CN105906610B - 一种3-（4-苯基-1h-咪唑-5-基）-1h-吲哚衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种3-（4-苯基-1h-咪唑-5-基）-1h-吲哚衍生物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3‑（4‑苯基‑1H‑咪唑‑5‑基）‑1H‑吲哚衍生物及其制备方法和用途，属于杂环化合物技术领域，通过创新性的将具有独特生物活性的N‑哌啶甲酰基基团引入咪唑‑吲哚体系中，并将具有独特生物活性的卤素原子引入3‑（4‑苯基‑1H‑咪唑‑5‑基）‑1H‑吲哚系中，其所合成的3‑（4‑苯基‑1H‑咪唑‑5‑基）‑1H‑吲哚衍生物，具有良好抗肿瘤细胞增值活性，这类3‑（4‑苯基‑1H‑咪唑‑5‑基）‑1H‑吲哚衍生物进一步修饰可作为新型抗肿瘤药物，具有良好的抗非小细胞肺癌（A549）增殖活性，可作为新的抗非小细胞肺癌或者人结肠腺癌药物。

Description

一种3-（4-苯基-1H-咪唑-5-基）-1H-吲哚衍生物及其制备方 法和应用
技术领域：
本发明涉及一种3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物及其制备方法和用途，属于杂环化合物技术领域。
背景技术：
随着生活环境和方式的变化，人口的老龄化、生存压力的增大，我国恶性肿瘤的发病率不断上升，恶性肿瘤成为第一致死疾病。恶性肿瘤严重危害人类健康，虽可通过手术、化疗、放疗等进行综合治疗，但治愈率仍较低.目前国内外已研究的抗肿瘤药众多，临床常用的亦不下60多种，但疗效不够高，毒副反应较大，继续寻找高效低毒的药物，仍是科学家们研究热点。
P53和mdm2蛋白是近几年来抗肿瘤药物研究的重要靶点。根据P53基因与mdm2基因之间存在的负反馈调节，研制出一种高效的p53-mdm2结合抑制剂，从而抑制p53-mdm2结合是激活p53抑癌基因的重要途径。随着计算机辅助药物设计技术的不断创新，设计筛选可得高活性抗肿瘤小分子p53-mdm2结合抑制剂。目前由计算机辅助药物设计技术筛选合成的小分子p53-mdm2结合抑制剂很多，如吲哚类衍生物、咪唑类衍生物、喹啉酮类衍生物等等。随着研究的深入，这些化合物不断的被开发成药物应用于抗肿瘤领域。
吲哚类化合物是一类重要的杂环衍生物生物碱，该类化合物的癌症治疗作用得到了普遍的关注。近几年来，众多研究者着力于研究具有抗肿瘤活性的吲哚类化合物。合成方法不断改进与创新。从Fischer合成法、L-B合成法到cu(I)催化法等方法，对于吲哚类化合物的合成研究发展迅速，各种方法的改进与创新推进了吲哚类化合物的合成进展。董肖椿等合成得到了5-亚甲基糠基连接的双吲哚啉-2-酮化合物，樊后兴等合成得到了具有抗肿瘤活性的3- 取代-5-氟-1，2-二氢-3H-吲哚-2-酮类化合物，池建文等通过以取代的邻溴苯乙酮和取代苯肼为原料最终得到具有潜在抗肿瘤活性的吲哚并[1，2-b]吲哒唑类化合物。除了吲哚酮类化合物、吲哚并吲哒唑类化合物，还有许多其它吲哚类衍生物，如哒嗪并吲哚类、吲哚卡唑类化合物等等。翟鑫、姜楠等运用一种新型合成方法，3步或4步反应即可得到具抗增值活性的目标产物5H-哒嗪并[4，5-b]吲哚类化合物]。陈苏婷、尤启东等对Li z.Y.，Zhai F.M等人的实验方法进行了改进，优化了吲哚咔唑母核合成的反应条件，通过格氏反应和DDQ氧化环合得到一种新型抗肿瘤吲哚咔唑化合物。
目前，非小细胞肺癌在我国恶性肿瘤中较为常见，寻找毒副作用轻，又能有效抑制肿瘤细胞增长，成为了研究的重要方向。
基于此，做出本申请。
发明内容：
本发明第一方面目的是提供一种具有良好抗肿瘤细胞增值活性，尤其是针对非小细胞肺癌具有显著作用的3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物。
本发明采取的技术方案如下：
一种3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物，其结构式如下：
式中：
X和Y各自独立地选自氢、氯、溴、甲基等原子或原子团，优选为氯或溴原子；
R1选自烷基链或取代苯等，优选甲基、乙基、苯环等。
R2＝(CH2)nR3，或者R2＝(CH2)nCOR3，n＝1-4，优选n＝2或n＝3，R3选自N-二甲胺、哌嗪基、吗啉基、羟乙基或氨基。
以下是较为优选的几种3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物的结构式：
本发明第二方面目的是提供一种3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以取代苯乙酮为原料，经过碘的非金属催化作用将取代苯乙酮氧化得取代的2-氧代-2-苯基乙醛，将2-氧代-2-苯基乙醛与经过保护性处理合成的6-取代-1- (4-甲氧基)-1H-吲哚，再经偶联作用，与醋酸、醋酸铵反应得中间体6-取代-3-(5-(4-取代苯基)-2-甲基-1H-咪唑-4-基)-1-(4-甲氧基苄基)-1H-吲哚，在此基础上在咪唑氮上进行烷基化或者酰基化取代，最后用三氟甲磺酸脱保护，即为3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H- 吲哚衍生物。
进一步地：
(1)、以6-取代吲哚为原料，加对甲氧基氯苄合成保护性结构6-取代-1-(4-甲氧基) -1H-吲哚；
在二甲基亚砜中，以取代苯乙酮为原料，经过碘的非金属氧化作用促进2,5-二取代恶唑的SP3官能团化得到取代的2-氧代-2-苯基乙醛；
(2)、将取代的2-氧代-2-苯基乙醛与6-取代-1-(4-甲氧基)-1H-吲哚在甲苯回流条件下通过α-偶联得到1-(6-取代-1-(4-甲氧基苄基)-1H-吲哚-3-基)-2-(4-取代苯基)乙烷-1,2- 二酮；
(3)、1-(6-取代-1-(4-甲氧基苄基)-1H-吲哚-3-基)-2-(4-取代苯基)乙烷-1,2-二酮在醋酸、醋酸铵、40％乙醛溶液(质量分数)中回流得到化合物6，即6-取代-3-(5-(4-取代苯基)-2-取代-1H-咪唑-4-基)-1-(4-甲氧基苄基)-1H-吲哚；
(4)、6-取代-3-(5-(4-取代苯基)-2-取代-1H-咪唑-4-基)-1-(4-甲氧基苄基)-1H- 吲哚在K2CO3作为缚酸剂的条件下与卤代侧链链接得到中间体，并在三氟甲磺酸的催化下脱保护得目标产物7，即3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物。
本发明涉及的反应方程式如下：
式中：
X和Y各自独立地选自氢、氯、溴、甲基等原子或原子团，优选为氯或溴原子；
R1选自烷基链或取代苯等，优选甲基、乙基、苯环等。
R2＝(CH2)nR3，或者R2＝(CH2)nCOR3，n＝1-4，优选n＝2或n＝3，R3选自N-二甲胺、哌嗪基、吗啉基、羟乙基或氨基。
式中化合物1-7的名称如下：
化合物1：6-取代吲哚
化合物2：6-取代-1-(4-甲氧基)-1H-吲哚
化合物3：取代苯乙酮
化合物4：取代的2-氧代-2-苯基乙醛
化合物5：1-(6-取代-1-(4-甲氧基苄基)-1H-吲哚-3-基)-2-(4-取代苯基)乙烷-1,2- 二酮
化合物6：6-取代-3-(5-(4-取代苯基)-2-取代-1H-咪唑-4-基)-1-(4-甲氧基苄基)-1H- 吲哚
化合物7：3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物。
本发明第三方面目的是提供一种3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用，尤其对于抗非小细胞肺癌或者人结肠腺癌具有突出的效果。
本发明的有益效果如下：
本申请所制备的3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物的生物活性十分广泛，主要有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、杀螨虫、抗炎等。我们创新性的将具有独特生物活性的N-哌啶甲酰基基团引入咪唑-吲哚体系中，并将具有独特生物活性的卤素原子引入3-(4-苯基-1H- 咪唑-5-基)-1H-吲哚系中，其所合成的3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物，具有良好抗肿瘤细胞增值活性，这类3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物进一步修饰可作为新型抗肿瘤药物，具有良好的抗非小细胞肺癌(A549)增殖活性，这种3-(4-苯基-1H-咪唑 -5-基)-1H-吲哚衍生物进一步修饰可作为新的抗非小细胞肺癌或者人结肠腺癌药物。
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式：
实施例1：制备6-氯-1-(4-甲氧基)-1H-吲哚。
乙醇钠固体(6.5g，64mmol)溶于DMF(25mL)中，4℃冰浴中搅拌，将6-氯-吲哚(6.5g，43mmol)缓慢溶于DMF(10mL)，于常压滴液漏斗中加入对甲氧基氯苄(6.5ml，47mmol)的DMF(5.0mL，65mmol)溶液。室温反应，TLC监测反应至原料反应完全。倒入水中，乙酸乙酯分液萃取，取乙酸乙酯层，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，回收溶剂，所得粗品用乙酸乙酯：石油醚为1:12进行硅胶柱层析，得产物7.0g，产率60.05％。m/z＝ 271.08[M+H]+。
实施例2：制备氯取代的2‐氧代‐2‐苯基乙醛
取二甲基亚砜(80.03mL，1126mmol)和4.25mL 1-(4-氯苯基)乙酮倒入圆底烧瓶，轻摇。快速加入碘固体(16.5g，66mmol)，轻摇，溶解。加入剩余二甲基亚砜于80℃油浴中搅拌，冷凝回流约1h。TLC监测反应至原料反应完全。倒入水中，五水合硫代硫酸钠固体31.4g于168.6g水中，搅拌溶解，倒入混合液中。乙酸乙酯分液萃取，取乙酸乙酯酯层，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。回收溶剂，将粗品置于乙酸乙酯：石油醚为1:12的溶剂中重结晶。减压抽滤，得纯品，称量，得纯品4.2g，熔点40～41℃(文献熔点值40～42℃)，产率69.20％。
实施例3：制备1‐(6‐氯‐1‐(4‐甲氧基苄基)‐1H‐吲哚‐3‐基)‐2‐(4‐氯苯基)乙烷‐1,2‐二酮。
化合物2(2.0g，7mmol)和化合物4(1.0g，6mmol)溶解于甲苯(31.3mL)中，110℃油浴中搅拌。TLC监测反应至原料反应完全。旋干回收甲苯，得黑色粘稠反应产物，加水，乙酸乙酯萃取，收集乙酸乙酯层，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，回收溶剂得粗品。将溶剂(乙酸乙酯：石油醚为1:15)极性增至1:5，进行硅胶柱层析，得产物1.0g，产率40.74％。
产物确认：m/z＝437.06[M+H]+；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ:7.238(dd，J＝2.69Hz，2H，Ar-H)，7.020-7.080(m，J＝11.89Hz，3H，Ar-H)，6.808-6.845(d,J＝4.03Hz，4H，-CH＝，Ar-H)，6.687-6.495(s，J＝1.92Hz,2H，Ar-H)，5.180(s，J＝3.97Hz，2H，-CH2-)，3.764-3.080(s， J＝6.00Hz，3H，-CH3)。
实施例4：制备6-氯-3-(5-(4-氯苯基)-2-甲基-1H-咪唑-4-基)-1-(4-甲氧基苄基)-1H- 吲哚。
化合物5(0.1g，0.2mmol)、醋酸铵固体(0.2g，2mmol)，40％乙醛溶液(0.03mL，0.3mmol) 和冰醋酸(1.31mL，21mmol)，于120℃油浴中搅拌，冷凝回流2h。加入10倍量40％乙醛溶液和3倍量醋酸铵固体。TLC监测反应至原料反应完全。倒入水中，乙酸乙酯分液萃取，收集乙酸乙酯层，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。回收溶剂。所得粗品用乙酸乙酯：石油醚为3:1并逐渐增加溶剂极性至每100mL溶剂中加入4mL甲醇进行硅胶柱层析，得产物0.1g，产率94.30％。
产物确认：m/z＝463.12[M+H]+；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ:6.826-7.621(dd，J＝3.92Hz， 2H，Ar-H)，6.959-7.154(dd，J＝2.06Hz，2H，Ar-H)，7.069-7.154(s，J＝2.01Hz，4H，Ar-H)， 6.847-7.133(m，J＝4.37Hz，,5H，Ar-H)，5.147(s，J＝1.79Hz，2H，-CH2-)，3.771(s，J＝2.85Hz， 1H，-CH-)，1.254-1.331(s，J＝4.04Hz，1H，-NH-)，0.794-0.990(m，J＝6.01Hz，3H，-CH3)。
实施例5：制备6-氯-3-(5-(4-氯苯基)-2-甲基-1-(2-(4-甲基哌嗪-1-基)乙基)-1H-咪唑-4-基)-1H- 吲哚
化合物6(60mg)溶解于DMF(5mL)，K2CO3(4mg，0.17mmol)在冰浴冷却下加入中搅拌1h，加入1-(2-氯乙基)-4-甲基哌嗪(29mg，0.16mmol)，70～80℃反应2.5小时，加水(10mL)稀释，乙酸乙酯(3×10mL)萃取，取乙酸乙酯层，用饱和氯化钠(3× 20mL)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压回收溶剂，得浅黄色半固体。所得粗品直接溶入二氯甲烷(10mL)，逐滴加入三氟甲基甲磺酸(70.5mg，0.47mmol)，室温搅拌过夜，反应结束后，回收溶剂，二氯甲烷/水提取，取二氯甲烷层，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，回收溶剂，所得固体乙酸乙酯/石油醚重结晶，得红色固体即化合物7。收率：60％。
产物确认：m/z＝467.12[M+H]+；1H NMR(400MHz,CDCl3):δ:6.826-7.621(dd，J＝3.92Hz， 2H，Ar-H)，6.959-7.154(dd，J＝2.06Hz，2H，Ar-H)，7.069-7.154(s，J＝2.01Hz，4H，Ar-H)， 6.847-7.133(m，J＝4.37Hz，,5H，Ar-H)，5.147(s，J＝1.79Hz，2H，-CH2-)，3.771(s，J＝2.85Hz， 1H，-CH-)，2.142-2.263(m,CH2×2+CH3,13H)，1.254-1.331(s，J＝4.04Hz，1H，-NH-)， 0.794-0.990(m，J＝6.01Hz，3H，-CH3)。
对上述实施例所制备的化合物产率进行汇总，具体如表1所示。
表1、不同实施例中产出率情况汇总表
实施例 产率,％
1 60
2 69
3 40
4 94
5 60
基于本发明的制备方法，及上述实施例，通过取代基的选择，即可获得本发明通式所述的系列化合物。
应用实施例4：采用MTT法检测受试化合物对A549肿瘤细胞的的抗增殖活性。
将上述实施例4和实施例5制备的化合物(6)和化合物(7)，以A549肿瘤细胞为实验对象，测试化合物(6)和化合物(7)对A549肿瘤细胞的的抗增殖活性：实验采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)，活性用半数抑制浓度表示(IC50)。
具体实验步骤如下：
将处于对数生长期的A549肿瘤细胞，以2×104个/mL接种于96孔培养板中，每孔加细胞悬液200μL，在培养24h后，分别加入5种浓度的三芳基咪唑啉类衍生物(0.08～50 μg/mL)2μL，每个浓度设3个复孔。加药后将96孔板分别培养于细胞培养箱中。48h后，每孔加20.0μL MTT溶液(用不含血清的RPMI1640将MTT粉末配成2.5mg/mL的贮存液，并放置于超声仪中使溶液完全溶解，冻存于-20℃)，MTT终浓度为0.025mg/mL，在细胞培养箱中孵育4h后离心弃去上清液，每孔加入100μL DMSO，轻微振荡板使待甲瓒完全溶解，用酶联免疫检测仪于570nm处测定每孔吸光度(OD值)，求得3复孔OD值平均值，计算细胞抑制率：
抑制率(IR％)＝(1-TOD/COD)×100％
TOD：给药组OD均值 COD：溶剂对照组OD均值
将所得数据用LOGIT法计算IC50值。实验重复3次，计算均值和SD值，具体汇总如表2所示。
表2不同处理状态下的生物活性汇总表
实施例 A549-MTT-IC50(μM)
4 ＜1.0
5 ＜1.0
如表2所示：
表2中，实施例4和5制备的化合物(6)和化合物(7)均具有良好的抗人肺小细胞肺癌(A549)增殖活性。分析如下：本申请将具有独特生物活性的吲哚基团以及氯原子引入 3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚体系中，其所合成的3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物，具有良好抗肿瘤细胞增值活性，抑制率达到90％以上，再将该衍生物进一步修饰即可作为新型抗肿瘤药物，其对于人肺小细胞肺癌(A549)具有良好的抗增殖活性，可作为抗非小细胞肺癌或者人结肠腺癌药物使用。

Claims (2)

1.一种3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物的制备方法，3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物的结构式如下：
式中：
X和Y各自独立地选自氢、氯、溴或甲基；R1选自烷基链或取代苯；
R2＝(CH2)nR3，或者R2＝(CH2)nCOR3，n＝1-4，R3选自N-二甲胺、哌嗪基、吗啉基、羟乙基或氨基；
3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物的制备方法，其制备方法包括以下步骤：以4-取代苯乙酮为原料，经过碘的非金属催化作用将4-取代苯乙酮氧化得取代的2-氧代-2--(4-取代苯基)乙醛，将2-氧代-2--(4-取代苯基)乙醛与经过保护性处理合成的6-取代-1-(4-甲氧基苄基)-1H-吲哚，再经偶联作用，与醋酸和醋酸铵反应得中间体6-取代-3-(5-(4-取代苯基)-2-取代-1H-咪唑-4-基)-1-(4-甲氧基苄基)-1H-吲哚，在此基础上在咪唑氮上进行烷基化或者酰基化取代，最后用三氟甲磺酸脱保护，即为3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物的制备方法，其特征在于：所述3-(4-苯基-1H-咪唑-5-基)-1H-吲哚衍生物选自：
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