CN102746226A - 吖啶衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吖啶衍生物，其结构式如下：，式中R₁、R₂和R₃如说明书所定义。本发明吖啶类衍生物对肿瘤细胞株和耐药肿瘤细胞均具有较强的生长抑制作用，可用于制备新型抗肿瘤药物以及能够逆转耐药的抗肿瘤药物。

Description

吖啶衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于药物化合物合成技术领域，具体涉及一种吖啶类衍生物及其制备方法和在制备新型抗肿瘤药物以及能够逆转耐药的抗肿瘤药物的应用。

背景技术

目前，癌症已经成为威胁人类健康的慢性疾病之一，具有发病率高、病死率高、复发率高及治疗困难等特点。化疗是目前治疗恶性肿瘤的主要手段之一, 然而肿瘤细胞对化疗药物的多药耐药(MDR)是肿瘤治疗的主要障碍。目前研究较多的是由P-糖蛋白介导的多药耐药机制。相关研究表明，吖啶类衍生物是一种高效的P-糖蛋白抑制剂，从而能够很好的逆转肿瘤细胞的耐药性。一般而言，该类吖啶类化合物通常具有较低的细胞毒性，本身是P-糖蛋白作用的底物，它们与抗肿瘤药物联合应用时能够发挥显著的抗肿瘤增效作用，是一类抗肿瘤药物的增效剂。

本发明以吖啶环为母体化合物，根据药物的电子等排原理进行结构修饰，设计、合成一种新型吖啶类衍生物，其对肿瘤细胞以及耐药肿瘤细胞均具有较强的生长抑制作用，可用于开发新型抗肿瘤药物，尤其是能够逆转耐药的抗肿瘤药物。目前尚未见有该类吖啶衍生物的相关报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型的吖啶衍生物、制备方法及其在制备靶向性抗肿瘤药物方面的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种吖啶衍生物，其结构式如下：

，其中，

；

。

所述的吖啶衍生物，优选为以下几种结构：

当R₁=H、R₂=OCH₃时，。

当R₁=OCH₃、R₂=OCH₃时，

。

当R₁=OCH₃、R₃=OCH₃时，

。

所述吖啶衍生物在制备抗肿瘤药物方面的应用。

所述吖啶衍生物在制备能够逆转耐药的抗肿瘤药物方面的应用。

所述吖啶衍生物的制备方法，可参考以下步骤：

（1）以邻氯苯甲酸和苯胺类化合物为原料，合成化合物c；

（2）以2-甲氧基-4硝基苯胺为原料，分别与氯乙酰氯或环氧氯丙烷反应，得到化合物e或i；

（3）化合物e或i溶于无水乙醇中，加入三乙胺或者碳酸钾，再加入短链胺类化合物加热回流，得到化合物f或j；

（4）化合物f或者j加入到氯化亚锡的浓盐酸溶液中，或者钯碳加氢催化，将硝基还原成氨基，生成化合物g或k；

（5）将化合物c溶于三氯甲烷中，在冰浴中加入浓盐酸后，慢慢加入g或者k，得到最终目标化合物h或l。具体合成路线参考如下。

  体外癌细胞抑制实验表明，本发明所述吖啶衍生物对肿瘤细胞如K562/ADM和K562细胞均有显著的生长抑制作用；尤其是对耐药肿瘤细胞株K562/ADM细胞的抑制作用明显强于正常肿瘤细胞K562细胞。因此本发明吖啶类衍生物可用于制备新型抗肿瘤药物，尤其是能够逆转耐药的抗肿瘤药物。此外，本发明吖啶类衍生物的制备方法具有操作简便、条件温和、反应收率相对较高等特点。

具体实施方式

以下以通过优选实施例对本发明工艺作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

仪器与主要化学试剂

Bruker AV-400型核磁共振仪（德国）；Vario EL Ⅲ 型元素分析仪（德国）； Esquire 3000型LC-MS质谱仪（德国）；WFH-204B型手提式紫外灯。

实施例1 制备R₁为OCH₃、R₂为OCH₃、R₃为

时对应的吖啶衍生物

1.化合物c的合成：在100mL圆底烧瓶中加入对甲氧基苯胺4.9g(40.0mmol)、邻氯苯甲酸6.2g (40.0mmol)、碳酸钾3.96g(43.3mmol)、铜粉0.25g (3.9mmol)、乙二醇乙醚(40mL), 加热回流8小时后倒入1M碳酸钾溶液中，用浓盐酸调节pH为8~9，抽滤，除去不溶物。滤液用浓 HCl 调节pH为2左右，会有大量绿色沉淀产生，抽滤，干燥得6g黄绿色固体。然后用三氯氧磷（约30mL）溶解，加热回流反应约3小时，减压蒸出过量三氯氧磷。向残留物中先加入冰水，再慢慢加入氨水直至没有白色烟雾出现为止，搅拌，有固体产生，抽滤，滤饼用水冲洗，干燥，得绿色产物c避光保存。

2.化合物e的合成：在100ml圆底烧瓶中加入2-甲氧基-4-硝基苯胺2g（11.90mmol），加入四氢呋喃30mL搅拌溶解，加三乙胺6.8mL（47.6mmol），在冰浴中搅拌10分钟后慢慢滴加氯乙酰氯1.50mL（20.0mmol），滴加完毕冰浴中搅拌20分钟后撤出冰浴，自然升温至25℃反应12小时，减压蒸除四氢呋喃，残留物倒入50mL水中，有黑色固体析出，抽滤，干燥，收集产物得到化合物e。

3.化合物f的合成： 将化合物e 1.0 g（4.08mmol）溶于25mL无水乙醇中，加入三乙胺3mL (23.0mmol)和二乙胺0.6mL（6.12mmol），加热回流反应6小时，TLC点板原料点消失，减压蒸除乙醇，残余粘稠物柱层析分离（200~300目硅胶，洗脱剂V_二氯甲烷：V_甲醇=100:2），得黄色油状物f。

4.化合物g的合成：取化合物f 0.3g（1mmol）溶于20ml浓盐酸中，加入0.70g（3mmol）SnCl₂·2H₂O,控温70℃反应2小时，用10% NaOH水溶液调到pH=8，用CH₂Cl₂萃取，蒸除溶剂，得0.24g粉红色固体，即化合物g。 

5.目标化合物h的合成：取化合物c 0.26g（1.1mmol）溶于15mL氯仿中，滴加2滴浓盐酸，冰浴中搅拌10分钟后，慢慢滴加用氯仿溶解的化合物g 0.24g（0.9mmol），搅拌反应48小时。反应结束后，过滤，用氯仿、丙酮依次洗涤沉淀。向沉淀中加入20mL甲醇和2mL三乙胺，搅拌反应10分钟，蒸除甲醇，残余粘稠物柱层析分离（洗脱剂V_氯仿：V_甲醇=100:4），得到橙红色油状物。将该橙红色油状物溶于适量乙醇中，并在冰水浴中逐滴滴加1mL浓盐酸，加毕自然升至室温，搅拌反应12小时，蒸除溶剂，加入2mL甲醇后，再加入30mL乙酸乙酯，有红色沉淀产生，过滤，沉淀用乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、乙醚依次洗涤，干燥，得最终产物h 0.15g。

如图1所示，是实施例1目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₇H₃₃Cl₃N₄O₃, yield 50.6％,¹H NMR (400 MHz, D₂O) δ 7.75 (m,, 2H), 7.65 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.45(d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.33 (dt, J = 15.5, 8.4 Hz, 3H), 6.68(d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.64 (s, 1H), 6.58 (s, 1H), 4.13 (s, 2H), 3.55 (s, 3H), 3.37 (s, 3H), 3.26 (q, J = 7.2 Hz, 4H), 1.25 (t, J = 7.2 Hz, 6H);ESI-MS m/z: 459.3(M⁺+1)。

实施例2 制备R₁为H、R₂为OCH_3、R₃为时对应的吖啶衍生物

用苯胺替换步骤1中的原料对甲氧基苯胺，其它同实施例1。

如图2所示，是实施例2目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₆H₃₁Cl₃N₄O₂, yield 46.1％,¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 8.29 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.11 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.98 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.54 – 7.41 (m, 2H), 7.14 – 7.03 (m, 2H), 6.91 (d, J = 1.5 Hz, 1H), 6.70 (dd, J = 8.6, 1.9 Hz, 1H), 3.80 (s, 3H), 3.17 (s, 2H), 2.64 (q, J = 7.1 Hz, 4H), 1.10 (t, J = 7.1 Hz, 6H); ESI-MS m/z: 429.3(M⁺+1)。

实施例3 制备R₁为OCH₃、R₂为、R₃为OCH₃时对应的吖啶衍生物

用2-甲氧基-5-硝基苯胺替换步骤2中的原料2-甲氧基-4-硝基苯胺，其它同实施例1。

如图3所示，是实施例3目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₇H₃₃Cl₃N₄O₃, yield 53.0％,¹¹H NMR (400 MHz, D₂O) δ 7.82 (dd, J = 12.5, 6.5 Hz, 2H), 7.64 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 7.53 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.47 (d, J = 9.3 Hz, 1H), 7.43 – 7.39 (m, 1H), 7.36 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.14 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.06 – 7.01 (m, 1H), 6.69 (s, 1H), 4.15 (s, 2H), 3.90 (s, 3H), 3.42 (s, 3H), 3.26 (q, J = 7.3 Hz, 4H), 1.25 (t, J = 7.3 Hz, 6H); ESI-MS m/z: 459.3(M⁺+1)。

实施例4 制备R₁为OCH₃、R₂为

、R₃为OCH₃时对应的吖啶衍生物

用2-甲氧基-5-硝基苯胺替换步骤2中的原料2-甲氧基-4-硝基苯胺，用吗啉替换步骤3中的二乙胺，其它同实施例1。

如图4所示，是实施例4目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₇H₃₁Cl₃N₄O₄, yield 52.0％,¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 8.39 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 8.12 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.04 (d, J = 9.4 Hz, 1H), 8.00 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.65 – 7.59 (m, 1H), 7.37 (dd, J = 9.4, 2.6 Hz, 1H), 7.35 – 7.28 (m, 1H), 7.17 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 6.60 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 6.15 (dd, J = 8.7, 2.6 3Hz, 1H), 3.80 (s, 3H), 3.76(t, J = 8.6 Hz,4H), 3.72 (s, 3H), 3.09 (s, 2H), 2.57 (t, J = 9.0 Hz, 4H). ESI-MS m/z: 473.3(M⁺+1)。

实施例5 制备R₁为OCH₃、R₂为OCH₃、R₃为

时对应的吖啶衍生物

1.化合物c的合成：与实施例1中化合物C的合成相同。

2.化合物i的合成：在250mL圆底烧瓶中加入2-甲氧基-4-硝基苯胺2g（11.90mmol），FeCl₃ 0.96g（5.9mmol），加入100mL二氯甲烷使二者分散溶解后，加入环氧氯丙烷2.84mL（35.71mmol），反应16小时后，先加入100mL水，然后用二氯甲烷萃取，收集有机层，硅胶柱层析分离（洗脱剂V_氯仿：V_甲醇=100:2），得到化合物i约2.0g。

3.化合物j的合成：将化合物i 1.05 g（4.05mmol）溶于25mL无水乙醇中，加入碳酸钾1.0g和二乙胺0.71mL（6.88mmol），加热回流反应6小时，TLC显示原料点消失，减压蒸除乙醇，残余粘稠物用硅胶柱层析（200~300目硅胶，洗脱剂V_二氯甲烷：V_甲醇=10:1）分离，得黄色油状物j。

4.化合物k的合成：取化合物ｊ0.6g（1.92mmol）溶于20ml浓盐酸中，加入SnCl₂·2H₂O 1.30g（5.78mmol）。控温70℃反应2小时后，用10%的NaOH溶液调到pH=8（给出具体pH值），用CH₂Cl₂萃取后，蒸除溶剂，得0.52g粉红色固体，即化合物k。 

5.目标化合物l的合成: 取化合物c 0.54g（2.22mmol）溶于15mL氯仿中，滴加2滴浓盐酸，冰浴中搅拌10分钟后，慢慢滴加用氯仿溶解的化合物k 0.75g（2.90mmol），搅拌反应48小时。反应结束后，过滤，用氯仿、丙酮依次洗涤所得沉淀。向沉淀中加入20mL甲醇和2mL三乙胺，搅拌反应10分钟，蒸除甲醇，残余粘稠物用硅胶柱层析分离（洗脱剂V_氯仿：V_甲醇=10:1）。得到橙红色油状物。将该橙红色油状物溶于适量乙醇中，并在冰水浴中逐滴滴加1mL浓盐酸，加毕自然升至室温，搅拌反应12小时，蒸除溶剂后，加入2mL甲醇后，再加入30mL乙酸乙酯，有红色沉淀产生，过滤，沉淀用乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、乙醚依次洗涤，干燥，得最终产物l 0.2g。

如图5所示，是实施例5目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₈H₃₈Cl₄N₄O₃, yield 41.0％，¹H NMR (400 MHz, D₂O) δ 7.78 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.74 – 7.68 (m, 1H), 7.45 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.37 (d, J = 9.3 Hz, 1H), 7.32 (dd, J = 9.4, 2.5 Hz, 1H), 7.29 – 7.23 (m, 1H), 6.81 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 6.71 – 6.64 (m, 2H), 6.58 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 4.15 (s, 1H), 3.55 (s, 3H), 3.36 (s, 3H), 3.30 – 3.23 (m, 1H), 3.21 – 3.04 (m, 7H), 1.18 – 1.09 (m, 6H). ESI-MS m/z: 475.2(M⁺+1)。

实施例6 制备R₁为OCH₃、R₂为OCH₃、R₃为

时对应的吖啶衍生物

用高亚精胺替换步骤3中的原料二乙胺，其它同实施例5。

如图6所示，是实施例6目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₈H₃₆Cl₄N₄O₄, yield 42.0％，¹H NMR (400 MHz, D₂O) δ 7.90 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.81 – 7.74 (m, 1H), 7.57 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.50 (d, J = 9.3 Hz, 1H), 7.40 (dd, J = 9.4, 2.6 Hz, 1H), 7.37 – 7.30 (m, 1H), 6.91 – 6.81 (m, 2H), 6.76 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.69 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 4.13 (s, 1H), 3.62 (s, 3H), 3.43 (s, 3H), 3.36 – 3.27 (m, 1H), 3.18 (d, J = 13.3 Hz, 2H), 3.00 (dd, J = 18.1, 7.4 Hz, 9H), 2.91 (s, 3H), 1.72 – 1.56 (m, 8H). ESI-MS m/z: 561.3(M⁺+1)。

实施例7 制备R₁为OCH₃、R₂为OCH₃、R₃为

时对应的吖啶衍生物

用哌啶替换步骤3中的原料二乙胺，其它同实施例5。

如图7所示，是实施例7目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₉H₃₈Cl₄N₄O₃, yield 40.8％，¹H NMR (400 MHz, D₂O) δ 7.75 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.72 – 7.66 (m, 1H), 7.42 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.29 (ddd, J = 17.9, 16.3, 8.4 Hz, 3H), 6.80 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 6.68 – 6.60 (m, 2H), 6.55 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 4.19 (dd, J = 7.3, 3.4 Hz, 1H), 3.53 (s, 3H), 3.41 (dd, J = 24.3, 10.7 Hz, 2H), 3.33 (s, 3H), 3.24 (dd, J = 13.5, 4.5 Hz, 1H), 3.17 – 3.07 (m, 2H), 3.03 (dd, J = 13.6, 10.7 Hz, 1H), 2.91 (dd, J = 12.3, 9.1 Hz, 1H), 2.78 (dd, J = 12.2, 9.2 Hz, 1H), 1.75 (s, 2H), 1.62 (dd, J = 23.0, 12.4 Hz, 3H), 1.34 (d, J = 11.5 Hz, 1H). ESI-MS m/z: 487.3(M⁺+1)。

实施例8制备R₁为H、R₂为OCH₃、R₃为

时对应的吖啶衍生物

用哌啶替换步骤3中的原料二乙胺，用苯胺替换步骤1中的原料对甲氧基苯胺，其它同实施例7。

如图8所示，是实施例8目标产品的¹HNMR图谱，实验数据如下：

C₂₈H₃₆Cl₄N₄O₂, yield 39.7％，¹H NMR (400 MHz, D₂O) δ 7.89 – 7.81 (m, 2H), 7.75 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.55 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.36 – 7.28 (m, 2H), 7.15 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 6.82 (dd, J = 8.4, 2.1 Hz, 1H), 6.75 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 4.39 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 3.70 (s, 3H), 3.63 – 3.52 (m, 2H), 3.48 (dd, J = 13.4, 3.8 Hz, 1H), 3.33 (ddd, J = 16.3, 13.5, 5.4 Hz, 2H), 3.20 (dd, J = 13.6, 10.4 Hz, 1H), 3.13 – 3.02 (m, 1H), 3.00 – 2.90 (m, 1H), 1.91 (s, 2H), 1.85 – 1.69 (m, 3H), 1.51 (t, J = 12.5 Hz, 1H). ESI-MS m/z: 457.3(M⁺+1)。

采用本发明的方法合成了一类新型结构的吖啶衍生物，目前尚未见有文献报道。该类吖啶衍生物具有如下用途：用于制备抗肿瘤药物，尤其是用于制备能够逆转耐药的抗肿瘤药物。

应用实验

细胞培养条件：人红白血病细胞株K562和其耐药细胞株K562/ADM用含10%小牛血清的RPMI 1640培养基，在37℃、5% CO₂饱和湿度的条件下培养，耐药株培养基含终浓度为1mg/L的阿霉素。用于实验的耐药细胞需在实验前在无阿霉素的条件下培养14天。

细胞毒性测试：取对数生长期细胞，以1×105个/mL密度接种于96孔培养板中，每孔180μL，在37℃、5%CO₂条件下培养过夜，然后分组，K562细胞分为阳性药物对照组和受试化合物测试组。分别加入实施例1至8吖啶衍生物和阳性药物（安吖啶），使加样后的浓度分别在0.1、1、10、30和50 μmol/L，继续于上述条件下培养48小时。用四甲基偶氮唑盐（MTT）染色，以酶标仪测定染色细胞溶液的吸光度值从而计算细胞的存活率，计算细胞生长半数抑制浓度IC₅₀值，并用安吖啶作为阳性对照药物，结果见表1。 

表1中给出了吖啶衍生物对人白血病细胞株K562和耐药细胞株K562/ADM的体外生长抑制活性。试验数据表明，本发明所述吖啶衍生物对正常肿瘤细胞及其耐药细胞株均具有较强的细胞毒性，特别是实施例1至5所制备的吖啶衍生物对耐药肿瘤细胞的生长抑制作用强于正常肿瘤细胞。

IC₅₀值是指能使正常分裂生长的肿瘤细胞数抑制到50%水平时的药物浓度（μM）值。IC₅₀值越小，表示化合物的细胞毒性越强。上述结果表明，本发明吖啶衍生物对正常肿瘤细胞及其耐药细胞株均具有较强的体外抑制活性，可用于制备新型抗肿瘤药物以及能够逆转耐药的抗肿瘤药物。

Claims (6)

1.一种吖啶衍生物，其结构式如下：

，其中，

；

。

2.如权利要求1所述的吖啶衍生物，当R₁=H、R₂=OCH₃时，

。

3.如权利要求1所述的吖啶衍生物，当R₁=OCH₃、R₂=OCH₃时，

。

4.如权利要求1所述的吖啶衍生物，当R₁=OCH₃、R₃=OCH₃时，

。

5.权利要求1所述吖啶衍生物在制备抗肿瘤药物方面的应用。

6.权利要求1所述吖啶衍生物在制备能够逆转耐药的抗肿瘤药物方面的应用。

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