CN101475563B

CN101475563B - 3-氨基-4-吲哚-n-甲基马来酰亚胺化合物、其制备及应用

Info

Publication number: CN101475563B
Application number: CN2008102031691A
Authority: CN
Inventors: 赵圣印; 卿凤翎; 陈志龙; 张海泉; 孙筠
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2028-11-21
Also published as: CN101475563A

Abstract

本发明涉及一种3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物、其制备及应用，该化合物的结构通式如附图所示，制备：3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺在N，N-二甲基甲酰胺、三乙胺存在下，与各种取代胺在80～95℃反应所得；应用：在制备预防和治疗肿瘤、糖尿病及其并发症中的药物中的应用。

Description

3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物、其制备及应用

技术领域

本发明涉及氨基取代的吲哚马来酰亚胺类化合物领域，具体说是涉及一种具有预防和治疗肿瘤和糖尿病并发症等疾病的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，工业现代化进程加速，化学品在食品、化妆品和材料等领域广泛使用，以及环境污染的加剧，胃癌、肺癌、白血病和乳腺癌等恶性肿瘤的发病率呈逐年上升趋势。目前，临床中使用的抗肿瘤药物如环磷酰胺(Cyclophosphamide)、顺铂(Cisplatin)、氟尿嘧啶(Fluorouracil)、去氧氟尿苷(Doxifluridine)、叶酸类抗肿瘤药如甲胺喋呤(methotrexate)等都存在毒性和缺乏广普抗肿瘤作用等缺点。

近年来，随着肿瘤生物学及相关学科的迅速发展，人们认识到细胞癌变的本质是细胞信号转导通路的失调导致的细胞无限增殖，随之而来的是抗肿瘤药物的研发和焦点正从传统细胞毒药转移到针对肿瘤细胞内异常信号系统靶点的特异性新一代抗肿瘤药物。如作用于表皮生长因子酪氨酸激酶(tyrosine kinase)的药物伊马替尼(Imatinib)、吉非替尼(Gefitinib)、厄洛替尼(Erlotinib)和苏拉替尼(Sorafenib)等。作用于丝氨酸/苏氨酸的蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)是另一类蛋白激酶家族，是一类Ca²⁺、磷脂依赖性的蛋白激酶，在跨膜信号传递过程中起着很重要的作用。现已发现PKC有12个亚型【Newton，A.C.J.Biol.Chem.1995，270，28495.】，正常情况下，PKC处于失活状态，当受到外界刺激时，PKC被激活。一系列证据表明，癌症以及糖尿病诱发的微循环病变等疾病的发生都与PKC的异常表达有关。

以微生物Streptomyces sp.代谢物中星型孢菌素(Staurosporine)为先导化合物进行结构修饰得到的吲哚马来酰亚胺类化合物是一类新型的蛋白激酶C抑制剂。生物活性研究表明，该类化合物能抑制PKC活性，具有抗肿瘤等多种生物活性。如化合物Enzastaurin目前正处于治疗B细胞白血病和非霍奇金病淋巴瘤等的III期临床研究。【Jirousek，M.R.；Giling，J.R.；Gonzalea，C.M.；et.al.，J.Med.Chem.，1996，39，2664；Robertson，M.J.；Kahl，B.S.；Vose，J.M.；et.al.，J.Clin.Oncol.2007，25，1741；Tanaka，M.；Sagawa，S.；Hoshi，J.；et.al.，Bioorg.Med.Chem.Lett.2006，16，5781】

近年来，文献报道了一些3-氨基取代的吲哚马来酰亚胺类化合物具有抑制H₂O₂诱发的坏死细胞死亡和抑制GSK-3的活性【Tanaka，M.；Sagawa，S.；Hoshi，J.；et.al.Bioorg.Med.Chem.Lett.2004，14，5171；Tanaka，M.；Sagawa，s.；Hoshi，J.；et.al.Bioorg.Med.Chem.Lett.2006，16，5781】，但文献报道的这些3-氨基取代的吲哚马来酰亚胺类化合物尚未见其抗肿瘤活性的报道。

发明内容：

本发明的目的是提供一种3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物、其制备及应用，该化合物是一类蛋白激酶C抑制剂，可用于制备预防或治疗肿瘤、糖尿病及其并发症等疾病的药物。

本发明的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物，其结构通式如下：

其中，R₁和R₂为氢、乙基、丙基、异丙基、丁基、苄基、环状的吗啉、四氢吡咯或哌啶基团，且R₁和R₂优选基团均为正丁基。

3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物为淡黄色至红色固体。

所述3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物优选为3-二丁胺基-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺，其系统名称为3-(1H-吲哚-3)-4-(二正丁基胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮，为淡红色结晶，分子式为C₂₁H₂₇N₃O₂，熔点为197～199℃，结构式为

本发明的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的制备方法，包括下列步骤：

3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、三乙胺存在下，与取代胺在80～95℃反应1～48小时后，向反应液中加水，用乙酸乙酯提取，有机层用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸去乙酸乙酯，制得3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物，其中，3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺与N，N-二甲基甲酰胺的重量体积比为1克:1～50毫升，3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺与三乙胺的重量体积比为1克:0.1～10毫升，3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺与取代胺的摩尔比为1:1～10。

所述的3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺是3-溴-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺，它是以马来酰亚胺为起始原料，经溴代生成3，4-二溴马来酰亚胺，在硫酸二甲酯作用下进行甲基化合成3，4-二溴-N-甲基马来酰亚胺，而后在溴乙烷和镁作用下与吲哚反应生成吲哚溴化镁，与3，4-二溴-N-甲基马来酰亚胺发生取代反应生成3-溴-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺，具体制备方法见文献【张海泉，贾红圣，赵圣印.合成化学，2008，16(1)：105-106】。

所述取代胺是正丙胺、异丙胺、正丁胺、二乙胺、二丁胺、吗啉、哌啶或四氢吡咯。

本发明的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的应用，是制备预防和治疗肿瘤、糖尿病及其并发症中的药物中的应用。

吲哚马来酰亚胺类化合物具有较强的抗肿瘤作用，但实验中发现该类化合物水溶性较差。因此，考虑到氨基的引入可以增强吲哚马来酰亚胺类化合物与蛋白激酶C的相互作用，同时也增加化合物的水溶性，以期增强抗肿瘤活性，合成了本发明所述的3-氨基-4-吲哚马来酰亚胺类化合物，并研究了在体外对Hela和SMMC 7721细胞的抗肿瘤活性。

本发明的有益效果：

本发明所述的化合物在体外对Hela和SMMC 7721细胞等具有较强的肿瘤作用，对上述肿瘤的预防和治疗具有重要作用。

本发明制备方法简单，而且该化合物具有较好的抗肿瘤活性。

附图说明

图1为3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的化学结构通式。

图2是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(二正丁基胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的核磁共振氢谱图；

图3是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(二正丁基胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的质谱图；

图4是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(异丙胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的核磁共振氢谱图；

图5是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(异丙胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的质谱图；

图6是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(吗啉基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的核磁共振氢谱图；

图7是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(吗啉基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的质谱图；

图8是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(1-吡咯烷基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的核磁共振氢谱图；

图9是实施例中3-(1H-吲哚-3)-4-(1-吡咯烷基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的质谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

(一)3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的制备

实施例1 3-(1H-吲哚-3)-4-(二正丁基胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮

0.5g(1.64mmol)3-溴-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺、0.36g(2.8mmol)二正丁胺、5mLN，N-二甲基甲酰胺(DMF)、0.2g(1.98mmol)三乙胺，依次加入烧瓶中，于90～95℃下反应10小时，冷却至室温，加入20mL水，用乙酸乙酯(20mL×3)提取，合并有机相，水洗，无水Na₂SO₄干燥，旋干溶剂后，正己烷和乙酸乙酯(1:1)的混合溶剂重结晶，得深红色固体0.45g，收率78％。

3-(1H-吲哚-3)-4-(二正丁基胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的性质，如下：

本品为淡红色结晶，mp：197～199℃；

IR(KBr)：3429，1699，1650，1552，1386，745cm^-1；红外IR光谱中3429cm^-1附近为吲哚上N-H伸缩振动吸收峰，1699和1650cm^-1为马来酰亚胺C＝O伸缩振动吸收峰，1386cm^-1为甲基C-H面外弯曲振动吸收峰；

¹H NMR(400MHz，CD₃COCD₃，δ ppm)：0.72(m，6H)，1.03(m，4H)，1.46(m，4H)，3.01(s，3H)，3.50(m，4H)，7.04(m，1H)，7.12(m，1H)，7.31(s，1H)，7.42(m，2H)，10.55(s，1H)；化学位移在δ在0.72的多重峰显示为6个氢，为甲基产生的氢信号，化学位移在1.03的多重峰显示为4个氢，为亚甲基的氢信号，化学位移在1.46的多重峰显示为4个氢，为亚甲基的氢信号，3.01的单峰显示为3H，为N上甲基的氢信号，化学位移在3.50的多重峰显示4个氢，为与N相连的亚甲基CH₂的氢信号，化学位移在7.04、7.12、7.31和7.42的峰总共为5个氢，为吲哚环上氢信号，化学位移在10.55的单峰为1个氢，为吲哚环N上氢信号。

MS(ESI)m/e[M+H]⁺354.3，[M+Na]⁺376.4；

元素分析得到C：71.15％，N：12.19％，H：7.738％；C₂₁H₂₇N₃O₂的计算值分别为：C：71.36％，N：11.88％，H：7.699％。

实施例2 3-(1H-吲哚-3)-4-(异丙胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮

0.5g(1.64mmol)3-溴-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺、0.17g(2.8mmol)异丙胺、5mLN，N-二甲基甲酰胺(DMF)、0.2g(1.98mmol)三乙胺，依次加入带搅拌的烧瓶中，85℃下反应10小时，冷却至室温，加入20mL水，用乙酸乙酯(20mL×3)提取，合并有机相，水洗，无水Na₂SO₄干燥，旋干溶剂后，正己烷和乙酸乙酯(1:1)的混合溶剂重结晶，得深红色固体0.31g，收率67％。

3-(1H-吲哚-3)-4-(异丙胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的性质，如下：

本品为淡红色结晶，mp：203～206℃；

IR(KBr)：3448，3319，1700，1647，1615，1549，1385，745cm^-1；红外IR光谱中3448cm^-1附近为吲哚上N-H伸缩振动吸收峰，1700和1647cm^-1为马来酰亚胺C＝O伸缩振动吸收峰，1385cm^-1为甲基C-H面外伸缩振动吸收峰。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃，δ ppm)：0.99(d，6H)，3.07(s，3H)，3.72(m，1H)，5.04(m，1H)，7.13(m，1H)，7.19(m，2H)，7.39(d，1H)，7.48(d，1H)，8.34(s，1H)；化学位移在δ在0.99的二重峰显示为6个氢，为甲基产生的氢信号，化学位移在3.07的单峰显示为3H，为N上甲基的氢信号，化学位移在3.72的多重峰显示1个氢，为与N相连的次甲基CH的氢信号，化学位移在5.04显示为1个氢，为N上氢信号，化学位移在7.13、7.19、7.39、和7.48的峰总共为5个氢，为吲哚环上氢信号，化学位移在8.34的单峰为1H，为吲哚环N上氢信号。

MS(ESI)m/e[M+H]⁺284.2，[M+Na]⁺306.1；

元素分析得到C：67.50％，N：14.51％，H：6.083％，C₁₆H₁₇N₃O₂的计算值分别为C：67.83％，N：14.83％，H：6.048％。

实施例3 3-(1H-吲哚-3)-4-(1-吗啉基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮

0.5g(1.64mmol)3-溴-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺、0.20g(2.8mmol)吗啉、5mLN，N-二甲基甲酰胺(DMF)、0.2g(1.98mmol)三乙胺，依次加入带搅拌的烧瓶中，85℃下反应10小时，冷却至室温，加入20mL水，用乙酸乙酯(20mL×3)提取，合并有机相，水洗，无水Na₂SO₄干燥，旋干溶剂后，正己烷和乙酸乙酯(1:1)的混合溶剂重结晶，得深红色固体0.44g，收率87％。

3-(1H-吲哚-3)-4-(1-吗啉基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的性质，如下：

本品为浅红色结晶，mp：209～213℃；

IR(KBr)：3391，3282，1701，1651，1539，1452，1386，746cm^-1；红外IR光谱中3391cm^-1附近为吲哚上N-H伸缩振动吸收峰，1701和1651cm^-1为马来酰亚胺C＝O伸缩振动吸收峰，1386cm^-1为甲基C-H面外弯曲振动吸收峰。

¹HNMR(400MHz，CDCl₃，δ ppm)：3.09(s，4H)，3.67(m，7H)，7.18(m，1H)，7.29(m，1H)，7.37(s，1H)，7.44(m，1H)，7.55(m，1H)，8.38(s，1H)；化学位移在δ在3.09的单峰显示为4个氢，为吗啉环亚甲基CH₂产生的氢信号，化学位移在3.67的多重峰显示为7H，为N上甲基和吗啉环上亚甲基的氢信号，化学位移在7.18、7.29、7.37、7.44和7.55各显示为1个氢，总共为5个氢为吲哚环上氢信号，化学位移在8.38的单峰为1H，为吲哚环N上氢信号。

MS(ESI)m/e：[M⁺+H]312.3，[M⁺+Na]334.2；

元素分析得到C：65.36％，N：13.32％，H：5.451％，C₁₇H₁₇N₃O₃的计算值分别为：C：65.58％，N：13.49％，H：5.503％。

实施例4 3-(1H-吲哚-3)-4-(1-吡咯烷基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮

0.5g(1.64mmol)3-溴-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺、0.20g(2.8mmol)吡咯烷、5mLN，N-二甲基甲酰胺(DMF)、0.2g(1.98mmol)三乙胺，依次加入带搅拌的烧瓶中，85℃下反应12小时，冷却至室温，加入20mL水，用乙酸乙酯(20mL×3)提取，合并有机相，水洗，无水Na₂SO₄干燥，旋干溶剂后，正己烷和乙酸乙酯(1:1)的混合溶剂重结晶，得深红色固体0.43g，收率88％。

3-(1H-吲哚-3)-4-(1-吡咯烷基)-1-甲基-1H-吡咯-2，5-二酮的性质，如下：

mp：209～212℃；

IR(KBr)：3276，2968，1683，1630，1540，1455，1386，746cm^-1；红外IR光谱中3276cm^-1附近为吲哚上N-H伸缩振动吸收峰，1683和1630cm^-1为马来酰亚胺C＝O伸缩振动吸收峰，1386cm^-1为甲基C-H面外伸缩振动吸收峰

¹HNMR(CDCl₃)δ：1.75(m，4H，CH₂)，3.06(s，3H，NCH₃)，3.55(m，4H，NCH₂)，7.12(m，2H，Ph-H)，7.20(m，1H，Ph-H)，7.26(s，1H，Ph-H)，7.35(m，1H，Ph-H)，7.46(m，1H，Ph-H)，8.28(s，1H，NH)；化学位移在δ在1.75的多重峰显示为4个氢，为吡咯环亚甲基CH₂产生的氢信号，化学位移在3.06的单峰显示为3H，为N上甲基的氢信号，化学位移在3.55的多重峰显示4个氢，为吡咯环上与N相连的亚甲基CH₂的氢信号，化学位移在7.12、7.20、7.26、7.35和7.46各显示为1个氢，总共为5个氢，为吲哚环上氢信号，化学位移在8.28的单峰为1H，为吲哚环N上氢信号。

MS(ESI)m/e[M+H]⁺296.3，[M+Na]⁺318.1；

元素分析得到C：69.04％，N：14.12％，H：5.572％，C₁₇H₁₇N₃O₂的计算值为：C：69.14％，N：14.23％，H：5.802％.

(二)3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的应用

实施例5 抗肿瘤活性筛选实验

用MTT法检测了3-氨基-4-吲哚-N-马来酰亚胺化合物对体外培养人宫颈癌Hela细胞和肝癌SMMC 7721的抑制作用，测定方法和条件如下：

筛选方法：MTT法

细胞株：人宫颈癌Hela细胞株和肝癌SMMC 7721细胞株

操作步骤：

取处于指数生长期生长状态良好的细胞一瓶，加入0.25％胰蛋白酶消化，使贴壁细胞脱落，制成每毫升含2×10⁴～4×10⁴细胞的悬液，接种于96孔板中，每孔150μL，置5％ CO₂培养箱中于37℃培养72h，每孔加入5mg/mL MTT[3-(4，5-二甲基-2-噻唑基)-2，5-二溴苯溴化四氮唑]溶液100μL DMSO溶解甲臢(formazan)结晶，用微量振荡器混匀后，用酶标仪于492nm为吸收波长，630nm为参比波长测定光密度，计算化合物对肿瘤细胞生长的抑制率。

药理研究结果表明，在1×10^-5mol/L浓度下，化合物3-(1H-吲哚-3)-4-(二正丁基胺基)-1H-吡咯-2，5-二酮对宫颈癌Hela细胞和肝癌SMMC 7721细胞有一定的抑制活性，抑制率分别为28.8％和62.5％，阳性对照药Ro 31-6233分别为33.2％和48.5％。

Claims

1.一种3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物，其特征在于，该化合物的结构通式如下：

其中，R₁和R₂为氢、乙基、丙基、异丙基、丁基、苄基或者与所连接的氮原子共同构成环状的吗啉、四氢吡咯或哌啶基团，该化合物是淡黄色至红色结晶。

2.根据权利要求1所述的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物，其特征在于，所述3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物是3-二丁胺基-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺，系统名称为3-(1H-吲哚-3)-4-(二正丁基胺基)-1-甲基-1H-吡咯-2,5-二酮，分子式为C₂₁H₂₇N₃O₂，结构式为

是淡红色结晶，熔点为197～199℃。

3.一种制备如权利要求1所述的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的方法，包括下列步骤：

3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺在N,N-二甲基甲酰胺、三乙胺存在下，与取代胺在80~95℃反应1～48小时后，向反应液中加水，用乙酸乙酯提取，有机层用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸去乙酸乙酯，制得3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物，其中，3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺与N,N-甲基甲酰胺的重量体积比为1克∶1~50毫升，3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺与三乙胺的重量体积比为1克∶0.1~10毫升，3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺与取代胺的摩尔比为1∶1~10；其中，取代胺是正丙胺、异丙胺、正丁胺、二乙胺、二丁胺、吗啉、哌啶或四氢吡咯。

4.根据权利要求3所述的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的制备方法，其特征在于，所述的3-溴-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺是3-溴-4-(1H-吲哚-3)-N-甲基马来酰亚胺。

5.一种如权利要求1所述的3-氨基-4-吲哚-N-甲基马来酰亚胺化合物的应用，是制备预防和治疗肿瘤中的药物中的应用。