CN114671817A - 一种5-cf3-1,2,3-三氮唑类化合物及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于医药技术领域,具体涉及一种5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物及其制备方法和用途。
背景技术
三氮唑作为一类非常重要的含氮杂环化合物,在基础化学和应用研究领域都受到了人们的广泛关注。在三氮唑类化合物中,1,2,3-三氮唑是许多生物活性的骨架结构,广泛存在于抗菌、抗病毒、抗氧化和抗肿瘤等药物分子中,成为药物开发的重要骨架。
由于氟烷基具有较强的吸电子性和特殊的亲疏水性,将其引入到1,2,3-三氮唑体系中,可以有效地调节药物分子的代谢、结合亲和力和电子性能,使5-氟烷基化1,2,3-三氮唑类化合物表现出独特的应用前景。研究发现,将三氟甲基引入有机分子中能够改变有机分子的特性,如改变其代谢稳定性、脂溶性以及其穿透血脑屏障的能力。通过引入三氟甲基可以得到各种性能优异的医药、农药、染料和功能材料,很多三氟甲基化的化合物已经实现了商品化,例如:氟西汀、甲氟喹、来氟米特、尼鲁米特、度他雄胺、比卡鲁胺、阿瑞匹坦、塞来昔布、氟虫腈、氟啶胺、吡噻菌胺、啶氧菌酯、氟啶草酮、氟草敏、氟乐灵等。
但是,目前将1,2,3-三氮唑进行三氟甲基化的方法还鲜有报道。申请号为CN201910400247.5的中国专利申请公开了一种制备5-三氟甲基化三氮唑类化合物的方法,该方法在无水DMF溶剂中,以氯化亚铜为催化剂,以空气为氧化剂,以为配体,以1,10-邻菲咯啉和焦磷酸钠为促进剂,以三氟甲基化试剂、端基炔类化合物和有机叠氮类化合物为反应原料,于室温经一锅反应合成5-氟烷基化1,2,3-三氮唑类化合物。但是,该方法获得的5-三氟甲基化三氮唑类化合物的种类有限。研究出一种新的方法合成出更多的三氟甲基化1,2,3-三氮唑类化合物具有重要意义。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种结构新颖的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物及其制药用途,本发明的另一个目的在于提供一种制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的新方法。
本发明提供了一种5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐,所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式I所示:
L1选自1~2个亚烷基,Ra为苯基,Rb选自C1~4烷基;
m选自1或2;R5各自独立的选自氢、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、醛基、卤素、硝基、NR6R7、COOR8,R6、R7各自独立的选自氢、氨基保护基团、C1~3烷基,R8选自C1~3烷基;
或者m为2;2个R5连接成环,所述环选自6元饱和杂环、6元饱和碳环、6元芳杂环或苯环;所述环未被取代或被1~2个R9取代,R9独立地选自C1~3烷基;
L2选自1~2个亚烷基,Rc为氢、卤素;
R11选自C1~4烷基;
R3选自氢、C1~4烷基;
进一步地,所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式II所示:
其中,R3选自氢、C1~4烷基;
m选自1或2;R5各自独立的选自氢、C2~4烷基、卤素取代的C1~4烷基、C2~4烷氧基、卤素取代的C1~4烷氧基、醛基、卤素、硝基、NR6R7、COOR8,R6、R7各自独立的选自氢、氨基保护基团、C1~3烷基,R8选自C1~3烷基;
或者m为2;2个R5连接成环,所述环选自6元饱和杂环、6元饱和碳环、6元芳杂环或苯环;所述环未被取代或被1~2个R9取代,R9独立地选自C1~3烷基。
进一步地,所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式III-1、式III-2所示:
其中,R5a选自未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、醛基、硝基、NR6R7;R6、R7各自独立的选自氢、氨基保护基团;
R5b选自卤素、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、COOR8,R5c选自卤素、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、COOR8,且R5b、R5c不同时为氢;R8选自C1~3烷基。
进一步地,所述R5a选自OCF3、C1~4烷基、醛基、硝基、CF3、NH2;
R5b选自卤素、CF3、COOCH3,R5c选自氢、卤素、CF3、COOCH3,且R5b、R5c不同时为氢。
进一步地,所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式IV所示:
其中,R11选自C1~4烷基;
m选自1或2;R5各自独立的选自氢、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、醛基、卤素、硝基、NR6R7、COOR8,R6、R7各自独立的选自氢、氨基保护基团、C1~3烷基,R8选自C1~3烷基;
或者m为2;2个R5连接成环,所述环选自6元饱和杂环、6元饱和碳环、6元芳杂环或苯环,所述环未被取代或被1~2个R9取代,R9独立地选自C1~3烷基。
进一步地,所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式V所示:
其中,m为1,R5选自氢、叔丁基、CF3、COOR8,R8选自C1~3烷基;
或者m为2,2个R5连接成环,所述环选自6元饱和硫杂环或苯环,所述环未被取代或被1~2个R9取代,R9独立地选自C1~3烷基。
进一步地,所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构选自:
本发明还提供了上述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐在制备预防和/或治疗癌症的药物中的用途。
进一步地,所述癌症为卵巢癌、前列腺癌或宫颈癌。
本发明还提供了一种预防和/或治疗癌症的药物,它是以上述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐为活性成分,加上药学上可接受的辅料制备而成的制剂。
本发明还提供了一种制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的方法,所述方法包括以下步骤:
在反应装置中加入式A所示化合物、二氟化试剂、氟化盐、碱、铜催化剂、配体和反应溶剂,反应,即得式B所示5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物;
进一步地,所述二氟化试剂为二氟氯乙酸甲酯,所述氟化盐为KF,所述碱为Cs2CO3,所述铜催化剂为CuI,所述配体为1,10-菲罗啉,所述反应溶剂为DMF;
和/或,所述式A所示化合物、二氟化试剂、氟化盐、碱、铜催化剂、配体的当量比为1:(1~2):(1~2):(1~2):(1~2):(1~2),优选为1:2:2:1:1:1。
进一步地,所述反应的温度为100-120℃,优选为110℃;反应的时间为15-45分钟,优选为25分钟。
进一步地,式A所示化合物是按照以下方法制得的:
式C所示化合物和式D所示化合物反应,得到式A所示化合物。
进一步地,式C所示化合物与式D所示化合物的当量比为1:(1.0~1.5),所述反应的溶剂为有机溶剂,所述反应是在铜催化剂、N-溴代丁二酰亚胺和N,N-二异丙基乙胺的作用下进行的。
进一步地,式C所示化合物与式D所示化合物的当量比为1:1.1,所述有机溶剂为四氢呋喃,所述铜催化剂为CuI,式C所示化合物与铜催化剂、N-溴代丁二酰亚胺、N,N-二异丙基乙胺的当量比为1:(1.0~1.5):(1.0~1.5):(1.0~1.5),优选为1:1.1:1.2:1.1。
现有技术报道的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物对人卵巢癌细胞SKOV3、人前列腺癌细胞PC3、人宫颈癌细胞HELA都没有抑制作用。但是,本发明提供的结构新颖的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物对包括人卵巢癌细胞SKOV3、人前列腺癌细胞PC3、人宫颈癌细胞HELA在内的多种癌症细胞均具有抑制作用。本发明提供的结构新颖的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物能够用于制备预防和/或治疗卵巢癌、前列腺癌、宫颈癌等多种癌症的药物,应用前景广阔。
本发明首次提出以5-碘-1,2,3-三氮唑类化合物和二氟化试剂为原料,通过铜介导的三氟甲基化反应制备5-CF3-1,2,3-三氮唑的方法。本发明的方法原料易得,成本低廉,操作简便,安全可控,所得产物收率高,纯度高,适合工业化生产。
显然,根据本发明的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1:部分5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构和收率。
具体实施方式
本发明所用原料与设备均为已知产品,通过购买市售产品所得。
实施例1:制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物
(1)制备5-碘代三氮唑类化合物
按照以下路线制备本发明的中间体5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物:
将反应底物炔(式C,1当量)和叠氮化物(式D,1.1当量)溶解在四氢呋喃中,控制其中反应底物炔的浓度为0.1M,加入碘化亚铜(1.1当量)、N-溴代丁二酰亚胺(NBS,1.2当量)和N,N-二异丙基乙胺(DIPEA,1.1当量),室温下反应6小时。反应结束后,乙酸乙酯萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,过滤,减压蒸馏。用硅胶柱柱层析分离(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯=10:1)得到中间体5-碘代三氮唑类化合物(式A)。
所得各5-碘代三氮唑类化合物的结构、表征、收率和纯度如表1所示。
(2)制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物
按照以下路线制备本发明的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物:
在反应装置中加入原料5-碘代三氮唑类化合物(式A,1当量)、氯二氟乙酸甲酯(ClCF2COOMe,2当量)、氟化钾(简称KF,2当量)、碳酸铯(简称Cs2CO3,1当量)、碘化亚铜(简称CuI,1当量)和1,10-菲罗啉(简称Phen,1当量),然后加入N,N-二甲基甲酰胺(简称DMF)混合均匀,控制5-碘代三氮唑类化合物与DMF的比例为0.06mmol/mL,在110℃下反应25分钟,反应结束后,乙酸乙酯萃取三次,有机相用无水硫酸钠干燥,过滤,减压蒸馏。用硅胶柱柱层析分离(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯=10:1),得到产物5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物(式B)。
利用表1中不同结构的5-碘代三氮唑类化合物,分别制得表2所示不同结构的产物5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物。例如,当5-碘代三氮唑类化合物的结构为时,所得产物5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构为
本实施例所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构、收率和纯度如表2和图1所示。
表1. 5-碘代三氮唑类化合物的结构、收率和纯度
表2. 5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构、收率和纯度
以下通过实验例证明本发明的有益效果。
实验例1:5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的抗癌效果
1、实验方法
将癌症细胞(约每孔3×103个)接种在96孔板中,孵育24小时。空白对照组加入不含药的培养基,给药组加入不同的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物,每个化合物做三个复孔,再孵育48小时。吸出培养基后,加入含CCK-8的培养基,孵育2小时。利用酶标仪检测吸光度(波长为450nm),计算化合物对癌症细胞的抑制率。重复三次实验区平均值。
2、实验结果
表3. 5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物在20μM浓度下的癌症细胞抑制率
注:表中“-”表示未测试。
实验结果如表3所示。可以看出,已知的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物对人卵巢癌细胞SKOV3、人前列腺癌细胞PC3、人宫颈癌细胞HELA都没有抑制作用。但是,本发明提供的新5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物对包括人卵巢癌细胞SKOV3、人前列腺癌细胞PC3、人宫颈癌细胞HELA在内的多种癌症细胞均具有抑制作用。
上述实验结果表明,本发明提供的新5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物能够用于制备预防和/或治疗卵巢癌、前列腺癌、宫颈癌等多种癌症的药物。
实验例2:制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的筛选实验
1、碱的筛选实验
参照实施例1的制备方法制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物区别仅在于将碱从碳酸铯替换为表4所示的碱。反应结束后,加入相同摩尔数的均三甲苯作为内标,计算核磁产率。所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率如表4所示。
表4.在不同碱下所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率
碱 | K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | Et<sub>3</sub>N | t-BuOK | DIPEA | DBU | Cs<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> |
产率 | 10% | 36% | 20% | 32% | 11% | 61% |
可以看出,当以碳酸铯作为碱时,所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的产率最高。
2、铜催化剂的筛选实验
参照实施例1的制备方法制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物,区别仅在于将铜催化剂从碘化亚铜替换为表5所示的铜催化剂。反应结束后,加入相同摩尔数的均三甲苯作为内标,计算核磁产率。所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率如表5所示。
表5.在不同铜催化剂下所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率
铜 | CuCl | CuOAc | Cu(MeCN)<sub>4</sub>BF<sub>4</sub> | CuBr | CuI |
产率 | 57% | 35% | 60% | 52% | 61% |
可以看出,当以碘化亚铜作为铜催化剂时,所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的产率最高。
3、反应溶剂的筛选实验
参照实施例1的制备方法制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物,区别仅在于将反应溶剂从DMF替换为表6所示的反应溶剂,将反应温度从110℃替换为表6所示的反应温度。反应结束后,加入相同摩尔数的均三甲苯作为内标,计算核磁产率。所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率如表6所示。
表6.在不同反应溶剂和反应温度下所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率
可以看出,当以DMF作为反应溶剂,在110℃的反应温度下,所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的产率最高。
4、配体的筛选实验
参照实施例1的制备方法制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物,区别仅在于将配体从1,10-菲罗啉替换为表7所示的配体。反应结束后,加入相同摩尔数的均三甲苯作为内标,计算核磁产率。所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率如表7所示。
表7.在不同配体下所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率
可以看出,当以1,10-菲罗啉作为配体时,所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的产率最高。
5、二氟化试剂的筛选实验
参照实施例1的制备方法制备5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物,区别仅在于将二氟化试剂从二氟氯乙酸甲酯替换为表8所示的二氟化试剂。反应结束后,加入相同摩尔数的均三甲苯作为内标,计算核磁产率。所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率如表8所示。
表8.在不同二氟化试剂下所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的核磁产率
可以看出,当以二氟氯乙酸甲酯作为二氟化试剂时,所得5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的产率最高。
综上,本发明提供了一种5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物及其制备方法和用途。实验结果表明,该5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物对包括人卵巢癌细胞、人前列腺癌细胞、人宫颈癌细胞在内的多种癌细胞均具有抑制作用,在制备预防和/或治疗癌症的药物中具有广阔的应用前景。本发明首次提出以5-碘-1,2,3-三氮唑和二氟化试剂为原料,通过铜介导的三氟甲基化反应制备5-CF3-1,2,3-三氮唑的方法。本发明的制备方法原料易得,成本低廉,操作简便,安全可控,所得产物收率高,纯度高,适合工业化生产。
Claims (10)
1.一种5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐,其特征在于:所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式I所示:
L1选自1~2个亚烷基,Ra为苯基,Rb选自C1~4烷基;
m选自1或2;R5各自独立的选自氢、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、醛基、卤素、硝基、NR6R7、COOR8,R6、R7各自独立的选自氢、氨基保护基团、C1~3烷基,R8选自C1~3烷基;
或者m为2;2个R5连接成环,所述环选自6元饱和杂环、6元饱和碳环、6元芳杂环或苯环;所述环未被取代或被1~2个R9取代,R9独立地选自C1~3烷基;
L2选自1~2个亚烷基,Rc为氢、卤素;
R11选自C1~4烷基;
R3选自氢、C1~4烷基;
3.根据权利要求2所述的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐,其特征在于:所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式III-1、式III-2所示:
其中,R5a选自未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、醛基、硝基、NR6R7;R6、R7各自独立的选自氢、氨基保护基团;
R5b选自卤素、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、COOR8,R5c选自卤素、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、COOR8,且R5b、R5c不同时为氢;R8选自C1~3烷基;
优选地,所述R5a选自OCF3、C1~4烷基、醛基、硝基、CF3、NH2;
R5b选自卤素、CF3、COOCH3,R5c选自氢、卤素、CF3、COOCH3,且R5b、R5c不同时为氢。
4.根据权利要求1所述的5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐,其特征在于:所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式IV所示:
其中,R11选自C1~4烷基;
m选自1或2;R5各自独立的选自氢、未取代或卤素取代的C1~4烷基、未取代或卤素取代的C1~4烷氧基、醛基、卤素、硝基、NR6R7、COOR8,R6、R7各自独立的选自氢、氨基保护基团、C1~3烷基,R8选自C1~3烷基;
或者m为2;2个R5连接成环,所述环选自6元饱和杂环、6元饱和碳环、6元芳杂环或苯环,所述环未被取代或被1~2个R9取代,R9独立地选自C1~3烷基;
优选地,所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的结构如式V所示:
其中,m为1,R5选自氢、叔丁基、CF3、COOR8,R8选自C1~3烷基;
或者m为2,2个R5连接成环,所述环选自6元饱和硫杂环或苯环,所述环未被取代或被1~2个R9取代,R9独立地选自C1~3烷基。
6.权利要求1-5任一项所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐在制备预防和/或治疗癌症的药物中的用途;优选地,所述癌症为卵巢癌、前列腺癌或宫颈癌。
7.一种预防和/或治疗癌症的药物,其特征在于,它是以权利要求1-5任一项所述5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物或其药学上可接受的盐为活性成分,加上药学上可接受的辅料制备而成的制剂。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:制备式B所示5-CF3-1,2,3-三氮唑类化合物的反应中,反应的温度为100-120℃,优选为110℃;反应的时间为15-45分钟,优选为25分钟;
制备式A所示化合物的反应中,式C所示化合物与式D所示化合物的当量比为1:(1.0~1.5),所述反应的溶剂为有机溶剂,所述反应是在铜催化剂、N-溴代丁二酰亚胺和N,N-二异丙基乙胺的作用下进行的;优选地,式C所示化合物与式D所示化合物的当量比为1:1.1,所述有机溶剂为四氢呋喃,所述铜催化剂为CuI,式C所示化合物与铜催化剂、N-溴代丁二酰亚胺、N,N-二异丙基乙胺的当量比为1:(1.0~1.5):(1.0~1.5):(1.0~1.5),优选为1:1.1:1.2:1.1。
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