CN111620881A - 拉罗替尼衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

拉罗替尼衍生物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种拉罗替尼衍生物及其制备方法和应用，本发明提供一种新的具有抗癌活性的拉罗替尼衍生物，对拉罗替尼衍生物进行分子改造，有助于提高其抗肿瘤活性，可应用于制备抗肿瘤药物中，对寻找新的抗肿瘤药物具有重要意义。

Description

拉罗替尼衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于药物合成技术领域，具体地说是涉及一种拉罗替尼衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
拉罗替尼(larotrectinib，1)，化学名为(3S)-N-[5-[(2R)-2-(2,5-二氟苯基)-1-吡咯烷基]吡唑并[1,5-A]嘧啶-3-基]-3-羟基-1-吡咯烷甲酰胺，是由Bayer(拜耳)和LoxoOncology共同研发的精准抗癌药，2018年11月26日获得美国FDA批准在美国上市，商品名为LOXO-101，中文商品名为拉罗替尼，其化学结构如下所示：
Figure BDA0002575327290000011
NTRK基因如果与其它基因发生融合，可导致异常激活，从而引起肿瘤的发生，拉罗替尼为NTRK基因抑制剂，是治疗该类肿瘤的第一选择。该药主要用于治疗患有NTRK基因融合的局部晚期或转移性实体瘤的成人和儿童患者，是一种广谱抗癌靶向药，可有效治疗的癌症类型包括：肺癌、甲状腺癌、黑色素瘤、胃肠癌、结肠癌、软组织肉瘤、唾液腺、婴儿纤维肉瘤、阑尾癌、乳腺癌、胆管癌、胰腺癌等17种。
某些癌种中，该药起效必需的基因融合突变，出现的概率太小了，也就意味着能从中受益的人数极其有限，因此本发明通过对拉罗替尼进行一系列的衍生，能够提高拉罗替尼的生物利用度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型抗肿瘤药物拉罗替尼衍生物及其制备方法，以及其在制备抗肿瘤药物中的应用。新的拉罗替尼衍生物具有抗癌活性特征，为合成新型抗肿瘤药物提供新的化合物，也为抗肿瘤药物的合成开辟新的途径。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种结构式如I所示的拉罗替尼衍生物：
Figure BDA0002575327290000021
其中，R1为H、-CH3、-OCH3、F、CF3中的一种；X为N或C；Y为O或、S；R2为苯基、吡啶基、环丙基中的一种。
本发明还提供了上述拉罗替尼衍生物的制备方法，反应器中加入结构式如II或III所示的中间体、异氰酸酯或异硫氰酸酯、碱、溶剂，
Figure BDA0002575327290000022
在20℃～80℃温度下搅拌至反应完全，反应结束后经柱层析得到产品。
其制备方法如下：
Figure BDA0002575327290000023
作为优选，所述溶剂为下列之一：乙腈、甲醇、二氯甲烷。
作为优选，所述中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯的摩尔比为1.0：1.05～1.20。
作为优选，所述中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯的摩尔比为1.0：1.1。
作为优选，所述碱为三乙胺。
作为优选，中间体II通过下述方法制备得到：
(1)缩合反应合成结构式如II-1所示化合物；
Figure BDA0002575327290000024
(2)环合反应合成结构式如II-2所示化合物；
Figure BDA0002575327290000031
(3)环合反应合成结构式如II-3所示化合物；
Figure BDA0002575327290000032
(4)三氟乙酸酐保护氨基反应合成结构式如II-4所示化合物；
Figure BDA0002575327290000033
(5)氯化反应合成结构式如II-5所示化合物；
Figure BDA0002575327290000034
(6)偶联反应合成结构式如II-6所示化合物；
Figure BDA0002575327290000035
(7)脱保护反应合成结构式如II-7所示化合物；
Figure BDA0002575327290000036
(8)脱羧反应合成结构式如II所示化合物。
作为优选，中间体III通过下述方法制备得到：
(1)Boc保护反应合成结构式如III-1所示化合物；
Figure BDA0002575327290000041
(2)成盐反应合成结构式如III-2所示化合物；
Figure BDA0002575327290000042
(3)环合反应合成结构式如III-3所示化合物；
Figure BDA0002575327290000043
(4)脱Boc保护反应合成结构式如III-4所示化合物；
Figure BDA0002575327290000044
(5)Sandmeyer反应合成结构式如III-5所示化合物；
Figure BDA0002575327290000045
(6)硝化反应合成结构式如III-6所示化合物；
Figure BDA0002575327290000046
(7)脱羧反应合成结构式如III-7所示化合物；
Figure BDA0002575327290000047
(8)偶联反应合成结构式如III-8所示化合物；
Figure BDA0002575327290000051
(9)还原反应制备得到合成结构式如III所示化合物。
作为优选，所述拉罗替尼衍生物的制备方法，包括下述步骤：
在100mL反应瓶中依次加入中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，30℃搅拌反应2h；中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯的摩尔比1.0：1.1；
反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到拉罗替尼衍生物。
本发明还提供了上述拉罗替尼衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。将制备的拉罗替尼衍生物应用于A549细胞(肺肿瘤细胞)，进行抗癌活性测试，用MTT法测定上述肿瘤细胞的增殖情况，实验结果表明其对A549细胞(肺肿瘤细胞)有一定的抑制作用。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明对拉罗替尼衍生物进行分子改造，制备得到了新的具有抗癌活性的拉罗替尼衍生物，有助于提高其抗肿瘤活性，可应用于制备抗肿瘤药物中，对寻找新的抗肿瘤药物具有重要意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明作进一步说明，但发明的保护范围并不限于此。本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或者替换均应属于本发明所要求的保护范围。
中间体II的反应路线如下：
合成II-1的反应为缩合反应，优选的反应物为氰乙酸乙酯和三氯乙腈，摩尔比为1：1.1，反应溶剂为乙醇，碱为三乙胺，反应温度为0℃，反应时间为3h；
合成II-2的反应为环合反应，优选的反应溶剂为DMF，水合肼浓度为50％，反应温度为100℃，反应时间为3h；
合成II-3的反应为环合反应，优选的反应物为3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸乙酯、1,3-二甲基嘧啶-2,4(1H,3H)-二酮和乙醇钠，摩尔比为1：1：4，反应溶剂为无水乙醇,反应温度为84℃，反应时间为12h；
合成II-4的反应为三氟乙酸酐保护氨基反应，优选的碱为三乙胺，反应溶剂为二氯甲烷，反应温度为室温，反应时间为12h；
合成II-5的反应为氯化反应，优选的反应溶剂为乙腈,反应温度为70℃，反应时间为4h；
合成II-6的反应为偶联反应，优选的反应溶剂为乙醇/四氢呋喃(V/V＝4：1),碱为三乙胺，反应温度为80℃，反应时间为4h；
合成II-7的反应为脱保护反应，优选的反应溶剂为乙腈/正丁醇(V/V＝1：1),碱为碳酸钾，反应温度为85℃，反应时间为4h；
合成II的反应为脱羧反应，优选的反应溶剂为48％硫酸，反应温度为100℃，反应时间为3h。
Figure BDA0002575327290000061
中间体III的反应路线如下：
合成III-1的反应为Boc保护反应，优选的反应物为4-氨基吡啶和Boc酸酐，摩尔比为1：1，反应溶剂为二氯甲烷，反应温度为室温，反应时间为1h；
合成III-2的反应为成盐反应，优选的反应溶剂为乙氰，反应温度为40℃，反应时间为20h；
合成III-3的反应为环合反应，优选的反应溶剂为DMF,反应温度为室温，碱为碳酸钾，反应时间为12h；
合成III-4的反应为脱Boc保护反应，优选的酸为三氟乙酸，反应溶剂为二氯甲烷,反应温度为室温，反应时间为20h；
合成III-5的反应为Sandmeyer反应，优选的反应溶剂为盐酸、硫酸、和水(V/V＝3：1：1)，试剂为亚硝酸钠和碘化钾，反应温度为0℃，反应时间为2h；
合成III-6的反应为硝化反应，优选的反应溶剂为浓硫酸，硝化试剂为硝酸，反应温度为0℃，反应时间为1h；
合成III-7的反应为脱羧反应，优选的反应溶剂为醋酸/水/硫酸(V/V＝2：2：1),反应温度为100℃，反应时间为3h；
合成III-8的反应为偶联反应，优选的反应溶剂为1,4-二氧六环，催化剂为醋酸钯，配体为(±)-2,2'-双-(二苯膦基)-1,1'-联萘，碱为碳酸铯，反应温度为100℃，反应时间为5h；
合成III的反应为还原反应，优选的反应溶剂为甲醇/水(V/V＝5：1)，还原试剂为保险粉，反应温度为70℃，反应时间为4h。
Figure BDA0002575327290000071
实施例1
Figure BDA0002575327290000081
在100mL反应瓶中依次加入0.5g的II-a、0.24g的异硫氰酸苯酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，室温搅拌反应2h。反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到I-a为0.41g，收率为58％。
实施例2
Figure BDA0002575327290000082
在100mL反应瓶中依次加入0.5g的II-b、0.15g的异氰酸环丙酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，40℃搅拌反应4h。反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到I-b为0.31g，收率为48％。
实施例3
Figure BDA0002575327290000083
在100mL反应瓶中依次加入0.5g的II-c、0.21g的异氰酸2-吡啶酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，30℃搅拌反应2h。反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到I-c为0.39g，收率为57％。
实施例4
Figure BDA0002575327290000084
在100mL反应瓶中依次加入0.5g的III-d、0.29g的4-甲氧基异硫氰酸苯酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，室温搅拌反应2h。反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到I-d为0.4g，收率为53％。
实施例5
Figure BDA0002575327290000091
在100mL反应瓶中依次加入0.5g的III-e、0.15g的异氰酸环丙酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，40℃搅拌反应2h。反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到I-e为0.29g，收率为45％。
实施例6
Figure BDA0002575327290000092
在100mL反应瓶中依次加入0.5g的III-f、0.21g的异硫氰酸3-吡啶酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，30℃搅拌反应2h。反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到I-f为0.38g，收率为55％。
生物活性测试：
对于该化合物的生物学活性，以A549(肺肿瘤细胞)为研究对象，在舒尼替尼衍生物的作用下观察细胞的生长情况，并用MTT法测定肿瘤细胞的增殖情况。具体操作如下：将A549肿瘤细胞按一定的细胞量接种于96孔培养板内，细胞密度为2×104个/ml；37℃，CO2浓度5％的培养箱中过夜后，加入所筛样品(样品浓度参照表1，加药组加10μl/孔相应浓度药物，对照组加10μl/孔PBS)，培养44h后，加入10μl/孔MTT继续培养6h，用DMSO溶解，震摇，570nm酶标仪下进行检测。
实施例1～6制得的拉罗替尼衍生物对A549细胞(肺肿瘤细胞)测试实验的半数抑制浓度IC50，以及对照组拉罗替尼、拉罗替尼衍生物对A549肿瘤细胞测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002575327290000101
通过实验我们发现合成的拉罗替尼衍生物对HCC827肿瘤细胞具有较好的抑制作用，效果比阳性对照药拉罗替尼好，特别是环丙基取代的化合物I-e的IC50为1.04±1.23，具有较大的的应用前景。同时发现合成的拉罗替尼衍生物也具有抑制A549肿瘤细胞的功能，活性与拉罗替尼原药有一定的差距，但还是显示了一定的抑制作用，可以以此为母核结构进一步优化得到活性较好的分子结构。

Claims (10)

1.一种结构式如I所示的拉罗替尼衍生物：
Figure FDA0002575327280000011
其中，R1为H、-CH3、-OCH3、F、CF3中的一种；X为N或C；Y为O或、S；R2为苯基、吡啶基、环丙基中的一种。
2.权利要求1所述的拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：反应器中加入结构式如II或III所示的中间体、异氰酸酯或异硫氰酸酯、碱、溶剂，
Figure FDA0002575327280000012
在20℃～80℃温度下搅拌至反应完全，反应结束后经柱层析得到产品。
3.根据权利要求2所述拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：所述溶剂为下列之一：乙腈、甲醇、二氯甲烷。
4.根据权利要求2所述拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：所述中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯的摩尔比为1.0：1.05～1.20。
5.根据权利要求2所述拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：所述中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯的摩尔比为1.0：1.1。
6.根据权利要求2所述拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：所述碱为三乙胺。
7.根据权利要求2所述拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：中间体II通过下述方法制备得到：
(1)缩合反应合成结构式如II-1所示化合物；
Figure FDA0002575327280000013
(2)环合反应合成结构式如II-2所示化合物；
Figure FDA0002575327280000021
(3)环合反应合成结构式如II-3所示化合物；
Figure FDA0002575327280000022
(4)三氟乙酸酐保护氨基反应合成结构式如II-4所示化合物；
Figure FDA0002575327280000023
(5)氯化反应合成结构式如II-5所示化合物；
Figure FDA0002575327280000024
(6)偶联反应合成结构式如II-6所示化合物；
Figure FDA0002575327280000025
(7)脱保护反应合成结构式如II-7所示化合物；
Figure FDA0002575327280000026
(8)脱羧反应合成结构式如II所示化合物。
8.根据权利要求2所述拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：中间体III通过下述方法制备得到：
(1)Boc保护反应合成结构式如III-1所示化合物；
Figure FDA0002575327280000031
(2)成盐反应合成结构式如III-2所示化合物；
Figure FDA0002575327280000032
(3)环合反应合成结构式如III-3所示化合物；
Figure FDA0002575327280000033
(4)脱Boc保护反应合成结构式如III-4所示化合物；
Figure FDA0002575327280000034
(5)Sandmeyer反应合成结构式如III-5所示化合物；
Figure FDA0002575327280000035
(6)硝化反应合成结构式如III-6所示化合物；
Figure FDA0002575327280000036
(7)脱羧反应合成结构式如III-7所示化合物；
Figure FDA0002575327280000037
(8)偶联反应合成结构式如III-8所示化合物；
Figure FDA0002575327280000041
(9)还原反应制备得到合成结构式如III所示化合物。
9.根据权利要求2所述拉罗替尼衍生物的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)在100mL反应瓶中依次加入中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯、0.5mL的三乙胺和10ml的二氯甲烷，30℃搅拌反应2h；中间体II或III、异氰酸酯或异硫氰酸酯的摩尔比1.0：1.1；
(2)反应结束之后，旋干溶剂，经柱层析得到拉罗替尼衍生物。
10.权利要求1所述的拉罗替尼衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。
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