CN101225070A - 用于抗肿瘤的药物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一类医药化工技术领域的用于抗肿瘤的药物,即2-取代-3-羟基-2,3-二氢-异吲哚-1-酮(I),6-取代-5-羟基-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮(II),6-取代-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮(III),6-取代-5,6-二氢吡咯并[3,4-d]嘧啶-7-酮(IV),结构通式分别如上。本发明是一种具有较高蛋白质激酶抑制活性的化合物,制备方法容易,原料来源方便,易于实现工业化,能够满足临床癌症治疗药物制备的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种医药化学工程技术领域的化合物,具体是一种用于抗肿瘤的药物。
背景技术
沙利度胺(thalidomide)是一种谷氨酸衍生物,有如下六个生物活性:(1)抗恶病质效应。(2)抗肿瘤的启动效应。(3)抗血管生成的效应即抑制血管内皮生长效应。(4)抗细胞侵蚀效应。(5)抗病毒效应。(6)低血糖效应。沙利度胺是一种多靶向的药物,它可以作用于雄性激素受体(AR)、脱氧胸腺嘧啶苷磷酸化霉(TP)/血小板导出的内皮细胞增长因子(PD-ECGF)、二肽肽霉IV(DPP-IV)、嘌呤霉素氨基肽霉(PSA)及α-葡萄糖苷霉。沙利度胺于2003年12月被澳大利亚批准用于治疗多发性骨髓瘤。但沙利度胺有便秘、皮疹、周围神经病变、致畸等副作用。许多国家大公司正在研制沙利度胺类似物,以增强其抗肿瘤活性,降低其毒副作用。
经对现有技术的文献检索发现,Bull.Chem.Soc.Jpn.1989,62,1205上刊登的“Magnesium Ion Assisted Highly Regio-and Chemoselective Reduction of5H-Pyrrolo[3,4-b]pyridine-5,7(6H)-diones with Sodium Borohydride.AConvenient Synthesis of6,7-Dihydro-7-hydroxy-5H-pyrrolo[3,4-b]pyridine-5-ones.”(以镁离子协助硼氢化钠位置和化学选择性还原5H-吡咯并[3,4-b]吡啶-5,7(6H)-二酮:一种简便合成6,7-二氢-7羟基-5H-吡咯并[3,4-b]吡啶-5-酮),该文中提到以硼氢化钠和高氯酸镁选择性还原邻二甲酰亚胺得到7-位羟基内酰亚胺化合物,文中并未给出本发明提到的化合物5-羟基-6-乙基-5,6-二氢-吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮、5-羟基-6-异丙基-5,6-二氢-吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮的谱图数据。
Synth.Commun.2006,36,435上刊登的“Efficient Synthesis of AryHydroxylactams by Reducing Imides with Activated Zinc Dust.”(通过活化锌粉还原二酰亚胺有效合成芳香羟基内酰亚胺),该文中提到以活化锌粉选择性还原邻二甲酰亚胺得到7-位羟基内酰亚胺化合物,文中并未给出本发明提到的化合物3-(5-羟基-7-酮-5,7-二氢-吡咯并[3,4-b]吡啶)-哌啶-2,6-二酮的谱图数据。由于沙利度胺有严重的毒副作用,及该药的溶解度差,使其应用受到限制。因此开发出高效、低毒副作用的抗肿瘤药物具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一类用于抗肿瘤的药物,使其解决现有技术中抗癌药物有较强毒性、及耐药性的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明所涉及的用于抗肿瘤的药物包括三个系列四大类化合物即:(1)2-取代-3-羟基-2,3-二氢-异吲哚-1-酮I,(2)6-取代-5-羟基-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮II,(3)6-取代-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮III,(4)6-取代-5,6-二氢吡咯并[3,4-d]嘧啶-7-酮IV,其结构通式分别如下:
化合物I结构通式:
其中:R1、R2、R3和R4基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R5表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种,优选的化合物见表-1。
化合物II结构通式如下:
其中:R1、R2、R3基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R4表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种,优选的化合物见表-2。
化合物III结构通式如下:
其中:R1、R2、R3基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R4表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种,优选的化合物见表-3。
化合物IV结构通式如下:
其中:R1、R2基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R4表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种,优选的化合物见表-4。
结构通式为I的化合物的制备方法是以邻苯二甲醛为原料,与有机胺反应得到2-取代-2,3-二氢-异吲哚-1-酮。然后将中间体2-取代-2,3-二氢-异吲哚-1-酮与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)/过氧化苯甲酰(BPO)在苯中回流,分离、提纯便得到目标化合物I。
结构通式为II、III的化合物的制备方法是以2-氰基-3-甲基-吡啶原料在氢氧化钠的水溶液中水解,以盐酸调ph=2-3,得到中间体3-甲基-2-吡啶甲酸。然后,以浓硫酸催化,与甲醇反应得到3-甲基-2-吡啶甲酸甲酯。再将3-甲基-2-吡啶甲酸甲酯与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)/偶氮异丁氰(AIBN)反应得到中间体3-溴甲基-2-吡啶甲酸甲酯。然后再将3-溴甲基-2-吡啶甲酸甲酯与相应有机胺反应得到化合物III。再将化合物III与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)/偶氮异丁氰(AIBN)反应得到化合物II。
结构通式为IV的化合物的制备方法是以4-氯-乙酰乙酸乙酯为原料,与原甲酸三乙酯及醋酐反应得到化合物4-氯-2-乙氧基乙烯基-3-羰基-丁酸乙酯,随后与醋酸甲脒反应得4-氯甲基-5-嘧啶甲酸乙酯。再将4-氯甲基-5-嘧啶甲酸乙酯与相应的有机胺反应得到相应的化合物IV。
本发明还提供了上述这类化合物在抗肿瘤药物中的应用,即按照现有药物筛选的方法将化合物I、II、III、IV对血管内皮细胞(ECV-304)、人肺癌细胞(A549)、人T细胞白血病细胞(CEM)、人原髓细胞白血病细胞(HL-60)等细胞株进行生物活性筛选,其药理结果分别见表-5,表-6,表-7,表-8。
本发明提供的化合物II的制备方法与上述文献所提到的方法相比,上述文献所提到的方法难以得到5-羟基-6-取代-5,6-二氢-吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮这类化合物。本发明所提到的化合物在抑制血管内皮细胞(ECV-304)及抗肺癌(A549)、抗白血病细胞(CEM,HL-60)方面与沙利度胺相比显著增强。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
2-丙酸甲酯基-3-羟基-2,3-二氢-异吲哚-1-酮I-2
将438mg(2mmol)2-丙酸甲酯基-2,3-二氢-异吲哚-1-酮V-2和442mg(2mmol)三氟乙酸银溶于10ml CHCl3,于-20℃滴加320mg(2mmol)Br2(溶于10ml CHCl3),1小时左右滴加完毕。然后于室温下搅拌3h,过滤,滤液减压蒸馏至干,提纯得无色油状液体360mg,收率76.6%。其分析测试数据见表-1。
实施例2
2-丁二酸二甲酯基-3-羟基-2,3-二氢-异吲哚-1-酮I-3
将277mg(1mmol)2-丁二酸二甲酯基-2,3-二氢-异吲哚-1-酮V-3和48mg(0.2mmol)过氧苯甲酰溶于15ml的乙腈,于室温下慢慢加入358mg(2mmol)NBS。然后0℃下5h,冷却,过滤,滤液减压蒸馏至干,提纯得无色油状液体206mg,收率88.74%。其分析测试数据见表-1。
实施例3
5-羟基-6-乙基-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮II-1
6-乙基-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮III-1(0.243g,1.5mmol),N-溴代丁二酰亚胺(NBS)(0.333g,1.875mmol),偶氮二异丁氰(AIBN)(0.031g,0.1875mmol),无水乙腈20ml于50ml的二口瓶中,搅拌,回流2-4h,反应结束后,按常规方法处理提纯,得无色固体0.112克,收率42%。其分析测试数据见表-2
实施例4
5-羟基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮II-15
6-(4-甲氧基)苯基-5,6-二氢-吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮III-15(0.36g,1.5mmol),N-溴代丁二酰亚胺(NBS)(1.068g,6.0mmol),偶氮二异丁氰(AIBN)(0.098g,0.60mmol),无水乙腈50ml于100ml的反应瓶中,搅拌、回流,以薄层分析板(TLC)跟踪反应进程,原料基本反应结束即可终止反应,然后减压旋蒸除去乙腈,柱层析提纯,以二氯甲烷∶甲醇=80∶1洗脱,无色固体II-15,0.165g,收率33%,无色固体III-16,0.306g收率64%。其分析测试数据见表-2。
实施例5
3-(5-羟基-7-酮-5,7-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶)-哌啶-2,6-二酮II-16
3-(7-羰基-5,7-二氢-吡咯并[3,4-b]吡啶-)哌啶-2,6-二酮III-19(0.245g,1.0mmol),N-溴代丁二酰亚胺(NBS)(0.534g,3.0mmol),偶氮二异丁氰(AIBN)(0.050g,0.3mmol),无水乙腈60ml于100ml的反应瓶中,搅拌,回流,以薄层分析板(TLC)跟踪反应进程,原料基本反应结束即可终止反应,然后减压旋蒸除去乙腈,柱层析提纯。以二氯甲烷∶甲醇=80∶1和二氯甲烷∶甲醇=50∶1梯度洗脱。得无色固体3-(5-羟基-7-酮-5,7-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶)-哌啶-2,6-二酮II-16,0.029g收率11%,无色固体3-[5-(2,5-二羰基-吡咯烷)-5-羟基-7-酮-5,7-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶)]-哌啶-2,6-二酮II-20,0.266g收率74.3%。其分析测试数据见表-2。
表-1 I类衍生物的物性数据
表-2 II类衍生物的物性数据
表-2 II类衍生物的物性数据(续)
表-3 III类衍生物的物性数据
表-4 IV类衍生物的物性数据:
表-5 I类衍生物的药理实验结果:
样品号 | ECV304 | A549 | CEM | HL-60 |
IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | |
I-1 | 830.19 | 1001.38 | 300.44 | 547.17 |
I-2 | 804.71 | 700.87 | 303.22 | 444.18 |
I-3 | >1000 | 916.68 | 584.96 | >1000 |
I-4 | 198.26 | 681.90 | 135.28 | 499.95 |
I-5 | 444.69 | 741.84 | 187.28 | 378.15 |
I-6 | 303.53 | 381.16 | 160.84 | 289.75 |
表-6 II类衍生物的药理实验结果:
样品号 | ECV304 | A549 | CEM | HL-60 |
IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | |
II-1 | >1000 | >1000 | >1000 | >1000 |
II-2 | 894.17 | >1000 | 784.86 | 762.50 |
II-3 | >1000 | >1000 | 734.46 | 976.65 |
II-4 | 234.99 | 323.71 | 248.90 | 290.99 |
II-5 | 176.53 | 243.67 | 156.69 | 152.45 |
II-6 | 206.83 | 244.70 | 415.68 | 329.06 |
II-7 | 375.19 | 494.14 | 492.34 | 513.91 |
II-8 | 356.73 | 275.11 | 473.69 | 388.95 |
II-9 | >1000 | >1000 | >1000 | >1000 |
II-10 | >1000 | >1000 | >1000 | 954.44 |
II-11 | 590.41 | 984.01 | 710.98 | 595.12 |
II-12 | 755.11 | 758.26 | 835.46 | 840.59 |
II-13 | 129.83 | 89.02 | 297.54 | 499.63 |
II-14 | 334.08 | 291.87 | 176.74 | 323.41 |
II-15 | 44.15 | >1000 | >1000 | >1000 |
II-16 | 884.05 | >1000 | 693.27 | 905.78 |
II-17 | 148.62 | 119.31 | 219.52 | 194.16 |
II-18 | 861.35 | 652.50 | 573.24 | 676.56 |
II-19 | >196 | >196 | >196 | >196 |
II-20 | >1000 | >1000 | >1000 | 987.31 |
表-7 III类衍生物的药理实验结果:
样品号 | ECV304 | A549 | CEM | HL-60 |
IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | |
III-1 | 755.77 | 832.05 | 588.87 | 766.89 |
III-2 | 796.60 | 704.44 | 533.20 | 713.17 |
III-3 | 813.86 | 833.64 | 901.22 | >1000 |
III-4 | 346.52 | 378.39 | 317.76 | 390.24 |
III-5 | 71.49 | 78.14 | 73.77 | 58.20 |
III-6 | 986.89 | 989.94 | 555.84 | 591.29 |
III-7 | 240.75 | 231.49 | 222.73 | 169.48 |
III-8 | 198.34 | 178.45 | 249.64 | 273.39 |
III-9 | 959.97 | 958.84 | >1000 | 913.82 |
III-10 | 333.33 | 442.61 | 97.96 | 170.29 |
III-11 | >200 | >200 | >200 | >200 |
III-12 | 282.86 | 396.20 | 262.50 | 281.91 |
III-13 | 338.32 | 433.95 | 210.96 | 205.74. |
III-14 | 172.03 | 698.82 | 616.34 | 293.66 |
III-15 | 551.78 | 1000 | 781.74 | 547.68 |
III-16 | 140.01 | 933.40 | 498.10 | 473.92 |
III-17 | 224.53 | 288.40 | 281.45 | 211.23 |
III-18 | 739.65 | 438.22 | 271.17 | 347.51 |
III-19 | >1000 | >1000 | >1000 | >1000 |
III-20 | >1000 | 992.98 | >1000 | >1000 |
III-21 | 431.01 | 144.26 | 346.54 | 499.15 |
III-22 | 1006.08 | 523.99 | 315.28 | 550.20 |
III-23 | 1041.12 | 837.00 | 561.30 | 821.19 |
III-24 | 347.24 | 348.88 | 341.32 | 398.94 |
III-25 | 274.96 | 448.50 | 337.86 | 417.34 |
III-26 | 950.54 | 652.86 | 614.89 | 577.46 |
表-8 IV类衍生物的药理实验结果:
样品号 | ECV304 | A549 | CEM | HL-60 |
IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | IC50(μg/ml) | |
IV-1 | >766 | >766 | >766 | >766 |
IV-2 | 558.66 | 869.82 | 246.65 | 122.62 |
IV-3 | 535.26 | 451.62 | 246.71 | 159.30 |
IV-4 | >1000 | >1000 | 288.61 | 408.39 |
IV-5 | 99.75 | 71.62 | 32.16 | 33.44 |
IV-6 | >1000 | >1000 | 892.17 | 956.75 |
IV-7 | 772.84 | 711.35 | 621.15 | 320.21 |
IV-8 | >1000 | 718.83 | 656.11 | 479.66 |
IV-9 | >1000 | >1000 | 696.44 | 901.07 |
thalidomide | 779.82 | 969.19 | >1000 | >1000 |
药理实验结果总结:
以thalidomide为对照物,对I、II、III、IV类化合物进行了体外人脐静脉血管内皮细胞(ECV-304)、人肺癌细胞(A549)、人T细胞白血病细胞(CEM)、人原髓细胞白血病细胞(HL-60)四组细胞的筛选,结果见表-5、表-6、表-7和表-8。
I类化合物中个别化合物的活性与thalidomide相当,但大部分化合物的活性均要好于thalidomide。
II类化合物中个别化合物的活性(如II-9、10)与thalidomide相当,但大部分化合物表现出很强的抑制肿瘤和抑制血管内皮细胞的活性。从6位链接的基团来看,发现芳香环、脂肪链比氨基酸酯类的活性要显著增强,其中II-4、5、6、13、14、15有很强的抑制上述细胞的作用,随着碳链的增加,其活性显著增强(C>4)。在II类所有化合物中,II-15的抑制人脐静脉血管内皮细胞(ECV-304)的活性最强,该化合物对其它三组细胞的抑制均比较弱。这说明该化合物具有选择性的抑制血管内皮细胞(ECV-304)的增殖活性。这也说明在苯环上适当引入卤原子可增加其生物活性。
III类化合物中个别化合物的活性与thalidomide相当,但大部分化合物的活性要显著强于thalidomide。其规律与II类化合物相似,6位链接的基团中芳香环、脂肪链比氨基酸酯类的活性要显著增强。在脂肪链中,也是随着碳链的增加,其抑制人脐静脉血管内皮细胞(ECV-304)的活性和抑制肿瘤的活性均显著增强。在芳香环中,卤原子也是明显增强了化合物的生物活性。在III类所有化合物中,III-5、16有很强的抑制人脐静脉血管内皮细胞(ECV-304)的活性和抑制肿瘤的活性。
IV类化合物中大部分化合物的活性与thalidomide相当,但化合物IV-5是这一类所有化合物中抑制血管内皮细胞(ECV-304)和人肺癌细胞(A549)、人T细胞白血病细胞(CEM)、人原髓细胞白血病细胞(HL-60)最强的化合物。再一次证明了长碳链的脂肪链能显著增强化合物的活性。
Claims (7)
1.一种用于抗肿瘤的药物,其特征在于,包括四类化合物,即2-取代-3-羟基-2,3-二氢-异吲哚-1-酮(I),6-取代-5-羟基-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮(II),6-取代-5,6-二氢吡咯并[3,4-b]吡啶-7-酮(III),6-取代-5,6-二氢-吡咯并[3,4-d]嘧啶-7-酮(IV),其结构通式分别如下:
化合物(I)中,R1、R2、R3和R4基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R5表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种;
化合物(II)中:R1、R2、R3基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R4表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种;
化合物(III)中,R1、R2、R3基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R4表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种;
化合物(IV)中,R1、R2基,表示H,烃基,烷氧基,酯基,芳基,芳氧基,苄基,CF3,OH,N3,NH2,NO2,CN,NHCOR1′,NR2′R3′,F,Cl,Br中的一种;N-R4表示N-H,N-烃基,N-芳基,N-苄基,N-杂环化合物,氨基酸及其氨基酸酯中的一种。
2.根据权利要求1所述的用于抗肿瘤的药物,其特征是,所述化合物(I)中,R1、R2、R3和R4,表示H时,R5分别如下:
(1)CH2COOC2H5
(2)CH3CHCOOCH3
(3)CH3OOCCHCH2COOCH3
(4)C2H5OOCCH(CH2)2COOCH3
(5)CH3OOCCHCH2C6H6
(6)CH3OOCCHCH(CH3)2。
4.根据权利要求3所述的用于抗肿瘤的药物,其特征是,所述化合物(12),具体为:
(1)R5=F时,R6=Me或CH3O
(2)R5=Cl时,R6=Me或CH3O
(3)R5=Br时,R6=Me或CH3O。
5.根据权利要求1所述的用于抗肿瘤的药物,其特征是,所述化合物(III)中,R1、R2、R3为H时,R4分别如下:
(1)CH2CH3
(3)CH3CHCH3
(4)CH2(CH2)2CH3 R7=H,CH3,C2H5,C3H7,
(5)CH2(CH2)4CH3 CH(CH3)2,C4H9,s-C4H9,CH2C6H6
(6)CH2(CH2)2OCH3
(8)CH(CH2)5
(9)CH2COOCH3 R5=F,Cl,Br
(10)CH3CHCOOCH3 R6=Me,CH3O。
(11)(CH3)2CHCHCOOCH3
(12)C6H6CH2CHCOOCH3
(13)HOCH2CHCOOCH3
6.根据权利要求5所述的用于抗肿瘤的药物,其特征是,所述化合物(15),具体为:
(1)R5=F时,R6=Me或CH3O
(2)R5=Cl时,R6=Me或CH3O
(3)R5=Br时,R6=Me或CH3O。
7.根据权利要求1所述的用于抗肿瘤的药物,其特征是,所述化合物(IV)中,R1、R2为H时,R3分别如下:
(1)H
(2)CH2CH2CH3 (6)CH2(CH2)2OCH3
(3)CH3CHCH3 (7)CH(CH2)4
(4)CH2(CH2)2CH3 (8)CH(CH2)5
(5)CH2(CH2)4CH3 (9)CH2COOCH3。
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