CN110183464B - 一种抗癌化合物艾斯替尼及其合成方法和应用 - Google Patents

一种抗癌化合物艾斯替尼及其合成方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗癌化合物艾斯替尼及其合成方法和应用，该化合物艾斯替尼其药学上可接受的盐或溶剂化物；结构式如下式I所示：

Description

一种抗癌化合物艾斯替尼及其合成方法和应用
技术领域
本发明属于药物研发和合成技术领域，具体涉及一种抗癌化合物艾斯替尼及其合成方法和应用。
背景技术
Aurora家族是一种丝/苏氨酸蛋白激酶，在哺乳动物有Aurora-A、Aurora-B、Aurora-C三种类型。Aurora激酶抑制剂是肿瘤分子靶向治疗的新领域。Aurora家族3个成员的功能是参与调节中心体、微管功能，保证染色体的精确分离和有效的胞浆分离，它们通常都在G/M期达到高峰，调节着细胞周期中G2/M转换，是调节M期进展的关键因子。其中Aurora-A和Aurora-B与肿瘤密切相关。首先，Aurora-A定位在20q13，Aurora-B定位在17p13，都在易位、缺失或扩增活跃的染色体区段，意味着它们具有天然的不稳定性；其次，这两个染色体区在乳腺癌和结直肠癌肿瘤组织中以及乳腺癌、卵巢癌、结肠癌、前列腺癌、神经母细胞瘤和官颈癌细胞株中普遍存在扩增；再次，当Ratl、NIH3T3细胞中转染高表达的Aurora-A可以使该细胞转化成肿瘤细胞，将这砦转染细胞注射到裸鼠体内可见肿瘤形成。Aurora激酶导致肿瘤的机制与在有丝分裂过程中染色体和染色质不能准确分类有关，例如在乳腺癌中Aurora激酶通过p53基因、BRCAl基因、PTEN/PDK/AKT信号通路、Aurora基因多态性、雌激素等因素相互作用参与乳腺癌肿瘤形成。
现有技术中，通过抑制aurora激酶达到抗肿瘤效果的化合物已有研究，但是也存在一些缺陷，如对激酶的抑制效果差、选择性低等。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种抗癌化合物艾斯替尼，化学名为：N2-(4-氟苯基)-N4-(6-(喹啉-4-基)二苯[b,d]噻吩-2-基)噻吩并[3,2-d]嘧啶-2,4-二胺。该化合物是一种全新的、有效的、高度选择性的Aurora-A激酶抑制剂，作用于Aurora-A激酶，从而有效抑制肿瘤细胞的生长，达到抗癌效果。
本发明还提供一种抗癌化合物艾斯替尼的合成方法和应用。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种抗癌化合物艾斯替尼，其药学上可接受的盐或溶剂化物；其结构式如下式I所示：
Figure BDA0002080693660000021
本发明所述的抗癌化合物艾斯替尼的合成方法，由化合物(2)和化合物(3)作为起始原料，经下列一系列反应，最终制得化合物(1)艾斯替尼：
Figure BDA0002080693660000022
作为优选，所述化合物(2)和化合物(3)经钯催化偶合反应制得化合物(4)，反应式如下所示：
Figure BDA0002080693660000023
其中，所述化合物(2)和化合物(3)经钯催化偶合反应的反应溶剂选自无水四氢呋喃，无水乙醚，无水甲基叔丁基醚，无水二氯甲烷，无水甲苯，无水乙腈，无水DMA，无水DMF，无水DMSO，无水叔丁基醚和无水2-甲基四氢呋喃中的一种或者几种；反应温度为-78～25℃；反应中所使用的碱选自正丁基锂，叔丁基锂，仲丁基锂，氢化钠，氢化钾和二异丙基氨基锂中的一种或者几种；钯催化剂选自Pd(OAc)2,PdCl2,Pd(MeCN)2Cl2,Pd(PPh3)4,Pd(TFA)2和Pd2(dba)3中的一种或者几种；化合物(2)与化合物(3)得摩尔比为1:1～1:1.2；化合物(2)与催化剂的摩尔比为100:1～20:1；化合物(2)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:1～1:5。
作为优选，所述化合物(4)经脱保护反应后制得化合物(5)，反应式如下所示：
Figure BDA0002080693660000031
其反应条件为：反应溶剂选自甲醇，乙醇，异丙醇，四氢呋喃，正丙醇，正丁醇和2-丁醇中的一种或者几种；反应温度为0～40℃。
作为优选，所述化合物(5)和化合物(6)经一步取代反应制得化合物(7)，反应式如下所示：
Figure BDA0002080693660000032
其中，所述化合物(5)和化合物(6)经一步取代反应的反应溶剂选自二氯甲烷，无水DMA，无水DMF，无水DMSO，甲基叔丁基醚，甲苯，氯仿，四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中的一种或者几种；反应温度为25～120℃；反应中所使用的碱选自三乙胺(NEt3)，二异丙基乙胺(DIPEA)，碳酸钠，碳酸氢钠，碳酸铯，碳酸钾，碳酸氢钾，N,N-二甲基苯胺，DABCO和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)中的一种或者几种；化合物(5)与化合物(6)的摩尔比为1:1～1.2:1；化合物(5)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:1～1:4。
作为优选，所述化合物(7)与化合物(8)经取代反应制得化合物(1)，反应式如下所示：
Figure BDA0002080693660000041
其中，所述化合物(7)与化合物(8)经取代反应的反应溶剂选自无水DMSO，无水DMF，无水DMA，无水乙腈，无水四氢呋喃，无水甲苯和无水2-甲基四氢呋喃中的一种或者几种；反应温度为25～150℃；反应中所使用的酸选自三氟乙酸，对甲基苯磺酸，甲磺酸，三氟化硼和三氯化铝中的一种或者几种；化合物(7)与化合物(8)的摩尔比为1:1～1:1.2；化合物(7)与反应中所使用的酸的摩尔比为1:1～1:2。
本发明所述的抗癌化合物艾斯替尼作为Aurora-A激酶抑制剂在制备抗癌药物中的应用。
本发明所述的用于抗癌的药物组合物，其中含有所述的化合物艾斯替尼或其药学上可接受的盐或溶剂化物作为活性成分和药学上可接受的载体。
本发明化合物艾斯替尼是一种新型ATP竞争性小分子Aurora-A激酶抑制剂。艾斯替尼具有大于200倍的Aurora-A激酶选择性(相对于Aurora-B激酶)，它的的IC50为37.5nm，并且对于其它205种激酶没有任何显著的活性。在MM1.S和OPM1细胞体系中，艾斯替尼(0.5μ)具有抑制Aurora-A激酶磷酸化的效果，而不影响Aurora-B介导组蛋白H3的磷酸化。艾斯替尼能够显著抑制细胞增殖，对于多发性骨髓瘤细胞(MM)的IC50为0.002-1.47μM。对于原发性MM细胞和骨髓基质细胞存在的MM细胞系，以及IL-6、IGF-1，艾斯替尼具有更强的抗增殖活性：艾斯替尼(0.5μ)具有诱导2-8倍G2/M期初级MM细胞和细胞系的增加，以及显著的凋亡和衰老，主要原因是上调了p53、p21和p27的表达，以及PARP，caspase 3和caspase 9的裂解。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供了一种全新的化合物艾斯替尼，该化合物为一种有效的、高度选择性的Aurora-A激酶抑制剂，而不作用于Aurora-B激酶，从而有效选择性地抑制肿瘤细胞的生长，达到抗癌效果；此外，本发明的还提出一种全新的化合物艾斯替尼的合成方法，该合成方法简单易行，成本低，收率高，产品质量好，适合大工业化生产。
本发明的艾斯替尼作为新型的Aurora-A激酶抑制剂应用在制备抗癌药物中，比现有的Aurora-A激酶抑制剂药物具有成本低廉、易于制备及潜在的反应副作用小等优点，同对Aurora-A激酶的抑制效果好、选择性高，其即可单独使用，也可与化疗药或其他肿瘤免疫治疗药物联用，有望成为新型抗癌治疗药物。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
化合物(4)的制备
在氮气保护下，在-20℃条件下往50L反应釜中加入1.5kg(5mol)化合物(2)于15L无水四氢呋喃中，缓慢滴加352g(5.5mol)叔丁基锂。搅拌半小时后缓慢加入820g(6mol)无水氯化锌，搅拌半小时后加入15L无水DMA和催化剂Pd2(dba)3 46g(50mmol)，再加入化合物(3)980g(6mol)，缓慢升至零度，TLC监控反应完成后，反应液用5％氯化铵水溶液萃灭，分液，水相用乙酸乙酯萃取2次(10L)，合并有机相，再用饱和食盐水洗涤(10L)，分液，有机相经浓缩得化合物(4)粗品，粗品直接用于下步反应。
ESI+[M+H]+＝427.
化合物(5)的制备
在室温条件下往50L反应釜中加入上述所得化合物(4)粗品(5mol)于20L乙醇中，缓慢加入盐酸乙醇溶液2kg(20％)，TLC监控反应完成后，浓缩，在浓缩物中倒入10L甲基叔丁基醚打浆，过滤，滤饼用2L甲基叔丁基醚洗涤，滤饼经40℃真空干燥得化合物(5)精制品(盐酸盐)1.49kg(4.1mol)，摩尔收率为82％(两步总收率)。HPLC检测纯度：98.3％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.07(d,J＝7.5Hz,1H),8.57(ddd,J＝7.5,1.5,0.4Hz,1H),8.31–8.06(m,2H),7.95(ddt,J＝7.2,1.8,0.4Hz,1H),7.75–7.30(m,6H),6.80(dd,J＝7.5,1.5Hz,1H),3.49(s,2H).
ESI+[M+H]+＝327.
化合物(7)的制备
在室温条件下往50L反应釜中加入上述所得化合物(5)1.3kg(4mol)和化合物(6)800g(3.9mol)于20L无水DMF中，缓慢加入碳酸铯1.3kg(4mol)，升温至80℃左右，TLC监控反应完成后，降至室温，缓慢加入20L水，搅拌析晶2小时，过滤，滤饼用2L水洗涤，滤饼经40℃真空干燥得化合物(7)1.83kg(3.7mol)，摩尔收率为92.5％。HPLC检测纯度：98.1％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.13(d,J＝7.5Hz,1H),8.74(ddd,J＝7.5,1.5,0.5Hz,1H),8.28–8.19(m,2H),8.05–7.93(m,1H),7.83–7.75(m,2H),7.71–7.49(m,6H),7.44(d,J＝7.5Hz,1H),7.09(dd,J＝7.5,1.5Hz,1H).
ESI+[M+H]+＝495.
化合物(1)艾斯替尼的制备
在室温条件下往20L反应釜中加入1.48kg(3mol)化合物(7)和370g(3.3mol)化合物(8)于12L无水DMSO中。搅拌下缓慢加入三氟乙酸376g(3.3mol)，升温至120℃，TLC监控反应完成后，降至室温，加入到12L纯净水，搅拌析晶2h后过滤，滤饼用水洗涤，50℃真空干燥得艾斯替尼1.51kg(2.65mol)，摩尔收率为88％。HPLC检测纯度：99.7％。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.14(d,J＝7.5Hz,1H),8.74(ddd,J＝7.5,1.5,0.4Hz,1H),8.35–8.17(m,2H),8.06–7.94(m,1H),7.86–7.74(m,2H),7.72–7.43(m,9H),7.25–7.03(m,3H),5.21(s,1H).
ESI+[M+H]+＝570.
实施例2
按照实施例1的合成方法，不同之处在于：化合物(4)的制备中化合物(2)和化合物(3)经钯催化偶合反应的反应溶剂为无水乙醚；反应温度为-78℃；反应中所使用的碱为正丁基锂；钯催化剂选自Pd(OAc)2；化合物(2)与化合物(3)得摩尔比为1:1；化合物(2)与催化剂的摩尔比为20:1；化合物(2)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:1。
化合物(5)的制备中反应溶剂为甲醇；反应温度为0℃。摩尔收率为81.5％(两步总收率)。HPLC检测纯度：98.2％。
化合物(7)的制备中化合物(5)和化合物(6)经一步取代反应的反应溶剂为二氯甲烷；反应温度为50℃；反应中所使用的碱为三乙胺(NEt3)；化合物(5)与化合物(6)的摩尔比为1:1；化合物(5)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:2。摩尔收率为91.3％。HPLC检测纯度：98.2％。
化合物(1)艾斯替尼的制备中化合物(7)与化合物(8)经取代反应的反应溶剂选自无水DMF；反应温度为50℃；反应中所使用的酸选自对甲基苯磺酸，甲磺酸；化合物(7)与化合物(8)的摩尔比为1:1.2；化合物(7)与反应中所使用的酸的摩尔比为1:2。摩尔收率为86.5％。HPLC检测纯度：99.5％。
实施例3
按照实施例1的合成方法，不同之处在于：化合物(4)的制备中化合物(2)和化合物(3)经钯催化偶合反应的反应溶剂为无水DMF；反应温度为25℃；反应中所使用的碱为氢化钠；钯催化剂选自PdCl2；化合物(2)与化合物(3)得摩尔比为1:1.1；化合物(2)与催化剂的摩尔比为50:1；化合物(2)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:3。
化合物(5)的制备中反应溶剂为四氢呋喃；反应温度为40℃。摩尔收率为80.6％(两步总收率)。HPLC检测纯度：97.5％。
化合物(7)的制备中化合物(5)和化合物(6)经一步取代反应的反应溶剂为甲苯；反应温度为120℃；反应中所使用的碱为碳酸氢钠；化合物(5)与化合物(6)的摩尔比为1.2:1；化合物(5)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:4。摩尔收率为90.3％。HPLC检测纯度：97.4％。
化合物(1)艾斯替尼的制备中化合物(7)与化合物(8)经取代反应的反应溶剂选自无水四氢呋喃；反应温度为150℃；反应中所使用的酸选自对甲基苯磺酸，甲磺酸；化合物(7)与化合物(8)的摩尔比为1:1；化合物(7)与反应中所使用的酸的摩尔比为1:1。摩尔收率为85.7％。HPLC检测纯度：99.1％。
试验例1
本发明化合物对Aurora-A激酶的抑制作用
Aurora-A激酶HTRF试验
在ATP磷酸化的生物素酰化的多肽PLK存在下，开始Aurora-A的Aurora-A-TPX2-HTRF试验。试验大约进行120分钟，120分钟后加入检测试剂萃灭。这些检测试剂通过稀释激酶和用EDTA螯合重金属离子来停止反应。加完检测试剂后放置过夜，使得检测试剂达到平衡。
Aurora-A-HTRF试验使用到了1uL艾斯替尼(实施例1制备)的100％的DMSO溶液，20uL的ATP和生物素酰化的PLK，20uL的Aurora-A-TPX2-KGDGST激酶。缓冲液条件为：60mM的HEPES(4-羟乙基哌嗪乙磺酸)pH 7.5,25mM的氯化钠水溶液，10mM的MgCl水溶液，2mM的DTT(二硫苏糖醇),0.05％的BSA(牛血清白蛋白)。
实验用160uL的检测试剂萃灭，检测试剂成份为：50mM的Tris(三羟甲基氨基甲烷)pH 7.5,100mM的氯化钠水溶液，3mM的EDTA溶液，0.05％的BSA溶液和0.1％的土温20。
试验板用Rubystar高效时间分辨荧光检测仪读取数值。Eu-anti-PLK在320nm下激发，然后在615nm下放射出能量，上述能量激发SA-APC,SA-APC在655nm下放射能量。比例SA－APK(655nm)/Eu-anti-PLK(615nm)即为底物磷酸化的数值。
测定结果显示，本发明化合物作用于Aurora-A，其IC50为37.5nM。说明该化合物(1)具有高度的选择性和活性。
试验例2
本发明化合物对aurora-A激酶的高度选择性
选择含有Aurora-B激酶、Aurora-C激酶、SW480、DLD1、MDA-MB-231、HPAC或OCl-Y-7进行培养，然后加入实施例1制备的艾斯替尼进行检测。
测定结果显示，本发明化合物作用于Aurora-A激酶比作用于Aurora-B激酶、Aurora-C激酶、SW480、DLD1、MDA-MB-231、HPAC和OCl-Y-7选择性分别高200倍、235倍、270倍、360倍、440倍、390倍和210倍。说明该化合物(1)具有高度的选择性和活性。

Claims (10)

1.一种抗癌化合物艾斯替尼，其结构式如下式I所示：
Figure FDA0003121031930000011
2.一种权利要求1所述的抗癌化合物艾斯替尼的合成方法，其特征在于，由化合物(2)和化合物(3)作为起始原料，经下列一系列反应，最终制得化合物(1)艾斯替尼：
Figure FDA0003121031930000012
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述化合物(2)和化合物(3)经钯催化偶合反应制得化合物(4)，反应式如下所示：
Figure FDA0003121031930000013
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述化合物(2)和化合物(3)经钯催化偶合反应的反应溶剂选自无水四氢呋喃，无水乙醚，无水甲基叔丁基醚，无水二氯甲烷，无水甲苯，无水乙腈，无水DMA，无水DMF，无水DMSO，无水叔丁基醚和无水2-甲基四氢呋喃中的一种或者几种；反应温度为-78～25℃；反应中所使用的碱选自正丁基锂，叔丁基锂，仲丁基锂，氢化钠，氢化钾和二异丙基氨基锂中的一种或者几种；钯催化剂选自Pd(OAc)2,PdCl2,Pd(MeCN)2Cl2,Pd(PPh3)4,Pd(TFA)2和Pd2(dba)3中的一种或者几种；化合物(2)与化合物(3)的摩尔比 为1:1～1:1.2；化合物(2)与催化剂的摩尔比为100:1～20:1；化合物(2)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:1～1:5。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述化合物(4)经脱保护反应后制得化合物(5)，反应式如下所示：
Figure FDA0003121031930000021
其反应条件为：反应溶剂选自甲醇，乙醇，异丙醇，四氢呋喃，正丙醇，正丁醇和2-丁醇中的一种或者几种；反应温度为0～40℃。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述化合物(5)和化合物(6)经一步取代反应制得化合物(7)，反应式如下所示：
Figure FDA0003121031930000022
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述化合物(5)和化合物(6)经一步取代反应的反应溶剂选自二氯甲烷，无水DMA，无水DMF，无水DMSO，甲基叔丁基醚，甲苯，氯仿，四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃中的一种或者几种；反应温度为25～120℃；反应中所使用的碱选自三乙胺(NEt3)，二异丙基乙胺(DIPEA)，碳酸钠，碳酸氢钠，碳酸铯，碳酸钾，碳酸氢钾，N,N-二甲基苯胺，DABCO和1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)中的一种或者几种；化合物(5)与化合物(6)的摩尔比为1:1～1.2:1；化合物(5)与反应中所使用的碱的摩尔比为1:1～1:4。
8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述化合物(7)与化合物(8)经取代反应制得化合物(1)，反应式如下所示：
Figure FDA0003121031930000031
9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，所述化合物(7)与化合物(8)经取代反应的反应溶剂选自无水DMSO，无水DMF，无水DMA，无水乙腈，无水四氢呋喃，无水甲苯和无水2-甲基四氢呋喃中的一种或者几种；反应温度为25～150℃；反应中所使用的酸选自三氟乙酸，对甲基苯磺酸，甲磺酸，三氟化硼和三氯化铝中的一种或者几种；化合物(7)与化合物(8)的摩尔比为1:1～1:1.2；化合物(7)与反应中所使用的酸的摩尔比为1:1～1:2。
10.一种权利要求1所述的抗癌化合物艾斯替尼作为Aurora-A激酶抑制剂在制备抗癌药物中的应用。
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