CN109942566A - 异烟酸衍生物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明属药物化学领域，涉及一类结构新颖的异烟酸衍生物及其制备方法和用途。本发明主要涉及式(I)所示的异烟酸衍生物、立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐，及其制备方法和在制备抗癌药物中的用途。式(I)中：Z选自O、S、NR₃，其中R₃为氢或C₁～C₆的烷基；R₁选自C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基、卤代C₁～C₆烷基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基、卤素；R₂选自卤素、氰基、硝基、C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基或卤代C₁～C₆烷基；m为0‑4的整数；n为0‑5的整数；条件是Z选自NR₃，m为0、n为1时，R₂不为卤素。

Description

异烟酸衍生物及其制备方法和用途

技术领域

本发明属药物化学领域，涉及一类结构新颖的异烟酸衍生物，具体涉及含异噁唑杂环的异烟酸酯类衍生物和异烟酸酰胺类衍生物及其制备方法和用途。

背景技术

癌症是以细胞异常增殖及转移为特点的一大类疾病，是人类第二大致死病因，仅次于心脑血管疾病。癌症可于任何年龄在各种器官及组织中发生。根据世界卫生组织统计，2018年，全球大约有1810万癌症新发病例，960万癌症死亡病例。亚洲癌症新发病例(8751000人)，癌症发病率为48.4％，癌症死亡病例(5477000人)，癌症死亡人率为57.3％；欧洲癌症新发病例(4230000人)，癌症发病率为23.4％，癌症死亡病例(1943000人)，癌症死亡人率为20.3％；美洲癌症新发病例(3792000人)，癌症发病率为21.0％，癌症死亡病例(1371000人)，癌症死亡人率为14.4％；非洲癌症新发病例(1055000人)，癌症发病率为5.8％，癌症死亡病例(693000人)，癌症死亡人率为7.3％；大洋洲癌症新发病例(252000人)，癌症发病率为1.4％，癌症死亡病例(70000人)，癌症死亡人率为0.7％。从如上统计数据可以看出：亚洲是癌症发病率高、死亡率最多的地区。其中相比于其他国家，我国癌症发病率和死亡率均为全球第一。在1810万新增癌症患者中，我国占380.4万例，在960万癌症死亡病例中，我国占有229.6万例。这意味着，全球每新增100个癌症患者中，就有21人是我们中国人，也就是说我国平均每分钟有7人被确诊患癌症，每分钟就有将近5人死于癌症。

导致死亡的癌症种类主要有：肺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌及胃癌。其中肺癌发病率为11.6％，死亡率为18.4％；乳腺癌发病率为11.6％，死亡率为6.6％；结肠直肠癌发病率为10.2％，死亡率为9.2％；胃癌发病率为5.7％，死亡率为8.2％。然而在我国，肺癌的发病率也是最高的。对于男性来说，胃癌、肝癌、结直肠癌、食管癌等为高发癌症；对于女性来说，乳腺癌、结直肠癌、甲状腺癌、胃癌也为较高发癌症。

然而大部分癌症发现时已是中期至晚期，治疗总体效果较差。癌症已对人类的生存造成巨大威胁。

关于癌症的治疗手段有：外科手术、放射线治疗与化学药物治疗等。使用手术治疗有时无法根除癌细胞，从而使癌细胞扩散复发。另外手术治疗可能导致不可恢复的严重后果，如宫颈癌及膀胱癌的手术可能导致不孕及性功能障碍等；放射线治疗癌症时会伤及正常细胞；因此药物治疗是较好得选择。然而由于多药耐药性的不断出现，使得癌症的治疗困难重重。另外：目前临床上应用的抗癌药物仍无法达到令人满意的专一性程度，患者在进行化疗时，体内的正常细胞往往也会一并被毒杀，严重影响正常的生理机能，并伴有许多副作用。因此，必须开发出活性高、副作用低的专一性抗癌药物来满足临床的需求。

吡啶类衍生物具有广谱的生物活性：抑菌、抗炎、治疗心血管类疾病、降血脂、抗血小板聚集、植物生长调节剂等活性。专利文献CN1953748A也报道了烟酸衍生物具有预防和治疗癌症的活性；专利文献CN101210012A报道了烟酸衍生物具有降糖、降血脂、降血压、抗癌、抑菌、抗病毒等活性。近年来我们小组主要从事小分子抗癌药物化合物库的设计于合成。在前期研究工作中取得了良好的结果(CN103360382A,CN103664991A,CN103601762A)。然而上述化合物的活性有必要进一步改善。

发明内容

本发明的目的在于提供式(I)所示的异烟酸衍生物，经过活性研究表明，该类化合物对人肺癌细胞株A549、大肠癌细胞株HCT-116及乳腺癌细胞株MCF-7具有很强的抑制活性，可作为抗癌药物的候选化合物或先导化合物。

本发明通过如下技术方案实现：

一种式(I)所示的异烟酸衍生物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐，

其中：

Z选自O、S、NR₃，其中R₃为氢或C₁～C₆烷基；

R₁选自C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基、卤代C₁～C₆烷基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基、卤素；

R₂选自卤素、氰基、硝基、C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基或卤代C₁～C₆烷基；

m为0-4的整数；

n为0-5的整数；

条件是Z选自NR₃，m为0、n为1时，R₂不为卤素。

根据本发明的优选技术方案，式(I)中：

Z为O或NH；

R₁选自氟、氯、溴、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基、卤代C₁～C₄烷基、苯氧基；

R₂选自氟、氯、溴、硝基、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基、卤代C₁～C₄烷基；

m为0、1、2的整数，当m大于1时，R₁可以为相同或不同的基团；

n为0、1、2、3的整数；当n大于1时，R₂可以为相同或不同的基团；

条件是Z选自NR₃，m为0、n为1时，R₂不为氟、氯、溴。

优选地，所述式(I)中，Z为O；

R₁选自3-吡啶基上2和/或6位取代基，所述取代基选自氟、氯、溴、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基；

R₂选自1-苯基上2，和/或4，和/或6位取代基，所述取代基选自氟、氯、溴、硝基、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基或卤代C₁～C₄烷基。

根据本发明，所述式(I)所示的异烟酸衍生物选自下述任一种化合物：

式(I)所示的异烟酸衍生物，可以分别选择与药学上可接受的酸形成药学上可接受的盐。其中术语“药学上可接受的盐”包括但不限于与无机酸形成的盐(如盐酸盐、磷酸盐、二磷酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、亚磺酸盐、硝酸盐、及其类似盐；也包括与有机酸形成的盐，如乳酸、草酸、苹果酸盐、马来酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、磺酸盐、对甲苯磺酸盐、2-羟乙基磺酸盐、苯甲酸盐、水杨酸盐、硬脂酸盐、三氟乙酸或氨基酸和链烷酸盐如醋酸盐)，HOOC-(CH₂)s-COOH其中s是0-4的盐，及其类似盐。类似地，药学上可接受的阳离子包括但不限于钠、钾、钙、铝、锂和铵。

本发明还提供一种药物组合物，其包含治疗有效量的式(I)所示的化合物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐中的至少一种。

根据本发明，所述药物组合物还包含至少一种药学上可接受的辅料。所述辅料可以为惰性的、无毒的赋形剂、载体或稀释剂，例如所述辅料选自下列中的一种、两种或多种：崩解剂、助流剂、润滑剂、填充剂、粘合剂、着色剂、泡腾剂、矫味剂、防腐剂、包衣材料等。

本发明还提供一种药物制剂，所述制剂包括本发明的式(I)所示的化合物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐中的至少一种。

根据本发明，所述制剂优选为固体口服制剂、液体口服制剂或注射剂。

根据本发明，所述制剂选自片剂(分散片、肠溶片、咀嚼片、口崩片)、胶囊、颗粒剂、口服溶液剂、注射用水针、注射用冻干粉针、大输液或小输液。

本发明还提供一种式(I)所示的异烟酸衍生物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐中的至少一种在制备用于抗癌症药物中的应用。

根据本发明，所述的癌症是与EGFR过渡表达和/或活性过高相关的癌症。

优选地，所述癌症选自：肠癌、膀胱癌，卵巢癌，乳腺癌，胃癌，食道癌，肺癌，头颈癌，结肠癌，咽癌和胰腺癌等。

还优选地，所述癌症为非小细胞肺癌(NSCLC)、肠癌、肠癌或乳腺癌。

本发明还提供一种式(I)所示的异烟酸衍生物的制备方法，包括如下步骤：

将式(III)所示的化合物与式(II)所示的化合物反应得到式(I)化合物；

其中，R₁、R₂、Z、m、n彼此独立地具有上文所述的定义；X选自离去基团。

优选地，所述X选自羟基或Cl；

如果需要保护，可以将式(II)和式(III)中的任何官能团予以保护，并且其后，如果有必要可以以任何次序：

(1)除去任何保护剂，和

(2)形成式(I)化合物的药学上可接受的盐。

根据本发明的制备方法，所述反应优选在缩合剂的作用下进行，所述缩合剂选自二环己基碳二亚胺(DCC)、羰基二咪唑(CDI)或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI·HCl)中的至少一种。

根据本发明，所述缩合剂中优选进一步加入活化剂，所述活化剂选自1-羟基苯并三唑(HOBT)、N,N-二异丙基乙胺或4-二甲氨基吡啶(DMAP)中的至少一种。

根据本发明的制备方法，所述反应的温度为-20℃至回流条件，优选0℃至30℃。

根据本发明的制备方法，所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙腈、二氧六环、四氢呋喃或DMF中的至少一种，优选为四氢呋喃。

根据本发明的制备方法，所述反应在碱性催化剂存在下进行，所述碱性催化剂为有机碱或无机碱，所述有机碱优选为三乙胺、三丙胺、DMAP、叔丁醇钾等；所述无机碱优选为碳酸钾、氢化钠、碳酸钠。

术语定义和说明

除非另有定义，否则本文所有科技术语具有的含义与权利要求主题所属领域技术人员通常理解的含义相同。

本申请说明书和权利要求书记载的数值范围，当该数值范围被定义为“整数”时，应当理解为记载了该范围的两个端点以及该范围内的每一个整数。例如，“0～4的整数”应当理解为记载了0、1、2、3、4的每一个整数。“更多个”表示三个或三个以上。

所述卤素指F、Cl、Br和I。

所述C₁～C₆烷基指具有1-6个碳原子的直链或支链烷基，所述C₁～C₆烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基。

所述C₁～C₆烷氧基是指-O-C₁～C₆烷基，其中C₁～C₆烷基如上述定义。

所述卤代C₁～C₆烷基是指上述C₁～C₆烷基碳链上任意一个、两个或多个H被卤素取代形成的基团。

所述芳基指具有6-20个(优选6-14个)碳原子的单环或多环芳香性基团，代表性的芳基包括：苯基、萘基、蒽基、芘基等。

所述芳基氧基指-O-芳基，其中芳基如上述定义。

所述的杂芳基指具有6-20个碳原子、1-4个选自N、S、O杂原子的单环或多环芳香性基团，代表性的杂芳基包括：噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、咪唑基、噻唑基、吲哚基、氮杂萘基、氮杂蒽基、氮杂芘基等。

所述杂芳基氧基指-O-杂芳基，其中杂芳基如上述定义。

所述的杂环基指具有3-20个碳原子、1-4个选自N、S、O杂原子的单环或多环非芳香性基团。特别地，所述杂环基可以包括但不限于：4元环，如氮杂环丁烷基、氧杂环丁烷基；5元环，如四氢呋喃基、二氧杂环戊烯基、吡咯烷基、咪唑烷基、吡唑烷基、吡咯啉基；或6元环，如四氢吡喃基、哌啶基、吗啉基、二噻烷基、硫代吗啉基、哌嗪基或三噻烷基；或7元环，如二氮杂环庚烷基。任选地，所述杂环基可以是苯并稠合的。所述杂环基可以是双环的，例如但不限于5,5元环，如六氢环戊并[c]吡咯-2(1H)-基环，或者5,6元双环，如六氢吡咯并[1,2-a]吡嗪-2(1H)-基环。

所述杂环基氧基指-O-杂环基，其中杂环基如上述定义。

术语“有效量”指的是，所述至少一种化合物和/或至少一种药学上可接受的盐对于能有效“治疗”个体的一种疾病或不适的用量。如果是癌症时，有效量能减少癌症或肿瘤细胞的数目；缩小肿瘤的大小；抑制或阻止肿瘤细胞向周边器官的侵入，例如，肿瘤蔓延入软组织或骨骼中；抑制或阻止肿瘤的转移；抑制或阻止肿瘤的生长；一定程度上减轻一种或多种与癌症相关的症状；减少发病率和死亡率；提高生活质量；或者是上述效果的结合。有效量可以是通过抑制EGFR活性来减少疾病症状的用量。对于癌症治疗，体内实验的效果可以通过评估如存活期、疾病进展时间(Time to Disease Progression，TDP)、反应率(ResponseRates，RR)、持续反应期和/或生活质量来测量。

本领域技术人员已经意识到，有效量可以随着给药的途径、赋形剂的剂量、以及与其他药物的合用而变化。

术语“有效量”还可指得是所述至少一种化合物和/或其至少一种药学上可接受的盐对抑制EGFR的过度表达和/或活性过高有效的剂量。

有益效果

本发明的化合物具有抗肿瘤、抗癌活性，尤其是对EGFR高表达的人肺癌细胞株A549、大肠癌细胞株HCT116和乳腺癌细胞株MCF-7具有很强的抑制活性。化合物YP-1对三种肿瘤细胞株(A549、HCT116和MCF-7)均显示出很强的活性，其中YP-1对A549和HCT116细胞系显示出极强的体外抑制活性，其IC₅₀值分别为：4.73×10^-6和3.60×10^-6μM，而阳性药吉非替尼对A549和HCT116的IC₅₀值分别为：21.6和17.9μM；化合物YP-28对三种肿瘤细胞株(A549、HCT116和MCF-7)均显示出较强的抑制活性，其中对A549细胞株显示出跟阳性药吉非替尼接近的抑制活性。

因此本发明的化合物具有广谱的抗癌、抗肿瘤活性，可作为治疗肿瘤、癌症的候选药物或先导化合物。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。需要说明的是，下述实施例不能作为对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上做出的改进都不违背本发明的精神。

其中，中间体和目标化合物的合成过程均以实施例中的代表说明，其余的中间体和目标化合物的合成过程同代表化合物。

仪器与试剂：

AVANCE III核磁共振仪(400MHz,DMSO-d₆,TMS为内标)，离子阱液质连用仪(DECAX-30000LCQ Deca XP)，可调波长式微孔板酶标仪(MolecularDeviesSPECTRAMAX190).可调波长式微孔板酶标仪(Molecular DeviesSPECTRAMAX190)。化学试剂均为市售的分析纯或化学纯试剂，RPMI1640购自Gibco公司，噻唑蓝[3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide,MTT]购自Sigma公司，其它试剂均为市售的分析纯，在使用前没有特殊说明未进行处理，四氢呋喃在使用前用干燥分子筛处理。

实施例1中间体3-取代苯基-5-羟甲基-异噁唑(II-1)或中间体3-取代苯基-5-氨甲基-异噁唑(II-2)的合成：

以取代苯甲醛为原料，通过合成肟、1,3-偶极环加成反应、甲磺酰酯化反应、叠氮化、还原反应制备(R₂和n如上文所述定义)，具体见下述流程：

中间体3-取代苯基-5-羟甲基-异噁唑(II-1)或中间体3-取代苯基-5-氨甲基-异噁唑(II-2)具体的合成过程详见本申请人在先申请的公开号为CN103360382A、CN103664991A和CN103601762A的三份申请，这三份申请的全文引入本文作为参考。

实施例2式(I)所示的异烟酸脂类衍生物的合成

其中以异烟酸和3-苯基-5-羟甲基-异噁唑的反应为示例说明：

[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-吡啶-3-甲酸酯(YP-77)的合成

将0.123g(1mmol)烟酸和0.206g(1mmol)DCC加入50mL圆底烧瓶，加入10mL干燥的THF，冰浴搅拌反应30min后，将溶有0.175g(1mmol)5-羟甲基-3-苯基-异噁唑和0.122g(1mmol)DMAP的10mL THF溶液缓慢滴加入反应体系，冰浴搅拌反应30min后自然升至室温反应。TLC检测反应完成后，反应液真空浓缩，残渣直接柱分离(V_(石油醚)：V_{(乙酸乙酯)}＝5:1～2:1)即得目标化合物[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-吡啶-3-甲酸酯(YP-77)。

按照实施例2的方法还合成了如下表格中的化合物，化合物Y-77与其余的化合物的表征数据为：

表1-化合物质谱数据

表2-表1中代表化合物的¹H NMR数据

实施例3生物活性试验

采用MTT法采用上述具体化合物进行抗大肠癌细胞株HCT-116、人肺癌细胞株A549及乳腺癌细胞株MCF-7的活性测试。具体的测试过程如下：

(1)将肺癌细胞株A549铺于96孔板中，加入100μL培养基培养，待细胞长至90％，将1μL药品加入孔中，每种药品检测8种不同的浓度(分别为药品的初始浓度，50μM、5μM、500nM、50nM、5nM、500pM、50pM)，每种药品浓度平行做3个复孔，培养18h之后，在每个孔中加入配置好的5mg/mLMTT溶液20μL，4小时后将培养基吸出，每孔加入150μL DMSO，在595nm波长下测定待测化合物的光密度(OD)值。其中阴性对照为DMSO。按照公式计算抑制率。

IC₅₀值由GraphPad Prism 5软件计算得出。

(2)大肠癌细胞株HCT-116及乳腺癌细胞株MCF-7的筛选过程同肺癌细胞株A549的筛选过程。

优选出的化合物抑制人肺癌细胞A549、大肠癌细胞珠HCT-116及乳腺癌细胞株MCF-7的活性结果见下表3、表4和表5。

表3-式(I)中部分实施例化合物抑制人肺癌细胞A549的活性测试结果

表4-式(I)中部分实施例化合物抑制大肠癌细胞珠HCT-116的活性测试结果

表5-式(I)中部分实施例化合物抑制乳腺癌细胞株MCF-7的活性测试结果

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.式(I)所示的异烟酸衍生物、立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐，

其中：

Z选自O、S、NR₃，其中R₃为氢或C₁～C₆烷基；

R₁选自C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基、卤代C₁～C₆烷基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基、卤素；

R₂选自卤素、氰基、硝基、C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基或卤代C₁～C₆烷基；

m为0-4的整数；

n为0-5的整数；

条件是Z选自NR₃，m为0、n为1时，R₂不为卤素。

2.根据权利要求1所述的异烟酸衍生物、立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐，其特征在于，式(I)中：

Z为O或NH；

R₁选自氟、氯、溴、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基、卤代C₁～C₄烷基、苯氧基；

R₂选自氟、氯、溴、硝基、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基、卤代C₁～C₄烷基；

m为0、1、2的整数，当m大于1时，R₁可以为相同或不同的基团；

n为0、1、2、3的整数；当n大于1时，R₂可以为相同或不同的基团；

条件是Z选自NR₃，m为0、n为1时，R₂不为氟、氯、溴。

3.根据权利要求1或2所述的异烟酸衍生物、立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐，其特征在于，式(I)中：

Z为O；

R₁选自3-吡啶基上2和/或6位取代基，所述取代基选自氟、氯、溴、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基；

R₂选自1-苯基上2，和/或4，和/或6位取代基，所述取代基选自氟、氯、溴、硝基、C₁～C₄烷基、C₁～C₄烷氧基或卤代C₁～C₄烷基。

4.根据权利要求1或2所述的异烟酸衍生物、立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐，其特征在于，所述式(I)所示的异烟酸衍生物选自下述任一种化合物：

5.一种药物组合物，其包含治疗有效量的权利要求1-4任一项所述异烟酸衍生物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的药物组合物，其特征在于，还包含至少一种药学上可接受的辅料；

优选地，所述辅料为惰性的、无毒的赋形剂、载体或稀释剂。

7.一种包括权利要求1-4任一项所述的异烟酸衍生物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐中的至少一种的药物制剂；

优选地，所述制剂为固体口服制剂、液体口服制剂或注射剂。

8.权利要求1-4任一项所述的异烟酸衍生物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐中的至少一种在制备用于抗癌症药物中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的癌症是与EGFR过渡表达和/或活性过高相关的癌症；

优选地，所述癌症选自：肠癌、膀胱癌，卵巢癌，乳腺癌，胃癌，食道癌，肺癌，头颈癌，结肠癌，咽癌和胰腺癌；

还优选地，所述癌症为非小细胞肺癌(NSCLC)、肠癌、肠癌或乳腺癌。

10.一种权利要求1-4任一项所述的异烟酸衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将式(III)所示的化合物与式(II)所示的化合物反应得到式(I)化合物；

其中，R₁、R₂、Z、m、n彼此独立地具有权利要求1-4任一项所述的定义；X选自离去基团。