專利名稱：新型咪唑酮類抗腫瘤化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一類具有抗腫瘤活性的特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物，以及生產(chǎn)該類化合物的方法。

背景技術(shù)：
腫瘤嚴(yán)重威脅人類生命健康，是僅次于心腦血管疾病的第二大殺手。近年來，由于不良的生活習(xí)慣以及環(huán)境污染等原因，腫瘤特別是惡性腫瘤的發(fā)病已逐年上升并且呈年輕化的趨勢，因此腫瘤的防治形勢已越來越來嚴(yán)峻。
大量實驗證明以微管為抗腫瘤藥物的作用靶點能顯著抑制腫瘤細胞的生長。秋水仙堿結(jié)合位點是微管蛋白中一個重要的藥物結(jié)合位點。已有研究顯示許多不同類型的小分子能結(jié)合于此位點，但是因為較低的水溶性、嚴(yán)重的毒副作用以及容易產(chǎn)生耐藥性等問題，限制了它們的臨床應(yīng)用與開發(fā)。因此迫切需要開發(fā)高效、低毒、化學(xué)性質(zhì)良好的新型抗腫瘤藥物。
發(fā)明人通過對復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)中秋水仙堿結(jié)合位點的性質(zhì)分析、對已有抑制劑的結(jié)構(gòu)模型研究以及對接模擬實驗，開展了基于微管蛋白的藥物設(shè)計工作。針對新發(fā)現(xiàn)的潛在藥物結(jié)合位點設(shè)計了一類新結(jié)構(gòu)類型的微管蛋白抑制劑。由于結(jié)構(gòu)中引入了額外的親水性基團，因而抑制劑與蛋白的結(jié)合強度以及抑制劑的水溶性具有改善。


發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人根據(jù)對微管蛋白中秋水仙堿結(jié)合位點的分析、對已有抑制劑的結(jié)構(gòu)模型研究以及對接計算模擬實驗，設(shè)計了一類全新結(jié)構(gòu)類型的微管蛋白抑制劑。本發(fā)明的新型微管蛋白抑制劑的結(jié)構(gòu)通式為
其中X可以為-NH-或者-O-以形成不同的酰胺或酯。
R基團為各種取代的芳環(huán)和芳雜環(huán)，如取代苯環(huán)、取代萘環(huán)、取代吲哚環(huán)。芳環(huán)上取代基的位置可以是2位、3位、4位取代。取代可以是單取代、多取代(包括雙取代、三取代或者四取代)，多取代中取代基之間也可以相互連接成環(huán)。芳環(huán)中、芳雜環(huán)中取代基包括 (1)H、F、Cl、Br、I (2)低級烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基 (3)低級烷氧基，如甲氧基、乙氧基 (4)氫鍵受體、供體基團，如氰基、硝基、氨基、羥基 本發(fā)明化合物的合成路線分為三步敘述 一.中間體2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸(VII)的合成
具體操作過程為 1.3，4，5-三甲氧基苯甲酸(I)與氯化亞砜反應(yīng)生成3，4，5-三甲氧基苯甲酰氯(II)； 2.3，4，5-三甲氧基苯甲酰氯(II)在乙醇鈉條件下與乙酰乙酸乙酯反應(yīng)生成3-氧代-2-(3，4，5-三甲氧基苯甲酰基)丁酸乙酯(III)； 3.3-氧代-2-(3，4，5-三甲氧基苯甲酰基)丁酸乙酯(III)用濃氨水和氯化銨處理得到3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(IV)； 4.3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(IV)在乙醚溶劑中，以乙酸銨催化與N-溴代丁二酰亞胺(NBS)反應(yīng)生成2-溴代-3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V)； 5.2-溴代-3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V)與脲反應(yīng)得到2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)； 6.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)以氫氧化鈉水解得到中間體2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸(VII)； 二.酰胺類目標(biāo)化合物的合成
具體操作過程為 中間體(VII)以二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下與苯胺類化合物反應(yīng)生成相應(yīng)的酰胺類目標(biāo)化合物(VIII)。
三.脂類目標(biāo)化合物的合成
具體操作過程為 中間體(VII)以二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下與酚類化合物反應(yīng)生成相應(yīng)的脂類目標(biāo)化合物(VIII)。

具體實施例方式 一.化合物的合成 一)、制備中間體 實施例1中間體2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸(VII)的制備 a.3，4，5-三甲氧基苯甲酰氯(II)的制備 量取100ml氯化亞砜加入105g的3，4，5-三甲氧基苯甲酸(I)中，升溫至75℃，磁力攪拌5個小時，在真空條件下蒸出過量未反應(yīng)完的氯化亞砜，再用60～90℃石油醚重結(jié)晶。室溫冷卻，靜置析出白色針狀晶體95g，得率82.6％。熔點78～79℃。
b3-氧代-2-(3，4，5-三甲氧基苯甲?；?丁酸乙酯(III)的制備 室溫條件下，稱取9.2g金屬鈉，切成小塊后投入到300ml的無水乙醇中，待鈉塊完全消失后，全部傾入27ml的乙酰乙酸乙酯中。稱取46g的II，分次轉(zhuǎn)入上述液體。14個小時后反應(yīng)停止，將整個反應(yīng)體系倒入布氏漏斗過濾，抽干。濾餅轉(zhuǎn)入1000ml的燒杯中，加500ml的水溶解，再滴加濃鹽酸調(diào)PH為3，靜置析出沉淀。隨后再移入布氏漏斗過濾抽干溶劑，濾餅以甲醇重結(jié)晶。析出49.7g白色微黃晶體，產(chǎn)率76.7％。熔點97.5～98.5℃。
隨后再移入布氏漏斗過濾抽干溶劑，得49.7g白色微黃濾餅，直接用于下一步反應(yīng)。
c3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(IV)的制備 量取400ml的濃氨水倒入40gIII中，機械攪拌，待整個反應(yīng)物變?yōu)榘咨勰r停止反應(yīng)(約3小時)。用布氏漏斗過濾，抽干溶劑，以95％的乙醇重結(jié)晶得微紅色片狀晶體27.2g。產(chǎn)率78.2％。熔點87～89℃。
d2-溴代-3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V)的制備 稱取25g的IV加入到含有400ml的乙醚溶液中，再加入16.5g的NBS，0.7g的乙酸銨，機械攪拌1個小時后停止反應(yīng)。布氏漏斗過濾，用乙醚液洗2次。濾液轉(zhuǎn)移到1000ml的分液漏斗中，再用水洗兩次。乙醚液以無水硫酸鈉干燥后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，再用95％的乙醇重結(jié)晶。得28.5g黃色晶體，產(chǎn)率87.5％。熔點68～70℃。
e2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)的制備 取25g的α-溴代-3，4，5-三甲氧苯甲酰乙酸乙酯(V)和4.7g的脲加入到300ml的DMF中。80℃條件下反應(yīng)10個小時，減壓去除溶劑后用400ml乙酸乙酯溶解，再以水200ml洗滌2次。干燥乙酸乙酯相，適當(dāng)濃縮至溶液微渾。冰箱冷藏，析出大量淡黃色粉末粗品，經(jīng)柱層析純化，得純品7.2g，產(chǎn)率32.1％。
f2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸(VII)的制備 取2.61g的氫氧化鈉溶解于50ml的水中，加入7g的5-3，4，5-三甲氧苯基-2-咪唑酮-4-甲酸乙酯(VI)，55℃磁力攪拌2個小時，過濾去除不溶物。冰浴條件下，逐滴加入3mol/L的鹽酸，將整個反應(yīng)體系的PH調(diào)至為3時為止。減壓抽濾，并用乙醚洗濾餅3次，得2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸(VII)5.21g(收率81.5％)。
二)、酰胺類化合物的合成 實施例2N-(3-硝基-4-甲氧基苯基)-2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酰胺(VIII)的制備 取5g的5-3，4，5-三甲氧苯基-2-咪唑酮-4-甲酸(VII)，13g的DCC以及0.2g的DMAP，加入到60ml的DMF中。10分鐘后，加入2.85g對甲氧基間硝基苯胺。TLC點板監(jiān)測至反應(yīng)完成。直接向反應(yīng)液中加入200ml水，靜止待沉淀析出。減壓抽濾，水洗2次，抽干溶劑得粗品。再經(jīng)柱層析得純品2.1g，收率27.8％。熔點223～225℃。
實施例3N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)-2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酰胺(IX)的制備 30℃下，取4.1g的無水氯化亞錫溶于40ml的濃鹽酸中，加入2g的N-(3-硝基-4-甲氧基苯基)-2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酰胺，升溫至80℃，反應(yīng)4個小時。冷卻值室溫，用氫氧化鈉調(diào)至PH為8，以乙酸乙酯萃取。有機相干燥，減壓蒸除溶劑得粗品。再用柱層析純化，得0.92g純品，收率49％，熔點200～202℃。
R基團為H、F、Cl、Br、I、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、硝基、氨基、羥基、氰基取代的芳香酰胺，制備方法同例2。
三)、酯類化合物的合成 實施例42-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸-4-硝基苯酯(VIII)的制備 取5g的5-3，4，5-三甲氧苯基-2-咪唑酮-4-甲酸(VII)，13g的DCC以及0.2g的DMAP，加入到60ml的DMF中。10分鐘后，加入2.37g對硝基苯酚。TLC點板監(jiān)測至反應(yīng)完成。直接向反應(yīng)液中加入200ml水，靜止待沉淀析出。減壓抽濾，水洗2次，抽干溶劑得粗品。再經(jīng)柱層析得純品1.87g，收率26.5％。熔點219～220℃。
R基團為H、F、Cl、Br、I、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、硝基、氨基取代的酯類化合物，制備方法同例4。
化合物的理化性質(zhì)見表1，核磁氫譜、質(zhì)譜以及元素分析數(shù)據(jù)見表2。
表1化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子式、產(chǎn)率和理化性質(zhì)數(shù)據(jù)

表2目標(biāo)化合物的氫譜、質(zhì)譜以及元素分析數(shù)據(jù)

二.抑制腫瘤細胞增殖實驗 對本發(fā)明的化合物進行了腫瘤細胞增殖抑制實驗，試驗方法采用常規(guī)的MTT法。
腫瘤細胞的培養(yǎng) 細胞株選用A549(人肺癌細胞)，LOVO(人結(jié)腸癌細胞)，CEM(人白血病細胞)，MDA-MB-435(人乳腺癌細胞)、A375(人惡性黑色素瘤細胞)以及SKOV-3(人卵巢癌細胞)，以RPMI1640+15％NBS+雙抗(青霉素100單位/ml，鏈霉素100μg/ml)的培養(yǎng)液培養(yǎng)。
樣品配制 用DMSO(Merck)溶解后，加入PBS(-)配成1000μg/ml的溶液或均勻的混懸液，然后用含DMSO的PBS(-)稀釋。最終濃度分別為100μg/mL、10μg/mL、1μg/mL、0.1μg/mL、0.01μg/mL、0.001μg/mL。以秋水仙堿(Colchicine)作為對照。
細胞增殖抑制的測試方法 96孔板每孔加入濃度為4～5×104個/ml的細胞懸液100μl，置37℃，5％CO2培養(yǎng)箱內(nèi)。24小時后，分別加入樣品液和對照品液，10μl/孔，設(shè)雙復(fù)孔，37℃，5％CO2作用72小時。每孔加入5mg/ml的MTT(3-(4，5-二甲基噻唑-2-基)-2，5-二苯基四唑翁溴化物)溶液20μl，作用4小時后加入溶解液DMSO，100μl/孔，置培養(yǎng)箱內(nèi)，溶解后用MK-2全自動酶標(biāo)儀測570nm OD值，計算本數(shù)抑制濃度IC50。
實驗結(jié)果 表3樣品對人體腫瘤細胞的體外增殖抑制活性IC50值(單位μg/ml) 以上實驗數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明中的化合物具有一定的抗腫瘤活性，因而為深入研究和開發(fā)新的抗腫瘤藥物開辟了新的途徑。

以上數(shù)據(jù)說明本發(fā)明的異喹啉類化合物具有一定的抗腫瘤活性，因而為深入研究和開發(fā)新的抗腫瘤藥物開辟了新的途徑。
權(quán)利要求
1.一種2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑類化合物，其特征在于該類化合物的結(jié)構(gòu)為
其中X可以為-NH-或者-O-以形成不同的酰胺或酯；
R基團為各種取代的芳環(huán)和芳雜環(huán)，如取代苯環(huán)、取代萘環(huán)、取代吲哚環(huán)。芳環(huán)上取代基的位置可以是2位、3位、4位取代；取代可以是單取代、多取代(包括雙取代、三取代或者四取代)，多取代中取代基之間也可以相互連接成環(huán)。芳環(huán)中、芳雜環(huán)中取代基包括
(1)H、F、Cl、Br、I
(2)低級烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基
(3)低級烷氧基，如甲氧基、乙氧基
(4)氫鍵受體、供體基團，如氰基、硝基、氨基、羥基。
2.權(quán)利要求1所述化合物的制備方法分為三步敘述
(1)中間體2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸(VII)的合成
反應(yīng)步驟為
1.3，4，5-三甲氧基苯甲酸(I)與氯化亞砜反應(yīng)生成3，4，5-三甲氧基苯甲酰氯(II)；
2.3，4，5-三甲氧基苯甲酰氯(II)在乙醇鈉條件下與乙酰乙酸乙酯反應(yīng)生成3-氧代-2-(3，4，5-三甲氧基苯甲?；?丁酸乙酯(III)；
3.3-氧代-2-(3，4，5-三甲氧基苯甲?；?丁酸乙酯(III)用濃氨水和氯化銨處理得到3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(IV)；
4.3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(IV)在乙醚溶劑中，以乙酸銨催化與N-溴代丁二酰亞胺(NBS)反應(yīng)生成2-溴代-3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V)；
5.2-溴代-3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V)與脲反應(yīng)得到2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)；
6.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)以氫氧化鈉水解得到中間體2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氫-1H-咪唑-4-甲酸(VII)；
(2)酰胺類目標(biāo)化合物的合成
中間體(VII)以二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下與苯胺類化合物反應(yīng)生成相應(yīng)的酰胺類目標(biāo)化合物(VIII)；
(3)酯類目標(biāo)化合物的合成
中間體(VII)以二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下與酚類化合物反應(yīng)生成相應(yīng)的脂類目標(biāo)化合物(VIII)。
3.權(quán)利要求1所述化合物用于抗腫瘤的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，是一類具有抑制腫瘤細胞生長的化合物。該類化合物的結(jié)構(gòu)通式為右式，其中X可以為-NH-或者-O-。R基團為各種取代的苯環(huán)、萘環(huán)、吲哚環(huán)。芳環(huán)上基團的取代位置不限，可以是2位、3位和4位。取代可以是單取代、多取代(包括雙取代、三取代或者四取代)，多取代中取代基之間也可以相互連接成環(huán)。苯環(huán)中取代基包括(1)H、F、Cl、Br、I；(2)低級烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基；(3)低級烷氧基，如甲氧基、乙氧基；(4)氫鍵受體、供體基團，如氰基、硝基、氨基、羥基。本發(fā)明化合物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能抑制腫瘤細胞的生長，可以用來制備抗腫瘤藥物。
文檔編號A61K31/4164GK101607942SQ20081003903
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者周有駿, 李耀武, 駒 朱, 呂加國, 鄭燦輝, 栗亞男, 輝 唐, 軍 陳, 輝 楊 申請人:中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)