CN101747339B

CN101747339B - 1′-硫代氮杂靛玉红类化合物、用途及其制备方法

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Publication number: CN101747339B
Application number: CN2009103103723A
Authority: CN
Inventors: 毛振民; 俞鸣烽; 张爱英
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: CN101747339A

Abstract

一种医药技术领域的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物、用途及其制备方法。所述化合物的结构如下式；所述化合物的制备方法包括如下步骤：将5-取代、6-取代、7-取代靛红衍生物或1-烃基-7-氮杂吲哚-2，3-二酮分别与噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮或苯并[b]噻吩-3(2H)-酮在碳酸钠为催化剂的条件下缩合得到R＝O的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物；将R＝O的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物与羟胺反应，得到R＝NOH的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物；本发明还涉及所述化合物在制备抗肿瘤药物中的用途；本发明还涉及所述化合物与无机酸、有机酸或氨基酸合成的在药学上可接受的盐。本发明的化合物可抑制或杀灭肿瘤细胞，具有抗肿瘤活性的特性，制备治疗肿瘤的药物。

Description

1′-硫代氮杂靛玉红类化合物、用途及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种医药技术领域的化合物、用途及其制备方法，具体是一种1′-硫代氮杂靛玉红类化合物、用途及其制备方法。

背景技术

靛玉红在临床上用于治疗慢性粒细胞白血病，但是其溶解度较差，会对胃肠道产生副作用，在临床应用的过程中有些病人不得因此而停止服药。

经对现有技术的文献检索发现，Polychronopoulos，P.等在《Journal of MedicinalChemistry》(药物化学杂志)2004年第47期935～946页中发表了题为《Structural basisfor the synthesis of indirubins as potent and selective inhibitors of glycogensynthase kinase-3 and cyclin-dependent kinases》(靛玉红衍生物有效的选择性抑制糖元合成激酶-3和周期蛋白依赖激酶的结构基础)一文，文中评述，靛玉红衍生物可以有效抑制糖元合成激酶-3和细胞周期蛋白依赖性激酶，因而可以治疗因细胞生长紊乱所致的各种疾病，其中包括恶性肿瘤，但是在该文中，对靛玉红的结构修饰是在保留靛玉红母核结构的基础上，只针对不同位置的取代基进行了简单的改变.

中国发明专利申请公开说明书CN101074229A(公开日：2007.11.21)描述了在靛玉红母核的7位引入氮原子，合成了全新结构的7-氮杂靛玉红类化合物，该类化合物能够克服靛玉红类化合物溶解差的缺点，具有抗肿瘤的作用，但是该文只是对靛玉红母核结构的7位进行了改变，并没有考察其它杂原子对靛玉红类化合物抗肿瘤作用的影响。本发明针对目前靛玉红类化合物所要解决的技术问题，为了提高与靛玉红结构类似的化合物的抗肿瘤活性，对靛玉红的母核结构进行了改变，在1位引入了硫原子及7位或7′位引入了氮原子。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种1′-硫代氮杂靛玉红类化合物、用途及其制备方法。本发明的化合物可抑制或杀灭肿瘤细胞，具有抗肿瘤活性的特性，制备治疗肿瘤的药物。

本发明是通过以下的技术方案实现的，

第一方面，本发明涉及一种1′-硫代氮杂靛玉红类化合物，其结构式如下：

其中，

所述X为C或N，所述Y为C或N，且X、Y不同时为C；

所述R为O或NOH；

所述R₁选自以下组合中的一种：H、CH₃、CH₂CH₃、CH₂Ph、CH₂CH₂Ph、乙酰基和丙酰基；

所述R₂选自以下组合中的一种：H、F、Cl、Br、CH₃、CH₂CH₃、CH₂Ph、CH₂CH₂Ph、NO₂、CF₃、NH₂、OH、OCH₃、OCH₂CH₃、OCH₂Ph和OCH₂CH₂Ph；

所述R₃选自以下组合中的一种：H、F、Cl、Br、CH₃、CH₂CH₃、CH₂Ph、CH₂CH₂Ph、NO₂、CF₃、NH₂、OH、OCH₃、OCH₂CH₃、OCH₂Ph和OCH₂CH₂Ph；

所述R₄具体为：

当Y为C时，所述R₄选自以下组合中的一种：F、Cl、Br、CH₃、CH₂CH₃、CH₂Ph、CH₂CH₂Ph、NO₂、CF₃、NH₂、OH、OCH₃、OCH₂CH₃、OCH₂Ph和OCH₂CH₂Ph；

当Y为N时，结构式中无R₄。

第二方面，本发明还涉及一种1′-硫代氮杂靛玉红类化合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，在碳酸钠存在的条件下，取5-取代、6-取代、7-取代靛红衍生物或1-烃基-7-氮杂吲哚-2，3-二酮，与噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮或苯并[b]噻吩-3(2H)-酮发生缩合反应，得到R＝O的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物；

步骤二，将R＝O的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物与羟胺反应，得到R＝NOH的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物。

第三方面，本发明还涉及一种1′-硫代氮杂靛玉红类化合物在制备抗肿瘤药物中的用途。

所述肿瘤为宫颈癌、胃癌、肝癌或肺癌。

第四方面，本发明还涉及一种1′-硫代氮杂靛玉红类化合物与无机酸、有机酸或氨基酸合成的在药学上可接受的盐。

所述无机酸为盐酸、氢溴酸、磷酸、硝酸或硫酸。

所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、乳酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸、二乙基乙酸、琥珀酸、氨基磺酸、桂皮酸、水杨酸、甲磺酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、苯丙酸、烟酸、异烟酸或柠檬酸。

所述盐在制备抗肿瘤药物中的用途。

所述肿瘤为宫颈癌、胃癌、肝癌或肺癌。

本发明在化合物靛玉红母核结构基础上，将1′位的氮原子替换为硫原子，同时在母核中引入氮原子，合成了一系列全新的化合物，得到具有抗肿瘤活性的全新的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物及其在药学上可接受的盐。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明所涉及的化合物及其在药学上可接受的盐具有抑制或杀灭肿瘤细胞的作用，本发明所涉及的化合物及其在药学上可接受的盐可以在治疗肿瘤的药物中应用，应用于治疗各种肿瘤。本发明所涉及的化合物及其在药学上可接受的盐在治疗肿瘤药物中的应用包括但不限于在治疗宫颈癌、胃癌、肝癌或肺癌的药物中应用。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作详细说明。本实施例在本发明技术方案的前提下进行实施，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。

以下实施例制备的化合物包括：

(1)X＝N，Y＝C，R＝O，R₁＝H，R₂＝H，R₃＝H，R₄＝H；

(2)X＝N，Y＝C，R＝O，R₁＝H，R₂＝H，R₃＝F，R₄＝H；

(3)X＝N，Y＝C，R＝O，R₁＝H，R₂＝H，R₃＝Cl，R₄＝H；

(4)X＝N，Y＝C，R＝O，R₁＝H，R₂＝H，R₃＝Br，R₄＝H；

(5)X＝N，Y＝C，R＝O，R₁＝CH₃，R₂＝H，R₃＝H，R₄＝H；

(6)X＝N，Y＝C，R＝O，R₁＝CH₂CH₃，R₂＝H，R₃＝H，R₄＝H；

(7)X＝C，Y＝N，R＝O，R₁＝CH₃，R₂＝H，R₃＝H；

(8)X＝C，Y＝N，R＝O，R₁＝CH₂CH₃，R₂＝H，R₃＝H；

(9)X＝N，Y＝C，R＝NOH，R₁＝H，R₂＝H，R₃＝H，R₄＝H；

(10)X＝N，Y＝C，R＝NOH，R₁＝H，R₂＝H，R₃＝F，R₄＝H；

(11)化合物(5)的盐酸盐；

(12)化合物(5)的醋酸盐。

合成路线如下所示：

实施例1

1′-硫代-7′-氮杂靛玉红

在50mL单口烧瓶中依次加入20mL甲醇、靛红(76mg，0.52mmol)、噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮(78mg，0.52mmol)、无水碳酸钠(137mg，1.29mmol)，氮气保护下室温搅拌6h，逐渐析出棕色絮状沉淀。过滤，滤饼依次分别用50mL甲醇、50mL蒸馏水和50mL甲醇洗涤，干燥，得棕色絮状固体125mg，收率86.4％，mp＞300℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：11.20(s，1H，NH)，8.99(d，1H，J＝8.1Hz，H-4)，8.79(dd，1H，J＝1.5Hz，4.5Hz，H-6′)，8.22(dd，1H，J＝1.5Hz，7.8Hz，H-4′)，7.40-7.49(m，2H，H-6，5′)，7.10(t，1H，J＝8.1Hz，H-5)，6.96(d，1H，J＝7.8Hz，H-7)。IR(cm^-1，KBr)：3128，3059，1709，1674，1612，1573，1462，1399，1332，1293，1286，1223，1059，1025，1003，761，750，740。ESI-MSm/z：281.16[M+H]⁺。

实施例2

6-氟-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红

由6-氟靛红与噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮反应制得。方法同实施例1。

红棕色絮状固体，收率70.5％，mp＞300℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：11.38(s，1H，NH)，9.02-9.07(m，1H，H-4)，8.79(dd，1H，J＝1.8Hz，4.5Hz，H-6′)，8.21(dd，1H，J＝1.8Hz，7.5Hz，H-4′)，7.44-7.49(m，1H，H-5′)，6.92(t，1H，J＝9.0Hz，H-5)，6.77(dd，1H，J＝2.7Hz，9.0Hz，H-7)。IR(cm^-1，KBr)：3119，3073，1722，1678，1621，1578，1498，1450，1408，1333，1298，1153，1136，1055， 1005，967，846，760，743。ESI-MS m/z：299.15[M+H]⁺。

实施例3

6-氯-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红

由6-氯靛红与噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮反应制得。方法同实施例1。

红棕色絮状固体，收率71.3％，mp＞300℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：11.38(s，1H，NH)，8.99(d，1H，J＝8.1Hz，H-4)，8.80(d，1H，J＝5.1Hz，H-6′)，8.23(d，1H，J＝8.4Hz，H-4′)，7.45-7.50(m，1H，H-5′)，7.18(d，1H，J＝8.1Hz，H-5)，6.99(s，1H，H-7)。IR(cm^-1，KBr)：3119，3074，1722，1679，1613，1576，1454，1443，1406，1326，1294，1098，1050，1003，929，853，817，758，742。ESI-MS m/z：313.2，315.1[M+H]⁺。

实施例4

6-溴-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红

由6-溴靛红与噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮反应制得。方法同实施例1。

暗红色絮状固体，收率64.1％，mp＞300℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：11.35(s，1H，NH)，8.90(d，1H，J＝8.7Hz，H-4)，8.79(dd，1H，J＝1.8Hz，5.1Hz，H-6′)，8.22(dd，1H，J＝1.8Hz，7.8Hz，H-4′)，7.45-7.50(m，1H，H-5′)，7.31(dd，1H，J＝1.8Hz，8.7Hz，H-5)，7.12(d，J＝1.8Hz，1H，H-7)。IR(cm^-1，KBr)：3103，3070，1721，1681，1606，1580，1440，1404，1326，1292，1217，1047，1006，908，820，759。ESI-MS m/z：357.1，359.1[M+H]⁺。

实施例5

1-甲基-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红

由1-甲基靛红与噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮反应制得。方法同实施例1。

棕色絮状固体，收率60.9％，mp 297-298℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：9.00(d，1H，J＝7.8Hz，H-4)，8.78(dd，1H，J＝1.5Hz，4.5Hz，H-6′)，8.22(dd，1H，J＝1.8Hz，7.5Hz，H-4′)，7.44-7.55(m，2H，H-6，5′)，7.12-7.19(m，2H，H-5，7)，3.26(s，3H，CH₃)。IR(cm^-1，KBr)：1700，1677，1607，1574，1469，1399，1379，1341，1287，1135，1054，868，761，746。ESI-MS m/z：295.16[M+H]⁺。

实施例6

1-乙基-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红

由1-乙基靛红与噻吩并[2，3-b]吡啶-3-酮反应制得。方法同实施例1。

棕红色絮状固体，收率66.9％，mp 244-245℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：9.01(d，1H，J＝7.8Hz，H-4)，8.78(d，1H，J＝3.3Hz，H-6′)，8.21(d，1H，J＝7.8Hz，H-4′)，7.44-7.54(m，2H，H-6，5′)，7.12-7.21(m，2H，H-5，7)，3.84(q，2H，J＝7.2Hz，CH₂)，1.21(t，3H，J＝7.2Hz，CH₃)。IR(cm^-1，KBr)：2991，2979，2940，1699，1683，1604，1574，1467，1368，1287，1226，1161，996，866，768，751，685。ESI-MS m/z：309.19[M+H]⁺。

实施例7

1-甲基-1′-硫代-7-氮杂靛玉红

由1-甲基-7-氮杂靛红与苯并[b]噻吩-3(2H)-酮反应制得。方法同实施例1。

桔黄色固体，收率34.4％，mp254-255℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：9.18(dd，1H，J＝8.1Hz，H-4)，8.32(dd，1H，J＝4.2Hz，H-6)，7.87(d，1H，J＝7.5Hz，H-4′)，7.73-7.82(m，2H，H-6′，7′)，7.43(t，1H，J＝7.2Hz，H-5′)，7.17-7.22(m，1H，H-5)，3.32(s，3H，N-CH3)。IR(cm^-1，KBr)：1707，1681，1589，1583，1463，1456，1369，1294，1279，1088，1036，881，775，741。ESI-MS m/z：295.15[M+H]⁺。

实施例8

1-乙基-1′-硫代-7-氮杂靛玉红

由1-乙基-7-氮杂靛红与苯并[b]噻吩-3(2H)-酮反应制得。方法同实施例1。

红色固体，收率51.3％，mp237-238℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：9.18(dd，1H，J＝7.5Hz，H-4)，8.31(dd，1H，J＝5.1Hz，H-6)，7.86(d，1H，J＝4.5Hz，H-4′)，7.72-7.80(m，2H，H-6′，7′)，7.42(t，1H，J＝7.8Hz，H-5′)，7.16-7.20(m，1H，H-5)，3.86(q，2H，J＝6.9Hz，N-CH₂)，1.25(t，3H，J＝7.5Hz，-CH₃)。IR(cm^-1，KBr)：2980，1697，1676，1586，1579，1471，1461，1449，1363，1288，1229，1141，1070，1031，875，776，743。ESI-MS m/z：309.21[M+H]⁺。

实施例9

1′-硫代-7′-氮杂靛玉红-3′-肟

在25mL单口烧瓶中依次加入5mL吡啶、1′-硫代-7′-氮杂靛玉红(56mg，0.2mmol)、盐酸羟胺(140mg，2mmol)，回流搅拌12h。冷却至室温，倾倒入100mL蒸馏水中，析出红棕色絮状沉淀，过滤，滤饼用蒸馏水洗涤，干燥，得棕色固体31mg，收率52.5％，mp289-290℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：13.82(s，1H，NOH)，11.01(s，1H，NH)， 8.83-8.88(m，2H，H-4，6′)，8.56(dd，1H，J＝1.2Hz，3.9Hz，H-4′)，7.36-7.40(m，1H，H-5′)，7.32(t，1H，J＝5.7Hz，H-6)，7.01(t，1H，J＝5.7Hz，H-5)，6.94(d，1H，J＝5.7Hz，H-7)。IR(cm^-1，KBr)：3164，2819，1685，1615，1576，1459，1394，1336，1310，1204，1089，1057，1025，994，751。ESI-MS m/z：296.11[M+H]⁺。

实施例10

6-氟-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红-3′-肟

由6-氟-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红与盐酸羟胺反应制得。方法同实施例7。

土黄色固体，收率26.8％，mp 297-298℃。¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：13.83(s，1H，NOH)，11.17(s，1H，NH)，8.84-8.92(m，2H，H-4，6′)，8.57(dd，1H，J＝1.8Hz，5.1Hz，H-4′)，7.36-7.41(m，1H，H-5′)，6.73-6.84(m，2H，H-5，7)。IR(cm^-1，KBr)：3148，2924，3853，1694，1621，1579，1499，1459，1395，1342，1146，1085，1057，1004，969，833，805，751。ESI-MS m/z：314.11[M+H]⁺。

实施例11

1-甲基-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红盐酸盐

在10mL甲醇-丙酮(1∶1)的混合溶液中加入1-甲基-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红(5mg)，振荡均匀，加入浓盐酸(10mL)，振荡至溶液澄清。减压蒸除溶剂，得棕色固体。 ¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：8.99(d，1H，J＝7.8Hz，H-4)，8.79(d，1H，J＝4.2Hz，H-6′)，8.21(d，1H，J＝7.8Hz，H-4′)，7.44-7.52(m，2H，H-6，5′)，7.11-7.18(m，2H，H-5，7)，4.80(brs，1H，盐酸氢)，3.26(s，3H，CH₃)。

实施例12

1-甲基-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红醋酸盐

在10mL甲醇-丙酮(1∶1)的混合溶液中加入1-甲基-1′-硫代-7′-氮杂靛玉红(5mg)，振荡均匀，加入冰醋酸(10mL)，振荡至溶液澄清。减压蒸除溶剂，得棕色固体。 ¹H-NMR(300MHz，DMSO，δppm)：11.80-12.20(brs，1H，醋酸羧基氢)，9.02(d，1H，J＝7.8Hz，H-4)，8.80(d，1H，J＝3.3Hz，H-6′)，8.24(d，1H，J＝7.5Hz，H-4′)，7.45-7.60(m，2H，H-6，5′)，7.14-7.20(m，2H，H-5，7)，3.27(s，3H，CH₃)，1.91(s，3H，醋酸甲基氢)。

实施例13

抗肿瘤活性测试

1.材料与仪器

(1)细胞株

人肝癌细胞QGY-7701、人肺癌细胞A-549、人宫颈癌细胞HELA、人胃癌细胞SGC-7901。

(2)试剂

RPMI.1640培养液(吉诺生物医药技术有限公司)、DMEM高糖培养液(吉诺生物医药技术有限公司)、胎牛血清(FBS)(杭州四季青工程公司)、青-链霉素溶液(100×)(Biowest公司)、磷酸盐缓冲溶液(PBS)(北京Solarbio技术有限公司)、0.25％胰酶溶液+0.02％乙二胺四乙酸(EDTA)(吉诺生物医药技术有限公司)、磺酰罗丹明B(SRB)(Sigma公司)、二甲基亚砜(DMSO)(上海钰森生物技术有限公司)、三氯乙酸(TCA)(国药集团化学试剂有限公司)、Tris碱(Sigma公司)、冰醋酸(国药集团化学试剂有限公司)。

(3)对照品

靛玉红，自制，经结构鉴定。

(4)试剂的配制

以冰醋酸与双重蒸馏水配制成1％醋酸溶液；以1％醋酸溶液与SRB配制成0.4％SRB溶液，避光，4℃保存；以TCA与双重蒸馏水配制成50％TCA溶液；以Tris碱与双重蒸馏水配制成10mmol/LTris碱溶液，用氢氧化钠溶液调至pH＝10.0；以被测样品(实施例1-10所述化合物)、对照品分别与DMSO配制成2mg/mL的原始溶液保存，实验时用培养基配制成所需浓度。

(5)主要仪器

CO₂培养箱(Thermo Forma Series II)、净化工作台(上海新苗医疗器械制造有限公司)、酶联免疫监测仪(Thermo MK3)、倒置生物显微镜(Olympus IX71)、电子天平(Mettler Toledo AL204)和离心机(飞鸽TDL80-23)。

2.方法与结果

(1)细胞培养

细胞接种于含有10％FBS、1％青-链霉素溶液的培养基中，置于37℃、5％CO₂培养箱中，每2～3天传代一次，实验时取对数生长期细胞。

(2)SRB法测定IC₅₀值

取对数生长期细胞，以配制好的新鲜培养基调节细胞悬液浓度至5×10⁴个/mL，接种到96孔板中，每孔190μL，设药物处理组、平行对照组、空白对照组。在37℃、5％CO₂培养箱中培养12h后，加入10μL不同浓度的被测样品溶液和对照品溶液，实验设置双复孔。平行对照组培养30min、药物处理组培养48h后，加入50％TCA50μL固定细胞，静置5min后将96孔板置于4℃下30min。弃去固定液，水洗5次，空气干燥。每孔加入0.4％SRB溶液100μL，室温放置1h。弃去SRB溶液，用1％醋酸溶液洗涤5遍，空气干燥。每孔加入200μL10mmol/LTris碱溶液(pH＝10.0)，在570nm波长下用酶联免疫监测仪测定光密度(OD)值，运用非线性回归分析计算IC₅₀值(表1)。

表1 1′-硫代氮杂靛玉红类化合物的抗肿瘤活性

Claims

1.一种1′-硫代氮杂靛玉红类化合物，其特征在于，其结构式为以下任一

所述X为C或N，所述Y为N，结构式中无R₄；

所述R₁选自以下组合中的一种：H、CH₃或CH₂CH₃；

所述R₂为H；

所述R₃选自以下组合中的一种：H、F、Cl或Br。

2.一种根据权利要求1所述的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物的用途，其特征在于，该用途是在制备抗肿瘤药物中的用途；所述肿瘤为宫颈癌、胃癌、肝癌或肺癌。

3.一种根据权利要求1所述的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物的盐，其特征是，该盐是由所述的1′-硫代氮杂靛玉红类化合物与无机酸、有机酸或氨基酸合成的在药学上可接受的盐。

4.根据权利要求3所述的盐，其特征是，所述无机酸为盐酸、氢溴酸、磷酸、硝酸或硫酸。

5.根据权利要求3所述的盐，其特征是，所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、乳酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、苯甲酸、二乙基乙酸、琥珀酸、氨基磺酸、桂皮酸、水杨酸、甲磺酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、苯丙酸、烟酸、异烟酸或柠檬酸。

6.根据权利要求3所述的盐的用途，其特征在于，该用途为在制备抗肿瘤药物中的用途；所述肿瘤为宫颈癌、胃癌、肝癌或肺癌。