CN114213491B - 一类内源性核苷M1dG及其衍生物的合成方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学合成领域,具体地,公开了一类内源性核苷M1dG及其衍生物的合成方法及其应用。所述内源性核苷M1dG及其衍生物的结构式为:戊糖上的取代基团如下:当R3=H时,R1=R2=乙酰氧基、苯甲酰氧基或羟基;当R1=R2=R3时,R1=乙酰氧基、苯甲酰氧基或羟基;当R2=R3=乙酰氧基时,R1为碘、溴、叠氮基或硫代乙酰基;当R2=R3=羟基时,R1为碘、溴、叠氮基或巯基;该合成使用对环境相对友好的AcOH作为溶剂,Ac2O为添加剂,1,1,3,3‑四甲氧基丙烷连接鸟苷上的亚氨基并发生环合,从而构建了一系列结构新颖的内源性核苷M1dG及其衍生物。实验过程操作简单、方便、收率高、化学选择性好,能高效地构建了一系列结构新颖的内源性核苷M1dG及其衍生物,为此类化合物的合成提供了新的方法与思路。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域,具体地,涉及式(I)所示的一类内源性核苷M1dG及其衍生物的合成方法及其应用。
背景技术
恶性肿瘤是一种严重威胁人类健康的疾病,恶性肿瘤的防治也一直是医学界关注的重要课题。化学药物治疗是对抗恶性肿瘤的有效方法,其中,核苷类似物是一类重要的抗肿瘤药物。核苷类似物为抗代谢物,其结构主要为嘧啶或嘌呤核苷的衍生物,主要作用机制是通过特异性干扰肿瘤细胞中DNA的合成、影响RNA的转录过程或蛋白质的合成过程,或直接对这些大分子发生作用,来抑制肿瘤细胞的分裂增殖,使之凋亡。目前,在已上市的抗肿瘤药物中,核苷类化合物占据着非常重要的地位。自从1959年第一个核苷类药物问世以来,核苷类药物的合成研究引起了药物化学工作者的极大兴趣,在治疗人类重大疾病中发挥着巨大的作用。然而核苷类药物普遍具有毒性大、体内半衰期短、易诱发耐药株等缺陷,导致其临床应用受到很大限制。因此,利用有机合成手段发展新的方法简单高效地合成新型核苷类似物,筛选出更具开发价值的新型抗肿瘤药物有重要意义。
M1G-脱氧核糖(M1dG)是一种特殊的内源性稠环核苷,可能是人类癌症风险的标志物,由生命体内的嘌呤核苷(dG)与脂质过氧化或前列腺素生物代谢的副产物丙二醛反应生成,此三环核苷广泛存在于人体组织,如肝脏、血液细胞、胰腺中。M1dG作为DNA损伤性的生物标志物,可以诱导细胞基因突变而引发癌变。因此,合成M1dG及其衍生物作为开发新药的先导化合物具有重要意义。M1dG在水溶液中不稳定,开环形成开环产物3-(2-脱氧-α-D-赤型-戊呋喃糖基)N2-氧代丙烯基鸟嘌呤,导致合成存在困难。传统的合成方法是利用2’-脱氧鸟苷与丙二醛或其活性等价物缩合,在酸性水溶液(HCl,KH2PO4)中缩合生成。通过酶催化、铜介导和7-甲基嘧啶基[1,2-a]-purin-10(3H)-one与偶联剂的SN2反应合成稠环核苷衍生物的方法也有报道。然而,尽管过去几十年这一领域取得了一定进展,但所报道的方法仍存在一些问题,如反应条件苛刻、后处理繁琐、需要多步合成、底物应用范围窄、收率低等。目前,简单高效合成M1dG及其衍生物的研究远远落后于对无附加环的核苷衍生物的合成。药物化学家参照内源性核苷M1dG的结构,设计合成了不同类型的乙烯型稠环核苷(Ethenonucleosides,EN)化合物,希望寻找具有高抗癌或抗病毒活性的先导化合物。
内源性核苷M1dG与乙烯型三环核苷
遗憾的是,乙烯型核苷对肿瘤细胞没有明显的细胞毒性,只是在抑制特定病毒逆转录酶方面表现出一定的选择性和活性。在此,我们发展了以嘌呤衍生物与1,1,3,3-四甲氧基丙烷(TMOP)为底物,简单、高效合成M1dG及其衍生物方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一类内源性核苷M1dG及其衍生物的合成方法及应用。本发明合成的内源性核苷M1dG及其衍生物,其结构式如下列式(Ι)所示:
式(I)化合物是一类含有三元氮杂稠环骨架的化合物,戊糖上的取代基团如下:
当R3=H(氢),R1=R2时,R1、R2各自独立选自为乙酰氧基、苯甲酰氧基或羟基,优选为羟基;
当R1=R2=R3时,R1、R2、R3各自独立为乙酰氧基、苯甲酰氧基或羟基,优选为羟基;
当R2=R3,R2、R3各自独立为乙酰氧基时,R1为碘、溴、叠氮基或硫代乙酰基;
当R2=R3,R2、R3为羟基时,R1为碘、溴、叠氮基或巯基;
具体的,式(I)化合物为:
其中:OAc指乙酰氧基,OBz是指苯甲酰氧基,N3是指叠氮基团,AcS是指硫代乙酰基,SH是指巯基。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一类内源性核苷M1dG及其衍生物的合成方法,具体包括以下步骤:
(1)以化合物1和1,1,3,3-四甲氧基丙烷(TMOP)为原料,Ac2O为添加剂,溶剂为AcOH,平行反应仪90-110℃反应0.5-4.0h,得到化合物2。1,1,3,3-四甲氧基丙烷(TMOP)连接鸟苷上的亚氨基并发生环合,从而构建了一系列结构新颖的内源性核苷M1dG及其衍生物。
其中,所述化合物1中各取代基分布如下:
当R3=H(氢),R1=R2时,R1、R2各自独立选自为乙酰氧基或苯甲酰氧基;
当R1=R2=R3时,R1、R2、R3各自独立选自为乙酰氧基或苯甲酰氧基;
当R2=R3,R2、R3各自独立选自为羟基时,R1为碘、溴、叠氮基或巯基,优选R1为碘;
以化合物1为原料合成的反应式如路线1所示:
路线1
反应条件:TMOP(1.2–1.5equiv),Ac2O(10.0equiv),AcOH,90–110℃,0.5–4.0h.
进一步,步骤(1):化合物1:TMOP:添加剂:溶剂的用量关系为1mmol:(1.2-1.5)mmol:10mmol:4mL。
优选的,当R3=H,R1=R2=乙酰氧基时,在平行反应仪110℃反应0.5h,得到化合物2a。
优选的,当R3=H,R1=R2=苯甲酰氧基时,在平行反应仪90℃反应1.5h,得到化合物2b。
优选的,当R1=R2=R3=乙酰氧基时,在平行反应仪100℃反应1.0h,得到化合物2c。
优选的,当R1=R2=R3=苯甲酰氧基时,在平行反应仪90℃反应4.0h,得到化合物2d。
优选的,当R2=R3=羟基时,R1为碘、溴、叠氮基或巯基,在平行反应仪100℃反应2.0h,得到化合物2e、5、6或7。
进一步,为了得到更多的内源性核苷M1dG衍生物,还包括步骤(2):将步骤(1)所得产物通过加入K2CO3水解,将乙酰氧基水解成羟基,即得;具体为:
以步骤(1)所得产物化合物2a或化合物2b或化合物2c或化合物2d为原料,K2CO3为添加剂,溶剂为甲醇,在常温下反应0.5-1h,即得化合物3或4。
进一步,步骤(2):化合物2a或化合物2b或化合物2c或化合物2d:K2CO3:溶剂的用量关系为1mmol:4mmol:10mL。
其中,以化合物2b为原料合成的反应式如路线2所示:
路线2
反应条件:K2CO3(4.0equiv),MeOH(1mL),rt,0.5h.
以化合物2d为原料合成的反应式如路线3所示:
路线3
反应条件:K2CO3(4.0equiv),MeOH(1mL),rt,1.0h.
进一步,为了得到更多的内源性核苷M1dG衍生物,还包括步骤(3):将步骤(1)所得产物通过加入亲核试剂进行取代,即得,具体为:
以步骤(1)所得产物化合物2e为原料,加入亲核试剂和溶剂(THF或DMF),所述亲核试剂为TBAB(四丁基溴化铵)、AcSK(硫代乙酸钾)或NaN3(叠氮钠),常温下反应24h,即得化合物5、6或7。
进一步,步骤(3):化合物2e:亲核试剂:溶剂的用量关系为1mmol:(2.0-2.5)mmol:(5-10)mL。
以化合物2e为原料合成的反应式如路线4所示:
路线4
反应条件:Additive(2.0-2.5equiv),solvent,rt,24.0h.
进一步,为了得到更多的内源性核苷M1dG衍生物,还包括步骤(4):将步骤(1)所得产物化合物2e或步骤(3)所得产物化合物5、6或7通过加入Et3N(三乙胺)水解,将乙酰氧基水解成羟基,即得;具体为:
将步骤(1)所得产物化合物2e或步骤(3)所得产物化合物5或化合物6或化合物7为原料,Et3N为添加剂,溶剂为甲醇,在常温下反应24h,即得化合物8、9、10或11。
进一步,步骤(4):化合物2e或化合物5或化合物6或化合物7:添加剂:溶剂的用量关系为1mmol:11mmol:10mL。
以化合物2e、5、6或7为原料合成的反应式如路线5所示:
路线5
反应条件:X=Br,I,N3或AcS,Et3N(11.0equiv),MeOH(1mL),rt,24.0h.
为了确保产物的品质,步骤(1)-(4)还包括对反应结束后所得反应液进行后处理的步骤,
步骤(1):浓缩反应液,通过柱层析分离纯化,分离出目标产物;其中:
分离化合物2a所用洗脱剂为DCM:MeOH=10:1(v/v)的二氯甲烷和甲醇混合液;分离化合物2b所用洗脱剂为EA(乙酸乙酯);分离化合物2c所用洗脱剂为DCM:THF=1:1(v/v)的二氯甲烷和四氢呋喃混合液;分离化合物2d所用洗脱剂为DCM:EA=3:1(v/v)的二氯甲烷和乙酸乙酯混合液;分离化合物2e所用洗脱剂为DCM:MeOH=10:1(v/v)的二氯甲烷和甲醇混合液。
步骤(2):浓缩反应液,以DCM:MeOH=4:1(v/v)的二氯甲烷和甲醇混合液为洗脱剂通过柱层析分离纯化,分离出目标产物。
步骤(3):浓缩反应液,通过柱层析分离纯化,分离出目标产物;其中:
分离化合物5、6所用洗脱剂为EA(乙酸乙酯);分离化合物7所用洗脱剂为DCM:MeOH=15:1(v/v)的二氯甲烷和甲醇混合液。
步骤(4):浓缩反应液,以DCM:MeOH=10:1(v/v)的二氯甲烷和甲醇混合液为洗脱剂通过柱层析分离纯化,分离出目标产物。
本发明涉及的“eqviv”、“当量”含义相同,均是指物质的量当量。
本发明涉及的“常温”、“rt”含义相同,均是指温度范围为25–30℃。
本发明的技术方案之三是:上述方法合成得到的内源性核苷M1dG及其衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用,优选在制备抗MCF-7(人乳腺癌细胞)、HGC-27(人未分化胃癌细胞)、A549(人非小细胞肺癌细胞)药物中的应用。
优选的,上述方法合成得到的化合物3、4、8、9、10或11在制备抗MCF-7(人乳腺癌细胞)、HGC-27(人未分化胃癌细胞)、A549(人非小细胞肺癌细胞)药物中的应用;更优选的,上述方法合成得到的化合物3或4在制备抗MCF-7(人乳腺癌细胞)、HGC-27(人未分化胃癌细胞)、A549(人非小细胞肺癌细胞)药物中的应用。
与现有技术相比,本发明的优点和有益效果在于:
本发明提供了结构新颖的内源性核苷M1dG及其衍生物的合成方法。已报道的内源性核苷M1dG合成方法需要借助高效液相进行分离,目标化合物的收率低,产量少,操作复杂。本方法使用对环境相对友好的AcOH作为溶剂,Ac2O为添加剂,实验过程操作简单,方便,收率高,化学选择性好,能高效地构建了一系列结构新颖的内源性核苷M1dG及其衍生物,为此类化合物的合成提供了新的方法与思路。
附图说明
图1为阳性对照药阿糖胞苷和化合物4分别诱导MCF-7细胞48h和72h的凋亡细胞定量分析图。
具体实施方式
以下具体实施例仅用于详细说明本发明的具体实施方式,并不限制本发明的权利要求书请求保护的范围。
以下各实施例中所用原料介绍如下:
TMOP指1,1,3,3-tetramethoxypropane(1,1,3,3-四甲氧基丙烷),来源于Innochem(纯度98%);Ac2O指Acetic anhydride(乙酸酐),来源于国药集团有限公司(纯度98.5%);AcOH指Acetic acid(乙酸)来源于aladdin(纯度99.5%);DCM指Dichloromethane(二氯甲烷),来源于GENERAL-REAGENT(纯度>99.5%);DMF指N,N-Dimethylformamide(N,N-二甲基甲酰胺),来源于阿拉丁(纯度>99.9%);MeOH指Methyl Alcohol(甲醇),来源于GENERAL-REAGENT(纯度>99.5%);THF指Tetrahydrofuran(四氢呋喃),来源于GENERAL-REAGENT(纯度>99.5%);EA指Ethyl acetate(乙酸乙酯),来源于GENERAL-REAGENT(纯度>99.5%);DMSO-d6指氘代二甲基亚砜,来源于ALDRICH(纯度99.8%);CDCl3指氘代氯仿,来源于安耐吉(纯度99.8%);AcOH-d4指氘代乙酸,来源于Cambridge Isotope Laboratories,Inc.(纯度99.5%)。
化合物1a来源于ABCLab(纯度95-98%),1b来源于Chemieliva Pharmaceutical(纯度95-98%),1c来源于ABCLab(纯度95-98%),1d来源于ABCLab(纯度95-98%),1e来源于ABCLab(纯度95-98%);TBAB(四丁基溴化铵)来源于安耐吉(纯度99+%);NaN3(叠氮钠)来源于天津市福晨化学试剂厂(纯度>98%);AcSK(硫代乙酸钾)来源于damas-beta(纯度99%+);Et3N(三乙胺)来源于国药集团有限公司(纯度99%)。
平行反应仪:联华玻璃仪器(ETS-D5);旋转蒸发仪:EYELA(OSB-2100);真空隔膜泵:WELCH(115046)。
OAc指乙酰氧基,OBz是指苯甲酰氧基,N3是指叠氮基团,AcS是指硫代乙酰基,SH是指巯基。
实施例1
化合物2a的制备:
操作如下:将化合物1a(35.1mg,0.1mmol),Ac2O(95uL,1.0mmol),AcOH(0.4mL)和TMOP(25uL,0.15mmol)依次加入25mL玻璃密封管中,封管中的盖子盖紧,将反应混合物放在平行反应仪中110℃下搅拌0.5h。反应完后,冷却至室温,先将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=10:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物2a(20.9mg,54%yield).Yellow solid,mp:95–97℃.1HNMR(500MHz,CDCl3)δ9.47(dd,J=7.2and 2.3Hz,1H),8.99(dd,J=3.7and2.3Hz,1H),8.17(s,1H),7.13(dd,J=7.2and 3.8Hz,1H),6.63(t,J=7.0Hz,1H),5.40–5,38(m,1H),4.40–4.36(m,3H),2.75–2.69(m,2H),2.14(s,3H),2.12(s,3H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ170.94,170.89,161.4,152.9,149.9,149.7,139.5,137.8,119.0,110.0,84.3,82.6,74.4,63.7,38.4,20.6,20.5.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C17H18N5O6 388.1257,Found388.1251;IR(KBr)v(cm-1):2922,1732,1533,1363,1261,1033,806.
实施例2
化合物2b的制备:
操作如下:将化合物1b(47.5mg,0.1mmol),Ac2O(95uL,1.0mmol),AcOH(0.4mL)和TMOP(25uL,0.15mmol)依次加入25mL玻璃密封管中,封管中的盖子盖紧,将反应混合物放在平行反应仪中90℃下搅拌1.5h。反应完后,冷却至室温,先将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以EA为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物2b(19.2mg,38%yield).Yellow solid,mp:79–81℃.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.45(dd,J=7.2and 2.3Hz,1H),8.97(dd,J=3.7and 2.3Hz,1H),8.15(s,1H),8.11–8.06(m,2H),8.03–7.99(m,2H),7.62(t,J=7.4Hz,1H),7.55(t,J=7.4Hz,1H),7.49(t,J=7.8Hz,2H),7.42(t,J=7.8Hz,2H),7.11(dd,J=7.2and 3.8Hz,1H),6.73(dd,J=8.4and 5.8Hz,1H),5.83–5.77(m,1H),4.80–4.71(m,2H),4.67–4.65(m,1H),2.98–2.84(m,2H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ166.6,166.4,161.3,152.8,149.8,149.6,139.6,137.7,134.0,133.8,130.1,129.8,129.6,129.3,128.9,128.9,119.0,110.0,84.5,83.1,75.2,67.9,64.1,38.6,25.2.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C27H22N5O6 512.1570,Found512.1567;IR(KBr)v(cm-1):3454,1717,1532,1270,1110,1070,712.
实施例3
化合物2c的制备:
操作如下:将化合物1c(40.9mg,0.1mmol),Ac2O(95uL,1.0mmol),AcOH(0.4mL)和TMOP(25uL,0.15mmol)依次加入25mL玻璃密封管中,封管中的盖子盖紧,将反应混合物放在平行反应仪中100℃下搅拌1.0h。反应完后,冷却至室温,先将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:THF=1:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物2c(34.5mg,77%yield).Yellow solid,mp:82–85℃.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.47(dd,J=7.2and 2.3Hz,1H),8.99(dd,J=3.7and2.3Hz,1H),8.16(s,1H),7.13(dd,J=7.2and 3.8Hz,1H),6.43(d,J=5.8Hz,1H),5.79(t,J=5.6Hz,1H),5.58(dd,J=4.4and 0.8Hz,1H),4.48–4.46(m,1H),4.42(d,J=3.4Hz,2H),2.17(s,3H),2.15(s,3H),2.05(s,3H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ170.9,170.2,169.9,161.5,152.8,150.3,149.8,139.7,137.8,119.0,110.1,85.3,80.3,73.5,70.6,63.0,20.5,20.2,20.0.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C19H20N5O8 446.1312,Found 446.1305;IR(KBr)v(cm-1):1747,1533,1489,1373,1228,1046.
实施例4
化合物2d的制备:
操作如下:将化合物1d(59.6mg,0.1mmol),Ac2O(95uL,1.0mmol),AcOH(0.4mL)和TMOP(20uL,0.12mmol)依次加入25mL玻璃密封管中,封管中的盖子盖紧,将反应混合物放在平行反应仪中90℃下搅拌4.0h。反应完后,冷却至室温,先将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:EA=3:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物7d(44.5mg,70%yield).Yellow solid,mp:57–59℃.1HNMR(500MHz,CDCl3)δ9.44–9.42(m,1H),8.99–8.97(m,1H),8.14(d,J=3.2Hz,1H),8.11–8.06(m,2H),8.03–7.98(m,2H),7.94–7.89(m,2H),7.60–7.54(m,2H),7.53–7.47(m,1H),7.46–7.38(m,4H),7.35–7.29(m,2H),7.11(dd,J=7.1and 3.8Hz,1H),6.69(d,J=5.8Hz,1H),6.24(t,J=5.8Hz,1H),6.19(t,J=5.0Hz,1H),4.90(dd,J=12.2and 3.3Hz,1H),4.84(dd,J=7.6and 4.0Hz,1H),4.76(dd,J=12.1and 4.1Hz,1H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ166.6,165.9,165.6,161.4,152.8,150.3,149.7,140.0,137.7,134.1,133.8,130.2,130.1,129.9,129.5,129.0,128.9,128.8,128.7,128.5,119.0,110.1,85.7,81.0,74.2,71.5,63.7.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C34H26N5O8 632.1781,Found 632.1779;IR(KBr)v(cm-1):1727,1532,1267,1121,1070,711.
实施例5
化合物2e的制备:
操作如下:将化合物1e(39.3mg,0.1mmol),Ac2O(95uL,1.0mmol),AcOH(0.4mL)和TMOP(20uL,0.12mmol)依次加入25mL玻璃密封管中,封管中的盖子盖紧,将反应混合物放在平行反应仪中100℃下搅拌2.0h。反应完后,冷却至室温,先将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=10:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物2e(35.4mg,69%yield).Yellow solid,mp:143–145℃.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.48(dd,J=7.1and 2.3Hz,1H),9.00(dd,J=3.8and2.3Hz,1H),8.26(s,1H),7.14(dd,J=7.2and 3.8Hz,1H),6.42(d,J=6.4Hz,1H),5.87(t,J=6.2Hz,1H),5.48(dd,J=5.9and 3.7Hz,1H),4.27(dd,J=8.6and 4.7,1H),3.67–3.55(m,2H),2.16(s,3H),2.04(s,3H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ170.2,169.9,161.5,152.9,150.3,149.8,140.3,137.8,119.0,110.1,85.1,81.7,73.4,73.1,20.2,20.0,4.9.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C17H17IN5O6 514.0224,Found 514.0215;IR(KBr)v(cm-1):1750,1710,1536,1488,1373,1364,1240,1217.
实施例6
化合物3的制备:
操作如下:将化合物2b(51.1mg,0.1mmol),K2CO3(55.3mg,0.4mmol)and MeOH(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌0.5h,反应完后,加入几滴乙酸中和,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=4:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物3(27.2mg,90%yield).Yellow solid,mp:51–53℃.1H NMR(500MHz,AcOH-d4)δ9.59(dd,J=7.2and 2.2Hz,1H),9.21(dd,J=3.9and 2.2Hz,1H),8.61(s,1H),7.44(dd,J=7.2and 4.0Hz,1H),6.65(dd,J=7.6and 6.3Hz,1H),4.92–4.88(m,1H),4.33(q,J=2.9Hz,1H),4.08–3.98(m,2H),3.08–3.00(m,1H),2.71–2.65(m,1H).13C{1H}NMR(125MHz,AcOH-d4)δ164.9,155.1,151.7,151.5,145.0,140.4,120.3,113.4,90.3,88.6,74.2,64.1,41.8.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H14N5O4304.1046,Found 304.1039;IR(KBr)v(cm-1):3420,1717,1634,1575,1537,1487,1350.
实施例7
化合物4的制备:
操作如下:将化合物2d(63.2mg,0.1mmol),K2CO3(55.3mg,0.4mmol)and MeOH(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌1.0h,反应完后,加入几滴乙酸中和,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=4:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物4(27.0mg,85%yield).Yellow solid,mp:110–112℃.1H NMR(500MHz,AcOH-d4)δ9.39(dd,J=7.2and2.1Hz,1H),9.00(dd,J=4.1and 2.1Hz,1H),8.40(s,1H),7.23(dd,J=7.2and 3.9Hz,1H),6.03(d,J=6.1Hz,1H),4.88(t,J=5.7Hz,1H),4.50(dd,J=5.4and 2.7Hz,1H),4.22(d,J=2.6Hz,1H),3.94–3.78(m,2H).13C{1H}NMR(125MHz,AcOH-d4)δ164.7,154.7,151.6,151.2,145.2,140.1,120.2,113.1,92.3,88.3,76.1,73.2,63.7.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H14N5O5 320.0995,Found320.0990;IR(KBr)v(cm-1):3424,1717,1634,1574,1537,1404,1384.
实施例8
化合物5的制备:
操作如下:将化合物2e(51.3mg,0.1mmol),TBAB(80.6mg,0.25mmol)and THF(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌24.0h,反应完后,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以EA为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物5(42.0mg,90%yield).Yellow solid,mp:94–96℃.1HNMR(500MHz,CDCl3)δ9.50–9.40(m,1H),9.01–8.94(m,1H),8.28–8.19(m,1H),7.13(dd,J=7.1and3.8Hz,1H),6.50–6.35(m,1H),5.86–5.74(m,1H),5.61–5.52(m,1H),4.55–4.45(m,1H),3.94–3.88(m,2H),2.16–2.10(m,3H),2.03–1.97(m,3H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ170.2,169.8,161.5,152.8,150.3,149.8,139.9,137.7,118.8,110.1,84.8,82.1,73.2,71.5,43.9,20.1,19.9.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C17H17BrN5O6 466.0362,Found466.0359;IR(KBr)v(cm-1):1736,1532,1489,1373,1240,1047.
实施例9
化合物6的制备:
操作如下:将化合物2e(51.3mg,0.1mmol),NaN3(13.0mg,0.2mmol)and DMF(0.5mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌24.0h,反应完后,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以EA为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物6(35.8mg,84%yield).Yellow oil.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.45(dd,J=7.2and 2.3Hz,1H),8.98(dd,J=3.8and 2.3Hz,1H),8.23(s,1H),7.13(dd,J=7.2and3.8Hz,1H),6.40(d,J=6.4Hz,1H),5.81(t,J=6.0Hz,1H),5.54(dd,J=5.7and3.6Hz,1H),4.34(dd,J=7.4and 3.7Hz,1H),3.83–3.72(m,2H),2.13(s,3H),2.01(s,3H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ170.2,169.8,161.5,152.8,150.3,149.7,140.1,137.7,118.9,110.1,85.1,81.4,73.1,71.2,51.7,20.1,19.9.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C17H17N8O6 429.1271,Found 429.1264;IR(KBr)v(cm-1):2107,1743,1532,1489,1373,1240.
实施例10
化合物7的制备:
操作如下:将化合物2e(51.3mg,0.1mmol),AcSK(22.8mg,0.2mmol)和超干DMF(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌2.0h,反应完后,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=15:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物7(41.8mg,91%yield).Yellowsolid,mp:92–94℃.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.44(dd,J=7.2and 2.3Hz,1H),8.97(dd,J=3.8and 2.3Hz,1H),8.14(s,1H),7.13(dd,J=7.2and 3.8Hz,1H),6.31(d,J=5.6Hz,1H),5.82(t,J=5.6Hz,1H),5.43(t,J=5.1Hz,1H),4.33(dd,J=5.1and 10.5Hz,1H),3.49–3.36(m,2H),2.36(s,3H),2.13(s,3H),2.02(s,3H).13C{1H}NMR(125MHz,CDCl3)δ195.1,170.1,169.8,161.4,152.8,150.1,149.7,140.1,137.7,119.0,110.1,85.4,80.8,73.2,71.9,30.6,30.2,20.1,20.0.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C19H20N5O7S 462.1083,Found 462.1075;IR(KBr)v(cm-1):1747,1533,1489,1373,1240,1101.
实施例11
化合物8的制备:
操作如下:将化合物2e(51.3mg,0.1mmol),Et3N(150uL,1.1mmol)和MeOH(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌24.0h,反应完后,加入几滴乙酸中和,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=10:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物8(40.4mg,94%yield).Yellow solid,mp:102–104℃.1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.34(dd,J=7.2and 2.2Hz,1H),9.05(dd,J=3.8and 2.3Hz,1H),8.50(s,1H),7.31(dd,J=7.1and 3.9Hz,1H),6.03(d,J=5.7Hz,1H),5.77(d,J=6.0Hz,1H),5.65(d,J=5.1Hz,1H),4.78(q,J=5.6Hz,1H),4.20(q,J=4.9Hz,1H),4.05–4.00(m,1H),3.62(dd,J=10.5and5.6Hz,1H),3.49(dd,J=10.5and6.9Hz,1H).13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.1,153.4,150.9,150.0,142.2,138.3,118.6,111.5,88.0,84.7,73.7,49.1,7.9.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H13IN5O4430.0012,Found 430.0009;IR(KBr)v(cm-1):3416,1718,1536,1488,1384,1364,1240,1217.
实施例12
化合物9的制备:
操作如下:将化合物5(56.7mg,0.1mmol),Et3N(150uL,1.1mmol)和MeOH(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌24.0h,反应完后,加入几滴乙酸中和,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=10:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物9(35.3mg,92%yield).Yellow solid,mp:106–108℃.1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.42–9.32(m,1H),9.08(dd,J=3.6and2.3 Hz,1H),8.55(d,J=7.1Hz,1H),7.33(dd,J=7.1and 3.8Hz,1H),6.06(t,J=5.8Hz,1H),5.72(s,1H),5.60(s,1H),4.77(s,1H),4.23(d,J=24.0Hz,1H),4.16(q,J=5.8Hz,1H),3.91–3.74(m,2H).13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ162.6,153.0,150.6,149.7,141.7,138.0,118.4,111.0,87.5,84.1,73.4,72.3,33.8.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd forC13H13BrN5O4 382.0151,Found 382.0146;IR(KBr)v(cm-1):3416,1532,1488,1384,1364,1240,1047.
实施例13
化合物10的制备:
操作如下:将化合物6(42.8mg,0.1mmol),Et3N(150uL,1.1mmol)和MeOH(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌24.0h,反应完后,加入几滴乙酸中和,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=10:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物10(29.1mg,85%yield).Yellow solid,mp:110–112℃.1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.48–9.36(m,1H),9.10(dd,J=3.6and 2.4Hz,1H),8.46(d,J=7.2Hz,1H),7.35(dd,J=7.2and 3.7Hz,1H),6.15(t,J=5.7Hz,1H),5.76(s,1H),5.62(s,1H),4.73(s,1H),4.24(d,J=24.0Hz,1H),4.18(q,J=5.8Hz,2H),3.61–3.58(m,1H).13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.8,157.3,153.0,144.5,137.0,132.8,117.8,106.2,96.3,85.3,76.6,73.9,49.2.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H13N8O4 345.1060,Found 345.1051;IR(KBr)v(cm-1):3426,1529,1471,1373,1368,1242,1036.
实施例14
化合物11的制备:
操作如下:将化合物7(46.1mg,0.1mmol),Et3N(150uL,1.1mmol)和MeOH(1mL)依次加入10mL反应瓶中,将反应混合物在常温下搅拌24.0h,反应完后,加入几滴乙酸中和,将反应液转移至25mL的圆底烧瓶中,在30℃的水浴锅中通过旋转蒸发仪在真空隔膜泵中蒸发浓缩反应液5min,反应液旋干后直接通过柱层析分离纯化,以DCM:MeOH=10:1(v/v)为洗脱剂,分离出目标产物,然后再将目标产物蒸发浓缩成固体,得到产物11(27.5mg,82%yield).Yellow solid,mp:111–113℃.1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.01(dd,J=7.1and2.4Hz,1H),8.53(dd,J=3.7and 2.2Hz,1H),8.04(s,1H),7.13(dd,J=7.2and 3.8Hz,1H),6.31(d,J=5.6Hz,1H),5.72(t,J=5.6Hz,1H),5.33(t,J=5.1Hz,1H),4.51(s,1H),4.37(s,1H),4.23(dd,J=5.1and 10.5Hz,1H),2.49–2.36(m,2H),1.03(s,1H).13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ169.8,152.8,149.7,140.1,137.7,132.4,117.0,106.1,95.4,87.8,73.2,71.9,26.7.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H14N5O4S 336.0766,Found336.0751;IR(KBr)v(cm-1):1658,1523,1499,1363,1230,1121.
实施例1-14制备的化合物对三种癌细胞的抗增殖活性
1.材料
样品:实施例1-14制得的化合物2a,2b,2c,2d,2e,3,4,5,6,7,8,9,10,11。
仪器:电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司);SW-CJ-IFD型超净工作台(苏净安泰);BWS-12型恒温水槽(一恒科学仪器有限公司);L500型低速离心机(湘仪);Biotek酶标仪、GL-150型干式恒温器、VORTEX-5型涡旋振荡器:其林贝尔;流式细胞分选仪,BD公司;CO2恒温培养箱、96孔细胞培养板:Thermo公司;
试剂:DMEM培养基、胎牛血清:GIBCO公司;0.01mol/LpH7.4 PBS缓冲液干粉,索莱宝;胰蛋白酶消化液(Trypsin-EDTA)(生工生物工程);四甲基偶氮唑蓝(MTT)、二甲亚砜(DMSO)、阿糖胞苷:美国SIGMA公司;AnnexinV-FITC/PI凋亡检测试剂盒(BestBio)。
细胞:MCF-7(人乳腺癌细胞)、HGC-27(人未分化胃癌细胞)、A549(人非小细胞肺癌细胞)均来源于广州吉妮欧生物有限公司。
2.实验方法
(1)化合物2a,2b,2c,2d,2e,3,4,5,6,7,8,9,10,11的溶解
用电子天平称取一定质量的化合物固体粉末,用DMSO溶解为所需浓度。
(2)MTT溶液:用0.01mol/LpH7.4 PBS溶解,配成5mg/mL溶液,0.22um滤膜过滤除菌,分装,避光4℃保存。
(3)DMEM完全培养基:含10%胎牛血清、1%双抗溶液(青霉素-链霉素)和1%谷氨酰胺溶液的DMEM培养液,4℃保存备用。
(4)细胞培养
分别将MCF-7、HGC-27、A549培养于DMEM完全培养基,连续传代3次,保持对数生长期供实验用。
(5)抗肿瘤细胞毒活性实验
将处于对数生长期的细胞(MCF-7、HGC-27、A549)分别以每孔3000个细胞接种在96孔板中。细胞培养24小时后,弃去培养基,将配置的不同浓度的化合物2a,2b,2c,2d,2e,3,4,5,6,7,8,9,10,11和阳性对照阿糖胞苷分别加入96孔板中,每个浓度设6个复孔。药物作用72h后,将5mg/mL的MTT加到每个孔中。在37℃二氧化碳培养箱中4小时后,吸出培养基。然后每孔加入200μL DMSO,振荡均匀。使用酶标仪在490nm波长下测量吸光度。采用SPSS 16.0软件计算抑制细胞生长50%所需的化合物浓度(IC50)。
(6)MCF-7细胞的凋亡实验
将处于对数生长期的MCF-7细胞处理后接种在6孔板中,并用不同浓度(0、17、18、19、20、21μg/mL)的化合物4处理48小时和72小时。然后收集细胞并用AnnexinV-FITC/PI凋亡检测试剂盒进行后续处理,即将细胞重悬于磷酸盐缓冲液(0.01mol/LpH7.4)中,加5uL的AnnexinV/FITC溶液,然后将细胞在暗处孵育40分钟之后,再向其加入10uL的PI溶液,混匀即上机监测,用流式细胞仪(Becton,Dickinson and Company,NJ)分析样品,并使用Graphpad软件分析数据。
3.实验结果
(1)抗肿瘤细胞毒活性实验结果
表1为14种化合物作用于三种细胞中的IC50值。
表1
注:IC50(μg/mL):细胞活性被抑制一半所需的化合物浓度;阿糖胞苷用作阳性对照。
从表中可以看出:14种化合物对3种细胞均有一定程度地抗增殖活性,化合物3、4、8、9、10、11分别对MCF-7细胞、HCG-27细胞、A549细胞的抗增殖活性较好,其中,化合物4对MCF-7细胞、HCG-27细胞和A549细胞的抗增殖活性最好,IC50值分别为(19.02±0.26)μg/mL、(18.21±0.95)μg/mL、(16.10±0.25)μg/mL,表明化合物4对MCF-7细胞、HCG-27细胞和A549细胞具有潜在的抗肿瘤活性。
(2)化合物4诱导MCF-7细胞凋亡
肿瘤细胞的凋亡被认为是大多数抗癌药物杀死肿瘤细胞的主要方式。为了更好地表征化合物4诱导肿瘤细胞凋亡的能力,我们使用细胞凋亡检测试剂盒进行了双参数细胞荧光分析。图1为阳性对照药阿糖胞苷和化合物4分别诱导MCF-7细胞48h和72h的凋亡细胞定量分析图。不同浓度(0、17、18、19、20、21μg/mL)的化合物4分别处理MCF-7细胞48h和72h的凋亡率与对照组(Cytarabine,阿糖胞苷)的相应浓度(0、17、18、19、20、21μg/mL)相比,具有显著性差异,*P<0.5,**P<0.01。其中化合物4处理MCF-7细胞48h的抗增殖活性略低于72h的,化合物4处理MCF-7细胞72h的IC50值为(19.02±0.26)μg/mL。同时,化合物4能够以浓度依赖和时间依赖的方式诱导MCF-7细胞凋亡。
从图1中看出随着化合物4的浓度从0增加至21ug/mL,MCF-7细胞的凋亡率在逐步升高,当化合物4的浓度从20ug/mL增加到21ug/mL时,MCF-7细胞的凋亡率趋于平缓,因此,当化合物4的浓度为20ug/mL时,处理MCF-7细胞48h和72h的凋亡率达到最大,分别为63.9%和76.7%;从图1中看出化合物4在同一浓度时,不同时间下,MCF-7细胞凋亡率也不同,且同一浓度时,化合物4处理MCF-7细胞72h的凋亡能力强于化合物4处理MCF-7细胞48h的。因此,化合物4能够以浓度依赖和时间依赖的方式诱导MCF-7细胞凋亡。
Claims (13)
1.一类内源性核苷M1dG衍生物,其特征在于,所述内源性核苷M1dG衍生物的结构式如下列化合物2a、2b、2c、2d、2e、5、6、7、8、9、10或11所示:
2.一类内源性核苷M1dG衍生物的合成方法,其特征在于,所述内源性核苷M1dG衍生物,其结构式如式(Ι)所示:
具体的,式(I)化合物如权利要求1记载的化合物2a、2b、2c、2d、2e、5、6、7、8、9、10或11所示:
其中:OAc指乙酰氧基,OBz是指苯甲酰氧基,N3是指叠氮基团,AcS是指硫代乙酰基,SH是指巯基;
所述合成方法具体包括以下步骤:
(1)以化合物1和1,1,3,3-四甲氧基丙烷为原料,Ac2O为添加剂,溶剂为AcOH,在90-110℃反应0.5-4.0h,得到化合物2,具体为化合物2a、2b、2c、2d、2e;
其中,化合物1:1,1,3,3-四甲氧基丙烷:添加剂:溶剂的用量关系为1mmol:(1.2-1.5)mmol:10mmol:4mL;
其中,化合物1结构式如下:
各取代基分布如下:
R3=H,R1=R2,R1、R2各自独立为乙酰氧基或苯甲酰氧基;
R1=R2=R3,R1、R2、R3各自独立为乙酰氧基或苯甲酰氧基;
R2=R3,R2、R3为乙酰氧基,R1为碘;
(2):以步骤(1)所得产物化合物2e为原料,加入亲核试剂和溶剂,所述亲核试剂为四丁基溴化铵、叠氮钠或硫代乙酸钾,所述溶剂为THF或DMF,常温下反应24h,即得化合物5、6或7;
其中,化合物2e:亲核试剂:溶剂的用量关系为1mmol:(2.0-2.5)mmol:(5-10)mL;
(3):将步骤(1)所得产物化合物2e或步骤(2)所得产物化合物5或化合物6或化合物7为原料,Et3N为添加剂,溶剂为甲醇,在常温下反应24h,即得化合物8、9、10或11;
其中,化合物2e或化合物5或化合物6或化合物7:添加剂:溶剂的用量关系为1mmol:11mmol:10mL。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于,所述步骤(1):
R3=H,R1=R2=乙酰氧基,在110℃反应0.5h,得到化合物2a;
R3=H,R1=R2=苯甲酰氧基,在90℃反应1.5h,得到化合物2b;
R1=R2=R3=乙酰氧基,在100℃反应1.0h,得到化合物2c;
R1=R2=R3=苯甲酰氧基,在90℃反应4.0h,得到化合物2d;
R2=R3=乙酰氧基,R1为碘,在100℃反应2.0h,得到化合物2e。
4.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于,步骤(1)-(3)还包括对反应结束后所得反应液进行后处理的步骤:浓缩反应液,通过柱层析分离纯化。
5.根据权利要求4所述的合成方法,其特征在于,步骤(1)-(3)后处理步骤所用洗脱剂为:
步骤(1):分离化合物2a、2e所用洗脱剂为体积比为10:1的二氯甲烷和甲醇混合液;分离化合物2b所用洗脱剂为乙酸乙酯;分离化合物2c所用洗脱剂为体积比为1:1的二氯甲烷和四氢呋喃混合液;分离化合物2d所用洗脱剂为体积比为3:1的二氯甲烷和乙酸乙酯混合液;
步骤(2):分离化合物5、6所用洗脱剂为乙酸乙酯;分离化合物7所用洗脱剂为体积比为15:1的二氯甲烷和甲醇混合液;
步骤(3):以体积比为10:1的二氯甲烷和甲醇混合液为洗脱剂通过柱层析分离纯化。
6.权利要求1所述的内源性核苷M1dG衍生物在制备抗乳腺癌、胃癌或肺癌药物中的应用。
7.权利要求1所述的内源性核苷M1dG衍生物在制备抗MCF-7、HGC-27或A549的药物中的应用。
8.权利要求2-5任一所述方法合成的内源性核苷M1dG衍生物在制备抗乳腺癌、胃癌或肺癌药物中的应用。
9.权利要求2-5任一所述方法合成的内源性核苷M1dG衍生物在制备抗MCF-7、HGC-27或A549的药物中的应用。
10.内源性核苷M1dG在制备抗乳腺癌、胃癌或肺癌药物中的应用,其特征在于,所述内源性核苷M1dG的结构式如下所示:
11.内源性核苷M1dG在制备抗MCF-7、HGC-27或A549的药物中的应用,其特征在于,所述内源性核苷M1dG的结构式如下所示:
12.内源性核苷M1dG衍生物在制备抗乳腺癌、胃癌或肺癌药物中的应用,其特征在于,所述内源性核苷M1dG衍生物的结构式如下列化合物4所示:
13.内源性核苷M1dG衍生物在制备抗MCF-7、HGC-27或A549的药物中的应用,其特征在于,所述内源性核苷M1dG衍生物的结构式如下列化合物4所示:
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Structure of a new modified nucleoside formed by guanosine-malonaldehyde reaction;Hirshi SETO et al.;《Chemistry Letters》;第6卷;第707-708页 * |
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