CN109438437A - 一类含噻唑环的抗癌化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一类含噻唑环的抗癌化合物，其对宫颈癌细胞Hela和肺癌细胞A549具有抑制活性。因而可以用做抗宫颈癌和肺癌药物的活性成分，具有良好的开发应用前景。

Description

一类含噻唑环的抗癌化合物
技术领域
本发明涉及药物化学领域，具体地涉及一类含噻唑环的抗癌化合物、其制备方法及其用途。
背景技术
现代社会中，癌症发病率越来越高，死亡率也是一直居高不下。根据统计资料显示，仅仅在中国，每年新发癌症病例达429万，占全球新发病例的20％，其中死亡数就有281万例，对我国社会的可持续发展带来了不小的隐患。癌症在发病早期往往难以诊断，多数患者确诊时就已经处于不可治愈的晚期阶段，这是也其死亡率高的原因之一。相对于物理治疗和手术治疗，药物治疗是目前最主要的治疗方式，因为相对于其他方法来说限制性相对较少，可针对不同癌症的早，中，晚期对症下药。但是目前大多数抗癌药物，对于人体同样存在或多或少的副作用，因而开发和研究新的副作用小的抗癌药物依然是研究的热点。
天然产物种类繁多，来源丰富，其中不乏具有生理活性的物质。黄酮类化合物是一大类重要的天然有机物质，普遍分布于植物界，且具有多种生物活性。白杨素(5,7-二羟基黄酮)是一种在自然界广泛存在的黄酮化合物，具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗炎等广泛的生物活性。为了提高其药理活性，对其进行结构修饰与改造，对于获得高效低毒的新型候选药物具有重要意义。Tang(Biomedicine&Pharmacotherapy,2016,82:693-703)等人合成了一种5,7同时取代的白杨素衍生物。体外抗肿瘤细胞实验发现，当化合物浓度为62.5μM时，其对癌细胞的抑制率几乎为100％，以同样浓度处理正常细胞HEK-293，其抑制率在40％以下。刘运美等(CN106632193A)合成了一系列白杨素氨基酸衍生物，部分化合物显示出对HepG2和MGC-803具有良好的抑制活性。
同时，噻唑环作为药物设计中常见的杂芳基结构，目前也有报道了大量的抗癌活性分子还有噻唑结构单元。例如达沙替尼分子中就含有噻唑胺基结构。因此，本发明人通过分子拼合原理，将白杨素基团和噻唑环引入同一分子结构中，并通过抗癌活性测试，筛选出了一个具有优异的抗癌活性的化合物。
综上所述，目前上市的抗癌药物中尚未有将噻唑环与天然黄酮结构片段拼接的药物。因此，开发和研究新的具备抗癌活性的含噻唑环的药物仍然具备重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供了一类结构新颖的含噻唑环的抗癌化合物，其能够特异性地抑制癌细胞，尤其是A549和Hela细胞株。
本发明的第一个方面，是提供一种式I所示化合物及其药学上可接受的盐，其具有如下结构：
优选地，所述药学上可接受的盐选自：盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、乙酸盐、草酸盐、酒石酸盐等等；
本发明的另一方面提供一种制备式I化合物的方法，其合成路线如下：
具体反应步骤如下：
步骤一：在搅拌条件下向白杨素(即化合物)的丙酮溶液中加入无水碳酸钾，60℃下搅拌30-40min，然后滴加4-溴丁酸乙酯(即化合物2)，0.5小时滴完，再加入碘化钾，在60℃条件下继续搅拌回流10-12小时，反应结束后，经后处理得到中间体4-(5-羟基-4-氧代-2-苯基-4H-色烯-7-基氧基)丁酸乙酯；
将4-(5-羟基-4-氧代-2-苯基-4H-色烯-7-基氧基)丁酸乙酯，氢氧化钾水溶液和甲醇加入到反应瓶中，搅拌回流，TLC检测反应结束后，经后处理得到化合物3；
步骤二：在氮气保护下将三甲基铝的甲苯溶液加入到4-三氟甲氧基苯胺的甲苯溶液中，室温下搅拌12-20小时，然后加入2-氨基噻唑-4-羧酸甲酯(即化合物4)，反应液在氮气保护下搅拌回流反应12-36小时，然后经后处理得到中间体6；
步骤三：在冰浴条件下将化合物3，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCl)，1-羟基苯并三唑(HOBt)以及DMF加入到反应瓶中，搅拌约1h，加入中间体6的DMF溶液,滴加含缚酸剂N，N’-二异丙基乙胺(DIPEA)、4-二甲氨基吡咯(DMAP)的DMF溶液,冰浴下反应1-2h后逐渐升至室温反应12-20h，经后处理得到目标产物I。
优选地，步骤一中白杨素与4-溴丁酸乙酯的摩尔比为1:1-1.5，优选为1:1.2；
步骤二中化合物4与化合物5的摩尔比为：1:1-1.5，优选为1:1.2；
步骤三中化合物3与化合物6的摩尔比为：1:1-1.5，优选为1:1.2。
本发明的另一方面提供一种药物组合物，其包含式I所示的化合物或其药学上可接受的盐，以及药学上可接受的载体、赋形剂。
本发明另一方面涉及一种式I化合物及其药学上可接受的盐或包含其药物组合物在制备抗癌药物中的用途；
优选地，所述癌症为肺癌或宫颈癌；尤其是，人肺癌细胞株A549或人宫颈癌细胞株Hela。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了一类新的含噻唑环的抗癌化合物，拓宽了现有抗癌化合物的范围，可作为先导化合物继续优化；
(2)本发明化合物可以特异性地抑制癌细胞的增殖和迁移，而对人体正常细胞无灭杀活性，可以减少化疗药物对于人体的毒副作用。
具体实施方式
下面通过实施例来具体说明本发明的内容。在本发明中，以下实施例是为了更好地阐述本发明，并不是用来限制本发明的范围。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1 2-(4-(5-羟基-4-氧代-2-苯基-4H-色烯-7-基氧基)丁酰氨基)-N-(4-(三氟甲氧基)苯基)噻唑-4-甲酰胺(化合物I)的合成
步骤一：在搅拌条件下向白杨素(即化合物1，5.08g，20mmol)的丙酮(150mL)溶液中加入无水碳酸钾(5.52g，40mmol)，60℃下搅拌30-40min，然后缓慢滴加4-溴丁酸乙酯(即化合物2，4.68g，24mmol)，0.5小时滴完，再加入碘化钾(0.4g)，在60℃条件下继续搅拌回流10-12小时。TLC检测反应结束后，冷却，过滤，滤饼用丙酮洗涤，滤液减压蒸馏脱去有机溶剂。经柱层析分离纯化，得到中间体4-(5-羟基-4-氧代-2-苯基-4H-色烯-7-基氧基)丁酸乙酯。产率:77％。m.p.159-162℃。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ1.29(t,3H),2.13～2.18(m,2H),2.55(t,2H),4.08(t,2H),4.18(q,2H),6.34(d,1H),6.48(d,1H),6.67(s,1H),7.50～7.57(m,3H),7.89(dd,2H),12.71(s,1H).
将4-(5-羟基-4-氧代-2-苯基-4H-色烯-7-基氧基)丁酸乙酯(3.68g，10mmol)，1mol/L氢氧化钾(24mL)和甲醇80mL依次加入到250mL三口瓶中，搅拌回流。TLC检测反应结束后，反应液过滤，向滤液中滴加1mol/L硫酸，调节滤液pH在2-3，置于冰水中2-3小时，离心分离，固体分别用1mol/L盐酸溶液、饱和氯化钠溶液和水各洗涤三次，真空干燥，得到化合物3。产率:80％。m.p.217-220℃。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ2.10～2.22(m,2H),2.63(t,2H),4.12(t,2H),6.35(d,1H),6.50(d,1H),6.69(s,1H),7.52～7.64(m,3H),7.89～7.93(dd,2H),11.5(s,1H),12.8(s,1H)。
步骤二：在氮气保护下将三甲基铝的甲苯溶液(2mol/L，6mL，12mmol)加入到4-三氟甲氧基苯胺(即化合物5，1.77g，10mmol)的甲苯(20mL)溶液中。室温下搅拌16小时，然后加入2-氨基噻唑-4-羧酸甲酯(即化合物4，1.58g，10mmol)。反应液在氮气保护下搅拌回流反应24小时。然后将反应液冷却至室温，滴加饱和碳酸氢钠溶液(20mL)，室温下搅拌30分钟。用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，无水硫酸钠干燥有机相，减压脱溶，得到油状物，然后加入乙烷/乙酸乙酯混合液，研磨，析出褐色固体，即为中间体6。产率:70％。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ4.06(s,2H),7.70(d,2H),7.37(d,1H),7.14(d,2H),7.54(s,1H)。
步骤三：在冰浴条件下将化合物3(0.68g，2mmol)，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCl)(1.52g，8mmol)，1-羟基苯并三唑(HOBt)(1.08g，8mmol)以及DMF(50mL)加入到150mL三颈烧瓶中，搅拌约1h，加入中间体6(0.64g，1.1mmol)的DMF溶液30mL,用恒压滴液漏斗逐滴加入含缚酸剂N，N’-二异丙基乙胺(DIPEA)(1.5mL)、4-二甲氨基吡咯(DMAP)(0.29g)的DMF溶液5mL,冰浴下反应1h后逐渐升至室温反应16h。TLC检测反应结束后，将反应液倾倒入冰水中，搅拌，静置2h，抽滤，滤饼分别用饱和氯化钠溶液、水各洗涤三次，柱层析分离，得到褐色固体I。产率：51％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ2.11～2.23(m,2H),2.65(t,2H),4.01(s,2H),4.18(t,2H),4.87(s,1H),6.39(d,1H),6.60(d,1H),7.19(d,2H),7.45(d,1H),7.62～7.72(m,6H),7.88～7.94(dd,2H).
实施例2体外抗肿瘤活性实验
细胞系：宫颈癌细胞系Hela；肺腺癌细胞系A549。
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。
实验操作：试样对于Hela细胞、A549细胞的抑制活性。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(0.010μmol/mL、0.030μmol/mL、0.100μmol/mL、0.300μmol/mL和1.000μmol/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570nm。
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。本发明化合物对于Hela细胞和A549细胞的IC50见表1。
表1本发明化合物对于Hela细胞和A549细胞的抑制活性
由上述结果可知，本发明具有良好的抗肿瘤活性，具有良好的开发前景。

Claims (9)

1.一种式I所示化合物及其药学上可接受的盐，其具有如下结构：
2.根据权利要求1所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，所述药学上可接受的盐选自：盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、乙酸盐、草酸盐、酒石酸盐等。
3.一种制备如权利要求1所述的式I化合物的方法，其反应路线如下：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：在搅拌条件下向白杨素(即化合物)的丙酮溶液中加入无水碳酸钾，60℃下搅拌30-40min，然后滴加4-溴丁酸乙酯(即化合物2)，0.5小时滴完，再加入碘化钾，在60℃条件下继续搅拌回流10-12小时，反应结束后，经后处理得到中间体4-(5-羟基-4-氧代-2-苯基-4H-色烯-7-基氧基)丁酸乙酯；
将4-(5-羟基-4-氧代-2-苯基-4H-色烯-7-基氧基)丁酸乙酯，氢氧化钾水溶液和甲醇加入到反应瓶中，搅拌回流，TLC检测反应结束后，经后处理得到化合物3；
步骤二：在氮气保护下将三甲基铝的甲苯溶液加入到4-三氟甲氧基苯胺的甲苯溶液中，室温下搅拌12-20小时，然后加入2-氨基噻唑-4-羧酸甲酯(即化合物4)，反应液在氮气保护下搅拌回流反应12-36小时，然后经后处理得到中间体6；
步骤三：在冰浴条件下将化合物3，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCl)，1-羟基苯并三唑(HOBt)以及DMF加入到反应瓶中，搅拌约1h，加入中间体6的DMF溶液,滴加含缚酸剂N，N’-二异丙基乙胺(DIPEA)、4-二甲氨基吡咯(DMAP)的DMF溶液,冰浴下反应1-2h后逐渐升至室温反应12-20h，经后处理得到目标产物I。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：
步骤一中白杨素与4-溴丁酸乙酯的摩尔比为1:1-1.5，优选为1:1.2；
步骤二中化合物4与化合物5的摩尔比为：1:1-1.5，优选为1:1.2；
步骤三中化合物3与化合物6的摩尔比为：1:1-1.5，优选为1:1.2。
6.一种药物组合物，其包含权利要求1-2中任一项所述式I化合物或其药学上可接受的盐，以及药学上可接受的载体、赋形剂。
7.权利要求1-2中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐或权利要求6所述的药物组合物在制备治疗癌症的药物中的用途。
8.如权利要求7所述的用途，其中所述癌症为宫颈癌和肺癌。
9.如权利要求7所述的用途，所述癌症为肺癌A549细胞株或宫颈癌Hela细胞株。
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