CN110066274B

CN110066274B - 吡啶-2-甲酸衍生物及其制备方法与用途

Info

Publication number: CN110066274B
Application number: CN201910209491.3A
Authority: CN
Inventors: 雍建平; 卢灿忠
Original assignee: Xiamen Institute of Rare Earth Materials
Current assignee: Xiamen Institute of Rare Earth Materials
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2039-03-19
Also published as: CN110066274A; AU2019101281A4

Abstract

本发明属药物化学领域，具体涉及一类结构新颖的吡啶‑2‑甲酸衍生物及其制备方法与用途。本发明主要涉及如下式(I)所示的吡啶‑2‑甲酸衍生物、其立体异构体、消旋体、互变异构体、或其药学上可接受的盐，及其制备方法和在制备抗癌症药物中的用途。

Description

吡啶-2-甲酸衍生物及其制备方法与用途

技术领域

本发明属药物化学领域，具体涉及一类结构新颖的吡啶-2-甲酸衍生物及其制备方法与用途。

背景技术

癌症已成为世界范围内最重要的致死性疾病。癌症可于任何年龄在各种器官及组织中发生，导致死亡的主要癌症种类有：肺癌、乳腺癌、结肠直肠癌、前列腺癌及胃癌。

从我国近年来城乡前10位恶性肿瘤构成来看，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。据统计：肺癌已代替肝癌成为我国首位致死的恶性肿瘤，占全部恶性肿瘤死亡的22.7％(She J,et al. Chest.2013,143(4):1117-1126)。结肠癌和直肠癌统称大肠癌，是消化道常见恶性肿瘤。近年来我国大肠癌的发病率以极快的速度上升，就全国范围而言，大肠癌已上升至恶性肿瘤发病的第4位，在一些经济发展较快的城市中，如上海已高居第2位(李德録,等。中国肿瘤.2011,20(6):413-418)。

然而大部分癌症患者发觉病情时已是中期至晚期，临床治疗总体效果较差，尤其是多药耐药性的不断出现，使得癌症的治疗困难重重。因此，开发出活性高、副作用低的新型抗癌药物来满足临床的需求迫在眉睫。

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严重的后果，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；因此药物治疗癌症是较好得选择。然而我国临床上应用的抗癌药物大部分依赖进口，价格高昂。另外，大部分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[(1)Med.Chem.Res.,2014,23: 1248-1256；(2)Med.Chem.Res.,2014,23:1612-1621；Bioorg.Med.Chem.Lett., 2014,24:1209-1213；Eur.J.Med.Chem.,2014,73:243-249；Med.Chem.Res.,2013, 22:3663-3674]。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。然而上述药物的生物活性仍有待进一步改善。

发明内容

本发明的目的在于提供如式(I)所示的含异噁唑杂环的吡啶-2-甲酸衍生物及其制备方法与用途。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)所示的吡啶-2-甲酸衍生物、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选自卤素、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；

R₂选自C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基、卤代C₁～C₆烷基、氰基、硝基；

m为0-4的整数；

n为0-5的整数；

条件是m、n不同时为0，且m为0时，R₂不选自卤素、C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基，或n为0时，R₁不选自C₁～C₆烷基。

根据本发明优选的实施方案，式(I)中：

Z选自O、NH；

R₁选自氟、氯、溴、甲基、甲氧基、三氟甲基、苯氧基；

R₂选自氟、氯、溴、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、硝基或三氟甲基；

m为0、1、2的整数；

n为0、1、2、3的整数；

条件是m、n不同时为0，且m为0时，R₂不选自氟、氯、甲氧基、甲基，或n为0时，R₁不选自甲基。

优选地，R₁为2-吡啶基上5位和/或6位取代基；

优选地，R₂为1-苯基上4位取代基。

作为实例，所述式(I)所示的吡啶-2-甲酸衍生物选自下述任一种化合物：

式(I)所示的吡啶-2-甲酸衍生物，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。

根据本发明的实施方案，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。

根据本发明的实施方案，所述制剂优选为固体口服制剂、液体口服制剂或注射剂。

根据本发明的实施方案，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)所示的吡啶-2-甲酸衍生物、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。

根据本发明的实施方案，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，所述癌症选自非小细胞肺癌(NSCLC)、肠癌、肠癌、乳腺癌。

本发明还提供一种式(I)所示吡啶-2-甲酸衍生物的制备方法，包括如下步骤：

将式(I-1)所示的化合物与式(I-2)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。

如果需要保护，可以将式(I-1)和式(I-2)中的任何官能团予以保护；

并且其后，如果有必要(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。

根据本发明的实施方案，所述反应的温度为-20℃至回流条件，优选0℃至室温条件。

根据本发明的实施方案，所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、乙腈、二氧六环、四氢呋喃或DMF。

根据本发明的实施方案，所述反应在碱性催化剂的存在下进行，所述碱性催化剂选自有机碱或无机碱，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、碳酸钠等。

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。

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(Response Rates，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-20 对三种肿瘤细胞系均有较强的抑制活性，其中对A549细胞具有与阳性药吉非替尼相当的抑制活性；化合物YP-51对三种肿瘤细胞株均具有较强的抑制活性，其中对肺癌细胞系A549的抑制活性是阳性药吉非替尼的1.0×10¹¹倍。具体的结果见实施例4中的活性测试结果表3、表4和表5。

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(Molecular DeviesSPECTRAMAX190)，可调波长式微孔板酶标仪(Molecular Devies SPECTRAMAX190)。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)或中间体3-取代苯基-5- 氨甲基-异噁唑(III)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如上所述)，具体见下述流程：

中间体3-取代苯基-5-羟甲基-异噁唑(II)或中间体3-取代苯基-5-氨甲基-异噁唑(III)具体的合成过程详见专利文献CN103360382A、CN103664991A和 CN103601762A，这三份申请的全文引入本文作为参考。

实施例2式(I)所示的吡啶-2-甲酸酯类衍生物(I-1)的合成

其中以5-溴-吡啶-2-甲酸和3-(4-氯苯基)-5-羟甲基-异噁唑的反应为示例说明：

[(3-(4-氯苯基)-异噁唑-5-基)-甲基]-5-溴-吡啶-2-甲酸酯(YP-51)的合成

将0.202g(1mmol)5-溴-吡啶-2-甲酸和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-(4-氯苯基)-异噁唑和0.209g(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-(4-氯苯基)-异噁唑-5-基)-甲基]-5-溴-吡啶-2-甲酸酯(YP-51)。

实施例3式(I)所示的吡啶-2-甲酸酰胺衍生物(I-2)的合成

其中以5-溴-吡啶-2-甲酸和3-(4-氯苯基)-5-氨甲基-异噁唑的反应为示例说明：

N[(3-(4-氯苯基)-异噁唑-5-基)-甲基]-5-溴-吡啶-2-甲酰胺(YP-108)的合成

将0.202g(1mmol)5-溴-吡啶-2-甲酸，0.206g(1mmol)DCC和0.135g(1 mmol)HOBT加入50mL圆底烧瓶，加入10mL干燥的THF，冰浴搅拌反应30 min后，将溶有0.174g(1mmol)5-氨甲基-3-(4-氯苯基)-异噁唑和0.208g(1 mmol)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N[(3-(4-氯苯基)-异噁唑-5-基)-甲基]-5- 溴-吡啶-2-甲酰胺(YP-108)。

参考上述实施例，本申请还制备了如下表格中的化合物，上述实施例及表格中的化合物表征数据如下：

表1-质谱数据

表2-¹H NMR数据

实施例4生物活性试验

采用MTT法进行了抗大肠癌细胞株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(待测化合物)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5 mg/mL MTT溶液20μL，4小时后将培养基吸出，每孔加入150μL DMSO，在 595nm波长下测定其光密度(OD)值。其中阴性对照为DMSO。按照公式计算抑制率。

其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

“―^a”IC₅₀>1×10³

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

“―^a”IC₅₀>1×10³

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。