專利名稱：氨基/?；〈拢沁捌淞虼愃莆?、制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬藥物合成領域，具體涉及新型化合物氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物，制備方法和應用。
抗腫瘤新藥研究是21世紀新藥研究的重要領域，其中嵌入型拓撲異構(gòu)酶抑制劑的研究近年來引人注目。拓撲異構(gòu)酶在維持環(huán)狀DNA在轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的拓撲結(jié)構(gòu)有著重要的作用，根據(jù)拓撲異構(gòu)酶對DNA鏈的裂解不同(單鏈或雙鏈)可相應分為兩種主要類型拓撲異構(gòu)酶I和拓撲異構(gòu)酶II。拓撲異構(gòu)酶II的活性與細胞的增殖相關聯(lián)，使得以拓撲異構(gòu)酶II為靶標的抗腫瘤藥物對高速增殖的腫瘤細胞比正常細胞有更高的選擇性。拓撲異構(gòu)酶抑制劑根據(jù)其作用機理可分為嵌入型和非嵌入型兩種類型。90年代初研究表明嵌入劑的抗腫瘤活性與這類化合物穩(wěn)定DNA-嵌入劑-拓撲異構(gòu)酶II三元復合物的能力緊密相關。
魚藤堿(Ellipticine)類化合物是從Ochrosia-elliptica的葉子中分離得到天然生物堿，具有廣譜抗腫瘤活性，其側(cè)鏈結(jié)構(gòu)改造物S 16020-2于1998年進入臨床研究階段；而γ-咔啉類似物則是魚藤堿芳環(huán)體系簡化去掉一個芳環(huán)的結(jié)構(gòu)改造產(chǎn)物，同樣具有較好的抗腫瘤活性(R4＝R5＝CH3，R1＝NH(CH2)3N(CH3)2，ID50＝0.01μM)。已知天然產(chǎn)物含有β-咔啉母核結(jié)構(gòu)其中駱駝蓬堿等已在抗腫瘤臨床應用。駱駝蓬堿中(下式)，harman(R1＝CH3；R6＝H)，norharman(R1＝R6＝H)對拓撲異構(gòu)酶II的ED50分別為23.8μg/ml和34.4μg/ml。但它們并沒有穩(wěn)定DNA-嵌入劑-拓撲異構(gòu)酶II三元復合物的能力。

本發(fā)明化合物通過初步藥效學HL60人白血病和P388小鼠白血病細胞株抗腫瘤活性測試，顯示了較好的抗腫瘤活性，可制備新型抗腫瘤藥物。
本發(fā)明化合物β-咔啉或苯并噻吩[2，3-c]吡啶類具有下述式結(jié)構(gòu) 其中，R1，R3＝H，烷基，環(huán)烷基，芳基。
R5，R6，R7，R8＝H，烷基，羥基，烷氧基，氨基，酰氨基，鹵素。
R9＝H，烷基。
R4＝H，烷基，?；?，其中以下基團為優(yōu)選結(jié)構(gòu)(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，et.al(CH2)nAr；n＝3，4，5，6；在吡啶環(huán)四氫系列中R2＝H，烷基，?；?R3，R4＝H，烷基，環(huán)烷基，芳基。
R5，R6，R7，R8＝H，烷基，羥基，烷氧基，氨基，酰氨基，鹵素。
R9＝H，烷基。
R1＝H，烷基，酰基，其中以下基團為優(yōu)選結(jié)構(gòu)(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，et.al(CH2)nAr；n＝3，4，5，6；在吡啶環(huán)四氫系列中R2＝H，烷基，?；?。 R1，R3＝烷氧基，烷氨基，其中以下基團為優(yōu)選結(jié)構(gòu)NH(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，et.alO(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，et.al
R4＝H，烷基，環(huán)烷基，芳基。
R5，R6，R7，R8＝H，烷基，羥基，烷氧基，氨基，酰氨基，鹵素。
R9＝H，烷基。
在吡啶環(huán)四氫系列中R2＝H，烷基，?；?br> 本發(fā)明的優(yōu)選化合物是具有下述1、2、3結(jié)構(gòu)的化合物， 上述化合物通過藥效學HL60人白血病和P388小鼠白血病細胞株的初步抗腫瘤活性測試，結(jié)果顯示具有抗腫瘤活性。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題，是公開上述新型氨基/酰基取代β-咔啉及其硫代類似物的制備方法。
本發(fā)明公開的新型氨基/酰基取代β-咔啉及其硫代類似物可由下列反應路線獲得。路線1 路線2 路線3 本發(fā)明實施例1，詳細描述了化合物1的制備方法，制備過程如下式 化合物1的制備工藝包括以色胺為原料和甲醛在酸性條件下環(huán)合得1-取代四氫β-咔啉4，苯甲酰氯對2位N原子進行?；Ｗo得化合物5，四氫呋喃/水混合溶液中DDQ氧化形成4-氧代-N-?；?四氫-β-咔啉6，然后在無水肼中回流則發(fā)生氧化肼解得4-氨基-β-咔啉7；4-氨基-β-咔啉與碘代正丙烷反應得化合物1。
本發(fā)明實施例2，詳細描述了化合物2的制備方法，制備過程如下式
化合物2的制備工藝包括3-羧酸乙酯哌啶-2-酮在氫氧化鉀水溶液中經(jīng)水解再與氯化重氮苯偶合、脫羧得化合物8、甲酸溶液中回流Fischer吲哚重排形成1-酮基-1，2，3，4-四氫-β-咔啉9，經(jīng)DDQ脫氫氧化得化合物10，氧氯化磷氯代得1-氯-β-咔啉11，再與氨基化合物反應得化合物2。
本發(fā)明實施例3，詳細描述了化合物3的制備方法，該化合物的制備過程如下式 化合物3的制備工藝包括異丙胺與無水乙醛形成亞胺12后再與吲哚縮合得α-甲基-N-異丙基-1H-吲哚-3-甲胺13，13與硝基乙酸甲酯反應得化合物14、鈀/碳/甲酸銨還原得β-甲基色氨酸甲酯15再與乙醛酸環(huán)合、飽和鹽酸/無水甲醇溶液酯化、鈀/碳催化脫氫氧化得4-甲基-β-咔啉-1，3-二羧酸二甲酯18，最后與N，N-二甲基丙二胺反應，可得化合物3。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是公開上述新型氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物在抗腫瘤藥物治療中的應用。
本發(fā)明新型氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物通過藥效學HL60人白血病和P388小鼠白血病細胞株的初步抗腫瘤活性測試，結(jié)果顯示活性均明顯高于陽性對照Harman，表明有抗腫瘤活性，可制備為新型抗腫瘤藥物。
實施例2合成化合物2 1-(3-二甲氨)丙氨基-β-咔啉(2)1)制備2，3-二酮-3-苯腙哌啶(8)在1000mL圓底燒瓶中，加入32mL苯胺、200mL水及75mL濃鹽酸，冰鹽浴冷卻至零下5℃以下，滴加亞硝酸鈉/水(26g/52mL)溶液，加完，攪拌5分鐘。
在2000mL圓底燒瓶中，加入62g 3-羧酸乙酯-2-哌啶酮、730mL 3％氫氧化鉀溶液，25℃，反應8小時，室溫靜置過夜，冷至0℃，加入重氮鹽溶液，保持在0℃用10％碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至3-4，維持0-5℃放置12小時。析出固體過濾，洗滌得產(chǎn)品8 58.8g(80％)，m.p243-245℃。2)制備1-酮基-1，2，3，4-四氫-β-咔啉(9)在250mL圓底燒瓶中，加入50g 8、150mL 85％甲酸，氮氣保護，回流5小時，停止反應，室溫靜置過夜，減壓蒸去溶劑，加入100mL乙醇重結(jié)晶得產(chǎn)品9 30g(66％)，m.p177-180℃。3)制備1-酮基-1，2-二氫-β-咔啉(10)在50mL圓底燒瓶中，加入5.0g 9、50ml THF及12.8g DDQ，室溫2小時，停止反應，蒸去大部分溶劑，殘余物再加入250ml 1N氫氧化鈉水溶液，氯仿提取，合并有機相，5％鹽酸洗滌，5％碳酸鈉洗滌，飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鎂干燥，過濾，蒸去溶劑得粗品，柱層析分離得產(chǎn)品10 4g(81％)。1H-NMR(DMSO-d6)δ6.96(d，1H，4-H，J＝7.0Hz)，7.05(d，1H，3-H，J＝7.0Hz)，7.16(t，1H，7-H，J＝7.4，8.1Hz)，7.38(t，1H，6-H，J＝7.4，8.1Hz)，7.52(d，1H，5-H，J＝8.1Hz)，8.01(d，1H，8-H，J＝8.1Hz)，11.4(s，1H，9-NH)；11.9(s，1H，2-NH)；4)制備1-氯-β-咔啉(11)在250ml圓底燒瓶中加入2.7g 10及55ml氧氯化磷，0.5ml N，N-二甲基苯胺，升溫回流24小時，減壓蒸去溶劑，殘渣加50ml5％鹽酸，加熱回流2小時，冰水浴冷卻，28％氨水堿化，析出固體，過濾，洗滌得粗品3.5g，柱層析得產(chǎn)品112g(67％)，m.p.175-178℃。5)制備1-(3-二甲氨)丙氨基-β-咔啉(2)在50ml圓底燒瓶中加入250mg(1.23mmol)11及25ml N，N-二甲基丙二胺，250mg碘化銅，加熱回流24小時，減壓蒸去溶劑，得粗品，柱層析得產(chǎn)品2 200mg(60.9％)。m.p.198-200℃；1H-NMR(DMSO-d6)δ1.78(q，2H，2’-CH2，J＝7.1，6.9Hz)，2.17(s，6H，2×CH3)，2.38(t，2H，3’-CH2，J＝7.1Hz)，3.51(t，2H，1’-CH2，J＝6.9Hz)，6.15(s，1H，4-NH)，7.15(t，1H，7-H，J＝7.1，8.0Hz)，7.23(d，1H，4-H，J＝5.5Hz)，7.40(t，1H，6-H，J＝7.1，8.0Hz)，7.56(d，1H，5-H，J＝8.0Hz)，7.75(d，1H，3-H，J＝5.5Hz)，8.02(d，1H，8-H，J＝8.0Hz)，11.0(s，1H，9-NH)；MS m/z268(M+)，197(100％)。HRMS268.17005(C16H20N4)。
實施例3合成化合物3 4-甲基-3-甲氧羰基-1-(3-二甲氨丙基)氨甲?；?β-咔啉(3)1)合成乙叉基異丙基胺(12)在100ml干燥的圓底燒瓶中加入29ml(0.34mol)異丙胺，冰水浴冷卻，滴加19ml(0.34mol)無水乙醛，加完后0℃攪拌0.5小時，加入10g氫氧化鉀，靜置0.5小時，分出有機相，加入5g氫氧化鉀，靜置過夜，分出有機相，加入5g氫氧化鉀，蒸餾得b.p60-62℃餾分12 22g(76％)。
2)合成α-甲基-N-異丙基-1H-吲哚-3-甲胺(13)在50ml干燥的圓底燒瓶中加入3.5g吲哚(30mmol)及15ml的冰醋酸，攪拌溶解，冰水浴冷卻，滴加2.6g(30mmol)12的苯溶液5ml，加完后0℃攪拌24小時，后處理如上得產(chǎn)品13 4.1g(67.9％)，m.p112-114℃。
3)合成α-硝基-β-甲基-1H-吲哚-3-丙酸甲酯(14)在250ml干燥的圓底燒瓶中加入4.1g(20mmol)13及2.9ml的三乙胺，60ml甲苯，攪拌溶解，滴加2.65g硝基乙酸甲酯(11mmol)，室溫攪拌45分鐘，再加入120ml甲苯，體系充氮氣流，升溫至95-105℃反應12小時，反應結(jié)束，冷至室溫，以5％鹽酸洗滌，飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鎂干燥，過濾，蒸去溶劑得產(chǎn)品14 5g(95％)，氯仿/環(huán)己烷(60/40)中重結(jié)晶m.p.107-109℃。1H-NMR(CDCl3)(具有手性異構(gòu)體)δ1.60(q，3H，1｀-CH3，J＝7.0，2.2Hz)，3.55和3.86(s，3H，OCH3)，4.30(m，1H，1｀-H)，5.60(m，1H，2｀-H)，7.03(s，1H，2-H)，7.20-7.40(m，3H，4，5，7-H)，7.70(t，1H，6-H)，8.30(d，1H，1-NH)；MS m/z262(M+)，144(100％)。
4)合成β-甲基色氨酸甲酯(15)在250ml干燥的圓底燒瓶中加入5g 14(19mmol)及100ml乙醇，攪拌溶解，加入0.5g 10％Pd-C，6g(95mmol)甲酸銨，升溫回流反應1小時，反應結(jié)束，冷至室溫，過濾，蒸去溶劑，殘余物以乙酸乙酯溶解，水洗，飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鎂干燥，過濾，蒸去溶劑得產(chǎn)品15 4.1g(92％)，乙酸乙酯中重結(jié)晶，m.p.117-119℃；1H-NMR(CDCl3)(具有手性異構(gòu)體)δ1.20(q，3H，1｀-CH3)，1.40(d，2H，NH2)，3.50-3.70(m，1H，1｀-H)，3.62和3.72(s，3H，OCH3)，4.15(m，1H，2｀-H)，7.00(s，1H，2-H)，7.05-7.40(m，3H，4，5，7-H)，7.60(m，1H，6-H)，8.30(d，1H，1-NH)。
5)合成4-甲基-1，2，3，4-四氫-β-咔啉-1，3-二羧酸-3-甲酯(16)在250ml干燥的圓底燒瓶中加入4.1g(17.5mmol)15及80ml乙酸乙酯，攪拌溶解，滴加乙醛酸/水溶液(1.5g/15ml)，室溫攪拌12小時，反應結(jié)束，過濾，得固體產(chǎn)品；濾液分出有機相，水相以乙酸乙酯提取，合并有機相，水洗，飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鎂干燥，過濾，蒸去溶劑又得產(chǎn)品，總產(chǎn)品16 4.1g(92％)，1H-NMR(CDCl3)(具有手性異構(gòu)體)δ1.06(q，3H，4-CH3)，3.35(m，1H，4-H)，3.78(s，3H，OCH3)，4.05和4.15(d，1H，3-H)，4.62和4.80(s，1H，1-H)，6.95(t，1H，6-H)，7.02(t，1H，7-H)，7.40(m，2H，5，8-H)，10.6(s，1H，N-H)。
6)合成4-甲基-1，2，3，4-四氫-β-咔啉-1，3-二羧酸二甲酯(17)在250ml干燥的圓底燒瓶中加入4.1g(17.5mmol)16及80ml飽和氯化氫無水甲醇溶液，加熱回流12小時，反應結(jié)束，蒸去大部分溶劑，加入50ml水，以濃氨水堿化，乙醚提取，合并有機相，水洗，飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鎂干燥，過濾，蒸去溶劑得產(chǎn)品17 4.1g(92％)。
7)合成4-甲基-β-咔啉-1，3-二羧酸二甲酯(18)在250ml干燥的圓底燒瓶中加入4.1g(17.5mmol)17及80ml二甲苯，0.5g 10％鈀/碳，加熱回流12小時，反應結(jié)束，趁熱過濾，甲醇洗滌，濾液蒸干，得粗產(chǎn)品，柱分得產(chǎn)品18 4.1g(92％)，乙醇重結(jié)晶m.p217-219℃。1H-NMR(CDCl3)δ3.24(s，3H，4-CH3)，4.04(s，3H，3-OCH3)，4.12(s，3H，1-OCH3)，7.40(t，1H，6-H，J＝8.0，8.2Hz)，7.65(m，2H，5，7-H)，8.36(d，1H，8-H，J＝8.0Hz)，10.2(s，1H，N-H)；MS m/z298(M+)，208(100％)。
8)合成4-甲基-3-甲氧羰基-1-(3-二甲氨丙基)氨甲?；?β-咔啉(3)在250ml干燥的圓底燒瓶中加入150mg(0.5mmol)18及10ml N，N-二甲基丙二胺，室溫攪拌2小時，反應結(jié)束，蒸去大部分溶劑，加入50ml水，以二氯甲烷提取，合并有機相，水洗，飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鎂干燥，過濾，蒸去溶劑得粗產(chǎn)品，柱層析分離得產(chǎn)品30.14g(76％)，1H-NMR(DMSO-d6)δ1.73(m，2H，2｀-CH2，J＝6.7，6.8Hz)，2.18(s，6H，2×CH3)，2.34(t，2H，3｀-CH2，J＝6.6，6.7Hz)，3.01(s，3H，4-CH3)，3.46(t，2H，1｀-CH2，J＝6.7，6.8Hz)，3.92(s，3H，3-OCH3)，7.31(t，1H，6-H，J＝7.4，7.7Hz)，7.60(t，1H，7-H，J＝7.4，8.0Hz)，7.88(d，1H，5-H，J＝8.1Hz)，8.33(d，1H，8-H，J＝8.0Hz)，9.00(s，1H，9-N-H)，12.0(s，1H，1-N-H)；MS m/z368(M+)，58(100％)。
實施例4.化合物抗腫瘤活性測試篩選方法采用四氮唑鹽(microculture tetrozolium，MTT)還原法。MTT分析法以代謝還原3-(4，5-dimethylthiazol-2-y1)-2，5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT)為基礎?；罴毎木€粒體中存在與NADP相關的脫氫酶，可將黃色的MTT還原為不溶性的藍紫色的甲(Formazan)，死細胞此酶消失，MTT不被還原。用DMSO溶解Formazan后用酶標儀在570nm波長處檢測光密度。
所用實驗材料與試劑，其中RPMI1640培養(yǎng)基購自Gibco公司；四氮唑鹽(MTT)購自Sigma公司；P-388小鼠白血病腫瘤細胞和HL-60人白血病腫瘤細胞(國家新藥篩選中心)。
篩選采用96孔平板作微培養(yǎng)，用MTT方法觀察細胞的殺傷或生長抑制。對每個細胞株，每個濃度均為三個復孔。根據(jù)受試藥物的細胞毒作用具有的亞板塊特異性，鑒別具有選擇性的抗腫瘤藥物。用酶標儀測OD570值。按下列公式計算被測物對癌細胞生長的抑制率。 結(jié)果顯示活性均明顯高于陽性對照Harman，表明有抗腫瘤活性。表1是本發(fā)明化合物的藥理活性結(jié)果。
表1

權(quán)利要求
1.氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物，其特征是具有下述結(jié)構(gòu)式， 其中，R1，R3＝H，烷基，環(huán)烷基，芳基，R5，R6，R7，R8＝H，烷基，羥基，烷氧基，氨基，酰氨基，鹵素，R9＝H，烷基，R4＝H，烷基，?；谶拎きh(huán)四氫系列中R2＝H，烷基，?；?，或 R3，R4＝H，烷基，環(huán)烷基，芳基，R5，R6，R7，R8＝H，烷基，羥基，烷氧基，氨基，酰氨基和鹵素，R9＝H，烷基，R1＝H，烷基，?；?，在吡啶環(huán)四氫系列中R2＝H，烷基，?；?，或 R1，R3＝烷氧基，烷氨基，R4＝H，烷基，環(huán)烷基，芳基。R5，R6，R7，R8＝H，烷基，羥基，烷氧基，氨基，酰氨基，鹵素。R9＝H，烷基。在吡啶環(huán)四氫系列中R2＝H，烷基，酰基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基/酰基取代β-咔啉及其硫代類似物，其特征是所述結(jié)構(gòu)式 其中R4＝(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，(CH2)nAr；n＝3，4，5，6；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物，其特征是所述結(jié)構(gòu)式 其中R1＝(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，(CH2)nAr；n＝3，4，5，6；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基/酰基取代β-咔啉及其硫代類似物，其特征是所述結(jié)構(gòu)式 其中，R1，R3＝NH(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，O(CH2)nNR′2；n＝1，2，3，4；R′＝H，alkyl，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物其特征是具有結(jié)構(gòu)1的化合物，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物，其特征是具有結(jié)構(gòu)2的化合物，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基/酰基取代β-咔啉及其硫代類似物，其特征是具有結(jié)構(gòu)3的化合物，
8.權(quán)利要求1所述的氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物的制備方法，其特征是根據(jù)電子等排原理，對γ-咔啉母核做結(jié)構(gòu)改造，包括N原子位置改變，得β-咔啉化合物后，在其上引入堿性取代邊鏈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述方法，其特征是制備過程如下式，路線1 或路線2 或路線3
10.權(quán)利要求1的氨基/酰基取代β-咔啉及其硫代類似物在制備治療腫瘤藥物中的用途。
11.權(quán)利要求1的氨基/?；〈?咔啉及其硫代類似物在制備白血病藥物中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及新型氨基/?；〈拢沁捌淞虼愃莆?，制備方法和抗腫瘤活性的應用。本發(fā)明對γ－咔啉母核進行結(jié)構(gòu)改造，得到具有堿性邊鏈取代的β－咔啉衍生物，在β－咔啉9位N原子以S或O代替，得苯并噻吩[2，3－c]吡啶類或苯并呋喃[2，3－c]吡啶類化合物。本發(fā)明化合物通過藥效學HL60人白血病和P388小鼠白血病細胞株抗腫瘤活性試驗，顯示了較好的抗腫瘤活性，可制備新型抗腫瘤藥物。
文檔編號A61K31/4353GK1472209SQ0312936
公開日2004年2月4日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者聞韌, 林志剛, 蔣為群, 余凡, 董肖椿, 繆宇平, 王浩, 黃磊, 青島均, 聞 韌 申請人:復旦大學