CN111700894B

CN111700894B - 2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物在制备抗肿瘤药物中的应用

Info

Publication number: CN111700894B
Application number: CN202010398300.5A
Authority: CN
Inventors: 吴婷; 唐晓冬; 梁恩; 石杰
Original assignee: Southern Medical University
Current assignee: Southern Medical University
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2040-05-12
Also published as: CN111700894A

Abstract

本发明公开了2位氮杂芳基取代的喹唑啉化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的结构如式(Ⅰ)所示；其中R¹为氢、C_1‑6烷基、取代的C_1‑6烷基、C_5‑6芳香基、取代的C_5‑6芳香基或C_9‑10稠二环芳香基；R²为C_1‑6烷基、取代的C_1‑6烷基、C_5‑6芳香基、取代的C_5‑6芳香基或C_9‑10稠二环芳香基；氮杂芳烃为C_5‑6氮杂芳香基、取代的C_5‑6氮杂芳香基或C_9‑10稠二环氮杂芳香基。本发明所述2位氮杂芳烃取代的喹唑啉化合物对于乳腺癌、结肠癌和肝癌细胞均表现出一定的抑制作用，部分结构对于结肠癌细胞、肝癌细胞的抑制作用尤其明显，甚至显著性地优于阳性对照药物，可制备成为抗肿瘤药物进行应用；同时，所述2位氮杂芳烃取代的喹唑啉化合物制备方法简单高效，原料易得，可实现产业化生产，在抗肿瘤上具有极大的应用价值。

Description

2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物在制备抗肿瘤药物中的应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，更具体地，涉及2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物在制备成为抗肿瘤药物中的应用。

背景技术

癌症已成为一种严重危害人类健康的疾病，也是目前仅次于心血管疾病的第二大杀手。目前临床上抗肿瘤药物主要包括烷化剂、抗代谢药物、抗肿瘤抗生素、抗肿瘤植物药及免疫治疗药物等，但许多抗癌药物对正常机体存在明显的毒副作用，如致突变、具有遗传毒性等，因此研究抗肿瘤药物已经成为当今的热门课题。目前抗肿瘤药物结构复杂多样，各个不同结构的化合物显示出优良的抗肿瘤活性。寻找有效且毒副作用小的全新结构抗肿瘤药物已成为当前研发抗肿瘤新药的热点。

喹唑啉化合物具有广泛的生物活性，例如抗癌、抗菌、抗病毒、抗高血压、抗糖尿病等，是许多生物活性大分子及天然产物的重要功能结构。例如，吉非替尼，厄洛替尼，拉帕替尼和凡德他尼等作为上市的抗癌药物。但是这些喹唑啉化合物都是在2位上没有取代基或者4位上有氨基取代。而2位氮杂芳烃取代的喹唑啉化合物由于其合成困难，因此其活性研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。目前有活性的喹唑啉化合物多为2位上没有取代基或者4位上有氨基取代，由于2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物合成困难，因此专门关于其活性研究还未见报道。本发明公开了2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物在抗肿瘤上的应用，属于其应用研究。

本发明的另一目的在于提供所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的异构体或药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物在制备抗肿瘤药物中的应用，所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的结构如式(Ⅰ)所示：

其中R¹为氢、C_1-6烷基、C_5-6芳香基或C_9-10稠二环芳香基；

R²为C_1-6烷基、C_5-6芳香基或C_9-10稠二环芳香基；

氮杂芳基为C_5-6氮杂芳香基、或C_9-10稠二环氮杂芳香基。

所述C_1-6烷基、C_5-6芳香基或C_5-6氮杂芳香基中一个或多个氢可以独立地被取代基取代，所述取代基选自下列基团：卤素、全卤代的C_1-2烷基、卤代C_1-4烷基、羟基、C_1-6直链或支链烷氧基、C_1-6环烷氧基、硝基、氰基、氨基、C_1-6单烷基氨基、C_1-6二烷基氨基、C_5-8单环烷基氨基、C_5-6单杂环基氨基、C_5-6单芳基氨基、C_1-6烷基酰氨基、C_5-6芳基酰氨基、氨基羰基、C_1-6单烷基氨基羰基、C_1-6二烷基氨基羰基、C_1-6烷基酰基、C_5-8芳基酰基、氨基砜基、C_1-6单烷基氨基砜基、C_1-6二烷基氨基砜基、C_5-8芳基氨基砜基、C_1-6烷基磺酰氨基、羧基、直链或支链烷基、C_5-8环烷基、C_5-8取代的环烷基、C_2-4烯基、C_2-4炔基、芳基C_1-3烷基、C_5-6芳香基、C_5-6取代的芳香基、C_5-6多取代芳基氨基、C_5-6稠二环芳香基、C_5-6杂环基、C_5-6芳杂环基、C_9-10稠二环芳香基或C_5-6稠二环芳杂环基。

发明人在2019年研究公开了一种简单高效的2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的合成方法，合成方法具有反应易控制、反应条件简单、原料价廉易得等优点，极大的发展了2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的应用价值。在这之前，专门关于2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的活性还未见报道，发明人意外发现由该方法制备的2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物具有很好的抗肿瘤活性，对于乳腺癌、结肠癌和肝癌细胞等均表现出一定的抑制作用，其中对于结肠癌细胞、肝癌细胞的抑制作用尤其明显，甚至显著性地优于阳性对照药物，可制备成为抗肿瘤药物进行应用，具有极大的应用前景。

优选地，所述抗肿瘤药物为抗乳腺癌药物、抗结肠癌药物和/或抗肝癌药物。

优选地，所述抗肿瘤药物为抗结肠癌药物或抗肝癌药物。

优选地，所述R¹为H、C_1～4烷基或苯基；所述苯基中的一个或多个氢可以独立地被取代基取代，所述取代基选自下列基团：卤素、羟基、氰基、卤代C_1～4烷基、C_1～4烷氧基、C_1～4卤代烷氧基或C_1-6酰胺基。

更优选地，所述R¹为H、卤素、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或苯基。

优选地，所述R²为C_1～4烷基、苯基或含杂原子的四元环或五元环；

其中C_1～4烷基或苯基中的一个或多个氢可以独立地被取代基取代，所述取代基选自下列基团：卤素、羟基、氰基、卤代C_1～4烷基、C_1～4烷氧基、C_1～4卤代烷氧基或C_1-6酰胺基。

更优选地，所述R²为苯基；所述苯基中的一个或多个氢可以独立地被取代基取代，所述取代基选自下列基团：卤素、羟基、氰基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、三氟乙基、甲酰胺基或乙酰氨基。

优选地，所述氮杂芳基优选为喹啉基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、噻唑基或苯并噻唑基。

优选地，所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的结构如以下结构之一所示：

更优选地，所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物更优选为4-苯基-2-(5-甲基吡啶-2-基)-喹唑啉，4-苯基-2-(异喹啉-1-基)-喹唑啉或4-苯基-2-(喹啉-2-基)-6-氟喹唑啉。这三种化合物对三种肿瘤细胞抑制效果均十分显著，且均强于阳性化合物5-Fu。

另外，根据活性实验显示，4-苯基-2-(5-甲基吡啶-2-基)-喹唑啉对乳腺癌细胞增殖的抑制效果强于结肠癌与肝癌细胞，提示其对乳腺癌的选择性可能更好。因此，最优选地，所述4-苯基-2-(5-甲基吡啶-2-基)-喹唑啉最优选在制备抗乳腺癌药物中的应用。

本发明同时还保护所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的异构体或药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。

优选地，所述抗肿瘤药物的剂型为胶囊、片剂、丸剂、颗粒剂、冲剂、注射药剂或喷剂。

本发明所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的制备方法简单，其制备过程如下：

S1.准确称量取代的2-氨基苯甲酮，甲基氮杂芳烃，醋酸铵，CuCl₂，三氟乙酸加入到烧瓶中；加入溶剂，搅拌，加热反应；

S2.反应结束后，用二氯甲烷进行萃取，浓缩，得到浓缩物；

S3.对S2得到的浓缩物进行柱层析，得到所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物对于乳腺癌、结肠癌和肝癌细胞均表现出一定的抑制作用，优选结构对于结肠癌细胞、肝癌细胞的抑制作用尤其明显，甚至显著性地优于阳性对照药物，可制备成为抗肿瘤药物进行应用；

同时，所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物制备方法简单高效，原料易得，可实现产业化生产，在抗肿瘤上具有极大的应用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

以下实施例所述2位氮杂芳烃取代喹唑啉化合物的制备路线如下所示：

具体步骤如下所示：

S1.准确称量取代的2-氨基苯甲酮(1mmol)，甲基氮杂芳烃(2mmol)，醋酸铵(2mmol)，CuCl₂(0.2mmol)，三氟乙酸(0.5mmol)加入到干净的圆底烧瓶中；向锥形瓶中加入8ml DMF和搅拌子，120℃氧气氛围下反应24h；

S2.反应结束(用TLC检测反应)后，待冷却后加入适量的二氯甲烷萃取反应液，取二氯甲烷层，反复萃取三次；再向取得的二氯甲烷层加入适量的Na₂SO₄进行干燥，然后减压蒸馏浓缩；

S3.依次按不同比例的流动相石油醚：乙酸乙酯(2～30):1的混合溶剂作为洗脱剂进行柱层析，得到拟合成的目标产物。

实施例1

4-(4-氟苯基)-2-(喹啉-2-基)-喹唑啉：74％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.85(d,J＝8.5Hz,1H),8.44(dd,J＝18.6,8.4Hz,2H),8.35(d,J＝8.3Hz,1H),8.15(d,J＝8.1Hz,1H),7.96(s,3H),7.88(d,J＝7.7Hz,1H),7.77(t,J＝7.4Hz,1H),7.66-7.58(m,2H),7.31(t,J＝8.3Hz,2H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ167.6,163.9(d,J＝248.9Hz),159.0,155.1,151.9,148.2,136.8,133.7,133.3,132.3,132.2,130.7,129.9,129.5,128.4,128.1,127.3,126.5,121.9,121.3,115.6(d,J＝21.5Hz)。

实施例2

4-苯基-2-(喹啉-4-基)-喹唑啉：73％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.09(d,J＝4.4Hz,1H),8.89(d,J＝8.1Hz,1H),8.24(t,J＝9.0Hz,3H),8.16(d,J＝4.4Hz,1H),8.01–7.95(m,1H),7.89(dd,J＝6.6,2.9Hz,2H),7.79–7.74(m,1H),7.71–7.57(m,5H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ168.8,160.5,151.5,150.0,149.1,144.0,137.0,134.1,130.2,130.1,129.8,129.3,128.7,128.3,127.2,127.1,126.3,126.0,122.8,121.6。

实施例3

4-苯基-2-(5-甲基吡啶-2-基)-喹唑啉：50％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.74(s,1H),8.66(d,J＝7.9Hz,1H),8.35(d,J＝8.3Hz,1H),8.14(d,J＝8.3Hz,1H),7.94–7.86(m,3H),7.68(d,J＝7.6Hz,1H),7.58(s,4H),2.44(s,3H).¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ168.7,159.2,152.7,152.0,150.7,137.4,137.4,134.6,133.7,130.2,129.9,129.8,128.5,127.6,126.9,123.9,122.1,18.5。

实施例4

4-苯基-2-(6-甲氧基喹啉-2-基)-喹唑啉：53％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.85(d,J＝8.5Hz,1H),8.39(dd,J＝15.5,8.9Hz,2H),8.24(d,J＝8.4Hz,1H),8.18(d,J＝7.8Hz,1H),7.95(s,3H),7.61(s,4H),7.42(d,J＝8.9Hz,1H),7.14(s,1H),3.97(s,3H).¹³CNMR(101MHz,CDCl₃)δ168.9,158.6,153.0,152.1,144.3,137.5,135.7,133.7,132.3,131.3,130.3,130.1,129.8,128.6,127.9,127.0,122.6,122.2,121.9,104.8,55.6。

实施例5

4-苯基-2-(异喹啉-1-基)-喹唑啉：76％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.75(d,J＝5.2Hz,1H),8.52(d,J＝8.5Hz,1H),8.30(d,J＝8.4Hz,1H),8.22(d,J＝8.3Hz,1H),7.96(t,J＝7.6Hz,1H),7.89(d,J＝5.5Hz,3H),7.77(d,J＝5.1Hz,1H),7.70-7.64(m,2H),7.60-7.55(m,4H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ168.8,160.9,156.7,151.5,142.3,137.1,137.0,133.9,130.1,130.0,130.0,129.4,128.5,128.1,127.6,127.3,127.0,126.9,126.9,121.9,121.7。

实施例6

4-苯基-2-(喹啉-2-基)-6-氟喹唑啉，58％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.85(d,J＝8.6Hz,1H),8.48–8.41(m,2H),8.35(d,J＝8.5Hz,1H),7.93-7.87(m,3H),7.84–7.70(m,3H),7.64–7.57(m,4H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ168.4,161.0(d,J＝249.9Hz),158.9,155.1,149.3,148.2,137.1,136.9,132.8(d,J＝8.6Hz),130.8,130.3,130.0,129.7,128.8,128.6,127.5,127.4,124.2(d,J＝25.7Hz),122.9(d,J＝9.1Hz),121.4,110.4(d,J＝23.2Hz)。

实施例7

4-苯基-2-(吡嗪-2-基)-喹唑啉：59％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.96(s,1H),8.86(s,1H),8.71(s,1H),8.37(d,J＝8.5Hz,1H),8.20(d,J＝8.4Hz,1H),7.97(t,J＝7.7Hz,1H),7.91–7.87(m,2H),7.69–7.59(m,4H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ169.2,157.5,151.8,150.7,146.0,145.2,144.6,137.0,134.1,130.2,130.2,129.7,128.6,128.4,127.1,122.4。

实施例8

4-苯基-2-(嘧啶-4-基)-喹唑啉：34％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ9.50(s,1H),8.94(d,J＝5.0Hz,1H),8.65(d,J＝5.1Hz,1H),8.35(d,J＝8.5Hz,1H),8.16(d,J＝5.5Hz,1H),7.94(t,J＝7.7Hz,1H),7.87–7.82(m,2H),7.64(t,J＝7.7Hz,1H),7.59–7.56(m,3H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ169.1,162.1,159.5,158.3,157.3,151.7,136.9,134.1,130.2,130.1,129.9,128.8,128.6,127.0,122.7,120.4。

实施例9

2-(4-苯基喹唑啉-2-基)-苯并噻唑：76％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.38(d,J＝8.3Hz,1H),8.32(d,J＝7.9Hz,1H),8.20(d,J＝8.3Hz,1H),8.00-7.92(m,4H),7.70–7.60(m,4H),7.54(t,J＝7.5Hz,1H),7.47(t,J＝7.3Hz,1H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ169.2,168.0,155.2,154.6,151.8,136.9,136.7,134.3,130.3,129.9,128.7,128.6,127.3,126.4,126.2,124.9,122.8,121.8。

实施例10

2-(4-苯基喹唑啉-2-基)-噻唑：42％yield,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.27(d,J＝8.3Hz,1H),8.13(d,J＝8.4Hz,1H),8.09(d,J＝3.1Hz,1H),7.93–7.84(m,3H),7.62–7.51(m,5H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ169.1,167.7,155.1,151.7,145.2,136.7,134.1,130.2,129.6,128.5,128.0,127.1,122.9,122.5。

结果检测

本发明利用MTT实验证明化合物对肿瘤细胞增殖活力的影响。

实验结果表明本发明化合物对肿瘤细胞抑制效果明显，可用于治疗癌症。具体测试方法如下：

一、实验目的及原理

实验目的：采用MTT法测定本专利中系列化合物对不同类型肿瘤细胞增殖活力的抑制效果。

实验原理：MTT全称为3-(4，5)-dimethylthiahiazo(-z-y1)-3，5-di-phenytetrazoliumromide，汉语化学名为3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴盐，商品名：噻唑蓝，是一种黄颜色的染料。本专利中采用的MTT比色法是一种检测细胞存活和生长的方法，其原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性蓝紫色结晶甲瓒，并沉积在细胞中，而死细胞缺少这一功能。二甲基亚砜(DMSO)可以溶解活细胞中的甲瓒，用酶联免疫检测仪检测570nm下的吸光度值(OD值)，可以根据吸光度值反应活细胞的数量，在一定范围内，OD值越小，则表明细胞活性越弱，药物的抑制增殖效果越好。

二、试剂基本信息

三、试剂配制

1.DMEM完全培养基

配制含10％胎牛血清的完全培养基待用。

2.MTT溶液配置

将250mg MTT粉末溶解于50mL的离心管中，加入50mL PBS溶液，用锡箔纸包裹避光，充分震荡使其完全溶解，然后用0.22μm孔径的微孔滤膜过滤除菌并分装，在-20℃条件下避光保存。

3.化合物配置

精密称取一定质量化合物，将其溶解于DMSO溶液中，配制成100mM母液，使用前用完全培养基稀释至0.05μM，0.5μM，5μM，10μM，30μM，50μM的工作液。

四、实验过程

(1)取对数生长期的细胞，经胰酶消化，调整细胞数浓度为5.0×10⁴/mL，按100μL/孔接种到96孔板中。在37℃，5％CO₂细胞培养箱中培养过夜。

(2)细胞贴壁后，弃去原培养基，加入不同浓度的待测化合物与阳性对照药5-氟尿嘧啶(5-Fu)，化合物浓度分别为0.05μM，0.5μM，5μM，10μM，30μM，50μM，每个浓度均设3个平行孔。加药后将培养板置于37℃，5％CO₂细胞培养箱中继续培养48h。

(3)弃去孔内旧液，每孔加入100μLMTT工作液(5mg/mL)，在培养箱中孵育4h。

(4)弃去培养基，每孔加入100μLDMSO，振荡15min充分溶解甲瓒结晶。

(5)用酶联免疫检测仪测定570nm下的吸光度值。

(6)按以下公式计算细胞生长抑制率：

抑制率＝[(As-Ab)/(Ac-Ab)]×100％

As：实验孔的吸光度(含细胞、MTT、化合物)

Ac：对照孔的吸光度(含细胞、MTT，无化合物)

Ab：空白孔的吸光度(不含细胞和化合物，含MTT)

根据药物在不同剂量下对细胞增殖的抑制率，通过GraphPad Prism 8软件计算化合物的半数抑制浓度(IC₅₀)。实验共重复3次，结果取平均值±标准差。化合物的活性结果如表1所示。

表1化合物的肿瘤抑制效果

根据上述体外实验结果，我们可以得出专利所述的化合物1、2、3、4、5、6均能够抑制肿瘤细胞的增殖活力，其中化合物3、5、6对检测的三种肿瘤细胞抑制效果均十分显著，强于阳性化合物5-Fu。化合物3对乳腺癌细胞增殖的抑制效果强于结肠癌与肝癌细胞，提示其对乳腺癌的选择性可能更好。本专利中化合物1-6对肝癌细胞、结肠癌增殖活力的影响均强于阳性药5-Fu。

从上述结果可知，本发明保护的化合物具有良好的抗抗肿瘤作用，而且通过本发明的合成方法可以高效、简便、原子经济、能实现产物结构多样性和复杂性的来合成这一类化合物，易于实现产业化，具有广泛的应用价值。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.2位氮杂芳基取代的喹唑啉化合物或药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于，所述2位氮杂芳基取代的喹唑啉化合物的结构如下式所示：

所述抗肿瘤药物为抗乳腺癌药物和/或抗肝癌药物。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述抗肿瘤药物的剂型为胶囊、片剂、丸剂、颗粒剂、冲剂、注射药剂或喷剂。