CN101328172A - 一类4-取代的2,7-二氮杂萘化合物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一类4－取代的2，7－二氮杂萘化合物、其制备方法及其在制备阿片受体激动剂或拮抗剂药物中的用途，或作为蛋白酶抑制剂在抑制细胞毒性、抗肿瘤、抗菌方面的用途。该类化合物具有通式I或II所示的结构，其中，R为卤素、C₁－C₁₀的直链或支链的烃基、芳基或杂芳基。

Description

一类4-取代的2，7-二氮杂萘化合物及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及4位具有不同取代基的2，7-二氮杂萘化合物及其制备方法，本发明还涉及该类化合物在制备阿片受体激动剂或拮抗剂药物中的用途，或作为蛋白酶抑制剂在抑制细胞毒性、抗肿瘤、抗菌方面的用途。

背景技术

许多生物碱类天然产物分子中都含二氮杂萘结构单元，它是由两个吡啶骈合在一起的二氮杂环芳香体系，根据两个氮原子所处的位置的不同，它可分为1，5-二氮杂萘、1，7-二氮杂萘、1，6-二氮杂萘、1，8-二氮杂萘、2，7-二氮杂萘和2，6-二氮杂萘等。这一类化合物有着广泛的生物活性，可用于诊断和治疗各种人类疾病(包括HIV病毒感染)。例如，从天然产物中分离出的含有1，5-二氮杂萘结构的二聚吲哚生物碱Cimiciduphytine具有降血压和缓解疼痛的作用；2-酰胺-1，6-二氮杂萘已申请专利保护作为药物用于治疗和预防巨细胞感染(WO9734894)，许多合成的1，6-二氮杂萘衍生物可作为潜在的人类拓扑异构酶抑制剂，法尼基转移酶抑制剂以及P38蛋白激酶抑制剂；1，7-二氮杂萘衍生物作为抗菌剂也被报道(WO2003091253，US20036531475)。然而，相对于众多天然分离的或有机合成的1，5-、1，6-、1，7-和2，6-二氮杂萘的方法，目前报道的2，7-二氮杂萘化合物相当有限，其制备方法更是十分稀少。加之，目前文献报道的合成这类化合物的方法存在许多缺点，如：合成的收率低，原料不易得，反应条件苛刻和很难在二氮杂萘的4位进行衍生化等。正是基于这些背景，本发明人从合成最近文献报道的从海洋红藻中分离得到的两个双吡啶类天然产物Lophocladine A(Ia)和Lophocladine B(IIa)入手，发明了4位具有不同取代基的2，7-二氮杂萘化合物I和II及一种简洁高效方便的合成方法。

发明内容

本发明的设计是基于为了实现2，7-二氮杂萘化合物4位上的衍生化，以便得到结构新颖的2，7-二氮杂萘化合物，为进一步的药理筛选提供物质基础。

本发明的目的是提供一类新型4-取代的2，7-二氮杂萘化合物。

本发明的另一目的是提供一种高效便捷和实用的制备4-取代的2，7-二氮杂萘化合物的方法。

本发明的还一目的在于提供上述化合物在制备阿片受体激动剂或拮抗剂药物中的用途；或作为蛋白酶抑制剂在抑制细胞毒性、抗肿瘤或抗菌方面的用途。

为了实现上述目的，本发明提供一类4-取代的2，7-二氮杂萘化合物，其具有如下通式I或II所示的结构：

其中，R为卤素、C₁-C₁₀的直链或支链的烃基、芳基或杂芳基等。

R可为卤素，如氯、溴、碘。

R可为C₁-C₁₀的直链或支链的烃基，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、烯丙基、炔丙基、苄基、苯乙基、苯乙烯基、3-羟基-丙炔-1-基或3-苄氧基-1-丙炔基。且优选苯乙烯基、炔丙基、甲基、3-羟基-丙炔-1-基或3-苄氧基-1-丙炔基。

R可为各类取代或非取代的芳基，例如，苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、氟苯基、氯苯基、联苯基、硝基苯基、萘基；并优选苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-硝基苯基、3-硝基苯基或4-氯苯基。

R可为各类取代或非取代的杂芳基，例如，噻酚基、3H-吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并二氢吡喃基或[2，3-b]苯并四氢呋喃基。并优选噻酚基或呋喃基。

本发明还提供了上述一类4-取代的2，7-二氮杂萘化合物的制备方法。

其首先通过一条简捷的合成途径构建1-羰基或氨基取代的2，7-二氮杂萘基本骨架III，然后选择性地在其4位进行卤化得到关键中间体4-卤-2，7-二氮杂萘酮或4-卤-2，7-二氮杂萘胺IV。通过Suzuki、Heck、Stille、Mitsunobu或Sonogashira等偶联反应，得到4位具有不同取代基的2，7-二氮杂萘化合物，实现了其4位上的衍生化。

本发明的一个明显特点是在对化合物III进行卤化时，高选择性地在4-位引入卤代基，反应干净，收率高。

本发明的另一特点是在对化合物IV引入4-位官能团时，无需对1-位的羰基或氨基进行保护，反应十分方便。

本发明制备方法具体通过下列步骤实施：

通式I的化合物的制备可按如下步骤：

1)乙酰乙酸乙酯与氰基乙酰胺在醇与碱存在下反应，得4-甲基-3-氰基-2，6-二羟基吡啶的盐，再通过酸酸化得到化合物1；

2)化合物1与卤化试剂反应得到化合物2；

3)化合物2在过渡金属催化剂的催化下氢化还原得化合物3；

4)化合物3与缩合剂反应得化合物4；

5)化合物4再与混酸反应得化合物5；

6)化合物5与卤化试剂反应得相应的4-卤代化合物6；

7)化合物6与芳基硼酸或酯、四烷基锡或炔试剂进行偶联或缩合得到通式I的化合物；

反应路线如下所示：

其中所述步骤1)中，溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇；所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、二异丁基氨基锂(LDA)、六甲基二硅基氨基锂(LHMDS)；酸为浓盐酸、浓硫酸、氢溴酸或醋酸；

所述步骤2)中，卤化试剂为二氯亚砜、氯气、草酰氯、三氯氧磷或五氯化磷；

所述步骤3)中，过渡金属催化剂为Pd/C、Pd(PPh₃)₄、Pd₂(dba)₃、PdCl₂或PtO₂；

所述步骤4)中，所用的缩合剂为双二甲胺基叔丁氧基甲烷、DMF-二甲缩醛或DMF-二乙缩醛；

所述步骤5)中，所使用的混酸为等体积的浓硫酸和浓盐酸、等体积的浓盐酸和冰醋酸或等体积的浓硫酸和冰醋酸等；反应温度为100℃；

所述步骤6)中，卤化试剂为碘、氮-溴代丁二酰亚胺(NBS)、氮-碘代丁二酰亚胺(NIS)、氯气或液溴；溶剂为四氯化碳、四氢呋喃或冰醋酸；

所述步骤7)中，缩合前体为芳基硼酸或芳基硼酸酯、四烷基锡或炔等；催化剂为Pd(PPh₃)₄、Pd₂(dba)₃、Pd(PPh₃)₂Cl₂、CuI、CuBr或Cu₂O；碱为Na₂CO₃、K₂CO₃、K₃PO₄或Cs₂CO₃；溶剂为水溶液、DMF、甲苯、乙醇或THF。

通式II的化合物的制备可按如下步骤：

1)乙酰乙酸乙酯与氰基乙酰胺在醇与碱存在下反应，得4-甲基-3-氰基-2，6-二羟基吡啶的盐，再通过酸酸化得到化合物1；

2)化合物1与卤化试剂反应得到化合物2；

3)化合物2在过渡金属催化剂的催化下氢化还原得化合物3；

4)化合物3与缩醛反应得化合物4；

5)化合物4与铵盐在加热下环合得化合物7，即1-氨基-2，7-二氮杂萘；

6)化合物7在酸中与卤化试剂反应得相应的4-卤代化合物8；

7)化合物8与芳基硼酸或芳基硼酸酯、四烷基锡或炔试剂进行偶联或缩合，得到通式II的化合物；

反应路线如下所示：

其中，步骤1～4与通式I化合物的制备中的步骤1～4相同；

所述步骤5)中，环合试剂为氯化铵、硫酸铵、磷酸铵或醋酸铵；反应温度为120℃；

所述步骤6)中，卤化试剂为碘、NIS、NBS、氯气或液溴；溶剂为四氯化碳、THF或冰醋酸；

所述步骤7)中，缩合前体可为芳基硼酸或酯、四烷基锡或炔；催化剂为Pd(PPh₃)₄、Pd₂(dba)₃、Pd(PPh₃)₂Cl₂、CuI、CuBr或Cu₂O；碱为Na₂CO₃、K₂CO₃、K₃PO₄或Cs₂CO₃；溶剂为水溶液、DMF、甲苯、乙醇或THF。

本发明化合物经发明人实验证明具有很高的生物活性，其中，通式I的化合物可用于制备阿片受体激动剂或拮抗剂药物，通式II的化合物可作为蛋白酶抑制剂应用于抑制细胞毒性、抗肿瘤、抗菌方面。

具体实施例

下面结合一些实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例不能限制本发明范围。

¹H-NMR用Varian MercuryAMX300型核磁共振仪测定；MS用VGZAB-HS或VG-7070型质谱仪测定，除注明外为EI源(70ev)；所有溶剂在使用前均经过重新蒸馏，所使用的无水溶剂均是按标准方法干燥处理获得；除说明外，所有反应均是在氮气保护下进行并TLC跟踪，后处理时均经饱和氯化钠水溶液洗涤和无水硫酸钠干燥过程；产品的纯化除说明外均使用硅胶(200～300目)柱色谱法；其中硅胶(200～300目)是青岛海洋化工厂生产，GF254薄层硅胶板是烟台江友硅胶开发有限公司生产。

实施例14-苯基-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ia的制备

步骤1：4-甲基-3-氰基-2，6-二羟基吡啶(化合物1)

将氰基乙酰胺(1.0g，11.9mmol)和乙酰乙酸乙酯(1.5ml，11.9mmol)置于15毫升的甲醇中，加热使之溶解，然后再称取732.5毫克的氢氧化钾溶于10毫升的甲醇中，用滴液漏斗将氢氧化钾的甲醇溶液滴加到反应物的甲醇溶液中，边滴加边搅拌，共持续15分钟，在滴加的过程中会有白色固体产生，此时要加入足够量的甲醇以防白色固体结块，然后反应液搅拌回流8小时。反应结束后，过滤出白色固体，将得到的白色固体溶于热水中，滤出不溶物，用浓盐酸酸化滤液至酸性，有白色固体产生，过滤出产物，分别依次用甲醇→水→甲醇洗，最后得到的白色固体产物在60℃下干燥得化合物1(1.191克，68％)，熔点316-319℃。

步骤2：3-氰基-2，6-二氯-4-甲基吡啶(化合物2)

将化合物1(4g，0.0267mol)和三氯氧磷(20ml)置于密闭的钢制反应釜中，加热到180℃，反应4-6小时，冷却后，小心地将其转移至碎冰中，并继续搅拌。此时反应剧烈放热，并有灰色固体产生，过滤，用水洗，得灰色固体化合物2(3.66g，74％)。熔点109-110℃。¹HNMR(CDCl₃-d₁，300M)δ(ppm)：2.589(s，3H，4-CH₃)，7.285(s，1H，5-H)。

步骤3：3-氰基-4-甲基吡啶(化合物3)

将化合物2(2.6g，13.45mmol)，无水醋酸钠(2.275g.，26.9mmole)和氯化钯(35mg)置于50毫升的圆底烧瓶中，在常压下通入氢气，搅拌反应2.5小时。过滤出催化剂，用甲醇洗几次，减压旋蒸出甲醇，得残留物溶于水中，加入碳酸氢钠，直至没有气泡产生为止。然后用乙醚萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压旋蒸去溶剂，得黄色油状物，过硅胶柱，展开剂石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1，得灰色晶体化合物3(1.2g，75％)。¹H NMR(CDCl₃-d1，300M)δ(ppm)：2.572(s，3H，4-CH3)，7.287(d，J＝5.4Hz，1H，5-H)，8.649(d，J＝5.7Hz，1H，6-H)，8.795(s，1H，H-2)。

步骤4与步骤5：1-羰基-2，7-二氮杂萘(化合物5)

将化合物3(500mg，4.275mmol)和DMF-二甲基缩醛(0.567ml，4.275mmol)溶于DMF中，在氮气保护下搅拌加热回流12小时，等反应液冷却后，减压旋蒸去DMF，得到的残留物溶于3毫升的冰醋酸和3毫升的浓硫酸，加热搅拌回流4小时。等反应液冷却后，用水稀释反应液，再用浓氨水中和至碱性，用CHCl₃/CH₃OH＝15∶1萃取，有机层用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，减旋蒸去溶剂得黄色固体化合物5(450mg，70％)。熔点：240-242℃(文献：熔点243-244.5℃)。¹H NMR(DMSO-d₆，300M)δ(ppm)：6.56(d，J＝7Hz，1H，4-H)，7.43(d，J＝7Hz，1H，5-H)，7.57(d，J＝5Hz，1H，3-H)，8.68(dd，J＝5Hz，1H，6-H)，9.23(s，1H，8-H)，and 11.67(1H，brs)。

步骤6：4-溴-1-羰基-2，7-二氮杂萘(化合物6)

将化合物5(100mg，0.68mmol)溶于3ml冰醋酸中，将反应液置于冰浴中保持温度在20℃以下，将108毫克(0.68mmol，0.034ml)液溴溶于2毫升冰醋酸，然后边搅拌边慢慢滴加到反应液中，当加完一半时，反应温度升至50℃，全部加完后，再搅拌2小时，反应结束。用10毫升水稀释，再用乙酸乙酯萃取，有机层用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过硅胶柱，展开剂为石油醚/乙酸乙酯＝5∶1，得黄色固体化合物6(76mg，49％)。¹H NMR(DMSO-d₆，300M)δ(ppm)：7.61(d，J＝4.8Hz，1H，5-H)，7.82(s，1H，3-H)，8.86(d，J＝5.7Hz，1H，6-H)，9.30(s，1H，8-H).MS(EI)：m/z 224/226[M⁺](100)。

在该步骤中，使用相同当量的碘代替溴，可制得4-碘-1-羟基-2，7-二氮杂萘(化合物6，X＝I))：¹H NMR(DMSO-d₆，300M)δ(ppm)：7.47(d，J＝4.8Hz，1H，5-H)，7.85(s，1H，3-H)，8.82(d，J＝5.7Hz，1H，6-H)，9.22(s，1H，8-H).MS(EI)：m/z 272[M⁺](100)。

步骤7：4-苯基-1-羰基-2，7-二氮杂萘(化合物Ia)

将溴代化合物6(100mg，0.44mmol)和苯硼酸(80.52mg，0.66mmol)溶于甲苯/乙醇＝4∶1的混合溶液(5ml)中，然后依次加入Pd(PPh₃)₄(25mg，0.022mmol)，2M碳酸氢钠水溶液(2mL)，和氯化锂(20mg)，反应液在氮气保护下搅拌回流反应10小时。等反应液冷却后，用CH₂Cl₂(150ml)萃取，有机层分别用水(20ml)、饱和食盐水(20ml)洗，无水硫酸钠干燥。减压旋蒸去溶剂，得到的残留物过硅胶柱，展开剂为乙酸乙酯/石油醚＝5∶1，得到白色固体目标产物Ia(44mg，45％)，熔点：262-264℃。¹H NMR(DMSO-d₆，300M)δ(ppm)：7.386(s，1H，3-H)，7.41(d，J＝5.7Hz)，7.42-7.46(m，3H，3’-H，4’-H，5’-H)，7.47-7.52(m，2H，2’-H，6’-H)，8.70(d，J＝5.7Hz，1H，6-H)，9.39(s，1H，8-H).MS(EI)：m/z 222[M⁺]。

化合物Ib-Ie用类似方法可制得：

实施例24-(4-甲基苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ib

按照实施例1的方法，步骤7中，苯硼酸用4-甲基苯硼酸替代，制得化合物4-(4-甲基苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ib。

白色固体，收率52％；¹H NMR(CDCl₃，300MHz)δ2.436(s，3H，CH₃)，7.29-7.32(m，4H，H-2’，H-3’，H-5’，H-6’)，7.38(s，1H，H-3)，7.47(d，J＝5.4Hz，1H，H-5)，8.72(d，J＝5.7Hz，1H，H-6)，9.68(s，1H，H-8)，12.17(brs，1H，NH)；MS(ESI)m/z 236[M⁺](100)；HRMS Calcd for C₁₅H₁₂N₂O：236.0950，found：236.0943。

实施例34-(4-甲氧基苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ic

按照实施例1的方法，步骤7中，苯硼酸用4-甲氧基苯硼酸替代，制得化合物4-(4-甲氧基苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ic。

白色固体，收率50％；¹HNMR(DMSO-d₆，300MHz)δ：3.80(s，3H，)，7.05(d，J＝8.7Hz，2H)，7.32(s，1H)，7.35(d，J＝8.7Hz，2H)，7.37(d，J＝6.3Hz，1H)，8.69(d，J＝5.4Hz，1H)，9.38(s，1H)；¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)δ：160.8(C-4’)，159.0(C-1)，151.2(C-8)，150.3(C-6)，142.3(C-10)，132.4(C-5)，130.8(C-2’，C-6’)，126.9(C-1’)，120.6(C-9)，117.5(C-3)，115.6(C-4)，114.4(C-3’，C-5’)，55.3(O-CH₃)；MS(EI)：m/z 252[M⁺](100)；HRMS Cacld.for C₁₅H₁₂N₂O₂：252.0899，found：252.0897。

实施例44-(4-氟苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Id

按照实施例1的方法，步骤7中，苯硼酸用4-氟苯硼酸替代，制得化合物4-(4-氟苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Id。

灰白色固体，收率48％；¹H NMR(DMSO-d₆，300M)δ(ppm)：7.391(s，1H，H-3)，7.296-7.504(m，5H)，8.703(d，J＝6Hz，1H，H-6)，9.383(s，1H，H-8)；¹³C NMR(75MHz，DMSO-d₆)δ163.1(C-4’)，160.9(C-1)，151.3(C-8)，150.5(C-6)，142.1(C-10)，133.0(C-5)，131.8(C-2’)，131.7(C-6’)，131.2(C-1’)，120.6(C-9)，117.4(C-3)，115.9(3’)，115.7(5’)，114.9(C-4)；MS(EI)：m/z 240.0716[M⁺](100)；HRMSCacld.for C₁₄H₉FN₂O：240.0699，found：240.0716。

实施例54-(3-硝基苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ie

按照实施例1的方法，步骤7中，苯硼酸用3-硝基苯硼酸替代，制得化合物4-(3-硝基苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ie。

浅黄色固体，收率20％；¹H NMR(DMSO-d₆，300MHz)δ：7.41(d，J＝6Hz，1H，H-5)，7.57(s，1H，H-3)，7.79-8.30(m，3H，H-4’，H-5’，H-6’)，8.26(s，1H，H-2’)，8.72(d，J＝5.7Hz，1H，H-6)，9.41(s，1H，H-8)；MS(EI)：m/z 267[M⁺](100).HRMS Cacld.forC₁₄H₉N₃O₃267.0644，found 267.0625。

实施例64-(4-氯苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘If

按照实施例1的方法，步骤7中，苯硼酸用4-氯苯硼酸替代，制得化合物4-(4-氯苯基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘If。

白色固体，收率55％，¹H NMR(DMSO-d₆，300MHz)δ：6.57(d，J＝5.4Hz，1H)，6.62(s，1H)，6.65-6.77(m，4H)，7.90(d，J＝6.3Hz，1H)，8.59(s，1H)，11.10(brs，1H)。

实施例74-(2-噻酚基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ig

按照实施例1的方法，步骤7中，苯硼酸用2-噻酚硼酸替代，制得化合物4-(2-噻酚基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ig。

白色固体，收率35％，¹H NMR(DMSO-d₆，300MHz)δ：7.0(m，2H)，7.12(m，1H)，7.76(d，J＝5.4Hz，1H)，7.89(s，1H)，8.90(d，J＝5.1Hz，1H)，9.21(s，1H)。

实施例84-甲基-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ih

将碘代化合物6(0.44mmol)，三甲苯膦(11mg)，Pd₂(dba)₃(9.0mg，8.8μmol)，和CuI(6.9mg，35.75μmol)溶于DMF中(5ml)，室温搅拌30分钟后，氮气保护下加入四甲基锡(0.44mmol)。反应在45-50℃下搅拌过夜。加入2N盐酸萃灭反应，乙醚提取。水相用氨水中和至中性。CH₂Cl₂(150ml)萃取，有机层分别用水(20ml)、饱和食盐水(20ml)洗，无水硫酸钠干燥。减压旋蒸去溶剂，得到的残留物过硅胶柱，得到目标产物Ih(45％)。¹H NMR(DMSO-d₆，300MHz)δ：1.73(CH3，s)，7.12(d，J＝5.4Hz，1H)，7.56(s，1H)，8.90(d，J＝6.3Hz，1H)，9.29(s，1H)。

实施例94-(3-羟基-丙炔-1-基)-1-羰基-2，7-二氮杂萘Ii

将碘代化合物6(0.185mmol)，Pd(PPh₃)₄(21.4mg，18.5μmol)，和CuI(7.1mg，37μmol)，Et₃N(60μL)溶于DMF中(5ml)，室温搅拌30分钟后，氮气保护下滴加O-苄基-炔丙醇(0.544mmol)。反应在室温下搅拌过夜。减压旋蒸去溶剂，得到的残留物溶于无水乙醇中，加入10％Pd/C(10mg)，室温加氢氢化4小时，旋干溶剂，残余物过硅胶柱，得到目标产物Ii(45％)。¹H NMR(CDCl₃-d₃，300MHz)δ：4.48(2h，s)，7.63(s，1h)，7.76(d，J＝5.1Hz，1H)，8.86(d，J＝5.7Hz，1H)，9.60(s，1H)，11.79(s，1H)。

实施例104-苯基-1-氨基-2，7-二氮杂萘IIa的制备

步骤1：4-甲基-3-氰基-2，6-二羟基吡啶(化合物1)

将氰基乙酰胺(1.0g，11.9mmol)和乙酰乙酸乙酯(1.5ml，11.9mmol)置于15毫升的甲醇中，加热使之溶解，然后再称取732.5毫克的氢氧化钾溶于10毫升的甲醇中，用滴液漏斗将氢氧化钾的甲醇溶液滴加到反应物的甲醇溶液中，边滴加边搅拌，共持续15分钟，在滴加的过程中会有白色固体产生，此时要加入足够量的甲醇以防白色固体结块，然后反应液搅拌回流8小时。反应结束后，过滤出白色固体，将得到的白色固体溶于热水中，滤出不溶物，用浓盐酸酸化滤液至酸性，有白色固体产生，过滤出产物，分别依次用甲醇、水、甲醇洗，最后得到的白色固体产物在60℃下干燥得化合物1(1.191克，68％)，熔点316-319℃。

步骤2：3-氰基-2，6-二氯-4-甲基吡啶(化合物2)

将化合物1(4g，0.0267mol)和三氯氧磷(20ml)置于密闭的钢制反应釜中，加热到180℃，反应4-6小时，冷却后，小心的将其转移至碎冰中，过滤，用水洗，得灰色固体化合物2(3.66g，74％)。熔点109-110℃。¹H NMR(CDCl₃-d₁，300M)δ(ppm)：2.589(s，3H，4-CH₃)，7.285(s，1H，5-H)。

步骤3：3-氰基-4-甲基吡啶(化合物3)

将化合物2(2.6g，13.45mmol)，无水醋酸钠(2.275g.，26.9mmol)和氯化钯(35mg)置于50毫升的圆底烧瓶中，在常压下通入氢气，搅拌反应2.5小时。过滤出催化剂，用甲醇洗几次，减压旋蒸出甲醇，得残留物溶于水中，加入碳酸氢钠，直至没有气泡产生为止。然后用乙醚萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。减压旋蒸去溶剂，得黄色油状物，过硅胶柱，展开剂石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1，得灰色晶体化合物3(1.2g，75％)。¹H NMR(CDCl₃-d₁，300M)δ(ppm)：2.572(s，3H，CH₃)，7.287(d，J＝5.4Hz，1H，H-5)，8.649(d，J＝5.7Hz，1H，6-H)，8.795(s，1H，H-2)。

步骤4与步骤5：1-氨基-2，7-二氮杂萘(化合物7)

将化合物3(500mg，4.275mmol)和DMF-二甲基缩醛(0.567ml，4.275mmol)溶于DMF中在氮气保护下搅拌加热回流12小时，等反应液冷却后，减压旋蒸去DMF，得到的残留物加入醋酸铵，加热到114℃搅拌使之熔解，反应2小时。加入冰水稀释，用氯仿/甲醇＝10∶1萃取，有机层先用饱和食盐水洗，再用无水硫酸钠干燥，减压旋去溶剂，得残留物，过硅胶柱，展开剂二氯甲烷/甲醇＝25∶1，得黄褐色固体产物化合物7(182mg，70％)。¹H NMR(CDCl₃-d₁，300M)δ(ppm)：5.65(brs，2H，NH₂)，6.96(d，J＝5.7Hz，1H，H-5)，7.49(d，J＝6Hz，1H，H-4)，8.08(d，J＝5.7Hz，1H，H-3)，8.63(d，J＝5.7Hz，1H，H-6)，9.31(s，1H，H-8)。

步骤6：4-溴-1-氨基-2，7-二氮杂萘8(X＝Br))

将化合物7(100mg，0.69mmol)溶于3ml冰醋酸中，将反应液置于冰浴中保持温度在20℃以下，将110毫克(0.69mmol，0.034ml)液溴溶于2毫升冰醋酸，然后边搅拌边慢慢滴加到反应液中，当加完一半时，反应温度升至50℃，全部加完后，再搅拌2小时，反应结束。用10毫升水稀释，再用乙酸乙酯萃取，有机层用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过硅胶柱，展开剂为二氯甲烷/甲醇＝40∶1，得黄色固体化合物8(76mg，49％)。¹H NMR(CDCl₃-d₁，300M)δ(ppm)：5.47(brs，2H，NH₂)，7.81(d，J＝6Hz，1H，H-5)，8.28(s，1H，H-3)，8.77(d，J＝5.7Hz，1H，H-6)，9.23(s，1H，H-8)；MS(EI)m/z 223/225[M⁺]。

用类似方法可制备4-碘-1-氨基-2，7-二氮杂萘(8，X＝I)

将化合物7(300mg，2.055mmol)溶于15毫升4mol/L的NaOH水溶液，加入碘(521.92mg，2.055mmol)，加热到80℃搅拌反应过夜。加入40毫升水稀释，此时有白色固体析出，过滤，先用水洗，在用乙醚洗。干燥得碘代化合物8(445mg，80％)。¹H NMR(DMSO-d₆，300M)δ(ppm)：7.47(d，J＝5.7Hz，1H)，7.85(s，1H)，8.83(d，J＝5.7Hz，1H)，9.22(s，1H)。

步骤7：4-苯基-1-氨基-2，7-二氮杂萘(化合物IIa)

将溴代化合物8(50mg，0.224mmol)和苯硼酸(32.8mg，0.269mmol)溶于甲苯/乙醇＝4∶1的混合溶液(5ml)中，然后依次加入Pd(PPh₃)₄(25mg，0.022mmol)，2M碳酸氢钠水溶液(2mL)，氯化锂(20mg)，反应液在氮气保护下搅拌回流反应10小时。等反应液冷却后，用CH₂Cl₂(150ml)萃取，有机层分别用水(20ml)、饱和食盐水(20ml)洗，无水硫酸钠干燥。减压旋蒸去溶剂，得到的残留物过硅胶柱，展开剂为二氯甲烷/甲醇＝40∶1，得到浅黄色固体目标产物IIa(24mg，80％)，熔点：226-228℃。¹HNMR(CDCl₃-d₁，300M)δ(ppm)：5.51(brs，2H，NH₂)，7.426-7.65(m，5H)，7.64(d，J＝5.7Hz，1H，H-5)，8.12(s，1H，H-3)，8.62(d，J＝6Hz，1H，H-6)，9.33(s，1H，H-8)；MS(EI)m/z 223/225[M⁺]。

化合物IIb，IIc，IId，IIe用类似方法可制得：

实施例114-(4-甲氧基苯基)-1-氨基-2，7-二氮杂萘IIb的制备

按照实施例10的方法，步骤7中，苯硼酸用4-甲氧基苯硼酸替代，制得化合物4-(4-甲氧基苯基)-1-氨基-2，7-二氮杂萘IIb。

白色固体，92％.¹H NMR(CDCl₃，300MHz)δ：3.88(s，3H，O-CH₃)，5.57(s，2H，-NH2)，7.03(d，J＝8.4Hz，2H)，7.35(d，J＝8.1Hz，2H)，7.61(d，J＝5.4Hz，1H)，8.08(s，1H)，8.61(d，J＝5.4Hz，1H)，9.33(s，1H)；¹³C NMR(75MHz，DMSO-d₆)δ：158.5(C-4’)，157.2(C-1)，149.2(C-6)，147.3(C-8)，146.0(C-3)，138.4(C-10)，130.7(C-2’，C-6’)，128.7(C-4)，119.9(C-1’)，116.5(C-5)，114.2(C-3’，C-5’)，111.9(C-9)，55.1(O-CH₃)；MS(EI)：m/z＝251[M⁺](100)；HRMSCacld.For C₁₅H₁₃N₃O251.1059，found：251.1061。

实施例124-(4-氟苯基)-1-氨基-2，7-二氮杂萘IIc的制备

按照实施例10的方法，步骤7中，苯硼酸用4-氟苯基硼酸替代，制得化合物4-(4-氟苯基)-1-氨基-2，7-二氮杂萘IIc。

白色固体，85％。¹H NMR(CDCl₃，300MHz)δ：5.48(s，2H，-NH₂)，7.22-7.16(m，2H)，7.40-7.37(m，2H)，7.56(d，J＝6Hz，1H)，8.08(s，1H)，8.63(d，J＝6Hz，1H)，9.32(s，1H)。

实施例134-(4-氯苯基)-1-氨基-2，7-二氮杂萘IId的制备

按照实施例10的方法，步骤7中，苯硼酸用4-氯苯基硼酸替代，制得化合物4-(4-氯苯基)-1-氨基-2，7-二氮杂萘IId。

白色固体，90％。¹H NMR(DMSO-d₆，300MHz)δ：7.44-7.55(m，7H)，7.98(s，1H)，8.57(d，J＝5.7Hz，1H)，9.60(s，1H)。¹H NMR(DMSO-d₆+少量D₂O，300MHz)δ：7.44-7.55(m，5H)，7.98(s，1H)，8.57(d，J＝5.7Hz，1H)，9.60(s，1H)。

实施例144-(3-苄氧基-1-丙炔基)-1-氨基-2，7-二氮杂萘IIe的制备

在实施例10中制得4-碘-1-氨基-2，7-二氮杂萘(碘代化合物8)

将碘代化合物8(50mg，0.185mmol)溶于DMF，然后分别依次加入CuI(7.05mg，0.037mmol)，Pd(PPh₃)₄(21.39mg，0.0185mmol)，三乙胺(37.4mg，0.37mmol)；反应装置避光，然后滴加溶于DMF的3-苄氧基-1-丙炔(可从炔丙醇经苄基保护制得)(80.8mg，0.554mmol)，室温搅拌12时，旋去溶剂，直接上硅胶柱。展开剂为二氯甲烷∶甲醇＝30∶1，得浅黄色固体化合物IIe(25mg，47％)¹HNMR(CDCl₃-d₁，300M)δ(ppm)：4.48(s，2H)，4.70(s，2H)，7.28-7.42(m，5H)，7.63(s，1H)，7.76(d，J＝5.1Hz，1H)，8.86(d，J＝5.7Hz，1H)，9.61(s，1H)，11.79(brs，1H)。

试验实施例

目标化合物Ia-Ii与阿片受体结合特征和内在活性分析：

分别将三种阿片受体κ-、δ-、和μ-表达至CHO细胞上，提膜，通过放射性配体结合试验，测定化合物分别与同位素³H标记的κ-、δ-、和μ-阿片受体特异性配体[³H]U69593、[³H]Naltrindole、[³H]DAMGO竞争结合相应受体的能力(EC₅₀)，确定化合物对κ-、δ-、和μ-阿片受体的亲和力(K_i)以及选择性并按受体效力高低排序，从而为进一步药物成瘾研究筛选出一系列选择性不同的双功能化合物。

用[³⁵S]GTPγS结合实验测定化合物激活G蛋白的能力，确定它们的激动、拮抗、或部分激动或部分拮抗能力。

活性测试显示这一系列化合物均有一定的阿片受体活性，尤其是对δ阿片受体，这些化合物与该受体的亲和力(IC₅₀)均在10μM以下，并显示出一定的拮抗活性(如化合物Ia对δ阿片受体激动剂阳性药物DPDPE在10nM浓度下表现出50％的抑制活性)。

目标化合物IIa-IIe与肿瘤细胞活性分析：

测试了目标化合物对乳腺癌、肺癌、前列腺癌等的生长抑制作用，发现这些化合物均表现出一定的抑制这些癌细胞生长能力，尤其是前两种癌细胞(如化合物IIa在45μM浓度下对前两种细胞的抑制活性IC₅₀分别为3.1μM和65μM)。

Claims (9)

1、一类具有如下通式I或II所示结构的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物：

或

I                  II

其中，R为卤素、C₁-C₁₀的直链或支链的烃基、芳基或杂芳基。

2、根据权利要求1所述的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物，其特征是，所述的卤素为氯、溴或碘；

所述的C₁-C₁₀直链或支链的烃基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、烯丙基、炔丙基、苄基、苯乙基、苯乙烯基、3-羟基-丙炔-1-基或3-苄氧基-1-丙炔基；

所述的芳基为苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、氟苯基、氯苯基、联苯基、硝基苯基或萘基；

所述的杂芳基为噻酚基、3H-吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并二氢吡喃基或[2，3-b]苯并四氢呋喃基。

3、根据权利要求1或2所述的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物，其特征是，所述的R为氯、溴、碘、甲基、苯乙烯基、炔丙基、苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-硝基苯基、3-硝基苯基、2-噻酚基、3-羟基-丙炔-1-基或3-苄氧基-1-丙炔基。

4、一种具有通式I所示结构的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物的制备方法，其特征是，该方法包括：

1)乙酰乙酸乙酯与氰基乙酰胺在醇与碱存在下反应，得4-甲基-3-氰基-2，6-二羟基吡啶的盐，再通过酸酸化得到化合物1；

2)化合物1与卤化试剂反应得到化合物2；

3)化合物2在过渡金属催化剂的催化下氢化还原得化合物3；

4)化合物3与缩合剂反应得化合物4；

5)化合物4再与混酸反应得化合物5；

6)化合物5与卤化试剂反应得相应的4-卤代化合物6；

7)化合物6与芳基硼酸或芳基硼酸酯、四烷基锡或炔试剂进行偶联或缩合得到通式I所示结构的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物；

其反应路线如下：

5、根据权利要求4所述的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物的制备方法，其特征是，

所述步骤1)中，溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇；所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、二异丁基氨基锂(LDA)、六甲基二硅基氨基锂(LHMDS)；酸为浓盐酸、浓硫酸、氢溴酸或醋酸；

所述步骤2)中，卤化试剂为二氯亚砜、氯气、草酰氯、三氯氧磷或五氯化磷；

所述步骤3)中，过渡金属催化剂为Pd/C、Pd(PPh₃)₄、Pd₂(dba)₃、PdCl₂或PtO₂；

所述步骤4)中，所用的缩合剂为双二甲胺基叔丁氧基甲烷、DMF-二甲缩醛或DMF-二乙缩醛；

所述步骤5)中，所使用的混酸为等体积的浓硫酸和浓盐酸、等体积的浓盐酸和冰醋酸或等体积的浓硫酸和冰醋酸；

所述步骤6)中，卤化试剂为碘、氮-溴代丁二酰胺(NBS)、氮-碘代丁二酰胺(NIS)、氯气或液溴；溶剂为四氯化碳、四氢呋喃或冰醋酸；

所述步骤7)中，缩合前体为芳基硼酸、芳基硼酸酯、四烷基锡或炔；催化剂为Pd(PPh₃)₄、Pd₂(dba)₃、Pd(PPh₃)₂Cl₂、CuI、CuBr或Cu₂O；碱为Na₂CO₃、K₂CO₃、K₃PO₄或Cs₂CO₃；溶剂为水溶液、DMF、甲苯、乙醇或THF。

6、一种具有通式II所示结构的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物的制备方法，其特征是，该方法包括：

1)乙酰乙酸乙酯与氰基乙酰胺在醇与碱存在下反应，得4-甲基-3-氰基-2，6-二羟基吡啶的盐，再通过酸酸化得到化合物1；

2)化合物1与卤化试剂反应得到化合物2；

3)化合物2在过渡金属催化剂的催化下氢化还原得化合物3；

4)化合物3与缩合剂反应得化合物4；

5)化合物4与铵盐在加热下环合得化合物7，即1-氨基-2，7-二氮杂萘；

6)化合物7在酸中与卤化试剂反应得相应的4-卤代化合物8；

7)化合物8与芳基硼酸或酯、四烷基锡或炔试剂进行偶联或缩合得到通式II所示结构的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物；

其反应路线如下：

7、根据权利要求6所述的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物的制备方法，其特征是，

所述步骤1)中，溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇；所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、LDA或LHMDS；酸为浓盐酸、浓硫酸、氢溴酸或醋酸；

所述步骤2)中，卤化试剂为二氯亚砜、氯气、草酰氯、三氯氧磷或五氯化磷；

所述步骤3)中，过渡金属催化剂为Pd/C、Pd(PPh₃)₄、Pd₂(dba)₃、PdCl₂或PtO₂；

所述步骤4)中，所用的缩合剂为双二甲胺基叔丁氧基甲烷、DMF-二甲缩醛或DMF-二乙缩醛；

所述步骤5)中，环合试剂为氯化铵、硫酸铵、磷酸铵或醋酸铵；

所述步骤6)中，卤化试剂为碘、NIS、NBS、氯气或液溴；溶剂为四氯化碳、THF或冰醋酸；

所述步骤7)中，缩合前体为芳基硼酸或酯、四烷基锡或炔；催化剂为Pd(PPh₃)₄、Pd₂(dba)₃、Pd(PPh₃)₂Cl₂、CuI、CuBr或Cu₂O；碱为Na₂CO₃、K₂CO₃、K₃PO₄或Cs₂CO₃；溶剂为水溶液、DMF、甲苯、乙醇或THF。

8、根据权利要求1所述的具有通式I所示结构的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物在制备阿片受体激动剂或拮抗剂药物中的用途。

9、根据权利要求1所述的具有通式II所示结构的4-取代的2，7-二氮杂萘化合物在制备抑制细胞毒性、抗肿瘤或抗菌药物中的用途。