CN109627193B - 具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物及其合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物及其合成方法，属于医药技术领域。本发明采用钒/钼/钨酸盐(一种或多种)为催化剂，以过氧化物为氧化剂，从苯胺或苯胺衍生物出发合成出了一系列的二芳基偶氮氧类化合物，包括对称以及非对称二芳基偶氮氧类化合物。本发明反应避免使用昂贵的贵金属催化剂，在室温敞口条件下即可进行，另外，本发明方法放大到千克级别规模也能保持良好收率。且本发明制得的新颖的非对称二芳基偶氮氧化合物具有和很多抗肿瘤小分子类似的构象，通过细胞活性筛选，具有相当的抗肿瘤活性，可以作为药物开发的先导化合物。

Description

具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物及其合成方法

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物及其合成方法。

背景技术

进入21世纪以来，肿瘤已经成为人类的头号杀手。新的肿瘤治疗方法和抗肿瘤新药研发是当今医药领域的最重要的内容之一。在小分子抗肿瘤新药研发领域，寻找具有新颖结构的抗肿瘤小分子先导化合物是新药研发的一个极其重要的环节。新颖的结构能够带来一系列新颖的性质，包括药物的溶解性，代谢稳定性等等。

许多抗肿瘤小分子都具有二芳基的结构，两个芳基通常通过一个烯烃或酰胺或杂环连接，典型的例子如紫檀杞，白藜芦醇，这类1，2-二芳基乙烯类化合物通常脂溶性非常不好，同时烯烃容易被氧化，因此寻找具有类似结构但又能改变其水溶性及代谢稳定性的化合物一直是相关研究领域的一个重要方面。

偶氮氧结构具有和酰胺类似的分子量，同时和1，2-二取代反式乙烯及酰胺保持同样的构型，但是它的LogP与烯烃及酰胺不同。通过偶氮氧连接两个芳烃，及二芳烃偶氮氧类似物，可以提供一种全新的分子骨架，同时保持类似于1，2-二取代芳基乙烯分子的生物活性，这可以为抗肿瘤小分子药物研发提供新的先导化合物。

芳基偶氮氧在染料化学中有很广泛的应用，但是过去合成二芳基偶氮氧化合物通常采用偶氮氧化，硝基化合物的还原偶联，芳烃亚硝基和N-羟基苯胺偶联，芳烃亚硝基的偶联以及苯胺的氧化偶联。由于强烈的背景反应基区域选择性的调控问题，通过氧化偶联苯胺合成非对称的芳基偶氮氧化合物一直是一个难点。

基于上述理由，特提出本申请。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物及其合成方法。本发明采用钒/钼/钨酸盐(一种或多种)为催化剂，以过氧化物为氧化剂，从苯胺或苯胺衍生物出发合成出了一系列的二芳基偶氮氧类化合物，包括对称以及非对称二芳基偶氮氧类化合物。

为了实现本发明的上述第一个目的，本发明采用的技术方案如下：

具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物，所述的二芳基偶氮氧类化合物的结构式如下式一所示：

进一步，上述技术方案，所述R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸可以相同或者不同，并且各自可以为氢原子、卤原子、直链或支链C_1-6烷基、卤代C_1-6烷基、C_1-6烷氧基、C_2-6烯基，C_2-6炔基，芳环或杂芳环；其中：

所述卤原子包括氯、溴等；所述直链或支链C_1-6烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、正己基或异己基等；所述C_1-6烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基及其异构体；所述C_2-6烯基包括乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、仲丁烯基等；所述C_2-6炔基包括炔丙基、乙炔基、丁炔基、1-己炔基等。

更进一步地，上述技术方案，所述的R¹优选为氢原子，所述R²、R³、R⁴均优选为甲氧基。

更进一步地，上述技术方案，所述的R⁵优选为甲基、乙基或异丙基中的任一种。

更进一步地，上述技术方案，所述的R⁶、R⁷均优选为氢原子。

更进一步地，上述技术方案，所述的R⁸优选为氢原子或卤原子。

本发明的第二个目的在于提供上述所述的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，所述方法的合成路线如下式二所示：

上述所述的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，所述方法包括如下步骤：

室温下，将化合物II和化合物III依次溶解在有机溶剂中，然后加入催化剂和氧化剂，室温搅拌过夜，TLC显示反应完全后，用乙酸乙酯萃取，然后用水和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥，最后过滤，浓缩，柱层析分离得到目标化合物I；

所述化合物II的结构式如式三所示：

其中：所述R⁹可以为氢原子、直链或支链C_1-6烷基；所述直链或支链C_1-6烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、正己基或异己基等中的任一种；

所述化合物III的结构式如式四所示：

其中：所述R¹⁰可以为氢原子、直链或支链C_1-6烷基；所述直链或支链C_1-6烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、正己基或异己基中的任一种。

进一步，上述技术方案，所述有机溶剂可以为可以为甲醇、乙醇、异丙醇，乙二醇，水，二氯甲烷，丙酮，甲苯，苯，二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺中的任一种或几种混合。

进一步，上述技术方案，所述化合物II和化合物III的摩尔比为2：1。

进一步，上述技术方案，所述催化剂为钒酸盐、钼酸盐、钨酸盐中的任一种或多种，其中：所述的钒酸盐可以为钒酸钠、钒酸钾、二钒酸钠等中的任一种；所述的钼酸盐可以为钼酸钠、钼酸钾、钼酸铵等中的任一种；所述的钨酸盐可以为钨酸铵、钨酸钠、钨酸钾、钨酸锆、仲钨酸铵(ATP)、仲钨酸钠、仲钨酸钾等中的任一种。

优选地，上述技术方案中所述的催化剂优选为仲钨酸铵。

进一步，上述技术方案，所述氧化剂可以为双氧水，脲双氧水，过氧叔丁醇中的任一种，优选为双氧水。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用廉价易得的钒/钼/钨酸盐(一种或混合)为催化剂，以及过氧化物为氧化剂，在绿色反应条件下从苯胺或苯胺衍生物出发合成了一系列二芳基偶氮氧类化合物，包括对称以及非对称二芳基偶氮氧化合物。本发明反应避免使用昂贵的贵金属催化剂，在室温敞口条件下即可进行，另外，本发明方法放大到千克级别规模也能保持良好收率。且本发明制得的新颖的非对称二芳基偶氮氧化合物具有和很多抗肿瘤小分子类似的构象，通过细胞活性筛选，具有相当的抗肿瘤活性，可以作为药物开发的先导化合物。

具体实施方式

下面结合实施案例对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施案例。

根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本发明的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本发明的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本发明的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本发明实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。

为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。

实施例1

本实施例的二芳基偶氮氧类化合物(目标化合物1)，结构式如下式五所示：

上述所述的目标化合物1采用如下方法合成，所述方法包括如下步骤：

室温下，将化合物II和化合物III依次溶解在有机溶剂中，然后加入催化剂和氧化剂，室温搅拌过夜，TLC显示反应完全后，用乙酸乙酯萃取，然后用水和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥，最后过滤，浓缩，柱层析分离得到目标化合物I。

在20mL小玻璃瓶中一次性加入239mg(1.0mmol，2.0eq.)N-异丙基3,4,5-三甲氧基苯胺(化合物II)，97mg(0.5mmol，1.0eq.)N-异丙基2-甲基4-甲氧基苯胺(化合物III)，催化剂APT(仲钨酸铵，2.5mol％)，然后加入5mL乙醇，室温下搅拌5min，待所有原料都溶解以后，加入双氧水(5.0eq.)，室温搅拌12h，等所有原料消耗完毕，停止搅拌。用约120mL乙酸乙酯稀释反应体系，然后用水(30mL×2)和饱和食盐水(30mL)洗涤，有机相接着用无水硫酸钠干燥。片刻后，过滤除去硫酸钠，在旋蒸上除去溶剂，接着用硅胶柱色谱分离得到目标化合物1。所得目标化合物1为棕色固体，收率为14％。

本实施例合成的目标化合物1的测试结果如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.75(d,J＝4.0Hz,1H),7.60(s,2H),6.86(d,J＝4.0Hz,1H),6.80(dd,J₁＝8.0Hz,J₂＝4.0Hz,1H),3.95(s,6H),3.92(s,3H),3.85(s,3H),2.51(s,3H).

HRMS-ESI(m/z):calcd for C₁₇H₂₁N₂O₅ ⁺([M+H]⁺)333.1445，found 333.1465.

实施例2

本实施例的二芳基偶氮氧类化合物(目标化合物2)，结构式如下式六所示：

上述所述的目标化合物2采用如下方法合成，所述方法包括如下步骤：

在20mL小玻璃瓶中一次性加入239mg(1.0mmol，2.0eq.)N-异丙基3,4,5-三甲氧基苯胺(化合物II)，99mg(0.5mmol，1.0eq.)N-异丙基2-甲基5-氯苯胺，催化剂APT(仲钨酸铵，2.5mol％)，然后加入5mL乙醇，室温下搅拌10min，待所有原料都溶解以后，加入双氧水(5.0eq.)，室温搅拌10h，等所有原料消耗完毕，停止搅拌。用约120mL乙酸乙酯稀释反应体系，然后用水(30mL×2)和饱和食盐水(30mL)洗涤，有机相接着用无水硫酸钠干燥。片刻后，过滤除去硫酸钠，在旋蒸上除去溶剂，接着用硅胶柱色谱分离得到目标化合物2。所得目标化合物2为黄色固体，收率为22％。

本实施例合成的目标化合物2的测试结果如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.14(s,1H),7.62(s,2H),7.24(s,2H),3.97(s,6H),3.94(s,3H),2.36(s,3H).

HRMS-ESI(m/z):calcd for C₁₆H₁₈N₂O₄Cl([M+H])⁺337.0950,found 337.0975.

实施例3

本实施例的二芳基偶氮氧类化合物(目标化合物3)，结构式如下式七所示：

上述所述的目标化合物3采用如下方法合成，所述方法包括如下步骤：

在20mL小玻璃瓶中一次性加入239mg(1.0mmol，2.0eq.)N-异丙基3,4,5-三甲氧基苯胺(化合物II)，89mg(0.5mmol，1.0eq.)N-异丙基2,5-甲基苯胺，催化剂APT(仲钨酸铵，2.5mol％)，然后加入5mL乙醇，室温下搅拌10min，待所有原料都溶解以后，加入双氧水(5.0eq.)，室温搅拌8h，等所有原料消耗完毕，停止搅拌。用约120mL乙酸乙酯稀释反应体系，然后用水(30mL×2)和饱和食盐水(30mL)洗涤，有机相接着用无水硫酸钠干燥。片刻后，过滤除去硫酸钠，在旋蒸上除去溶剂，接着用硅胶柱色谱分离得到目标化合物3。所得目标化合物3为黄色固体，收率为43％。

本实施例合成的目标化合物3的测试结果如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.88(s,1H),7.63(s,2H),7.19(d,J＝4.0Hz,1H),7.07(d,J＝4.0Hz,1H),3.96(s,6H),3.93(s,3H),2.37(s,3H),2.34(s,3H)

HRMS-ESI(m/z):calcd for C₁₇H₂₁N₂O₄([M+H]⁺)317.1496,found 317.1509.

实施例4

本实施例的二芳基偶氮氧类化合物(目标化合物4)，结构式如下式八所示：

上述所述的目标化合物4采用如下方法合成，所述方法包括如下步骤：

在20mL小玻璃瓶中一次性加入239mg(1.0mmol，2.0eq.)N-异丙基3,4,5-三甲氧基苯胺(化合物II)，82mg(0.5mmol，1.0eq.)N-异丙基2-甲基苯胺，催化剂APT(仲钨酸铵，2.5mol％)，然后加入5mL乙醇，室温下搅拌10min，待所有原料都溶解以后，加入双氧水(5.0eq.)，室温搅拌10h，等所有原料消耗完毕，停止搅拌。用约120mL乙酸乙酯稀释反应体系，然后用水(30mL×2)和饱和食盐水(30mL)洗涤，有机相接着用无水硫酸钠干燥。片刻后，过滤除去硫酸钠，在旋蒸上除去溶剂，接着用硅胶柱色谱分离得到目标化合物4。所得目标化合物4为黄色固体，收率为55％。

本实施例合成的目标化合物4的测试结果如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.07(d,J＝8.0Hz,1H),7.63(s,2H),7.32-7.25(m,3H),3.97(s,6H),3.93(s,3H),2.40(s,3H).

HRMS-ESI(m/z):calcd for C₁₆H₁₉N₂O₄([M+H]⁺)303.1339,found 303.1361。

实施例5

本实施例的二芳基偶氮氧类化合物(目标化合物5)，结构式如下式九所示：

上述所述的目标化合物5采用如下方法合成，所述方法包括如下步骤：

在20mL小玻璃瓶中一次性加入239mg(1.0mmol，2.0eq.)N-异丙基3,4,5-三甲氧基苯胺(化合物II)，89mg(0.5mmol，1.0eq.)N-异丙基2-乙基苯胺，催化剂APT(仲钨酸铵，2.5mol％)，然后加入5mL乙醇，室温下搅拌10min，待所有原料都溶解以后，加入双氧水(5.0eq.)，室温搅拌12h，等所有原料消耗完毕，停止搅拌。用约120mL乙酸乙酯稀释反应体系，然后用水(30mL×2)和饱和食盐水(30mL)洗涤，有机相接着用无水硫酸钠干燥。片刻后，过滤除去硫酸钠，在旋蒸上除去溶剂，接着用硅胶柱色谱分离得到目标化合物5。所得目标化合物5为黄色固体，收率为45％。

本实施例合成的目标化合物5的测试结果如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.20-8.17(m,1H),7.64(s,2H),7.35-7.29(m,3H),3.96(s,6H),3.93(s,3H),2.83(q,J＝8.0Hz,2H),1.26(t,J＝8.0Hz,3H).

HRMS-ESI(m/z):calcd for C₁₇H₂₁N₂O₄ ⁺([M+H]⁺)317.1496,found 317.1523.

实施例6

本实施例的二芳基偶氮氧类化合物(目标化合物6)，结构式如下式十所示：

上述所述的目标化合物6采用如下方法合成，所述方法包括如下步骤：

在20mL小玻璃瓶中一次性加入239mg(1.0mmol，2.0eq.)N-异丙基3,4,5-三甲氧基苯胺(化合物II)，89mg(0.5mmol，1.0eq.)N-异丙基2-异丙基苯胺，催化剂APT(仲钨酸铵，2.5mol％)，然后加入5mL乙醇，室温下搅拌10min，待所有原料都溶解以后，加入双氧水(5.0eq.)，室温搅拌12h，等所有原料消耗完毕，停止搅拌。用约120mL乙酸乙酯稀释反应体系，然后用水(30mL×2)和饱和食盐水(30mL)洗涤，有机相接着用无水硫酸钠干燥。片刻后，过滤除去硫酸钠，在旋蒸上除去溶剂，接着用硅胶柱色谱分离得到目标化合物6。所得目标化合物6为黄色固体，收率为45％。

本实施例合成的目标化合物6的测试结果如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.03-8.01(m,1H),7.64(s,2H),7.42(d,J＝4.0Hz,1H),7.34-7.29(m,2H),3.96(s,6H),3.93(s,3H),3.45-3.35(m,1H),1.28(d,J＝4.0Hz,6H)

HRMS-ESI(m/z):calcd for C₁₈H₂₃N₂O₄([M+H]⁺)331.1652,found 331.1651。

应用实施例1抗肿瘤生物活性测试

体外细胞水平的抗肿瘤活性主要由复旦大学化学系分子合成和识别科学中心完成，本发明采用的肿瘤细胞为人肺癌细胞A549，研究本发明各实施例合成的目标产物对该肺癌细胞的增殖抑制效果。

阳性对照为25nM紫杉醇(TAXOL)，阴性对照为1％DMSO；按照SRB方法检测细胞增殖，抑制率＝(阴性对照OD值-实验组OD值)/(阴性对照OD值-空白对照OD值)*100％。

材料与方法

人肺癌细胞A549买自于ATCC((Manassas，VA)，主要实验试剂胎牛血购买自于GIBCO；DMSO和磺酰罗丹明购自于sigma；三氯乙酸和Tris购自于国药。

具体操作步骤如下：

(a)将人肺癌细胞A549按照3000个/孔种于96孔板，培养过夜；(b)用DMSO配制化合物(储存浓度为10mM)，加入96孔板，终浓度为100μM。阳性对照为25nM紫杉醇(TAXOL)；阴性对照为1％DMSO。(c)37℃培养箱内恒温孵育3天。(d)按照SRB方法检测细胞增殖：10％的三氯乙酸固定细胞，0.4％磺酰罗丹明B染色，10mM Tris溶解染料，在SpectraMax M2酶标仪上读取540nm处吸光值(OD值)，并计算抑制率。

本发明以天然紫檀杞为对照品，实施例合成的部分目标化合物对A549细胞的增殖抑制结果见下表1。

表1测试结果

a:100μM；b:25nM

表1实验结果表明，本发明目标化合物具有肿瘤抑制作用。

Claims (6)

1.具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

室温下，将化合物II和化合物III依次溶解在有机溶剂中，然后加入催化剂和氧化剂，室温搅拌过夜，TLC显示反应完全后，用乙酸乙酯萃取，然后用水和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥，最后过滤，浓缩，柱层析分离得到目标化合物；所述催化剂为仲钨酸铵，所述氧化剂为双氧水；

所述二芳基偶氮氧类化合物的结构式如下式一所示：

所述化合物II的结构式如式三所示：

所述化合物III的结构式如式四所示：

所述R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸可以相同或者不同，并且各自可以为氢原子、卤原子、直链或支链C_1-6烷基、卤代C_1-6烷基、C_1-6烷氧基中的任一种；所述R⁹、R¹⁰可以相同或者不同，并且各自可以为直链或支链C_1-6烷基中的任一种。

2.根据权利要求 1所述的具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，其特征在于：所述的R¹为氢原子，所述R²、R³、R⁴为甲氧基。

3.根据权利要求 1所述的具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，其特征在于：所述的R⁵为甲基、乙基，异丙基中的任一种。

4.根据权利要求 1所述的具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，其特征在于：所述的R⁶、R⁷均为氢原子，所述的R⁸为氢原子或卤原子。

5.根据权利要求 1所述的具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，其特征在于：所述化合物II和化合物III的摩尔比为2：1。

6.根据权利要求1所述的具有抗肿瘤作用的二芳基偶氮氧类化合物的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇，乙二醇，二氯甲烷，丙酮，甲苯，苯，二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺中的任一种或几种混合。