CN102675280A - 含三氟甲基的吲哚酮类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含三氟甲基的吲哚酮类化合物及其制备方法和应用。所述化合物是具有化学结构通式I:的化合物,其中:Y为碳或氧元素;或是具有化学结构通式II:的化合物,其中:Y为碳或氧元素,X为氧或硫元素;或是具有化学结构通式III:的化合物,其中:Y为氢或卤素元素,X为氧或硫元素;或是具有化学结构通式Ⅳ:
Description
技术领域
本发明涉及吲哚酮类化合物,具体说,是涉及一种含三氟甲基的吲哚酮类化合物及其制备方法和应用。
背景技术
逆转录作用是逆转录病毒复制所特有的。病毒复制要求病毒编码的逆转录酶通过病毒RNA基因组的逆转录作用而产生病毒序列的DNA拷贝。由于对病毒编码的逆转录酶的抑制会中断病毒复制,因此,对于逆转录病毒感染的化学治疗,逆转录酶是一个临床相关靶点。
许多化合物在治疗人体免疫缺陷病毒(HIV)中是有效的,该病毒可引起人类免疫系统进行性破坏并造成AIDS发病的逆转录病毒。对基于核苷的抑制剂,例如叠氮胸苷和基于非核苷的抑制剂而言,通过针对HIV逆转录酶的抑制剂是已知有效的治疗方法,目前已经发现苯并恶嗪酮类是有用的基于非核苷的HIV逆转录酶抑制剂。另外,人体免疫缺陷病毒(HIV)易突变,这会导致抗药性,由杜邦公司研发的Efavirenz、DPC961和DPC083是具有高活性的HIV非核苷逆转录酶抑制剂(NNRTIs),但由于其易于产生耐药性,同时也考虑到逆转录酶抑制剂类化合物的重要的医学价值和社会意义,急需研究发现新型的逆转录酶抑制剂。
吲哚或吲哚酮类化合物分子结构相对简单并且一般具有优良的生理活性,是许多药物活性的核心结构。近来有文献报道部分吲哚酮类化合物具有一定的抗HIV逆转录酶活性,但由于结构复杂、合成难度大、往往细胞毒性强且部分化合物稳定性也不好等因素,从而限制了其进一步的成药性。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题和缺陷,提供一种具有抗HIV逆转录酶活性且对细胞基本无毒性的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,及其一种操作简单、可规模化的制备方法和其作为抗HIV逆转录酶抑制剂的应用。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明提供的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,是具有化学结构通式I:的化合物,其中:Y为碳或氧元素;或是具有化学结构通式II:的化合物,其中:Y为碳或氧元素,X为氧或硫元素;或是具有化学结构通式III:的化合物,其中:Y为氢或卤素元素,X为氧或硫元素;或是具有化学结构通式IV:的化合物,其中:Y为氢或卤素元素;
式中:
R1与R2是相同或不同的取代基,均为C1-C10烷基、R4取代的苄基或R4取代的苯基、或为-(CH2)nZ(CH2)m-,其中:Z为碳、氧、氮或NCH3;n,m均可取1、2、3或4;
R3为氢或C1-C10烷基;
所述的R4是指氢、卤素、氨基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环丙基、甲氧基、乙氧基、异丙氧基或叔丁氧基中的任意一个取代基。
作为优选方案,上述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,是具有化学结构通式:的化合物,其中:Y为碳或氧元素;或是具有化学结构通式:的化合物,其中:Y为氢或卤素元素,X为氧或硫元素;或是具有化学结构通式:的化合物;式中的R1、R2、R3同上所述。作为进一步优选方案,上述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,是具有如下化学结构通式:的化合物,其中:R1为C2-C10烷基、R4取代的苄基或R4取代的苯基;所述的R4同上所述。
作为进一步优选方案,上述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,还可以是具有如下化学结构通式:或的化合物,其中:X为氧或硫元素,Y为碳或氧元素;所述的R1与R2是相同或不同的取代基,均为C1-C5烷基、R4取代的苯基或为-(CH2)nZ(CH2)m-,其中:Z为碳、氧、氮或NCH3;n,m均取1、2、3或4;所述的R3为氢或C1-C5烷基;所述的R4同上所述。
所述的卤素元素推荐为F、Cl或Br。
所述的R6取代是指R6在苯基的邻位、对位或间位的单取代、二取代或三取代。
所述的烷基是指支链或直链的饱和脂肪碳氢官能团。
本发明所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的制备方法,是在有机溶剂中,由取代的苯胺与三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯在微波反应器中反应而得;其中:取代的苯胺与三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯的摩尔比为1∶(1~10);微波反应温度为100~200℃;微波反应时间为5~30分钟。
所述的取代的苯胺与三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯的摩尔比推荐为1∶(1~3)。
所述的微波反应温度推荐为100~180℃。
所述的微波反应时间推荐为10~20分钟。
所述的有机溶剂推荐为甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺。
所述的微波反应器的功率推荐为300~1000W。
经体外活性实验得知:本发明所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物具有抗HIV逆转录酶活性且对细胞基本无毒性,因此,该类化合物可作为HIV逆转录酶抑制剂,尤其是所述的化合物: 和可以作为针对HIV逆转录酶的新型结构的先导化合物进行研究开发。
与现有技术相比,本发明提供的含三氟甲基的吲哚酮类化合物具有抗HIV逆转录酶活性且对细胞基本无毒性,可望作为HIV逆转录酶抑制剂;并且所述的制备方法具有操作简单、容易实施和规模化等优点;对HIV逆转录酶抑制剂的研究具有重要价值。
具体实施方法
下面通过实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是:本实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
实施例1:3-羟基-6-(1’-吡咯烷基)-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取3-吡咯烷基苯胺(365mg)加入1mL 1,2-二氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(0.3mL),加完后将反应体系置于微波反应器中,功率500W,在150℃反应10分钟,反应结束,冷却后向体系加入大量乙酸乙酯,萃取,水洗,食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压浓缩后快速柱层析纯化,得到产品,收率为91%。
1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ2.00-2.04(m,4H),3.28-3.31(m,4H),6.07(s,1H),6.17(d,J=2.0Hz,1H),6.23(dd,J=2.2,8.2Hz,1H),7.25(d,J=8.8Hz,1H),9.46(brs,1H).HRMS.计算值C13H13F3N2O2:286.0929.实测值:286.0926.
实施例2:3-羟基-6-(1’-哌啶基)-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取3-哌啶基苯胺(397mg)加入1mL甲苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸甲酯(0.3mL),加完后将反应体系置于微波反应器中,功率500W,在100℃反应10分钟,反应结束,冷却后向体系加入大量乙酸乙酯,萃取,水洗,食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压浓缩后快速柱层析纯化得到产品,收率为94.5%。Mp 100.0~101.3℃;
1H NMR(Acetone-d6,300MHz)δ1.50-1.56(m,6H),3.10-3.13(m,4H),6.07(s,1H),6.41(d,J=2.4Hz,1H),6.48(dd,J=2.4,8.4Hz,1H),7.14(d,J=8.1Hz,1H),9.39(brs,1H).HRMS.计算值C14H15F3N2O2:300.1086.实测值:300.1084.
实施例3:8-羟基-8-三氟甲基-6,8-二氢-1,4-二亚甲二氧基吲哚-7-酮的制备
取6-氨基-1,4-苯并二氧杂环(679.5mg)加入2mL氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸甲酯(0.75mL),加完后将反应体系置于微波反应器中,功率500W,在130℃反应15分钟,反应结束,冷却后向体系加入大量乙酸乙酯,萃取,水洗,食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压浓缩后快速柱层析纯化得到油状产品,收率为72%。
1HNMR(Acetone-d6,300MHz)δ4.10-4.18(m,4H),6.25(s,1H),6.35(s,1H),6.84(s,1H),9.39(brs,1H).
HRMS.计算值C11H8F3NO4:275.0405.实测值:275.0402.
实施例4:6-(4’-氨基苯氧基)-3-羟基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取3,4’-二氨基二苯醚(900mg)加入1mL 1,2-二氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(0.75mL),然后参照实施例3的操作得到油状产品,收率75%。
1HNMR(Acetone-d6,400MHz)δ4.53(brs,2H),6.28(brs,1H),6.33(d,J=2.4Hz,1H),6.43-6.45(m,1H),6.59-6.63(m,2H),6.69-6.72(m,2H),7.25(d,J=8.4Hz,1H),9.48(s,1H).HRMS.计算值C15H11F3N2O3:324.0722.实测值:324.0724.
实施例5:7-羟基-7-三氟甲基-5,7-二氢-1,3-亚甲二氧基吲哚-6-酮的制备
取3,4-亚甲二氧基苯胺(309mg)加入1mL氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸甲酯(0.5mL),然后参照实施例3的操作得到油状产品,收率82%。
1HNMR(Acetone-d6,300MHz)δ6.90(d,J=1.5Hz,2H),6.29(s,1H),6.48(s,1H),6.85(s,1H),9.44(brs,1H).
HRMS.计算值C10H6F3NO4:261.0249.实测值:261.0246.
实施例6:3-羟基-6-甲硫基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取间硫甲基苯胺(626mg)加入1mL N,N-二甲基甲酰胺,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(1mL),然后参照与实施例2相似的操作得到油状产品,收率35%。
1HNMR(Acetone-d6,300MHz)δ2.39(s,3H),6.36,(s,1H),6.76(s,1H),6.86(dd,J=1.5,8.1Hz,1H),7.27(d,J=8.1Hz,1H),9.63(brs,1H).
HRMS.计算值C10H8F3NO2S:263.0228.实测值:263.0222.
实施例7:6-乙氧基-3-羟基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取间乙氧基苯胺(309mg)加入1mL 1,4-二氧六环,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(1.2mL),然后参照与实施例2相似的操作得到油状产品,收率95%。
1HNMR(Acetone-d6,400MHz)δ1.38(t,J=6.8Hz,3H),4.09(q,J=6.8Hz,2H),6.35(s,1H),6.58(d,J=2.4Hz,1H),6.65(dd,J=2.2,8.2Hz,1H),7.40(d,J=8.4Hz,1H),9.68(brs,1H).
HRMS.计算值C11H10F3NO3:261.0613.实测值:261.0616.
实施例8:3-羟基-6-吗啉基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取间吗啉基苯胺(801mg)加入1mL 1,2-二氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(2mL),然后参照与实施例2相似的操作,在150℃反应18分钟,得到产品,收率85%。1HNMR(Acetone-d6,400MHz)δ3.21(t,J=4.8Hz,4H),3.78(t,J=5.0Hz,4H),6.24(s,1H),6.59(d,J=2.0Hz,1H),6.66(dd,J=2.2,8.6Hz,1H),7.33(d,J=8.8Hz,1H),9.57(brs,1H).HRMS.计算值C13H13F3N2O3:302.0878.实测值:302.0877.
实施例9:3-羟基-6-(4’-甲基哌嗪)-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取3-(4’-甲基哌嗪)基苯胺(860mg)加入1mL 1,2-二氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(1.5mL),然后参照与实施例2相似的操作,在150℃反应16分钟,得到产品,收率87%。
1HNMR(Acetone-d6,400MHz)δ2.33(s,3H),2.54-2.58(m,4H),3.25-3.29(m,4H),6.21(brs,1H),6.59(s,1H),6.55(d,J=8.0Hz,1H),7.31(d,J=8.0Hz,1H),9.56(s,1H).HRMS.计算值C14H16F3N3O2:315.1195.实测值:315.1197.
实施例10:3-羟基-6-异丙氧基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取3-异丙氧基苯胺(6.8g)加入4mL 1,2-二氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(10mL),然后参照与实施例2相似的操作,在150℃反应16分钟,得到产品,收率96%。1HNMR(Acetone-d6,400MHz)δ1.33(d,J=6.0Hz,1H),4.64-4.70(m,1H),6.36(s,1H),6.57(d,J=2.4Hz,1H),6.64(dd,J=2.4Hz,8.4Hz,1H),7.29(d,J=8.0Hz,1H),9.67(brs,1H).HRMS.计算值C12H12F3NO3:275.0769.实测值:275.0768.
实施例11:3-羟基-5,6-二甲氧基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取3,4-二甲氧基苯胺(345mg)加入1mL甲苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸甲酯(1.5mL),然后参照与实施例2相似的操作得到产品,收率90%。
1HNMR(Acetone-d6,400MHz)δ6.51(s,1H),7.03(d,J=7.6Hz,1H),7.15(t,J=7.6Hz,1H),7.42(t,J=7.6Hz,1H),7.52(d,J=7.6Hz,1H),9.76(brs,1H).
HRMS.计算值C11H10F3NO4:277.0562.实测值:277.0563.
实施例12:3-羟基-6-甲氧基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取3-甲氧基苯胺(5.5g)加入4mL氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(9.5mL),然后参照与实施例2相似的操作得到产品,收率93%。
1HNMR(Acetone-d6,300MHz)δ3.69(s,3H),6.31(s,1H),6.44(s,1H),6.52(dd,J=2.1Hz,8.4Hz,1H),7.27(d,J=8.1Hz,1H),9.67(d,J=1.5Hz,1H).
HRMS.计算值C10H8F3NO3:247.0456.实测值:247.0458.
实施例13:3-羟基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取苯胺(4.2g)加入4mL 1,2-二氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(7.5mL),然后参照与实施例2相似的操作得到产品,收率56%。
1HNMR(Acetone-d6,400MHz)δ3.69(s,3H),6.31(s,1H),6.44(s,1H),6.52(dd,J=2.1Hz,8.4Hz,1H),7.27(d,J=8.1Hz,1H),9.67(d,J=1.5Hz,1H).
HRMS.计算值C9H6F3NO2:217.0351.实测值:217.0353.
实施例14:6-二甲氨基-3-羟基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取6-二甲氨基苯胺(612mg)加入1mL 1,2-二氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(1mL),然后参照与实施例2相似的操作,微波150度反应20分钟,得到产品,收率82%。1HNMR(Acetone-d6,300MHz)δ2.85(s,6H),5.98(s,1H),6.19(d,J=2.1Hz,1H),6.25(dd,J=2.4,8.4Hz,1H),7.13(d,J=8.4Hz,1H),9.35(brs,1H).
HRMS.计算值C11H11F3N2O2:260.0773.实测值:260.0776.
实施例15:5-溴-3-羟基-6-甲氧基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取4-溴-3-甲氧基苯胺(900mg)加入1mL氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸甲酯(1mL),然后参照与实施例2相似的操作,得到产品,收率65%。
1HNMR(Acetone-d6,300MHz)δ3.81(s,3H),6.43(s,1H),6.67(s,1H),7.46(s,1H),9.69(d,J=1.8Hz,1H).
HRMS.计算值C10H7BrF3NO3:324.9561.实测值:324.9565.
实施例16:3-羟基-6-甲氧基-5-甲基-3-三氟甲基吲哚-2-酮的制备
取4-甲基-3-甲氧基苯胺(616mg)加入1mL氯苯,室温下缓慢滴加三氟丙酮酸乙酯(1mL),然后参照与实施例2相似的操作,得到产品,收率79%。
1HNMR(Acetone-d6,300MHz)δ2.02(s,3H),3.73(s,3H),6.15(s,1H),6.49(s,1H),7.10(s,1H),9.43(brs,1H).
HRMS.计算值C11H10F3NO3:261.0613.实测值:261.0609.
实施例17:体外活性实验
本发明的化合物经中国人民解放军军事医学科学院及中国人民解放军艾滋病检测中心进行HIV逆转录酶活性筛选,具体的实验方法和结果如下所述:
细胞和病毒:
MT-2细胞,传代人T淋巴细胞,由美国马萨诸塞大学医学院卢山教授惠赠,RPMI1640培养基(+10%FBS+Prep/Strep)培养,3-4天传代1次。实验开始前1天,1∶2传代,以保证细胞的状态。
TZM bl细胞,由美国马萨诸塞大学医学院卢山教授惠赠,DMEM培养基(+10%FBS+Prep/Strep)培养,1∶3传代,每周2次。
HIV-1 IIIB毒株,实验室长期传代适应的HIV-1B亚型毒株,本研究室保存传代
实验方法:
1>细胞培养
实验开始前1天,1∶2传代,以保证细胞处于对数生长期。采用血球计数板和Trypan Blue染色排除法进行总细胞数和细胞活力定量,用于实验的细胞活力大于95%。
2>化合物配制
根据检测的化合物的毒性的数据,确定化合物的最大无毒浓度,按1∶2稀释共11个梯度,每孔10μl加入384孔细胞培养板备用。
3>药物的抗病毒活性的高通量检测
1)将MT-2细胞250×g离心10min后,用新鲜的生长培养基悬浮,吹打混匀,Trypan Blue染色后计数,确定细胞浓度,活细胞百分数必须>95%方可用于下一步实验。
2)取所需量的MT-2细胞,加入HIV-1 IIIB病毒,使其感染性倍数(multiplicity of infection)MOI=0.005TCID50,稀释MT-2细胞悬液至所需浓度,调整MT-2细胞悬液使其终浓度为2×105/ml。
3)将上述细胞悬液90μl加入384孔细胞培养板,37℃、5%CO2培养3d。
4)用Precision Power v2液体工作站转移20μl的培养上清至一新的黑色384孔细胞培养板。
5)吸弃TZM bl细胞培养上清后用0.01M PBS将细胞洗1遍,加入Cell Disociation Solution处理TZM bl细胞。
6)细胞消化后用DMEM培养基(+10%FBS+Prep/Strep)重新悬浮,Trypan Blue染色,计数后记录处理的代次和处理时间。
7)调整细胞浓度为4×105/ml,每孔加入40μl,37℃、5%培养24h。
8)检测β-Gal活性,在Wallac 1420读数仪检测Umbelliferone(355nm/460nm,0.1s)。
结果处理:
药物的抗病毒活性表示为:%Antiviral activity=(Test Value-Mean of Min)/(Mean Max-Mean of Min)×100,用Median Equation方法计算IC50。量效关系曲线采用Graphpad Prism 5.0软件生成。统计分析采用SPSS 15.0软件。具体测试数据参见表1所示。
表1 本发明的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的抗HIV逆转录酶的活性实验数据
由表1可见:本发明所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物具有抗HIV逆转录酶活性且对细胞基本无毒性,可望作为HIV逆转录酶抑制剂,尤其可以作为针对HIV逆转录酶的新型结构的先导化合物进行研究开发。
Claims (17)
1.一种含三氟甲基的吲哚酮类化合物,其特征在于,是具有化学结构通式I:的化合物,其中:Y为碳或氧元素;或是具有化学结构通式II:的化合物,其中:Y为碳或氧元素,X为氧或硫元素;或是具有化学结构通式III:的化合物,其中:Y为氢或卤素元素,X为氧或硫元素;或是具有化学结构通式IV:的化合物,其中:Y为氢或卤素元素;
式中:
R1与R2是相同或不同的取代基,均为C1-C10烷基、R4取代的苄基、R4取代的苯基或为-(CH2)nZ(CH2)m-,其中:Z为碳、氧、氮或NCH3;n,m均取1、2、3或4;
R3为氢或C1-C10烷基;
所述的R4是指氢、卤素、氨基、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、环丙基、甲氧基、乙氧基、异丙氧基或叔丁氧基中的任意一个取代基。
6.根据权利要求1所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,其特征在于:所述的卤素元素为F、Cl或Br。
7.根据权利要求1所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,其特征在于:所述的R4取代是指R4在苯基的邻位、对位或间位的单取代、二取代或三取代。
8.根据权利要求1所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物,其特征在于:所述的烷基是指支链或直链的饱和脂肪碳氢官能团。
10.一种权利要求1或2所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的制备方法,其特征在于,是在有机溶剂中,由取代的苯胺与三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯在微波反应器中反应而得;其中:取代的苯胺与三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯的摩尔比为1:(1~10);微波反应温度为100~200℃;微波反应时间为5~30分钟。
11.根据权利要求10所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的制备方法,其特征在于:所述的取代的苯胺与三氟丙酮酸甲酯或三氟丙酮酸乙酯的摩尔比为1∶(1~3)。
12.根据权利要求10所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的制备方法,其特征在于:所述的微波反应温度为100~180℃。
13.根据权利要求10所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的制备方法,其特征在于:所述的微波反应时间为10~20分钟。
14.根据权利要求10所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的制备方法,其特征在于:所述的有机溶剂为甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺。
15.根据权利要求10所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的制备方法,其特征在于:所述的微波反应器的功率为300~1000W。
16.一种权利要求1或2所述的含三氟甲基的吲哚酮类化合物的应用,其特征在于:作为HIV逆转录酶抑制剂。
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