CN109824653B

CN109824653B - 1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物、制备方法及其应用

Info

Publication number: CN109824653B
Application number: CN201910264624.7A
Authority: CN
Inventors: 钟启迪; 张萌萌; 林雨萱; 刘春艳; 孙武积
Original assignee: North China University of Science and Technology
Current assignee: North China University of Science and Technology
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2039-04-03
Also published as: CN109824653A

Abstract

本发明公开了一种1，2，3，4‑四氢吡嗪‑2‑羧酸酯类化合物及制备和应用，属于药物化学技术领域。本发明的1，2，3，4‑四氢吡嗪‑2‑羧酸酯类化合物的结构式如下：

R¹表示C_2‑8酰基，R²表示C_1‑8烷基。以不同取代的1，4‑二氢吡嗪‑2‑羧酸酯类化合物

Description

1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物、制备方法及其应用

技术领域

本发明属于药物化学技术领域，具体涉及1，2，3，4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物及其制备方法和制备肝癌、乳腺癌的预防和治疗药物中的应用。

背景技术

目前癌症已成为严重威胁人类健康和社会发展的疾病之一，发病率和死亡率呈双升趋势。预计到2025年，全球新增癌症病例将达1930 万人，癌症的防治面临严峻的形势。

吡嗪衍生物是一种重要的含二硝基六元环芳香族杂环化合物，大量不饱和吡嗪环化合物已被发现具有多种药理活性，近年来，在用作抗增殖药物和治疗老年痴呆症方面有了很大的进展，同时还可抑制肝纤维化，并在克服肿瘤多药耐药治疗乳腺癌方面具有巨大的潜力。因此，开发新的高效低毒的抗肿瘤药物仍然是肿瘤治疗研究的重要内容。

吡嗪类衍生物作为杂环化合物中一个重要类别在新药研发领域具有重要地位。本发明涉及的结构基于1，2，3，4-四氢吡嗪的母核结构，对其进行结构修饰，设计并开发新的抗肿瘤药物，具有显著的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供1，2，3，4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物及其制备方法和作为肝癌、乳腺癌等癌症的预防和治疗药物的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种1，2，3，4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物，其中：其结构式如I：

R¹表示C_2-8酰基；R²表示C_1-8烷基。

1，2，3，4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物I的制备方法，包括以下步骤：

将不同取代的1，4-二氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物溶解于有机溶剂中，置于石英光反应器中，在室温下利用LED光源对其进行照射，得到式I表示的1，2，3，4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物，

R¹表示C_2-8酰基；R²表示C_1-8烷基。

进一步的，R¹的C_2-8酰基优选为2～4个碳原子或支链酰基。

进一步的，R²的C_1-8烷基优选为1～4个碳原子或支链烷基。

进一步的，所述有机溶剂为，甲醇∶四氢呋喃＝1∶1溶剂。

进一步的，所述以LED灯光源为波长410nm光源。

化合物I在制备肝癌、乳腺癌的预防和治疗药物中的应用。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明反应条件温和，步骤简单，试剂用量小。本发明化合物对人肝癌细胞HepG2和人乳腺癌细胞MCF-7的增殖具有明显抑制作用。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步说明，合成过程中的化学反应式如下：

R¹表示C_2-8酰基；R²表示C_1-8烷基。上述C_2-8酰基优选为2～4 个碳原子或支链酰基。C_1-8烷基优选为1～4个碳原子或支链烷基。

反应条件：不同取代的1，4-二氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物，有机溶剂为甲醇∶四氢呋喃＝1∶1；200W LED光源，波长为410nm；室温；反应时间为3～5天。

实例中包括R¹为C_2-4酰基取代及R²为C_1-2烷基取代的化合物，R¹为C_5-8酰基取代及R²为C_3-8烷基取代的化合物可以相同的反应条件进行制备，并不限于以下实例。

实施例1

以1位和4位R¹为乙酰基，3位R²为甲基取代的1，4-二氢吡嗪 -2-羧酸酯为原料进行制备。

将1，4-二乙酰基-1，4-二氢吡嗪-2-乙酸甲酯(0.5g，2.23mmol)溶解于30mL有机溶剂(甲醇∶四氢呋喃＝1∶1)中，室温下置于石英光反应器中，选取波长为410nm的LED光源进行照射3天，反应完全。减压蒸馏，除去溶剂。用硅胶柱层析法对产物进行分离提纯，得到白色固体产物1，4-二乙酰基-2-甲氧基-3-(2-四氢呋喃基)-1，2，3，4-四氢吡嗪-2-乙酸甲酯0.37g，收率50.8％。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz，δppm)1.67-1.92(m，4H)，2.16(s，3H)， 2.18(s，3H)，3.28(s，3H)，3.66(s，3H)，3.74-3.97(m，2H)，4.27-4.32(m， 1H)，5.15-5.27(m，1H)，6.19(d，J＝8.2Hz，1H)，6.21(d，J＝8.2Hz， 1H).MS(ESI)m/z：371.15[M+H]⁺.

实施例2

以1位和4位R¹为丙酰基，3位R²为甲基取代的1，4-二氢吡嗪 -2-羧酸酯为原料进行制备。

将1，4-二丙酰基-1，4-二氢吡嗪-2-乙酸甲酯(0.5g，1.98mmol)溶解于30mL有机溶剂(甲醇∶四氢呋喃＝1∶1)中，室温下置于石英光反应器中，选取波长为410nm的LED光源进行照射3天，反应完全。减压蒸馏，除去溶剂。用硅胶柱层析法得到白色固体产物1，4-二丙酰基-2-甲氧基-3-(2-四氢呋喃基)-1，2，3，4-四氢吡嗪-2-乙酸甲酯0.41g，收率58.4％。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz，δppm)1.16-1.34(m，6H)，1.66-1.90(m， 4H)，2.27-2.34(m，4H)，3.20(s，3H)，3.68(s，3H)，3.70-3.80(m，2H)， 4.34-4.40(m，1H)，5.13-5.31(m，1H)，6.13(d，J＝8.4Hz，1H)，6.15(d， J＝8.4Hz，1H).MS(ESI)m/z：355.18[M+H]⁺.

实施例3

以1位和4位R¹为异丁酰基，3位R²为甲基取代的1，4-二氢吡嗪-2-羧酸酯为原料进行制备。

将1，4-二异丁酰基-1，4-二氢吡嗪-2-乙酸甲酯(0.5g，1.78mmol) 溶解于30mL有机溶剂(甲醇∶四氢呋喃＝1∶1)中，室温下置于石英光反应器中，选取波长为410nm的LED光源进行照射5天，反应完全。减压蒸馏，除去溶剂。用硅胶柱层析法得到白色固体产物1，4-二异丁酰基-2-甲氧基-3-(2-四氢呋喃基)-1，2，3，4-四氢吡嗪-2-乙酸甲酯0.35g，收率51.5％。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz，δppm)1.07(d，6H)，1.10(d，6H)， 1.67-1.72(m，2H)，1.80-1.90(m，2H)，2.27-2.33(m，2H)，3.21(s，3H)， 3.60(s，3H)，3.73-3.90(m，2H)，4.29-4.34(m，1H)，5.34-5.46(m，1H)， 6.14(d，J＝8.4Hz，1H)，6.16(d，J＝8.4Hz，1H).MS(ESI)m/z：383.21 [M+H]⁺.

实施例4

以1位和4位R¹为乙酰基，3位R²为乙基取代的1，4-二氢吡嗪 -2-羧酸酯为原料进行制备。

将1，4-二乙酰基-1，4-二氢吡嗪-2-乙酸乙酯(0.5g，2.10mmol)溶解于30mL有机溶剂(甲醇∶四氢呋喃＝1∶1)中，室温下置于石英光反应器中，选取波长为410nm的LED光源进行照射4天，反应完全。减压蒸馏，除去溶剂。用硅胶柱层析法得到白色固体产物1，4-二乙酰基-2-甲氧基-3-(2-四氢呋喃基)-1，2，3，4-四氢吡嗪-2-乙酸乙酯0.49g，收率68.6％。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz，δppm)1.27-1.30(m，3H)，1.58-1.89(m， 4H)，2.11(s，3H)，2.13(s，3H)，3.30(s，3H)，3.69-3.98(m，2H)，4.27-4.30 (m，3H)，5.24-5.31(m，1H)，6.07(d，J＝8.0Hz，1H)，6.09(d，J＝8.0Hz， 1H).MS(ESI)m/z：341.17[M+H]⁺.

实施例5

以1位和4位R¹为丙酰基，3位R²为乙基取代的1，4-二氢吡嗪 -2-羧酸酯为原料进行制备。

将1，4-二丙酰基-1，4-二氢吡嗪-2-乙酸乙酯(0.5g，1.88mmol)溶解于30mL有机溶剂(甲醇∶四氢呋喃＝1∶1)中，室温下置于石英光反应器中，选取波长为410nm的LED光源进行照射4天，反应完全。减压蒸馏，除去溶剂。用硅胶柱层析法得到白色固体产物1，4-二丙酰基-2-甲氧基-3-(2-四氢呋喃基)-1，2，3，4-四氢吡嗪-2-乙酸乙酯0.43g，收率62.1％。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz，δppm)1.02-1.34(m，6H)，1.21-1.29(m， 3H)，1.67-1.73(m，2H)，1.83-1.91(m，2H)，2.22-2.29(m，4H)，3.18(s， 3H)，3.71-3.82(m，2H)，4.21-4.28(m，3H)，5.13-5.24(m，1H)，6.22(d， J＝8.2Hz，1H)，6.24(d，J＝8.2Hz，1H).MS(ESI)m/z：369.20[M+H]⁺.

实施例6

以1位和4位R¹为异丁酰基，3位R²为乙基取代的1，4-二氢吡嗪-2-羧酸酯为原料进行制备。

将1，4-二异丁酰基-1，4-二氢吡嗪-2-乙酸乙酯(0.5g，1.70mmol) 溶解于30mL有机溶剂(甲醇∶四氢呋喃＝1∶1)中，室温下置于石英光反应器中，选取波长为410nm的LED光源进行照射5天，反应完全。减压蒸馏，除去溶剂。用硅胶柱层析法得到白色固体产物1，4-二异丁酰基-2-甲氧基-3-(2-四氢呋喃基)-1，2，3，4-四氢吡嗪-2-乙酸乙酯0.36g，收率53.4％。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz，δppm)1.10(d，6H)，1.12(d，6H)， 1.22-1.29(m，3H)，1.59-1.68(m，2H)，1.80-1.90(m，2H)，2.35-2.69(m， 2H)，3.30(s，3H)，3.70-3.81(m，2H)，4.23-4.32(m，3H)，5.19-5.34(m， 1H)，6.23(d，J＝8.0Hz，1H)，6.25(d，J＝8.0Hz，1H).MS(ESI)m/z： 397.23[M+H]⁺.

实施例7

四氮唑盐还原法(MTT)测试化合物体外抑制人肝癌细胞HepG2 的细胞生长实验，具体方法如下。

收集对数生长期HepG2细胞，接种于96孔培养板，每孔细胞数为1.0×10⁵/100μL，置于37℃下的5％CO₂培养箱中进行培养，次日去掉培养基，加入不同浓度化合物100μL(化合物浓度采用对倍稀释，每一个化合物设置5～6个浓度，每一测试设3个平行孔，重复3次)，阴性对照组不加药物，48h后，每孔加入MTT 10μL，继续培养4h，再每孔加入DMSO 100μL终止反应，常温放置1h，用酶标仪检测每孔在492nm处的吸光度OD值，计算细胞生长抑制率。

化合物对细胞的生长抑制率(％)＝(溶剂对照组平均OD值-用药组平均OD值)/对照组平均OD值，然后根据不同化合物浓度对细胞的生长抑制率(％)计算药物的IC₅₀。

测定结果见表1。

实施例8

四氮唑盐还原法(MTT)测试化合物体外抑制人乳腺癌细胞 MCF-7的细胞生长实验，具体方法如下。

收集对数生长期MCF-7细胞，接种于96孔培养板，每孔细胞数为1.0×10⁵/100μL，置于37℃下的5％CO₂培养箱中进行培养，次日去掉培养基，加入不同浓度化合物100μL(化合物浓度采用对倍稀释，每一个化合物设置5～6个浓度，每一测试设3个平行孔，重复3次)，阴性对照组不加药物，48h后，每孔加入MTT 10μL，继续培养4h，再每孔加入DMSO 100μL终止反应，常温放置1h，用酶标仪检测每孔在492nm处的吸光度OD值，计算细胞生长抑制率。

测定结果见表1。

表1：以顺铂为阳性对照，对合成的6个目标化合物进行活性测定。

本发明合成的1，2，3，4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物对人肝癌 HepG2细胞和人乳腺癌MCF-7细胞具有明显抑制作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物，其特征在于：其结构式如Ⅰ：

R¹表示C_2-8酰基；R²表示C_1-8烷基。

2.根据权利要求1所述的1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物，其特征在于，所述R¹为2～4个碳原子酰基，所述R²为1～4个碳原子烷基。

3.如权利要求1所述1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物Ⅰ的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将不同取代的1,4-二氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物溶解于有机溶剂中，置于石英光反应器中，在室温下利用LED光源对其进行照射，得到式Ⅰ表示的1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物，

R¹表示C_2-8酰基；R²表示C_1-8烷基，所述有机溶剂为甲醇：四氢呋喃＝1：1溶剂。

4.根据权利要求3所述的1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物Ⅰ的制备方法，其特征在于，所述R¹为2～4个碳原子酰基，所述R²为1～4个碳原子烷基。

5.根据权利要求3所述的1,2,3,4-四氢吡嗪-2-羧酸酯类化合物Ⅰ的制备方法，其特征在于，以LED灯光源为波长410nm光源。

6.如权利要求1所示化合物在制备肝癌、乳腺癌的预防和治疗药物中的应用。