4,9tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione (F)類化合物，幾乎對 HR 都有輕微的抑制作用。當第 7 位有 alkyl、alkoxy 及 halogen 等官能基置換時，對右心室（R.V.）收縮力都會增加。而其中以第 7 位為 ethyl(or ethoxy)取代的化合物（例如：N-benzyl-7-ethoxy-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin -3,4-dione）對左心房（L.A.）收縮力的增加明顯大於對 R.V.的收縮力。此結果顯示這兩個衍生物不僅會抑制鉀電流而且對鈣電流的抑制也相當明顯。另外，經由本實驗室初步研究發現，Benzyl-furoquinoline 類之化合物 CIJ-3-2F（N-o-fluorobenzyl-7-bromo-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione (G)），在離體大白鼠心臟可對抗冠狀動脈結紮缺血 /再灌流所誘發之心律不整，而此作用與其以多重作用機轉改變心肌組織之電生理學性質有關。本論文之目的在於探討 Benzyl furoquinoline 類，希望藉此找出理想心血管疾病治療藥。因此，著者乃繼續從事有關 6,7(5,7)-二甲基取代之 Furo[2,3-b] quinoline 之合成及心血管活性的研究。分別以(H)為先導物 ,在 furoquinolone nucleus 之第 6,7(5,7)位上導入 CH3 及在 N-benzyl group 導入 F、Cl、CH3、OCH3、NO2 等取代基合成一系列 N-substituted benzyl -6,7(5,7)-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（I,J）衍生物。 O. O. O. R. N O CH2. CH3O. O. N O CH2. R' R''. (E). (F). O. O. O. N O CH2. Br. N O CH 2. F (G). O. 13. (H).

(14) O. O. N. H3C. CH 3. O. H3C. O O. N. H3C. CH2 R''. O. CH2 R''. (I). (J). 而後測試這些衍生物之心收縮力、自發性心跳頻率與鬆弛血管活性。探討結構改變與活性關係,以期能尋覓出比化合物(E)及(F)更理想且具潛力的化合物。同時本實驗室在多年合成研究發現， Substituted-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione(A)的中間產物 Ethyl 2-(substituted anilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate(K)比起本實驗室所要合成的各種標的化合物都有較好之溶解度，而且發現 Ethyl 2-(3′-chloroanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate 等單氯取代化合物有生理作用，因此著者也從事了有關 Ethyl 2-(2′,3′-dichloroanilino)-4-oxo -4,5-dihydrofuran-3-carboxylate(L)及 Ethyl 2-(2′,5′-dichloroanilino)-4oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate(M)等雙氯取代化合物之合成及心血管活性研究，以便進一步作為新標的化合物研究之前題。 O. O. O. O. EtO. EtO R NH. Cl. O. NH Cl. (K). (L) O. Cl. O. EtO. NH Cl. (M). 14. O. O.

(15) 第二章第一節. 研究經過化學合成部分. 茲將 N-substituted benzyl-6,7(or5,7)-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-diones（I,J）及 Ethyl 2-(2′,3′-dichloroanilino)4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate(L)，Ethyl 2-(2′,5′-dichloroanilino) -4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate(M)等衍生物之合成過程分下面幾個單元逐一討論。. O H3C. O. N. H3C. CH3. O. O. O O. N. H3C. CH2 R''. CH2 R''. (I). (J). O. O. EtO. Cl. O. Cl. O. EtO. NH. O NH. Cl. Cl. (L). O. (M). 1、（I）系列化合物：代號（3）∼（16）。 2、（J）系列化合物：代號（19）∼（34）。（註：R 分別代表了 ortho 位、meta 位、para 位之 F、Cl、CH 3、 OCH3、NO2 等取代基） 3、化合物（L）及化合物（M）的代號分別為（35）及（36）。 15.

(16) 16.

(17) (一)、Ethyl 2-(3′,4′-dimethylanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（1）之合成以丙二酸二乙酯（diethyl malonate）為起始原料，加入懸浮在無水四氫 ■喃（ tetrahydrofuran 以下簡稱 THF ）的氫化鈉（ sodium hydride， NaH）與之反應，反應所得之 diethyl sodiomalonate 再與 chloroacetyl chloride 反應可得中間產物 Ethyl 2-ethoxy-4-oxo-4,5dihydrofuran-3-carboxylate（i），然後再與 3,4-dimethylaniline 進行縮合反應即可得化合物 1。（如 Scheme 1 所示） Scheme 1 Et. O. O. C H C H Et. O. C. O. O. O Et. 1. NaH. C. 2.Chloroacetyl chloride. O. O 3,4-dimethylaniline. 4. 3. Et. 5'. O. Et. C. 6'. O. 4. 3. 3'. 5 2. CH3 4'. O. CH 3. O1. （i）. 2'. 1'. N H. 2. O1. 5. （1 ）. 化合物 1 的結構分析： 1、化合物 1 的熔點為 114∼117℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰（M+）為 275。（圖 1-1） 3、其 IR 光譜分別於 3257.6㎝ -1 為 NH 的吸收；1706.9㎝ -1 及 1649.0 ㎝ -1 顯示 2 個羰基，分別為乙基酯及■喃環上的羰基吸收。（圖 1-2） 4、UV 光譜則在 283.0 nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.68） 5、NMR 圖譜： a、 1H-NMR 圖譜：（圖 1-3）由其積分值顯示此化合物有 17 個氫。δ2.23（3H, s）與δ 2.25（3H, s）分別為苯環上 2 個甲基之訊號，因受到在 1 號位置所接氮原子影響，所以把接在 C4'之甲基歸屬於δ 2.23（3H, s），C3'之甲基歸屬於 2.25（3H, s）；出現在最高磁場的δ1.38（3H, t, J=7.0Hz）與δ4.35（2H, q, J=7.0Hz）分別歸屬於乙基酯上乙基之訊號；其次，受到氧原子之影 17.

(18) 響，■喃環上次甲基之訊號往低磁場移動，出現在δ4.64 （2H, s）；而δ7.11（3H, s）為 Ar-H 之訊號；而δ10.13 為 NH 之訊號。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 1-4、圖 1-5）由碳譜顯示有 15 個碳原子訊號。由 HMQC 圖譜與氫譜之相關，推測δ18.99 與δ19.61 分別為苯環上 C4'之甲基與 C3'之甲基訊號；δ14.27 與δ60.25 分別為乙基酯上乙基之訊號；因為受到氧原子之影響■喃環上 C5 之訊號往低磁場移動，出現在δ75.15；δ118.75、δ122.55 與δ130.17 分別為 C6'、C2'與 C5'之訊號；而其餘四級碳，δ87.18 則被歸屬 C3 之訊號；而δ132.16、δ134.68 與δ137.70 則分別被歸屬於 C4'、C3'與 C1'之訊號；而 C4 之訊號出現在最低磁場 δ 188.11，把δ 177.27 歸屬為乙基酯上羰基之訊號，δ 165.36 歸屬為 C2 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，Ethyl 2-(3′,4′-dimethylanilino)-4oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（1）為預期之結構無誤。. 18.

(19) (二)、6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin3,4-dione（2）之合成將化合物 1 置於沸騰 diphenyl ether 中進行熱環化（ thermal cyclization），可得化合物 2。（如 Scheme 2 所示） Scheme2 O EtO. 5'. CH3. 4. 6'. 4'. O. O heat in diphenyl ether. 3. CH3 6. 5. CH3 3'. 1' 2'. N H. 2. 5. 4a. O. CH 3. （1 ）. 3a. 3 2. 7. 1. 4. O. 8a 8. 9. N H. 9a. O. 1. （2 ）. 化合物 2 的結構分析： 1、化合物 2 的熔點為＞300℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰（M+）為 229。（圖 2-1） 3、其 IR 光譜分別於 1708.8 ㎝ -1 及 1639.4 ㎝ -1 顯示 2 個羰基的吸收。（圖 2-2） 4、UV 光譜則在 250.0 nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.35） 5、NMR 圖譜：在溶媒選擇中，因 CDCl3 與 DMSO 對化合物 2 之溶解度都很差，所以著者選用 CF3COOD 當此化合物之溶媒。 a、 1H-NMR 圖譜：（圖 2-3a）由其積分值顯示此化合物有 10 個氫。δ2.61（3H, s）與δ 2.67（3H, s）分別為苯環上 2 個甲基之訊號；而δ5.33（2H, s）為原本化合物 1 即有之■喃環上 C2 訊號；而 H-5 受到 C4-羰基去遮蔽效應之影響，所以把δ8.38（1H, s）歸屬為其訊號，接著把δ7.79（1H, s）歸屬為 H-8 之訊號；因選用 CF3COOD 當化合物 2 之溶媒，所以在δ11.5 附近會有溶媒之訊號，為了確定此訊號是否為 NH 之訊號，故又選用 DMSO 為化合物 2 之溶媒再測定一次，而由圖 2-3b 得知在δ11.5 並無訊號出現，因可確定出現在圖 2-3a 之δ 11.5 訊號為 CF3COOD 訊號。而原來化合物 1 之乙氧基 19.

(20) （ethoxy）的信號已消失，顯示乙氧基已在環化的過程中脫離，因此可知化合物 1 已被環化。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 2-4、圖 2-5）由碳譜顯示有 13 個碳原子訊號。由 HMQC 圖譜與氫譜之相關，推測δ17.69 與δ19.27 分別為 C6 之甲基與 C7 之甲基訊號；δ118.91 與δ125.30 分別為 C8 與 C5 之訊號；再者δ77.67 為原本化合物 1 即有之■喃環上 C5 訊號；而把 δ137.35 與δ139.53 分別歸屬為四級碳 C6 與 C7 之訊號； δ170.53 與δ194.23 則分別歸屬為 C4 與 C3 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（ 2）為預期之結構無誤。其餘資料如 Table 2 所示。. 20.

(21) Table 2 化合物 1 和 2 的氫質譜數據對照表： O EtO. 5'. CH3. 4. 6'. 4'. O. O heat in diphenyl ether. 3. CH3 6. 5. CH3 3'. 1' 2'. N H. 2. 5. 4a. O. CH3. 3a. 3 2. 7. 1. 4. O. 8a 8. （1 ）. 9. N H. 9a. O. 1. （2 ）. 溶媒（1） CO-O-CH2-CH3 1.38（t）無 C4'-CH3 2.23（s） C6-CH3 C3'-CH3 2.25（s） C7-CH3 ＊ CO-O-CH2-CH3 4.35（q）無 H-8 H-2',H-5',H-6' 7.11（s） H-5 NH 10.13（s）無＊. CF3COOD. DMSO. （2） ----2.61（s） 2.67（s） ----7.79（s） 8.38（s） -----. （2） ----2.29（s） 2.31（s） ----7.20（s） 7.82（s） -----. 由 Table 2 可知：原本在化合物 1 上乙基酯的乙氧基的信號（＊所示）在化合物 2 時已消失；而由化合物 1 之 MS 圖譜（圖 1-1），可以看出乙氧基斷裂後的殘基，而化合物 2 已無乙氧基，可知乙氧基在環化的過程中已脫離。由此顯示可以知道化合物 1 已被環化成化合物 2，正如我們所預期的一樣。. 21.

(22) (三)、N-Substituted benzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinoline-3,4-dione 類化合物（3-16）之合成取化合物 2 懸著於 DMF 中，加入無水碳酸鉀，於 50℃溫度使之溶解（呈透明狀），分別加入碘化鉀與各種不同取代的 benzyl chloride，所得各種初產物以矽膠管柱層析（CHCl3 / EtOH）梯度沖提法沖提，然後再以 CHCl3 / EtOH 作再結晶，而得化合物 3-16。（如 Scheme 3 所示） Scheme 3. O CH 3 6. O CH3 6. 5. 4a. CH3. O 3a. 4. 3. 8a 8. 9. 9a. N H. O 1. 4a. CH 3. 4. 8a 8. 9. N. 3. 9a. O 1. 10. KI ,. CH 2. R. 11 16. 12. （2 ）. O 3a. 2. 7. K2CO3 / DMF 2. 7. 5. CH2Cl. R. （3-16 ） 13. 15 14. R = F（ortho、meta、para） R = Cl（ortho、meta、para） R = CH3（ortho、meta、para） R = OCH 3（ortho、meta、para） R= NO2（ortho、meta、para）. 3、R＝H 4、R＝ortho F 5、R＝meta F 6、R＝para F 7、R＝ortho Cl 8、R＝meta Cl 9、R＝para Cl. 10、R＝ortho CH3 11、R＝meta CH3 12、R＝para CH3 13、R＝ortho OCH3 14、R＝meta OCH3 15、R＝para OCH3 16、R＝ortho NO2. 化合物 12 的結構分析： 1、化合物 12 的熔點為 217~220℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰（M+）為 333。（圖 12-1）且其分子離子峰等裂解之相對離子峰（Fig 2），與預期相符。. 22.

(23) O. O. CH3. CH3. N. O. O. CH2. CH3. O. -CO. CH3. CH3. CH3. O. O. N. CH3. CH3. M-105(228). M(333). O. N. M-133(200). -CO. -. C O C. O. O CH3. CH3. N. CH3. CH3. N. M-161 M-189(144). -HCN. O CH3. CH3. M-188(145). -C 2H3 O.. .. CH3. CH3. M-231(102). Fig 2 化合物 12 之分子離子峰等裂解之相對離子峰. 23.

(24) 3、IR 光譜分別於 1716.5 ㎝ -1 及 1616.3 ㎝ -1 顯示 2 個羰基的吸收。（圖 12-2） 4、UV 光譜則在 250.5 nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.71） 5、NMR 圖譜： a、 1H-NMR 圖譜：（圖 12-3）由其積分值顯示此化合物有 19 個氫。δ2.18（3H, s）、δ 2.20（3H, s）與δ2.28（3H, s）分別歸屬為 C6、C7 與 C14 上甲基之訊號，而在δ4.60（2H, s）所出現之訊號即是原本在化合物 2 上就有之 H-2 訊號，於是把δ5.36（2H, s）歸屬為 H-10 之訊號；再者，H-12 與 H-16 在 NMR 測定下有相同之化學環境，所以把δ7.07（2H, d, J=6.4Hz）歸屬為其訊號，而 H-13 與 H-15 也有相同之化學環境，所以把δ 7.12（2H, d, J=6.4Hz）歸屬為其訊號；而 H-5 受到 C4-羰基去遮蔽效應之影響，所以把δ7.99（1H, s）歸屬為其訊號，接著把δ7.06（1H, s）歸屬為 H-8 之訊號。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 12-4、圖 12-5）由碳譜顯示有 19 個碳原子訊號，但由分子式得知共有 21 個碳原子，故推測分別有 2 組各 2 個碳之訊號，因化學環境相同而重疊。由 HMQC 圖譜與氫譜之相關，推測δ20.85 為原本化合物 2 上所沒有，接在 N-benzyl group 上對位甲基（即 C14）之訊號；而把δ46.63 與δ75.22 分別歸屬為 C10 與 C2 之訊號；δ116.50 與δ127.62 分別歸屬為 C8 與 C5 之訊號；由碳譜上得知δ125.92 與δ129.66 分別有較強之訊號，代表著分別有 2 組各 2 個碳，因化學環境相同而重疊，再由 HMQC 與氫譜推測，δ125.92 與δ129.66 分別為 C12、C16 與 C13、C15 之訊號；而把δ130.79、δ133.82、 δ136.25 與δ137.85 分別歸屬為四級碳 C14、C6、C7 與 C11 之訊號；δ173.99 與δ190.52 則分別歸屬為 C4 與 C3 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，N-p-methylbenzyl-6,7-dimethyl2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（ 12）為預期之結構無誤。其餘資料如 Table 3 所示。. 24.

(25) Table 3 化合物 3∼16 的氫質譜數據對照表： O 5. CH3. 4a. 4. 6. 3a. 3 2. 7 CH3. O. 8. 9 N. 8a. 9a. O 1. 10CH2 11 16. 12. R 13. 15 14 （3-16 ）. compound 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16. R H o-F m-F p-F o-Cl m-Cl p-Cl o-CH3 m-CH3 p-CH3 o-OCH3 m-OCH3 p-OCH3 o-NO2. H-2 4.67(s) 4.75(s) 4.70(s) 4.69(s) 4.74(s) 4.74(s) 4.67(s) 4.67(s) 4.67(s) 4.60(s) 4.73(s) 4.64(s) 4.74(s) 4.73(s). H-5 8.08(s) 8.13(s) 8.14(s) 8.09(s) 8.18(s) 8.20(s) 8.08(s) 8.19(s) 8.10(s) 7.99(s) 8.17(s) 8.08(s) 8.18(s) 8.26(s). ＊化合物所用之溶媒為 Chloroform-d1。. 25. H-8 7.07(s) 7.00∼7.21(m) 6.89∼7.04(m) 7.02∼7.10(m) 6.93(s) 7.04(s) 7.02(s) 6.89(s) 7.08(s) 7.06(s) 7.09(s) 7.07(s) 7.14(s) 6.90(s). H-10 5.44(s) 5.49(s) 5.44(s) 5.42(s) 5.51(s) 5.43(s) 5.41(s) 5.38(s) 5.40(s) 5.36(s) 5.43(s) 5.40(s) 5.39(s) 5.90(s).

(26) (四)、Ethyl 2-(3′,5′-dimethylanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（17）之合成以丙二酸二乙酯為起始原料，加入懸浮在無水四氫■喃的氫化鈉與之反應，反應所得之 diethyl sodiomalonate 再與 chloroacetyl chloride 反應可得中間產物 Ethyl 2-ethoxy-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（i），然後再與 3,5-dimethylaniline 進行縮合反應即可得化合物 17。（如 Scheme 4 所示） Scheme 4. Et. Et. O. C. O. H C H C O O. O 1. NaH. C. 2.Chloroacetyl chloride. O. Et. O. 4. 3 2. O1. 3,5-dimethylaniline. 5. CH 3. （i）. Et. O CH3 O C 5' 4' 6' 3 3'. O Et. 2'. 1'. N H. 2. O. 4. O1. 5. （17 ）. 化合物 17 的結構分析： 1、化合物 17 的熔點為 144∼147℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰（M+）為 275。（圖 17-1） 3、其 IR 光譜分別於 3251.5㎝ -1 為 NH 的吸收；1708.6㎝ -1 及 1662.8 ㎝-1 顯示 2 個羰基，分別為乙基酯羰基及■喃上的羰基吸收。（圖 17-2） 4、UV 光譜則在 283.0 nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.45） 5、NMR 圖譜： a、 1H-NMR 圖譜：（圖 17-3）由其積分值顯示此化合物有 17 個氫。δ2.32（6H, s）分別為苯環上 2 個甲基之訊號；出現在最高磁場的δ1.38（3H, t, J=7.0Hz）與δ4.37（2H, q, J=7.0Hz）分別歸屬於乙基酯上乙基之訊號；其次，受到氧原子的影響，■喃環上次甲基之訊號往低磁場移動，出現在δ4.67（2H, s）；而由化合物 17 之結構式判斷 H-2'與 H-6'在 NMR 磁場下應有相同之化學環境，故把δ6.99（2H, s）歸屬為 H-2'與 H-6'之訊號； 26.

(27) 把δ6.87（1H, s）歸屬為 H-4`之訊號；而δ10.18 為 NH 之訊號。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 17-4、圖 17-5）由碳譜顯示有 12 個碳原子訊號，但由分子式得知共有 15 個碳原子，故推測有 3 組各 2 個碳之訊號，因化學環境相同而重疊。由 HMQC 圖譜與氫譜之相關，推測 C5'與 C3' 之甲基在 NMR 磁場下有相同之化學環境，故把δ21.08 歸屬為其訊號；δ14.29 與δ60.33 分別為乙基酯上乙基之訊號；因為受到氧原子之影響■喃環上次甲基之訊號往低磁場移動，出現在δ75.21；δ118.95 被歸屬為 C2'與 C6'之訊號，δ127.69 被歸屬為 C4'之訊號；而由化合物 17 之結構式判斷 C3'與 C5'在 NMR 磁場下應有相同之化學環境，故把 δ139.12 歸屬為 C3'與 C5'之訊號，把δ134.38 歸屬為 C1'之訊號；而 C4 之訊號出現在最低磁場δ188.19，把δ177.33 歸屬為乙基酯羰基之訊號，δ165.37 歸屬為 C2 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，Ethyl 2-(3′,5′-dimethylanilino)-4oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（17）為預期之結構無誤。. 27.

(28) (五)、5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin3,4-dione（18）之合成將化合物 17 置於沸騰 diphenyl ether 中進行熱環化，可得化合物 18。（如 Scheme 5 所示） Scheme 5 CH3. O EtO. 5'. 6'. 4'. CH3. O 5. 4. heat in diphenyl ether. 3. CH3 3'. 1' 2'. N H. 2. 4a. 6. 5. O. O. CH3. （17 ）. 3a. 3 2. 7. 1. 4. O. 8a 8. 9. N H. 9a. O. 1. （18 ）. 化合物 18 的結構分析： 1、化合物 18 的熔點為＞300℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰（M+）為 229。（圖 18-1） 3、其 IR 光譜分別於 1705.0 ㎝ -1 及 1647.1 ㎝ -1 顯示 2 個羰基的吸收。（圖 18-2） 4、UV 光譜則在 248.0 nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.39） 5、NMR 圖譜：在溶媒選擇中，因 CDCl3 與 DMSO 對化合物 18 之溶解度都很差，所以著者選用 CF3COOD當此化合物之溶媒。 a、 1H-NMR 圖譜：（圖 18-3a）由其積分值顯示此化合物有 10 個氫。δ2.91（3H, s）與δ 3.27（3H, s）分別為苯環上 2 個甲基之訊號，因 C5 之甲基受到 C4-羰基去遮蔽效應之影響，故把δ2.91（3H, s）與δ 3.27（3H, s）分別歸屬為 C7 與 C5 之訊號；而δ5.33（2H, s）為原本化合物 17 即有之■喃環上次甲基訊號；接著把 δ7.79（1H, s）與δ7.87（1H, s）分別歸屬為 H-6 與 H-8 之訊號；因選用 CF3COOD 當化合物 18 之溶媒，所以在δ 11.5 附近會有溶媒之訊號，為了確定此訊號是否為 NH 之訊號，故又選用 DMSO 為化合物 18 之溶媒再測定一次，而由圖 18-3b 得知在δ11.5 並無訊號出現，因可確定出現 28.

(29) 在圖 18-3a 之δ11.5 訊號為 CF3COOD 訊號。而原來化合物 17 之乙氧基（ethoxy）的信號已消失，顯示乙氧基已在環化的過程中脫離，因此可知化合物 17 已被環化。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 18-4、圖 18-5）由碳譜顯示有 12 個碳原子訊號，但由分子結構式得知共有 13 個碳原子，由 HMQC 圖譜與氫譜之相關得知，在δ 117.16 之溶媒訊號與 C8 之訊號重疊，δ133.14 為 C6 之訊號；δ20.51 與δ21.97 分別為 C7 之甲基與 C5 之甲基訊號；再者δ78.29 為原本化合物 17 即有之 B喃環上次甲基訊號；而把δ141.38 與δ143.54 分別歸屬為四級碳 C5 與 C7 之訊號；δ171.74 與δ195.13 則分別歸屬為 C4 與 C3 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（18）為預期之結構無誤。其餘資料如 Table 4 所示。. 29.

(30) Table 4 化合物 17 和 18 的氫質譜數據對照表： CH3. O EtO. 5'. 5. 4. 6'. 4'. CH3. O heat in diphenyl ether. 3. 1'. CH3 3'. 2'. N H. 2. 4a. 6. 5. O. O. CH3. （17 ）. 3a. 4. 3 2. 7. 1. O. 8a 8. 9. 9a. N H. O 1. （18 ）. 溶媒（17） CO-O-CH2-CH3 1.38（t）. ＊. 無 C -CH3 C3'-CH3， C5'-CH3 2.32（s） 7 C5-CH3 ＊ CO-O-CH2-CH3 4.37（q）無 H-4' 6.87（s） H-6 H-2'，H-6' 6.99（s） H-8 NH 10.18（s）無. CF3COOD. DMSO. （18） ----2.91（s） 3.27（s） ----7.79（s） 7.87（s） -----. （18） ----2.32（s） 2.69（s） ----6.88（s） 7.04（s） -----. 由 Table 4 可知：原本在化合物 17 上乙基酯的乙氧基的信號（＊所示）在化合物 18 時已消失；而由化合物 17 之 MS 圖譜（圖 17-1），可以看出乙氧基斷裂後的殘基，而化合物 18 已無乙氧基，可知乙氧基在環化的過程中已脫離。由此顯示可以知道化合物 17 已被環化成化合物 18，正如我們所預期的一樣。. 30.

(31) (六)、N-Substituted benzy-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinoline-3,4-dione 類化合物（19-34）之合成取化合物 18 懸浮於 DMF 中，加入無水碳酸鉀，於 50℃溫之使之溶解（呈透明狀），分別加入碘化鉀與各種不同取代的 benzyl chloride，所得各種初產物以矽膠管柱層析（CHCl3 / EtOH）梯度沖提法沖提，然後再以 CHCl3 / EtOH 作再結晶，而得化合物 19-34。（如 Scheme6 所示） Scheme 6. CH 3 5. CH 3 5. O 4a. 6. 3a. 3. CH 3. 8a 8. 9. N H. 9a. O 1. 4. O 3a. 3 2. 7. K2CO3 / DMF 2. 7. CH3. 4. 4a. 6. O. O. 8a 8. 9. N. O. 9a. 1. 10. KI ,. CH2. R. 11 16. 12. （18 ）. R. CH2Cl. 13. 15 14. R = F（ortho、meta、para） R = Cl（ortho、meta、para） R = CH3（ortho、meta、para） R = OCH 3（ortho、meta、para） R= NO2（ortho、meta、para）. （19-34 ）. 19、R＝H 20、R＝ortho F 21、R＝meta F 22、R＝para F 23、R＝ortho Cl 24、R＝meta Cl 25、R＝para Cl. 26、R＝ortho CH3 27、R＝meta CH3 28、R＝para CH3 29、R＝ortho OCH3 30、R＝meta OCH3 31、R＝para OCH3 32、R＝ortho NO2 33、R＝meta NO2 34、R＝para NO2. 化合物 28 的結構分析： 1、化合物 28 的熔點為 274~276℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰（M+）為 333。（圖 28-1）且其分子離子峰等裂解之相對離子峰（Fig 3），與預期相符。. 31.

(32) CH3. O. O CH3. CH3. N. CH3. CH2. O. CH 3. -CO. O CH3. CH3. O. O. O. N. CH3. M-105(228). M(333). M-133(200). -CO. CH3. O. N. -. C O C. O CH3. CH3. N CH3. M-161. N. M-189(144). -HCN. CH3. O. CH3. M-188(145). -C 2H3 O.. . CH3. CH3. M-231(102). Fig 3 化合物 28 之分子離子峰等裂解之相對離子峰. 32. O.

(33) 3、IR 光譜分別於 1714.6 ㎝ -1 及 1616.3 ㎝ -1 顯示 2 個羰基的吸收。（圖 28-2） 4、UV 光譜則在 251.0 nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.76） 5、NMR 圖譜： a、 1H-NMR 圖譜：（圖 28-3）由其積分值顯示此化合物有 19 個氫。δ2.29（3H, s）、δ 2.32（3H, s）與δ2.85（3H, s）分別歸屬為 C7、C14 與 C5 上甲基之訊號，而在δ4.64（2H, s）所出現之訊號即是原本在化合物 18 上就有之 H-2 訊號，於是δ5.38（2H, s）則歸屬為 H-10 之訊號；再者，H-12 與 H-16 有相同之化學環境，所以把δ7.06（2H, d, J=8.1Hz）歸屬為其訊號，而 H-13 與 H-15 也有相同之化學環境，所以把δ7.16（2H, d, J=8.0Hz）歸屬為其訊號；而把δ6.89（1H, s）歸屬為 H-6 訊號，接著把δ6.98（1H, s）歸屬為 H-8 之訊號。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 28-4、圖 28-5）由碳譜顯示有 18 個碳原子訊號，但由分子式得知共有 21 個碳原子，故推測分別有 2 組各 3 個碳與 2 個碳之訊號，因化學環境相同而重疊。由 HMQC 圖譜與氫譜之相關，推測δ20.86 為原本化合物 18 上所沒有，接在 N-benzyl group 上對位甲基（即 C14）之訊號；而把δ46.90 與δ75.31 分別歸屬為 C10 與 C2 之訊號；δ114.39 歸屬為 C8 之訊號；由碳譜上得知δ125.73 與δ129.67 分別有較強之訊號，其中又以δ125.73 訊號大於δ129.67，代表著前者有 3 個碳，後者有 2 個碳重疊，再由 HMQC 與氫譜推測，δ125.73 與δ 129.67 分別為 C13、C15 與 C6、C12、C16 之訊號；而把δ 130.77、δ137.79、δ139.89 與δ142.51 分別歸屬為四級碳 C14、C11、C5 與 C7 之訊號；δ174.87 與δ190.36 則分別歸屬為 C4 與 C3 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，N-p-methylbenzyl-5,7-dimethyl2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（ 28）為預期之結構無誤。其餘資料如 Table 5 所示。. 33.

(34) Table 5 化合物 19∼34 的氫質譜數據對照表： CH3 5. O 4a. 4. 6. 3a. 3 2. 7 CH3. O. 8. 9 N. 8a. 9a. O 1. 10 CH2 11 16. 12. R 13. 15 14. （19-34 ）. compound 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34. R H o-F m-F p-F o-Cl m-Cl p-Cl o-CH3 m-CH3 p-CH3 o-OCH3 m-OCH3 p-OCH3 o-NO2 m-NO2 p-NO2. H-2 4.64(s) 4.72(s) 4.63(s) 4.64(s) 4.71(s) 4.73(s) 4.66(s) 4.65(s) 4.67(s) 4.64(s) 4.70(s) 4.66(s) 4.66(s) 5.48(s) 5.56(s) 5.48(s). H-6 6.89(s) 6.92(s). H-8 6.96(s) 6.95(s) 6.85∼7.05(m) 6.90(s) 6.93(s) 6.79(s) 6.93(s) 6.91(s) 6.96(s) 6.91(s) 6.77(s) 6.94(s) 6.91(s) 6.96(s) 6.89(s) 6.98(s) 6.82∼6.96(m) 6.98(s) 6.92(s) 6.96(s) 6.89(s) 7.00(s) 7.56(s) 7.65(s) 7.64(s) 7.72(s) 7.55∼7.59(m). H-10 5.43(s) 5.47(s) 5.42(s) 5.40(s) 5.48(s) 5.41(s) 5.40(s) 5.36(s) 5.39(s) 5.38(s) 5.40(s) 5.39(s) 5.36(s) 6.46(s) 6.13(s) 6.06(s). ＊化合物所用之溶媒為 Chloroform-d1。（化合物 32,33,34 所用之溶媒為 Trifluoroacetic acid-d1）。. 34.

(35) (七)、Ethyl 2-(2′,3′-dichloroanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（35）之合成以丙二酸二乙酯為起始原料，加入懸浮在無水四氫■喃的氫化鈉與之反應，反應所得之 diethyl sodiomalonate 再與 chloroacetyl chloride 反應可得中間產物 Ethyl 2-ethoxy-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（i），然後再與 2,3-dichloroaniline 進行縮合反應即可得化合物 35。（如 Scheme 7 所示） Scheme 7 Et. Et. O. C. O. H C H C O O. O. O Et. 1. NaH. C. 2.Chloroacetyl chloride. O. 3. Et. O. 4 2. O1. 4'. 2,3-dichloroaniline. 5'. O. Et. O C. 6'. O. 4. 3. 3'. 5. Cl. 2' Cl. （i）. 1'. N H. 2. O1. 5. （35 ）. 化合物 35 的結構分析： 1、化合物 35 的熔點為 178∼182℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰 M+為 315（37.4%），(M＋2)＋為 317（23.7%），(M＋4)＋為 319（4.5%）顯示有兩個氯原子。（M+：(M＋2)＋：(M＋4)＋ =8.3：5.3：1）（圖 35-1） 3、其 IR 光譜分別於 3101.4 ㎝ -1 為 NH 的吸收；1706.9 ㎝ -1 及 1664.5 ㎝-1 顯示 2 個羰基，分別為乙基酯羰基及■喃上的羰基吸收。（圖 35-2） 4、UV 光譜則在 289.5 nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.52） 5、NMR 圖譜： a、 1H-NMR 圖譜：（圖 35-3）由其積分值顯示此化合物有 11 個氫。出現在最高磁場的δ 1.39（3H, t, J=7.2Hz）與δ4.40（2H, q, J=7.0Hz）分別歸屬於乙基酯上乙基之訊號。其次，受到氧原子的影響，■喃環上次甲基之訊號往低磁場移動，出現在δ4.71（2H, s）。而δ7.23 （ 1H, t, J=8.2Hz）與δ7.33（ 1H, dd, J=6.2Hz, 1.8Hz）分別為 H-5'與 H-4'之訊號，因受到氮原子影響所以 H-6'之 35.

(36) 訊號往低磁場移動，出現在δ 7.74（ 1H, dd, J=6.2Hz, 1.8Hz）；而δ10.86 為 NH 之訊號。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 35-4、圖 35-5）由碳譜顯示有 13 個碳原子訊號。由 HMQC 圖譜與氫譜之相關，推測δ 14.27 與δ60.62 分別為乙基酯上乙基之訊號；因為受到氧原子之影響■喃環上次甲基之訊號往低磁場移動，出現在δ75.42、δ120.01、δ126.91 與δ127.50 分別為 C6'、C4'與 C5'之訊號；而其餘四級碳，δ88.58 則被歸屬 C3 之訊號；而δ123.91、δ133.75 與δ133.85 則分別被歸屬為 C1'、C3'與 C2'之訊號；而 C4 之訊號出現在最低磁場δ 188.16，把δ177.75 歸屬為乙基酯羰基之訊號，δ 165.05 歸屬為 C2 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，Ethyl 2-(2′,3′-dichloroanilino)-4oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（35）為預期之結構無誤。. 36.

(37) (八)、Ethyl 2-(2′,5′-dichloroanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（36）之合成以丙二酸二乙酯為起始原料，加入懸浮在無水四氫■喃的氫化鈉與之反應，反應所得之 diethyl sodiomalonate 再與 chloroacetyl chloride 反應可得中間產物 Ethyl 2-ethoxy-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（i），然後再與 2,5-dichloroaniline 進行縮合反應即可得化合物 36。（如 Scheme 8 所示） Scheme 8 Et. Et. O. O C H C H C O O. O. O Et. 1. NaH. C. 2.Chloroacetyl chloride. O. Et. O. 4. 3 2. O1. 5. 2,5-dichloroaniline. 4' 3'. 2' Cl. （i）. Et. Cl O O C 5' 6' 3 1'. N H. 2. O. 4. O1. 5. （36 ）. 化合物 36 的結構分析： 1、化合物 36 的熔點為 184∼187℃。 2、其質譜（MS）之分子離子峰 M+為 315（13.3%），(M＋2)＋為 317（8.1%），(M＋4)＋為 319（1.2 %）顯示有兩個氯原子。（M+：(M＋2)＋：(M＋4)＋ =11.4：6.9：1）（圖 36-1） 3、其 IR 光譜分別於 3087.9㎝ -1 為 NH 的吸收；1708.8㎝ -1 及 1614.3 ㎝-1 顯示 2 個羰基，分別為乙基酯羰基及■喃上的羰基吸收。（圖 36-2） 4、UV 光譜則在 285.0nm 處有最大吸收。（㏒ε= 4.60） 5、NMR 圖譜： a、 1H-NMR 圖譜：（圖 36-3）由其積分值顯示此化合物有 11 個氫。出現在最高磁場的δ 1.38（3H, t, J=7.2Hz）與δ4.38（2H, q, J=7.2Hz）分別歸屬於乙基酯上乙基之訊號。其次，受到氧原子的影響，■喃環上次甲基之訊號往低磁場移動，出現在δ4.75（2H, s）。而 δ7.12（1H, dd, J=6.4Hz, 2.2Hz）與δ7.38（1H, d, J=8.6Hz） 37.

(38) 分別為 H-4'與 H-3'之訊號，因受到氮影響所以 H-6'之訊號往低磁場移動，出現在δ7.84（1H, d, J=2.4Hz）；而δ10.84 為 NH 之訊號。 b、 13C-NMR 與 HMQC 圖譜：（圖 36-4、圖 36-5）由碳譜顯示有 13 個碳原子訊號。由 HMQC 圖譜與氫譜之相關，推測δ14.25 與δ60.65 分別為乙基酯上乙基之訊號；因為受到氧原子之影響■喃環上次甲基之訊號往低磁場移動，出現在δ75.57、δ121.55、δ125.99 與δ130.45 分別為 C6'、 C4'與 C3'之訊號；而其餘四級碳，δ88.68 則被歸屬 C3 之訊號；而δ122.83、δ133.10 與δ133.24 則分別被歸屬於 C1'、 C4'與 C3'之訊號；而 C4 之訊號出現在最低磁場δ188.11，把δ 177.62 歸屬為乙基酯羰基之訊號，δ165.03 歸屬為 C2 之訊號。 6、而綜合以上之光譜數據分析，Ethyl 2-(2′,5′-dichloroanilino)-4oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（36）為預期之結構無誤。. 38.

(39) 第二節. 藥理活性試驗結果與討論. 如緒論所述現今被公認為最理想之抗心律不整藥物為能使心率 (Heart Rate)降低，而對正性肌性效應 (positive inotropic effect) 增加之藥物。因此著者將所合成之 N-substituted benzyl-6,7(or5,7)-dimethyl-2, 3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione 及其衍生物測試 heart rate、 inotropic effect與 vascular effect，其結果分述如下：關於N-substituted benzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro [2,3-b] quinolin-3,4-diones 類化合物在 heart rate方面之藥理測試如 Table 6所示，化合物4,13,14皆有減緩心律之作用，尤其是化合物14在高濃度時有非常好之活性；而化合物3,5,6,9,11,12,15 等在高濃度時會抑制右心房（ R.A. ）之心跳興奮性，推測可能是右心房之 pacermaker S.A. node興奮性電流受阻斷所致。在心收縮力（contraction force）方面之藥理試驗結果如Table 8所示，化合物4,7,13,14都會使R.V.及 L.A.之收縮力增加，這表示這些化合物對鉀電流有明顯之抑制作用，若右心室（R.V.）作用小於左心房（ L.A.），這些化合物也具有輕微之鈣電流抑制作用，化合物15在 100μ M對R.V. 有抑制作用（但對R.A.卻有興奮性抑制），同時R.V.收縮力大於L.A.，這表示此化合物除了對鉀電流抑制外，可能對鈉電流也有些抑制作用。在血管影響（ vascular effect ）方面如 Table 10 所示，化合物 3,4,5, 6,7,9,13,14,15皆有鬆弛血管之藥理作用，尤其是化合物9在 10μ M 濃度下就有非常好之血管鬆弛活性。關於N-substituted benzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b] quinolin-3,4-diones 類化合物在 heart rate方面之藥理測試如 Table 6所示，化合物19,26,31皆有減緩心律之作用，而以化合物26有最明顯之減緩心律不整作用外，其餘作用皆不強，而化合物20,25,29則會抑制右心房自發性節律，代表這些化合物毒性大。在心收縮力方面之藥理試驗結果如 Table 8所示，化合物21 對R.V. 之收縮力增強，但對 L.A. 的收縮力減弱，這表示此化合物可能是抑制鈉電流作用最強，其次為對鈣電流之抑制，化合物 20,29對R.V. 與 L.A.皆有不錯之收縮作用， 39.

(40) 可惜的是它們對R.A.皆有興奮性抑制作用，化合物26對 L.A.收縮力增加，但對R.V.活性不強，甚至會降低，這表示鉀電流及鈣電流均有抑制作用。在 vascular effect 方面如 Table 10 所示，化合物 19,20,21,24,25,32皆有鬆弛血管之藥理作用，尤其是化合物20,21 在 10μ M的濃度下就有非常好之血管鬆弛活性。關於 Ethyl 2-(substituted anilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate在 heart rate方面如 Table 7所示，化合物1及化合物17在高濃度（ 100μ M）時分別有明顯的減緩心律之作用，而化合物35與化合物 36也分別有輕微之作用。而 inotropic effect如Table 9所示，化合物35 及化合物36對 L.A.收縮力增強，但對R.V.活性不強，甚至於收縮力會下降，表示對鈣電流及鉀電流均有抑制作用。經由Table 11，可以知道化合物 17也具有血管鬆弛作活性；無論是以Phenylephrine(PE) or KCl 誘發血管收縮，其作用在有內皮細胞存在下，都比在沒有內皮細胞存在下有較強血管鬆弛活性；且化合物 17在去內皮細胞血管及有抑制內皮鬆弛因子（ endothelium derived relaxing factor , EDRF）合成之抑制劑（L-NAME）存在下，作用會被減弱，表示 relaxation作用部份應為內皮依賴性。目前所列之化合物其強心機轉應相當類似，主要是以抑制心肌細胞膜之鉀離子通道，延長動作電位再極化時間而使 Ca2+內流之時間延長，使的細胞內Ca2+濃度增加而增強心肌收縮力。不過是否具有強心作用之判別應以R.V.及 L.A.以固定頻率刺激組織為準，因在R.A.藥物若改變心率即會影響收縮力量；另一方面，以 60μ M KCl誘發收縮組作用較以phenylephrine 誘發組來的強，可能化合物17主要是以抑制平滑肌（smooth muscle ）之Ca2+ channel來鬆弛血管，詳細機轉尚待進一步確認。某些化合物在 L.A.之 positive inotropic effect大於R.V.，其原因複雜，有一個可能是心房與心室細胞電生理學性質不同，心房之動作電位持續期（ action potential duration , APD）較短，若藥物影響其再極. 40.

(41) 化（ repolarization）（如抑制 K2+ channel），即可明顯增加 APD進而導致心收縮力增強。這些化合物作用機轉，根據先前對相關furoquinoline類化合物所進行研究，判定也應屬於阻斷心肌之鉀離子通道（potassium channel），進而使得延長動作電位期間會造成降低心跳頻率，同時增強心收縮力的這一類藥物，至於是否具有抗心律不整及血管鬆弛活性作用有待進一步證實。而著者進一步將所合成之 N-substituted benzyl-5,7-dimethyl-2,3,4, 9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-diones 與 Ethyl 2-(substituted anilino) -4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate 類化合物委託本研究所馮鈞達學弟測試其對白血球病癌細胞之細胞致毒活性。如 Table 12 與 Table 13 所示，化合物 20 之 IC50 值為 13.0μM；而化合物 26、28 之 IC50 值分為 26.8 與 20.0μM；而其它化合物之 IC50 值皆大於 40μM。這代表著除了化合物 20、26、28 有輕微細胞致毒活性外，其餘之化合物細胞致毒活性皆不強。. 41.

(42) Table 6 Cardiac effect（Heart rate）in rat heart preparation R1. O. O. R2. R3. （3-7,9,11-15, 19-22,24-26, 29-32）. O. N H2C. R4. compound. R1. R2. R3. Conc. (μM). R4. 3. H. CH3. CH3. H. 4. H. CH3. CH3. o-F. 5. H. CH3. CH3. m-F. 6. H. CH3. CH3. p-F. 7. H. CH3. CH3. o-Cl. 9. H. CH3. CH3. p-Cl. 11. H. CH3. CH3 m-CH3. 12. H. CH3. CH3. 13. H. CH3. CH3 o-OCH3. p-CH3. 42. 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 0 10 30 100. R.A. H.R. (beats/min). H.R. (﹪of control). 255 240 225 stop 240 240 210 150 225 210 180 stop 210 180 30 stop 195 180 165 150 255 210 165 stop 240 210 60 stop 240 165 stop 255 240 195 150. XXX 94 88 ----XXX 100 88 63 XXX 93 80 ----XXX 86 14 ----XXX 92 85 77 XXX 82 65 ----XXX 87.5 25 ----XXX 69 ----XXX 94 76 59.

(43) Table 6 continued 14. H. CH3 CH3 m-OCH3. 15. H. CH3 CH3 p-OCH3. 19. CH3. H. CH3. H. 20. CH3. H. CH3. o-F. 21. CH3. H. CH3. m-F. 22. CH3. H. CH3. p-F. 24. CH3. H. CH3. m-Cl. 25. CH3. H. CH3. p-Cl. 26. CH3. H. CH3. o-CH3. 29. CH3. H. CH3 o-OCH3. 30. CH3. H. CH3 m-OCH3. 31. CH3. H. CH3 p-OCH3. 32. CH3. H. CH3. 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 150 0 10 30 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 0 10 30 100 0 10 30 100 0 10 30 100. o-NO2. 43. 225 210 150 30 210 180 120 stop 278 255 240 220 180 240 210 stop 240 240 225 218 270 255 225 195 210 195 180 195 255 225 210 stop 218 188 90 60 240 stop 255 225 210 210 240 210 180 165 210 210 195 195. XXX 93 67 13 XXX 86 57 ----XXX 92 86 79 65 XXX 88 ----XXX 100 94 91 XXX 94 83 72 XXX 93 86 93 XXX 88 82 ----XXX 86 41 28 XXX ----XXX 88 82 82 XXX 88 75 69 XXX 100 93 93.

(44) Table 7 Cardiac effect（Heart rate）in rat heart preparation R1. O EtO. O. R2. （1,17,35,36） R3. NH. O. R4. compound R1. R2. R3. Conc. (μM). R4. 1. H. CH3. CH3. H. 17. CH3. H. CH3. H. 35. H. H. Cl. Cl. 36. Cl. H. H. Cl. 0 10 30 100 0 10 30 100 150 0 10 30 100 0 10 30 100. 44. R.A. H.R. H.R. (beats/min) (﹪of control) 270 240 210 150 195 150 135 105 90 240 240 240 210 233 210 203 180. XXX 89 87.5 56 XXX 77 69 54 46 XXX 100 100 88 XXX 90 87 77.

(45) Table 8 Cardiac effect（contraction force）in rat heart preparation R1. O. O. R2. R3. N. （3-7,9,11-15, 19-22,24-26, 28-32）. O. H2C R4. compound R1. R2 R3. R4. 3. H CH3 CH3. H. 4. H CH3 CH3. o-F. 5. H CH3 CH3. m-F. 6. H CH3 CH3. p-F. 7. H CH3 CH3. o-Cl. 9. H CH3 CH3. p-Cl. 11. H CH3 CH3 m-CH3. 12. H CH3 CH3 p-CH3. 13. H CH3 CH3 o-OCH3. 14. H CH3 CH3 m-OCH3. 15. H CH3 CH3 p-OCH3. Conc. R.A. L.A. R.V. (µM) Tension﹪ Tension﹪ Tension﹪ 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100. 45. 111 200 興奮性抑制 133 222 444 100 150 興奮性抑制 114 400 興奮性抑制 140 320 360 120 140 興奮性抑制 112.5 400 興奮性抑制 111 興奮性抑制 ----120 260 400 117 150 533 100 114 興奮性抑制. 120 180 300 100 150 225 100 133 150 111 144 133 100 217 200 100 100 80 118 173 182 100 100 90 112.5 150 387.5 112.5 150 350 100 112.5 150. 100 100 112.5 100 125 150 89 89 111 100 100 100 120 140 160 100 100 83 100 150 183 100 100 100 120 200 220 133 156 244 110 120 160.

(46) Table 8 continued compound R1. R2 R3. R4. 19. CH3 H CH3. H. 20. CH3 H CH3. o-F. 21. CH3 H CH3. m-F. 22. CH3 H CH3. p-F. 24. CH3 H CH3. m-Cl. 25. CH3 H CH3. p-Cl. 26. CH3 H CH3 o-CH3. 28. CH3 H CH3 p-CH3. 29. CH3 H CH3 o-OCH3. 30. CH3 H CH3 m-OCH3. 31. CH3 H CH3 p-OCH3. 32. CH3 H CH3 o-NO2. Conc. R.A. L.A. R.V. (µM) Tension﹪ Tension﹪ Tension﹪ 10 30 100 150 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 10 30 100 46. 122 144 178 200 157 興奮性抑制 ----117 133 133 91 91 127 100 100 50 100 100 100 136 509 527 100 100 100 興奮性抑制 --------118 136 136 100 100 100 116 116 100. 100 150 175 200 125 225 250 86 86 71 110 120 140 100 100 100 100 100 100 115 169 230 100 89 89 133 167 167 100 103 108 100 100 100 90 100 90. 117 133 133 150 100 175 250 100 100 125 100 100 100 100 100 86 100 92 83 109 127 127 89 89 89 114 143 157 107 114 114 100 100 86 100 89 89.

(47) Table 9 Cardiac effect（contraction force）in rat heart preparation R1. O EtO. O. R2. （1,17,35,36） R3. NH. O. R4. Conc. R.A. L.A. R.V. (µM) Tension﹪ Tension﹪ Tension﹪. compound. R1. R2. R3. R4. 1. H. CH3. CH3. H. 10 30 100. 125 200 300. 86 86 100. 100 100 100. H. 10 30 50 100 150. 118 92 120 171 224. 100 100 100 111 178. 100 107 120 133 167. Cl. 10 30 100. 100 125 175. 100 125 212.5. 100 92 83.3. Cl. 10 30 100. 100 100 200. 100 133 200. 100 87.5 87.5. 17. 35. 36. CH3. H. Cl. H. H. H. CH3. Cl. H. 47.

(48) Table 10 Vascular effect of compoumds in rat aorta R1. O. O. R2. R3. N. （ 3-7,9,11 -15. O. 19-21,24,25,32 ）. H2C R4. Endothelium compound intact(＋) or denuded(－). R1. R2. R3. R4. Conc. (μM). ﹪relaxation of phenylephrineinduced contraction. 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30 10 30. 76 101 70 97.3 82 92.3 82.4 96 85 95 99.8 100 84.6 92.3 92.3 96.2 42.9 85.7 51.9 92.6 43.8 93.8. 3. ＋. H. CH3 CH3. H. 4. ＋. H. CH3 CH3. o-F. 5. ＋. H. CH3 CH3. m-F. 6. ＋. H. CH3 CH3. p-F. 7. ＋. H. CH3 CH3. o-Cl. 9. ＋. H. CH3 CH3. p-Cl. 11. ＋. H. CH3 CH3 m-CH3. 12. ＋. H. CH3 CH3 p-CH3. 13. ＋. H. CH3 CH3 o-OCH3. 14. ＋. H. CH3 CH3 m-OCH3. 15. ＋. H. CH3 CH3 p-OCH3. 19. ＋. CH3. H. CH3. H. 10. 68.2. 20. ＋. CH3. H. CH3. o-F. 10. 95.8. 21. ＋. CH3. H. CH3. m-F. 10. 95.4. 48.

(49) Table 10 continued Endothelium compound intact(＋) or R1 denuded(－). 24. 25. 32. ＋. ＋. ＋. CH3. CH3. CH3. R2. H. H. H. R3. CH3. CH3. R4. m-Cl. p-Cl. CH3 o-NO2. 49. ﹪relaxation of Conc. phenylephrine(μM) induced contraction 10. 0.5. 30. 37.9. 100. 67.1. 200. 84.1. 10. 22. 30. 81. 100. 94. 200. 97. 10. 31. 30. 73.2. 100. 90.2. 200. 97.

(50) Table 11 Effect on relaxation of Phenylephrine(PE) or KClinduced contraction in rat aorta of compounds 17 CH3. O O. EtO. CH3. Inducing agent. PE. PE. KCl. KCl. NH. O. Endothelium intact(＋) or denuded(－). No. Conc. （μM）. percentage of relaxation. ＋. 8 8 8 4 1. 10 30 100 150 200. 3.1 17.5 64.4 79.8 95.0. －. 7 7 7 6 1 1. 10 30 100 150 200 300. 5.8 21.6 50.9 66.2 71.3 92.5. ＋. 5 5 5 4. 10 30 100 150. 17.0 48.6 92.8 97.8. －. 6 6 6 6 1. 10 30 100 150 200. 10.6 28.8 72.1 90.3 101.0. 50.

(51) Table 12 Cytotoxic effect CH3. CH3. O. O. （19,20,22,24,25,. O. N. 26,28,31,33）. H2 C. R1. R3 R2. IC50（μM）. No. R1. R2. R3. 19. H. H. H. 41.4. 20. F. H. H. 13.0. 22. H. H. F. 40.0. 24. H. Cl. H. ＞10. 25. H. H. Cl. ＞40. 26. CH3. H. H. 26.8. 28 31 33. H H H. H H NO2. CH3 OCH3 H. 20.0 ＞20 ＞10. U937b. Leckemia cells(4.0×104 )were incubated with different concentraction in 72h. Data was presented as IC50 （μM）. a. IC50 was the concentraction compound which inbibitions 50﹪proliferation after 72h incubation. b. Human monocytic cells（U937）. 51.

(52) Table 13 Cytotoxic effect R1. O EtO. O. R2. （1,17,35,36） R3. NH. O. R4. IC50（μM） No. R1. R2. R3. R4 U937b. 1. H. CH3. CH3. H. ＞10. 17. CH3. H. CH3. H. 83.3. 35. H. H. Cl. Cl. ＞10. 36. Cl. H. H. Cl. ＞10. 4. Leckemia cells(4.0×10 )were incubated with different concentraction in 72h. Data was presented as IC50 （μM）. a. IC50 was the concentraction compound which inbibitions 50﹪proliferation after 72h incubation. b. Human monocytic cells（U937）. 52.

(53) 第三章. 結論. 為了探討 N-substituted benzyl-6,7(or 5,7)-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-diones 類化合物及其衍生物之生理活性，著者合成出一系列化合物，除經由光譜分析儀器之測定，建立各個化合物光譜分析資料外，同時也藉著這些光譜分析資料確認各個化合物結構之正確性；並將這些化合物提供抗心律不整、抗血管收縮及細胞致毒之活性試驗，而根據目前之體外活性試驗結果，敘述如下：. 一、抗心律不整之實驗結果：針對化合物 1,3-7,9 ,11-15,17,19-22,24 -26,28 -32,35,36 進行影響大白鼠心跳速率與心肌收縮力之實驗後發現，化合物 Ethyl 2(3′,4′-dimethylanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（ 1）， N-ofluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （ 4 ）， N-o-chlorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（7），N-o-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （ 13 ）， N-m-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（14），Ethyl 2-(3′, 5′-dimethylanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（17），N-o-methylbenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （26），具有減緩心跳頻率（negative chronotropic effect）與增強正性肌性效應（positive inotropic effect）之作用。化合物 N-m-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（ 14）與 N-o-methylbenzyl-5,7-dimethyl-2,3, 4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（26）則有最明顯心率抑制活性；而 Ethyl 2-(3′,4′-dimethylanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（1）與 Ethyl 2-(3′,5′-dimethylanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3carboxylate （ 17 ）對心率抑制則有中等程度之作用；而化合物 N-o-fluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4dione（4）、N-o-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b] quinolin-3,4-dione（ 13）、N-m-fluorobenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9- tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （ 21 ）、 N-p-methoxybenzyl-5,7-di53.

(54) methyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（ 31）對心率抑制也有些許作用。化合物 N-o-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（13）與 N-m-methoxybenzyl-6,7-dimethyl-2,3, 4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（14）分別在 R.V.與 L.A.有最強之收縮活性；而化合物 N-o-fluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （ 4 ）與 N-o-chlorobenzyl-6,7dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（ 7）分別在 R.V. 與 L.A.有中等程度之收縮作用。根據以上的結果我們可歸納出： O. 5'. EtO. 4'. 6'. 3'. 1' 2'. 3 NH 2. O. O. ＊N 上 phenyl group 有 CH3 之. 4. 雙取代在抑制心率活性比有 Cl 之雙取代活性要強。. 5 O 1 O. ＊6,7 有 CH3 雙取代時比 5,7 有. 5 6 7 8. N. CH3 雙取代活性較強。＊N 上 benzyl group 在 ortho位有取代比在 meta、para 位有取代時有較強之心收縮力。＊N 上 benzyl group 有 OCH3 取代時心率之抑制活性增強。. O. CH2. 二、抗血管收縮之實驗結果：合成化合物 3-7,9,11-15,19-21,24,25,32 來進行影響大白鼠血管收縮之實驗後發現，所測試之化合物都有很強的鬆弛血管活性。尤其是化合物 N-p-chlorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3 -b]quinolin-3,4-dione（9），N-o-fluorobenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （ 20）， N-m-fluorobenzyl-5,7-dime54.

(55) thyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（21）在 10μM 的濃度下就有非常強之鬆弛活性；而除了化合物 N-m-chlorobenzyl5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（24）在 30 μM 濃度下之血管鬆弛活性較差外，其餘化合物 3-7, 11-15, 19, 25, 32 在 30μM 濃度下也都有很好之活性。. 根據以上之結果，無論甲基雙取代是在 6,7 位或者 5,7 位，我們可以歸納出：. O. O. ＊N 上 benzyl group 有 F、Cl 取代在低濃度時即有很強血管鬆弛活性。＊ N 上 benzyl group 在 para 位置有取代時比在 ortho、 meta 位有較強血管鬆弛活性。. 5 6 7 8. N. O. CH2. 三、細胞致毒活性之實驗結果：合成化合物 1,17,19,20,22,24,25,26,28,31,33,35,36 來進行細胞致毒活性試驗後發現。化合物 N-o-fluorobenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione （ 20 ）、 N-o-methylbenzyl-5,7dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（ 26）與 N-pmethylbenzyl-5,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dio -ne（28）分別有輕微細胞致毒活性之能力，其餘所測之化合物活性皆不強。. 55.

(56) 第四章. 實驗部份. 第一節. 試藥、溶媒與材料. 一、試藥 (1) 購自德國 E.Merck 公司者 Anhydrous potassium carbonate Benzyl chloride ( >99% ) Chloroacetyl chloride ( >98% ) Diethyl malonate ( >98% ) Diphenyl ether ( >98% ) Sodium hydride suspension ( 60% in paraffin oil ) (2) 購自美國 Acros 公司者 3,4-Dimethylaniline ( 99.5% ) 3,5-Dimethylaniline ( 98% ) o-Fluorobenzyl chloride ( 98% ) p-Fluorobenzyl chloride ( 98% ) m-Fluorobenzyl chloride ( >98% ) (3) 購自日本東京化成工業株式會社者. o-Chlorobenzyl chloride p-Chlorobenzyl chloride (4) 購自英國 Lancarster 公司者. m-Chlorobenzyl chloride ( 97% ) o-Methylbenzyl chloride ( >98% ) m-Methylbenzyl chloride ( 98% ) p-Methylbenzyl chloride ( 98% ) o-Methoxybenzyl chloride ( 98% ) m-Methoxybenzyl chloride ( 97% ) p-Methoxybenzyl chloride ( 97% ) o-Nitrobenzyl chloride ( >98% ) m-Nitrobenzyl chloride ( 98% ) p-Nitrobenzyl chloride ( 99% ). 56.

(57) (5) 購自日本昭和化學株式會社 Magnesium sulfate anhydrous Potassium bromide (6) 購自美國 Tedia 公司者 Potassium Iodide 二、溶媒 (1) 購自德國 E.Merck 公司者 Chloroform-d for NMR spectroscopy ( 99.8% ) Chloroform ACS. Dimethyl sulfoxide-d6 for NMR spectroscopy ( 99.8% ) Ethanol absolute Ethyl acetate n-Hexane Methanol Trifluoroacetic acid-d6 for NMR spectroscopy ( 99.5% ) (2) 購自景明化工公司者 Acetone N,N-Dimethylformaide( >99.5% ) (簡稱 DMF) Tetrahydrofuran (簡稱 THF). (3) 購自台灣煙酒公賣局者 95% Ethanol 三、材料 (1) 購自德國 E.Merck 公司者 Molecular sieve 0.4 nm Silica gel 60 for C.C.( 70-230 mesh , ASTM ) Pre-coated aluminium TLC sheets ( Silica gel 60F 254,20×20cm, 57.

(58) 0.2mm layer ). 第二節. 儀器. 一、熔點測定器 ( Melting Point Apparatus )： Yanaco MP-500D Micro Melting Point Apparatus，測定範圍在 40500℃之間，其測定溫度數據為未經校正者。. 二、紫外-可見光譜儀 ( UV - Visible Spectrophotometer )： Shimadzu UV-160A UV-Visible Recording Spectrometer 紫外可見光譜儀測定。使用氯仿為溶劑，最大吸收波長 ( λ max ) 單位為 nm，而以 log ε 表示 Molar absorptivity 。. 三、紅外線光譜儀 ( Infrared Spectrophotometer , 簡稱 IR )：使用 Nicolet Impact 400FT- IR Spectrophotometer，以 KBr 打錠法測定，光譜單位為波數 ( cm-1 )，其波數測定數據為經過校正。. 四、質譜儀 ( Mass Spectrophotometer )： EIMS 以 VG Platform II GC-MS Instruments 測定，離子化電壓 (ionization valtage)為 75eV，單位為 m/z。. 五、核磁共振光譜儀 ( Nuclear agnetic Resonanace Spectrometer )：氫及碳的核磁共振光譜分析係採用 Bruker Advance DRX-200 FT-NMR Spectrometer 測定。 Internal standard：Tetramethyl Silane (TMS)，化學位移 ( Chemical Shift ) 以 δ 表示，單位 ppm，以 J 表示偶合常數(coupling constant)，單位 Hz；峰線訊號以 s 表示單峰 (singlet)， d 表示雙重峰 (doublet)， t 表示三重峰(triplet)，q 表示四重峰 (quartet)， m 表示多重峰( multiplet )。. 58.

(59) 第三節. 實驗方法. (一)、Ethyl 2-(3′,4′-dimethylanilino)-4-oxo-4,5-dihydrofuran-3-carboxylate（1）之合成取 NaH（60%，8.0g，0.2 mole）（預先以乾燥之 n-hexane 洗去 NaH suspension 所含之 paraffin oil）懸浮於無水之 THF 40ml 中後，緩慢滴入 diethyl malonate（32.0g，0.2 mole）與 THF 50ml 之混合溶液，當滴加完後冷卻至 10-12℃，再慢慢滴加 chloroacetyl chloride （11.3g，0.1 mole）之 THF 100ml 溶液，滴加完後保持低溫（10-12 ℃）一小時，隨後改用溫水（40-45℃）溫之，約一小時，再冷卻至 10-12℃。將 3,4-dimethylaniline（12.1g，0.1 mole）之 THF 50ml 溶液滴入上述反應液中，於室溫攪拌一小時後，在水浴上加熱一小時，減壓濃縮去除大部份 THF。倒入冰水中，再以 CHCl3 萃取多次、其萃取液經水洗之後，以無水 MgSO4 乾燥，減壓濃縮去除 CHCl3，取濃縮液置於室溫下令其結晶，收集結晶用乙醇再結晶，收集淡黃色塊狀結晶為化合物 1（15.6g，56.73﹪），mp：114∼116℃。光譜數據如下： MS(m/z)：M+（275） KBr IR（υ max cm-1）： 1706.9（C3=O），1649.0（C4-CO-OEt） 3257.6（NH）. UVλ max（CHCl3）nm： 283.0（㏒ε= 4.68） 1. H-NMR（δ ppm，CDCl3）： 1.38（3H, t, J=7.0Hz, -CO-O-CH2-CH3） 2.23（3H, s, C4' -CH3） 2.25（3H, s, C3' -CH3） 4.35（2H, q, J=7.0Hz, -CO-O-CH2-CH3） 4.64（2H, s, H-5） 7.11（3H, s, H-2', H-5', H-6'） 10.13（1H, s, NH） 59.

(60) 13. C-NMR（δ ppm，CDCl3）： 14.27（-CO-O-CH2-CH3） 18.99（C4' -CH3） 19.61（C3' -CH3） 60.25（-CO-O-CH2-CH3） 75.15（C5） 87.18（C3） 118.75（C6' ） 122.55（C2' ） 130.17（C5' ） 132.16（C4' ） 134.68（C3' ） 137.70（C1' ） 165.36（C2） 177.27（-CO-O-CH2-CH3） 188.11（C4）. 60.

(61) (二)、6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin3,4-dione（2）之合成取化合物 3（3g，10.9 mmole）研磨成粉末後，加入約 30ml 之熱 diphenylether（250℃）中，將溫度升高到約 256℃，維持 3 分鐘後遠離火源，加入大量 n-hexane 到熱的 diphenyl ether 溶液中，使之急速冷卻，可見有黃棕色沉澱，收集沉澱物以 CHCl3，EtOH 及 Acetone 清洗數次可得化合物 2（2.06g，82.53﹪），mp：＞300℃。光譜數據如下： MS(m/z)：M+（229） KBr IR（υ max cm-1）： 1708.8（C3=O）， 1639.4（C4=O）. UVλ max（CHCl3）nm： 250.0（㏒ε= 4.35） 1. H-NMR（δ ppm，CF3COOD and DMSO）： CF3COOD DMSO 2.61（3H, s, C6-CH3） 2.29（3H, s, C6-CH3） 2.67（3H, s, C7-CH3） 2.31（3H, s, C7-CH3） 5.33（2H, s, H-2） 4.76（2H, s, H-2） 7.79（1H, s, H-8） 7.20（1H, s, H-8） 8.38（1H, s, H-5） 7.82（1H, s, H-5）. 13. C-NMR（δ ppm，CF3COOD）： 17.69（C6-CH3） 19.27（C7-CH3） 77.67（C2） 99.17（C3a） 114.93（C4a） 118.92（C8） 125.30（C5） 137.35（C6） 139.53（C7） 152.63（C8a） 168.48（C9a） 170.53（C4） 194.23（C3）. 61.

(62) (三)、N-benzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（3）之合成取化合物 2（1.15g，0.005 mole）懸著於 DMF 20 ml 中，加入無水 K2CO3（0.69g，0.005 mole）加熱（約 70~80℃）使之溶解，接著加入 KI（0.83g，0.005 mole）及 benzyl chloride（1.3g，0.01 mole），反應 30 分鐘後加冰水，以 CHCl3 萃取，取 CHCl3 層，以無水 MgSO4 乾燥脫水，減壓濃縮後，加入適量的 EtOH 使沉殿物析出，收集沉殿物以短程矽膠管柱層析（CHCl3/EtOH）沖提，再以 EtOH 及 CHCl3 做再結晶，得白色棉絮狀產物，為化合物 3（1.05g，65.83﹪），mp： 213~215℃。光譜數據如下： MS(m/z)：M+（319） KBr IR（υ max cm-1）： 1724.3（C3=O）， 1616.3（C4=O）. UVλ max（CHCl3）nm： 251.0（㏒ε= 4.53） 1. H-NMR（δ ppm，CDCl3）： 2.24（6H, s, C5-CH3, C7-CH3） 4.67（2H, s, H-2） 5.44（2H, s, H-10） 7.07（1H, s, H-8） 7.18∼7.22（2H, m, H-12, H-16） 7.32∼7.36（3H, m, H-13, H-14, H-15） 8.08（1H, s, H-5）. 13. C-NMR（δ ppm，CDCl3）： 18.80（C6-CH3） 20.46（C7-CH3） 46.78（C10） 75.25（C2） 100.03（C3a） 62.

(63) 116.42（C8） 124.54（C4a） 125.90（C12，C16） 127.75（C14） 128.02（C5） 129.03（C13，C15） 133.84（C6） 133.93（C11） 136.23（C7） 143.12（C8a） 172.24（C9a） 174.08（C4） 190.46（C3）. 63.

(64) (四)、N-o-fluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（4）之合成取化合物 2（1.15g，0.005mole）和 o-fluorobenzyl chloride（ 1.45g， 0 . 0 1 m o l e ）為原料，比照化合物 3 的合成法及處理步驟，得化合物 4（0.87g，51.63﹪），mp：248~251℃。光譜數據如下： MS(m/z)：M+（337） KBr IR（υ max cm-1）： 1706.9（C3=O）， 1610.5（C4=O）. UVλ max（CHCl3）nm： 250.5（㏒ε= 4.65） 1. H-NMR（δ ppm，CDCl3）： 2.28（6H, s, C6-CH3, C7-CH3） 4.75（2H, s, H-2） 5.49（2H, s, H-10） 7.00∼7.21（4H, m, H-8, H-13, H-15, H-16） 7.28∼7.35（1H, m, H-14） 8.13（1H, s, H-5）. 13. C-NMR（δ ppm，CDCl3）： 18.77（C6-CH3） 40.76（C10） 100.23（C3a） 115.87（C8） 124.72（C4a） 127.99（C5） 130.03（C11） 135.93（C7） 159.83（C12） 174.27（C4）. 64. 20.45（C7-CH3） 75.33（C2） 115.49（C13） 121.02（C15） 127.50（C14） 129.87（C16） 134.10（C6） 143.17（C8a） 172.18（C9a） 190.29（C3）.

(65) (五)、N-m-fluorobenzyl-6,7-dimethyl-2,3,4,9-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-3,4-dione（5）之合成取化合物 2（1.15g，0.005 mole）和 m-fluorobenzyl chloride（ 1.45g， 0 . 0 1 m o l e ）為原料，比照化合物 3 的合成法及處理步驟，得化合物 5（0.85g，50.45﹪），mp：249~252℃。光譜數據如下： MS(m/z)：M+（337） KBr IR（υ max cm-1）： 1716.5（C3=O）， 1617.0（C4=O）. UVλ max（CHCl3）nm： 250.5（㏒ε= 4.56） 1. H-NMR（δ ppm，CDCl3）： 2.29（6H, s, C6-CH3, C7-CH3） 4.70（2H, s, H-2） 5.44（2H, s, H-10） 6.89∼7.04（4H, m, H-8, H-12, H-14, H-16） 7.35（1H, q, J=7.2Hz, H-15） 8.14（1H, s, H-5）. 13. C-NMR（δ ppm，CDCl3）： 18.83（C6-CH3） 46.22（C10） 100.09（C3a） 115.16（C12） 121.44（C16） 128.03（C5） 134.17（C6） 136.40（C7） 162.99（C13） 174.12（C4）. 65. 20.52（C7-CH3） 75.30（C2） 112.69（C14） 116.11（C8） 124.66（C4a） 130.82（C15） 136.04（C11） 143.22（C8a） 172.14（C9a） 190.18（C3）.