CN113501819A - 吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物及其合成方法和应用 - Google Patents

吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物及其合成方法和应用 Download PDF

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CN113501819A CN202110779355.5A CN202110779355A CN113501819A CN 113501819 A CN113501819 A CN 113501819A CN 202110779355 A CN202110779355 A CN 202110779355A CN 113501819 A CN113501819 A CN 113501819A
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Abstract

本发明公开了一种吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物,其结构式为:
Figure DDA0003155656370000011
并公开了其合成方法。本发明的吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物能够诱导肿瘤细胞出现高比例的非整倍体,从而诱导肿瘤细胞死亡;该类化合物不是作用于某一个单一的靶点,因此不受肿瘤类型的影响,对人的多种癌症细胞均表现出明显的增殖抑制活性,能够呈剂量依赖性的诱导其凋亡;尤其重要的是,这些化合物在有效浓度下,对肿瘤细胞具有较好的选择性,对人的正常细胞无明显细胞毒性,具有较好的安全性,可开发成一种广谱的抗肿瘤候选药物。

Description

吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物及其合成方法和应用
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,具体涉及吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物及其合成方法和应用。
背景技术
染色体不稳定(chromosomal instability,CIN)是指细胞在复制时发生的基因组改变,它涉及染色体拷贝数或结构的扩增或缺失,范围从点突变到小规模基因组改变甚至整条染色体数目变化。最新基础研究及临床研究数据表明:尽管非整倍体在人类肿瘤中出现的频率很高,但它并不是癌症发展的普遍驱动因素,相反,它可以发挥实质性的肿瘤抑制作用。由于非整倍体存在于绝大多数人类肿瘤中,而在正常组织中极为罕见。因此,一种选择性消除非整倍体细胞的药物或治疗方法可以广泛用于治疗各种癌症类型,同时在正常组织中表现出很少的副作用。
研究发现,非整倍性的具体结果高度依赖于环境,受细胞的遗传和环境因素的双重影响。研究表明大多数非整倍体都能显示出抗肿瘤特性,最终导致细胞死亡或衰老。如图1所示,非整倍体导致的肿瘤细胞的死亡受染色体不稳定(CIN)水平影响,非常高的CIN率(≥80%)会导致细胞死亡,但低水平的CIN可耐受并产生有利的核型。如图2所示,高比例的非整倍体可引起DNA损伤,激活DNA损伤诱导的ATM激酶,导致p53依赖的细胞周期阻滞和凋亡。另外,组蛋白H3.3 Ser31磷酸化可以激活p53,刺激细胞凋亡,抑制非整倍体细胞的增殖。当BCL9L存在时,非整倍体也可导致Caspase-2的激活,从而导致MDM2和BID的分裂,随后导致p53依赖性和非依赖性的凋亡。此外,非整倍体可激活p38,导致p53依赖的凋亡,而p38缺失可上调Hif-1α,抑制凋亡。最后,非整倍体诱导ROS可通过JNK信号通路诱导增殖或凋亡。因此,发现能特异性诱导肿瘤细胞出现高比例的非整倍体并诱导肿瘤细胞凋亡的候选药物,对于各种癌症,尤其是化疗耐药的癌症的治疗具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物及其合成方法和应用,其能够诱导肿瘤细胞出现高比例的非整倍体,呈剂量依赖性的诱导肿瘤细胞死亡,对人的正常细胞无明显细胞毒性,有望开发成一种广谱的抗肿瘤候选药物。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物,所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的结构式如I所示:
Figure BDA0003155656350000021
其中:
R1为H、
Figure BDA0003155656350000022
Figure BDA0003155656350000023
R2为H或
Figure BDA0003155656350000024
R3
Figure BDA0003155656350000025
前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物,所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的结构式为:
Figure BDA0003155656350000026
Figure BDA0003155656350000031
前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,步骤如下:
S1、分别以化合物2、化合物3、化合物1为底物合成中间体Aa-Aq,反应路线如下:
Figure BDA0003155656350000032
其中,R1
Figure BDA0003155656350000033
Figure BDA0003155656350000034
S2、使用S1所得中间体Aa-Aq合成中间体Ba-Bq,反应路线如下:
Figure BDA0003155656350000041
其中,R1为H、
Figure BDA0003155656350000042
Figure BDA0003155656350000043
R2为H或
Figure BDA0003155656350000044
S3、使用S2所得中间体Ba-Bq合成Ia-Iw,反应路线如下:
Figure BDA0003155656350000045
其中,R1为H、
Figure BDA0003155656350000046
Figure BDA0003155656350000047
R2为H或
Figure BDA0003155656350000048
S4、用S3所得Il、Io合成Ia’-Ib’,反应路线如下:
Figure BDA0003155656350000051
其中,R1
Figure BDA0003155656350000052
前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法:步骤S1中:
中间体Aa的具体合成方法为:取5mmol化合物2置于惰性气体环境中,加入N,N-二甲基甲酰胺15mL和NaH 6mmol,室温下搅拌均匀后,恒压缓慢逐滴加入2-氯-1-吗啉乙基-1-酮7mmol,室温下搅拌反应过夜,TLC监测原料消失后停止反应;反应结束后加入乙酸乙酯和饱和食盐水进行萃取,萃取后收集有机层,饱和食盐水洗涤3次,无水Mg2SO4干燥后过滤,减压旋蒸,除去乙酸乙酯,得到粗产物;乙酸乙酯/石油醚体系作为流动相,经过硅胶柱层析,分离纯化,得到化合物Aa;
中间体Ab的具体合成方法为:取10mmol化合物3加入20mL乙醇溶液,在惰性气体环境中逐滴加入吗啉24mmol,室温条件下,将碳酸钾20mmol分批次加入反应液中,升温至80℃回流,继续反应16h;反应结束后冷却至室温,减压旋蒸,除去无水乙醇,加入饱和食盐水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机层,用饱和食盐水洗涤,无水Mg2SO4干燥后,过滤,减压旋蒸,除去二氯甲烷,经硅胶层析柱,分离纯化,得化合物Ab;
中间体Ac-Aq的具体合成方法为:将5mmol化合物1溶于无水乙醇中,加入原甲酸三乙酯6.5mmol,再向其中加入乙胺6.5mmol、I2 0.05mmol,惰性气体环境、避光条件下升温至80℃回流反应5h;反应后冷却至室温,减压旋蒸,除去无水乙醇后,加入乙酸乙酯溶解,用1mol/L NaOH溶液洗涤1次,水层用乙酸乙酯萃取三次,合并有机层,再使用1mol/L NaOH溶液、饱和食盐水各洗涤3次后,收集有机层,无水Mg2SO4干燥过夜;过滤除去Mg2SO4,减压旋蒸,除去乙酸乙酯,得到化合物Ac-Aq。
前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法:步骤S2中:
中间体Ba-Bq的具体合成方法为:惰性气体环境下,将10mmol化合物Aa-Aq、10mmol2-氨基吡啶-5-硼酸、30mmol K2CO3混合,再加入V1,4-二氧六环:V=4:1的1,4-二氧六环和水的混合溶剂50mL,升温至100℃回流后,加入化合物Aa-Aq 0.05倍当量的Pd(dppf)Cl2,在惰性气体环境中反应4-6h,溶液变黑,反应结束,经硅胶柱层析,分离纯化,得到化合物Ba-Bq。
前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法:步骤S3中:
Ia-Iw的具体合成方法为:
取2.5mmol化合物Ba-Bq和7.5mmol 3-溴丙酮酸乙酯,加入40mL无水乙醇,惰性气体环境下,升温至80℃回流,搅拌2h后,冷却至室温,添加7.5mmol碳酸氢钠,升温至80℃回流,继续反应8-16h;反应结束后冷却至室温,减压旋蒸,除去无水乙醇,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ia-Io;
取2.5mmol化合物Ba-Bq和7.5mmol溴代丙酮酸甲酯,加入40mL无水乙醇,惰性气体环境下,升温至80℃回流,搅拌2h后,冷却至室温,向其中添加7.5mmol碳酸氢钠,升温至80℃回流,继续反应8-16h;反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去无水乙醇,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ip-Iw。
前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,步骤S4中,
Ia’-Ib’的具体合成方法为:
取8mmol乙胺,冰浴条件下加入16mL无水四氢呋喃,再加入15mmol三甲基铝,然后加入2mmol化合物Il或Io至反应液中,0℃搅拌15min,惰性气体环境下,升温至70℃回流,反应8-16h;反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去反应溶剂,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ia’-Ib’。
前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法:步骤S1中所述化合物2的制备方法为:
Figure BDA0003155656350000061
取10mmol化合物1和40mmol甲酰胺混合加热至130℃,搅拌4h后,加入30mL H2O,反应物冷却后再加入20mL H2O,继续搅拌30min,固体析出后,过滤收集固体,在乙醇中进行重结晶,得到化合物2;
所述化合物3的制备方法为:
Figure BDA0003155656350000062
取2mmol钠加入20mL甲醇溶液充分搅拌,室温条件、惰性气体环境下,恒压将30mmol氯乙腈缓慢滴入,得溶液S;将10mmol化合物1溶于30mL甲醇溶液,再缓慢滴入溶液S中,室温下反应3h,有白色沉淀析出,过滤收集固体,并在甲醇中进行重结晶,得到化合物3。
如前述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物在制备抗肿瘤细胞药物中的应用,所述肿瘤为肺癌、肝癌、乳腺癌、红白血病、前列腺癌或神经母细胞瘤。
前述应用,所述肿瘤为人非小细胞肺癌细胞HCC827相关的肺癌、人高转移性肝癌细胞MHCC97H相关的肝癌、人乳腺癌细胞MDA-MB-231相关的乳腺癌、人红白血病K562细胞相关的红白血病、人前列腺癌细胞PC3相关的前列腺癌或人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y相关的神经母细胞瘤。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供了能够诱导肿瘤细胞出现高比例的非整倍体从而诱导肿瘤细胞死亡的吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物{6-(2-乙酰基咪唑并[1,2-a]吡啶-6-基)喹唑啉-4(3H)-酮类衍生物}及其合成方法和应用。由于该类吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物不是作用于某一个单一的靶点,因此不受肿瘤类型的影响,对人的6种癌症细胞(人非小细胞肺癌细胞HCC827,人高转移性肝癌细胞MHCC97H,人乳腺癌细胞MDA-MB-231,人红白血病K562细胞,人前列腺癌细胞PC3以及人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y)均表现出明显的增殖抑制活性,能够呈剂量依赖性的诱导其凋亡;尤其重要的是,这些化合物在有效浓度下,对肿瘤细胞具有较好的选择性,对人的正常细胞无明显细胞毒性,具有较好的安全性,可开发成一种广谱的抗肿瘤候选药物。
附图说明
图1高比例的染色体不稳定(如非整倍体)诱导肿瘤细胞死亡;其中High CIN:高比例的染色体不稳定;Low CIN:低比例的染色体不稳定;
图2染色体不稳定(CIN)诱导细胞死亡的机制;
图3代表性化合物Ip、Iq和Iu诱导人神经母细胞瘤出现G2/M期阻滞;
图4代表性化合物Ip、Iq和Iu诱导人神经母细胞瘤出现细胞凋亡;
图5代表性化合物Ip对非整倍体诱导的细胞死亡相关通路关键靶蛋白表达水平的影响;
图6代表性化合物Ip对SH-SY5Y裸鼠异种移植瘤的生长抑制活性;
图7代表性化合物Ip对小鼠心、肝、脾、肺及肾脏等组织的形态学影响;
具体实施方式
为了进一步确认本发明合成方法的合理性以及合成的化合物结构的准确性,发明人还对下述实施例中制备得到的中间体和最终产物进行了质谱检测。
实施例1:化合物2的制备:
于250mL反应瓶中加入化合物1(2-氨基-5-溴苯甲酸,2.16g,10mmol)和甲酰胺(1.80g,40mmol),将其混合物加热至130℃,搅拌4h后,加入30mL H2O,待反应物冷却后,再加入20mL H2O,并不停搅拌30min,待到固体析出后,过滤收集固体,并在乙醇中进行重结晶,得到化合物2,即6-溴喹唑啉-4(3H)-酮,为白色固体,此反应产率为87.6%,ESI-MS:m/z224.3,226.3[M+H]+
实施例2:化合物3的制备
称取钠(0.046g,2mmol),置于250mL三口瓶中,加入20mL MeOH溶液,充分搅拌后,将氯乙腈(2.28g,30mmol)在室温条件、惰性气体环境下,通过恒压滴液漏斗缓慢滴加至反应瓶中。再将2-氨基-5-溴-苯甲酸(2.16g,10mmol)溶于30mL MeOH中,缓慢滴加至反应瓶中,室温下继续反应3h。有白色沉淀析出,过滤收集固体,并在甲醇中进行重结晶。得到化合物3,即6-溴-2-氯甲基喹唑啉-4(3H)-酮,为白色絮状物,产率为81.1%,ESI-MS:m/z274.2,276.2[M+H]+
实施例3:中间体Aa的合成
称取化合物2(1.13g,5mmol)置入100mL反应瓶中,向其中充入氩气,在惰性气体环境中,加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)15mL和NaH(60%含量煤油中保存,0.24g,6mmol),反应在室温下进行,搅拌3min,待搅拌均匀后,使用恒压滴液漏斗缓慢向反应瓶中逐滴加入2-氯-1-吗啉乙基-1-酮(1.145g,7mmol),室温下搅拌,过夜反应。用TLC进行监测,反应体系中原料消失后即停止反应。反应结束后,加入100mL乙酸乙酯和饱和100mL饱和食盐水,进行萃取,萃取后收集有机层,饱和食盐水洗涤3次,无水Mg2SO4干燥后过滤,减压旋蒸,除去乙酸乙酯,得到粗产物。EA/PE体系作为流动相,经过硅胶柱层析,分离纯化,得到化合物Aa,即6-溴-3-(2-吗啉-2-氧乙基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为68.8%,ESI-MS:m/z352.0,354.0[M+H]+
实施例4:中间体Ab的合成
称取化合物3(2.73g,10mmol)置于250mL反应瓶中,加入20mL乙醇溶液,充入氩气,在惰性气体环境中,通过恒压滴液漏斗向反应瓶内,逐滴加入吗啉(0.95g,24mmol)。滴加完毕后,在室温条件下,将碳酸钾(2.76g,20mmol)分批次加入至反应液中,升温至80℃回流,继续反应16h。反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去无水乙醇,加入饱和食盐水100mL,用二氯甲烷萃取3次,合并有机层,用饱和食盐水洗涤(100mL×3),无水Mg2SO4干燥后,过滤,减压旋蒸,除去二氯甲烷,经硅胶层析柱,分离纯化,得到化合物Ab,即6-溴-2-(吗啉代甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,收率79.6%,ESI-MS:m/z 324.0,326.0[M+H]+
实施例5:中间体Ac-Aq的合成
将化合物1(2-氨基-5-溴苯甲酸,1.08g,5mmol)溶于20mL无水乙醇中,加入原甲酸三乙酯(0.96g,6.5mmol),再向其中加入乙胺(0.29g,6.5mmol),I2(0.013g,0.05mmol),在氩气环境、避光条件下升温至80℃回流,反应5h。反应后冷却至室温,减压旋蒸,除去无水乙醇后,加入100mL乙酸乙酯,溶解后,用1mol/L NaOH溶液洗涤一次,水层用乙酸乙酯萃取三次,合并有机层,再使用1mol/L NaOH溶液、饱和食盐水各洗涤三次后,收集有机层,无水Mg2SO4干燥过夜。过滤除去Mg2SO4,减压旋蒸,除去乙酸乙酯,得到化合物Ac-Aq;
当R1
Figure BDA0003155656350000091
时,得化合物Ac,即6-溴-3-乙基喹唑啉-4(3H)-酮,黄色固体,0.91g,产率为72.0%,ESI-MS:m/z 253.0,255.0[M+H]+
当R1
Figure BDA0003155656350000092
时,得化合物Ad,即6-溴-3-丁基喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为81.1%,ESI-MS:m/z 281.0,283.0[M+H]+
当R1
Figure BDA0003155656350000093
时,得化合物Ae,即6-溴-3-异戊基喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为81.5%,ESI-MS:m/z 295.0,297.0[M+H]+
当R1
Figure BDA0003155656350000094
时,得化合物Af,即6-溴-3-(2-(二甲基氨基)乙基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为78.3%,ESI-MS:m/z 318.0,320.0[M+Na]+
当R1
Figure BDA0003155656350000095
时,得化合物Ag,即6-溴-3-(环丙基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为71.2%,ESI-MS:m/z 279.0,281.0[M+H]+
当R1
Figure BDA0003155656350000096
时,得化合物Ah,即3-苄基-6-溴喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为86.0%,ESI-MS:m/z 338.0,340.0[M+Na]+
当R1
Figure BDA0003155656350000097
时,得化合物Ai,即6-溴-3-(吡啶-2-基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为78.4%,ESI-MS:m/z 338.0,340.0[M+Na]+
当R1
Figure BDA0003155656350000098
时,得化合物Aj,即6-溴-3-(嘧啶-2-基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为73.4%,ESI-MS:m/z 339.1,341.1[M+Na]+
当R1
Figure BDA0003155656350000099
时,得化合物Ak,即6-溴-3-(4-甲氧基苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为76.2%,ESI-MS:m/z 367.0,369.0[M+Na]+
当R1
Figure BDA00031556563500000910
时,得化合物Al,即6-溴-3-(4-氟苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为74.5%,ESI-MS:m/z 355.1,357.1[M+Na]+
当R1
Figure BDA00031556563500000911
时,得化合物Am,即6-溴-3-(4-(三氟甲基)苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为71.6%,ESI-MS:m/z 406.0,408.0[M+Na]+
当R1
Figure BDA0003155656350000101
时,得化合物An,即6-溴-3-(4-甲基苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为88%,ESI-MS:m/z 352.0,354.0[M+H]+
当R1
Figure BDA0003155656350000102
时,得化合物Ao,即3-(2-(1H-吲哚-3-基)乙基)-6-溴喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为76.8%,ESI-MS:m/z 368.0,370.0[M+H]+
当R1
Figure BDA0003155656350000103
时,得化合物Ap,即3-(苯并[d][1,3]二氧杂-5-基甲基)-6-溴喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为78.2%,ESI-MS:m/z 382.0,384.0[M+Na]+
当R1
Figure BDA0003155656350000104
时,得化合物Aq,即6-溴-3-(2-吗啉乙基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率为72.1%,ESI-MS:m/z 338.0,340.0[M+H]+
实施例6:中间体Ba-Bq的合成
惰性气体保护下,将化合物Aa-Aq(3.52g,10mmol)、2-氨基吡啶-5-硼酸(2.20g,10mmol),K2CO3(4.14g,30mmol)加入250mL反应瓶中,再加入1,4-二氧六环(Dioxane/H2O[V(Dioxide):V(H2O)=4:1])50mL的混合溶剂,升温至100℃回流后,向其中加入0.05倍当量的Pd(dppf)Cl2,充入氩气,在惰性气体环境中,反应4-6h,溶液变黑,反应结束,经硅胶柱层析,分离纯化,得到化合物Ba-Bq;
当加入化合物Aa,得化合物Ba,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(2-吗啉代-2-氧代乙基)喹唑啉-4(3H)-酮,灰色固体,3.22g,产率为88.1%,ESI-MS:m/z 366.0[M+H]+
当加入化合物Ab,得化合物Bb,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-2-(吗啉甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率84.3%,ESI-MS:m/z 295.0[M+H]+
当加入化合物Ac,得化合物Bc,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-乙基喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率85.2%,ESI-MS:m/z 267.0[M+H]+
当加入化合物Ad,得化合物Bd,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-丁基喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率86.6%,ESI-MS:m/z 295.1[M+H]+
当加入化合物Ae,得化合物Be,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-异戊基喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率84.7%,ESI-MS:m/z 331.1[M+Na]+
当加入化合物Af,得化合物Bf,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(2-(二甲基氨基)乙基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率81.3%,ESI-MS:m/z 332.1[M+Na]+。
当加入化合物Ag,得化合物Bg,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(环丙基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率85.6%,ESI-MS:m/z 293.1[M+H]+
当加入化合物Ah,得化合物Bh,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-苄基喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率86.0%,ESI-MS:m/z 329.0[M+H]+
当加入化合物Ai,得化合物Bi,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(吡啶-2-基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率86.4%,ESI-MS:m/z 330.0[M+H]+
当加入化合物Aj,得化合物Bj,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(嘧啶-2-基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率83.4%,ESI-MS:m/z 331.1[M+H]+
当加入化合物Ak,得化合物Bk,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(4-甲氧基苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率86.2%,ESI-MS:m/z 381.1[M+Na]+
当加入化合物Al,得化合物Bl,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(4-氟苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率84.5%,ESI-MS:m/z 347.0[M+H]+
当加入化合物Am,得化合物Bm,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(4-(三氟甲基)苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率81.6%,ESI-MS:m/z 397.0[M+H]+
当加入化合物An,得化合物Bn,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(4-甲基苄基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率88%,ESI-MS:m/z 365.1[M+Na]+
当加入化合物Ao,得化合物Bo,即3-(2-(1H-吲哚-3-基)乙基)-6-(6-氨基吡啶-3-基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率86.8%,ESI-MS:m/z 404.1[M+Na]+
当加入化合物Ap,得化合物Bp,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(苯并[d][1,3]二恶酚-5-基甲基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率83.2%,ESI-MS:m/z 395.1[M+Na]+
当加入化合物Aq,得化合物Bq,即6-(6-氨基吡啶-3-基)-3-(2-吗啉代乙基)喹唑啉-4(3H)-酮,白色固体,产率82.3%,ESI-MS:m/z 352.1[M+H]+
实施例7:吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成:
通过合成吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物{6-(2-乙酰基咪唑并[1,2-a]吡啶-6-基)喹唑啉-4(3H)-酮衍生物},总共得到了25个目标化合物Ia-Iw、Ia’-Ib’;通过1H-NMR谱、13C-NMR谱和HR-MS对这25个目标化合物进行结构鉴定,它们均为新化合物,25个目标化合物的合成方法、物理性状及波谱数据如下:
(1)目标化合物Ia-Io的合成:
称取化合物Ba-Bq(0.67g,2.5mmol)和3-溴丙酮酸乙酯(1.46g,7.5mmol),置于100mL反应瓶中,加入40mL无水乙醇,充入氩气,升温至80℃回流,搅拌两小时后,冷却至室温,向其中添加碳酸氢钠(0.63g,7.5mmol),升温至80℃回流,继续反应8-16h。反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去无水乙醇,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ia-Io;
当R1
Figure BDA0003155656350000121
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000122
即6-(3-乙基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰa):
白色固体,产率:87.0%,熔点:230-232℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.43(d,J=29.6Hz,1H),8.15(d,J=114.5Hz,1H),7.98–7.81(m,1H),7.66(dd,J=119.1,9.4Hz,1H),4.83(s,1H),4.47(q,J=7.1Hz,1H),3.80(s,1H),3.72(d,J=4.4Hz,1H),3.66(d,J=3.8Hz,2H),1.76(s,2H),1.45(t,J=7.1Hz,2H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ164.68,148.15,147.38,144.66,135.74,132.97,128.92,127.02,126.72,124.82,123.86,119.34,117.59,66.81,66.54,61.39,46.25,45.80,42.81,14.55。HR-MS:C20H19O3N4[M+H]+m/z:计算值363.1452,实测值363.1445,C20H18O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值449.1333,实测值449.1324。
当R1
Figure BDA0003155656350000123
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000124
即6-(3-(2-吗啉代-2-氧代乙基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰb):
白色固体,0.98g,收率85.3%。白色固体,熔点:281-283℃。1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ9.08(s,1H),8.55(s,1H),8.39(d,J=2.0Hz,1H),8.29(s,1H),7.85–7.77(m,2H),4.98(s,2H),4.32(q,J=7.1Hz,2H),3.69(d,J=4.4Hz,2H),3.60(s,4H),3.47(d,J=4.3Hz,2H),2.52–2.48(m,2H),1.33(t,J=7.1Hz,3H).13C-NMR(151MHz,DMSO-d6)δ165.19,162.60,160.10,148.88,147.67,143.85,136.14,134.85,132.71,128.25,126.48,125.37,125.10,123.44,121.93,118.57,118.07,66.02,65.97,60.34,46.68,44.79,42.10,14.27。HR-MS:C24H24O5N5[M+H]+m/z:计算值462.1772,实测值462.1766,C24H23O5N5Na[M+Na]+m/z:计算值484.1591,实测值484.1586。
当R1
Figure BDA0003155656350000125
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000126
即6-(4-氧代-3-(嘧啶-2-基甲基)-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰc):
白色固体,产率:87.4%,熔点:284-286℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.71(d,J=4.9Hz,1H),8.51(d,J=1.9Hz,1H),8.44(s,1H),8.25(d,J=17.6Hz,1H),7.90(dd,J=12.5,8.7Hz,1H),7.78(d,J=9.5Hz,1H),7.70-7.56(m,1H),7.30(m,1H),5.48(s,1H),4.48(q,J=7.1Hz,2H),3.73(q,J=7.1Hz,1H),1.88(s,1H),1.57(t,J=7.2Hz,1H),1.46(t,J=7.1Hz,3H),1.26(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ164.59,163.26,161.15,157.67,148.24,147.87,144.64,137.70,135.64,132.79,128.85,127.07,126.69,124.96,123.82,122.88,120.19,119.34,117.56,61.36,51.65,14.54。HR-MS:C23H19O3N6[M+H]+m/z:计算值427.1513,实测值427.1508,C23H18O3N6Na[M+Na]+m/z:计算值449.1333,实测值449.1324。
当R1为H,R2
Figure BDA0003155656350000131
Figure BDA0003155656350000132
即6-(2-(吗啉代甲基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰd):
白色固体,产率:88.2%,熔点:212-214℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ10.06(s,1H),8.46(d,J=2.1Hz,1H),8.42(s,1H),8.24(s,1H),7.95(dd,J=8.5,2.2Hz,1H),7.79–7.73(m,2H),7.58(dd,J=9.5,1.7Hz,1H),4.47(q,J=7.1Hz,2H),3.82–3.75(m,4H),3.61(s,2H),2.68–2.58(m,4H),1.44(t,J=7.1Hz,3H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.26,161.46,153.71,148.78,144.64,137.77,135.21,133.16,128.40,126.94,126.62,124.62,123.75,122.41,119.36,117.53,66.87,61.38,61.05,53.77,24.99,14.56。HR-MS:C23H24O4N5[M+H]+m/z:计算值434.1823,实测值434.1819,C23H23O4N5Na[M+Na]+m/z:计算值456.1642,实测值456.1634。
当R1
Figure BDA0003155656350000133
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000134
即6-(3-(2-(1-(1-H-吲哚-3-基)乙基)乙基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰe):
白色固体,产率:87.6%,熔点:244-246℃。1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ10.87(s,1H),9.11(s,1H),8.55(s,1H),8.48(d,J=2.2Hz,1H),8.15(dd,J=8.5,2.2Hz,1H),8.12(s,1H),7.82(dd,J=9.5,1.7Hz,1H),7.75(dd,J=8.9,6.7Hz,2H),7.63(d,J=7.9Hz,1H),7.35(d,J=8.1Hz,1H),7.14(d,J=2.1Hz,1H),7.07(t,J=7.5Hz,1H),6.97(t,J=7.4Hz,1H),4.33(q,J=7.1Hz,2H),4.29(t,J=7.3Hz,2H),3.16(t,J=7.2Hz,2H),1.34(t,J=7.1Hz,3H).13C-NMR(151MHz,DMSO-d6)δ162.60,160.14,148.22,147.58,143.85,136.30,136.14,134.63,132.43,128.16,127.03,126.46,125.34,125.14,123.42,122.07,121.13,118.51,118.27,118.06,111.51,110.15,60.33,46.89,24.43,14.28。HR-MS:C28H24O3N5[M+H]+m/z:计算值478.1874,实测值478.1870,C28H23O3N5Na[M+Na]+m/z:计算值500.1693,实测值500.1681。
当R1
Figure BDA0003155656350000135
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000136
即6-(3-丁基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰf):
白色固体,产率:88.5%,熔点:164-166℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.51(d,J=1.5Hz,1H),8.45(s,1H),8.27(s,1H),8.08(s,1H),7.96(dd,J=8.4,1.7Hz,1H),7.81(dd,J=12.3,8.9Hz,1H),7.61(d,J=9.4Hz,1H),7.29(s,1H),4.49(q,J=7.2Hz,1H),4.37(d,J=7.2Hz,1H),4.05(t,J=7.3Hz,1H),3.50(s,1H),1.82(dt,J=12.0,7.5Hz,2H),1.45(dt,J=23.9,7.3Hz,4H),1.10(t,J=7.4Hz,1H),1.38-0.96(m,2H),1.00(t,J=7.4Hz,2H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.27,160.99,148.07,147.18,144.65,137.73,135.58,132.59,128.71,127.09,126.71,124.77,123.81,122.81,119.35,117.55,61.37,47.07,31.53,20.00,14.55,13.76。HR-MS:C22H23O3N4[M+H]+m/z:计算值391.1765,实测值391.1758,C22H22O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值413.1584,实测值413.1575。
当R1
Figure BDA0003155656350000141
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000142
即6-(4-氧代-3-(4-(三氟甲基)苄基)-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰg):
白色固体,产率:88.2%,熔点:188-190℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.50(d,J=2.0Hz,1H),8.42(s,1H),8.24(s,1H),8.16(s,1H),7.97(dd,J=8.5,2.1Hz,1H),7.84(d,J=8.4Hz,1H),7.77(d,J=9.5Hz,1H),7.62(d,J=8.1Hz,2H),7.57(dd,J=9.5,1.5Hz,1H),7.49(d,J=8.0Hz,2H),5.27(s,2H),4.46(q,J=7.1Hz,2H),1.44(t,J=7.1Hz,3H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.24,160.96,147.92,146.58,144.64,139.51,137.77,136.03,133.00,130.97,130.75,128.93,128.36,126.91,126.60,126.22,126.20,126.18,126.15,124.92,124.82,123.87,122.73,119.41,117.57,61.40,49.62,14.54。HR-MS:C26H20F3O3N4[M+H]+m/z:计算值493.1482,实测值493.1475,C26H19F3O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值515.1302,实测值515.1293。
当R1
Figure BDA0003155656350000143
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000144
即6-(3-(苯并[d][1,3]二氧杂-5-基甲基)-4-氧-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰh):
白色固体,产率:88.3%,熔点:239-241℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.55(t,J=8.2Hz,1H),8.44(s,1H),8.27(s,1H),8.15(s,1H),8.11(s,1H),7.97(dd,J=8.4,2.0Hz,1H),7.82(dd,J=12.7,8.9Hz,1H),7.61(d,J=9.5Hz,1H),7.29(s,1H),6.89(d,J=8.8Hz,1H),6.80(d,J=7.8Hz,1H),5.97(s,1H),5.15(s,1H),4.50(q,J=7.1Hz,1H),3.51(s,1H),2.24(dd,J=12.5,6.1Hz,1H),2.08(d,J=6.9Hz,1H),1.98(m,1H),1.52(dt,J=14.3,7.2Hz,1H),1.39(dd,J=8.2,2.0Hz,1H),1.33(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.27,161.00,148.43,147.97,146.77,144.66,137.79,135.77,132.77,129.37,128.83,127.04,126.66,124.95,123.83,122.85,121.97,119.40,117.56,108.79,108.74,101.48,61.39,49.77,14.57。HR-MS:C26H21O5N4[M+H]+m/z:计算值469.1507,实测值469.1498。
当R1
Figure BDA0003155656350000151
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000152
即6-(4-氧代-3-(吡啶-2-基甲基)-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰi):
白色固体,产率:78.4%,熔点:248-250℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.56(d,J=4.7Hz,1H),8.49(d,J=2.0Hz,1H),8.45-8.20(m,2H),7.96(dd,J=8.5,2.1Hz,1H),7.85(d,J=8.5Hz,1H),7.78(d,J=9.5Hz,1H),7.71(t,J=7.7,1.5Hz,1H),7.66(m,1H),7.47(d,J=7.8Hz,1H),7.45(t,J=8.7Hz,1H),7.30(m,1H),5.32(d,J=8.8Hz,1H),4.49(q,J=7.1Hz,1H),2.22(dd,J=14.4,6.8Hz,1H),2.02(d,J=5.3Hz,1H),1.88(s,1H),1.50-1.38(m,2H),1.38(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.26,160.99,154.73,149.95,148.18,147.67,144.64,137.75,137.18,135.58,132.73,128.85,127.05,126.65,124.84,123.79,123.34,123.11,122.80,119.36,117.54,61.37,51.37,14.55。HR-MS:C24H20O3N5[M+H]+m/z:计算值426.1561,实测值426.1556,C24H19O3N5Na[M+Na]+m/z:计算值448.1380,实测值448.1371。
当R1
Figure BDA0003155656350000153
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000154
即6-(3-(环丙基甲基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰj):
白色固体,产率:87.7%,熔点:190-192℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.52(d,J=2.0Hz,1H),8.45(s,1H),8.27(s,1H),8.16(s,1H),8.09(d,J=15.1Hz,1H),7.96(dt,J=12.7,8.4Hz,1H),7.84(d,J=8.4Hz,1H),7.79(d,J=9.4Hz,1H),7.61(dd,J=9.4,1.4Hz,1H),7.29(s,1H),4.49(q,J=7.1Hz,2H),3.92(d,J=7.2Hz,2H),3.86(m,1H),2.12(m,1H),1.90(s,1H),1.46(t,J=7.1Hz,3H),1.38(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.26,161.12,148.08,146.89,144.64,137.71,135.53,132.59,128.69,127.07,126.70,124.81,123.80,122.84,119.32,117.55,61.36,51.40,14.54,10.95,4.29。HR-MS:C22H21O3N4[M+H]+m/z:计算值389.1608,实测值389.1602,C22H20O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值411.1428,实测值411.1418。
当R1
Figure BDA0003155656350000161
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000162
即6-(3-(4-甲基苄基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰk):
白色固体,产率:88.7%,熔点:218-220℃。分子式:C26H22N4O31H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.52(d,J=1.9Hz,1H),8.44(s,1H),8.27(s,1H),8.16(s,1H),8.04(m,1H),7.85(m,1H),7.65(m,1H),7.28(d,J=7.8Hz,1H),7.18(d,J=7.9Hz,1H),5.31(s,1H),5.20(s,1H),4.49(q,J=7.1Hz,1H),4.01(s,1H),3.73(q,J=7.0Hz,1H),3.50(s,1H),2.34(s,1H),1.99(m,1H),1.60(m,1H),1.47(t,J=7.1Hz,2H),1.43(m,1H),1.36(dd,J=8.6,5.7Hz,1H),1.25(t,J=7.0Hz,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.25,160.99,147.95,146.93,144.63,138.47,137.71,135.67,132.68,132.58,129.85,128.75,128.21,127.01,126.65,124.91,123.82,122.83,119.32,117.56,61.37,49.72,21.23,14.54。HR-MS:C26H23O3N4[M+H]+m/z:计算值439.1765,实测值439.1760,C26H22O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值461.1584,实测值461.1577。
当R1
Figure BDA0003155656350000163
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000164
即6-(3-(2-吗啉代乙基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰl):
白色固体,产率:86.5%,熔点:187-189℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.52(d,J=1.3Hz,1H),8.45(s,1H),8.28(s,1H),8.12(s,1H),7.98(dd,J=8.4,1.7Hz,1H),7.90(m,1H),7.61(d,J=8.7Hz,1H),7.29(s,1H),5.34(d,J=7.3Hz,1H),4.50(q,J=7.1Hz,1H),4.15(t,J=5.7Hz,1H),4.02(s,1H),3.84-3.56(m,2H),2.76(t,J=5.6Hz,1H),2.55(s,1H),2.26(m,1H),2.06(s,1H),2.02(s,1H),1.84(s,1H),1.53(s,1H),1.55(m,1H),1.43(dt,J=12.0,4.9Hz,1H),1.82(m,1H),1.55(m,1H),1.28(d,J=18.0Hz,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.27,161.02,148.10,147.66,144.66,137.78,135.55,132.70,128.76,127.09,126.70,124.77,123.79,122.69,119.40,117.55,67.02,61.40,57.09,53.84,43.68,14.57。HR-MS:C24H26O4N5[M+H]+m/z:计算值448.1979,实测值448.1974,C24H25O4N5Na[M+Na]+m/z:计算值470.1799,实测值470.1793。
当R1
Figure BDA0003155656350000165
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000166
即6-(3-异戊基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰm):
白色固体,产率:88.0%,熔点:125-127℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.44(s,1H),8.27(s,1H),8.09(s,1H),8.61(m,1H),7.96(d,J=8.2Hz,1H),7.14(m,1H),7.81(dd,J=12.4,8.9Hz,1H),7.61(d,J=9.4Hz,1H),7.29(s,1H),4.57(m,1H),4.08(s,1H),3.97(m,1H),2.05(d,J=10.6Hz,1H),1.59(m,3H),1.53(m,1H),1.38(m,3H),1.28(m,1H),1.14(m,3H),1.08(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.27,160.97,148.04,147.11,144.65,137.70,135.59,132.59,128.69,127.10,126.72,124.75,123.81,122.79,119.34,117.56,61.38,45.67,38.42,25.94,22.49,14.55。HR-MS:C23H25O3N4[M+H]+m/z:计算值405.1921,实测值405.1917,C23H24O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值427.1741,实测值427.1733。
当R1
Figure BDA0003155656350000171
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000172
即化合物6-(3-(4-甲氧基苄基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰn):
黄色固体,产率:87.2%,熔点:195-197℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.55(t,J=8.3Hz,1H),8.53(m,1H),8.44(s,1H),8.27(s,1H),8.11(d,J=10.8Hz,1H),7.91(m,1H),7.46(d,J=8.9Hz,1H),7.35(d,J=8.5Hz,1H),7.29(s,1H),6.91(d,J=8.6Hz,1H),5.33(m,1H),5.06(s,1H),4.37(d,J=7.7Hz,1H),4.25(d,J=7.1Hz,1H),4.02(s,1H),3.92(s,1H),3.82(d,J=11.6Hz,1H),3.73(m,1H),3.50(s,1H),2.07(q,J=12.5,7.4,6.5Hz,1H),1.65(s,1H),1.58(s,1H),1.47(t,J=7.1Hz,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.27,161.02,159.84,147.98,146.87,144.65,137.76,135.68,132.70,129.81,128.79,127.67,126.67,124.92,123.82,122.87,119.37,117.55,114.58,61.39,55.45,49.54,14.56。HR-MS:C26H23O4N4[M+H]+m/z:计算值455.1714,实测值455.1702,C26H22O4N4Na[M+Na]+m/z:计算值477.1533,实测值477.1523。
当R1
Figure BDA0003155656350000173
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000174
即6-(3-苄基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸乙酯(Ⅰo):
黄色固体,产率:88.7%,熔点:111-113℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.54(d,J=1.9Hz,1H),8.45(s,1H),8.27(s,1H),8.18(s,1H),7.98(dd,J=8.4,2.1Hz,1H),7.89(m,1H),7.61(dd,J=9.5,1.4Hz,1H),7.43(m,1H),5.36(t,J=4.7Hz,1H),5.29(m,1H),4.50(q,J=7.1Hz,1H),2.35(m,1H),1.86(s,1H),1.62(m,1H),1.57(dd,J=12.4,8.7Hz,1H),1.56(m,1H),1.51(m,1H),1.48(m,1H),1.46(m,1H),1.42(m,1H),1.12(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.27,161.04,147.95,146.95,144.67,137.73,135.79,135.60,132.80,129.25,128.81,128.62,128.19,127.06,126.70,124.99,123.85,122.85,119.38,117.57,61.41,49.95,14.56。HR-MS:C25H21O3N4[M+H]+m/z:计算值425.1608,实测值425.1602,C25H20O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值447.1428,实测值447.1421。
(2)目标化合物Ip-Iw的合成:
称取化合物Ba-Bq(0.88g,2.5mmol)和溴代丙酮酸甲酯(1.3g,7.5mmol),置于100mL反应瓶中,加入40mL无水乙醇,充入氩气,升温至80℃回流,搅拌两小时后,冷却至室温,向其中添加碳酸氢钠(0.63g,7.5mmol),升温至80℃回流,继续反应8-16h。反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去无水乙醇,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ip-Iw;
当R1
Figure BDA0003155656350000181
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000182
即6-(3-苄基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰp):
白色固体,产率:88.5%,熔点:181-183℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.51(d,J=2.1Hz,1H),8.42(s,1H),8.25(s,1H),8.15(s,1H),7.94(dd,J=8.4,2.2Hz,1H),7.81(d,J=8.4Hz,1H),7.75(d,J=9.4Hz,1H),7.58(dd,J=9.5,1.6Hz,1H),7.38–7.35(m,3H),5.23(s,2H),3.99(s,3H),1.78(s,1H),1.30(dd,J=50.7,21.1Hz,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.64,161.00,147.98,146.92,144.65,137.39,135.66,132.75,129.23,128.83,128.60,128.18,127.08,126.74,124.96,123.86,122.85,119.36,117.56,52.36,49.93。HR-MS:C24H19O3N4[M+H]+m/z:计算值411.1452,实测值411.1448,C24H18O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值433.1271,实测值433.1261。
当R1
Figure BDA0003155656350000183
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000184
即6-(3-(4-氟苄基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰq):
白色固体,产率:87.7%,熔点:246-248℃。1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ9.09(s,1H),8.64(s,1H),8.53(d,J=2.4Hz,1H),8.42(d,J=2.1Hz,1H),7.83–7.78(m,2H),7.47(dd,J=8.6,5.6Hz,2H),7.19(t,J=8.9Hz,2H),5.22(s,2H),3.86(s,3H),2.53–2.48(m,2H).13C-NMR(151MHz,DMSO-d6)δ162.99,160.86,160.04,148.25,147.53,143.84,135.84,134.89,132.99,132.65,130.12,130.06,128.27,126.45,125.41,125.08,123.51,122.11,118.54,118.04,115.51,115.37,51.67,48.37。HR-MS:C24H18FO3N4[M+H]+m/z:计算值429.1357,实测值429.1353。
当R1为H,R2
Figure BDA0003155656350000191
Figure BDA0003155656350000192
即化合物6-(2-(吗啉代甲基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰr):
白色固体,产率:86.8%,熔点:207-209℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ10.06(s,1H),8.46(d,J=2.0Hz,1H),8.43(s,1H),8.24(s,1H),7.95(dd,J=8.5,2.1Hz,1H),7.80–7.72(m,2H),7.58(dd,J=9.5,1.4Hz,1H),3.83–3.74(m,5H),3.61(s,2H),2.67–2.57(m,5H),1.83(s,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.64,161.45,153.74,148.80,144.64,137.39,135.16,133.15,128.40,127.00,126.72,124.61,123.78,122.40,119.34,117.53,66.88,61.04,53.76,52.36。HR-MS:C22H22O4N5[M+H]+m/z:计算值420.1666,实测值420.1661。
当R1
Figure BDA0003155656350000193
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000194
即6-(3-丁基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰs):
白色固体,产率:88.0%,熔点:216-218℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.51(d,J=2.0Hz,1H),8.44(s,1H),8.26(d,J=12.1Hz,1H),8.09(d,J=12.1Hz,1H),7.96(dd,J=8.4,2.1Hz,1H),7.86(m,1H),7.56(m,1H),7.28(s,1H),4.49(q,J=7.1Hz,1H),4.08-3.99(m,4H),1.96(dd,J=60.6,6.6Hz,1H),1.87-1.76(m,2H),1.44(dq,J=14.8,7.4Hz,1H),1.32(d,J=6.9Hz,1H),1.25(d,J=3.1Hz,1H),1.00(t,J=7.4Hz,2H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.65,160.98,148.09,147.19,144.65,137.37,135.53,132.58,128.72,127.15,126.80,124.77,123.83,122.82,119.33,117.55,52.34,47.07,31.53,20.00,13.75。HR-MS:C21H20O3N4[M+H]+m/z:计算值377.1608,实测值377.1603,C21H20O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值399.1428,实测值399.1420。
当R1
Figure BDA0003155656350000195
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000196
即6-(4-氧代-3-(4-(三氟甲基)苄基)-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰt):
白色固体,产率:87.6%,熔点:233-235℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.50(d,J=2.0Hz,1H),8.42(s,1H),8.25(s,1H),8.16(s,1H),7.97(dd,J=8.5,2.2Hz,1H),7.84(d,J=8.4Hz,1H),7.77(t,J=8.7Hz,1H),7.62(d,J=8.1Hz,2H),7.49(d,J=8.1Hz,2H),5.28(s,2H),3.99(s,3H),1.73(s,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.63,160.96,147.97,146.58,144.65,139.52,137.45,136.01,133.01,130.99,128.96,128.37,127.00,126.70,126.24,126.22,126.19,126.17,124.95,123.90,123.03,122.76,119.43,117.57,52.38,49.64,14.56。HR-MS:C25H18F3O3N4[M+H]+m/z:计算值479.1326,实测值479.1317,C25H17F3O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值501.1145,实测值501.1134。
当R1
Figure BDA0003155656350000201
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000202
即6-(3-(苯并[d][1,3]二氧杂-5-基甲基)-4-氧代3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰu):
白色固体,产率:87.5%,熔点:238-240℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.53(d,J=2.0Hz,1H),8.45(s,1H),8.27(s,1H),8.13(d,J=4.3Hz,1H),7.97(dd,J=8.4,2.1Hz,1H),7.85-7.75(m,2H),7.61(dd,J=9.5,1.3Hz,1H),7.29(s,1H),6.89(d,J=8.6Hz,2H),6.80(d,J=7.8Hz,1H),5.15(s,2H),4.50(q,J=7.1Hz,1H),4.02(s,2H),2.28-2.20(m,1H),1.80(s,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.64,160.99,148.42,147.96,146.78,144.65,137.38,135.71,132.76,129.36,128.82,127.10,126.77,124.94,123.86,122.83,121.97,119.36,117.56,108.78,108.73,101.47,52.36,49.77,14.56。HR-MS:C25H19O5N4[M+H]+m/z:计算值455.1350,实测值455.1339。
当R1
Figure BDA0003155656350000203
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000204
即化合物6-(3-(环丙基甲基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰv):
白色固体,产率:88.3%,熔点:249-251℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.53(d,J=2.1Hz,1H),8.46(s,1H),8.28(s,1H),8.17(s,1H),8.07(m,1H),7.85(d,J=8.4Hz,1H),7.79(t,J=8.9Hz,1H),7.29(s,1H),5.36(t,J=4.8Hz,1H),4.50(q,J=7.1Hz,1H),4.02(s,2H),3.92(t,J=13.6Hz,1H),3.81(d,J=7.2Hz,1H),2.27-2.20(m,1H),2.15(m,1H),1.81(s,1H),1.33(dq,J=15.2,7.6,4.9Hz,1H),1.28(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.65,161.14,148.12,146.91,144.66,137.39,135.51,132.60,128.74,127.18,126.82,124.85,123.83,122.87,119.34,117.55,52.36,51.42,10.97,4.31。HR-MS:C21H19O3N4[M+H]+m/z:计算值375.1452,实测值375.1445。
当R1
Figure BDA0003155656350000205
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000206
即6-(3-(4-甲基苄基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酸甲酯(Ⅰw):
白色固体,产率:89.1%,熔点:226-227℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.53(d,J=1.6Hz,1H),8.44(s,1H),8.27(s,1H),8.16(s,1H),8.11(s,1H),7.69(d,J=8.4Hz,1H),7.61(d,J=9.5Hz,1H),7.47(m,1H),7.29(d,J=7.5Hz,1H),7.19(d,J=7.8Hz,1H),5.21(s,1H),5.09(s,1H),4.02(s,1H),3.74(q,J=7.1Hz,1H),3.51(s,1H),2.35(s,2H),2.23(d,J=11.7Hz,1H),2.03(d,J=6.0Hz,1H),1.80(s,1H),1.54(m,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ163.65,161.01,148.00,146.95,144.65,138.49,137.38,135.65,132.70,132.60,129.88,128.80,128.23,127.12,126.77,124.95,123.85,122.87,119.35,117.56,52.36,49.74,21.26。HR-MS:C25H21O3N4[M+H]+m/z:计算值425.1608,实测值425.1602,C25H20O3N4Na[M+Na]+m/z:计算值447.1428,实测值447.1419。
(3)目标化合物Ia’-Ib’的合成:
称取乙胺(0.36g,8mmol)置于50mL反应瓶中,在冰浴条件下,加入16mL无水四氢呋喃于反应瓶中,向其中加入三甲基铝(1.08g,15mmol),然后将化合物Il或Io(0.90g,2mmol)加入至反应液中,保持在0℃搅拌15min,充入氩气,升温至70℃回流,反应8-16h。反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去反应溶剂,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ia’-Ib’;
当R1
Figure BDA0003155656350000211
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000212
即N-乙基-6-(3-(2-吗啉代乙基)-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酰胺(Ⅰa’):
白色固体,产率:67.3%,熔点:174-176℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.51(d,J=1.9Hz,1H),8.46(s,1H),8.24(s,1H),8.12(s,1H),8.08(d,J=8.9Hz,1H),7.98(dd,J=8.4,2.0Hz,1H),7.84(d,J=8.4Hz,1H),7.71(m,1H),7.49(m,1H),7.29(s,1H),5.36(t,J=9.7Hz,1H),5.31(s,1H),4.15(t,J=5.8Hz,1H),3.75-3.63(m,2H),3.62(m,1H),2.89(s,1H),2.87(s,1H),2.63(m,1H),2.49(d,J=7.9Hz,1H),2.30(m,1H),2.26(m,1H),2.04(d,J=8.1Hz,1H),1.66(dd,J=12.2,10.6Hz,1H),1.80(m,2H),1.15(s,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ162.43,161.01,148.01,147.62,143.89,141.05,135.62,132.66,128.70,126.55,124.73,124.15,122.67,118.33,114.81,67.02,57.09,53.84,43.68,34.21,29.62,29.17,29.12,15.05。HR-MS:C24H27O3N6[M+H]+m/z:计算值447.2139,实测值447.2133,C24H26O3N6Na[M+Na]+m/z:计算值469.1959,实测值469.1953。
当R1
Figure BDA0003155656350000213
R2为H,得
Figure BDA0003155656350000214
即6-(3-苄基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-6-基)-N-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-2-羧酰胺(Ⅰb’):
白色固体,产率:78.1%,熔点:141-143℃。1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ8.54(s,1H),8.46(s,1H),8.34(s,1H),8.23(s,1H),8.17(s,1H),8.10(s,1H),8.07(s,1H),7.98(d,J=8.3Hz,1H),7.84(d,J=8.4Hz,1H),7.67(d,J=9.4Hz,1H),7.58(dd,J=12.0,8.9Hz,1H),7.53(d,J=8.7Hz,1H),7.47(m,1H),7.24(m,1H),6.09(m,1H),5.14(s,1H),3.63(m,1H),2.27(s,1H),2.24(d,J=7.5Hz,1H),3.36(m,1H),1.59(s,1H),1.45(d,J=15.1Hz,1H).13C-NMR(151MHz,CDCl3)δ162.46,161.03,147.92,146.88,143.90,141.06,135.86,135.64,132.74,129.24,128.80,128.60,128.20,126.50,126.48,124.93,124.19,122.85,118.35,114.80,49.93,34.21,15.06。HR-MS:C25H22O2N5[M+H]+m/z:计算值424.1768,实测值424.1758,C25H21O2N5Na[M+Na]+m/z:计算值446.1588,实测值446.1579。
实施例8:实施例7所得吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物可用于制备治疗肺癌、肝癌、乳腺癌、红白血病、前列腺癌或神经母细胞瘤等肿瘤药物。具体地,所述肿瘤为抗人非小细胞肺癌细胞HCC827相关的肺癌、人高转移性肝癌细胞MHCC97H相关的肝癌、人乳腺癌细胞MDA-MB-231相关的乳腺癌、人红白血病K562细胞相关的红白血病、人前列腺癌细胞PC3相关的前列腺癌或人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y相关的神经母细胞瘤。
实验例:
一、化合物的活性测试
1.实验方法
1.1细胞培养
肿瘤细胞以含10%的FBS(Gibco)的RPMI-1640培养基于37℃、5%CO2湿化恒温孵箱中培养。2.5g/L胰酶消化后传代培养。
1.2细胞增殖抑制试验
收集处于对数生长期细胞。计数、调整细胞至适当浓度并接种100μL细胞至96孔板中细胞在培养箱子培养12h后加入100μL对应浓度的所合成的化合物或DMSO处理72h后,加入20μL的MTT至终浓度为0.5mg.mL-1。于37℃下共同孵育4h。小心吸除上清液,每孔加入DMSO溶液200μL,振荡溶解后使用酶标仪于492nM与570nm下测定OD值。细胞存活率%=(ODSample的平均值/ODDMSO的平均值)×100%。抑制率%=100-细胞存活率%。
1.3免疫印迹
(1)蛋白提取:细胞经给药或者DMSO处理24小时后,弃除培养液并以预冷的PBS洗2遍。加入预热完全溶解的Lysis buffer(提取蛋白),一般直径为100mm的培养皿,视细胞的数量加入200-300μL的Lysis buffer,旋转培养皿使lysis buffer经过整个培养皿表面,确保所有细胞脱落。将含有收集好的细胞的lysis buffer液于100℃下煮沸10-15min。样品可置于-80℃长期保存,或置于-20℃保存数月。
(2)蛋白定量:取上一步骤中的lysis buffer蛋白样品10μL,并以1mL的10%的TCA与4℃下放置10min后,13000rpm离心10min。去除TCA液,加入1mL的BCA工作液与60℃孵育1h.同时配置蛋白标准样品,每个样品10μL,同样加1mL的BCA工作液与60℃孵育1h。每个样品取200μL于96孔板中,在595nm下测定OD值,计算蛋白浓度。
(3)电泳:制备SDS-PAGE凝胶(8%-12%)作为分离胶,加入分离胶后,以2mL异丙醇液封。将该分离胶放置于室温下30min左右,待其凝固后倾倒移除异丙醇,并以双蒸水淋洗分离胶3次。然后制备浓缩胶并立即插入样品梳,于室温下放置30min,带浓缩胶聚合后即可上样。加满1×的电泳缓冲液,将样品按预定的顺序加到样品孔中开始电泳,样品在浓缩胶时电压为80V。待样品泳到分离胶时,将电压调至110-120V,继续电泳直至实验结束。
(4)免疫印迹:电泳结束后,以预染蛋白Ladder作为参照,小心将没有蛋白的部分胶切掉。将膜依次浸在甲醇中10s,去离子水5min,转移缓冲液5min。按照以下的顺序安装电转膜的装置:负极→棉垫→滤纸→凝胶→PVDF膜→滤纸→棉垫→正极,将上述的物品逐一叠放成“三明治”状,并用玻璃棒排除气泡。将转膜装置置于转膜盒内,确认电极无误后,加入转膜液。转膜盒四周用冰块覆盖,接通电源。以100V恒流转膜60-80min(分子量<20的小分子蛋白如Histone H3转膜时间设定为60min。
(5)封闭:转膜完毕后,立即把蛋白膜放置到预先准备好的5%的BSA溶液中,于室温下在摇床上缓慢摇动封闭1-2h。
(6)孵育抗体:参考一抗的说明书,按照适当比例用封闭液稀释一抗,加入一抗后PVDF膜在4℃下缓慢摇动孵育过夜。次日1×TPBS洗膜3次,每次10min。加入按照抗体说明书配置好的二抗,室温孵育1-2h。以1×TPBS洗膜3次,每次10min。
(7)蛋白质的检测:按1:1的比例混匀发光的A、B液,将PVDF膜的蛋白面朝下浸入发光液中,反应1-2min。取出PVDF膜,经以Biorad凝胶成像系统检测蛋白条带。
1.4Annexin V/PI染色检测细胞凋亡
将不同浓度样品处理各时间点的各类细胞弃去培养液,按照试剂盒上的说明进行染色。室温下避光染色15min后利用流式细胞仪检测。取对数生长期的细胞,调整细胞浓度为1×104/孔,接种于六孔板中,48h后,去除培养基。加入不同浓度的化合物孵育48h。去除上清液,使用PBS洗涤六孔板2次,加入胰酶消化2min左右后,用完全培养基终止消化。收集细胞于离心管中,1000r/min离心5min。离心后去除上清液,加入预冷的PBS洗涤2次,加入缓冲液,重新悬浮细胞,调整细胞浓度为1×106/mL,取100μL于流式管中,加入5μL AnnexinV-FITC、5μL PI,室温孵育30min,再加入400μL的缓冲液混匀后经流式细胞仪检测。
1.5细胞周期.
分别收集样品处理组和对照组培养不同时间的各类细胞,调整细胞数至1×106个/mL,预冷乙醇中固定,待同批标本收集齐后,Rnase A(1g/L),37℃水浴30min后,PI染色,进行细胞周期检测。取对数生长期的细胞于培养皿中,当培养皿中细胞长至70%左右时除去培养液,加入不同浓度药物处理24h后。用胰酶处理细胞1-2min,加入完全培养液终止消化,将细胞转移到离心管中,1000r/min离心5min。去除上清液,加入4℃预冷的70%乙醇进行固定,4℃冰箱过夜。第二天,取出固定好的细胞,进行离心,除去乙醇,使用PBS进行离心洗涤,然后加入碘化丙啶染液,4℃避光培养30min左右,进行流式细胞仪检测分析。
2实验结果
2.1化合物的增殖抑制活性
由表1可知,所合成的大多数化合物对以下6种肿瘤细胞(人非小细胞肺癌细胞HCC827,人高转移性肝癌细胞MHCC97H,人乳腺癌细胞MDA-MB-231,人红白血病K562细胞,人前列腺癌细胞PC3以及人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y)均表现出明显的增殖抑制活性。在这6种肿瘤细胞中,大部分化合物对人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y具有更好的增殖抑制活性。其中,化合物Ⅰf、Ⅰp、Ⅰu与Ⅰq对多种癌细胞如SH-SY5Y、MDA-MB-231以及K562等的增殖抑制活性均较强,IC50值均小于1.0μM,IC50值分别为0.86μM,0.79μM,0.91μM和0.81μM。
表1化合物Ⅰa-Ⅰw、Ⅰa’-Ⅰb’抑制多种肿瘤细胞的增殖(IC50,μM)
Figure BDA0003155656350000241
Figure BDA0003155656350000251
二、毒性考察
1.1代表性化合物对正常细胞的毒性
为了评价代表性化合物对肿瘤细胞的选择性,我们选取活性较强的化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu作为代表性化合物,测试其对人正常的肝细胞HL-H7702和人胚肺细胞MRC5的细胞毒性。如表所示,化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu对HL-H7702细胞的增殖抑制活性与肿瘤细胞相比明显降低,其IC50值分别为5.709,6.206及4.728μM。而且,化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu对MRC5具有更低的毒性,其IC50值分别为7.198,9.327及5.915μM。鉴于上述代表性化合物对大部分肿瘤细胞的IC50值均在1.0μM以下,与肿瘤细胞相差了5倍以上,说明上述化合物对肿瘤细胞具有较好的选择性,对正常细胞具有较高的安全性,有望开发成一种广谱的抗肿瘤候选药物。
表2代表性化合物对人正常细胞的毒性
化合物 HL-H7702(IC<sub>50</sub>,μM) MRC5(IC<sub>50</sub>,μM)
Ⅰp 5.709 7.198
Ⅰq 6.206 9.327
Ⅰu 4.728 5.915
三、对肿瘤细胞抑制作用机理的探究
1.1代表性化合物周期阻滞作用
选取活性较强的化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu作为代表性化合物考察该类化合物对细胞周期的影响。如图3所示,化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu作用于人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞24小时后,处于细胞周期各个时期的细胞比例发生了显著的变化。随着药物浓度的增加,G0/G1期的细胞数目明显降低,而处于>4N的细胞数目逐渐增加,呈现出明显的剂量依赖性。4.0μM的化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu作用24小时后,处于>4N的细胞数目均超过了80%。此外,随着浓度的增加SubG1的细胞比例也明显增加,提示有一部分细胞发生了凋亡或者死亡。
1.2代表性化合物诱导细胞凋亡
为了阐明该类化合物诱导细胞死亡的方式,选取代表性化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu研究其对细胞凋亡的而影响。如图4所示,与未处理组细胞相比,化合物Ⅰp、Ⅰq和Ⅰu处理人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞48小时后,能够呈剂量依赖性的诱导其凋亡。
1.3代表性化合物对相关靶点蛋白水平的影响
根据报道,高比例的非整倍细胞导致的细胞死亡方式主要通过MAPK、Histone H3/p53,ATM/p53以及BCL9/caspase2相关信号通路诱导细胞的死亡。因此,采用蛋白免疫印迹法考察代表性化合物Ⅰp对上述相关通路的关键靶点蛋白水平的影响。如图3所示,化合物Ⅰp能够上调粗凋亡蛋白p53、cleaved caspase3及cleaved caspase9的蛋白水平,通过线粒体凋亡途径诱导肿瘤细胞凋亡。此外,化合物Ⅰp还能够激活MAPK通路如p38,以及Histone H3/p53通路促进肿瘤细胞的凋亡,发挥抗肿瘤活性。
本研究发现了一类能够诱导肿瘤细胞出现高比例的非整倍体从而诱导肿瘤细胞死亡的6-(2-乙酰基咪唑并[1,2-a]吡啶-6-基)喹唑啉-4(3H)-酮类衍生物。由于该类化合物不是作用于某一个单一的靶点,因此不受肿瘤类型的影响,对人的6种癌症细胞(人非小细胞肺癌细胞HCC827,人高转移性肝癌细胞MHCC97H,人乳腺癌细胞MDA-MB-231,人红白血病K562细胞,人前列腺癌细胞PC3以及人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y)均表现出明显的增殖抑制活性。最重要的是,这些化合物在有效浓度下,对人的正常细胞无明显细胞毒性,说明其具有较好的安全性。
1.4代表性化合物对SH-SY5Y裸鼠异种移植瘤的生长抑制活性
为了进一步明确该类化合物体内的抗肿瘤活性,我们选取活性最佳的SH-SY5Y细胞构建裸鼠异种移植瘤模型考察代表性化合物Ⅰp的体内抗肿瘤活性。如图6所示,20mg/kg的化合物8p能够显著抑制肿瘤的生长,抑瘤率达到64.59%。并且通过HE染色分析化合物Ⅰp对小鼠心、肝、脾、肺及肾脏等的影响。如图7所示,化合物Ⅰp对小鼠心、肝、脾、肺及肾脏无明显形态学损伤。综上可知化合物Ⅰp在体内能很好地抑制肿瘤的生长,并且在有效浓度下对小鼠各器官无明显损伤,提示其有望开发成一种安全有效地广谱抗肿瘤药物。

Claims (10)

1.一种吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物,其特征在于:所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的结构式如I所示:
Figure FDA0003155656340000011
其中:
R1为H、
Figure FDA0003155656340000012
Figure FDA0003155656340000013
R2为H或
Figure FDA0003155656340000014
R3
Figure FDA0003155656340000015
2.根据权利要求1所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物,其特征在于:所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的结构式为:
Figure FDA0003155656340000016
Figure FDA0003155656340000021
3.如权利要求1所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,其特征在于,步骤如下:
S1、分别以化合物2、化合物3、化合物1为底物合成中间体Aa-Aq,反应路线如下:
Figure FDA0003155656340000022
其中,R1
Figure FDA0003155656340000031
Figure FDA0003155656340000032
S2、使用S1所得中间体Aa-Aq合成中间体Ba-Bq,反应路线如下:
Figure FDA0003155656340000033
其中,R1为H、
Figure FDA0003155656340000034
Figure FDA0003155656340000035
R2为H或
Figure FDA0003155656340000036
S3、使用S2所得中间体Ba-Bq合成Ia-Iw,反应路线如下:
Figure FDA0003155656340000037
其中,R1为H、
Figure FDA0003155656340000041
Figure FDA0003155656340000042
R2为H或
Figure FDA0003155656340000043
S4、用S3所得Il、Io合成Ia’-Ib’,反应路线如下:
Figure FDA0003155656340000044
其中,R1
Figure FDA0003155656340000045
4.根据权利要求3所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,其特征在于:
步骤S1中:
中间体Aa的具体合成方法为:取5mmol化合物2置于惰性气体环境中,加入N,N-二甲基甲酰胺15mL和NaH 6mmol,室温下搅拌均匀后,恒压缓慢逐滴加入2-氯-1-吗啉乙基-1-酮7mmol,室温下搅拌反应过夜,TLC监测原料消失后停止反应;反应结束后加入乙酸乙酯和饱和食盐水进行萃取,萃取后收集有机层,饱和食盐水洗涤3次,无水Mg2SO4干燥后过滤,减压旋蒸,除去乙酸乙酯,得到粗产物;乙酸乙酯/石油醚体系作为流动相,经过硅胶柱层析,分离纯化,得到化合物Aa;
中间体Ab的具体合成方法为:取10mmol化合物3加入20mL乙醇溶液,在惰性气体环境中逐滴加入吗啉24mmol,室温条件下,将碳酸钾20mmol分批次加入反应液中,升温至80℃回流,继续反应16h;反应结束后冷却至室温,减压旋蒸,除去无水乙醇,加入饱和食盐水,用二氯甲烷萃取3次,合并有机层,用饱和食盐水洗涤,无水Mg2SO4干燥后,过滤,减压旋蒸,除去二氯甲烷,经硅胶层析柱,分离纯化,得化合物Ab;
中间体Ac-Aq的具体合成方法为:将5mmol化合物1溶于无水乙醇中,加入原甲酸三乙酯6.5mmol,再向其中加入乙胺6.5mmol、I2 0.05mmol,惰性气体环境、避光条件下升温至80℃回流反应5h;反应后冷却至室温,减压旋蒸,除去无水乙醇后,加入乙酸乙酯溶解,用1mol/LNaOH溶液洗涤1次,水层用乙酸乙酯萃取三次,合并有机层,再使用1mol/L NaOH溶液、饱和食盐水各洗涤3次后,收集有机层,无水Mg2SO4干燥过夜;过滤除去Mg2SO4,减压旋蒸,除去乙酸乙酯,得到化合物Ac-Aq。
5.根据权利要求3所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,其特征在于:步骤S2中:
中间体Ba-Bq的具体合成方法为:惰性气体环境下,将10mmol化合物Aa-Aq、10mmol 2-氨基吡啶-5-硼酸、30mmol K2CO3混合,再加入V1,4-二氧六环:V=4:1的1,4-二氧六环和水的混合溶剂50mL,升温至100℃回流后,加入化合物Aa-Aq 0.05倍当量的Pd(dppf)Cl2,在惰性气体环境中反应4-6h,溶液变黑,反应结束,经硅胶柱层析,分离纯化,得到化合物Ba-Bq。
6.根据权利要求3所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,其特征在于:步骤S3中:Ia-Iw的具体合成方法为:
取2.5mmol化合物Ba-Bq和7.5mmol 3-溴丙酮酸乙酯,加入40mL无水乙醇,惰性气体环境下,升温至80℃回流,搅拌2h后,冷却至室温,添加7.5mmol碳酸氢钠,升温至80℃回流,继续反应8-16h;反应结束后冷却至室温,减压旋蒸,除去无水乙醇,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ia-Io;
取2.5mmol化合物Ba-Bq和7.5mmol溴代丙酮酸甲酯,加入40mL无水乙醇,惰性气体环境下,升温至80℃回流,搅拌2h后,冷却至室温,向其中添加7.5mmol碳酸氢钠,升温至80℃回流,继续反应8-16h;反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去无水乙醇,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ip-Iw。
7.根据权利要求3所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,其特征在于:步骤S4中,Ia’-Ib’的具体合成方法为:
取8mmol乙胺,冰浴条件下加入16mL无水四氢呋喃,再加入15mmol三甲基铝,然后加入2mmol化合物Il或Io至反应液中,0℃搅拌15min,惰性气体环境下,升温至70℃回流,反应8-16h;反应结束后,待冷却至室温后,减压旋蒸,除去反应溶剂,经硅胶层析柱,分离纯化,得到目标化合物Ia’-Ib’。
8.根据权利要求3所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物的合成方法,其特征在于:S1中所述化合物2的制备方法为:
Figure FDA0003155656340000061
取10mmol化合物1和40mmol甲酰胺混合加热至130℃,搅拌4h后,加入30mL H2O,反应物冷却后再加入20mL H2O,继续搅拌30min,固体析出后,过滤收集固体,在乙醇中进行重结晶,得到化合物2;
S1中所述化合物3的制备方法为:
Figure FDA0003155656340000062
取2mmol钠加入20mL甲醇溶液充分搅拌,室温条件、惰性气体环境下,恒压将30mmol氯乙腈缓慢滴入,得溶液S;将10mmol化合物1溶于30mL甲醇溶液,再缓慢滴入溶液S中,室温下反应3h,有白色沉淀析出,过滤收集固体,并在甲醇中进行重结晶,得到化合物3。
9.如权利要求1或2所述吡啶并咪唑取代的喹唑啉酮衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用,所述肿瘤为肺癌、肝癌、乳腺癌、红白血病、前列腺癌或神经母细胞瘤。
10.根据权利要求9所述应用,其特征在于:所述肿瘤为人非小细胞肺癌细胞HCC827相关的肺癌、人高转移性肝癌细胞MHCC97H相关的肝癌、人乳腺癌细胞MDA-MB-231相关的乳腺癌、人红白血病K562细胞相关的红白血病、人前列腺癌细胞PC3相关的前列腺癌或人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y相关的神经母细胞瘤。
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