CN106905261B - 1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法 - Google Patents
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- C07D421/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms
- C07D421/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms containing two hetero rings
- C07D421/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having selenium, tellurium, or halogen atoms as ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
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Abstract
本发明属于生物医药领域，具体涉及到运用温和条件、合成具有生物活性的多官能团取代的1，3，4‑硒二唑类衍生物的方法和技术；该方法可以在硒二唑环上有多种官能团的取代，使硒二唑可以作为噻二唑的生物电子等排体进行取代；鉴于噻二唑以及类似衍生物反应条件要求高，因此本申请记载方法反应条件温和，且能够合成带多种官能团的硒二唑衍生物，进一步优化药用噻二唑类化合物活性，这将为新药物开发和应用等方面具有重要意义。
Description
本申请要求已经于2015年12月14日递交中国专利局的申请号为201510929288.5，发明名称为“一种1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本发明涉及生物医药制药领域，特别涉及一种运用温和条件、合成具有生物活性的多官能团取代的1，3，4-硒二唑类衍生物的方法。
背景技术
含硒的杂环具有抗氧化剂，抗炎，抗菌，抗病毒，抗肿瘤功效。硒化合物的抗肿瘤机制一般包括以下几个方面:具有细胞毒性作用，能够清除自由基,阻断癌细胞分裂增殖的信息传递,诱导细胞凋亡,调节机体免疫功能,抑制新生血管的生成和改变某些致癌物代谢的过程等。
有机硒化合物包括含硒杂环、二硒醚、硒醚、硒氰、甲基硒酸、含硒氨基酸(蛋白)、硒糖等几大类。含硒杂环化合物是有机硒化合物中的一大类,因其潜在的药理学活性引起越来越多的重视.比如依布硒啉(Ebselen)是最成功模拟谷胱甘肽过氧化物酶的小分子化合物，现已经进入三期临床研究。硒氰是硒化合物的一类，最早的硒氰要数4-亚苯基双(亚甲基)硒代氰酸酯(P-XSC)。硒唑呋喃对小鼠H1210白血病具有明显的抑制作用，并也进入了I期临床的研究。1，2，5-硒二唑化合物对MCF-7人乳腺癌细胞表现出很好的抑制作用。硒形式的毒性较低，对小鼠的体重，肝毒性和肾毒很少，但却保留了硒对癌细胞的毒副作用。1，2，5-硒二唑的合成方法是将邻二胺与二氧化硒反应，取代基的变化主要在苯环，1，2，5-硒二唑可有的变化太少，反应条件较为严苛，不利于工业化生产。
为此，需要研发一种能够在更为温和的条件下反应的硒二唑类化合物生产方法。
发明内容
本发明针对现有技术在合成1，2，5-硒二唑的硒二唑类化合物时反应条件高的缺点，提供了一种1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法，能够在更为温和的条件下实现硒二唑类化合物的制备。由于硒杂环的种类不多，基于BPTES(噻二唑类化合物)具有很强的抑制肿瘤生长功能，我们用温和的方法合成了有多个取代基团的新型1，3，4-硒二唑类化合物；为合成有生物活性的新型1，3，4-硒二唑类化合物提供了重要的技术方法；其中一个较有代表性的化学方程式如下：
其中，反应的溶剂为三氯氧磷，在较为温和的反应条件下进行反应；
式中Cn代表1-20个碳的碳链；R1、R2每一个独立的取代基包含1～20个选自C、H、N、O、S、P、Si和卤素原子的原子，包括氢原子，芳香化合物，芳香类杂环，取代烷基，酰胺，醚，脂类，卤素，硅烷类，硫醚，胺类，磷酸基团，亚砜类，磺酰基，氨基酸，或者带有上述基团的天然产物；
本发明提供了具有生物活性多官能团取代的1，3，4-硒二唑类衍生物的温和合成方法，所述的合成方法包括如下步骤：
一种1，3，4-硒二唑类衍生物的合成方法，其特征在于所述的合成方法包括如下步骤：
步骤一、将N-取代的硒脲与带多种官能基团的羧酸化合物与POCl3加入反应容器,在温和的反应条件下搅拌混合均匀；
所述的原料N-取代的硒脲可以选择以下：
所述的带多种官能基团的羧酸化合物的化学式可以选择如下：
其中Cn代表1-20个碳的碳链；
R1、R2、R3、R4、R5、R1’每一个独立的取代基包含1～20个选自C、H、N、O、S、P、Si和卤素原子的原子，包括氢原子，芳香化合物，芳香类杂环，取代烷基，酰胺，醚，脂类，卤素，硅烷类，硫醚，胺类，磷酸基团，亚砜类，磺酰基，氨基酸，天然产物；
所述的X为N、O、S中的一种；
所述的X1为N、O、S、P、Si中的一种；
所述的N-取代的硒脲与带羧基基团的化合物以及POCl3物质的量之比为1：(0.5-5)：(2-30)；
步骤二、将步骤一中的混合物加热升温至50～80℃，反应0.5～12h，停止加热；
步骤三、将步骤二反应后的混合物减压抽干，缓慢倒入冰水，调pH，抽滤得到滤饼，柱层析分离得到产物1，3，4-硒二唑类衍生物化合物。
优选地，所述的1，3，4-硒二唑类化合物的合成方法中所述的硒脲类化合物为含芳香基硒脲化合物，所述的合成方法化学方程式为：
其中R1、R2每一个独立的取代基包含1～50个选自C、H、N、O、S、P、Si和卤素原子的原子，包括芳香环，芳香类杂环，取代烷基，酰胺，醚，脂类，卤素，硅烷类，硫醚，胺类，磷酸基团，亚砜类，磺酰基，胍基；R2还可以是氨基酸，含COOH官能团的天然产物；
优选地，所述的1，3，4-硒二唑类化合物的合成方法步骤二中的加热方式为油浴加热，反应的温度优选为50～80℃。
优选地，所述的1，3，4-硒二唑类化合物的合成方法步骤二中的反应时间优选为3h。
优选地，所述的1，3，4-硒二唑类化合物的合成方法，步骤一、将苯基硒脲1mmol与带羧基基团的化合物0.2～4mmol与5mlPOCl3加入反应容器并搅拌混合均匀；
步骤二、将步骤一中的混合物加热升温至50-80℃，反应0.5～12h，停止加热；
步骤三、将步骤二反应后的混合物减压抽干、缓慢倒入冰水、调pH沉淀、柱层析分离得到产物1，3，4-硒二唑类化合物。
通过反应得到的各种化合物的化学结构式如下：
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10每一个独立的取代基包含1～50个选自C、H、N、O、S、P、Si和卤素原子的原子；包括芳香环，芳香类杂环，取代烷基，酰胺，醚，脂类，卤素，硅烷类，硫醚，胺类，磷酸基团，亚砜类，磺酰基，胍基，氨基酸，含COOH官能团的天然产物；
其中X为N、O、S、P、Si。
其中Cn中的n代表1-20个碳的碳链。
本发明还提供了通过该合成方法得到的一系列的具有药物活性的1，3，4-硒二唑类化合物，可用于组合的取代硒尿类化合物和羧酸类化合物的化学结构式如下：
N-取代的硒脲化合物包括：
其中，OAc或者AcO表示乙酸基；
可以作为反应原料的多官能团取代的羧酸类化合物包括：
其中，BOC代表叔丁氧羰基，OAc代表乙酸基；
该类化合物的功效：类似于其它含硒类杂环化合物，具有抗氧化性。抗氧化作用表现在对各类细胞生长的保护作用：PC12细胞(1000个每孔)在双氧水环境或无氧条件下，加化合物(1000nM)，生长3天，观察细胞生长。所有加化合物的细胞都可以生长，不加化合物的细胞不存活(具体实验效果见附图1)。
此外，一种1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法，将N-取代的硒脲和羧酸化合物与POCl3反应分离提纯得到产物1，3，4-硒二唑类衍生物化合物；
所述N-取代的硒脲为：
所述羧酸化合物为：
其中，
R1、R2分别独立地选自氢原子，或者选自包含芳香化合物，芳香类杂环，取代烷基，酰胺，醚，脂类，卤素，硅烷类，硫醚，胺类，磷酸基团，亚砜类，磺酰基或者氨基酸的取代基或者功能团；
X选自N、O、P、Si或者S。
作为一种可选的方法，包括以下具体步骤，将N-取代的硒脲和羧酸化合物与POCl3均匀混合后，升温反应得到产物1，3，4-硒二唑类衍生物化合物。
作为一种可选的方法，包括以下具体步骤，将升温反应后得到的产物减压降温并调整pH后分离得到产物1，3，4-硒二唑类衍生物化合物。
作为一种可选的方法，所述N-取代的硒脲、羧酸化合物、POCl3的物质的量之比为1:(0.5-5):(2-30)。
作为一种可选的方法，所述升温反应的温度为50～80℃.
进一步地，还公开了一种1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法，将N-取代的硒脲和氰基化合物与POCl3反应分离提纯得到产物1，3，4-硒二唑类衍生物化合物；
所述N-取代的硒脲为：
所述氰基化合物为：
其中，
R1、R2分别独立地选自氢原子，或者选自包含芳香化合物，芳香类杂环，取代烷基，酰胺，醚，脂类，卤素，硅烷类，硫醚，胺类，磷酸基团，亚砜类，磺酰基或者氨基酸的取代基或者功能团；
X选自N、O、P、Si或者S。
该方法的主要创新点及进步之处：是可以在硒二唑环上有多种官能团的取代。使硒二唑可以作为噻二唑的生物电子等排体进行取代。目前有很多药物都含有噻二唑，因此研发温和反应条件，合成带多种官能团的硒二唑衍生物，进一步优化药用噻二唑类化合物活性，这将为新药物开发和应用等方面具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明化合物的抗氧化作用示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
2-溴乙基-N-苯基胺基-1,3,4-硒二唑：
取代硒脲(1mmol；或其它硒脲)，与多官能团羧酸化合物(0.2-4mmol)，与5mlPOCl3混合均匀搅拌；升温至50-80℃，反应0.5-12h，停止油浴加热，将反应液缓慢倒入冰水、沉淀、柱层析分离，干燥；得到产物，产率40-95％。
m/z332(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.37(s,1H),7.65–7.53(m,2H),7.35(d,J＝9.0Hz,2H),6.99(dt,J＝7.4,3.7Hz,1H),3.6(t,J＝6.5Hz,2H),3.38-3.29(t,J＝6.5Hz,2H)
在不同的反应条件下进行实验得到如下表格
各种不同的反应物及其反应方程式如下，需要特别说明的是下述反应中的反应条件均在前述反应所提供的反应条件内及多官能团羧酸化合物(0.2-4mmol)，与5mlPOCl3混合均匀搅拌；升温至50-80℃，反应0.5-12h，停止油浴加热，将反应液缓慢倒入冰水、沉淀、柱层析分离，干燥；得到产物，反应产率在40-95％；还有包括说明书中其他未列出的化合物通式也能按此条件进行反应。
类似的反应物及方程式如下：
2-溴乙基-N-吡啶基胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z333(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10(s,1H),8.9(s,1H),8.1(d,J＝9.0Hz,2H),7.3(m,1H),3.6(t,J＝6.5Hz,2H),3.38-3.29(t,J＝6.5Hz,2H)
2-氯乙基-N-苯基胺基-1,3,4-硒二唑：
Mp:109-110℃
m/z288(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.37(s,1H),7.65–7.53(m,2H),7.35(d,J＝9.0Hz,2H),6.99(dt,J＝7.4,3.7Hz,1H),3.96(t,J＝6.5Hz,2H),3.38(t,J＝6.5Hz,2H)
2-氯乙基-N-苯基甲胺基-1,3,4-硒二唑：
Mp:109-110℃
m/z302(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ9(1H),7.65–7.53(m,2H),7.35(d,J＝9.0Hz,2H),6.99(dt,J＝7.4,3.7Hz,1H),3.96(m,J＝6.5Hz,4H),3.38-3.29(t,J＝6.5Hz,2H)
2-氯乙基-N-苯基乙胺基-1,3,4-硒二唑：
Mp:109-110℃
m/z316(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ9(1H),7.65–7.53(m,2H),7.35(d,J＝9.0Hz,2H),6.99(dt,J＝7.4,3.7Hz,1H),3.6(m,J＝6.5Hz,4H),3.38-3.29(t,J＝6.5Hz,4H)
2-氯乙基-N-二乙酸酯基苯基乙胺基-1,3,4-硒二唑：
Mp:109-110℃
m/z316(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ9(1H),7.65–7.53(m,3H),3.6(m,J＝6.5Hz,4H),3.38-3.29(t,J＝6.5Hz,4H),2.4(s,6H)
苯胺基胍甲基-1,3,4-硒二唑：
Mp:109-110℃
m/z296(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.6(1H),7.65–7.53(m,2H),7.35(d,J＝9.0Hz,2H),6.99(dt,J＝7.4,103.7Hz,1H),3.2(2H)
5,5’-二乙基硫醚-二苯氨基-1,3,4-硒二唑:
Mp＝172-174℃，m/z534.4(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.37(d,J＝70.4Hz,2H),7.65–7.53(m,4H),7.35(d,J＝9.0Hz,4H),6.99(dt,J＝7.4,3.7Hz,2H),3.24(t,J＝7.2Hz,2H),3.06(t,J＝7.2Hz,2H),2.88(dt,J＝27.2,7.2Hz,4H)
二苯氨基-1,3,4-硒二唑:
m/z447(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.26(s,2H),7.58(dd,J＝30.9,7.6Hz,4H),7.33(t,J＝7.9Hz,4H),6.99(t,J＝7.3Hz,2H),
5,5’-甲基-二苯氨基-1,3,4-硒二唑：
Mp＝130-132℃
m/z461(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.15(s,2H),7.51(d,J＝8.0Hz,4H),7.24–7.17(m,4H),6.90(t,J＝5.6Hz,2H),3.45–3.35(s,2H).
5,5’-乙烷基-二苯氨基-1,3,4-硒二唑：
Mp＝160-161℃
m/z475(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.25(s,2H),7.61(d,J＝8.0Hz,4H),7.34–7.27(m,4H),6.98(t,J＝5.6Hz,2H),1.32–1.20(m,4H).
5,5’-丙基-二苯氨基-1,3,4-硒二唑:
Mp:198-201℃
m/z489(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ9.97(s,2H),7.62(d,J＝8.0Hz,4H),7.33(t,J＝7.5Hz,4H),6.99(t,J＝7.0Hz,2H),3.02(t,J＝7.2Hz,4H),2.15–2.07(m,2H).
5，5’-丁烷基-二苯氨基-1，3，4-硒二唑:
Mp＝205-208℃
m/z503(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.35(s,2H),7.61(d,J＝7.9Hz,2H),7.55(d,J＝8.0Hz,2H),7.33(t,J＝107.6Hz,4H),6.99(t,J＝6.9Hz,2H),3.402.96-2.79(m,4H),1.77-1.67(m,4H).
5,5’-戊烷基-二苯氨基-1,3,4-硒二唑
Mp＝165-171℃
m/z517(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.34(s,2H),7.61(d,J＝7.8Hz,4H),7.32(t,J＝7.9Hz,4H),6.98(t,J＝7.3Hz,2H),2.91-2.77(t,J＝7.4Hz,4H),1.77–1.67(m,4H),1.51–1.40(m,2H).
2-丁酸甲酯基-5-苯氨基-1,3,4-硒二唑：
m/z325(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz,)δ10.34(s,1H),7.61(d,J＝7.8Hz,2H),7.32(t,J＝7.9Hz,2H),6.98(t，J＝7.3Hz,1H),3.65(s,3H),2.32(t,J＝7.2Hz,2H),1.9(m,2H),1.5(t,J＝7.2Hz,2H)
2-水杨酰胺戊烷基5-苯胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z472(100％,M+H+)
苯乙酰胺戊烷基5-苯胺基-1,3,4-硒二唑
m/z428(100％,M+H+)
2-叔丁氧羰基氨基戊烷基-5-萘胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z460(100％,M+H+)
2-叔丁氧羰基氨基戊烷-5-二硝基苯胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z500(100％,M+H+)
2-叔丁氧羰基氨基戊烷基5-邻氟基苯胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z428(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ10.34(s,1H),8.06(d,J＝7.8Hz,1H),7.59(m,2H),7.46(m,1H),7.37(d,J＝8.0,1H),3.18-1.3(m,10H),1.4(s,9H).
2-叔丁氧羰基氨基戊烷基5-间甲氧基苯胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z440(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ10.34(s,1H),8.06(s,J＝7.8Hz,1H),7.59(m,2H),7.46(d,J＝8.0,1H),7.37(d,J＝8.0,101H),3.8(s,3H),3.18-1.3(m,10H),1.4(s,9H).
2-叔丁氧羰基氨基戊烷基-5-对三氟甲基苯胺基-1,3,4-硒二唑
m/z478(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ10.34(s,1H),8.06(d,J＝7.8Hz,2H),7.59(m,1H),7.46(d,J＝7.8,2H),3.18-1.3(m,10H),1.4(s,9H).
2-(N-叔丁氧羰基吡咯烷基5-苯胺基)-1,3,4-硒二唑
m/z394(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ10.34(s,1H),8.06(d,J＝7.8Hz,2H),7.59-7.46(m,3H),3.4(m,3H),1.7-1.5(m,4H),1.4(s,9H).
2-(N-叔丁氧羰基氨基苯乙基)-5-苯胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z444(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ10.34(s,1H),8.06(m,J＝7.8Hz,4H),7.59-7.46(m,7H),4-3.2(m,3H),1.4(s,9H).
2-(N-叔丁氧羰基氨基)对三甲基硅氧基苯乙基-5-苯胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z532(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ10.34(s,1H),8.06(m,J＝7.8Hz,4H),7.59-7.46(m,6H),4-3.2(m,3H),1.4(s,9H),0.2(s,9H)
2-(N-叔丁氧基羰基氨基咪唑乙基)-5-苯胺基-1,3,4-硒二唑：
m/z434(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ10.34(s,1H),8.06(m,J＝7.8Hz,5H),7.59-7.46(m,3H),4-3(m,3H),1.4(s,9H)
间二苯氨基-1,3,4-硒二唑基苯
m/z523(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ9.97(s,2H),8.4(s,1H),8.1(d,J＝7.5,2H),7.62(m,5H),7.33(t,J＝7.5Hz,4H),6.99(t,J＝7.0Hz,2H)
邻二苯氨基-1,3,4-硒二唑基苯：
m/z523(100％,M+H+)
1HNMR(500MHz)δ9.97(s,2H),8.1(d,J＝7.5,2H),7.62(m,6H),7.33(t,J＝7.5Hz,4H),6.99(t,J＝7.0Hz,2H)
己烷硒二唑：
m/z＝381(100％,M+H+)
硫醚双硒二唑：
取代硒脲(1mmol；或其它硒脲)，与带氰基的化合物(0.2-4mmol)，与5mlTFA混合均匀搅拌；升温至50-80℃，反应0.5-12h，停止油浴加热，将反应液后处理、柱层析分离，干燥；得到产物，产率40-95％。
m/z＝407(100％,M+Na+)
上述的1,3,4-硒二唑相关衍生化合物独具有抗氧化作用，保护各类细胞生长：10PC12细胞(1000个每孔)在双氧水环境或无氧条件下，加1,3,4-硒二唑类化合物(1000nM)，生长3天，观察细胞生长，加化合物可以生长，不加化合物的细胞不存活；具体效果见附图1。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法，其特征在于，所述的合成方法包括如下步骤：
步骤一、将N-取代的硒脲与羧酸化合物和POCl3加入反应容器,搅拌混合均匀；
所述N-取代的硒脲选自：
其中，Cn选自-CH2-CH2-；R1-R5均选自H；
所述羧酸化合物选自：
所述的N-取代的硒脲与所述羧酸化合物、POCl3的物质的量之比为1：(0.5-5)：(2-30)；
步骤二、将步骤一中的混合物加热升温至50～80℃，反应0.5～12h，停止加热；
步骤三、将步骤二反应后的混合物减压抽干，缓慢倒入冰水，调pH，抽滤得到滤饼，柱层析分离得到产物1，3，4-硒二唑类衍生物，所述1，3，4-硒二唑衍生物结构选自：
2.根据权利要求1所述的1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法，其特征在于所述的步骤二中的加热方式为油浴加热。
3.根据权利要求1所述的1，3，4-硒二唑衍生物的合成方法，其特征在于所述的步骤二中的反应时间为2h。
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