CN111233734B - 一种芳氧基马来酰亚胺化合物及其制备方法 - Google Patents

一种芳氧基马来酰亚胺化合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种芳氧基马来酰亚胺化合物，本发明还涉及一种芳氧基马来酰亚胺化合物的制备方法。本发明的有益效果是：本发明提供的一种芳氧基马来酰亚胺化合物结构新颖，合成方法简便，为芳氧基马来酰亚胺类化合物的合成提供了一条简便路径；本发明提供的芳氧基马来酰亚胺化合物能有效地的抑制微管蛋白和肿瘤细胞增殖的活性。

Description

一种芳氧基马来酰亚胺化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种芳氧基马来酰亚胺化合物及其制备方法。
背景技术
微管是真核细胞的细胞骨架主要成分，对于维持细胞的形态、功能和有丝分裂起着关键作用。由于肿瘤细胞的生长繁殖很旺盛，所以微管是癌症治疗药物的重要靶点，如长春碱、紫杉醇等抗肿瘤药物都是作用于微管来发挥抗癌活性。
微管的结构单元是微管蛋白，α-微管蛋白和β-微管蛋白首先形成二聚体，然后二聚体聚集而形成微管。因此，小分子药物如果能够与微管蛋白结合并影响其聚集，就可以干扰微管的生理功能，从而发挥抗肿瘤作用。现有的以微管蛋白为靶点的抗肿瘤药物，除了长春碱、紫杉醇之外，还有鬼臼毒素、秋水仙碱等。这些药物大都具有毒性大、易产生耐药性等缺点，因此很多研究者正在致力于开发具有新颖骨架结构的微管蛋白抑制剂。
尽管马来酰亚胺类骨架在有机物中较为常见，但芳氧基马来酰亚胺化合物很少见于文献报导。我们通过计算机辅助药物设计的方法，设计了一系列芳氧基马来酰亚胺化合物并进行了合成，并验证了该类化合物能够有效的抑制微管蛋白与抑制肿瘤细胞增殖的活性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种芳氧基马来酰亚胺化合物及其制备方法，能够有效的抑制微管蛋白与抑制肿瘤细胞增殖的活性。
实现本发明的技术方案是：
一种芳氧基马来酰亚胺化合物，结构如下式(I)或(II)所示：
其中R是0~2个卤素或甲酰基，可连在萘环的任意位置。
优选的，一种芳氧基马来酰亚胺化合物，为以下结构1-6中的任一：
优选的，一种芳氧基马来酰亚胺化合物，还可为以下结构7-12中的任一：
一种芳氧基马来酰亚胺化合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将2-对甲苯磺酰氧基马来酰亚胺13和酚类试剂14溶于有机溶剂a中；
（2）加入碱b的水溶液和相转移催化剂c，室温搅拌0.5~4 h，静置分液，分出有机相；
（3）用水洗涤有机相，干燥，柱层析分离或重结晶，得到目标产物15。
优选的，所述有机溶剂a可以是二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、苯或1,2-二氯乙烷。
优选的，所述碱b可以是碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾。
优选的，所述相转移催化剂c可以是四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵或氯化三乙基苄基铵。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的一种芳氧基马来酰亚胺化合物结构新颖，合成方法简便，为芳氧基马来酰亚胺类化合物的合成提供了一条简便路径。
（2）本发明提供的芳氧基马来酰亚胺化合物能有效地的抑制微管蛋白和肿瘤细胞增殖的活性。
具体实施方式
实施例1：本发明所提供的一种芳氧基马来酰亚胺化合物的制备方法
其中，起始原料2-对甲苯磺酰氧基马来酰亚胺13可依照如下方法制得（Yan M, etal. Computational Chemistry 2018, 6, 47-56）：
（1）在安装有分水器的三颈烧瓶中加入L-酒石酸15.00 g、二甲苯160 ml、对甲氧基苄胺13.0 ml，搅拌并加热回流12 h，其间补加二甲苯40 ml。将混合物冷却到室温，过滤，滤饼用冷的二氯甲烷洗涤，得到白色固体21.38 g。
（2）将上述白色固体6.80 g悬浮于二氯甲烷160 ml中，冰浴下缓慢加入对甲苯磺酰氯粉末15.50 g，然后边搅拌边缓慢滴加三乙胺11.2 ml。滴加完毕后，移除冰浴，自然升温至室温，搅拌过夜，然后加水淬灭反应。分液，水层用二氯甲烷提取，合并有机层，水洗三次，减压浓缩，用石油醚打浆，得到暗红色固体粉末，再用二氯甲烷-乙醚重结晶，得到白色粉末8.96 g。
（3）将上述白色粉末19.10 g与硝酸铈铵93.73 g悬浮在乙腈-水（279 ml：31 ml）中，搅拌并加热回流，直至TLC（石油醚：乙酸乙酯=4：1）显示反应已经完成。混合物冷却至室温，转移到2000 ml大烧杯中，缓慢加入水800 ml，静置过夜，待产物沉淀析出。过滤，所得固体通过硅胶柱层析（石油醚：乙酸乙酯=8：1）纯化，得到浅黄色粉末9.52 g，即2-对甲苯磺酰氧基马来酰亚胺 13。
将制得的2-对甲苯磺酰氧基马来酰亚胺13（300 mg，1.12 mmol）、酚类试剂（2.04mmol）溶于15 ml二氯甲烷中，加入碳酸钾水溶液（碳酸钾300 mg，水2.5 ml）和四丁基溴化铵（50 mg），室温搅拌，直至TLC（石油醚：乙酸乙酯=4：1）显示反应已经完成。静置分液，有机相用水洗涤3次，无水硫酸钠干燥过夜。滤除干燥剂，滤液浓缩，硅胶柱快速柱层析分离（石油醚：乙酸乙酯=15：1 ~ 7：1），得到目标化合物1~12，并对目标化合物的物化性能进行分析对比。
化合物1：暗红色固体，收率 44.7%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3): 5.19 (d, 1H, J=1.8), 7.31-7.33 (m, 1H), 7.49-7.51 (m, 1H), 7.55-7.59 (m, 3H), 7.82-7.83 (m,1H), 7.92-7.96 (m, 2H); 13C NMR (150 MHz, CDCl3): 101.1, 116.0, 120.9, 125.3,125.4, 127.1, 127.2, 127.3, 128.2, 135.0, 149.8, 159.8, 165.2, 169.1; HRMS:m/z [M+Na]+ calculated 262.0475, found 262.0473。
化合物2：浅黄色固体，收率33.7%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6): 5.67 (s, 1H),7.56-7.67 (m, 3H), 7.96 (m, 1H), 8.02-8.07 (m, 2H), 8.13 (m, 1H), 10.99 (s,1H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6): 101.6, 116.9, 119.7, 126.7, 127.5, 128.2,128.3, 131.0, 131.6, 134.0, 151.8, 158.9, 167.2, 171.5; HRMS: m/z [M+Na]+calculated 262.0475, found 262.0479。
化合物3：白色固体，收率25.6%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6): 5.54 (s, 1H),7.66-7.70 (m, 2H), 7.75-7.80 (m, 1H), 8.09-8.16 (m, 2H), 8.20-8.22 (m, 1H),11.01 (br, 1H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6): 102.5, 112.9, 120.6, 126.8, 127.5,129.2, 129.2, 130.9, 132.5, 132.8, 149.4, 158.3, 166.7, 171.0; HRMS: m/z [M+Na]+ calculated 339.9580, found 339.9581。
化合物4：浅黄色固体，收率18.7%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6): 5.66 (s, 1H),7.57-7.59 (m, 1H), 7.70-7.73 (m, 1H), 7.93-7.95 (m, 2H), 8.05-8.07 (m, 1H),8.31 (m, 1H), 10.94 (s, 1H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6): 102.0, 117.1, 119.7,121.0, 130.2, 130.3, 130.4, 130.5, 132.6, 132.8, 152.2, 158.6, 167.1, 171.4;HRMS: m/z [M+Na]+ calculated 339.9580, found 339.9582。
化合物5：白色固体，收率21.9%. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6): 5.65 (s, 1H),7.78-7.80 (m, 1H), 7.93-7.96 (m, 1H), 8.17-8.21 (m, 2H), 8.48-8.49 (m, 1H),11.09 (br, 1H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d 6): 102.8, 113.1, 120.9, 121.9, 129.2,130.1, 131.0, 131.3, 132.1, 133.9, 149.8, 158.1, 166.7, 171.0; HRMS: m/z [M+Na]+ calculated 419.8664, found 419.8665。
化合物6：白色固体，收率14.0%. 1H NMR (600 MHz, DMSO-d 6): 5.77 (d, 1H, J=1.2), 7.66-7.68 (m, 1H), 7.96-7.98 (m, 1H), 8.03 (m, 1H), 8.12 (m, 1H), 8.32(m, 1H), 8.66 (m, 1H), 10.16 (s, 1H), 10.95 (br, 1H); 13C NMR (400 MHz, DMSO-d 6): 102.6, 117.1, 121.0, 123.9, 129.4, 130.9, 133.0, 134.4, 134.8, 137.3,154.2, 158.2, 167.1, 171.4, 193.4; HRMS: m/z [M+H]+ calculated 268.0604,found 268.0601。
化合物7：白色固体，收率43.0%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): 1.26 (d, 6H, J=6.8), 2.95 (m, 1H), 5.32 (s, 1H), 7.09-7.12 (m, 2H), 7.27-7.31 (m, 2H), 7.60(br, 1H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 24.0, 33.7, 100.3, 119.5, 128.2, 147.7,151.8, 159.8, 165.5, 169.5; HRMS: m/z [M+Na]+ calculated 254.0788, found254.0793。
化合物8：白色固体， 收率 42.6%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3): 1.34 (s, 9H),5.33 (d, 1H, J=1.2), 7.10-7.12 (m, 2H), 7.23 (br, 1H), 7.43-7.46 (m, 2H); 13CNMR (100 MHz, CDCl3): 30.3, 33.6, 99.3, 118.1, 126.2, 149.0, 150.5, 158.7,164.4, 168.4; HRMS: m/z [M+Na]+ calculated 268.0944, found 268.0947。
化合物9：白色固体， 收率 47.3%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): 2.27 (s, 3H),2.28 (s, 3H), 5.29 (s, 1H), 6.91 (m, 1H), 6.96 (m, 1H), 7.18 (m, 1H), 7.58(br, 1H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 19.3, 20.0, 100.2, 116.7, 120.6, 131.1,135.4, 139.1, 151.8, 159.9, 165.5, 169.6; HRMS: m/z [M+Na]+ calculated240.0631, found 240.0637。
化合物10：白色固体， 收率 37.7%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3): 2.08 (s, 3H),2.28 (s, 3H), 2.30 (s, 3H), 5.13 (d, 1H, J=1.2), 6.76 (s, 1H), 6.93 (s, 1H),7.15 (br, 1H); 13C NMR (150 MHz, CDCl3): 11.7, 20.0, 20.9, 100.5, 117.7,124.5, 129.3, 136.9, 139.3, 152.1, 159.8, 165.1, 169.1; HRMS: m/z [M+Na]+calculated 254.0788, found 254.0786。
化合物11：白色固体，收率38.9%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): 1.23 (d, 6H, J=6.9), 2.20 (s, 3H), 2.89 (m, 1H), 5.14 (d, 1H, J=1.6), 6.96 (m, 1H), 7.08-7.10 (m, 1H), 7.20-7.22 (m, 1H), 7.46 (br, 1H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3):15.3, 23.9, 33.6, 100.3, 117.6, 125.2, 126.2, 131.9, 149.3, 152.2, 159.6,165.2, 169.4; HRMS: m/z [M+Na]+ calculated 268.0944, found 268.0946。
化合物12：白色固体，收率36.6%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): 1.25 (t, 3H, J=7.5), 2.78 (q, 2H, J=7.5), 5.34 (d, 1H, J=1.4), 6.98-7.00 (m, 1H), 7.10 (m,1H), 7.37 (br, 1H), 7.41-7.43 (m, 1H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): 13.6, 26.8,100.7, 118.3, 120.6, 131.0, 132.0, 144.4, 152.3, 159.3, 165.0, 168.9; HRMS:m/z [M+Na]+ calculated 274.0241, found 274.0252。
实施例2：细胞增殖抑制实验
采用CellTiter-Glo Luminescent 细胞活力试剂盒检测本发明提供的化合物对A549肿瘤细胞增殖的抑制活性。将细胞悬液加到96孔板上（90 µl /孔），在37℃，5％CO2，潮湿条件下孵育24小时。加入待测化合物，继续孵育72小时。每个孔中加入30µl Cell titer-Glo试剂，振摇10分钟使细胞消化，室温下稳定2分钟，然后用Envision多功能酶标仪测定光学信号，计算抑制率。
以下是部分化合物在10 µM浓度下对A549肿瘤细胞的抑制率（阳性对照药为Tivantinib）：
化合物 1 2 3 4 12 Tivantinib
抑制率（%） 30.36 86.36 84.57 51.83 18.96 36.22
根据试验说明，本发明制备的化合物2和3对肿瘤细胞的活性抑制率高。
实施例3：微管蛋白聚合抑制实验
依照文献（Shelanski ML et al. Proc Natl Acad Sci U S A 1973，70，765-768），通过三轮基于温度的聚合/解聚循环，从猪脑中分离得到微管蛋白；在第一轮的聚合中，加入甘油（4 M）与苯甲磺酰氟（0.2 mM）。通过磷酸纤维素P11色谱法制得均质的微管蛋白，-70 oC储存备用。
将微管蛋白与不同浓度的待测化合物在含有1 mM GTP 和5%甘油的PEM缓冲液（100 mM PIPES, 1 mM MgCl2, 1 mM EGTA）中混合，在37 oC下，使用SPECTRA MAX 190(Molecular Device) 分光光度计于340 nm波长下通过光散射法检测微管的聚合，使用平台区的吸光度值进行抑制率和IC50的计算。
以下是部分化合物抑制微管蛋白聚合的活性（阳性对照药为Tivantinib）：
化合物 2 3 Tivantinib
IC50（µM） 41.9 27.8 8.7
根据试验说明，本发明制备的化合物2和3对微管蛋白聚合的活性抑制率高。

Claims (4)

1.一种芳氧基马来酰亚胺化合物，其特征在于，为以下结构中的任意一种：
2.一种芳氧基马来酰亚胺化合物，其特征在于，为以下结构中的任意一种：
3.权利要求1或2所述的芳氧基马来酰亚胺化合物在制备抑制A549肿瘤细胞增殖药物上的应用。
4.权利要求1所述的芳氧基马来酰亚胺化合物在制备微管蛋白聚合抑制剂上的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Synthesis and DFT studies of novel aryloxymaleimides via nucleophilic substitution of tosyloxy group";Maocai Yan等;《Journal of Molecular Structure》;20190406;第1189卷;第155-160页 *

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