CN112375066B

CN112375066B - 一类含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物及其合成和应用

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Publication number: CN112375066B
Application number: CN202011069064.9A
Authority: CN
Inventors: 李晓莲; 侯晓玲; 解璐同
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112375066A

Abstract

本发明公开了一类含8‑(苯甲酰基氨基)喹啉的萘酐类衍生物、其制备方法及应用，属于生物有机合成领域。本发明含8‑(苯甲酰基氨基)喹啉的萘酐类衍生物是在萘酐上引入有抗癌活性的8‑(苯甲酰基氨基)喹啉药效团，提高分子的生物学活性，从而增加抗肿瘤效果。本发明所述的含喹啉的萘酐类衍生物的制备方法，是用吗啉基取代萘酐末端的Br，以提高其生物活性。以不同链长度的氨基酸作为桥链，将萘酰亚胺母体与8‑(苯甲酰基氨基)通过酰胺化反应连接到一起，研究药物分子的构效关系，合成了对体外肿瘤细胞生长有抑制力的一类含8‑(苯甲酰基氨基)喹啉的萘酐类衍生物。

Description

一类含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物及其合成和应用

技术领域

本发明涉及生物有机合成领域中的一类含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐衍生物的合成及应用。

背景技术

DNA靶向抗肿瘤药物一直是医药化学和分子生物学的研究热点。DNA嵌入剂可以嵌入DNA碱基对中，改变其构象，导致DNA链解旋增长，改变DNA复制过程，表现出显著的抗肿瘤活性。萘酰亚胺类化合物作为DNA嵌入剂已经被广泛地用于抗肿瘤、抗病毒、抗锥体虫等。Brana研究组最早报道的艾莫纳菲(Amonafide)和米托纳菲(Mitonafide)对Hela细胞的IC50值分别是0.47μM和8.80μM，现已进入临床II期试验。但是二者毒性较大，临床应用受限。

8-(苯甲酰基氨基)喹啉本身即是一种具有良好生物活性的化学物质，可以与端锚聚合酶的腺苷结合区相互作用，作为一种端锚聚合酶抑制剂发挥其抗肿瘤活性。因此以1，8-萘酰亚胺做为母体，8-(苯甲酰基氨基)喹啉作为药效团设计DNA靶向抗肿瘤药物具有重要的应用价值。

发明内容

本发明提供一类含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物的合成及应用。目的是在1，8-萘酰亚胺上引入有抗癌活性的8-(苯甲酰基氨基)喹啉药效团，提高分子的生物学活性，从而增加抗肿瘤效果。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一类含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物，其化学分子结构通式如下：

通式A中:

n分别为n＝1、n＝3、n＝5。

本发明所述的含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物，一部分从对硝基苯甲酸开始与二氯亚砜反应生成对硝基苯甲酰氯，继续与8-氨基喹啉进行缩合反应合成中间体N-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺,接着将该中间体的硝基还原为氨基合成中间体N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺。另一部分，以4-溴-1,8-萘酐为起始原料，在其4位引入吗啉基合成4-吗啉基-1,8-萘酐，再分别与不同长度的氨基酸链进行氨基缩合得到中间体N-(2’-羧基乙酸)4-吗啉基-1,8-萘酐，N-(2’-羧基丁酸)4-吗啉基-1,8-萘酐和N-(2’-羧基己酸)4-吗啉基-1,8-萘酐。最后，N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺与上述萘酰亚胺中间体进行缩合反应得到目标产物含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物。

上述的含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的抗肿瘤萘酐类衍生物的合成路线如下：

n分别为n＝1、n＝3、n＝5。

用上述合成的含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐衍生物用MTT还原法对乳腺癌MCF-7细胞、人宫颈癌Hela细胞、肝癌HepG2细胞和正常肝细胞HL7702进行体外抑制肿瘤细胞生长活性的测定，结果表明，该类化合物对乳腺癌、人宫颈癌、肝癌等癌细胞具有抑制生长的效果，对正常细胞的抑制较弱，具有较好的选择性。

用四氮唑盐还原法对乳腺癌MCF-7细胞、人宫颈癌Hela细胞、肝癌HepG2细胞和正常肝细胞HL7702以4000-5000个/孔接种于96孔培养板内，培养12h后加入梯度浓度药液100μL/孔，对每个肿瘤细胞株，设置5个复孔，另设无细胞调零孔；肿瘤细胞在37℃、5％CO₂条件下培养24h后，加5mg/mL的MTT液继续培养4h后，加入DM76SO溶解结晶，然后用酶标仪测OD值。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

D1的合成：

(1)中间体1 4-吗啉基-1,8-萘酐的合成：

取2.77g4-溴-1,8-萘酐置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入40mL乙二醇单甲醚作为溶剂，加入3.52吗啉，升温至125℃，搅拌并回流3小时，冷却至室温，倒入200mL水中析出沉淀，抽滤，干燥，得到2.6g产物，产率91.87％。

(2)中间体2 N-(2’-羧基乙酸)4-吗啉基-1,8-萘酐的合成：

取0.57g4-吗啉基-1,8-萘酐和0.23g氨基乙酸置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入20mLDMF作为溶剂，搅拌并回流9小时，冷却至室温，倒入200mL水中析出沉淀，抽滤，干燥，得到0.58g黄色固体，产率85.0％。

(3)中间体3对硝基苯甲酰氯的合成：

取0.335g对硝基苯甲酸置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入10mL氯化亚砜作为溶剂，升温至80℃，搅拌并回流3小时，真空浓缩后得到固体0.302g，产率82.0％。

(4)中间体4 N-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺的合成：

取0.29g8-氨基喹啉，0.300mL三乙胺，20mL二氯甲烷作为溶剂置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入0.370g对硝基苯甲酰氯，室温搅拌过夜。向混合物中加入饱和NaHCO₃溶液，用二氯甲烷萃取反应混合物，用水和盐水洗涤合并有机层，用无水Na₂SO₄干燥并真空蒸发，硅胶柱层析法进行分离提纯，得到黄色固体0.529g，产率90.12％。

(5)中间体5 N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺的合成：

取0.59gN-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入20mL乙醇作为溶剂，搅拌过程中缓慢加入1.20g氯化亚锡，升温至75℃，回流2小时，冷却至室温，在混合物中加入NaHCO₃溶液直至PH达到7～8，分离有机层和水溶液，残余物用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用盐水洗涤，无水MgSO₄干燥，真空蒸发得到0.455g白色固体，产率86.42％。

(6)终产物D1合成：

取0.68g中间体2(N-(2’-羧基乙酸)4-吗啉基-1,8-萘酐),0.53gN-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺和0.025g 4-二甲氨基吡啶置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入20mL无水二氯甲烷作为溶剂，搅拌并加入0.412gN二环己基碳二甲胺，室温搅拌24小时，产物使用硅胶柱层析法进行分离提纯，得到0.59g终产物D1，产率50.20％。

+ESI HRMS(M+H):C₃₄H₂₇N₅O₅,计算值：585.2012，实测值：586.2072。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ10.73(s,1H),10.62(s,1H),8.98(s,1H),8.73(d,J＝7.5Hz,1H),8.58(s,1H),8.54(d,J＝7.0Hz,1H),8.47(d,J＝7.9Hz,2H),8.03(d,J＝8.5Hz,2H),7.87(t,J＝7.7Hz,1H),7.82(d,J＝8.6Hz,2H),7.74(d,J＝8.4Hz,1H),7.67(dd,J＝17.0,8.5Hz,2H),7.41(d,J＝8.0Hz,1H),4.93(s,2H),3.93(s,4H),3.27(s,4H).

实施例2

终产物D2的合成：

(1)中间体1 4-吗啉基-1,8-萘酐的合成：

合成过程与实例1相同

(2)中间体6N-(2’-羧基丁酸)4-吗啉基-1,8-萘酐的合成：

取0.57g4-吗啉基-1,8-萘酐和0.31g氨基丁酸置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入20mLDMF作为溶剂，升温至125℃，搅拌并回流9小时，冷却至室温，倒入200mL水中析出沉淀，抽滤，干燥，得到0.62g黄色固体，产率84.23％。

(3)中间体3对硝基苯甲酰氯的合成：

合成过程与实例1相同

(4)中间体4 N-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺的合成：

合成过程与实例1相同

(5)中间体5 N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺的合成：

合成过程与实例1相同

(6)终产物D2的合成：

取0.74g中间体6(N-(2’-羧基丁酸)4-吗啉基-1,8-萘酐),0.53gN-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺和0.025g4-二甲氨基吡啶置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入20mL二氯甲烷作为溶剂，搅拌并加入0.412gN二环己基碳二甲胺，室温搅拌24小时，产物使用硅胶柱层析法进行分离提纯，得到0.65g终产物D1，产率52.55％。

+ESI HRMS(M+H):C₃₆H₃₁N₅O₅,计算值：613.2325，实测值：614.2385。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ10.55(s,1H),10.19(s,1H),9.00(dd,J＝4.2,1.4Hz,1H),8.72(d,J＝6.7Hz,1H),8.46(t,J＝7.9Hz,3H),8.37(d,J＝8.1Hz,1H),7.84(d,J＝8.6Hz,2H),7.80(d,J＝8.1Hz,1H),7.73(d,J＝7.4Hz,1H),7.71–7.68(m,1H),7.67–7.63(m,1H),7.61(d,J＝8.7Hz,2H),7.29(d,J＝8.1Hz,1H),4.16(t,J＝6.7Hz,2H),3.82–3.78(m,4H),3.17(s,4H),2.45(t,J＝7.2Hz,2H),2.06(dd,J＝13.5,6.8Hz,2H).

实施例3

终产物D3的合成：

(1)中间体1 4-吗啉基-1,8-萘酐的合成：

合成过程与实例1相同

(2)中间体7 N-(2’-羧基己酸)4-吗啉基-1,8-萘酐的合成：

取0.57g4-吗啉基-1,8-萘酐和0.40g氨基丁酸置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入20mLDMF作为溶剂，升温至125℃，搅拌并回流9小时，冷却至室温，倒入200mL水中析出沉淀，干燥，得到0.67g黄色固体，产率84.59％。

(3)中间体3对硝基苯甲酰氯的合成：

合成过程与实例1相同

(4)中间体4 N-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺的合成：

合成过程与实例1相同

(5)中间体5 N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺的合成：

合成过程与实例1相同

(6)终产物D3的合成：

取0.80g中间体7(N-(2’-羧基己酸)4-吗啉基-1,8-萘酐),0.53gN-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺和0.025g4-二甲氨基吡啶置于100mL的双颈圆底烧瓶中，加入20mL二氯甲烷作为溶剂，搅拌并加入0.412gN二环己基碳二甲胺，室温搅拌24小时，产物使用硅胶柱层析法进行分离提纯，得到0.64g终产物D1，产率49.85％。

+ESI HRMS(M+H):C₃₈H₃₅N₅O₅,计算值：641.2638，实测值：642.2708。

1H NMR(400MHz,DMSO)δ10.59(s,1H),10.22(s,1H),8.99(dd,J＝4.2,1.5Hz,1H),8.77–8.71(m,1H),8.47(dd,J＝9.4,4.4Hz,3H),8.40(d,J＝8.1Hz,1H),7.95(d,J＝8.7Hz,2H),7.82(t,J＝7.9Hz,1H),7.77(d,J＝8.8Hz,2H),7.73(s,1H),7.71–7.69(m,1H),7.67(d,J＝7.8Hz,1H),7.34(d,J＝8.1Hz,1H),4.06(t,J＝7.3Hz,2H),3.89–3.85(m,4H),3.22–3.18(m,4H),3.17(d,J＝4.7Hz,1H),2.38(t,J＝7.3Hz,2H),1.74–1.62(m,5H).

应用例1：体外抗肿瘤活性抑制实验

为了检测目标化合物的潜在抗肿瘤活性，本实验采用MTT比色法进行了体外抗肿瘤活性测试。MTT全称为3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴盐，是一种黄颜色的染料。MTT比色法是一种检测活细胞存活和生长的方法，它的检测原理是存在于活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为非水溶性的蓝紫色结晶甲瓒(Formazan)并且沉积在细胞中，而死细胞无此功能。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中沉积的甲瓒，用酶联免疫检测仪在490nm、625nm波长处测定其光吸收值，可间接地反映活细胞数量。在一定细胞数范围内，甲瓒的沉积量与细胞的数目是成正比的。目前该方法已广泛用于一些生物活性因子的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试验以及肿瘤放射敏感性测定等。

本实验选用Hela(人宫颈癌细胞)、HepG2(肝癌细胞)和MCF-7(人乳腺癌细胞)三种肿瘤细胞系和HL7702(人肝细胞)正常细胞系对化合物D₁、D₂和D₃进行体外抗肿瘤活性测试。实验步骤如下：

(1)接种细胞从液氮中取出相应细胞株的冻存管，对细胞株进行细胞复苏，之后加入培养液培养并且传代，待到细胞生长到对数期之后，用培养液稀释细胞悬浮液，取无菌96孔板接种细胞，内60个孔内每孔加入100μL细胞悬浮液，约1×10⁴个细胞。外围36个加入PBS缓冲液。之后将96孔板置于37℃，5％CO₂条件的恒温培养箱中培养12小时，保证细胞贴壁生长。

(2)加药取母液浓度为1×10^-3mol/L的化合物溶液(溶剂为DMSO)稀释成四个梯度浓度，分别为50μM、20μM、10μM、5μM、1μM，每孔加入100μL药物(由于孔中原有100μL培养液，故而实际作用的药物浓度是说配置药物浓度的一半)，每个药物浓度设置5个复孔以减小误差。最外侧设置空白对照空，只加入100μL培养液。加药结束之后将96孔板置于37℃，5％CO₂条件的恒温培养箱中培养24小时。

(3)MTT还原MTT粉末用PBS配制为5mg/mL的溶液，在避光条件下，每孔加入20μLMTT溶液，置于培养箱中作用4小时，之后用移液枪小心地吸出上清液，每孔加入150μLDMSO溶解甲瓒结晶。将处理好的96孔板置于水平摇床震荡10分钟，在酶联免疫检测仪测定490nm、570nm下各个孔的吸光值。

(4)IC50计算目标化合物对于细胞生长的IC50值是指细胞被抑制一半时抑制剂的浓度，其计算采用寇式改良公式：lgIC50＝Xm-I[P-(3-Pm-Pn)/4]，其中Xm＝lg(最大浓度)，I＝lg(最大浓度/相邻浓度)，P＝抑制率之和，Pm＝最大抑制率，Pn＝最小抑制率。

表1化合物D₁-D₃对不同细胞系的IC₅₀值(uM)

化合物D₃对肿瘤细胞的抑制作用最强，对MCF-7、Hela、HepG2癌细胞系的IC₅₀分别为20.6μM、20.9μM、24.1μM，化合物对四种细胞系的IC₅₀值测试结果列在表1中。化合物D₂对三种肿瘤细胞表现出较好的细胞毒作用，对Hela、HepG2、MCF-7的半数抑制浓度分别为55.4μM、40.8μM和35.1μM，对HL7702的IC₅₀值为119.3μM。MTT测试结果表明连接萘酰亚胺与8-(苯甲酰基氨基)喹啉的氨基酸长度对抗肿瘤活性有很大的影响，氨基酸链越长对肿瘤细胞的抑制作用越强。

Claims

1.一类含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物或其药学上可接受的盐，其特征在于其具有通式A结构的化合物：

通式A中:

n选自1、3或5。

2.如权利要求1所述的含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)对硝基苯甲酸与二氯亚砜反应生成对硝基苯甲酰氯，对硝基苯甲酰氯与8-氨基喹啉进行缩合反应合成中间体N-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺，接着将N-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺还原为N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺；

(2)以4-溴-1,8-萘酐为起始原料，在其4位引入吗啉基合成4-吗啉基-1,8-萘酐，再分别与不同长度的氨基酸进行氨基缩合得到中间体N-(2’-羧基乙酸)4-吗啉基-1,8-萘酐，N-(2’-羧基丁酸)4-吗啉基-1,8-萘酐和N-(2’-羧基己酸)4-吗啉基-1,8-萘酐；所述的氨基酸选自氨基乙酸、氨基丁酸、氨基己酸；

(3)最后，将步骤(1)中得到的N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺与步骤(2)得到的、萘酰亚胺中间体进行缩合反应得到目标产物含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中，N-1-喹啉-8-基-4-硝基苯甲酰胺还原为N-1-喹啉-8-基-4-氨基苯甲酰胺的方法为：用氯化亚锡作为还原剂在乙醇中回流发生还原反应；

步骤(2)中，4-吗啉基-1,8-萘酐的合成方法为：以乙二醇单甲醚作为溶剂，吗啉与4-溴-1,8-萘酐在125℃回流升温发生亲核取代反应。

4.如权利要求1所述的含8-(苯甲酰基氨基)喹啉的1，8-萘酐类衍生物或其药学上可接受的盐在制备抑制肿瘤细胞药物中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述的肿瘤细胞为Hela人宫颈癌细胞、HepG2肝癌细胞、MCF-7人乳腺癌细胞。