CN113429422A - 一种噻吩并喹诺酮类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医药领域,具体讲,涉及一种噻吩并喹诺酮类化合物及其制备方法和应用。本发明的噻吩并喹诺酮类化合物的结构式如式I所示。本发明获得了如式I所示的噻吩并喹诺酮类化合物,不仅对CDK5抑制活性较高,并且具有良好的水溶性。

Description

一种噻吩并喹诺酮类化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于医药领域,具体讲,涉及一种噻吩并喹诺酮类化合物及其制备方法和应用。
背景技术
细胞周期蛋白依赖性激酶-5(cyclin-dependent kinase-5,Cdk5)是一个多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它不参与细胞周期调控,其生理功能主要表现在维持神经细胞的正常发育和有丝分裂后神经细胞的功能及骨架结构。在许多神经退行性疾病中,如帕金森病、肌萎缩侧索硬化和缺血性卒中,均发现Cdk5异常过度活化。如过度活跃的Cdk5/P25诱发tau蛋白过度磷酸化,tau蛋白异常聚集形成神经原纤维缠结在阿尔茨海默病中观察到的主要病理学改变,最终导致神经元死亡。此外,Cdk5的过度激活、活性失调及其亚细胞分布改变均不同程度的诱导神经元的凋亡或死亡,众多文献表明,阻断Cdk5的活性具有一定的神经元保护作用。
因此,Cdk5是目前研究的热点靶点之一,鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的首要发明目的在于提供一种噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐。
本发明的第二发明目的在于提供该噻吩并喹诺酮类化合物的制备方法。
本发明的第三发明目的在于提供该噻吩并喹诺酮类化合物的应用。
为了完成本发明的发明目的,采用的技术方案为:
本发明涉及一种噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,所述噻吩并喹诺酮类化合物的结构式如式I所示:
Figure BDA0003180806510000021
其中:R选自取代或未取代的C1~C8亚烷基,
所述取代的取代基选自羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基;
优选为:羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、苯基、咪唑基、羟基取代的苯基、环丙烷基、氨基取代的环丙烷基、甲烷硫基。
可选的,所述噻吩并喹诺酮类化合物的结构式如式II所示:
Figure BDA0003180806510000022
其中:R1选自氢、取代或未取代的C1~C6烷基;
所述取代的取代基选羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基;
优选为:羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、苯基、咪唑基、羟基取代的苯基、环丙烷基、氨基取代的环丙烷基、甲烷硫基。
可选的,R选自天然或非天然氨基酸分子除去氨基和羧基的二价基团;
所述天然或非天然氨基酸分子的结构式为:H2N-R-COOH。
可选的,所述天然或非天然氨基酸分子选自D型或L型的Ala、Arg、Asn、Cys、Gln、Gly、Leu、Lys、Met、Ser、Glu、Ile、Trp、Asp、Pro、Tyr、Phe、His、Thr和Val。
可选的,所述噻吩并喹诺酮类化合物选自如下结构式所示的化合物:
Figure BDA0003180806510000031
本发明还涉及该噻吩并喹诺酮类化合物的制备方法,至少包括以下步骤:
Figure BDA0003180806510000041
将式7所示的中间体与式8所示的化合物进行缩合反应,所述式8为羧基上连接有保护基团的氨基酸,得到如式I所示的化合物;
其中,R选自取代或未取代的C1~C8亚烷基,R2选自C1~C5的直链或者支链烷基;
所述取代的取代基选自羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基。
本发明还涉及一种药物组合物,含有上述噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,及药学上可接受的赋型剂或载体。
本发明还涉及一种细胞周期蛋白依赖性激酶5抑制剂,所述抑制剂中包含上述噻吩并喹诺酮类化合物。
本发明还涉及上述噻吩并喹诺酮类化合物、或上述药物组合物的应用,所述应用包括:
在制备用于治疗神经退行性疾病的药物中的用途;或
在制备用于治疗神经毒损伤的药物中的用途。
可选的,所述神经退行性疾病包括阿尔茨海默病;所述神经毒损伤包括有机磷类毒剂中毒诱发的神经毒损伤。
本发明至少具有以下有益的效果:
本发明获得了一种如式I所示的噻吩并喹诺酮类化合物,该化合物对CDK5抑制活性较高,并且具有良好的水溶性。
附图说明
图1为化合物I-4抑制OXO-M诱导SHSY5Y细胞Cdk5表达结果;
图2为化合物I-4对OXO-M诱导SHSY5Y细胞Cdk5表达的定量统计分析图;其中,*P<0.05,与生理盐水组比较;&P<0.05,与敌敌畏(DDVP)组比较;
图3为化合物I-4抑制DDVP诱导SHSY5Y细胞Cdk5表达结果;
图4为化合物I-4对DDVP诱导SHSY5Y细胞Cdk5表达的定量统计分析图;其中,*P<0.05,与生理盐水组比较;&P<0.05,与DDVP组比较;
图5为化合物I-4对Aβ25-35诱导SHSY5Y细胞凋亡图;
图6为化合物I-4对Aβ25-35诱导SHSY5Y细胞凋亡统计分析图;其中,*P<0.05,与生理盐水组比较;&P<0.05,与Aβ25-35组比较。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在本发明的实施例中:
C1~C8亚烷基,指具有1~8个碳原子的二价基团,优选为1~6个碳原子的亚烷基;所述亚烷基可为直链的,也可以为支链的。在本发明实施例的化合物中,取代基优选连接于亚烷基的末端。
C6~C12芳基是指具有6~12个碳原子的芳香性官能团,例如苯基、甲苯基、萘基等。
C3~C8杂芳基是指构成环的原子中至少一个为杂原子的芳香性官能团,杂原子可为氮、氧、硫。具体可包括吡啶、咪唑、噻吩等。
本发明实施例提出一种噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,噻吩并喹诺酮类化合物的结构式如式I所示:
Figure BDA0003180806510000061
其中:R选自取代或未取代的C1~C8亚烷基,
取代的取代基选自羟基(-OH)、羧基(-COOH)、氨基(-NH2)、硫基(-SH)、胍基
Figure BDA0003180806510000062
酰胺基(-CO-NH2)、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基(-S-R’,R’为C1~C3烷基);优选为:羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、苯基、咪唑基、羟基取代的苯基、环丙烷基、氨基取代的环丙烷基、甲烷硫基(-S-CH3)。
本发明化合物的噻吩并喹诺酮类化合物,不仅对CDK5抑制活性较高,同时大大提高了化合物水溶性。并且,本发明实施例研究发现,在有机磷神经毒剂如敌敌畏(DDVP)中毒伴有CDK5激酶上调,阻断Cdk5活性,对有机磷神经毒损伤具有保护作用,成为有机磷类毒剂中毒诱发神经毒损伤治疗的新靶点,从而扩展了本发明化合物的新用途。
本发明化合物进一步优选为如式II所示的化合物:
Figure BDA0003180806510000071
其中:R1选自氢、取代或未取代的C1~C6烷基;
取代的取代基选羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基;
优选为:羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、苯基、咪唑基、羟基取代的苯基、环丙烷基、氨基取代的环丙烷基、甲烷硫基。
优选的,R选自天然或非天然氨基酸分子除去氨基和羧基的二价基团;天然或非天然氨基酸分子的结构式为:H2N-R-COOH。
其中,天然或非天然氨基酸分子选自Ala、Arg、Asn、Cys、Gln、Gly、Leu、Lys、Met、Ser、Thr和Val,并不限于此。
进一步的,在式II中,R1选自氢、取代或未取代的C1~C6烷基,所述取代的取代基选自酰胺基(-CO-NH2)、硫基(-SH)、氨基、羟基、C1~C3烷硫基(例如-S-CH3、-S-CH2-CH3)、
Figure BDA0003180806510000072
具体的,本发明实施例中的噻吩并喹诺酮类化合物选自如下结构式所示的化合物:
Figure BDA0003180806510000081
本发明实施例还涉及该噻吩并喹诺酮类化合物的制备方法,至少包括以下步骤:
Figure BDA0003180806510000082
将式7所示的中间体与式8所示的化合物进行缩合反应,式8为羧基上连接有保护基团的氨基酸,得到如式I所示的化合物;
其中:R选自取代或未取代的C1~C8亚烷基,R2选自C1~C5的直链或者支链烷基,即酯基的烷基基团;
取代的取代基选自羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C8芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基;
优选为:羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、苯基、咪唑基、羟基取代的苯基、环丙烷基、氨基取代的环丙烷基、甲烷硫基。
其中,式7所示的中间体的制备方法,包括以下步骤:
Figure BDA0003180806510000091
S1、苯胺与丙二酸二乙酯反应生成式2化合物;
S2、式2化合物环化得到式3化合物;
S3、式3化合物与苯胺、原甲酸三乙酯、乙二醇反应,生成式4化合物;
S4、式4化合物在POCl3作用下,生成式5化合物;
S5、式5化合物经噻吩环化得式6化合物;
S6、式6化合物经酯皂化反应得到中间体。
具体为:式I所示的化合物的合成以苯胺1为起始原料,与丙二酸二乙酯反应生成N,N′-二苯基丙二酰胺2,环化得到4-羟基喹啉-2(1H)-酮3,接着,再与苯胺、原甲酸三乙酯、乙二醇反应,生成(E)-3-((苯氨基)亚甲基)喹啉-2,4(1H,3H)-二酮4,再在POCl3作用下,生成中间体4-氯-2-氧代-1,2-二氯喹啉-3-甲醛5,再经噻吩环化得4-氧代-4,5-二氢噻吩[3,2-c]喹啉-2-羧酸甲酯6,化合物6经酯皂化反应得到关键中间体7。
本发明实施例还涉及一种药物组合物,含有上述的噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,及药学上可接受的赋型剂或载体。这些药物组合物可以是溶液剂、片剂、胶囊或注射剂;这些药物组合物可以通过注射途径给药或口服给药。
本发明所用术语“药物组合物”表示含有一种或多种本发明所述化合物或其药学上可接受的盐,以及药学可接受的载体或赋形剂。药物组合物的目的是促进对生物体的给药,利于活性成分的吸收进而发挥生物活性。这里所述的载体包括但不限于:离子交换剂,氧化铝,硬脂酸铝,卵磷脂,血清蛋白如人血白蛋白,缓冲物质如磷酸盐,甘油,山梨酸,山梨酸钾,饱和植物脂肪酸的部分甘油酯混合物,水,盐或电解质,如硫酸鱼精蛋白,磷酸氢二钠,磷酸氢钾,氯化钠,锌盐,胶态氧化硅,三硅酸镁,聚乙烯吡咯烷酮,纤维素物质,聚乙二醇,羧甲基纤维素钠,聚丙烯酸酯,蜂蜡,羊毛脂。所述赋形剂是指在药物制剂中除主药以外的附加物,其性质稳定,与主药无配伍禁忌,不产生副作用,不影响疗效,在常温下不易变形、干裂、霉变、虫蛀、对人体无害、无生理作用,不与主药产生化学或物理作用,不影响主药的含量测定等。如片剂中的黏合剂、填充剂、崩解剂、润滑剂;中药丸剂中的酒、醋、药汁等;半固体制剂软膏剂、霜剂中的基质部分;液体制剂中的防腐剂、抗氧剂、矫味剂、芳香剂、助溶剂、乳化剂、增溶剂、渗透压调节剂、着色剂等均可称为赋形剂。
本发明的化合物或其药学上可接受的盐或其药物组合物可以通过以下途径给药:胃肠外、局部、静脉内、口服、皮下、动脉内、真皮内、经皮、直肠、颅内、腹膜内、鼻内、肌内途径或作为吸入剂。
本发明的化合物或其药学上可接受的盐或其药物组合物可根据给药途径配成各种适宜的剂型。当口服用药时,本发明化合物可制成任意口服可接受的制剂形式,包括但不限于片剂、胶囊、水溶液或水悬浮液。其中,片剂使用的载体一般包括乳糖和玉米淀粉,另外也可加入润滑剂如硬脂酸镁。胶囊制剂使用的稀释剂一般包括乳糖和干燥玉米淀粉。水悬浮液制剂则通常是将活性成分与适宜的乳化剂和悬浮剂混合使用。任选地,以上口服制剂形式中还可加入一些甜味剂、芳香剂或着色剂。
本发明化合物还可以无菌注射制剂形式用药,包括无菌注射水或油悬浮液或无菌注射溶液。其中,可使用的载体和溶剂包括水、林格氏溶液和等渗氯化钠溶液。另外,灭菌的非挥发油也可用作溶剂或悬浮介质,如单甘油酯或二甘油酯。
通常,足以实现预防或治疗效果的本发明化合物或其药学上可接受的盐的有效量为约0.001mg/千克体重/天至约10,000mg/千克体重/天。合适的情况下,剂量为约0.01mg/千克体重/天至约1000mg/千克体重/天。剂量范围可以为每天、每两天或每三天约0.01至1000mg/kg受试者体重,更通常为0.1至500mg/kg受试者体重。示例性的治疗方案为每两天一次或每周一次或每月一次给药。通常多次给予所述制剂,单次剂量之间的间隔可以是每天、每周、每月或每年。或者,可以以缓释制剂的形式给予所述制剂,在这种情况下,需要较少的给药频率。剂量和频率根据制剂在受试者中的半衰期而不同。也可以根据是预防性处理还是治疗性处理而不同。在预防性应用中,以相对低频率的间隔长期给予相对低的剂量。在治疗性应用中,有时需要以相对短的间隔给予相对高的剂量,直至疾病的进展被延缓或停止,并优选地直至个体表现出疾病症状的部分或完全改善,在此之后,可以给予患者预防方案。
本发明实施例还涉及一种细胞周期蛋白依赖性激酶-5抑制剂,该Cdk5抑制剂中包含上述噻吩并喹诺酮类化合物。
本发明实施例还涉及该噻吩并喹诺酮类化合物、药物组合物的用途,包括:在制备用于治疗神经退行性疾病的药物中的用途;或在制备用于治疗神经毒损伤的药物中的用途;神经退行性疾病包括阿尔茨海默病;神经毒损伤包括有机磷类毒剂中毒诱发的神经毒损伤。
下面结合本发明的具体实施例来进一步说明本发明的实质性内容,应理解,以下实施例仅用于说明本发明,但并不以此来限定本发明的保护范围。下面实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的进行。所用原料未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
虽然以下实施例中所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的,但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚,如果未特别说明,下面实施例中所用的材料和操作方法是本领域公知的。
实施例1:N-(1-氨基-1-氧代丙烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺的合成(a-1)(I-1)的合成
Figure BDA0003180806510000121
1.1N,N′-二苯基丙二酰胺(1)的合成
量取95mL(1mol)苯胺置于3L三口烧瓶中,量取1.9mL DMF加入反应瓶中,然后量取76.3mL(1mol)丙二酸二乙酯加入,搅拌,加热到140℃,搅拌反应8h,经TLC检测反应完全,停止反应,降至室温,向反应液中加入1L蒸馏水,2L乙酸乙酯,分液,用2L乙酸乙酯反萃水相,合并有机相,饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压浓缩,分离纯化得产物1 241.3g,收率95%。
1.2、4-羟基喹啉-2(1H)-酮(2)的合成
称取800g PPA加入反应瓶中,机械搅拌,然后再称取200g(787.1mmol)中间体19分批次加入,升温至150℃,搅拌反应3h,TLC点板检测,基本反应完全,降至室温,用氢氧化钠水溶液调ph值到8~10,加1L乙酸乙酯萃取,并用500mL乙酸乙酯反萃水相,有机相用饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压浓缩,分离纯化得产物2 88.8g,收率70%。
1.3、(E)-3-((苯氨基)亚甲基)喹啉-2,4(1H,3H)-二酮(3)的合成
称取80.5g(0.5mol)中间体20,量取苯胺45.5mL(0.5mol)、原甲酸三乙酯54.8mL(0.5mol)、乙二醇500mL加入2L的反应瓶中,机械搅拌,加热至145℃,搅拌20分钟,TLC点板检测,基本反应完全,降至室温,减压除去溶剂,加1L水、1L二氯甲烷分液,并用500mL二氯甲烷反萃水相,饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,减压浓缩,分离纯化得产物3 108.3g,收率82%。
1.4、4-氯-2-氧代-1,2-二氯喹啉-3-甲醛(4)的合成
量取53.1mL POCl3缓慢加入到950mL DMF中称取100g(378.8mmol)中间体21,在室温下搅拌反应8h,TLC点板检测,基本反应完全,将反应液加到冰水中,加减调pH值到中性,乙酸乙酯萃取,干燥浓缩,分离纯化得产物4 70.6g,收率90%。
1.5、4-氧代-4,5-二氢噻吩[3,2-c]喹啉-2-羧酸甲酯(5)的合成
称取60g(289.9mmol)中间体22、称取36.7g(289.9mmol)2-巯基乙酸乙酯、称取40g(579.8mmol)无水碳酸钾、量取1.3L无水乙醇,加热至回流,反应3h,TLC点板检测,基本反应完全,降至室温,过滤除去固体,减压浓缩除去溶剂,加水、乙酸乙酯分液,干燥,浓缩,分离纯化得产物5 69.7g,收率88%。
1.6、4-氧代-4,5-二氢噻吩[3,2-c]喹啉-2-羧酸(6)的合成
称取中间体23 60g(219.8mmol)、称取一水氢氧化锂、量取300mL水、300mL无水甲醇加入反应瓶,机械搅拌,加热至回流,搅拌12h,反应结束后降至室温,用稀盐酸调节体系pH=3,用乙酸乙酯萃取,干燥,浓缩,分离纯化得中间体6 53.8g,收率96%。
1.7 N-(1-氨基-1-氧代丙烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺的合成(a-1)(I-1)的合成
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Ala甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.04g,收率80%。
HR-ESI MS m/z 315.07[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ1.48(d,J=5.74Hz,3H),1.71(m,1H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例2:N-(1-氨基-5-胍基-1-氧代戊烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺(I-2)的合成
Figure BDA0003180806510000151
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Arg甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.32g,收率80%。
HR-ESI MS m/z 400.13[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ1.55(m,2H),1.79(m,2H),2.0(t,J=8.74Hz,1H),2.65(m,2H),4.53(m,1H),6.52(s,1H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H),8.56(s,2H).
实施例3:2-(4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺)丁二酰胺(I-3)的合成
Figure BDA0003180806510000161
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Asn甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.22g,收率83%。
HR-ESI MS m/z 358.07[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ2.56(d,J=5.74Hz,2H),4.76(m,1H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,J=5.7Hz,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例4:N-(1,6-二氨基-1-氧代丙烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]
喹啉-2-甲酰胺(I-8)的合成
Figure BDA0003180806510000162
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Lys甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.30g,收率85%。
HR-ESI MS m/z 372.13[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ1.25(m,2H),1.55(m,2H),1.79(m,2H),1.79(m,2H),4.53(m,1H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例5:2-(4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺)戊二胺(I-5)的合成
Figure BDA0003180806510000171
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Gln甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.30g,收率85%。
HR-ESI MS m/z 372.09[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ2.05(t,J=5.74Hz,2H),2.07(m,2H),4.53(m,1H),7.16(s,4H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例6:N-(2-氨基-1-乙氧基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰
胺(I-6)的合成
Figure BDA0003180806510000181
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Gly甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.03g,收率83%。
HR-ESI MS m/z 301.06[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ3.85(d,J=5.74Hz,2H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.03(t,J=8.72Hz,1H),8.35(s,1H).
实施例7:N-(1-氨基-4-甲基-1-氧代戊烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺(I-7)的合成
Figure BDA0003180806510000191
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Leu甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得0.86g,收率86%。
HR-ESI MS m/z 244.04[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ0.91(d,J=5.74Hz,6H),1.49(m,1H),1.76(m,2H),4.53(m,1H),7.16(s,J=5.74Hz,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例8:N-(1-氨基-5-巯基-1-氧代丙烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺(I-4)的合成
Figure BDA0003180806510000201
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Cys甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.23g,收率80%。
HR-ESI MS m/z 347.04[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ1.50(t,J=5.74Hz,1H),3.19(m,2H),4.85(m,1H),7.16(s,J=5.74Hz,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例9:N-(1-氨基-4-甲硫基-1-氧代丁烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺(I-9)的合成
Figure BDA0003180806510000202
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Met甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.29g,收率84%。
HR-ESI MS m/z 375.08[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ2.06(m,2H),2.14(s,3H),2.60(t,J=5.74Hz,2H),4.53(m,1H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例10:N-(1-氨基-3-羟基-1-氧代丙烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,
2-c]喹啉-2-甲酰胺(I-10)的合成
Figure BDA0003180806510000211
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Ser甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.17g,收率86%。
HR-ESI MS m/z 331.07[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ3.65(t,J=5.74Hz,1H),3.91(t,J=5.74Hz,2H),4.16(m,2H),4.62(m,1H),7.16(s,J=5.74Hz,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例11:N-(1-氨基-3-羟基-1-氧代丁烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,
2-c]喹啉-2-甲酰胺(I-11)
Figure BDA0003180806510000221
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Thr甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.16g,收率82%。
HR-ESI MS m/z 345.09[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ1.18(d,J=5.74Hz,3H),3.58(d,J=5.74Hz,1H),4.24(m,1H),4.61(t,J=5.74Hz,1H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
实施例12:N-(1-氨基-3-甲基-1-氧代丁烷-2-基)-4-氧代-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-甲酰胺(I-12)
Figure BDA0003180806510000231
称取中间体6 1.0g(4.1mmol)溶于干燥的二氯甲烷中,依次加入HATU、Val甲酯盐酸盐,缓慢滴加DIEA,室温下搅拌2h。反应结束后,反应液依次用1N稀盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、水及饱和食盐水洗涤,有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。将残余物经分离纯化。将所得纯品溶于甲醇,加入氨水,室温下搅拌过夜。反应结束后,减压蒸除反应液中的溶剂,将残余物溶于乙酸乙酯,经1N稀盐酸溶液、水及饱和食盐水洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥,过滤后蒸除溶剂。残余物经分离纯化得1.20g,收率85%。
HR-ESI MS m/z 343.17[M+H]+.1H NMR(400MHz DMSO-d6)δ0.91(d,J=5.74Hz,6H),2.65(m,1H),4.52(t,J=5.74Hz,1H),4.53(m,1H),7.16(s,2H),7.25(t,J=5.74Hz,1H),7.39(t,J=5.74Hz,1H),7.49(d,J=8.72Hz,1H),7.77(d,J=8.72Hz,1H),8.0(s,1H),8.35(s,1H),8.45(d,J=8.72Hz,1H).
本发明实施例所用到的实验材料与主要仪器包括:
Figure BDA0003180806510000232
Figure BDA0003180806510000241
实验例1体外CDK5抑制作用评价
体外CDK5抑制作用评价,使用全长的hCDK5/p25序列(Reaction biology Corp.),根据标准的测定方法进行γ-33P ATP过滤结合检测实验(实验方法参考文献:Comprehensive assay of kinase catalytic activity reveals features of kinaseinhibitor selectivity,Theonie Anastassiadis,nature biotechology,volume 29,11,2011)。所有化合物初筛浓度为50μM,APT浓度10μM。所有抑制率大于50%的化合物,在ATPKm浓度下(30μM)进行再次筛选评价,根据量效曲线,得到IC50值如表1所示。
表1
化合物编号 R CDK5 IC<sub>50</sub>(μM) 溶解度(mg/mL水)
I-1 Ala 12.3 100
I-2 Arg 3.5 300
I-3 Asn 3.5 250
I-4 Lys 1.9 400
I-5 Gln 2.7 350
I-6 Gly 10.2 100
I-7 Leu 6.8 50
I-8 Cys 3.1 200
I-9 Met 11.8 250
I-10 Ser 8.4 300
I-11 Thr 9.2 300
I-12 Val 5.3 50
化合物7 -- 52.1 不溶解
其中,化合物7为4-氧-4,5-二氢噻吩并[3,2-c]喹啉-2-羧酸。
实施例2
1、蛋白免疫印迹(Western blot检测)实验方法:
将对数生长期的SH-SY5Y细胞,消化成单细胞悬液后接种到细胞培养皿中,调整细胞密度为1.0×105L-1。在培养箱内孵育第4天时,更换新鲜培养基后进行给药处理。使用PBS清洗3次,每次5min。加入RIPA裂解液中。RIPA裂解液按组织重量取约200μL(含cocktail、PMSF各2μL),置于4℃冰箱孵育10min。冷冻离心机15000rpm,4℃,离心30min,取上清液待测。
BCA法测定样本蛋白浓度调整蛋白与PBS混合比例。按4:1比例加入蛋白质上样缓冲液,振荡混匀,100℃沸水中蒸煮5min,冷却至室温后分装。SDS-聚丙烯酰胺(PAGE)凝胶电泳,SDS-PAGE凝胶转膜,加入10mL脱脂奶粉封闭液,在水平摇床上室温封闭1h,TBST清洗NC膜3×10min,避免封闭液残留。根据目标蛋白分子量大小裁剪NC膜,做好标记标明条带正反面。放入待测定的一抗抗体溶液中(anti-CDK5 TBST配制,1:250),置于4℃过夜。第二天,室温复温20min,再回收一抗,使用TBST清洗NC膜3×10min,随后将NC膜放入相应二抗溶液中,置于摇床室温避光孵育1h。条带使用Odyssey双色红外荧光成像系统扫描显影。用吸光度分析软件Image J软件对条带的积分吸光度值(integral absorbance,IA)进行计算,以IA目的蛋白/IAβ肌动蛋白比值代表目的蛋白表达水平,标于目的蛋白条带上方并用GraphPad Prism7Project软件进行统计作图处理。
2.缺口末端标记(TUNEL)法检测细胞凋亡实验方法:
取SH-SY5Y细胞均匀接种于含盖玻片的35mm细胞培养皿内,待细胞生长到融合度为70%~80%时,换用无血清高糖DMEM培养基培养24h。药物处理后,按照一步法TUNEL细胞凋亡检测试剂盒步骤进行染色。首先加入4%多聚甲醛固定1h,3%H2O2孵育10min消除内源性过氧化物酶的活性。0.1%TrionX-100,4℃孵育2min。滴加DNA末端转移酶及FITC标记dUTP反应混合液50μL/皿,室温孵育1h,经过PBS洗涤3次后,使用抗荧光淬灭封片液封片后荧光显微镜下观察。荧光激发波长为450~500nm。
3.统计学分析
实验结果采用spss 17.0软件进行统计学分析,多样本均数间比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA),以P<0.05为差异有统计学意义。
Western blot检测化合物I-4(150μg/mL)对OXO-M(10-4mol/L)诱导SHSY5Y细胞Cdk5表达情况如图1所示。OXO-M(10-4mol/L)可诱导SHSY5Y细胞Cdk5的表达,与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.05,n=3),柱状分析图如图2所示。采用SPSS 19.0统计学软件进行数据处理,实验数据以Mean±S.E.M表示,多组之间均数比较采用单因素方差分析,采用Dunnett’s T3法进行实验组与对照组比较。在经OXO-M(10-4mol/L)预处理的SHSY5Y细胞上给予待试药物I-4(150μg/mL),SHSY5Y细胞的Cdk5表达显著降低,与OXO-M组相比,差异具有统计学意义(P<0.05,n=3)。
Western blot检测化合物I-4(150μg/mL)对DDVP(10-7mol/L)诱导SHSY5Y细胞Cdk5表达情况如图3所示。DDVP(10-7mol/L)可诱导SHSY5Y细胞Cdk5的表达,与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.05,n=3),柱状分析图如图4所示。采用SPSS 19.0统计学软件进行数据处理,实验数据以Mean±S.E.M表示,多组之间均数比较采用单因素方差分析,采用Dunnett’s T3法进行实验组与对照组比较。在经DDVP(10-7mol/L)预处理的SHSY5Y细胞上给予待试药物I-4(150μg/mL),SHSY5Y细胞的Cdk5表达显著降低,与DDVP组相比,差异具有统计学意义(P<0.05,n=3)。
Aβ25-35(30mg/kg)可诱导SHSY5Y细胞发生凋亡,细胞凋亡照片如图5所示,凋亡阳性细胞个数与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.05,n=3),柱状图如图6所示。采用SPSS 19.0统计学软件进行数据处理,实验数据以Mean±S.E.M表示,多组之间均数比较采用单因素方差分析,采用Dunnett’s T3法进行实验组与对照组比较。在经Aβ25-35(30mg/kg)预处理的SHSY5Y细胞上给予待试药物I-4(150μg/mL),Tunnel染色表明凋亡阳性细胞个数显著降低,与DDVP组相比,差异具有统计学意义(P<0.05,n=3),如图5所示。
综上实验结果说明:化合物I-4在DDVP和Aβ25-35诱导的SHSY5Y细胞凋亡反应中具有显著的抑制作用,具有显著的神经元保护作用。
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,其特征在于,所述噻吩并喹诺酮类化合物的结构式如式I所示:
Figure FDA0003180806500000011
其中:R选自取代或未取代的C1~C8亚烷基,
所述取代的取代基选自羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基;
优选为:羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、苯基、咪唑基、羟基取代的苯基、环丙烷基、氨基取代的环丙烷基、甲烷硫基。
2.根据权利要求1所述的噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,其特征在于,所述噻吩并喹诺酮类化合物的结构式如式II所示:
Figure FDA0003180806500000012
其中:R1选自氢、取代或未取代的C1~C6烷基;
所述取代的取代基选羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基;
优选为:羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、苯基、咪唑基、羟基取代的苯基、环丙烷基、氨基取代的环丙烷基、甲烷硫基。
3.根据权利要求1所述的噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,其特征在于,
R选自天然或非天然氨基酸分子除去氨基和羧基的二价基团;
所述天然或非天然氨基酸分子的结构式为:H2N-R-COOH。
4.根据权利要求3所述的噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,其特征在于,所述天然或非天然氨基酸分子选自D型或L型的Ala、Arg、Asn、Cys、Gln、Gly、Leu、Lys、Met、Ser、Glu、Ile、Trp、Asp、Pro、Tyr、Phe、His、Thr和Val。
5.根据权利要求1~4任一项所述的噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,其特征在于,所述噻吩并喹诺酮类化合物选自如下结构式所示的化合物:
Figure FDA0003180806500000021
Figure FDA0003180806500000031
6.如权利要求1~5任一项所述的噻吩并喹诺酮类化合物的制备方法,至少包括以下步骤:
Figure FDA0003180806500000032
将式7所示的中间体与式8所示的化合物进行缩合反应,所述式8为羧基上连接有保护基团的氨基酸,得到如式I所示的化合物;
其中,R选自取代或未取代的C1~C8亚烷基,R2选自C1~C5的直链或者支链烷基;
所述取代的取代基选自羟基、羧基、氨基、硫基、胍基、酰胺基、C6~C8芳基、C3~C8杂芳基、羟基取代的C6~C12芳基、C3~C6环烷基、氨基取代的C3~C6环烷基、C1~C3烷硫基。
7.一种药物组合物,其特征在于,含有如权利要求1~5任一项所述的噻吩并喹诺酮类化合物,其立体异构体或药学上可接受的盐,及药学上可接受的赋型剂或载体。
8.一种细胞周期蛋白依赖性激酶5抑制剂,其特征在于,所述抑制剂中包含如权利要求1~5任一项所述的噻吩并喹诺酮类化合物。
9.如权利要求1~5任一项所述的噻吩并喹诺酮类化合物、或如权利要求7所述的药物组合物的应用,所述应用包括:
在制备用于治疗神经退行性疾病的药物中的用途;或
在制备用于治疗神经毒损伤的药物中的用途。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述神经退行性疾病包括阿尔茨海默病;
所述神经毒损伤包括有机磷类毒剂中毒诱发的神经毒损伤。
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