CN113292532B - 一种多取代萘醌衍生物及其制备方法与应用 - Google Patents

一种多取代萘醌衍生物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于药物化学技术领域，具体涉及一种多取代萘醌衍生物及其制备方法与应用，所述衍生物的结构如通式(Ⅰ)所示，其中，R1选自乙氧基、二苯基甲氧基、毛香醇基、D‑薄荷醇基；R2选自噻吩、苯基、对溴基苯基、对甲氧基苯基、2,4,6‑三甲基苯基；R3选自氢、硝基；R4选自氢、氟、溴；该衍生物结构新颖，具有很好的抗肿瘤作用，尤其是对结直肠腺癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞具有很好的抑制作用，在抗肿瘤作用方面具有很大的应用价值，有望制备成抗肿瘤药物；同时，所述多取代萘醌衍生物的制备方法反应步骤少，操作简单安全，成本低，产生废物少，具有高原子经济性，高选择性，高收率的优势。

Description

一种多取代萘醌衍生物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于药物化学技术领域，具体涉及一种多取代萘醌衍生物及其制备方法与应用。
背景技术
恶性肿瘤是对人类健康构成极大威胁的病症之一，据中国肿瘤管理中心统计的有关数据得知，近年国内恶性肿瘤的发病和死亡状况呈现上升趋势。据美国癌症学会官方期刊《临床医师癌症杂志》2018年全球癌症统计数据报告显示，新增人数和死亡人数最多的癌症依次是肺癌、乳腺癌、***癌、结肠癌、皮肤非黑色素瘤、胃癌、肝癌、直肠癌等。在临床上，对于肿瘤的治疗仍然是以药物治疗为主。但是，目前临床上应用的抗肿瘤药物远不能满足治疗的要求，仍然还缺乏有效***的药物。因此，进一步开发新型的抗肿瘤药物具有重要意义。
萘醌类化合物是一类广泛存在于天然产物及药物中的小分子化合物，具有多种药理活性，尤其是在抗肿瘤、抗炎、抗菌和抗病毒等方面。天然萘醌分为1,2-萘醌，1,4-萘醌以及萘茜类(5,8-二羟基-1,4-萘醌)三类。其中，1,4-萘醌骨架结构分布广泛，由该类天然萘醌延伸出来的胡桃醌、拉帕醌、维生素K3和兰雪醌等已表现出良好的抗肿瘤活性，但部分天然萘醌类(如拉帕醌)因毒副作用大而限制其临床应用。一直以来，天然产物就是创新药物的重要来源，比如，中科院上海药物所通过对红根草活性成分进行修饰，得到二萜类醌类化合物沙尔威辛，目前该化合物已进入临床试验。由此可见，开发具有抗肿瘤活性的萘醌类衍生物，或者对天然萘醌的结构进行修饰使其表现出更好的抗肿瘤活性具有重要的应用价值。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的首要目的是提供一种多取代萘醌衍生物。
本发明的第二个目的是提供上述多取代萘醌衍生物的制备方法。本发明的制备方法反应步骤少，操作简单安全，成本低，具有高原子经济性和高收率的优势。
本发明的第三个目的是提供上述多取代萘醌衍生物的应用。本发明的多取代萘醌衍生物结构新颖，具有很好的抗肿瘤活性，尤其是对结直肠腺癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞具有很好的抑制作用，在抗肿瘤作用方面具有很大的应用潜能。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种多取代萘醌衍生物，所述衍生物具有如通式(Ⅰ)所示的结构：
Figure BDA0003133654350000021
式中：R1选自乙氧基、二苯基甲氧基、毛香醇基、D-薄荷醇基；
R2选自噻吩、苯基、对溴基苯基、对甲氧基苯基、2,4,6-三甲基苯基；
R3选自氢、硝基；
R4选自氢、氟、溴。
作为本发明的一种优选实施方式，所述多取代萘醌衍生物选自下列化合物中的至少一种：
Figure BDA0003133654350000022
上述的10种化合物，按顺序(即从左向右从上往下顺数)分别命名为化合物I-1至I-10。
本发明还提供了上述多取代萘醌衍生物的制备方法，具体为：根据下列反应式，将式SI-1和式SI-2所示的化合物混溶于有机溶剂中，并加入金属催化剂，经反应后制备得到式(Ⅰ)所示的多取代萘醌衍生物：
Figure BDA0003133654350000031
优选地，式SI-1所示化合物(重氮化合物)、式SI-2所示化合物(苯并异噁唑化合物)和金属催化剂的反应摩尔比为(0.5-1.5):(0.6-1.8):(0.01-0.1)。进一步地，式SI-1所示化合物、式SI-2所示化合物和金属催化剂的反应摩尔比为1:1.2:0.05。
优选地，反应的温度为28-32℃，时间为12-36h。进一步地，反应的温度为30℃，时间为24h。
优选地，所述有机溶剂包括但不限于无水1,2二氯乙烷。此外，其他能达到本发明相同或相似效果的有机溶剂同样适用于本发明。
优选地，所述金属催化剂包括但不限于(乙腈)[(2-联苯)二叔丁基膦]六氟锑酸金(I)。此外，其他能达到本发明相同或相似效果的金属催化剂同样适用于本发明。
优选地，式SI-1所示化合物在有机溶剂中的浓度为(0.08-0.12)mol/L。进一步地，式SI-1所示化合物在有机溶剂中的浓度为0.1mol/L。
本发明还提供了上述多取代萘醌衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。
优选地，所述肿瘤包括但不限于结直肠腺癌、骨肉瘤和乳腺癌。
本发明还提供了上述多取代萘醌衍生物在制备抑制肿瘤细胞增殖的药物中的应用。
优选地，所述肿瘤细胞包括但不限于结直肠腺癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞。
本发明经研究发现，所述多取代萘醌衍生物对HCT-116人结直肠腺癌细胞表现出明显的抑制作用，部分化合物(化合物I-1、化合物I-2、化合物I-3、化合物I-4、化合物I-5)的抑制率高达95-99％，且部分化合物的IC50值在4.92-11.88μM之间；同时，该多取代萘醌衍生物对SJSA-1人骨肉瘤细胞也表现出明显的抑制作用，部分化合物(化合物I-2、化合物I-3、化合物I-4、化合物I-5、化合物I-6、化合物I-7、化合物I-8)的抑制率高达91-99％，且部分化合物的IC50值在6.77-15.07μM之间；此外，该多取代萘醌衍生物对MCF-7乳腺癌细胞也表现出明显的抑制作用，部分化合物(化合物I-1与化合物I-2)的抑制率高达93-98％，且部分化合物的IC50值在7.38-10.03μM之间。表明本发明的多取代萘醌衍生物在抗肿瘤作用方面具有很大的应用价值，有望制备成抗肿瘤药物，尤其是抗结直肠癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞的药物。
本发明还提供了一种抗肿瘤药物，所述药物包括上述的多取代萘醌衍生物以及药学上可接受的载体和/或赋形剂。
本发明还提供了一种抑制肿瘤细胞增殖的药物，所述药物包括上述的多取代萘醌衍生物以及药学上可接受的载体和/或赋形剂。
优选地，上述的两种药物，还包括其他能与上述的多取代萘醌衍生物起协同增效作用的抗肿瘤活性成分。
优选地，对于上述的两种药物，所述赋形剂是指可用于药学领域的稀释剂、黏合剂、润滑剂、崩解剂、助溶剂、稳定剂以及其他一些药用基质。
优选地，对于上述的两种药物，所述载体是药物领域中可接受的功能性药用辅料，包括表面活性剂、助悬剂、乳化剂以及一些新型药用高分子材料，如环糊精、壳聚糖、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸聚乳酸共聚物(PLGA)、透明质酸等。
优选地，上述的两种药物，可制备成临床上可接受的剂型。所述剂型为临床上常用的注射剂、片剂、胶囊剂等。药物制剂可以经口服或胃肠外方式(例如静脉、皮下、腹膜内或局部)给药，如果某些药物在胃部条件下是不稳定的，可将其制备成肠衣片剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种多取代萘醌衍生物，该衍生物结构新颖，具有很好的抗肿瘤作用，尤其是对结直肠腺癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞具有很好的抑制作用，在抗肿瘤作用方面具有很大的应用价值，有望制备成抗肿瘤药物，尤其是抗结直肠癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞的药物。
同时，本发明还提供了所述多取代萘醌衍生物的制备方法，即以重氮化合物和苯并异噁唑化合物为原料，以金配合物为催化剂，在有机溶剂中经过一步反应制备得到；制备过程所用的原料廉价易得，反应步骤少，操作简单安全，成本低，产生废物少，具有高原子经济性，高选择性，高收率的优势。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为可通过常规的商业途径购买得到的。
实施例1多取代萘醌衍生物的制备
多取代萘醌衍生物的制备方法按以下的反应式进行：
Figure BDA0003133654350000051
式中，R1为乙氧基、二苯基甲氧基、毛香醇基、D-薄荷醇基等；R2为噻吩、苯基、对溴基苯基、对甲氧基苯基、2,4,6-三甲基苯基等；R3为氢、硝基等；R4为氢、氟、溴等。
多取代萘醌衍生物的制备方法具体为：将上述反应式中式SI-1所示的重氮化合物(0.20mmol)、式SI-2所示的苯并异噁唑(0.24mmol)和催化剂(乙腈)[(2-联苯)二叔丁基膦]六氟锑酸金(I)(0.01mmol)称于试管中，然后往反应体系中加入2mL无水1,2-二氯乙烷，在30℃条件下搅拌反应24小时，直至重氮化合物消耗完全；将反应液过滤，柱层析分离纯化，得到纯的目标产物，即多取代萘醌衍生物。
经鉴定，所得目标产物包括10种化合物，命名为化合物I-1至I-10，这些化合物的结构如表1所示，具体的图谱数据如下：
化合物I-1的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)10.25(s,1H),8.18(d,J＝7.9Hz,1H),7.90(d,J＝7.7Hz,1H),7.63–7.50(m,2H),7.44–7.30(comp,4H),7.24–7.18(m,1H),7.01(s,1H),6.51(d,J＝7.9Hz,1H),4.31(q,J＝7.1Hz,2H),1.22(t,J＝7.1Hz,3H)；13CNMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)190.7,181.6,165.4,156.4,151.8,135.40,135.39,133.9,132.6,132.44,132.40,132.0,131.9,131.51,131.50,129.9,128.1,127.4,126.9,125.0,124.9,117.5,62.2,14.0。
化合物I-2的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)δ10.05(d,J＝2.2Hz,1H),8.20(d,J＝8.0Hz,1H),7.65–7.60(comp,3H),7.35(s,1H),7.26–7.05(m,2H),6.99(s,1H),6.71(s,2H),6.43–6.34(m,1H),4.22–4.08(q,J＝7.1Hz,2H),3.74(s,3H),1.06(t,J＝7.1Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)189.2,181.6,164.7,160.3,159.6(d,J＝246.6Hz),148.5,133.18,133.15,131.3(d,J＝113.1Hz),129.3,128.8,127.04,127.02,126.3,125.4(d,J＝5.9Hz),122.1,121.9,119.9,115.2,115.0,113.7,61.9,55.4,14.0；19FNMR(376MHz,CDCl3)δ-118.06。
化合物I-3的谱图数据：1HNMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)9.88(s,1H),8.26(d,J＝7.6Hz,1H),7.96–7.30(comp,5H),7.10(s,1H),6.75–6.70(m,2H),6.43(d,J＝7.3Hz,1H),4.05(d,J＝6.7Hz,2H),2.19(d,J＝12.5Hz,9H),0.94(t,J＝6.7Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)190.0,181.5,164.3,154.9,152.6,138.3,135.6,134.9,133.0,131.79,131.72,130.9,130.0,128.0,127.91,127.88,127.86,127.5,123.9,123.0,115.81,115.80,61.5,21.1,20.5,13.7。
化合物I-4的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)10.04(s,1H),8.30–8.19(m,1H),7.70–7.63(comp,3H),7.53(s,1H),7.30–7.25(comp,7H),7.15–6.97(comp,10H),6.90(s,1H),6.38(d,J＝7.9Hz,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)190.5,181.7,163.9,151.8,139.0,134.8,133.7,133.2,131.7,131.36,131.30,130.4,129.11,129.09,128.53,128.50,128.48,127.99,127.66,127.50,127.48,127.1,124.3,124.0,117.4,78.6。
化合物I-5的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)10.04(s,1H),8.31–8.13(m,1H),7.66–7.60(comp,4H),7.28–7.20(comp,6H),7.10–6.98(m,1H),6.40(d,J＝7.9Hz,1H),5.07–4.98(m,1H),4.12–3.99(m,2H),1.92–1.79(m,2H),1.70–1.63(m,3H),1.61–1.55(m,3H),1.41–1.35(m,1H),1.20–1.11(m,2H),1.05–0.98(m,1H),0.94–0.80(m,1H),0.78–0.72(m,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)190.5,181.7,164.7,151.9,134.8,134.2,133.28,133.25,131.7,131.4,130.5,129.1,128.0,127.98,127.55,127.53,127.1,124.7,124.4,124.1,117.54,117.46,64.4,37.0,35.1,29.2,25.8,25.4,19.2,17.8。
化合物I-6的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)10.14(s,1H),8.28–8.15(m,1H),8.06(s,1H),7.75–7.68(comp,4H),7.18(d,J＝1.7Hz,1H),7.07–7.00(m,2H),6.59–6.55(m,2H),4.10(q,J＝7.1Hz,2H),3.67(s,3H),1.03(t,J＝7.1Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)189.0,181.4,164.3,160.3,156.8,151.7,150.5,139.3,133.8,132.3,131.3,130.9,130.7,127.13,127.12,126.9,125.6,117.5,113.81,113.80,113.76,62.0,55.4,14.0。
化合物I-7的谱图数据：1HNMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)9.97(s,1H),8.19(d,J＝7.7Hz,1H),7.80–7.75(m,2H),7.67–7.62(m,1H),7.58(s,1H),7.33(d,J＝7.9Hz,1H),7.15–7.09(m,2H),6.72–6.66(m,2H),6.27(d,J＝8.4Hz,1H),4.12(q,J＝7.1Hz,2H),3.75(s,3H),1.04(t,J＝7.1Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)189.0,181.6,164.6,160.4,150.7,137.2,133.3,132.5,131.9,131.2,130.8,129.3,128.8,127.4,127.0,126.0,125.2,119.64,119.62,117.0,113.63,113.60,61.9,55.5,14.0。
化合物I-8的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)10.02(s,1H),8.23(d,J＝7.8Hz,1H),7.88–7.44(comp,4H),7.33–7.20(comp,3H),7.19–7.12(m,3H),7.06–6.99(m,1H),6.55–6.02(m,1H),4.98–4.23(m,1H),2.06–1.52(m,4H),1.44–1.12(m,5H),1.03–0.85(m,2H),0.77–0.65(m,4H),0.59–0.51(m,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)190.4,181.8,164.3,155.5,152.0,134.7,134.1,133.2,131.7,131.3,130.3,129.4,129.0,127.9,127.5,127.0,124.2,124.0,117.55,117.53,76.4,46.8,40.2,34.2,31.4,25.4,23.0,22.0,20.9,15.9。
化合物I-9的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)10.01(s,1H),8.20(d,J＝7.8Hz,1H),7.64–7.52(comp,4H),7.29–7.17(comp,6H),7.05–7.00(m,1H),6.40(d,J＝7.9Hz,1H),4.07(q,J＝7.1Hz,2H),0.96(t,J＝7.1Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)190.4,181.6,164.5,155.4,151.8,134.7,134.1,133.2,131.6,131.2,130.4,129.1,129.0,127.8,127.4,126.9,124.2,123.9,117.5,61.7,13.8。
化合物I-10的谱图数据：1H NMR(400MHz,CDCl3)(δ,ppm)9.99(s,1H),8.20(d,J＝7.8Hz,1H),7.70(d,J＝7.0Hz,1H),7.62(t,J＝7.6Hz,1H),7.49(s,1H),7.36–7.30(m,3H),7.26(s,1H),7.17–7.10(comp,3H),6.40(d,J＝7.9Hz,1H),4.12(q,J＝7.1Hz,2H),1.04(t,J＝7.1Hz,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)(δ,ppm)190.4,181.4,164.4,154.9,151.5,134.9,133.2,133.0,132.0,131.8,131.3,131.0,130.9,130.6,129.3,128.7,127.6,127.1,124.3,123.7,123.5,117.1,62.0,13.9。
表1化合物I-1至I-10的结构和分子量
Figure BDA0003133654350000071
Figure BDA0003133654350000081
实施例2多取代萘醌衍生物对结直肠腺癌细胞的抑制活性
1、测定采用的人结直肠腺癌细胞为：结直肠腺癌细胞(HCT-116)(购买自广州赛库生物技术有限公司)；
2、采用CCK-8法测定多取代萘醌衍生物对人结直肠腺癌细胞增殖的抑制效果，其中，HCT-116细胞的抑制率的具体测定过程如下：
1)于96孔板中加入用完全培养基配制的100μL细胞悬液(细胞接种量为5000个/孔)，其中向空白孔中加入不含细胞的100μL细胞培养液作为对照，将接种好的96孔培养板放在培养箱中预培养24小时(37℃，5％CO2)；
2)向培养板中加入1.0μL用DMSO溶解的待测化合物(化合物I-1至I-10)溶液使其最终浓度为20μM，其中于阴性对照孔和空白孔中加入1.0μLDMSO溶液；
3)加入待测化合物48小时后，将96孔培养板从培养箱中取出并观察细胞的生长状态；然后向每孔中加入10μL CCK-8溶液(Cell Counting Kits-8)，将培养板放置培养箱中孵育2小时；
4)用Gen5酶标仪测定96孔培养板中各孔在450nm处的吸光度；根据下列的抑制率公式，计算各化合物对肿瘤细胞的抑制活性：
抑制率＝【(Ac-As)/(Ac-Ab)】×100％，其中，As为样品孔；Ab为空白孔；Ac为阴性对照孔。
HCT-116细胞的IC50的具体测定过程如下：
1)将HCT-116结直肠腺癌细胞株用完全培养基(RMPI 1640培养基，含10％胎牛血清，1％青霉素-链霉素)制成单细胞悬液，取100μL接种于96孔培养板中，单细胞悬液的浓度为5000细胞/孔，其中于空白孔中加入100μL不含细胞的完全培养基作对照，然后置于CO2培养箱中(37℃，5％CO2，95％空气)培养过夜。
(2)使用DMSO溶解多取代萘醌衍生物(化合物I-2至I-5)，配制成10mM的母液；向培养板中加入0.5μL 8个梯度(2.5mM、1.87mM、1.41mM、1.05mM、0.79mM、0.59mM、0.44mM、0.33μM)的待测化合物溶液，其中于对照孔和空白孔中加入0.5μLDMSO溶液，于CO2培养箱中培养48小时；
(3)培养48h后，将96孔培养板从培养箱中取出并观察细胞生长状态；然后吸走96孔板中的培养基并加入100μL新鲜的完全培养基，并于每孔细胞中加入10μL的CCK-8试剂，37℃孵育2小时后，使用Biotek多功能酶标仪测450nm处的吸光度A，计算肿瘤细胞的存活率；存活率的计算方法为：(A药物处理组-A空白对照)/(A阴性对照组-A空白对照)×100％，A为吸光度；
(4)用GraphPad Prism8计算出细胞的活性比率和IC50(IC50指抑制50％细胞生长所需的药物浓度)。测定结果如表2、3所示。
从表2、表3可知，本发明的多取代萘醌衍生物(化合物I-1～I-10)对HCT-116人结直肠腺癌细胞表现出明显的抑制作用，对HCT-116的抑制率在68-99％之间，部分化合物(化合物I-1至I-5)的抑制率高达95-99％；同时，部分多取代萘醌衍生物(化合物I-2至I-5)对HCT-116的IC50值在4.92-11.88μM之间，表明本发明的多取代萘醌衍生物可抑制HCT-116人结直肠腺癌细胞，可制备成为治疗抑制HCT-116人结直肠腺癌细胞的药物进行应用。
表2多取代萘醌衍生物对HCT-116细胞的抑制活性
化合物编号 抑制率(％)
I-1 95.32±0.91
I-2 98.77±0.06
I-3 99.31±0.17
I-4 96.03±0.69
I-5 96.88±0.06
I-6 87.05±7.21
I-7 85.31±1.43
I-8 83.16±5.04
I-9 79.52±0.46
I-10 67.91±3.38
表3多取代萘醌衍生物对HCT-116细胞的IC50
Figure BDA0003133654350000091
Figure BDA0003133654350000101
(ND:not detected)
实施例3多取代萘醌衍生物对骨肉瘤细胞的抑制活性
1、测定采用的人骨肉瘤细胞为：人骨肉瘤细胞(SJSA-1)(购买自广州赛库生物技术有限公司)；
2、采用CCK-8法测定多取代萘醌衍生物对人骨肉瘤细胞增殖的抑制效果，其中，SJSA-1细胞的抑制率的具体测定过程如下：
1)于96孔板中加入用完全培养基配制的100μL细胞悬液(细胞接种量为5000个/孔)，其中向空白孔中加入不含细胞的100μL细胞培养液作对照，将接种好的96孔培养板放在培养箱中预培养24小时(37℃，5％CO2)；
2)向培养板中加入1.0μL用DMSO溶解的待测化合物(化合物I-1至I-10)溶液使其最终浓度为20μM，其中于阴性对照孔和空白孔中加入1.0μLDMSO溶液；
3)加入待测化合物48小时后，将96孔培养板从培养箱中取出并观察细胞生长状态；然后向每孔中加入10μL CCK-8溶液(Cell Counting Kits-8)，将培养板放置培养箱中孵育2小时；
4)用Gen5酶标仪测定96孔培养板中的各孔在450nm处的吸光度；根据下列的抑制率公式计算各化合物对肿瘤细胞的抑制活性：
抑制率＝【(Ac-As)/(Ac-Ab)】×100％，其中，As为样品孔；Ab为空白孔；Ac为阴性对照孔)。
SJSA-1细胞的IC50的具体测定过程如下：
1)将SJSA-1细胞株用完全培养基(RMPI 1640培养基，含10％胎牛血清，1％青霉素-链霉素)制成单细胞悬液，取100μL接种于96孔培养板中，单细胞悬液的浓度为5000细胞/孔，其中于空白孔中加入100μL不含细胞的完全培养基作对照，然后置于CO2培养箱中(37℃，5％CO2，95％空气)培养过夜；
2)使用DMSO溶解多取代萘醌衍生物(化合物I-2至I-8)，配制成10mM的母液；向培养板中加入0.5μL 8个梯度(2.5mM、1.87mM、1.41mM、1.05mM、0.79mM、0.59mM、0.44mM、0.33μM)的待测化合物溶液，其中于阴性对照孔和空白孔中加入0.5μL DMSO溶液，于CO2培养箱中培养48小时；
3)培养48h后，将96孔培养板从培养箱中取出并观察细胞生长状态。然后吸走96孔板中的培养基并加入100μL新鲜的完全培养基，并于每孔细胞加入10μL的CCK-8试剂，37℃孵育2小时后，使用Biotek多功能酶标仪测450nm处的吸光度A，计算肿瘤细胞的存活率；存活率的计算方法为：(A药物处理组-A空白对照)/(A阴性对照组-A空白对照)×100％，A为吸光度；
(4)用GraphPad Prism8计算出细胞的活性比率和IC50(IC50指抑制50％细胞生长所需的药物浓度)。测定结果如表4、5所示。
从表4、表5可知，本发明的多取代萘醌衍生物(化合物I-1～I-10)对SJSA-1人骨肉瘤细胞均表现出明显的抑制作用，对SJSA-1的抑制率在85-99％，部分化合物(化合物I-2至I-8)的抑制率高达91-99％；同时，部分多取代萘醌衍生物(化合物I-2～I-8)对SJSA-1的IC50值在6.77-15.07μM之间，表明本发明的多取代萘醌衍生物可抑制人骨肉瘤细胞，可制备成为治疗人骨肉瘤细胞的药物进行应用。
表4多取代萘醌衍生物对SJSA-1细胞的抑制活性
化合物编号 抑制率(％)
I-1 84.52±3.08
I-2 94.28±0.00
I-3 91.39±0.20
I-4 99.05±0.11
I-5 98.89±0.11
I-6 95.11±0.09
I-7 93.68±0.56
I-8 98.97±0.22
I-9 86.33±1.79
I-10 89.65±0.45
表5多取代萘醌衍生物对SJSA-1细胞的IC50
Figure BDA0003133654350000111
Figure BDA0003133654350000121
(ND:not detected)
实施例4多取代萘醌衍生物对乳腺癌细胞的抑制活性
1、测定采用的人乳腺癌细胞为：乳腺癌细胞(MCF-7)(购买自武汉普诺赛生物科技有限公司)；
2、采用CCK-8法测定多取代萘醌衍生物对人乳腺癌细胞增殖的抑制效果，其中，MCF-7细胞的抑制率的具体测定过程如下：
1)于96孔板中加入用完全完全培养基配制的100μL细胞悬液(细胞接种量为5000个/孔)，其中向空白孔中加入不含细胞的100μL细胞培养液作为对照，将接种好的96孔培养板放在培养箱中预培养24小时(37℃，5％CO2)；
2)向培养板中加入1.0μL用DMSO溶解的待测化合物(化合物I-1至I-10)溶液使其最终浓度为20μM，其中于阴性对照孔和空白孔中加入1.0μLDMSO溶液；
3)加入待测化合物48小时后，将96孔培养板从培养箱中取出并观察细胞生长状态；然后向每孔中加入10μL CCK-8溶液(Cell Counting Kits-8)，将培养板放置培养箱中孵育2小时；
4)用Gen5酶标仪测定96孔培养板中的各孔在450nm处的吸光度；根据下列的抑制率计算公式计算各化合物对肿瘤细胞的抑制活性：
抑制率＝【(Ac-As)/(Ac-Ab)】×100％，其中，As为样品孔；Ab为空白孔；Ac为阴性对照孔。
MCF-7细胞的IC50的具体测定过程如下：
1)将MCF-7细胞株用完全培养基(DMEM培养基，含10％胎牛血清，1％青霉素-链霉素)制成单细胞悬液，取100μL接种于96孔培养板中，单细胞悬液的浓度为5000细胞/孔，其中于空白孔中加入100μL不含细胞的完全培养基，然后置于CO2培养箱中(37℃，5％CO2，95％空气)培养过夜；
2)使用DMSO溶解多取代萘醌衍生物(化合物I-1至I-10)，配制成10mM的母液；向培养板中加入0.5μL 8个梯度(2.5mM、1.87mM、1.41mM、1.05mM、0.79mM、0.59mM、0.44mM、0.33μM)的待测化合物溶液，其中于阴性对照孔和空白孔中加入0.5μL DMSO溶液，于CO2培养箱中培养48小时；
3)培养48h后，将96孔培养板从培养箱中取出并观察细胞生长状态；然后吸走96孔板中的培养基并加入100μL新鲜的完全培养基，并于每孔细胞加入10μL的CCK-8试剂，37℃孵育2小时后，使用Biotek多功能酶标仪测450nm处的吸光度A，计算肿瘤细胞的存活率；存活率的计算方法为：(A药物处理组-A空白对照)/(A阴性对照组-A空白对照)×100％，A为吸光度；
(4)用GraphPad Prism8计算出细胞的活性比率和IC50(IC50指抑制50％细胞生长所需的药物浓度)；测定结果如表6、7所示。
从表6、表7可知，本发明的多取代萘醌衍生物对MCF-7乳腺癌细胞表现出明显的抑制作用，其中化合物I-1至化合物I-7对MCF-7的抑制率在52-98％，部分化合物(化合物I-1与化合物I-2)的抑制率高达93-98％；同时，部分多取代萘醌衍生物(化合物I-1和化合物I-2)对MCF-7的IC50值在7.38-10.03μM，表明本发明的多取代萘醌衍生物可抑制乳腺癌细胞，可制备成为治疗乳腺癌细胞的药物进行应用。
表6多取代萘醌衍生物对MCF-7细胞的抑制活性
化合物编号 抑制率(％)
I-1 93.83±1.92
I-2 98.54±0.00
I-3 52.80±2.07
I-4 88.37±1.19
I-5 61.79±1.59
I-6 60.84±2.73
I-7 72.07±1.99
I-8 29.59±3.26
I-9 35.82±2.07
I-10 41.22±5.56
表7多取代萘醌衍生物对MCF-7细胞的IC50
Figure BDA0003133654350000131
Figure BDA0003133654350000141
(ND:not detected)
综合实施例2-4可见，本发明的多取代萘醌衍生物具有很好的抗肿瘤作用，尤其是对结直肠腺癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞具有很好的抑制作用，在抗肿瘤作用方面具有很大的应用价值，有望制备成抗肿瘤药物，尤其是抗结直肠癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞的药物。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多取代萘醌衍生物，其特征在于，所述衍生物具有如通式（Ⅰ）所示的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
式中：R1选自乙氧基、二苯基甲氧基、D-薄荷醇基；
R2选自噻吩、苯基、对溴基苯基、对甲氧基苯基、2,4,6-三甲基苯基；
R3选自氢、硝基；
R4选自氢、氟、溴。
2.一种多取代萘醌衍生物，其特征在于，所述多取代萘醌衍生物选自下列化合物中的至少一种：
Figure 88146DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 536445DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 847341DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 770779DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure DEST_PATH_IMAGE009
、
Figure 381889DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure DEST_PATH_IMAGE011
。
3.权利要求1所述的多取代萘醌衍生物的制备方法，其特征在于，根据下列反应式，将式SI-1和式SI-2所示的化合物混溶于有机溶剂中，并加入金属催化剂，经反应后制备得到式（Ⅰ）所示的多取代萘醌衍生物：
Figure 735510DEST_PATH_IMAGE012
；
反应式中的R1 、R2 、R3、 R4与权利要求1相同。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，式SI-1所示化合物、式SI-2所示化合物和金属催化剂的反应摩尔比为(1-2):(1.2-2.0):(0.01-0.05)。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，反应的温度为28-32℃，时间为12-36h。
6.权利要求1或2所述的多取代萘醌衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于，所述肿瘤选自结直肠腺癌、骨肉瘤和乳腺癌。
7.权利要求1或2所述的多取代萘醌衍生物在制备抑制肿瘤细胞增殖的药物中的应用，其特征在于，所述肿瘤细胞选自结直肠腺癌细胞、骨肉瘤细胞和乳腺癌细胞。
8.一种抗肿瘤药物，其特征在于，包括权利要求1或2所述的多取代萘醌衍生物以及药学上可接受的载体。
9.一种抑制肿瘤细胞增殖的药物，其特征在于，包括权利要求1或2所述的多取代萘醌衍生物以及药学上可接受的载体。
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