CN101955465B - 一种5-氟嘧啶-4(3h)-酮类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种5-氟嘧啶-4(3h)-酮类化合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了如式(Ⅰ)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物,并公开了其制备方法,以及在制备抗肿瘤药物,尤其是在制备抗子宫内膜癌药物中的应用。本发明提供了一种新的、有明显抗肿瘤活性的抗肿瘤药物,为新药筛选提供研究基础,具有重大应用前景,并且所述化合物制备流程简单,利于产业化生产。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一类具有抗肿瘤活性的新物质:如式(I)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物以及所述化合物的制备方法,及其在制备抗肿瘤药物,尤其是在抗子宫内膜癌药物中的应用。
(二)背景技术
恶性肿瘤是严重危害人类健康的常见病之一。据最新报道,全世界有4000多万人患恶性肿瘤,其中每年新增患者900多万、死亡700多万,我国每年恶性肿瘤发病人数约160万、死亡约130万。目前恶性肿瘤发生与死亡还有日趋严重的趋势,有些地区已经成为人口死亡的首要原因。因此,开发新颖的抗肿瘤药物具有重要的意义。
5-氟嘧啶类化合物是一种含氟原子的化合物。由于氟原子半径小、又具有最大的电负性,所形成的C-F键能要比C-H键能大得多,增加了含氟有机物的稳定性;且由于氟原子的体积小,因而常认为是H原子的非经典的电子等排体,易产生拮抗作用,即:不干扰含氟药物与相应细胞受体间的相互作用,能在分子水平代替正常代谢药物,欺骗性地掺入生物大分子,导致致死合成。当药物分子中引入氟原子时,其电效应和模拟效应不仅改变了分子内部电子密度的分布,而且还能提高化合物的脂溶性和渗透性,在生物膜上的溶解性得到增强,促进其在生物体内吸收与传递速度,使生理作用发生变化。所以,含氟药物具有用量少、毒性低、药效高、代谢能力强等特点。
含氟药物的研究开发,主要集中在含氟芳香、杂环化合物的研究开发上,如5-氟脲嘧啶具有很好的抗肿瘤作用,已经广泛应用于临床中。通过对5-氟脲嘧啶进行结构修饰,制备具有抗肿瘤活性的含氟新药,具有非常重大的意义。
(三)发明内容
本发明目的是提供一类新的具有抗肿瘤活性的5-氟嘧啶酮类化合物:2-氨基-5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物,和该类化合物的制备方法,以及在制备抗肿瘤药物,尤其是在抗子宫内膜癌药物中的应用。
本发明采用的技术方案是:
一种如式(I)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物:
式(I)中,R1为H或CH3;R2为C7~C10的有一个苯基取代的取代烷基、苯基或C6~C10的苯环上有1~3个取代基的取代苯基,所述的取代基为甲基、乙基、Cl、F、硝基、三氟甲基或甲氧基;或者R1、R2连接成环并与同R1、R2相连的N构成哌嗪基。
所述的取代烷基优选为:苄基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯丙基或3-苯丙基。
所述的取代苯基优选为:邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、邻乙苯基、间乙苯基、对乙苯基、2,5-二甲基苯基、邻氯苯基、间氯苯基、对氯苯基、2,4-二氯苯基、2,5-二氯苯基、邻氟苯基、间氟苯基、对氟苯基、2,4-二氟苯基、2,5-二氟苯基、2,6-二氟苯基、4-硝基苯基、4-三氟甲基苯基、邻甲氧基苯基、间甲氧基苯基、对甲氧基苯基。
本发明还提供所述的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物的制备方法,所述的方法为:如式(IV)所示的2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮,与胺类化合物NHR1R2在有机溶剂中,100℃~回流温度下反应2~8小时,反应液经后处理得到如式(I)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物;所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或两种任意比例的混合;
所述反应的反应式如下:
(IV) (I)
所述2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮与胺类化合物NHR1R2的物质的量之比为1∶0.8~3.0,优选1∶1~3,最优选1∶1.5。
所述有机溶剂的用量以2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮的质量计为5~25mL/g。
所述反应液后处理方法为:反应结束后,反应液冷却后倒入冷水中,析出固体,过滤,滤饼洗涤、干燥得到如式(I)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物。
所述如式(IV)所示的2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮可按以下方法制备得到:
以如式(II)所示的5-氟尿嘧啶(5-Fu)为起始原料,经氯化得到如式(III)所示的中间体2,4-二氯-5-氟嘧啶,然后经脱氯得到如式(IV)所示的2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮。合成路线如下:
更具体的,制备如式(III)所示的2,4-二氯-5-氟嘧啶的方法为:
在有机胺存在下,如式(II)所示的5-氟尿嘧啶(5-Fu)与三氯氧磷在100℃~回流温度下进行氯化反应,反应完全后减压脱除三氯氧磷,然后加入冰水水解、再用CH2Cl2萃取,萃取液经酸洗、水洗,减压脱除溶剂得到如式(III)所示的2,4-二氯-5-氟嘧啶。所述有机胺为吡啶、N,N-二甲基苯胺,所述5-氟尿嘧啶与有机胺的物质的量之比为1∶1.0~1.5,所述5-氟尿嘧啶与三氯氧磷的物质的量数之比为1∶2.0~10.0。
反应式如下:
制备如式(IV)所示的2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮的方法为:
将如式(III)所示的2,4-二氯-5-氟嘧啶加入到有机溶剂A中,与5~20wt%的氢氧化钠溶液在25℃~回流温度下进行脱氯化反应,反应完全后用盐酸调pH为2~4,然后过滤,得滤液A和固体A;滤液A用二氯甲烷萃取,洗涤,脱除溶剂,得固体B;合并固体A和固体B,干燥得到如式(IV)所示的2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮。所述有机溶剂A为四氢呋喃或丙酮,所述2,4-二氯-5-氟嘧啶与氢氧化钠溶液中NaOH的物质的量之比为1∶1.0~2.0。
反应式如下:
本发明所述的如式(I)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物可应用于制备抗肿瘤药物,特别应用于制备抗子宫内膜癌药物。经测试,本发明5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物在一定浓度下可明显抑制肿瘤细胞的生长,可用于制备抗肿瘤药物应用于子宫内膜癌等肿瘤疾病的治疗。
更具体的,所述应用于制备抗子宫内膜癌药物的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物为下列之一:
更为优选的,所述应用于制备抗子宫内膜癌药物的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物为下列之一:
本发明的有益效果主要体现在:(1)提供了一种5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物的制备方法;(2)提供了一种新的、有明显抗肿瘤活性的抗肿瘤药物,为新药筛选提供研究基础,具有重大应用前景;(3)制备流程简单,利于产业化生产。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1:制备2,4-二氯-5-氟嘧啶(III)
将39.0g(0.3mol)5-FU、187ml(2.1mol)POCl3加入反应瓶中,搅拌,常温下滴加N,N-二甲基苯胺40.0g(0.33mol),滴完后加热至回流反应4h,减压脱除POCl3,加入200mL冰水水解、再加入3*30mLCH2Cl2萃取,萃取液用2*30mL 25%盐酸酸洗、水洗,减压脱除溶剂,得2,4-二氯-5-氟嘧啶42.8g,熔点36-37℃(未校正),收率85.4%。
实施例2:制备2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮(IV)
将16.7g(0.1mol)2,4-二氯-5-氟嘧啶,20ml THF投入三口反应瓶中,滴加10%NaOH溶液60g(其中NaOH为0.15mol),滴完后加热至回流反应4h,冷却,用25%HCl调至pH=3,过滤,得滤液A和固体A;滤液A用2*20mL二氯甲烷萃取,洗涤,脱除溶剂,得固体B;合并A和B,干燥,得米黄色产物2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮(IV)10.0g,收率为67.3%。
实施例3:制备5-氟-2-(苯基胺基)嘧啶-4(3H)-酮(I-1)
将1.50gIV、1.20g苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,加热回流反应6h;反应液冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-(苯基胺基)嘧啶-4(3H)-酮1.72g。
熔点:275-277℃(未校正),收率82.9%;
1HNMR(500MHz,DMSO,δppm):7.04(t,1H,J=7.3Hz,4′-H),7.32(t,2H,J=8.0Hz,3′,5′-H),7.55(d,2H,J=8.0Hz,2′,6′-H),7.86(s,1H,6-H),8.72(br s,1H,-NH),11.40(br s,1H,3-NH)。
实施例4:制备5-氟-2-[(2-甲基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-2)
0.80gIV、1.74g邻甲基苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,加热回流反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(2-甲基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮0.86g。
熔点:230-231℃(未校正),收率72.8%;
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):2.21(s,3H,-CH3),7.05(t,1H,J=7.5Hz,4′-H),7.18(t,1H,J=7.8Hz,5′-H),7.22(d,1H,J=7.5Hz,6′-H),7.75(br s,2H,6-H,3′-H),8.01(br s,1H,-NH),11.69(brs,1H,3-NH)。
实施例5:制备5-氟-2-[(3-甲基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-3)
1.50gIV、1.63g间甲基苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,加热回流反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(3-甲基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮2.01g。
熔点:256-258℃(未校正),收率90.8%。
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):2.29(s,3H,-CH3),6.86(d,1H,J=7.5Hz,6′-H),7.20(t,1H,J=7.8Hz,5′-H),7.35(d,1H,4′-H),7.36(s,1H,2′-H),7.85(s,1H,6-H),8.68(br s,1H,-NH),11.40(br s,1H,3-NH);
实施例6:制备5-氟-2-[(4-甲基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-4)
1.50gIV、1.67g对甲基苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,在120℃下反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(4-甲基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮2.11g。
熔点:283-285℃(未校正),收率95.3%;
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):2.26(s,3H,-CH3),7.12(d,2H,J=8.5Hz,2′,6′-H),7.42(d,2H,J=8.5Hz,3′,5′-H),7.82(s,1H,6-H),8.65(br s,1H,-NH),11.36(br s,1H,3-NH)。
实施例7:制备5-氟-2-[(3-氯苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-5)
1.50gIV、1.91g间氯苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,加热回流反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(3-氯苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮2.32g。
熔点:285-287℃(未校正),收率95.8%;
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):7.08(d,1H,J=7.5Hz,6′-H),7.33(t,1H,J=8.0Hz,5′-H),7.38(d,1H,J=8.0Hz,4′-H),7.87(s,1H,2′-H),7.91(s,1H,6-H),9.01(br s,1H,-NH),11.58(br s,1H,3-NH)。
实施例8:制备5-氟-2-[(4-氯苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-6)
1.50gIV、1.94g对氯苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,在120℃下反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(4-氯苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮2.12g。
熔点:270-273℃(未校正),收率87.6%;
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):7.37(d,2H,J=9.0Hz,2′,6′-H),7.60(d,2H,J=9.0Hz,3′,5′-H),7.87(s,1H,6-H),8.88(br s,1H,-NH),11.51(br s,1H,3-NH)。
实施例9:制备5-氟-2-[(4-氟苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-7)
1.50gIV、1.72g对氟苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,在120℃下反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(4-氟苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮2.12g。
熔点:292-295℃(未校正),收率94.7%;
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):7.16(t,2H,J=9.0Hz,3′,5′-H),7.55(dd,2H,J1=9.0,J2=5.0Hz,2′,6′-H),7.82(d,1H,J=3.5Hz,6-H),8.81(br s,1H,-NH),11.46(br s,1H,3-NH)。
实施例10:制备5-氟-2-[(2,4-二氟苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-8)
1.50gIV、1.96g 2,4-二氟苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,在110℃下反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(2,4-二氟苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮1.79g。
熔点:253-254℃(未校正),收率79.4%。
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):7.09(t,1H,J=8.0Hz,3′-H),7.36(t,1H,J=9.0Hz,5′-H),7.82(s,1H,6-H),8.02(br s,1H,6′-H),8.54(br s,1H,-NH),11.70(br s,1H,3-NH);
实施例11:制备5-氟-2-[(4-甲氧基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-9)
1.50gIV、1.93g对甲氧基苯胺、15ml DMF投入反应瓶中,在120℃下反应6h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[(4-甲氧基苯基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮2.02g。
熔点:225-228℃(未校正),收率85.1%;
1H NMR(500MHz,DMSO,δppm):3.73(s,3H,-CH3),6.90(d,2H,J=9.0Hz,2′,6′-H),7.41(d,2H,J=9.0Hz,3′,5′-H),7.78(s,1H,6-H),8.57(s,1H,-NH),11.36(s,1H,3-NH)。
实施例12:制备5-氟-2-[甲基(1-苯乙基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮(I-10)
0.50gIV、1.44g N-甲基-1-苯乙胺、10ml DMF投入反应瓶中,加热回流反应8h;冷却后倾入200mL冷水中,析出固体,过滤,滤饼依次用10mL蒸馏水、10mL石油醚洗涤,在60℃下干燥,得5-氟-2-[甲基(1-苯乙基)胺基]嘧啶-4(3H)-酮0.43g。
熔点:215-216℃(未校正),收率51.6%;
1HNMR(500MHz,CDCl3,δppm):1.57(d,J=7.0Hz,3H,-CH3),2.82(s,3H,-NCH3),6.06(q,1H,J=7.0Hz,-CH),7.28(t,1H,J=7.0Hz,4′-H),7.30(d,2H,J=7.0Hz,2′,6′-H),7.35(t,2H,J=7.5Hz,3′,5′-H),7.77(d,1H,J=3.0Hz,6-H),10.85(br s,1H,-NH)。
实施例13~22:抗子宫内膜癌活性测试
测试方法:体外抗肿瘤活性测试方法:
A.原理:细胞通过线粒体水解酶将噻唑兰(MTT)分解为不溶于水的兰紫色结晶并沉积在细胞中,结晶物能被二甲基亚砜溶解,用酶联免疫检测仪在490nm波长处测定其光吸收值,间接反映细胞的增殖情况和数量变化。
B.细胞:Ishikawa,子宫内膜癌细胞株。
C.实验步骤
(1)样品的准备:取化合物I-1~I-12,对于可溶样品,每1mg用20μLDMSO溶解,取2μL用1000μL培养基(见下面(2)细胞的培育中培养基的配制)稀释,使浓度分别为100μg/mL、10μg/mL和1μg/mL。
(2)细胞的培养
培养基的配制:每1000mL培养基中含80万单位青霉素、1.0g链霉素、10%灭活小牛血清。
细胞的培养:将肿瘤细胞接种于培养基中,置37℃、5%CO2培养箱中培养,3~5d传代。
(3)测定样品对肿瘤细胞生长的抑制作用
将细胞用EDTA-胰酶消化液消化,并用培养基稀释成1×106/mL,加到96孔细胞培养板中,每孔100μL,置37℃、5%CO2培养箱中培养。接种24h后,倾去培养基,加入用培养基稀释的样品,每孔200μL,每个浓度加3孔,置37℃、5%CO2培养箱中培养,72h后在细胞培养孔中加入5mg/mL的MTT,每孔10μL,置37℃孵育3h,加入DMSO,每孔150μL,用振荡器振荡,使甲臢完全溶解,用酶标仪在490nm波长下比色。以同样条件用不含样品、含同样浓度DMSO的培养基培养的细胞作为对照,计算样品对肿瘤细胞生长的半数抑制浓度(IC50)。
对照例:
按照实施例15~26的体外抗肿瘤活性测试方法进行测试,所不同的是,使用的样品是5-Fu药品。
抗肿瘤活性测试结果
将制备的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物I-1~I-12进行了抗Ishikawa活性测试,试验结果如下:
表1:化合物对Ishikawa的IC50(μmol/L)
实施例 | 化合物 | IC50μmol/L | 评价 |
13 | I-1 | 28.4 | 有效 |
14 | I-2 | >400 | 无效 |
15 | I-3 | >400 | 无效 |
16 | I-4 | 120 | 弱效 |
17 | I-5 | 47.0 | 有效 |
18 | I-6 | 69.5 | 有效 |
19 | I-7 | 207 | 微效 |
20 | I-8 | 125 | 弱效 |
21 | I-9 | 164 | 弱效 |
22 | I-10 | >400 | 无效 |
对照例 | 5-Fu | 45.5 | 有效 |
按照抗肿瘤活性的评价标准,化合物I-1、I-5和I-6具有较好的抗Ishikawa子宫内膜癌细胞活性,化合物I-4、I-8和I-9具有一定的抗Ishikawa子宫内膜癌细胞活性。
Claims (6)
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于所述2-氯-5-氟嘧啶-4(3H)-酮与胺类化合物NHR1R2的物质的量之比为1∶0.8~3.0。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于所述反应液后处理方法为:反应结束后,反应液冷却后倒入冷水中,析出固体,过滤,滤饼洗涤、干燥得到如式(I)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物。
5.如权利要求1所述的如式(I)所示的5-氟嘧啶-4(3H)-酮类化合物在制备抗子宫内膜癌药物中的应用。
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