CN101816659A - 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)，结构通式分别如下。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
本发明是由专利申请号：200810033294.2，专利申请名称：用于抗肿瘤的药物，申请人：上海交通大学，申请日：2008年1月31日的专利分案申请。
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：
表-6 II类衍生物的药理实验结果：
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：
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 (2)
1.一种用于抗肿瘤的药物，其特征在于，包括：6-取代-5，6-二氢-吡咯并[3，4-d]嘧啶-7-酮(IV)，其结构通式如下：
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(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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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100901 |