CN110590681B - 一种新型喹唑啉酮类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种新型喹唑啉酮类化合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及药物化学技术领域,更具体地,涉及一种新型喹唑啉酮类化合物及其制备方法和应用。
背景技术
恶性肿瘤是危害人类健康的一大类疾病,据世界卫生组织(WHO)统计,全世界每年有800万人死于癌症,而中国每年有接近200万人死于癌症。尽管肿瘤的药物治疗取得了长足的进展,并成为当前临床治疗不可或缺的主要措施。但高毒副作用、耐药等问题仍然是临床肿瘤药物治疗面临的主要障碍。国际医学界将新的作用靶点的创新抗肿瘤药物研发和靶向治疗看作是改变肿瘤治疗现状的新的希望,也是新世纪抗肿瘤药物研究的主导方向。
DNA损伤是每个细胞生命过程中不可避免的事件,是基因突变的来源,也是癌症发生的源头。为了维持细胞基因组稳定和生命活动的正常进行,细胞进化出DNA损伤修复***以应对损伤带来的危害。相比正常细胞,癌细胞中损伤修复***普遍存在缺陷,同时癌细胞异常的增殖速度显著提高了DNA损伤的发生率,这使得癌细胞快速增殖格外依赖损伤修复通路。因此,调控及干预DNA损伤修复被认为是一种有效的抗肿瘤策略。靶向DNA损伤修复通路中关键蛋白开发抗癌药物,具有重要意义。
Bloom’s syndrome(BLM)蛋白是一类3'-5'的解旋酶,能够通过解旋核酸结构形成单链的方式保证修复的顺利进行,在损伤修复过程中发挥重要作用。近期研究发现,通过基因沉默技术降低肿瘤细胞中BLM的表达,可有效抑制肿瘤细胞增殖,提高癌细胞对DNA损伤剂的敏感性,这表明靶向BLM蛋白具有潜在的抗肿瘤效应。但基因沉默技术局限性大,难以开展成药性研究。因此,研发直接靶向BLM解旋酶的小分子抑制剂,可能是抗癌药物研发的新策略。
现有报道的BLM抑制剂,一方面是数量较少;另一方面是存在细胞内起效浓度高、作用方式不明确等问题,因此还有较大的研究空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型喹唑啉酮类化合物。本发明所述化合物对于多种肿瘤细胞具有很好的抑制作用,相比ML216(现有的BLM抑制剂)能在更低的起效浓度有效抑制BLM解旋酶的活性,诱导DNA损伤发生,并抑制癌细胞增殖,为基于 BLM功能抑制来发展新型抗癌药物的策略提供理论依据及实验支撑。
本发明的另一目的在于提供所述新型喹唑啉酮类化合物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述新型喹唑啉酮类化合物的应用。
本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的:
一种新型喹唑啉酮类化合物,所述化合物的结构如式Ⅰ所示:
其中,R1为氢、卤素、C1~4烷基、C1~4烷氧基、C1~4卤代烷基、C1~6胺基取代烷基、胺基或烷胺基;
R2为氢、C1~4烷基或C1~4卤代烷基;
R3为氢、卤素、羟基、硝基、C1~4烷基或C1~4卤代烷基中的一种或多种。
优选地,所述R1为氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、正丙基、异丙基、三氟甲基、三氟乙基、甲氧基、乙氧基、胺基或N,N-二乙基-甲胺;
R2为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、三氟甲基、三氟乙基或氯取代乙基;
R3为氢、氟、氯、溴、羟基、硝基、甲基、乙基、丙基、丁基、三氟甲基、三氟乙基、甲氧基或乙氧基中的一种或多种。
优选地,所述R1为氢、甲基、乙基、胺基或N,N-二乙基-甲胺;
R2为氢、甲基、乙基、丙基、丁基或氯取代乙基;
R3为氢、羟基、硝基、甲基、乙基、正丙基、异丙基或异丁基中的一种或多种。
优选地,所述化合物的结构为以下结构之一:
所述新型喹唑啉酮类化合物的制备方法也在本发明的保护范围之类,包括如下步骤:
优选地,步骤S1中,反应的温度为80~140℃。
优选地,步骤S2中,中间体d1与化合物NH2-R2的反应摩尔比为1:5~10;反应温度为20~100℃;反应时间为5min~4h。
优选地,步骤S3中,中间体d2与化合物NH2-CH2-R1的反应摩尔比为1:5~10;反应温度为80~120℃;反应时间为12h~48h。
本发明同时还保护所述新型喹唑啉酮类化合物、其药学上可接受的盐、异构体或前药分子在制备抗肿瘤药物中的应用。
优选地,所述抗肿瘤药物为抗结肠癌、肝癌、白血病、小细胞肺癌、皮肤癌、上皮细胞癌、***癌、非小细胞肺癌、鼻咽癌、恶性胶质瘤、淋巴瘤或黑色素瘤中的一种或多种的药物。
优选地,所述抗肿瘤药物的剂型为注射剂、片剂、丸剂、胶囊剂、悬浮剂或乳剂。
本发明同时还保护所述新型喹唑啉酮类化合物、其药学上可接受的盐、异构体或前药分子在制备BLM蛋白抑制剂药物中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明所述新型喹唑啉酮类化合物的结构新型,对于多种肿瘤细胞具有很好的抑制作用,并与BLM蛋白有较强的选择性,结合能力强,能够显著诱导DNA损伤,而对正常细胞毒性较小,在制备抗肿瘤药物上有着广阔的应用空间。
附图说明
图1为本发明提供的新型喹唑啉酮衍生物对BLM蛋白活性抑制的影响图。
图2为本发明提供的新型喹唑啉酮衍生物对小鼠移植瘤生长抑制的影响图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述,所述实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1化合物1f的制备
化合物1f的制备过程,具体如下所示:
S1、中间体d1的合成
将4.2g(24.3mmol)的2-氨基-4,5-二氟苯甲酸加到装有12mL醋酸酐的100mL 反应瓶中,120℃下反应1.5小时。冷却后有大量白色固体析出。将反应液减压旋蒸,除去大部分醋酸酐后,出现大量白色固体,抽滤,用乙醇洗涤,得到白色固体d1,直接投下一步反应。
1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.13(dd,J=9.9,8.5Hz,1H),7.74(dd,J=11.1,7.2 Hz,1H),2.40(s,3H).
S2、中间体d2的合成
取1g的d1(5.07mmol)和9mL氨水于100mL反应瓶中,70℃下冷凝回流(在冷凝管上套一个气球防止氨气逸出)反应4小时。抽滤,用水洗涤固体,得到白色固体d2,直接投下一步反应。
S3、中间体d3的合成
取化合物d2(1g,4.5mmol),N,N-二乙基丙二胺(1.5ml,10.7mmol),于15ml 厚壁耐压瓶中,100℃下搅拌反应12小时,TLC点板监测发现反应完全后,用二氯甲烷和水萃取后,有机层浓缩过柱(溶剂比例为DCM:MeOH=250:1),得到黄色固体 d3,产率为83.7%。
S4、化合物1f的合成
取1g化合物d3(3.14mmol)和0.52mL(3.45mmol)4-异丙基苯甲醛于耐压管中,加入DMF 3mL和TMSCl 26mL,100℃下搅拌反应12-24小时。反应完毕后冰浴下将反应体系调pH至弱碱性,有沉淀析出,抽滤烘干,将滤渣拌样过硅胶柱,得到黄色产物。有些反应体系调pH后无沉淀析出,则用DCM和水进行萃取,将有机层旋干拌样后用硅胶柱层析进行纯化(溶剂比例为DCM:MeOH=500:1→200:1)。得到浅黄色固体,即为化合物1f,产率为69.5%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ11.43(s,1H),7.86(d,J=16.4Hz,1H),7.78(d,J=11.5Hz,1H),7.58(d,J=8.1Hz,2H),7.31(d,J=8.1Hz,2H),6.91(s,1H),6.87(s,1H),6.78(d,J=7.7Hz,1H),3.36(dd,J=10.3,5.6Hz,2H),2.97(dq,J=13.8,7.0Hz,1H),2.66–2.60(m,2H),2.56(q,J=7.1Hz,4H),1.87(dt,J=11.5,5.8Hz,2H),1.29(d,J=6.9Hz,6H),1.07(t,J=7.1Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ163.26,151.20, 150.81,149.67,148.86,143.99(d,J=15.2Hz),138.15,133.09,127.83(2C),127.10 (2C),120.71,109.59(d,J=20.7Hz),108.94(d,J=12.1Hz),105.67(d,J=2.7Hz), 52.95,46.90(2C),43.83,34.10,25.03,23.86(2C),11.76(2C).ESI-HRMS[M+H]+ m/z=437.2707,calcd for C26H33N4OF,437.2711.Purity:99.9%by HPLC.
参照上述化合物1f的制备过程,将步骤S2中的氨水和步骤S3中的N,N-二乙基丙二胺分别按照表1中进行替换,从而制备得到化合物2f和化合物9f。
表1化合物2f至9f的结构
化合物2f至9f的结构鉴定数据如下所示:
化合物2f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.27(s,1H),7.98(d,J=16.5Hz,1H),7.79(d,J=11.5Hz,1H),7.58(d,J=8.0Hz,2H),7.22(d,J=8.0Hz,2H),6.94(s,1H),6.90(s,1H),6.78(d,J=7.7Hz,1H),3.35(dd,J=10.3,5.5Hz,2H),2.65–2.59(m,2H),2.59–2.49 (m,6H),1.98–1.82(m,3H),1.07(t,J=7.1Hz,6H),0.94(d,J=6.6Hz,6H).13C NMR (101MHz,CDCl3)δ163.35(d,J=3.5Hz),151.26,150.88(d,J=244.5Hz),148.90, 143.98(d,J=14.0Hz),143.72,138.22,133.01,129.74(2C),127.59(2C),120.68, 109.57(d,J=20.7Hz),108.93(d,J=7.8Hz),105.69(d,J=4.1Hz),52.96,46.91(2C), 45.37,43.83,30.23,25.05,22.43(2C),11.77(2C).ESI-HRMS[M+H]+m/z=451.2869, calcd forC27H35N4OF,451.2868.Purity:100.0%by HPLC.
化合物3f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.81(d,J=15.4Hz,1H),7.67(d,J=11.7Hz,1H), 7.47(d,J=8.1Hz,2H),7.19(s,2H),6.98(d,J=15.4Hz,1H),6.67(d,J=7.7Hz,1H), 6.61(s,1H),3.64(s,3H),3.27(q,J=4.5Hz,2H),2.94–2.79(m,2H),2.54(t,J=4.9Hz, 2H),2.49(d,J=6.1Hz,4H),1.80(t,J=4.4Hz,2H),1.21(d,J=6.9Hz,6H),1.00(t,J= 6.8Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ161.59(d,J=3.5Hz),152.43–151.67(m), 150.85,149.70,146.57,143.48(d,J=14.1Hz),140.28,133.18,127.84(2C),127.01 (2C),118.49,110.12(d,J=20.8Hz),108.95(d,J=7.9Hz),105.35(d,J=4.2Hz),52.87, 46.88(2C),43.77,34.06,30.50,25.15,23.84(2C),11.74(2C).ESI-HRMS[M+H]+ m/z=451.2862,calcd forC27H35N4OF,451.2868.Purity:100.0%by HPLC.
化合物4f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.88(d,J=15.4Hz,1H),7.76(d,J=11.6Hz,1H), 7.54(d,J=8.0Hz,2H),7.27(d,J=5.8Hz,2H),7.04(d,J=15.4Hz,1H),6.78(d,J=7.7 Hz,1H),5.35(s,1H),3.70(s,3H),3.28(dd,J=5.1Hz,2H),3.00–2.88(m,1H),2.79(t,J=5.7Hz,2H),2.61(dd,J=14.0,6.9Hz,4H),1.28(d,J=6.9Hz,6H),1.06(t,J=7.1Hz, 6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ161.55(d,J=3.4Hz),152.14(d,J=26.2Hz),150.93, 149.59,146.47,143.02(d,J=13.8Hz),140.41,133.14,127.86(2C),127.02(2C), 118.39,110.37(d,J=20.9Hz),109.50(d,J=7.9Hz),106.09(d,J=3.8Hz),51.00, 46.77(2C),40.19,34.07,30.53,23.83(2C),11.72(2C).ESI-HRMS[M+H]+ m/z=437.2703,calcd forC26H33N4OF,437.2711.Purity:99.8%by HPLC.
化合物5f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.21(d,J=15.6Hz,1H),7.75(d,J=11.6Hz,1H), 7.38(d,J=8.0Hz,1H),7.09(d,J=15.6Hz,1H),6.80(d,J=7.6Hz,1H),6.72(d,J=8.0 Hz,1H),6.67(s,1H),5.28(s,1H),3.65(s,3H),3.17(dd,J=4.9Hz,2H),2.82–2.73(m, 1H),2.70(t,J=5.8Hz,2H),2.56(q,J=7.0Hz,4H),1.14(d,J=6.9Hz,6H),1.02(t,J= 7.1Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ161.57(d,J=3.0Hz),156.13,153.88, 152.58,150.68(d,J=244.3Hz),146.12,143.13(d,J=13.6Hz),137.28,128.42, 120.69,118.52,117.61,114.82,110.36(d,J=21.0Hz),109.16(d,J=8.0Hz),105.37(d, J=3.4Hz),50.90,46.66(2C),40.12,33.91,30.78,23.64(2C),11.63(2C).ESI-HRMS [M+H]+m/z=453.2661,calcdfor C23H33N4O2F,453.2661.Purity:96.3%by HPLC.
化合物6f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.83(d,J=15.3Hz,1H),7.65(d,J=11.7Hz,1H), 7.45(d,J=8.1Hz,2H),7.19(d,J=8.1Hz,2H),6.96(d,J=15.3Hz,1H),6.66(d,J=7.7 Hz,1H),6.56(s,1H),4.20(q,J=7.1Hz,2H),3.26(dd,J=10.4,5.6Hz,2H),2.94–2.80 (m,1H),2.53(t,J=5.9Hz,2H),2.47(q,J=7.1Hz,4H),1.83–1.74(m,2H),1.32(t,J= 7.1Hz,3H),1.20(d,J=6.9Hz,6H),0.98(t,J=7.1Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3) δ160.08(d,J=3.0Hz),150.64,149.84(d,J=244.2Hz),149.69,145.55,142.37(d,J= 14.0Hz),139.38,132.20,126.74(2C),125.94(2C),117.18,108.97(d,J=20.7Hz), 108.10(d,J=8.0Hz),104.31(d,J=4.0Hz),51.67,45.81(2C),42.59,37.35,32.98, 24.05,22.78(2C),13.43,10.60(2C).ESI-HRMS[M+H]+m/z=465.3024,calcd for C28H37N4OF,465.3024.Purity:96.6%by HPLC.
化合物7f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.93(d,J=15.1Hz,1H),7.76(d,J=11.7Hz,1H), 7.54(d,J=8.0Hz,2H),7.28(d,J=8.1Hz,2H),7.04(d,J=15.3Hz,1H),6.83(d,J=7.3 Hz,1H),4.43(q,J=2.7Hz,1H),4.29(q,J=7.1Hz,2H),3.37–3.27(m,2H),2.95(m, 1H),1.41(t,J=7.1Hz,3H),1.36(t,J=7.2Hz,3H),1.28(d,J=6.9Hz,6H).13C NMR (101MHz,CDCl3)δ161.10(d,J=3.2Hz),151.83(d,J=17.3Hz),150.88,149.32, 146.42,142.79(d,J=13.5Hz),140.73,133.21,127.83,127.02,118.08,110.29(d,J= 21.0Hz),109.73(d,J=8.0Hz),105.84(d,J=3.4Hz),38.51,37.80,34.06,23.83(2C), 14.42(d,J=5.7Hz).ESI-HRMS[M+H]+m/z=380.2118,calcd for C23H26N3OF,380.2133. Purity:97.7%by HPLC.
化合物8f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.90(d,J=15.3Hz,1H),7.73(d,J=11.7Hz,1H), 7.51(d,J=8.1Hz,2H),7.27(d,J=8.5Hz,2H),7.04(d,J=15.3Hz,1H),6.75(d,J=7.7 Hz,1H),6.60(s,1H),4.10(d,J=6.7Hz,2H),3.36(q,J=4.0Hz,2H),2.95(q,J=13.9, 6.9Hz,1H),2.61(m,6H),2.23–2.07(m,1H),1.89(s,2H),1.28(d,J=6.9Hz,6H),1.09 (t,6H),1.00(d,J=6.7Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ160.66(d,J=3.2Hz), 151.02(d,J=13.3Hz),149.71,148.65,145.47,142.36(d,J=14.0Hz),139.07,132.31, 126.70(2C),126.01(2C),117.72,109.31(d,J=20.7Hz),108.12(d,J=7.8Hz),104.30 (d,J=3.9Hz),51.49,48.50,45.82(2C),42.41,33.02,28.03,23.98,22.80(2C),19.08 (2C),10.43(2C).ESI-HRMS[M+H]+m/z=493.3337,calcd for C30H41N4OF,493.3337. Purity:97.0%byHPLC.
化合物9f:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.86(d,J=15.3Hz,1H),7.71(d,J=11.6Hz,1H), 7.53(d,J=8.0Hz,2H),7.27(d,J=8.5Hz,2H),7.16(d,J=15.3Hz,1H),6.82(s,1H), 6.75(d,J=7.7Hz,1H),4.52(t,J=6.6Hz,2H),3.88(t,J=6.5Hz,2H),3.35(dd,J=10.5, 5.3Hz,2H),3.01–2.86(m,1H),2.67–2.49(m,6H),1.91–1.81(m,2H),1.28(d,J=6.9 Hz,6H),1.07(t,J=7.0Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ161.25(d,J=3.5Hz), 152.69–151.61(m),150.94,149.75,146.61,143.76(d,J=14.4Hz),140.85,133.11, 127.85(2C),127.04(2C),118.30,110.04(d,J=20.8Hz),108.70(d,J=8.0Hz),105.49 (d,J=4.2Hz),52.80(d,J=1.2Hz),46.87(2C),45.02,43.70(d,J=1.2Hz),41.24, 34.07,24.98,23.83(2C),11.62(2C).ESI-HRMS[M+H]+m/z=499.2640,calcd for C28H36N4OFCl,499.2634.Purity:97.0%by HPLC.
实施例2 EMSA验证解旋酶活性实验
以实施例1中制备的化合物为测试对象,测试其抑制BLM解旋的能力。
1.将终浓度为10nM的双链Biotin forked-DNA在95℃条件下退火5min并缓慢降温至室温形成稳定的双螺旋结构;
2.将纯化所得的BLM蛋白与不同浓度的化合物在解旋酶工作液中混匀,并于37℃共孵育1h,蛋白的终浓度为30nM,随后将蛋白化合物混合溶液与DNA溶液混合,混匀后继续于37℃共孵育1h;
3.孵育结束后,向样品中加入DNA Loading buffer结束酶的反应,充分混匀后,将样品上样至8%的Native-PAGE,缓冲液为0.5×TB,80V冰浴约3h,至溴酚蓝条带接近电泳槽边缘;
4.电泳后,采用Bio-Red湿转转膜仪将Native-PAGE上的DNA转移到硝酸纤维素膜上,缓冲液为0.5×TB,80V冰浴转膜时间约为30min;
5.转膜后,将硝酸纤维膜置于紫外交联仪下交联约180s,随后按照化学发光试剂盒的说明,对交联的DNA进行封闭、标记、洗涤及染色,最后通过Tanon-4200SF 化学发光仪进行拍照,并通过ImageJ 2.0对显影结果进行量化。
测得的结果如图1所示,从图1中可知,实施例1制备的喹唑啉酮类化合物大多数都表现出较强的抑制BLM解旋能力,尤其是化合物4f、5f、8f、9f,抑制率超过90%。
实施例3 MTT实验
1.将处于对数生长期的HCT116细胞接种于96孔细胞培养板,细胞数目为5000 个/孔,置于含5%的CO2培养箱中培养24h;
2.待细胞完全贴壁后,弃掉旧培养基,加入含不同浓度化合物的培养基,根据不同实验的要求,分别培养不同的时间;
3.检测时,向每孔细胞加入20μL浓度为2.5mg/mL的MTT溶液,继续在37℃培养4h;
4.MTT孵育后,弃掉旧培养液,每孔加入100μL的DMSO,此时孔中溶液为紫色。震荡均匀后利用多功能酶标仪在570nm波长处检测各孔吸收值,根据细胞存活率与剂量的关系求得化合物对细胞增殖的半数抑制浓度IC50。
测得的结果如表2所示。
表 2化合物的细胞毒实验结果
从表2中可知,这类喹唑啉酮类衍生物对这三株肿瘤细胞都表现出较强的增殖抑制活性,其中,化合物9f对这三株肿瘤细胞的增殖同样表现出较强的抑制能力,可见化合物的解旋抑制、阻断和细胞毒性之间存在一定的关联性。
实施例4化合物9f抑制HCT116移植瘤裸鼠模型上肿瘤生长的能力
首先进行一次造模,将处在对数生长期的、密度为1×107cells/100μL的HCT116细胞接种到鼠龄为3-4周的雄性BALB/C-nu/nu裸鼠前肢腋下,喂食4周后,肿瘤体积增至约600mm3,取出肿瘤准备二次造模。将肿瘤切成5mm3左右的肿块,再次移植到体重为14-17g的健康雄性裸鼠前肢腋下。待肿瘤大小长到80mm3左右后,将裸鼠开始分组给药。设置溶剂组、阳性药顺铂2.5mg/kg组、9f 5mg/kg组,将荷瘤裸鼠随机分配,每组5只,隔天腹腔注射给药,持续28天。每次给药前记录实验期间小鼠肿瘤的长宽数据,用公式长×宽2/2计算肿瘤大小。
测得结果如图2所示,化合物9f给药组能抑制肿瘤的生长,具有体内抗肿瘤活性。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,对于本领域的普通技术人员来说,在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
4.权利要求1所述喹唑啉酮类化合物、其药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。
5.根据权利要求4所述应用,其特征在于,所述抗肿瘤药物为抗卵巢癌、***、乳腺癌、肺腺癌、结肠癌、肝癌、白血病、小细胞肺癌、皮肤癌、上皮细胞癌、***癌、非小细胞肺癌、鼻咽癌、恶性胶质瘤、淋巴瘤或黑色素瘤中的一种或多种的药物。
6.根据权利要求5所述应用,其特征在于,所述抗肿瘤药物的剂型为注射剂、片剂、丸剂、胶囊剂、悬浮剂或乳剂。
7.权利要求1所述喹唑啉酮类化合物、其药学上可接受的盐在制备BLM蛋白抑制剂药物中的应用。
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