CN102285934A - 螺环二烯酮衍生物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明合成了一类螺环二烯酮衍生物，并通过药理实验证明它们具有明显的抗肿瘤活性。螺环二烯酮的衍生物结构式如式(I)所示，R₁，R₂，R₃，R₄为H、烷基、卤素、脂肪环、芳香环、羧基、羟基、氨基、巯基以及碳酰化、磷(亚磷)酰化、硫酰化衍生物等一系列取代基，

为取代或未取代脂肪环、取代或未取代脂肪杂环、取代或未取代芳香环，取代或未取代芳杂环，R₅为取代或未取代芳香磺酰基团或取代或未取代芳香类基团，X为氧、硫、氮、碳等元素，n为0和自然数，Y为氧、硫、NH、N-等。

Description

螺环二烯酮衍生物及其制备方法和用途

[技术领域]

本申请涉及的是一类螺二烯酮类衍生物，以及该类化合物的制备方法和用途。 

[背景技术]

恶性肿瘤是危害人类健康与生命的重大疾病。2005年全世界有760万人死于肿瘤，其中中国有160万。因此抗肿瘤药物的研发，以获得基于不同构效关系、不同作用靶点的新药物意义重大。 

已有的研究(Scheme 1)表明3-苯基喹唑啉酮1、苯并噁唑[2.3-b]喹唑啉酮2a、苯并硫氮唑[2.3-b]喹唑啉酮2b、苯并[b]萘并[2.3-d]呋喃-6，11-二酮3a、5H-苯并[b]萘并[2.3-d]吡咯-6，11-二酮3b等化合物体外活性筛选显示具有良好的抗肿瘤活性^1-3。而这些化合物都具有如下共同之点：包含醌型结构单元；都包含氮原子；三环结构。 

近年来，磺胺类药物因其抗菌谱广、性质稳定、使用方便和价格便宜而得到广泛应用，特别是其增效剂的发现，稳固了其抗感染药物的地位，随着细菌耐药性的增加，抗生素和喹诺酮类药物不良反应的报道逐渐增多，磺胺类药物重新被人们认识。同时，含氮杂环化合物多具有生物活性，如喹啉类化合物被广泛用于疟疾、溃疡、肿瘤、消炎镇痛、细菌感染、HIV病毒感染和精神分裂等疾病的预防和治疗。许多小分子药物通过氮杂环修饰也可以提高其生理活性，如磺胺的酰胺氮与杂环相联可增强药效(说明书附图)。因此，有必要针对构效关系设计新的杂环化合物，这种杂环化合物表现出良好抗肿瘤活性。 

本专利利用过渡金属催化氮宾的转移反应，高区域选择性地形成螺二烯酮衍生物，并对其进行了抗肿瘤活性筛选，证明该类螺二烯酮衍生物具有抗肿瘤活性。 

[发明内容]

综上所述，本发明的技术方案是针对包括二环醌类结构的螺二烯酮类化合物及其制备方法，本发明的另一技术方案是提供螺二烯酮类衍生物的用途。 

本发明提供了一种螺二烯酮类衍生物，其结构式为： 

其中R₁，R₂，R₃，R₄可以为H、烷基、卤素、脂肪环、芳香环、羧基、羟基、氨基、巯基以及碳酰化、硫酰化、磷酰化等酰化衍生物及一系列取代基， 

为脂肪环、脂肪杂环、芳香环，芳杂环，R₅为芳香碳酰基、磷酰基、磺酰基团或芳香类基团及其一系列取代衍生物，X为氧、硫、氮、碳等元素，n为0和自然数，Y为氧、硫、NH、N-。 

进一步地，R₁，R₂，R₃，R₄为H、烷基、卤素、脂肪环、芳香环、羧基、羟基、氨基、巯基以及碳酰化、硫酰化、磷酰化衍生物及一系列取代基； 

为脂肪环、脂肪杂环、芳香环，芳杂环，R₅为芳香磺酰基团及其一系列甲基、卤素、氨基、硝基等取代衍生物；X为氧、硫、氮、碳等元素；n为0和自然数，Y为氧、硫、NH、N-；Y为氧、硫、NH、N-；Z为杂原子。结构如式(II)所示。 

更进一步地，R₅为芳香基类的结构及其一系列甲基、卤素、氨基、硝基等取代衍生物；R₁，R₂，R₃，R₄可以为H、烷基、卤素、脂肪环、芳香环、羧基、羟基、氨基、巯基以及碳酰化、硫酰化、磷(亚磷)酰化衍生物等一系列取代基； 为脂肪环、脂肪杂环、芳香环，芳杂环，X为氧、硫、氮、碳等元素；n为0和自然数，Y为氧、硫、NH、N-；Y为氧、硫、NH、N-。结构如式(III)所示 

本发明提供了螺环二烯酮类衍生物的制备方法，包括如下步骤： 

首先合成N-β-氯乙基取代或未取代苯磺酰胺，该磺酰胺以高碘化合物和金属氧化物为氧化剂，如以碘苯三氟甲烷磺酸酯、碘苯醋酸酯、碘苯三氟醋酸酯等氧化并在金属催化剂及其盐或配合物如铜、铑、钌、铁、钯、铂、铝、铅等金属及其卤化盐、醋酸盐、磺酸盐、硫酸盐、高氯酸盐等存在下插入，得到本发明螺环二烯酮类衍生物。 

本发明提供了螺环二烯酮类衍生物在制备治疗癌症的药物中的用途。 

通过细胞和动物实验，本发明螺环二烯酮类衍生物具有良好的抗肿瘤活性。 

上述式(I)所示螺环二烯酮类衍生物的制备，按以下途径(Scheme 3)： 

                   Scheme 3 

上述制备过程的反应条件，一般可以采用： 

1)依次将吡啶、对甲苯磺酰氯于冰水浴下注入2-氯乙胺盐酸盐的二氯甲烷溶液中，室温搅拌12～48小时，反应后的反应溶液用饱和硫酸铜溶液洗涤，再用聚酰胺或硅胶等 方法进行分离纯化。 

2)a.将苯酚溶于重蒸过的THF溶液中，加入NaH，室温～100℃搅拌1～6小时，旋干THF，加入N-β-氯乙基对甲基苯磺酰胺、TEBA和溶剂DMF，混合物于30℃～140℃搅拌2～6小时。反应溶液用水洗涤、二氯甲烷提取，再用聚酰胺或硅胶等方法进行分离纯化，即得到相应的式(V)结构产物。 

b.在反应瓶中加入苯酚、N-β-氯乙基对甲基苯磺酰胺、TEBA、DMF，微波反应5min，反应溶液用水洗、二氯甲烷提取，再用聚酰胺或硅胶等方法进行分离纯化，即得到相应的(V)式结构产物。 

3)将(V)、高碘化合物或金属氧化物、过渡金属盐或配合物加入反应瓶中，加入二氯甲烷，混合物于10℃～100℃搅拌4～12小时，反应后的反应溶液用聚酰胺或硅胶等方法进行分离纯化，即得到相应的(IV)式结构产物。 

¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)δ(ppm)： 

2.45(s，3H)，3.73(t，J＝6.0Hz，2H)，4.17(t，J＝6.0Hz，2H)，6.19(dt，J＝10Hz，2Hz，3.2Hz，2H)，6.49(dt，J＝10Hz，2Hz，3.2Hz，2H)，7.31(d，J＝8.0Hz，2H)，7.69(d，J＝8.0Hz，2H) ¹³C-NMR(CDCl₃，100MHz)δ(ppm)： 

21.5，47.0，65.5，86.2，127.8，129.5，129.7，135.9，143.2，144.4，184.7 

MS(ESI)m/z(％)for C15H15NO4SNa(M+Na)： 

Calcd.328.1.Found.328.1 

综上，本发明首要目的是螺二烯酮类化合物及其制备方法，本发明另一目的螺二烯酮类衍生物的用途。 

以下通过具体实施方式的实例再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。 

[具体实施方式]

实施例1：螺二烯酮衍生物的合成 

1)依次将吡啶、对甲苯磺酰氯于冰水浴下注入2-氯乙胺盐酸盐的二氯甲烷溶液中，室温搅拌12～48小时，反应后的反应溶液用饱和硫酸铜溶液洗涤，再用聚酰胺或硅胶等方法进行分离纯化。 

2)a.将苯酚溶于重蒸过的THF溶液中，加入NaH，室温～100℃搅拌1～6小时，旋干 THF，加入N-β-氯乙基对甲基苯磺酰胺、TEBA和溶剂DMF，混合物于30℃～140℃搅拌2～6小时。反应后的反应溶液用水洗涤、二氯甲烷提取，再用聚酰胺或硅胶等方法进行分离纯化，即得到相应的(V)式结构产物。 

b.在反应瓶中加入苯酚、N-β-氯乙基对甲基苯磺酰胺、TEBA、DMF，微波反应5min，反应后的反应溶液用水洗涤、二氯甲烷提取，再用聚酰胺或硅胶等方法进行分离纯化，即得到相应的(V)式结构产物。 

3)将(V)、碘苯醋酸酯、醋酸铑加入反应瓶中，加入二氯甲烷，混合物于10℃～100℃搅拌4～12小时，反应后的反应溶液用聚酰胺或硅胶等方法进行分离纯化，即得到相应的(IV)式结构产物。 

实施例2：WST-8法测定体外肿瘤细胞抑制实验 

以宫颈癌Hela细胞、乳腺癌MCF-7细胞、肺癌A549细胞为实验细胞。I-2-8a、I-2-8b、IV、I-2-13a、I-2-13b、I-2-16用200ul二甲基亚砜(DMSO)溶解后，稀释至100ug/ml，50ug/ml，10ug/ml，过滤除菌。取9个96孔培养板，每孔接种100ul含5000个细胞。继续培养24小时，加10ul实验药物分别是I-2-8a、I-2-8b、IV、I-2-13a、I-2-13b、I-2-16。每种药物3个平行孔，空白对照不加药物。继续培养24、48、72小时后，加10ul CCK-8溶液，再继续培养3-4小时后，通过酶标仪测量细胞液的吸光度值(OD值)，波长450nm，计算细胞生长抑制率％＝(1-药物组OD值/细胞对照组OD值)×100％。 

I-2-8a、IV药物对宫颈癌Hela细胞、乳腺癌MCF-7细胞、肺癌A549细胞均有抑制作用(表1-6)。 

I-2-13a药物对宫颈癌Hela细胞、肺癌A549细胞有抑制作用(表7-8)。 

表1  I-2-8a对宫颈癌Hela细胞的抑制率 

表2  I-2-8a对乳腺癌MCF-7细胞的抑制率 

表3  I-2-8a对肺癌A549细胞的抑制率 

表4  IV对宫颈癌Hela细胞的抑制率 

表5  IV对乳腺癌MCF-7细胞的抑制率 

表6  IV对肺癌A549细胞的抑制率 

表7  I-2-13a对宫颈癌Hela细胞的抑制率 

表8  I-2-13a对肺癌A549细胞的抑制率 

实施例3：ATP生物荧光法体外肿瘤细胞药物敏感性实验。 

以宫颈癌Hela细胞、乳腺癌MCF-7细胞、肺癌A549细胞为实验细胞。接种于96孔板，设置不加药对照，在不同药物种类I-2-8a、I-2-8b、IV、I-2-13a、I-2-13b、I-2-16、同一药物不同药物浓度梯度下培养5天；完成ATP提取后，提取50μl加入荧光测定板中，向各孔中加入50μl新鲜配制的ATP检测液，立即置荧光测定仪上测量各孔在560nm波长处的荧光强度。软件分析各药物不同浓度抑制率，绘制抑制曲线，评估药物的敏感度。 

药物I-2-8a对乳腺癌MCF-7细胞高度敏感。IV对乳腺癌MCF-7细胞高度敏感，对宫颈癌Hela细胞、肺癌A549细胞中度敏感。 

Claims (5)

1.一种螺环二烯酮类衍生物，结构如通式(I)所示

其中R₁，R₂，R₃，R₄可以为H、烷基、卤素、脂肪环、芳香环、羧基、羟基、氨基、巯基以及碳酰化、硫酰化、磷酰化等酰化衍生物及一系列取代基，

为脂肪环、脂肪杂环、芳香环，芳杂环，R₅为芳香磺酰基团或芳香类基团及其一系列取代衍生物，X为氧、硫、氮、碳等元素，n为0和自然数，Y为氧、硫、NH、N-。

2.根据权利要求1所述的螺环二烯酮类衍生物，其特征在于：R₁，R₂，R₃，R₄为H、烷基、卤素、脂肪环、芳香环、羧基、羟基、氨基、巯基以及碳酰化、硫酰化、磷酰化衍生物及一系列取代基；

为脂肪环、脂肪杂环、芳香环，芳杂环，R₅为芳香磺酰基团及其一系列甲基、卤素、氨基、硝基等取代衍生物；X为氧、硫、氮、碳等元素；n为0和自然数，Y为氧、硫、NH、N-；Y为氧、硫、NH、N-；Z为杂原子。结构如式(II)所示。

3.如权利要求2所述的螺环二烯酮类衍生物，其特征在于R₅为芳香基类的结构及其一系列甲基、卤素、氨基、硝基等取代衍生物；R₁，R₂，R₃，R₄可以为H、烷基、卤素、脂肪环、芳香环、羧基、羟基、氨基、巯基以及碳酰化、硫酰化、磷(亚磷)酰化衍生物等一系列取代基；

为脂肪环、脂肪杂环、芳香环，芳杂环，X为氧、硫、氮、碳等元素；n为0和自然数，Y为氧、硫、NH、N-；Y为氧、硫、NH、N-。结构如式(III)所示

4.一种制备权利要求1所述的螺环二烯酮类衍生物的方法，包括如下步骤：

首先合成N-β-氯乙基取代或未取代苯磺酰胺，该磺酰胺以高碘化合物和金属氧化物为氧化剂，如以碘苯三氟甲烷磺酸酯、碘苯醋酸酯、碘苯三氟醋酸酯等氧化并在金属催化剂及其盐或配合物如铜、铑、钌、铁、钯、铂、铝、铅等金属及其卤化盐、醋酸盐、磺酸盐、硫酸盐、高氯酸盐等存在下插入，得到本发明螺环二烯酮类衍生物。

5.权利要求1所述的螺环二烯酮类衍生物在制备治疗癌症的药物中的用途。

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