CN102942535B

CN102942535B - 4-叔丁基-5-（2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN102942535B
Application number: CN201210508529.5A
Authority: CN
Inventors: 胡艾希; 申坤; 彭俊梅; 李婉; 颜晓维; 方毅林
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: CN102942535A

Abstract

本发明涉及化学结构式I所示的4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其盐：式中Y₁、Y₂、Y₃、Y₄选自：H、甲基、乙基、羟基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基或三氟甲氧基；4,4-二甲基-1-芳基-1-烯基-3-戊酮经加成、卤代和环合制得4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑。4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其盐在制备抗癌药物中的应用。

Description

4-叔丁基-5-(2-硝乙基)-2-氨基噻唑及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及新化合物的制备方法与应用，具体是4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑的合成与作为制备抗癌药的应用。

背景技术

5-(4-氯苯甲基)-4-叔丁基-2-氨基噻唑氢溴酸盐是重要的医药中间体：5-(4-氯苯甲基)-4-叔丁基-2-氨基噻唑与芳香醛反应得到的化合物具有生物活性，作为COX-2抑制剂在制药中应用[湖南大学学报自然科学版，2009，36（2），70-74；中国发明专利，CN 101492426]。中国发明专利（CN1018445026，CN101781269）描述了5-（4-氯苯甲基）-4-叔丁基噻唑衍生物和4-叔丁基-2-（硝基苄亚氨基）噻唑的制备及其作为制备抗肿瘤药物的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供化学结构式I所示的4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其盐：

式中Y₁选自：H、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基或三氟甲氧基；Y₂、Y₄选自：H、甲基、乙基、羟基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基或三氟甲氧基；Y₃选自：H、甲基、乙基、羟基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基或三氟甲氧基；盐选自：盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、磷酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐。

本发明的目的在于提供了4-叔丁基-5-[1-(2，4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐。

本发明的目的在于提供4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其盐的制备方法，其特征在于4,4-二甲基-1-芳基-1-烯基-3-戊酮经硝基甲烷加成、卤代和环合制得4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑或其盐；制备反应如下：

本发明的目的在于提供4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑或其盐在制备抗癌药中的应用。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明首次制备了4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其盐。并发现其具有抗癌活性。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例 1

4-叔丁基-5-[1-(4-氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑及其氢溴酸盐的制备

（1）5-（4-氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮的制备

0.12 mol 4,4-二甲基-1-（4-氯苯基）-1-烯基-3-戊酮、150 mL甲醇、0.60 mol硝基甲烷和0.30 mol二乙胺，加热回流19.5 h。旋蒸溶剂，稀HCl调pH至中性，300 mL二氯甲烷稀释，水洗，饱和氯化钠溶液洗，无水硫酸镁干燥，静置，过滤，旋蒸二氯甲烷，得粗产物，少量石油醚/乙醇混合溶剂洗涤，干燥，得5-（4-氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮，收率54.9 %，m.p.68～70℃。¹H NMR(CDCl₃，400MHz) δ：1.08(s，9H，3×CH₃)，2.89(dd，J=17.6 Hz，J=7.2Hz，1H，CH₂)，2.98(dd，J=17.6 Hz， J=7.2 Hz，1H，CH₂)，4.02～4.05 (m，H，CH)，4.60(dd，J=12.0 Hz，J=7.2 Hz，1H，O₂NCH₂)，4.68(dd，J=12.0 Hz，J=7.2 Hz，1H，O₂NCH₂)，7.17(d，J=8.0 Hz，2H，C₆H₄ 2，6-H)，7.30(d，J=8.0 Hz，2H，C₆H₄3，5-H)。

（2）4-溴-5-（4-氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮的制备

0.01 mol 5-（4-氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮、15 mL三氯甲烷和3滴丙酮，加热回流之后停止加热，滴加0.012mol溶于5 mL三氯甲烷的溴素，保持反应液呈微红色，反应1.0 h。冷却，旋蒸溶剂，乙醇重结晶，得4-溴-5-（4-氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮，收率86.3%，m.p.117～119℃。¹H NMR(CDCl₃，400MHz)，δ：0.94(s，9H，3×CH₃)，4.22～4.29(m，1H，CH)， 4.76～4.89(m，2H，CH₂NO₂)，5.22(dd，J=13.6 Hz，J=4.8 Hz，1H，CHBr)，7.15(d，J=8.4 Hz，2H，C₆H₄ 2，6-H)，7.29(d，J=8.4 Hz，2H，C₆H₄3，5-H)。

（3）4-叔丁基-5-[1-(4-氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐的制备

5.0 mmol 4-溴-5-（4-氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮、5.0 mmol硫脲和50 mL乙醇，搅拌回流19.5 h，冷却至室温，旋蒸溶剂，冷却析出白色固体，过滤，滤饼少量乙醇洗涤，干燥，得4-叔丁基-5-[1-(4-氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐，收率82.3 %，m.p. 179~182℃。¹H NMR(DMSO-d₆，400MHz)，δ：1.37(s，9H，3×CH₃)，5.21~5.24(m，1H，CH)，5.40~5.48 (m，2H，CH₂)，7.49(s，4H，C₆H₄)，8.64(br，2H，NH₂）。

4-叔丁基-5-[1-(4-氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐经氢氧化钠溶液处理得到4-叔丁基-5-[1-(4-氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑。

实施例 2

4-叔丁基-5-[1-(2，4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑及其氢溴酸盐的制备

（1）5-（2，4-二氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮的制备

0.01 mol 4,4-二甲基-1-（2，4-二氯苯基）-1-烯基-3-戊酮和20mL乙醇，搅拌下加入0.05 mol硝基甲烷及0.001 mol碳酸钾，加热回流4.5 h。冷却，20 mL水，置于冰箱中放置过夜，析出白色固体，过滤，干燥，得5-（2，4-二氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮，收率 88.1%，m.p. 84~86℃。¹H NMR(CDCl₃，400MHz)，δ：1.12(s，9H，3×CH₃)，3.03～3.06(m，2H，CH₂)，4.42～4.43(m，1H，CH)，4.75(d，J=6.0 Hz，2H，CH₂NO₂)，7.15(d，J=8.4 Hz，1H，C₆H₃ 6-H)，7.22 (dd，J=8.4 Hz，J=2.0 Hz，1H，C₆H₃ 5-H)，7.42(d，J=2.0 Hz，1H，C₆H₃ 3-H)。

（2）4-溴-5-（2，4-二氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮的制备

0.01 mol 5-（2，4-二氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮、15mL三氯甲烷和3滴丙酮，加热回流之后停止加热，滴加0.012mol溶于5 mL三氯甲烷的溴素，保持反应液呈微红色，1.0 h后停止反应。冷却，旋蒸溶剂，过柱，得4-溴-5-（2，4-二氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮。¹H NMR(CDCl₃，400MHz)，δ：1.11(s，9H，3×CH₃)，4.53～4.58(m，1H，CH)，5.11～5.16(m，2H，CH₂)，5.30(dd，J=13.6 Hz，J=4.4 Hz，1H，CHBr)，7.23～7.26(m，2H，C₆H₃ 5，6-H)，7.41(s，1H，C₆H₃ 3-H)。

（3）4-叔丁基-5-[1-(2，4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐的制备

10.0 mmol 4-溴-5-（2，4-二氯苯基）-2，2-二甲基-6-硝基-3-己酮、11.0 mmol硫脲和50 mL乙醇，搅拌，加热回流，反应19 h，冷却至室温，旋蒸溶剂，过柱得4-叔丁基-5-[1-(2，4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐，收率25.1 %。¹H NMR(CDCl₃，400MHz)，δ：1.29(s，9H，3×CH₃)，4.55(dd，J = 13.6 Hz，J = 9.6 Hz，1H，CH₂NO₂)，4.86(dd，J = 13.6 Hz，J = 9.6 Hz，1H，CH₂NO₂)，5.13(br，2H，NH₂)，5.88(t，J = 9.6 Hz，1H，CH)，7.25 (dd，J = 8.4 Hz，J = 2.0 Hz，1H，C₆H₃ 5-H)，7.34(d，J = 8.4 Hz，1H，C₆H₃ 6-H)，7.45(d，J = 2.0 Hz，1H，C₆H₃ 3-H）。

4-叔丁基-5-[1-(2，4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐经吡啶处理得到4-叔丁基-5-[1-(2，4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑。

实施例 3

4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其盐的抗肿瘤活性

1. 抗肿瘤活性原理

MTT法生物活性测试又称MTT比色法，是一种检测细胞存活和生长的方法。MTT分析法以活细胞代谢物还原剂噻唑蓝[3-(4,5-二甲基-2-噻唑)-2，5-二苯基溴化四氮唑；3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide，MTT]为基础。MTT是一种能接受氢原子的染料。活细胞线粒体中与NADP相关的脱氢酶在细胞内可将黄色的MTT转化成不溶性的蓝紫色的甲瓒（formazon），而死细胞则无此功能。用DMSO溶解formazon后，在一定波长下用酶标仪测定光密度值，既可定量测出细胞的存活率。根据光密度值的变化观察样品对肿瘤细胞的抑制作用。

2. 抗肿瘤活性实验

试样：4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑及其盐。

细胞系：宫颈癌细胞系Hela；肺腺癌细胞系A549和肝癌细胞系Bel7402（中南大学湘雅医学院细胞库提供）。

试剂：噻唑蓝（MTT）、RPMI 1640培养液、新生牛血清、抗生素（美国英杰生命技术公司）；胰酶（美国AMRESCO公司）；96孔培养板（美国英杰生命技术公司）；二甲基亚砜（美国Sigma公司）。

仪器：HFsafe-1500型超净工作台、HF151UV型CO₂培养箱（上海力申科学仪器有限公司）；XSP-15C型倒置显微镜（上海长方光学仪器有限公司）；Multiskan MK3型酶标仪（美国Thermo公司）；超纯水制备仪（美国Milli-Q公司）。

实验操作：试样对于Hela细胞、A549细胞和Bel7402细胞的测试。每种细胞的实验操作过程相同，一次实验过程中，每种试样设置5个浓度梯度（0.010 μmol/mL、0.030 μmol/mL、0.100 μmol/mL、0.300μmol/mL和1.000 μmol/mL），每个浓度四个平行试样，每组实验平行3次，并通过空白组对照得出结论。酶标仪检测各孔OD值，检测波长570 nm。

3. 抗肿瘤活性评价

1) 细胞抑制率计算：

2) IC₅₀值计算

试样浓度对数值与细胞抑制率线性回归，利用软件计算试样对细胞的半数抑制浓度IC₅₀值。

优选化合物4-叔丁基-5-[1-(2,4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐对于Hela细胞、A549细胞和Bel7402细胞的IC₅₀见分别为0.035μmol/mL、0.023μmol/mL和0.036μmol/mL。

活性测试结果显示，4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑或其盐对于宫颈癌细胞（Hela细胞）、人肺腺癌细胞（A549细胞）和人肝癌细胞（Bel7402细胞）具有良好的抑制活性，可用于开发制备抗肿瘤药物。

Claims

1.化学结构式I所示的4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑或其盐：

式中Y₁、Y₃选自：氟、氯或溴；Y₂、Y₄选自：氢、甲基或乙基；盐选自：盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、磷酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐。

2.权利要求1所述4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑盐是4-叔丁基-5-[1-(2，4-二氯苯基)-2-硝乙基]-2-氨基噻唑氢溴酸盐。

3.权利要求1所述4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑的制备方法，其特征在于4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑的制备方法为4,4-二甲基-1-芳基-1-烯基-3-戊酮经硝基甲烷加成、溴代和环合制得4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑氢溴酸盐，经中和制得4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑；制备反应如下：

式中Y₁、Y₂、Y₃、Y₄的定义如权利要求1所述。

4.权利要求1或2所述4-叔丁基-5-（1-芳基-2-硝乙基）-2-氨基噻唑或其盐在制备抗癌药物中的应用。