CN116120288A - 一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂及其制备方法与应用，属于药物合成领域。所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂的结构通式如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示；

本发明hERG钾通道抑制剂以IR780为单线态氧产生基团，识别基团为与hERG钾通道具有高结合活性的配体(如阿司咪唑及E4031)，识别基团与荧光团之间通过烷基链进行连接，合理设计构建了结构新颖的hERG钾通道抑制剂，并评价了其生物学活性，在此基础上进一步评价探针分子在肿瘤治疗中的应用，为肿瘤的治疗提供了结构新颖的治疗候选药物分子。

Description

一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于药物合成领域，具体涉及一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂及其制备方法与应用。

背景技术

癌症已经成为除心血管疾病外引起人死亡的第二大原因，虽然目前对癌症有多种治疗手段，如手术、放疗及各种化疗药物，但对癌症的治疗仍未有突破性进展，目前临床仍需治疗机制新颖的抗肿瘤药物。

hERG钾通道是一种电压门控的钾通道，介导心脏动作电位Ⅲ期复极化延迟整流钾电流的快相成分。除在心脏组织中的分布外，在平滑肌组织、神经组织、胰脏、肝脏等组织中也有分布。近年来，越来越多的研究显示hERG钾通道在多种组织来源的肿瘤细胞中表达上调，而在相应的正常组织中无表达或表达量很低，例如结肠癌细胞、神经母细胞瘤细胞、子宫内膜癌细胞、白血病细胞、乳腺癌细胞、黑色素瘤细胞、胃癌细胞等。随后，人们对hERG钾通道如何参与调节肿瘤的发生与发展进行了大量的机制研究，发现hERG钾通道在肿瘤细胞产生、增殖、转移、侵袭、凋亡、新生血管生成等过程中发挥着重要作用。同时，hERG钾通道的表达水平与肿瘤的恶性程度成正相关，hERG钾通道表达水平高的病人预后较差。越来越多体内实验显示hERG钾通道阻滞剂具有良好的抗肿瘤效应，因此hERG钾通道是一潜在的抗肿瘤药物靶点，具有良好的开发前景。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂及其制备方法与应用，为肿瘤的治疗提供了结构新颖的治疗候选药物分子。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明的第一个方面，提供一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂，所述hERG钾通道抑制剂的结构通式如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示；

其中，R₁为脂烃基，R₂为单取代或双取代吸电子、供电子或中性基团，n＝0-8。本发明的IR780荧光团的hERG钾通道抑制剂可以游离形式或以盐形式存在。

本发明的第二个方面，提供上述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂的制备方法，包括以下步骤：

式(Ⅰ)化合物的制备：

式(Ⅰ)化合物的合成路线如下：

S1.将化合物Ia及N-(溴代烷基)邻苯二甲酰亚胺，溶于有机溶剂中，加入缚酸剂，高温回流；反应完毕，反应液冷却后萃取，合并有机层，干燥，过滤，浓缩，纯化，得中间产物Ⅰb-1；

S2.将中间产物Ⅰb-1肼解，肼解完毕后将反应液浓缩，纯化，得中间产物Ⅰb；

S3.氮气保护下，化合物Ⅰc与中间产物Ⅰb在有机溶剂中，高温避光反应；反应完毕，待反应液冷却至室温，旋干，纯化，得式(Ⅰ)化合物；

或，式(Ⅱ)化合物的制备：

式(Ⅱ)化合物的合成路线如下：

S1.将N-(4-(哌啶-4-酰基)苯基)甲磺酰胺、缚酸剂溶于有机溶剂中，缓慢滴入N-(溴代烷基)氨基甲酸叔丁酯溶液，高温回流反应；反应完毕，反应液冷却后萃取，合并有机层，干燥，过滤，浓缩，纯化，得中间产物Ⅱb-1；

S2.将中间产物Ⅱb-1溶于二氯甲烷和三氟乙酸的混合溶液中，搅拌，旋干，得黄色油状物，溶于蒸馏水中加入固体碳酸氢钠中和，二氯甲烷洗涤，收集水相并旋干；所得固体用甲醇溶解，抽滤，收集滤液旋干，得中间产物Ⅱb；

S3.氮气保护下，化合物Ⅰc与中间产物Ⅱb在有机溶剂中，高温避光反应；反应完毕，待反应液冷却至室温，旋干，纯化，得式(Ⅱ)化合物。

本发明的第三个方面，提供上述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂在制备抗肿瘤药物中的应用。

本发明的第四个方面，提供一种治疗癌症的药物组合物，包括上述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂或其药学上可接受的盐。

本发明的有益效果为：

hERG钾通道是一潜在的抗肿瘤药物靶点，具有良好的开发前景，光动力学治疗是目前非常有效的原位肿瘤治疗策略，其利用用光照射化合物后产生的活性氧杀灭肿瘤细胞。本发明hERG钾通道抑制剂以IR780为单线态氧产生基团，识别基团为与hERG钾通道具有高结合活性的配体(如阿司咪唑及E4031)，识别基团与荧光团之间通过烷基链进行连接，合理设计构建了结构新颖的hERG钾通道抑制剂，并评价了其生物学活性，在此基础上进一步评价其在肿瘤治疗中的应用。经实验证明，本发明构建的新型hERG钾通道抑制剂对hERG钾通道的抑制活性高；在溶液中或细胞中均具有较强的单线态氧生成能力；在细胞水平上具有较强的抗肿瘤活性，并且hERG钾通道的抑制作用联合激光介导的光动力学治疗发挥更强的抗肿瘤作用，为肿瘤的治疗提供了结构新颖的治疗候选药物分子。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为通过放射性配体实验测定的化合物对hERG钾通道的抑制活性；

图2为化合物I-A8波长与吸光度的曲线；

图3为化合物I-A8在二氯甲烷中的单线态氧生成能力；

图4为化合物I-A8在U87细胞中的单线态氧生成能力；

图5为化合物I-A8对GBM肿瘤细胞的抗增殖活性；

图6为化合物I-A8对肺癌细胞A549的抗增殖活性；

图7为化合物I-A8和660nm激光照射的联合抗肿瘤作用；

图8为PBS、ApoE-Lipo@A8、ApoE-Lipo@A8+660nm激光照射处理治疗后肿瘤生长情况图；

图9为不同治疗方式的治疗周期内肿瘤大小随时间的变化图；

图10为不同治疗方式治疗一个周期后肿瘤的抑制率；

图11为不同治疗方式治疗一个周期后小鼠的生存情况统计图。

具体实施方式

鉴于hERG钾通道是一潜在的抗肿瘤药物靶点，具有良好的开发前景，本发明提出了一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂及其制备方法与应用。

本发明的一种典型实施方式，提供了一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂，所述hERG钾通道抑制剂的结构通式如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示；

其中，R₁为脂烃基，R₂为单取代或双取代吸电子、供电子或中性基团，n＝0-8。

该实施方式的一些实施例中，R₁为甲基、乙基、丙基、烯丙基、烯丁基、炔丙基或炔丁基；R₂为卤素、甲基、磺酸基或氢。

该实施方式的一些实施例中，所述hERG钾通道抑制剂选自具有如下结构式的化合物：

本发明的第二种典型实施方式，提供了上述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)式(Ⅰ)化合物的制备：

S1.将化合物Ia及N-(溴代烷基)邻苯二甲酰亚胺，溶于有机溶剂中，加入缚酸剂，高温回流；反应完毕，反应液冷却后萃取，合并有机层，干燥，过滤，浓缩，纯化，得中间产物Ⅰb-1；

S2.将中间产物Ⅰb-1肼解，肼解完毕后将反应液浓缩，纯化，得中间产物Ⅰb；

S3.氮气保护下，化合物Ⅰc与中间产物Ⅰb在有机溶剂中，高温避光反应；反应完毕，待反应液冷却至室温，旋干，纯化，得式(Ⅰ)化合物；

化合物Ⅰa结构如下：

或，式(Ⅱ)化合物的制备：

S1.将N-(4-(哌啶-4-酰基)苯基)甲磺酰胺、缚酸剂溶于有机溶剂中，缓慢滴入N-(溴代烷基)氨基甲酸叔丁酯溶液，高温回流反应；反应完毕，反应液冷却后萃取，合并有机层，干燥，过滤，浓缩，纯化，得中间产物Ⅱb-1；

S2.将中间产物Ⅱb-1溶于二氯甲烷和三氟乙酸的混合溶液中，搅拌，旋干，得黄色油状物，溶于蒸馏水中加入固体碳酸氢钠中和，二氯甲烷洗涤，收集水相并旋干；所得固体用甲醇溶解，抽滤，收集滤液旋干，得中间产物Ⅱb；

S3.氮气保护下，化合物Ⅰc与中间产物Ⅱb在有机溶剂中，高温避光反应；反应完毕，待反应液冷却至室温，旋干，纯化，得式(Ⅱ)化合物。

该实施方式的一些实施例中，所述N-(溴代烷基)邻苯二甲酰亚胺的烷基链长度为2-10个碳。

该实施方式的一些实施例中，所述N-(溴代烷基)氨基甲酸叔丁酯的烷基链长度为2-10个碳。

该实施方式的一些实施例中，所述缚酸剂包括无水碳酸钾、无水醋酸钠、无水碳酸钠；优选的，所述缚酸剂为无水碳酸钾。

本发明的第三个典型实施方式，提供了上述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂在制备抗肿瘤药物中的应用。

本发明的第四个典型实施方式，提供了一种治疗癌症的药物组合物，所述药物组合物包括上述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂或其药学上可接受的盐。药学上可接受的盐包括常规的无毒性的盐，包括这样的化合物碱与无机或有机酸形成的季按盐。

该实施方式的一些实施例中，所述癌症包括但不限于神经胶质瘤、多形性神经胶质瘤母细胞瘤、肺癌、消化道癌、胰腺癌、淋巴癌、肝癌、肾癌、膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌、头颈癌、鼻咽癌、口腔癌、皮肤癌。

该实施方式的一些实施例中，所述药物组合物为水合物或溶剂合物。水合物的制备方法为将药物组合物与水一起冻干形成水合物；溶剂组合物的制备方法为在溶液中药物组合物与合适的有机溶剂浓缩形成溶剂合物。

该实施方式的一些实施例中，所述药物组合物包含含有治疗量的基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂或其药学上可接受的盐，和一种或多种药学上可接受载体和/或赋形剂。

其中，所述载体为固体或者液体。

典型的固体载体包括乳糖，石膏粉，蔗糖，滑石，凝胶，琼脂，果胶，阿拉伯胶，硬脂酸镁，硬脂酸等等。固体载体可以包括一种或多种可能同时作为增香剂，润滑剂，增溶剂，悬浮剂，填料，助流剂，压缩助剂，粘合剂或片剂-崩解剂的物质；还可以是包封材料。在粉末中，载体为精细粉碎的固体，它与精细粉碎的活性成分的混合。在片剂中活性成分与具有必要的压缩性质的载体以合适的比例混合，以需要的形状和大小压缩。粉末和片剂优选包含至多99％活性成分。合适的固体载体包括，例如，磷酸钙、硬脂酸镁、滑石粉、糖、乳糖、糊精、淀粉、凝胶、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠盐、聚乙烯吡咯烷酮烷酮、低熔点蜡和离子交换树脂。

典型的液体载体包括糖浆、花生油、橄榄油、水等。液体载体用于制备溶液、悬浮剂、乳剂、糖浆、酊剂和密封的组合物。活性成分可以溶解或悬浮于药学上可接受的液体载体如水、有机溶剂、二者的混合物或药学上可接受的油类或脂肪。液体载体可以包含其他合适的药物添加剂如增溶剂、乳化剂、缓冲剂、防腐剂、增甜剂、增香剂、悬浮剂、增稠剂、颜料、粘度调节剂、稳定形或渗透压-调节剂。用于口服和肠胃外给药的液体载体的合适的例子包括水(部分地包含如同上述的添加剂，例如纤维素衍生物，优选羧甲基纤维素钠盐溶液)、醇(包括一元醇和多元醇，例如乙二醇)和它们的衍生物、油类(例如分馏椰子油和花生油)。用于肠胃外给药的载体还可以为油脂如油酸乙酯和异丙基肉豆蔻酸盐。无菌的液体载体用于肠胃外给药的无菌的液态组合物。用于加压组合物的液体载体可以为卤代烃或其他药学上可接受的推进剂。无菌溶液或悬浮溶液液体药物组合物可以用来注射，例如，静脉内、肌内、腹膜内或皮下注射。注射时可单次推入或逐渐注入，如静脉滴注。该化合物还可以液体或者固体组合物的形式口服给药。

载体或赋形剂可以包括本领域已知的时间延迟材料，如单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯，还可包括蜡、乙基纤维素、轻丙基甲基纤维素、异丁烯酸甲酯等。当制剂用于口服时，公认PHOSALPG-50中的0.01％吐温80用于其他化合物的可接受的口服制剂的配制，可以适应于本发明各种化合物的配制。给予本发明化合物时可以使用各式各样的药物形式。如果使用固体载体，制剂可以为片剂、被放入硬胶囊中的粉末或小药丸形式或锭剂或糖锭形式。固体载体的量在很大程度上变化，但是优选从约25mg到约1.0g。如果使用液体载体，制剂可以为糖浆，乳剂，软胶囊，或者为在安瓶、小瓶或非水的液体悬浮液中的无菌注射溶液或悬浮液。

为了获得稳定的水溶性的剂型，可以将hERG钾通道抑制剂或其药学上可接受的盐溶于有机或无机酸的水溶液，0.3M琥珀酸或柠檬酸溶液。如果得不到可溶形式，可将化合物溶于合适的共溶剂或它们的结合。这样的合适的共溶剂的例子包括，但是不局限于，浓度范围从0-60％总体积的乙醇、丙二醇、聚乙二醇300、聚山梨酸酯80、甘油、聚氧乙烯脂肪酸酯、脂肪醇或甘油轻脂肪酸酯等。

该实施方式的一些实施例中，所述药物组合物可以是液体、悬浮液、乳剂、片剂、丸剂、胶囊、持续释放制剂、栓剂、粉末、脂质体及胶束等剂型。口服制剂可以包括标准载体如药物品级的甘露糖醇，乳糖，淀粉，硬脂酸镁，糖精钠，纤维素和碳酸镁等等。视需要制剂而定，配制可以设计混合、制粒和压缩或溶解成分。在另一个途径中，该组合物可以配制成纳米颗粒。

该实施方式的一些实施例中，所述药物组合物的释放系统是已知的并且可以用于化合物或其他各种制剂的给药，这些制剂包括片剂、胶囊、可注射的溶液、脂质体、胶束、微粒、微胶囊等。引入的方法包括但是不局限于皮肤的、皮内、肌内、腹膜内、静脉内、皮下、鼻腔内、肺、硬膜外、眼睛和(通常优选的)口服途径。该药物组合物可以通过任何方便的或者其它适当的途径给药，例如通过上皮或粘膜途径(例如，口腔粘膜、直肠和肠粘膜等)吸收或通过负载药物的支架以及可以与其他生物活性剂一起给药。可以全身或局部给药。用于鼻，支气管或肺疾病的治疗或预防时，优选的给药途径为口服，鼻给药或支气管烟雾剂或喷雾器。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂Ⅰ-A4，其结构如下所示：

合成路线如下所示：

化合物Ⅰ-A4的制备方法包括如下步骤：

(1)中间体Ib-4的合成

将化合物Ia(0.36g，1.0mmol)与N-(4-溴丁基)邻苯二甲酰亚胺(0.56g，2mmol)溶于50mL干燥乙腈与4mL干燥DMF的混合溶液中，加入无水碳酸钾(0.41g，3.0mmol)，80℃下回流12h；反应液冷却后用二氯甲烷萃取，蒸馏水洗涤，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，过硅胶柱纯化，得淡黄色固体产物Ib-4-1 0.28g，产率为47.5％。

ESI-MS:m/z calcd for C₃₁H₃₂FN₅O₂[(M+H)⁺]:526.2618；found:526.2648.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.72(dd,J＝5.0,3.1Hz,2H),7.64–7.55(m,2H),7.39(d,J＝7.7Hz,1H),7.01(dd,J＝7.7,5.1Hz,3H),6.91(dd,J＝15.5,6.8Hz,4H),4.97(s,2H),4.12(s,1H),3.81(d,J＝39.0Hz,2H),3.59(t,J＝6.9Hz,2H),2.68(d,J＝8.6Hz,1H),2.36–2.20(m,2H),2.15–1.90(m,4H),1.67–1.53(m,2H),1.40(dd,J＝19.8,9.3Hz,4H).

将中间体Ib-4-1(0.38g，0.72mmol)溶于30mL无水乙醇中，加入质量分数为50％的水合肼5mL，80℃回流5h。将反应液旋干，加入二氯甲烷30mL，析出白色絮状物酰肼，抽滤，收集滤液、减压旋干，再次加入二氯甲烷，析出白色絮状物，抽滤，再减压旋干滤液，干燥得白色固体产物Ib-4 0.23g，产率81.0％。

ESI-MS:m/z calcd for C₂₃H₃₀FN₅[(M+H)⁺],396.2563；found 396.2616.¹HNMR(400MHz,DMSO)δ7.25–7.18(m,3H),7.14(t,J＝8.9Hz,2H),7.05(d,J＝7.4Hz,1H),6.92(td,J＝7.6,1.1Hz,1H),6.82(td,J＝7.6,1.1Hz,1H),6.57(d,J＝7.5Hz,1H),5.27(s,2H),3.74(dd,J＝14.5,3.4Hz,1H),2.84(d,J＝11.4Hz,2H),2.62–2.46(m,3H),2.30–2.18(m,2H),1.96(t,J＝10.6Hz,4H),1.64–1.27(m,7H).

(2)化合物I-A4的合成

在氮气保护下，将Ic(17.9mg，0.035mmol)与中间体Ib-4(27.6mg，0.070mmol)溶于6mL DMF中，80℃避光反应2h。待反应液冷却至室温，旋干，过硅胶柱纯化，得深蓝色固体产物I-A4 16mg，产率为52.6％。

ESI-MS:m/z calcd for C₅₇H₆₉FN₇ ⁺[M⁺],870.5593；found 870.5660.¹HNMR(400MHz,CD₃OD_SPE)δ7.77(d,J＝13.0Hz,2H),7.37(d,J＝7.3Hz,2H),7.34–7.27(m,3H),7.18–6.95(m,12H),5.84(d,J＝13.0Hz,2H),5.30(s,1H),3.99(dd,J＝13.7,6.6Hz,5H),3.83(t,J＝6.1Hz,2H),3.48(s,2H),3.02(d,J＝33.5Hz,4H),2.55(t,J＝6.2Hz,4H),2.25(d,J＝12.4Hz,2H),1.89–1.81(m,5H),1.67(s,12H),1.31(dd,J＝16.3,9.2Hz,10H).

实施例2

一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂Ⅰ-A8，其结构如下所示：

合成路线如下所示：

化合物Ⅰ-A8的制备方法包括如下步骤：

(1)中间体Ib-8的合成

将化合物Ⅰa(0.36g，1.0mmol)与2-(8-溴辛基)异吲哚啉-1,3-二酮(0.34g，1.0mmol)溶于20mL干燥乙腈中，加入无水碳酸钾(0.41g，3.0mmol)，80℃下回流4h；反应液冷却后用二氯甲烷萃取，蒸馏水洗涤，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，过硅胶柱纯化，得白色固体产物Ib-8-1 0.12g，产率为20.7％。

ESI-MS:m/z calcd for C₃₅H₄₀FN₅O₂[(M+H)⁺],582.3244；found 582.3242.¹H NMR(400MHz,CD₃OD_SPE)δ7.87–7.81(m,1H),7.81–7.75(m,1H),7.33(d,J＝8.5Hz,1H),7.13(dd,J＝8.7,5.3Hz,1H),7.10–6.93(m,3H),5.29(s,1H),4.01(s,1H),3.66(t,J＝7.1Hz,1H),3.08(dd,J＝20.1,12.0Hz,2H),2.30(d,J＝13.0Hz,1H),1.91(s,1H),1.69(dd,J＝18.5,11.4Hz,2H),1.38(s,4H).

将中间体Ib-8-1(0.12g，0.20mmol)溶于10mL无水乙醇中，加入质量分数为50％的水合肼1.6mL，80℃回流5h。将反应液减压浓缩，过硅胶柱纯化，得白色固体产物Ib-80.037g，产率为40.0％。

ESI-MS:m/z calcd for C₂₇H₃₈FN₅[(M+H)⁺],452.3189；found 452.3253.¹HNMR(400MHz,CD₃OD_SPE)δ7.29(d,J＝7.8Hz,1H),7.12(dd,J＝8.7,5.3Hz,2H),7.06–6.97(m,4H),6.95–6.90(m,1H),5.23(s,2H),3.80(s,1H),2.93(d,J＝10.8Hz,2H),2.67–2.56(m,2H),2.39–2.30(m,2H),2.15(t,J＝11.8Hz,2H),2.05(d,J＝11.6Hz,2H),1.67–1.42(m,7H),1.33(m,10H).

(2)化合物I-A8的合成

在氮气保护下，将Ic(22.7mg，0.044mmol)与中间体Ib-8(20.0mg，0.044mmol)溶于6mL DMF中，80℃避光反应2h。待反应液冷却至室温，旋干，过硅胶柱纯化，得深蓝色固体产物I-A8 26.8mg，产率为65.7％。

ESI-MS:m/z calcd for C₆₁H₇₇FN₇ ⁺[M⁺],926.6219；found 926.6279.¹H NMR(400MHz,CD3OD_SPE)δ7.76(d,J＝13.0Hz,2H),7.43–7.24(m,5H),7.15(dd,J＝8.7,5.3Hz,2H),7.12–6.96(m,10H),5.83(d,J＝13.0Hz,1H),5.31(s,2H),3.99(dd,J＝13.8,6.7Hz,4H),3.77(t,J＝6.8Hz,2H),3.12–3.05(m,2H),2.54(t,J＝6.3Hz,4H),2.28(d,J＝12.7Hz,2H),1.89–1.71(m,7H),1.65(s,10H),1.42(s,8H),1.37–1.24(m,15H).

实施例3

一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂Ⅱ-E4，其结构如下所示：

合成路线如下所示：

化合物Ⅱ-E4的制备方法包括如下步骤：

(1)中间体IIb-4的合成

将化合物IIa(0.76g，2.38mmol)与无水碳酸钾(0.66g，4.76mmol)溶于15mL干燥乙腈中，然后向上述溶液中缓慢滴加N-(4-溴丁基)氨基甲酸叔丁酯(0.30g，1.19mmol)的乙腈溶液(10mL)，于80℃回流反应2h。待反应液冷却至室温，用二氯甲烷萃取，蒸馏水洗涤，合并有机层用无水硫酸钠干燥，过滤、真空浓缩，过硅胶柱纯化，得白色固体产物IIb-4-10.10g，产率为18.5％。

ESI-MS:m/z calcd for C₁₂H₃₅N₃O₅S[(M+H)⁺],454.2376；found 454.2439.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.82(d,J＝8.7Hz,2H),7.29(d,J＝8.7Hz,2H),5.56(s,1H),5.29(s,1H),3.19(dd,J＝13.3,6.0Hz,1H),3.01(d,J＝7.7Hz,7H),2.42(t,J＝7.1Hz,2H),2.22(s,2H),1.82(s,4H),1.64–1.50(m,2H),1.45(d,J＝6.6Hz,2H),1.36(s,9H).

将中间体IIb-4-1(0.10g，0.22mmol)溶于4mL二氯甲烷和1mL三氟乙酸的混合溶液中，室温搅拌1h。旋干，得黄色油状物，溶于蒸馏水中加入固体碳酸氢钠中和，二氯甲烷洗涤，收集水相并旋干。所得固体用甲醇溶解，抽滤，收集滤液旋干，得白色固体产物IIb-40.04g，产率为51.3％。

ESI-MS:m/z calcd for C₁₇H₂₇N₃O₃S[(M+H)⁺],354.1851；found 354.1870.¹H NMR(400MHz,CD₃OD_SPE)δ7.75(d,J＝8.8Hz,2H),7.02(d,J＝8.8Hz,2H),3.10–2.88(m,3H),2.83(s,3H),2.63(t,J＝7.0Hz,1H),2.43–2.32(m,2H),2.13(td,J＝11.4,2.9Hz,2H),1.89–1.63(m,5H),1.60–1.35(m,5H),1.26(dd,J＝16.0,5.0Hz,2H).

(2)化合物II-E4的合成

在氮气保护下，将Ic(20.0mg，0.039mmol)与中间体IIb-4(27.6mg，0.078mmol)溶于6mL DMF中，80℃避光反应2h。待反应液冷却至室温，减压旋干，过硅胶柱纯化，得深蓝色固体13.8mg，产率为42.7％。

ESI-MS:m/z calcd for C₅₁H₆₆N₅O₃S⁺[M⁺],828.4881；found 828.4846.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ7.95(s,2H),7.83(d,J＝8.8Hz,1H),7.62(d,J＝12.7Hz,1H),7.40(d,J＝8.7Hz,1H),7.25–7.17(m,3H),6.99(t,J＝7.3Hz,1H),6.79(d,J＝7.8Hz,1H),5.54(d,J＝12.4Hz,1H),3.88–3.72(m,3H),3.40–3.33(m,1H),3.13–3.05(m,1H),3.01(s,2H),2.89(s,6H),2.82(s,6H),2.72(s,2H),2.64(s,1H),2.55(d,J＝7.0Hz,1H),2.42(t,J＝6.2Hz,3H),1.91(dd,J＝16.6,7.9Hz,4H),1.80–1.69(m,3H),1.63(d,J＝16.9Hz,7H),1.32–1.12(m,15H).

实施例4

一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂Ⅱ-E6，其结构如下所示：

合成路线如下所示：

化合物Ⅱ-E4的制备方法包括如下步骤：

(1)中间体IIb-6的合成

将化合物IIa(0.32g，1.0mmol)与无水碳酸钾(0.41g，3.0mmol)溶于15mL干燥乙腈中，将(6-溴己基)氨基甲酸叔丁酯(0.28g，1.0mmol)溶于5mL干燥乙腈，后80℃下地加入化合物IIa的乙腈溶液中，滴加完毕后回流反应2h。待反应液冷却至室温，用二氯甲烷萃取，蒸馏水洗涤，合并有机层，无水硫酸钠干燥，过滤、减压浓缩，过硅胶柱纯化，得白色固体产物IIb-6-1 0.10g，产率为20.7％。

ESI-MS:m/z calcd for C₂₄H₃₉N₃O₅S[(M+H)⁺],482.2689；found 482.2758.¹H NMR(400MHz,CD₃OD_SPE)δ7.95(d,J＝8.8Hz,2H),7.30(d,J＝8.8Hz,2H),3.41(t,J＝11.1Hz,1H),3.09(d,J＝11.9Hz,2H),3.05–2.97(m,5H),2.52–2.42(m,2H),2.31(t,J＝10.8Hz,2H),1.82(dt,J＝21.8,12.3Hz,4H),1.57(s,2H),1.44(d,J＝18.5Hz,12H),1.38–1.26(m,5H).

将中间体IIb-6-1(0.10g，0.21mmol)溶于4mL二氯甲烷和1mL三氟乙酸的混合溶液中，室温搅拌1h。旋干，得黄色油状物，溶于蒸馏水中加入固体碳酸氢钠中和，二氯甲烷洗涤，水相旋干，甲醇溶解，抽滤，收集滤液旋干，得白色固体IIb-6 0.04g，产率为49.5％。

ESI-MS:m/z calcd for C₁₉H₃₁N₃O₃S[(M+H)⁺],382.2164；found 382.2190.

(2)化合物II-E6的合成

在氮气保护下，将Ic(26.8mg，0.052mmol)与化合物IIb-6(20.0mg，0.052mmol)溶于6mL DMF中，80℃避光反应2h。待反应液冷却至室温，旋干，过硅胶柱纯化，得深蓝色固体II-E623.78 mg，产率为53.4％。

ESI-MS:m/z calcd for C₅₃H₇₀N₅O₃S⁺[M⁺],325.1216；found 856.5260.

应用实例

1、化合物对hERG钾通道抑制活性测定

本发明通过放射性配体结合实验测定了合成的化合物对hERG钾通道的抑制活性，实验结果如图1所示，其中化合物I-A8对hERG钾通道的抑制作用最强，IC₅₀值为3.62nM(表1)，因此选择探针I-A8进行进一步的活性评价。

表1

化合物	<![CDATA[IC<sub>50</sub>(nM)]]>
		Ⅰ-A4	30.36
Ⅰ-A8	3.62
		II-E4	29.96
II-E6	9.59
		Dofetilide(多菲利特)	2.30

2、探针I-A8的单线态氧产生能力

IR780荧光团具有较好的产生单线态氧的能力，因此进一步评价化合物I-A8产生单线态氧的能力

2.1、使用DPBF(单线态氧指示荧光探针)检测化合物I-A8在溶液中产生单线态氧的能力

在二氯甲烷中分别配制DPBF、DPBF+I-A8、DPBF+IR780溶液，将DPBF在415nm处的吸光度调整到1.0左右，将I-A8和IR780的吸光度调整到0.2左右。然后，用660nm的单色光照射上述溶液不同时间，并立即测量其吸收光谱，用DPBF在415nm处的吸光度的下降定量分解速率。实验结果显示660nm单色光照射后，DPBF与I-A8混合体系中，DPBF在415nm处的吸光度迅速下降(图2、图3)，这表明化合物I-A8在溶液中具有较强的单线态氧生成能力。

2.1、通过DCFH-DA(活性氧检测试剂盒)在细胞水平进一步验证了化合物I-A8的单线态氧产生能力

预先用1μM化合物I-A8处理U87细胞1h，然后加入10μM DCFH-DA继续孵育15min，之后用660nm单色光照射处理后的细胞1min并用PBS小心清洗三次，立即用SP8成像。经激光处理后的细胞可观察到明显荧光(图4)，表明化合物I-A8在细胞内仍具有单线态氧产生能力。

3、化合物I-A8细胞水平抗肿瘤活性评价

3.1、采用多种GBM细胞系(U87/A172/LN229)及肺癌细胞系A549，评价化合物I-A8在细胞水平上的抗肿瘤活性

用I-A8处理上述肿瘤细胞72h后，用CCK8试剂盒评价其对细胞增殖的影响。结果显示I-A8对三种GBM肿瘤细胞增殖均呈剂量依赖性抑制，计算其半数抑制浓度为1μM左右(图5)。同时，选用正常的人星形胶质细胞，评价化合物I-A8对正常细胞的选择性，结果表明I-A8对正常细胞增殖影响较小，对正常细胞的毒性明显小于GBM肿瘤细胞。同时利用A549细胞评价了I-A8对肺癌细胞的抗肿瘤活性，结果显示I-A8对肺癌细胞也具有较好的抗肿瘤活性，其半数抑制浓度也在1μM左右(图6)。

3.2、采用U87细胞评价I-A8和激光联合作用的对肿瘤细胞增殖的影响

将U87肿瘤细胞分为两组，一组用I-A8处理48h；另一组预先用A8处理24h，然后用660nm单色光照射5min，将细胞放回培养箱继续培养24h。最后用CCK8试剂盒评价单独使用I-A8及I-A8和激光联合作用对细胞增殖的影响。实验结果显示，与单独使用I-A8相比，I-A8和激光联用可发挥更强的抗肿瘤作用(图7)。

综上，本发明构建的新型hERG钾通道探针I-A8在细胞水平上具有较强的抗肿瘤活性，并且可联合激光治疗发挥更强的抗肿瘤作用。

4、化合物I-A8体内抗肿瘤活性评价

采用U87-luc细胞系构建多形性神经胶质母细胞颅内原位移植小鼠肿瘤模型，研究I-A8在活体水平的抗肿瘤活性。

为提高I-A8向脑部的递送效率，本发明选择脂质体作为递送载体，将I-A8负载到脂质体上得到ApoE-Lipo@A8。ApoE-Lipo@A8具体合成方法如下：

1)将大豆磷脂，胆固醇，DSPE-PEOz和DSPE-PEG2000按照摩尔比例60:30:12:2进行配置，溶解在甲醇中，调整最终溶液浓度为1mg/mL；将I-A8溶于甲醇后加入上述脂质体溶液中，控制质量比I-A8:脂质体＝3:100。分别取16mL混合溶液置于100mL的茄形瓶中进行旋转蒸发使其成为磷脂双分子层薄膜,真空干燥过夜；

2)向上述脂质体薄膜中加入含有1.6mg DSPE-PEG3400-ApoE的生理盐水1.6mL进行水化，手摇至薄膜层完全脱落，随后25-35℃超声30min，再50℃超声30min，得蓝色脂质体溶液；

3)将脂质体溶液依次通过0.45um，0.22um的水相滤膜各挤压三次，再用脂质体挤出器进行挤出，挤出时通过100nm的滤膜来回十次挤出，得ApoE-Lipo@A8，置于4℃冰箱保存供后续实验使用。

将种瘤10天后的荷瘤裸鼠随机分为三组，分别用PBS，ApoE-Lipo@A8(给药剂量为3mg/kg)，ApoE-Lipo@A8(给药剂量为3mg/kg)+660nm激光照射处理，给药方式为尾静脉注射，每两天注射一次，共五次。同时，自种瘤第十天起，每两天采用小动物活体成像仪监测肿瘤的生长情况。

结果如图8-11所示，ApoE-Lipo@A8可有效抑制颅内原位肿瘤细胞的生长，ApoE-Lipo@A8联合660nm激光照射几乎完全抑制肿瘤的增长；更重要的是，治疗组小鼠的中位生存期显著延长，生存时间是对照组的两倍，在40天内的存活率得到明显提高。综上，本发明构建的新型hERG钾通道抑制剂I-A8在U87荷瘤小鼠体内显示出有效的抗GBM肿瘤活性，包覆进脂质体后能有效跨过血脑屏障，抑制颅内原位肿瘤的生长并显著延长小鼠生存期。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂，所述hERG钾通道抑制剂的结构通式如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示；

其中，R₁为脂烃基，R₂为单取代或双取代吸电子、供电子或中性基团，n＝0-8。

2.如权利要求1所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂，其特征在于，R₁为甲基、乙基、丙基、烯丙基、烯丁基、炔丙基或炔丁基；R₂为卤素、甲基、磺酸基或氢。

3.如权利要求1所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂，其特征在于，所述hERG钾通道抑制剂选自具有如下结构式的化合物：

4.权利要求1所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)式(Ⅰ)化合物的制备：

S1.将化合物Ia及N-(溴代烷基)邻苯二甲酰亚胺，溶于有机溶剂中，加入缚酸剂，高温回流；反应完毕，反应液冷却后萃取，合并有机层，干燥，过滤，浓缩，纯化，得中间产物Ⅰb-1；

S2.将中间产物Ⅰb-1肼解，肼解完毕后将反应液浓缩，纯化，得中间产物Ⅰb；

S3.氮气保护下，化合物Ⅰc与中间产物Ⅰb在有机溶剂中，高温避光反应；反应完毕，待反应液冷却至室温，旋干，纯化，得式(Ⅰ)化合物；

化合物Ⅰa结构如下：

或，式(Ⅱ)化合物的制备：

S1.将N-(4-(哌啶-4-酰基)苯基)甲磺酰胺、缚酸剂溶于有机溶剂中，缓慢滴入N-(溴代烷基)氨基甲酸叔丁酯溶液，高温回流反应；反应完毕，反应液冷却后萃取，合并有机层，干燥，过滤，浓缩，纯化，得中间产物Ⅱb-1；

S2.将中间产物Ⅱb-1溶于二氯甲烷和三氟乙酸的混合溶液中，搅拌，旋干，得黄色油状物，溶于蒸馏水中加入固体碳酸氢钠中和，二氯甲烷洗涤，收集水相并旋干；所得固体用甲醇溶解，抽滤，收集滤液旋干，得中间产物Ⅱb；

S3.氮气保护下，化合物Ⅰc与中间产物Ⅱb在有机溶剂中，高温避光反应；反应完毕，待反应液冷却至室温，旋干，纯化，得式(Ⅱ)化合物。

5.如权利要求4所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂的制备方法，其特征在于，所述N-(溴代烷基)邻苯二甲酰亚胺的烷基链长度为2-10个碳。

6.如权利要求4所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂的制备方法，其特征在于，所述N-(溴代烷基)氨基甲酸叔丁酯的烷基链长度为2-10个碳。

7.如权利要求4所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂的制备方法，其特征在于，所述缚酸剂包括无水碳酸钾、无水醋酸钠、无水碳酸钠；优选的，所述缚酸剂为无水碳酸钾。

8.权利要求1所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂在制备抗肿瘤药物中的应用。

9.一种治疗癌症的药物组合物，其特征在与，所述药物组合物包括权利要求1所述基于IR780衍生物的hERG钾通道抑制剂或其药学上可接受的盐。

10.如权利要求9所述药物组合物，其特征在与，所述癌症包括但不限于神经胶质瘤、多形性神经胶质瘤母细胞瘤、肺癌、消化道癌、胰腺癌、淋巴癌、肝癌、肾癌、膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌、头颈癌、鼻咽癌、口腔癌、皮肤癌。

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