CN110368386A - 一种含氧桥环化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用 - Google Patents

一种含氧桥环化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种化合物的用途技术领域,且公开了一种含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,本发明公开了化合物LZ‑12、LZ‑13、LZ‑17、LZ‑22和LZ‑26在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,本发明通过实验证明这五种化合物中的任一种能有效杀死人宫颈癌和非小细胞肺癌肿瘤细胞,且随着化合物剂量的增加,被杀伤和死亡的细胞也剂量依赖性地增加,因而证明和发掘了其在治疗恶性肿瘤的药物中的新用途,开拓了新的应用领域,为上述恶性肿瘤提供了新的药物,解决了此类疾病化学治疗中肿瘤细胞对化疗药物耐受的难题。

Description

一种含氧桥环化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用
技术领域
本发明涉及一种化合物的用途技术领域,具体为一种含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用。
背景技术
恶性肿瘤是危害人类健康的重大疾病,已为我国居民死因的第一位。化学治疗目前仍是许多恶性肿瘤治疗的主要手段,但肿瘤细胞对化疗药物的耐受,包括原发性耐药和获得性耐药,一直是临床上困扰和制约恶性肿瘤化学治疗的首要问题。因而,探寻具有高效抗癌活性的创新药物刻不容缓。通过全合成的手段发展1类新药,无论是对于解决药物来源,实现药物的工业化生产,还是对于资源和环境保护都具有重要意义。
文献(“Diastereoselective Construction of 6,8-Dioxabicyclo[3.2.1]octane Frameworks from Vinylethylene Carbonates via Palladium-Organo RelayCatalysis”,李青竹等,ACS Catalysis,2019年第9卷第8256页,公开日2019年8月7日)公开了一种含氧桥环结构化合物的合成方法,该方法是在0℃~100℃的条件下在有机溶剂中,以碳酸乙烯酯和缺电子基取代的烯酮为原料,以四三苯基膦钯和酸 (Lewis酸或bronsted酸)共催化进行串联反应。所得产物之一的结构式如下:
其中R1、R2选自芳基(例如取代的苯基、噻吩基、呋喃基),R3选自吸电子基(例如对甲苯磺酸基),但该文献并没有揭示此类化合物的生物活性,更没有揭示其抗肿瘤活性及对肿瘤细胞杀伤效果。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,即在制药中的新用途,为治疗恶性肿瘤提供新药物。
(二)技术方案
为实现上述治疗恶性肿瘤提供新药物的目的,本发明提供如下技术方案:一种含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,本发明通过实验证明:含氧桥环结构化合物LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22、LZ-26中的任一种能有效杀死人宫颈癌和非小细胞肺癌肿瘤细胞,且随着化合物剂量的增加,被杀伤和死亡的细胞也剂量依赖性地增加,其杀肿瘤细胞作用呈现剂量依赖关系,因而证明含氧桥环结构化合物LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和 LZ-26能在制备治疗恶性肿瘤的药物中应用。
本发明所述含氧桥环结构化合物LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26 符合下述结构通式:
所述结构通式中R1为苯基,R2为对溴苯基时,即为化合物LZ-12,其结构式为:
所述结构通式中R1为苯基,R2为对氟苯基时,即为化合物LZ-13,其结构式为:
所述结构通式中R1为苯基,R2为时,即为化合物LZ-17,其结构式为:
所述结构通式中R1为对氟苯基,R2为苯基时,即为化合物LZ-22,其结构式为:
所述结构通式中R1为R2为苯基时,即为化合物LZ-26,其结构式为:
本发明采用乳酸脱氢酶释放实验分别检测含氧桥环结构化合物LZ-12、 LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26对人宫颈癌细胞和非小细胞肺癌细胞的细胞毒作用,证明了这五种含氧桥环结构化合物均能有效杀死上述肿瘤细胞,且被杀伤、死亡的细胞随着这五种含氧桥环结构化合物剂量的增加而依赖性地增加,呈剂量依赖性地杀伤这些人肿瘤细胞。
上述乳酸脱氢酶(简称LDH)释放实验中采用乳酸脱氢酶检测试剂盒(CytoToxNon-Radioactive Cytotoxicity Assay,Promega,货号G1780,批号0000015327)检测肿瘤细胞死亡率。其基本原理是:LDH是活细胞胞浆内的一种酶,当细胞损伤、细胞膜破碎时,LDH可释放至细胞培养液中,释放出来的LDH催化底物产生有色的化合物,在490nm处有一高吸收峰,根据读取的OD值,可计算细胞死亡率。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,具备以下有益效果:
1、该含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,通过对含氧桥环结构化合物LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26发掘了新的用途,即在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,开拓了新的应用领域。
2、该含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,通过对人宫颈癌和非小细胞肺癌的治疗提供了新的有效药物,推动了恶性肿瘤治疗领域的发展,具有很大的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:含氧桥环结构化合物LZ-12的制备:
在氮气保护下,依次向反应瓶中加入0.05mmol四三苯基膦钯,0.2mmol 酸性催化剂,即1mmol取代烯酮,即随后滴加碳酸乙烯酯,即的二氯甲烷溶液(1.5mmol碳酸乙烯酯溶于10ml 二氯甲烷溶液中),滴加完毕后,在60℃常压反应,TLC监测,24小时后反应结束,减压回收溶剂,剩余物通过柱层析分离得到目标产物LZ-12,收率70%,结构式如下:
1HNMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm):7.65(d,J=7.8Hz,2H),7.53(d,J=7.2Hz,2H),7.47(d,J=84Hz,2H),7.40-7.30(m,5H),7.09(d,J=8.4Hz,2H),4.34(d,J=6.6Hz ,1H),3.80(d,J=6.6Hz,1H),3.68(dd,J=9.0Hz,J=6.0Hz,1H),3.22(dd,J=9.0H z,J=7.2Hz,1H),3.04(dd,J=11.4Hz,J=9.6Hz,1H),2.92(dd,J=13.2Hz,J=8.4H z,1H),2.45(s,3H),2.30–2.21(m,2H),2.00(td,J=12.6Hz,J=7.8Hz,1H),1.8 4(t,J=12.0Hz,1H);13CNMR(150MHz,CDCl3):δ(ppm):143.6,139.7,138.2,134.7,131.5,129.9,12 8.8,128.3,127.1,125.7,125.1,122.1,108.6,84.4,70.7,51.6,51.3,48.2,3 8.7,37.4,21.6;高分辨质谱计算值:C27H26BrNO4+Na:562.0658,564.0638,实测值:562.0652,564.0643。
实施例2
含氧桥环结构化合物LZ-13的制备:
在氮气保护下,依次向反应瓶中加入0.05mmol四三苯基膦钯,0.2mmol 酸性催化剂,即1mmol取代烯酮,即随后滴加碳酸乙烯酯,即的二氯甲烷溶液(1.5mmol碳酸乙烯酯溶于10ml 二氯甲烷溶液中),滴加完毕后,在60℃常压反应,TLC监测,24小时后反应结束,减压回收溶剂,剩余物通过柱层析分离得到目标产物LZ-12,收率67%,结构式如下:
1HNMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm):7.63(d,J=7.8Hz,2H),7.53(d,J=8.4Hz,2H),7.38–7.30(m,5H),7.20–7.15(m,2H),7.05(t,J=8.4Hz,2H),4.35(d,J=7.8Hz ,1H),3.82(d,J=7.2Hz,1H),3.68(dd,J=9.6Hz,J=6.6Hz,1H),3.25(dd,J=9.0H z,J=6.6Hz,1H),3.04(dd,J=12.0Hz,J=9.0Hz,1H),2.90(dd,J=10.8Hz,J=9.6H z,1H),2.45(s,3H),2.31–2.22(m,2H),2.01(td,J=12.0Hz,J=7.2Hz,1H),1.8 4(dd,J=14.4Hz,J=13.2Hz,1H);13CNMR(150MHz,CDCl3):δ(ppm):162.4(d,JC-F=240.0Hz),143.6,139.6,135.1( d,JC-F=3.0Hz),134.7,129.8,128.6,128.3,127.1,125.9(d,JC-F=7.5Hz),125.1 ,115.7(d,JC-F=22.5Hz),108.6,84.4,70.9,51.6,51.5,48.3,38.7,37.4,21.6;19FNMR(564MHz,CDCl3)δ(ppm):-113.5;高分辨质谱计算值: C27H26FNO4S+Na:502.1459,实测值:502.1456。
实施例3
含氧桥环结构化合物LZ-17的制备:
在氮气保护下,依次向反应瓶中加入0.05mmol四三苯基膦钯,0.2mmol 酸性催化剂,即1mmol取代烯酮,即随后滴加碳酸乙烯酯,即的二氯甲烷溶液(1.5mmol碳酸乙烯酯溶于10ml 二氯甲烷溶液中),滴加完毕后,在60℃常压反应,TLC监测,24小时后反应结束,减压回收溶剂,剩余物通过柱层析分离得到目标产物LZ-12,收率58%,结构式如下:
1HNMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm):7.69(d,J=8.4Hz,2H),7.52(d,J=7.8Hz,2H),7.39–7.29(m,6H),7.02(dd,J=4.8Hz,J=3.6Hz,1H),6.93(d,J=3.6Hz,1H),4.2 5(d,J=7.2Hz,1H),4.01(d,J=7.8Hz,1H),3.72(dd,J=9.0Hz,J=5.4Hz,1H),3.5 6(dd,9.6Hz,J=6.6Hz,1H),3.01–2.90(m,2H),2.46(s,3H),2.32–2.21(m,3H ),1.83(dd,J=12.6Hz,J=10.2Hz,1H);13CNMR(150MHz,CDCl3):δ(ppm):143.7,140.7,139.5,134.7,129.7,128.7,128.2,127.2,127.0,125.3,125.1,124.2,108.9,82.8,71.5,51.7,50.5,48.3,38 .6,37.5,21.6;高分辨质谱计算值:C25H25NO4S2+Na:490.1117,实测值:490.1117。
实施例4
含氧桥环结构化合物LZ-22的制备:
在氮气保护下,依次向反应瓶中加入0.05mmol四三苯基膦钯,0.2mmol 酸性催化剂,即1mmol取代烯酮,即随后滴加碳酸乙烯酯,即的二氯甲烷溶液(1.5mmol碳酸乙烯酯溶于10ml二氯甲烷溶液中),滴加完毕后,在60℃常压反应,TLC监测,24小时后反应结束,减压回收溶剂,剩余物通过柱层析分离得到目标产物LZ-12,收率60%,结构式如下:
1HNMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm):7.70(d,J=7.8Hz,2H),7.52(d,J=8.4Hz,2H),7.39–7.30(m,5H),7.22–7.15(m,2H),7.03(t,J=8.4Hz,2H),4.36(d,J=7.2Hz ,1H),3.86(d,J=6.6Hz,1H),3.68(dd,J=9.0Hz,J=7.2Hz,1H),3.25(dd,J=9.0H z,J=7.2Hz,1H),3.04(dd,J=11.4Hz,J=9.0Hz,1H),2.92(dd,J=10.8Hz,J=9.0H z,1H),2.45(s,3H),2.30–2.22(m,2H),2.04(td,J=11.4Hz,J=7.2Hz,1H),1.8 3(dd,J=13.8Hz,J=12.0Hz,1H);13CNMR(150MHz,CDCl3):δ(ppm):162.9(d,JC-F=240.0Hz),143.5,139.0,135.9 (d,JC-F=3.0Hz),134.7,129.8,128.6,128.1,127.2(d,JC-F=7.5Hz),127.12, 124.0,115.1(d,JC-F=22.5Hz),108.1,84.9,70.9,51.6,51.4,48.4,38.7,37. 4,21.6;19FNMR(564MHz,CDCl3)δ(ppm):-113.2;高分辨质谱计算值: C27H26FNO4S+Na:502.1459,实测值:502.1457。
实施例5
含氧桥环结构化合物LZ-26的制备:
在氮气保护下,依次向反应瓶中加入0.05mmol四三苯基膦钯,0.2mmol 酸性催化剂,即1mmol取代烯酮,即随后滴加碳酸乙烯酯,即的二氯甲烷溶液(1.5mmol碳酸乙烯酯溶于10ml 二氯甲烷溶液中),滴加完毕后,在60℃常压反应,TLC监测,24小时后反应结束,减压回收溶剂,剩余物通过柱层析分离得到目标产物LZ-12,收率73%,结构式如下:
1HNMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm):7.65(d,J=8.4Hz,2H),7.37–7.28(m,6H),7.1 8(d,J=6.0Hz,3H),7.00(dd,J=5.4Hz,J=4.2Hz,1H),4.32(d,J=7.2Hz,1H),3.9 3(d,J=7.2Hz,1H),3.69(dd,J=9.0Hz,J=7.2Hz,1H),3.25(dd,J=9.6Hz,J=7.2H z,1H),3.01(dd,J=12.0Hz,J=9.0Hz,1H),2.95(dd,J=10.8Hz,J=8.4Hz,1H),2. 48–2.42(m,4H),2.44(s,3H),2.27–2.20(m,1H),2.04–1.98(m,2H);13CNMR(150MHz,CDCl3):δ(ppm):143.6,142.9,138.8,134.5,129.8,12.7,128. 1,127.1,126.6,126.0,125.1,124.0,106.4,85.1,70.9,51.6,51.1,48.4,38. 0,37.1,21.5;高分辨质谱计算值:C25H25NO4S2+Na:490.1117,实测值:490.1118。
以下含氧桥环结构化合物抗肿瘤活性的检测实施例中,所述10%胎牛血清的PRMI1640培养液购自Thermo Scientific公司,规格500ml/瓶,批号 NXK0719;所述乳酸脱氢酶检测试剂盒为CytoToxNon-Radioactive Cytotoxicity Assay,Promega,货号G1780,批号0000015327;所述酶标仪为 InfiniteM2000全功能酶标仪,TECAN;所述肿瘤细胞株均购自美国标准生物品收藏中心(American Type Culture Collection,ATCC)。
实施例6:采用乳酸脱氢酶释放实验,检测含氧桥环结构化合物LZ-12、 LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26对人非小细胞肺癌细胞A549的杀伤作用。
1、实验方法:
用含10%胎牛血清的PRMI1640培养液,并置37℃、5%CO2培养箱中培养人非小细胞肺癌细胞A549细胞,每3天用0.25%胰蛋白酶液消化细胞进行传代,并更换培养液。按0.7×104/孔浓度接种于96孔板上,置37℃、5%CO2培养箱中培养24h后,分别加入化合物LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26,每种化合物按照终浓度0.625μM、1.25μM、2.5μM、5μM、7.5μM、10μM、 15μM、20μM加入,阴性对照组细胞加入0.1%(v/v)的DMSO(与化合物浓度为20μM的实验组所加入的DMSO浓度相同),另设调零组(即细胞培养孔中没有细胞,只加入细胞培养液)。每个组设四个复孔,然后将96孔板置37℃、 5%CO2培养箱再培养72h,然后按下述方法检测化合物对肿瘤细胞的杀伤作用。
2、检测方法:
通过乳酸脱氢酶(LDH)释放实验,采用乳酸脱氢酶检测试剂盒检测肿瘤细胞死亡率,具体操作方法按照所述乳酸脱氢酶检测试剂盒的说明书进行,用检测缓冲液(AssayBuffer)重悬反应底物(Substrate Mix)。取96孔细胞培养板中每个组的3复孔的培养上清液50μl到一个新的96孔板中,各组剩下的一个复孔加入终浓度为0.9%(V/V)的Triton-x100(试剂盒提供),并置于37℃孵箱中50分钟以裂解细胞后,取50μl上清液加入新的96孔板中,然后在新的96孔板中毎孔再加入等体积的重悬好的反应底物液,室温孵育30 分钟后,每孔加入50μl终止液即1M的乙酸(试剂盒中提供)终止反应,用酶标仪(490nm波长)测每孔的OD值,裂解细胞孔所检测的OD值记为“细胞最大释放OD值”,阴性对照组的OD值记为“自然释放对照组OD值”。
根据检测的OD490值,按照下列公式计算细胞死亡率,结果以均数表示,并且采用SPSS软件Probit模块计算半数杀细胞浓度,即IC50。
3、检测结果:
如表1所示,这五种化合物均可有效杀死A549细胞,且随着化合物浓度的增加,它们对A549的杀伤作用也剂量依赖性地增加,通过SPSS软件Probit 模块计算,LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26导致半数A549细胞死亡的有效剂量(IC50)分别为8.6μM,5.7μM,6.8μM,4.6μM,6.8μM。
表1.LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26对A549细胞的体外杀伤结果:
实施例7:采用乳酸脱氢酶释放实验,检测含氧桥环结构化合物LZ-12、 LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26对人宫颈癌细胞HeLa的杀伤作用。
按照实施例6中的细胞培养方法将人宫颈癌细胞HeLa细胞按保种培养并接种于96孔培养板中。按实施例6中的方法设实验组、对照组和调零组,并通过乳酸脱氢酶(LDH)释放实验,分别检测LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22 和LZ-26所导致的HeLa细胞死亡率,结果以均数表示,并计算导致半数HeLa 细胞死亡的剂量(IC50)。
检测结果:如表2所示,这五种化合物均可有效杀死HeLa细胞,且随着化合物浓度的增加,它们对HeLa的杀伤作用也剂量依赖性地增加,通过SPSS 软件Probit模块计算,LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26导致半数HeLa 细胞死亡的有效剂量分别为8.6μM,5.0μM,6.9μM,4.9μM,4.9μM和7.2 μM。
表2.LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22和LZ-26对HeLa细胞的体外杀伤结果:
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,所述含氧桥环结构化合物为LZ-12、LZ-13、LZ-17、LZ-22、LZ-26中的一种,所述LZ-12的结构式为:
所述LZ-13的结构式为:
所述LZ-17的结构式为:
所述LZ-22的结构式为:
所述LZ-26的结构式为:
2.根据权利要求1所述的一种含氧桥环结构化合物在制备治疗恶性肿瘤的药物中的应用,其特征在于:所述恶性肿瘤为人宫颈癌和非小细胞肺癌中的一种。
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