摘要：设计合成了以籍次乙基为桥将雌激素通过3-OH醚化与4种不同哌嗪环相连的衍生物，包括中间体共合成了12个化合物，其中8个目标物及3个中间体未见文献报道.结构经质谱、核磁共振谱、红外光谱及元素分析确定.同时测定了目标物对体外培养小鼠胚胎长骨生长的影响，结果显示由雌酚酮和雌二醇与不同的哌嗪环相连所得到的衍生物抑制骨吸收、促进骨形成的作用均不低于相应的母体雌激素.表明哌嗪环的引入不影响雌激素对骨的药理作用，所合成的4种化合物可以作为骨靶向雌激素的弹头，进一步与骨靶向载体连接.

The Synthesis of Derivatives of Estrogen

Linked to Piperazines and Determination of Their Activities

Li LingzhiZheng HuWeng Lingling

（West China University of Medical Sciences,Chengdu 610041）

Abstract：Eight of the derivatives of estrogen in which estrone or estradiol was linked respectively to 1,4-piperazine-2-carboxylic acid methyl ester,2-ketopiperazine,3-oxo-2-acetic acid ethyl ester and 2,5-piperazinedione through ethyl were designed and synthesized.All of the target compounds and three of the inter-mediates were new compounds.The structures of these new compounds were confirmed by MS,¹H-NMR,¹³C-NMR,IR and elemental analysis.The effects of the target compounds on bone growth were determined.The results showed that the activities of enhancing bone information and inhibiting bone resorption of all the target compounds synthesized were not lower than that of their original estrogen.The results indicated that the effects of estrogen on bones were not changed by importing piperazine rings and suggested that the target compounds synthesized could be used for synthesis of bone-targeted estrogen.

Key words：estrogen;piperazines;synthesis;bone information;bone resorption▲

雌激素可维持成骨细胞的正常功能，降低破骨细胞活性，对于维持骨量具有重要作用，被广泛用于绝经后雌激素分泌不足所致的骨质疏松症.但长期使用雌激素可能有促使子宫内膜癌和乳腺癌发病率增高的危险，因此设法将雌激素促进骨形成、抑制骨吸收的作用与其对非骨组织如子宫、乳腺等的副作用加以分离具有重要的意义.

1合成路线

破骨细胞、成骨细胞和软骨细胞中均存在雌激素受体^〔1～3〕，表明这类甾体激素可通过受体介导机制发挥对骨组织的影响作用.通过一种骨靶向载体可以使雌激素选择性地作用于骨组织，同时降低非骨组织的雌激素浓度.哌嗪环类常常被许多药物分子引入以调节脂-水分配系数，从而改善药物的生物利用度；此外，哌嗪环化合物分子中含有双N—H基团，因而是一类连接雌激素与骨靶向载体的理想桥梁.据此，设计并合成了不同哌嗪环经乙基为桥与雌激素3-OH成醚的4个系列共8个目标化合物，均未见文献报道，并从组织学和形态学两方面测定了化合物对体外培养小鼠胚胎长骨生长的影响，以从中选择可用于合成骨靶向雌激素的中间体.

目标物的合成是以雌酚酮或雌二醇为原料，在四正丁基溴化铵(TBAB)催化下经相转移反应制得相应的3-位溴乙基醚或3-位氯乙基醚，然后分别与2-哌嗪羧酸甲酯、2-哌嗪酮、3-氧-2-哌嗪乙酸乙酯、2，5-哌嗪二酮在丙酮或二甲基甲酰胺中进行烃化反应制得.合成路线见图1.

Fig.1The route of synthesis

2合成实验

熔点用毛细管法测定，温度未经校正.元素分析用Carlo-Erba 1106型自动元素分析仪测定.核磁共振谱用Bruker-AG-E 200型核磁共振仪测定，TMS为内标，CDCl₃作溶剂.红外光谱用PE-983型红外光谱仪测定，溴化钾压片或液膜法.

2.1雌酚酮-3-β-溴乙基醚(1)的制备

方法1：将8.1 g(30 mmol)雌酚酮，9.9 mL(150 mmol)二溴乙烷及1.59 g(5 mmol)四正丁基溴化铵溶于120 mL甲苯中，升温至外温80℃，缓缓滴入18 mL 50%氢氧化钠溶液，TLC追踪反应，约3 h反应完毕，分出甲苯层，水层以甲苯萃取3次，合并甲苯层，2 mol/L氢氧化钠溶液洗涤，水洗至中性，浓缩除去甲苯，残留物加少许甲醇，结晶，抽滤得白色块状结晶，95%乙醇重结晶，得白色结晶4.5 g，mp 84～86 ℃，收率：40.0%.：2930，2886(CH₃)，1731(CO)，1606().MS m/z：376(M⁺)，270.¹H-NMR δ：7.20(d,1H,ArH)，6.69(m,2H,ArH),4.25(t,2H,ArOCH₂)，3.61(t,2H,BrCH₂)，2.87(m,2H,ArCH₂)，0.89(s,3H,18-CH₃).

方法2：将1.35 g(5 mmol)雌酚酮，3.3 mL(50 mmol)二溴乙烷及1.39 g(10 mmol)无水碳酸钾置于100 mL甲苯中，加热回流72 h，滤除固体，甲苯层以2 mol/L氢氧化钠溶液洗涤，水洗至中性，浓缩后，硅胶柱色谱纯化，得白色结晶0.66 g，收率：35.0%，mp 84～86℃.

2.2雌二醇-3-β-溴乙基醚(2)的制备

用类似于“2.1”节的方法，雌二醇和二溴乙烷反应制得(2)，为白色块状结晶，收率：32.8%，mp 83～85 ℃.：3440(OH)，2950，2885(CH₃)，1610().MS m/z：378(M⁺).¹H-NMR δ：7.20(d,1H,ArH)，6.68(m,2H,ArH),4.25(t,2H,ArOCH₂)，3.72(t,1H,17-CH)，3.61(t,2H,CH₂Br)，2.82(m,2H,ArCH₂)，1.48(锐峰，重水交换后消失，17-OH)，0.77(s,3H,18-CH₃).

2.3雌酚酮-3-β-氯乙基醚(3)的合成^〔4〕

将2.70 g(10 mmol)雌酚酮，0.024 g(0.7 mmol)四正丁基溴化铵溶于40 mL 1，2-二氯乙烷中，升温至外温75℃，缓缓滴入6 mL 50%氢氧化钠溶液，约2.5 h滴完，回流30 min，静置冷却，分出有机层，水层以1，2-二氯乙烷提取，合并有机层，水洗至中性，浓缩，残留物用甲醇结晶，得白色块状结晶3.2 g，mp 86～88 ℃，收率：97.3%(熔点和收率与文献^〔4〕值相同).

2.4雌二醇-3-β-氯乙基醚(4)的合成

方法同化合物(3).化合物(4)为白色结晶，收率：96.5%，mp 84～86℃.：3440(OH)，2950，2885(CH₃)，1605().MS m/z：334(M⁺)；¹H-NMR δ：7.20(d,1H,ArH)，6.68(m,2H,ArH),4.19(t,2H,ArOCH₂)，3.68～3.81(m,3H,ClCH₂，17-CH)，3.61(t,2H,CH₂Br)，2.82(m,2H,ArCH₂)，1.58(锐峰，重水交换后消失，17-OH)，0.76(s,3H,18-CH₃).

2.5雌酚酮-3-β-〔N⁴-(2-甲氧羰酰基)-哌嗪〕-乙基醚(1a)的合成

2.3 g(7.5 mmol)2-哌嗪羧酸甲酯双氢溴酸盐(参照文献〔5〕制备)、2.12 g(20 mmol)无水碳酸钠，加70 mL丙酮混匀，回流10 min，加入1.98 g(5 mmol)化合物(1)继续回流，TLC监测，约48 h反应完毕后，静置冷却，过滤，滤液浓缩，残渣加氯仿溶解，5%食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，回收氯仿，硅胶柱色谱，氯仿-丙酮-石油醚(V∶V∶V=2∶2∶1)洗脱，得微带黄色油状物1.41 g，收率：64.0%.：3441(NH)，2928，2880(CH₃)，1737(CO)，1608().MS m/z：440(M⁺)，157(基峰).¹H-NMR δ：7.20(d,1H,ArH)，6.69(m,2H,ArH),4.06(t,2H,ArOCH₂)，3.72(s,3H,OCH₃)，3.61(dd,1H,NCHCO)，3.09～3.02(m,2H,OCCH₂N)，2.92～2.71(m,8H,NCH₂CH₂N，ArOCH₂，ArCH₂)，0.89(s,3H,18-CH₃).¹³C-NMR δ：220.7，172.2，156.6，137.6，132.1，126.2，114.5，112.1，65.5，57.3，57.1，55.5，53.5，51.