CN103910707B - 含8-乙氧基-3-硝基-2h-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学技术领域，涉及一种含8-乙氧基-3-硝基-2<i>H</i>-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物及其制备方法和应用，该化合物（I）的结构通式为：，其中R1独立为6-10个碳原子的芳基或取代的芳基、5-10个原子的杂芳基或取代杂芳基；R2独立为H、甲基或乙基。本发明根据药物设计拼合原理，将磺酰腙和苯并吡喃这两类基本药效基团拼合在一起，合成了一系列含8-乙氧基-3-硝基-2<i>H</i>-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物，并对它们进行了抗肿瘤活性研究。实验结果显示本发明的化合物具有很好的抗增殖活性。这表明本发明的化合物可用于制备治疗癌症的药物。

Description

含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物及其制备方法和应用，属于化学技术领域。
背景技术
癌症是一大类恶性肿瘤的统称。癌细胞释放出多种毒素，使人体产生一系列症状；癌细胞还可转移到全身各处生长繁殖，导致人体消瘦、无力、贫血、食欲不振、发热以及严重的脏器功能受损；癌细胞还具有无限制、无止境地增生，使患者体内的营养物质被大量消耗等特点。因此发现能够抑制癌细胞增殖的药物是治疗癌症的一种重要策略。虽然目前已经有许多抗癌药物(例如：洛莫司丁，培美曲塞)应用于临床，但是这些药物都存在各种各样的缺陷，例如抗肿瘤谱窄，毒副作用大等。因此设计、合成新的高效低毒的抗癌药具有十分重要的意义。
磺酰腙作为一类常见的抗癌药效官能团受到人们的广泛研究。文献报道磺酰腙取代的咪唑并[1，2-a]吡啶化合物对人黑色素瘤细胞A375，人肺腺癌细胞A549，人宫颈癌细胞Hela具有较强的抗增殖作用(MasahikoHayakawa等，Bioorganic&MedicinalChemistry.2007，15，5837-5844).WilliamLoh等人报道了苯磺酰腙化合物对小鼠白血病细胞P388具有较好的抗增殖作用(WilliamLoh，LucilleA.Cosby，AlanC.Sartorelli，J.Med.Chem.，1980，23(6)，631-634)。文献报道3-硝基-2H-苯并吡喃衍生物具有较好的抗肿瘤活性。YanMing等人报道了3-硝基-2H-苯并吡喃作为一类新型的硫氧还蛋白还原酶抑制剂和它对癌细胞的抗增殖作用(YanMing等，3-Nitro-2H-chromenesasaNewClassofInhibitorsagainstThioredoxinReductaseandProliferationofCancerCells，ArchPham.Chem.LifeSci.2012，345，767-770)。刘兆鹏等人报道了3-硝基-8-乙氧基-2H-苯并吡喃类化合物及其制备方法和应用，并证实了这类苯并吡喃化合物具有较好的抗肿瘤活性(刘兆鹏等，参见中国专利公开号102584768A)。根据药物设计拼合原理，我们将磺酰腙和苯并吡喃这两类基本药效基团拼合在一起，合成了一系列含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙化合物，并对它们进行抗癌生物活性研究。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物，本发明还提供该衍生物的制备方法和用途。
本发明的技术方案如下
1、含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物
具有通式I所示的结构，以及其药学上可接受的盐：
通式I
其中R1独立为6-10个碳原子的芳基或取代的芳基、5-10个原子的杂芳基或取代杂芳基；R2独立为H、甲基或乙基。
优选的，R1为4-甲基苯基、间硝基苯基、2-噻吩基、5-溴-2噻吩基、3-吡啶基或5-甲基-2吡啶基；R2为H或甲基。
进一步优选的，上述通式I化合物是下列之一：
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛4-甲基苯磺酰腙(I1)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛N，4-双甲基苯磺酰腙(I2)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛3-硝基苯磺酰腙(I3)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛N-甲基-3-硝基苯磺酰腙(I4)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛噻吩-2-磺酰腙(I5)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛N-甲基-噻吩-2-磺酰腙(I6)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛吡啶-3-磺酰腙(I7)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛5-甲基吡啶-2-磺酰腙(I8)、
8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃-6-甲醛5-溴-噻吩-2-磺酰腙(I9)、
2、含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物的制备方法
本发明通式I的化合物的制备方法，步骤如下；
试剂和条件：A步骤，乙基香兰素、乌洛托品、醋酸/水，回流；B步骤，化合物(2)、硝基乙醇、正二丁基胺、邻苯二甲酸酐、甲苯、回流；C步骤，化合物(3)、R1SO2NR2NH2、乙醇、浓盐酸、室温。
其中，R1、R2的定义如上述通式I中所述。
具体步骤如下：
(一)将化合物(2)溶于甲苯中，加入二正丁基胺、邻苯二甲酸酐，120℃下加热回流反应，12小时内分24次加入硝基乙醇，继续反应12小时，共反应24小时，TLC检测反应完全后，用硅藻土过滤，滤液溶于二氯甲烷后依次用饱和碳酸氢钠溶液洗两次、饱和食盐水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发仪浓缩，残余物用石油醚：乙酸乙酯＝5/1(v/v)过硅胶柱，得黄色固体(3)，收率20％，熔点：108.6～109.6℃；
(二)将化合物(3)加入到无水乙醇中，加入R1SO2NR2NH2，加人两滴浓盐酸，室温下搅拌反应0.5小时，产物析出，TLC检测反应完全后，抽滤，滤饼用无水乙醇洗三次后减压干燥，得固体(I)，产率60％，熔点：169.4～170.2℃。
目标化合物I的结构式如下表1：
表1
3、含有本发明化合物的药物组合物及其应用
本发明所述通式I的化合物的药学上可接受的盐，是与酸性物质(如无机酸)反应，它们包括，但不限于：盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸等形成药学上可接受的盐，如相应的盐酸盐，硫酸盐或磷酸盐等等。也可采用常见的有机酸如甲酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、甲磺酸、马来酸等生成盐。
本发明所述通式I的化合物或其药学上可接受的盐，可以与一种或多种药学上可接受的载体、赋形剂或稀释剂共同制成药物组合物。该药物组合物可以制成固体口服制剂、液体口服制剂、注射剂等剂型。所述固体及液体口服制剂包括：片剂、分散片、糖衣剂、颗粒剂、干粉剂、胶囊剂和溶液剂。所述的注射剂包括：小针、大输液、冻干粉针等。
本发明的组合物，所述的药学或食品学上可接受辅料选自：填充剂、崩解剂、润滑剂、助流剂、泡腾剂、矫味剂、防腐剂、包衣材料、或其它赋形剂。
本发明的组合物，所述的药学或食品学上可接受辅料。填充剂为填充剂包括乳糖、蔗糖、糊精、淀粉、预胶化淀粉、甘露醇、山梨醇、磷酸氢钙、硫酸钙、碳酸钙、微晶纤维素的一种或几种的组合物；所述的粘合剂包括蔗糖、淀粉、聚维酮、羧甲基纤维素钠、羟丙甲纤维素、羟丙纤维素、甲基纤维素、聚乙二醇、药用乙醇、水的一种或几种的组合物；所述的崩解剂包括淀粉、交联聚微酮、交联羧甲基纤维素钠、低取代羟丙基纤维素、羧甲纤维素钠、泡腾崩解剂的一种或几种的组合物。
本发明所述通式I的化合物或其盐可作为有效成分用于制备治疗人体或动物癌症的药物。本发明所述通式I化合物的活性数据是通过CCK8试剂盒检测实验获得的。
本发明的通式I化合物在相当宽的剂量范围内是有效的。例如每天服用的剂量约在10mg-1000mg/人范围内，分为一次或数次给药。实际服用本发明通式I化合物的剂量可由医生根据有关的情况来决定。这些情况包括：被治疗者的身体状态、给药途径、年龄、体重、对药物的个体反应，症状的严重程度等。
本发明根据药物设计拼合原理，将磺酰腙和苯并吡喃这两类基本药效基团拼合在一起，合成了一系列含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物，并对它们进行了抗肿瘤活性研究。实验结果显示本发明的化合物具有很好的抗增殖活性。这表明本发明的化合物可用于制备治疗癌症的药物。详细的实验研究将在实施例中予以说明。
具体实施方式
实施例1
步骤(A)中间产物(2)的合成
将化合物(1)(4g，24mmol)，乌洛托品(8.0g，57mmol)加入到醋酸(60ml)和水(12ml)的混合溶液中，125℃下加热回流3小时，加水(300ml)，乙酸乙酯萃取两次(2×150ml)，合并有机相，水洗两次(2×150ml)，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发仪浓缩，得黄色粘稠油状液体6.4g，石油醚：乙酸乙酯＝5/1(v/v)过硅胶柱，得黄绿色固体2(820mg，收率18％)，熔点：108.6～109.6℃.1HNMR(400MHz，DMSO-d6)δ：11.12(s，1H，PhOH)，10.34(s，1H，-CHO)，9.85(s，1H，-CHO)，7.86(s，1H，ArH)，7.57(s，1H，ArH)，4.19(q，J＝6.8Hz，2H，OCH2CH3)，1.39(t，J＝6.8Hz，3H，OCH2CH3).
步骤(B)、中间产物(3)的合成
将化合物2(0.5g，2.5mmol)溶于(16ml)重蒸甲苯中，加入二正丁基胺(162mg，1.25mmol)，邻苯二甲酸酐(0.75g，5.1mmol)，120℃下加热回流反应。12小时内分24次加入硝基乙醇(0.51ml，7mmol)，继续反应12小时。TLC检测反应完全后，用硅藻土过滤，滤液加入二氯甲烷50ml稀释，依次用饱和碳酸氢钠溶液(2×25ml)洗两次、饱和食盐水溶液(50ml)洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发仪浓缩，残余物用石油醚：乙酸乙酯＝5/1(v/v)过硅胶柱，得黄色固体3，(235mg，收率36％)，熔点：139.8～141.8℃.1HNMR(400MHz，DMSO-d6)δ：9.83(s，1H，ArCHO)，8.15(s，1H，ArCH＝C)，7.71(s，1H，ArH)，7.56(s，1H，ArH)，5.38(s，2H，ArOCH2)，4.13(q，J＝6.8Hz，2H，OCH2CH3)，1.3(t，J＝6.8Hz，3H，OCH2CH3).
步骤(C)、化合物(I1)的合成
将化合物3(72mg，0.29mmol)加入到(3ml)无水乙醇中，加入4-甲基苯磺酰肼(49mg，0.29mmol)，加人两滴浓盐酸(12mol/L)，室温下搅拌反应0.5小时，产物析出，TLC检测反应完全后，抽滤，滤饼用无水乙醇洗三次后减压干燥，得淡黄色固体I1，(80mg，收率60％)，熔点：169.4～170.2℃。1HNMR(400MHz，DMSO-d6)δ：11.36(s，1H，N-NH)，8.07(s，1H，N＝CH)，7.79(s，1H，ArCH＝C)，7.76(d，J＝8Hz，2H，ArH)，7.39(d，J＝8Hz，2H，ArH)，7.32(s，1H，ArH)，7.25(s，1H，ArH)，5.27(s，2H，ArOCH2)，4.05(q，J＝6.8Hz，2H，OCH2CH3)，2.35(s，3H，PhCH3)1.33(t，J＝6.8Hz，3H，OCH2CH3).
实施例2-9：参考实施例1的合成操作，以不同的磺酰肼为原料按照以上同样的方法可以制备出I2、I3、I4、I5、I6、I7、I8、I9，除了不同的磺酰肼原料外，其余原料与实施例1中的原料相同，各原料的用量通过计算和有限次的实验可得出，此处不再详述。化合物结构及熔点列于表2。其中收率为若干次实验的平均值。
表2
实施例10、化合物对肿瘤细胞的抗增殖活性实验
化合物对人肺腺癌细胞株(A549)、人卵巢癌细胞株(A2780)的抗增殖活性实验方法如下：培养A549和A2780细胞生长至对数生长期，收集细胞，适量培养基悬浮，悬浮液细胞浓度调至5×104/ml。将细胞悬液接种到96孔细胞培养板中，每孔100μl，放入细胞培养箱中培养。待细胞贴壁，24h后更换新培养基100μl。加入待测药物的DMSO溶液，每个浓度均设3个复孔，置于37℃，5％CO2培养箱中培养48小时，用CCK8的方法进行检测。
化合物对人白血病细胞株(KG-1)的抗增殖活性实验方法如下：生长期的KG-1悬浮细胞连同培养液一并转移到离心管内，800rpm离心5分钟，去上清，加新的培养液至离心管内形成细胞悬液。悬浮液细胞浓度调至1×105/ml，然后接种到96孔细胞培养板中，每孔100μl。加入待测药物的DMSO溶液，每个浓度均设3个复孔，置于37℃，5％CO2培养箱中培养48小时，用CCK8的方法进行检测。
化合物对人慢性髓原白血病细胞株(K562)的抗增殖活性实验方法如下：细胞生长至对数生长期后，收集细胞，离心4分钟，重悬于新鲜生长培养液中。将细胞悬液接种到96孔细胞培养板中，每孔200μl，调整悬浮液细胞浓度至3×103-1×104/孔。加入待测药物的DMSO溶液，每个浓度均设4个复孔，置于37℃，5％CO2培养箱中培养48小时，用CCK8的方法进行检测。
表3化合物对四种肿瘤细胞株的生长抑制活性IC50值
阿霉素盐酸盐(Dox)为阳性对照药；“ND”表示未检测。
从CCK8实验结果可知，本发明的化合物对四种细胞株显示出了很强的生长抑制活性。对于A549细胞株，化合物I6的活性最好，其IC50值是4.97μM。对于KG-1细胞株，化合物I6的活性最好，其IC50值是0.74μM。对于A2780细胞株，所有的化合物都显示了很强的生长抑制活性，它们的IC50值都小于1μM。对于K562细胞株，I1的活性最好，其IC50值是0.47μM。
以上实验结果表明本发明的化合物具有很好的抗肿瘤细胞增殖活性，可用于制备治疗癌症的药物。

Claims (8)

1.一种含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物，其特征在于：该化合物I的结构通式为：
，
I
其中R1为4-甲基苯基、间硝基苯基、2-噻吩基、5-溴-2噻吩基、3-吡啶基或5-甲基-2吡啶基；R2为H、甲基或乙基；
化合物I由化合物3反应得到，化合物3的通式如下：
。
2.根据权利要求1所述的含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物，其特征在于：其结构通式中，R2为H或甲基。
3.一种权利要求1所述的含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物的盐，其特征在于：是由所述通式I的化合物，与无机酸或有机酸反应生成。
4.根据权利要求3所述的含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物的盐，其特征在于：反应所需无机酸为盐酸、氢溴酸、硫酸或磷酸中的任意一种，反应生成盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐或磷酸盐；反应所需有机酸为甲酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、甲磺酸或马来酸中的任意一种。
5.一种权利要求1所述的含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物或其盐，其特征在于：用于制备治疗人体或动物癌症的药物。
6.一种权利要求1所述的含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物的制备方法，其特征在于：它由化合物3反应得到，化合物3的通式如下：
。
7.根据权利要求6所述的含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物的制备方法，其特征在于：化合物3由化合物2反应得到，化合物2的通式如下：
。
8.根据权利要求6所述的含8-乙氧基-3-硝基-2H-苯并吡喃结构的磺酰腙衍生物的制备方法，其特征在于：由以下步骤依次制成：
（一）将化合物2溶于甲苯中，加入二正丁基胺、邻苯二甲酸酐，120oC下加热回流反应，12小时内分24次加入硝基乙醇，继续反应12小时，共反应24小时，TLC检测反应完全后，用硅藻土过滤，滤液溶于二氯甲烷后依次用饱和碳酸氢钠溶液洗两次、饱和食盐水溶液洗一次，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋转蒸发仪浓缩，残余物用石油醚：乙酸乙酯体积比=5/1过硅胶柱，得黄色固体化合物3，收率20%，熔点：108.6~109.6oC；
（二）将化合物3加入到无水乙醇中，加入R1SO2NR2NH2，加入两滴浓盐酸，室温下搅拌反应0.5小时，产物析出，TLC检测反应完全后，抽滤，滤饼用无水乙醇洗三次后减压干燥，得固体I，产率60%，熔点：169.4~170.2oC；
其中化合物2、化合物3、R1SO2NR2NH2的结构通式依次如下：
，，，
R1为4-甲基苯基、间硝基苯基、2-噻吩基、5-溴-2噻吩基、3-吡啶基或5-甲基-2吡啶基；R2为H或甲基。
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