一类新型二取代咪唑酮类抗肿瘤化合物及其制备方法

专利名称：：一类新型二取代咪唑酮类抗肿瘤化合物及其制备方法
技术领域：
：本发明是关于一类具有抗肿瘤活性的特定化学结构，以及生产该类化合物的方法。肿瘤严重威胁人类生命健康，是仅次于心脑血管疾病的第二大杀手。并且近年呈现出年轻化的趋向。因此，对肿瘤的研究一直是医学界的攻关课题。由于抗肿瘤药物是肿瘤治疗的重要手段，也是药学界的重要研究领域。血管阻断剂以其独特的作用机制，较低的毒副作用以及耐药性成为目前抗肿瘤药物的研究热点。小分子血管阻断剂大都为微管抑制剂，这类药物结合于血管内皮细胞微管蛋白13亚基的秋水仙碱结合位点，导致微管解聚、肌动蛋白和微管蛋白分离，破坏血管内皮细胞骨架。进而内皮细胞形态发生快速改变和血管基底膜暴露，导致微血管血栓形成、血流灌注下降和肿瘤血管渗透性升高。因此发明人通过对复合物晶体结构中秋水仙碱位点的性质分析、对已有抑制剂的结构模型研究以及对接模拟实验，开展了基于微管蛋白的新型小分子血管阻断剂的设计工作。针对新发现的潜在药物结合位点设计了一类新结构类型的小分子血管阻断剂。由于结构中引入了额外的亲水性基团，因而抑制剂与蛋白的结合强度以及抑制剂的水溶性具有改善。
发明内容发明人根据对微管蛋白秋水仙碱位点的性质分析、对已有抑制剂的结构模型研究以及对接模拟实验，设计了一类新结构类型的小分子血管阻断剂。本发明的新型微管蛋白抑制剂的结构通式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中R为苯环上的各种取代基，取代的位置不限，可以是2位、3位和4位。取代可以是单取代、多取代(包括双取代、三取代或者四取代)。具体包括(l)H、F、Cl、Br、I(2)低级烷烃，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基(3)低级烷氧基，如甲氧基、乙氧基(4)氢键受体、供体基团，如硝基、氨基、羟基
背景技术：
：本发明化合物的合成路线为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>具体操作过程为1.3，4，5-三甲氧基苯甲酸(1)与氯化亚砜反应生成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)在乙醇钠的条件下与乙酰乙酸乙酯反应生成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)用浓氨水和氯化铵处理得到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)在乙醚溶剂中，以乙酸铵催化与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)反应生成^溴代-:3-氧代-;3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V);5.2-溴代-2-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V)与脲反应得到2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-111-咪唑-4-甲酸乙酯(VI);6.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)用四氢铝锂(LiAlH4)还原得到2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醇(VII);7.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醇(VII)经重铬酸吡啶盐(PDC)氧化得到关键中间体2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-lH-咪唑-4-甲醛(VIII);8.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醛(VIII)与苯胺类化合物反应生成烯胺类化合物(IX)。具体实施例方式—.化合物的合成实施例1:关键中间体2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醛(VIII)的制备1.3，4，5-三甲氧基苯甲酰氯(11)的制备3，4，5-三甲氧基苯甲酸135.0g(0.64mo1)置于1000mL的三颈瓶中，加入氯化亚砜170mL，油浴85t:下加热回流反应2h，停止反应，减压蒸除过量的氯化亚砜，得II粗品140g，石油醚重结晶得白色晶体II135.5g，收率91.5%。熔点78-79t:。CAS:4521-61-32.3-氧代-2-(3，4，5-三甲氧基苯甲酰基)丁酸乙酯(III)的制备称取钠27g(1.17mo1)，切钠丝，迅速加入到无水乙醇400mL中，冷却，使溶解，得醇钠。乙酰乙酸乙酯84.6g(0.65mol)置于1000mL的三颈瓶中，室温下机械搅拌，分批加入II以及醇钠(分四批加入，每次加入醇钠100mL，H34g，每次间隔10分钟)每次加毕后，反应液会逐渐变粘稠，加适量乙醚，于室温下搅拌13h。过滤，得白色滤饼，将其溶解于1500mL水中，充分溶解，滤出不溶物，将此滤液用2N盐酸调pH值为2，放置3h，过滤，烘干，得111169.4g，收率93.6%。熔点97.5-98.5°C。3.3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(IV)的制备将III169.4g(0.55mo1)，氯化铵117.7g(2.20mo1)，浓氨水400mL加入1000mL的三颈瓶中，室温下机械搅拌2h，过滤，水洗滤饼，无水乙醇重结晶得白色晶体IV128.5g，收率87.7%。熔点87-89。C。CAS:3044-56-24.2-溴代-3-氧代-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)丙酸乙酯(V)的制备将IV128.5g(0.48mo1)溶于乙醚300mL中，加入N-溴代丁二酰亚胺71g(0.53mo1)，室温下机械搅拌，反应3h后，过滤，滤液用水洗至近中性，用乙醚提取水层，合并醚层，无水Na2S04干燥过夜，滤出干燥剂，蒸干溶剂得黄色油状物，加无水乙醇100mL重结晶，得白色晶体V150.3g，收率90.7%。C，46.56%H，4.74%Br，22.12%0，26.58%5.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)的制备取37.6g(0.1mol)V溶于N，N-二甲基甲酰胺100mL中，加入脲7.8g(0.13mo1)，于85t:下进行反应，15小时后，减压蒸除溶剂，乙酸乙酯/水萃取，提取有机相，减压蒸除大部分乙酸乙酯，放冷，黄色固体粉末析出，乙醇/水重结晶，得白色固体粉末VI13.5g，收率42.5%6.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醇(VII)的制备取5.0g的2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)溶解于400ml的四氢呋喃中，磁力搅拌下于冰浴分批加入3gLiAlH4，加毕继续于冰浴下反应l小时，之后缓慢滴加水淬灭反应(加水的量以不产生气体为止)，滤出沉淀，减压蒸干溶剂得黄色油状物，加入20mL二氯甲烷溶解，放冷，有淡黄色固体析出，滤出此固体，烘干称重得3.1g，即为2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醇(VI1)，收率71.3%。7.2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醛(VIII)的制备取2g(7.1mmol)的2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醇(VII)溶解于50mLDMF中，室温下加入10g重铬酸吡啶盐，室温反应5小时，减压蒸干大部分溶剂，加入二氯甲烷充分溶解，过滤，滤液蒸干得1.5g棕黑色油状物，柱层析分离得0.;3gt氧代-S-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-111-咪唑-4-甲醛(VIII)，收率15%。实施例2:目标化合物SB6的合成2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醛(VIII)0.5g(1.8mmo1)与对硝基苯胺(2mmo1)在135。C油浴下，以甲苯做溶剂带水制得相应取代的SB。反应结束后，蒸干甲苯，加入约20mL乙醚，静置，析出固体。过滤，甲醇重结晶，制得SB1，收率78%。实施例3:目标化合物SB12的合成取SB60.2g置于100mL的圆底烧瓶中，磁力搅拌，用铁勺挑取米粒大小的雷尼镍，再加入lmL的水合肼，室温搅拌3小时。反应结束后，滤去雷尼镍，二氯甲烷萃取滤液，水洗，蒸干，甲醇重结晶。收率49.5%。表1化合物的化学结构分子式和理化性质数据<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>化合驗R基团分子式分子量熔点rc)SB1H35"7240-242SB24-OCH3C20H21N3O5383.5225,227SB34-CH3C20H2iN3O4，,67.4216-219SB4369.37224-229SB54-CIC19HigCW3043紅32230-232SB64-N02C歸H函Os3歸J7215-218SB74-OCH2CH3C2,H23N305397.42214-216SB83-a387,32220-223S酵3-CH3CMH21N304367.4222-225SBW3-N02CwHl9N4063亂37217-219SB112垂蘭2權4-OCH3C20H20N4O7428.4220-225SB124-NH2C19H20N4O436，231-234SB132-C14-NQ2CwHi7CW406432,81220-225SB142-CICl9HwON3043跳19222-224SB152-BrCwft8BrN304432.27204-206SB162-NH2-4-OCH3C，H22即539141223-225SB172-CH3C20H21N3O4367,4217-219SB183-OH4-OCH3C20H2iN3O63，.4221-224SIM92-N02Cl9HN406398,37222-225.表2化合物的氢谱、质谱数据<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>SB9367.78SB10SB11399.75428.49SB12368,39SB13SBWSB15432,083跳W433,19SB16399,42SB17367,78SB詣SB19399.422.347(s,3H,Ar"CH3);3J2^s，6H,Af"OCH3);3"4(s,3H,!'.復'l-「丄7.i47.18(m,H.Ar邻;7,27(s,2H,Ar-H);7.427,45(m2H,Ar-H);8,69(s,2H,KH);'10.72(s,lH.CH=N)3.928(s,9H,Ar-OCH3);7.1077.5M(d，2H,Ar邻;7.7507.7,,2H,Ar-H);8.247.-g,27g(d,2H,Ar-H);8,375(s,2H,NH),11.238(s,lH,CH,.;邻4--3.94u;"H,.Ar復卜i;〉:."7.i4--7.!g(m,2H,Ar-H);7,27(s,2H,Ar-n);7,427.45(m.H'Ar-U"S.6Q(、2!rNH.);IO(s,H,CH=N)3.92(s,6H,Ar-OCH3);3.94(s,3H,Ar-OCH3);7,147,18(m,2H,Ar-H);4.0(s,2H，NH化7.27(s,2H,Ar-H);7.427.45(m,2H,Ar-H);8.69(s,2H,NH);10.72(s,1H,CH=N》:;.'"(:,,6H,Ar-()CH;):3.94(s.3H,Ar..O(:[f,):7.147.18(ni,2H,Ar-H);7,27(s,2H，Ar-H);7,427.45(m,H,Ar-H):8,69(s,2H,NH);10(s，m,ai=N)3.9243,941(s，9H,Ar-OCH3);7,0987.426(m,6H,Ar-H);8.354(s'2H,NH);10.则(s,lH，CH-:N);—;"27(s.(,！-i,Ai-(..)CHJ);3.y-U(.s.3H，Ai.-(JCH3);7.!4.7.1S(m.2.H,Ar-H):7.27(s.2H.Ar-H);7.427.45(m,2H,Ar-H):8,诉(s,2!,MI);1D.72(s,1H,CH,■;.826(s，、、H，Ar-OClb):;.SSI.V邻(d,(>H，Ar()a-l,、);]"4(s,3卜.I.Ar-O(::H國,)6.約6.邻,2H,Ar-H);7,147.27汰2H,Ar-H);7.42.7,45(m,H,Ar-H);g-7g(s,21l，N!;);10.65(s'1H.i);4.0(s,〗H:CH=N)2.341(dAi--C!-!.0;3.W—S(、6li.A"K:!!');3.94(s.川，Ai--()Cii.0;7.14-.-7.18(i",2H.Ar-H);7.274(s,2H,Ar-H);7.4217.45(m,2H,Ar邻;8,692(s，2H,NH);10,72(s,13.S(s.3H，Ac-OCH.,),l.SS--■1"0(d,6H.Ar-OCH-、):VM(:OH,Ar-「H—:H、):6別6.92(t,2H,Ar-H);7,147.27(d,2H,Ar-H);3,927(s，9H,Ar-OCH3);7,l147,584(d，2H,Ar-H);7,750--7,的8(d,2H,Ar-H);8,2478.278(d,2H,Ar-!)；S.375(s,21〖，NH);ll.238(s,1H，CH=N)C，65,3g0/0;H，5,76%;N，ll.彬o;0,17.420/oC,57.28e/0;H，4.55%;N，14J6%;0,24.W%;C，56.07%;H，4.71%;NJ3，雄26,14%;C，61,95%;H,5,47%;N,15.21%;CU7,37%;C，52.73%;H，3.96%%;C,58.54%;H,4.680/0;C159.14%;N，10,84%;0，16,50%;C，52,79%;H，4,20%;Br,18,機;N，9.72%;0,1楊％;C,60.29%;H,5,57%N，14,06o/0;O，20.08%;'C,60.29%;H,5.57%;N，14.06%;O,20,08%;C，60,14%;H，5,30%C，57.28%,H,4.55%;N，14,06%;O24,10%;二抑制肿瘤细胞增殖实验对本发明的化合物进行了体外肿瘤细胞生长抑制试验以及鸡胚尿囊膜血管抑制实验。1、体外肿瘤细胞生长抑制试验采用MTT法测试目标化合物而对多种肿瘤细胞的抑制活性[OO54](l)样品的配制所有样品用DMSO溶解后，加入PBS(-)配成1000ug/mL的溶液或均匀的混悬液，然后再用含DMSO的PBS(-)稀释成5个浓度梯度。以秋水仙碱(Colchicine)作为对昭。(2)肿瘤细胞的培养选择四种肿瘤细胞NCI-H446(人非小细胞肺癌细胞)，LOVO(人结肠癌细胞)，CEM(人白血病细胞)，MDA-MB-435(人乳腺癌细胞)，均由上海医药工业研究院药理研究室冻存和传代。在RPM11640+15%NBS+双抗(青霉素100单位/mL，链霉素100ug/mL)的培养液中培养。[OO58](3)测试方法96孔板每孔加入浓度为45X104个/mL的细胞悬液lOOuL，置37。C，5%C02培养箱内。24小时后，加入样品液，10uL/孑L设双复孔，37°C，5%C02作用72小时。每孔加入5mg/mL的MTT溶液20uL，作用4小时后加入溶解液，100uL/孔，置培养箱内，溶解后用MK-2全自动酶标仪测570nmOD值。(4)实验结果表3部分化合物对肿瘤细胞的半数抑制浓度IC50(单位iiM)化合物r-;:'v~~—....VBTi4f，mv()('〖':m函a-mb-43SB1H>謹>100>謂〉i004-OCH3>10034.6213.11亂95SB34-CH33,134,68謹].37SB43OJE90.8850.6321.0473週SB54-Cl>10052J73.1710,47SB64-N02>鹏13.9560.64>廳SB74^0CH2CH328.7265,53歸J347,15SB83-CI>10081週4.5215房SB93《H3>100>蘭13,9825,94SB103-N02>1006.13>應15.37SB112-N02-4-OCH366.1946,47>廳>100SB124-NH2>100>100>100>廳SB132-CI-4-N0235.237,7918,2972J7SB142-CI>100>10097.将>100SB152-Br>10048.2338.89>画SB!62-NH2-4-OCft49.5228J!12,3026,05SB172-CH36隨41,373g,1083.09旦3-OH-4-OCH322.543J5S.510-62SB192-NO2>湖>100>廳>励2、鸡胚尿囊膜血管抑制实验(1)测试方法选用6日龄鸡蛋，购于上海市申浦家禽育种有限公司，用0.1%新洁尔灭浸泡i分钟，用清水洗净后用纱布拭干。气室朝上放入孵卵器内孵育(37t:，相对湿度45-60%)24小时。次日，将胚蛋放在检卵灯上，用铅笔勾出气室与胚胎略近气室端的绒毛尿囊膜发育得好的地方。碘酒常规消毒后，用磨壳器在记号处的卵壳上磨开一三角形或四边形(每边约5-6mm)的小窗，在气室顶端钻一lmm小孔。用小镊子轻轻揭去所开小窗处的卵壳，露出壳下的壳膜，在壳膜上滴一滴生理盐水，用针尖小心地划破壳膜，让生理盐水自破口处流至绒毛尿囊膜，便于两膜分离。用针尖剌破气室小孔处的壳膜，再用橡皮乳头吸出气室内的空气，使绒毛尿囊膜下陷而形成人工气室。用注射器通过窗口的壳膜滴加50iiL待测样品的DMSO溶液于绒毛尿囊膜上，立即用灭菌的保鲜膜将卵壳的窗口周围覆盖，并用胶带固定，将胚蛋始终保持人工气室在上方的位置放入孵卵器，在37t:下培养72小时。然后去除窗孔上的保鲜膜，加入lmL固定液(甲醇丙酮=1:1)，室温固定15分钟。待CAM血管中的血液凝固后，沿人工气室的界限剪去壳膜，露出绒毛尿囊膜，再用灭菌眼科镊子将膜正中夹起，用剪刀沿人工气室边缘将膜剪下，放入加有灭菌生理盐水的培养皿内，观察血管抑制情况。(2)实验结果鸡胚尿囊膜血管抑制实验结果表明大多数化合物均具有抑制肿瘤血管的作用，SB1，SB3最为明显。SB3浓度为liig/mL即可发生抑制血管的作用，而SB1在10iig/mL时几乎完全抑制了鸡胚尿囊膜给药部位的血管。以上实验数据显示，本发明中的化合物具有一定的抗肿瘤血管活性，因而为深入研究和开发新的抗肿瘤药物开辟了新的途径。权利要求一类新型二取代咪唑酮类抗肿瘤化合物，其特征在于该类化合物的结构为其中R为苯环上的各种取代基，取代的位置不限，可以是2位、3位和4位。取代可以是单取代、多取代(包括双取代、三取代或者四取代)。具体包括(1)H、F、Cl、Br、I(2)低级烷烃，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基(3)低级烷氧基，如甲氧基、乙氧基(4)氢键受体、供体基团，如硝基、氨基、羟基2.权利要求1所述化合物的制备方法为2.反应步骤为(1)3，4，5-三甲氧基苯甲酸(I)与氯化亚砜反应生成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)在乙醇钠的条件下与乙酰乙酸乙酯反应生成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)用浓氨水和氯化铵处理得到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)在乙醚溶剂中，以乙酸铵催化与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)反应生成^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)与脲反应得到2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-111-咪唑-4-甲酸乙酯(VI);(6)2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲酸乙酯(VI)用四氢铝锂(LiAlH4)还原得到2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醇(VII);(7)2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醇(VII)经重铬酸吡啶盐(PDC)氧化得到关键中间体2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-lH-咪唑-4-甲醛(VIII);(8)2-氧代-5-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3-二氢-1H-咪唑-4-甲醛(VIII)与苯胺类化合物反应生成烯胺类化合物(IX)。3.权利要求1所述化合物用于抗肿瘤的用途。全文摘要本发明涉及医药
技术领域：
，是一类具有抑制肿瘤细胞生长的化合物。该类化合物的结构通式为其中R为苯环上的各种取代基，取代的位置不限，可以是2位、3位和4位。取代可以是单取代、多取代(包括双取代、三取代或者四取代)。具体包括(1)H、F、Cl、Br、I(2)低级烷烃，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基(3)低级烷氧基，如甲氧基、乙氧基(4)氢键受体、供体基团，如硝基、氨基、羟基本发明化合物化学性质稳定，能抑制肿瘤细胞的生长，可以用来制备抗肿瘤药物。文档编号A61P35/00GK101691357SQ20091019482公开日2010年4月7日申请日期2009年8月31日优先权日2009年8月31日发明者吕加国,周有骏,唐辉,朱驹,李耀武,栗亚男,郑灿辉申请人:中国人民解放军第二军医大学