CN113527332B - 具有生物活性的卡波特韦衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

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CN113527332B CN202110235642.XA CN202110235642A CN113527332B CN 113527332 B CN113527332 B CN 113527332B CN 202110235642 A CN202110235642 A CN 202110235642A CN 113527332 B CN113527332 B CN 113527332B
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Abstract

本发明属于药物化学合成技术领域，具体涉及一种具有生物活性的卡波特韦衍生物及其制备方法和应用。所述的卡波特韦衍生物，其结构式如下：
Figure DDA0002959953830000011
其中：R1为甲基或氢；R2为亚甲基、异丙基、苯基、苄基、含氮杂环、含硫杂环或含氧杂环；R3为氢、甲基、乙基、苯基、苄基、含氮杂环、含硫杂环或含氧杂环。其制备方法是1‑(2,2‑二甲氧基乙基)‑1,4‑二氢‑3‑甲氧基‑4‑氧代‑2,5‑吡啶二甲酸‑2‑甲酯脱保护成醛，先与氨基丁醇环合后，再与氨基化合物发生酰化反应；或者先与氨基化合物反应后，再与氨基丙醇环合；最后与叠氮经click反应，得到目标化合物。本发明的衍生物对人体肿瘤细胞具有增殖抑制活性。

Description

具有生物活性的卡波特韦衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于药物化学合成技术领域，具体涉及一种具有生物活性的卡波特韦衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
人类免疫缺陷病(human immunodeficiency virus,HIV)于1981年在美国首次发现，是一种感染人类免疫***细胞的慢病毒(lentivirus)，属逆转录病毒的一类。该病毒破坏人体的免疫能力，导致免疫***失去抵抗力，从而导致各种疾病及癌症得以在人体内生存，最终导致艾滋病，即获得性免疫缺陷综合征，至今无有效根治疗法。高效抗逆转录病毒疗法(Highly Active Antiretroviral Therapy,HAART)是艾滋病的常规治疗方法，该方法采用一个基础药物与两个核苷类逆转录酶抑制剂联合应用。整合酶抑制剂通过抑制HIV逆转录生成的双链DNA整合至宿主染色体发挥抗HIV活性，可作为基础药物使用。
卡波特韦是一种安全高效且具有较高基因屏障和良好药代特性的整合酶抑制剂，是由美国葛兰素史克旗下公司所研发，通过与整合酶活性部位结合来阻断逆转录病毒脱氧核糖核酸(DNA)整合的链转移步骤。
Figure BDA0002959953820000011
肿瘤是当今世界危及人类生命的一种常见的严重疾病，已成为导致人类死亡的“第二大杀手”。目前上市的绝大多数化疗药物不良反应较多，很多患者不能耐受以致死亡。因此，抗肿瘤药物的研究开发在当今生命科学领域中极富挑战性而且意义重大。因为HIV会降低人体免疫力，进而会导致病人容易患各种肿瘤，而且目前关于卡波特韦的研究主要在抗HIV方面，还没有发现其能够应用到治疗别的疾病。本发明对卡波特韦进行结构改造，以卡波特韦为母核，根据生物活性亚结构拼接原理，通过click反应设计合成了一系列1,2,3-三氮唑类衍生物，并且我们利用MTT法评价了目标化合物对多种人肿瘤细胞增殖抑制活性。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种具有生物活性的卡波特韦衍生物，对多种人肿瘤细胞增殖抑制活性强，本发明同时提供其制备方法和应用。
本发明所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物，其结构式如下：
Figure BDA0002959953820000021
其中：
R1为甲基或氢；
R2为亚甲基、异丙基、苯基、苄基、含氮杂环、含硫杂环或含氧杂环；
R3为氢、甲基、乙基、苯基、苄基、含氮杂环、含硫杂环或含氧杂环。
其为A、B、C或D中的一种或多种的混合物；
Figure BDA0002959953820000022
所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，包括以下步骤：
(1)1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯脱保护成醛后，与氨基丙醇环合得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸；再与氨基化合物经酰化反应得到酰化产物；
或者
1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯与氨基化合物反应后，再与氨基丙醇环合，得到酰化产物；
(2)酰化产物与叠氮经click反应，得到目标化合物。
其中，
一、步骤(1)如下：
①将1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯加入甲酸中，在氩气保护下加热至60-70℃，反应2-4h；浓缩，加入乙腈，再加入氨基丙醇和三氟甲磺酸镁的混合物或氨基丙醇，回流反应2-40h；TLC检测原料反应完全，浓缩后加入二氯甲烷和水，调节反应液pH为2-3，分出下层有机相，浓缩得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸；
所述的1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯、氨基丙醇的摩尔比为1:1-2；所述的氨基丙醇为S-1-氨基-2-丙醇或1-氨基-2-丙醇；
②6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸与氨基苯乙炔酰化，得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(X)甲酰胺；
其中，X为2-炔基苯氨基、3-炔基苯氨基或炔丙基；所述的氨基苯乙炔为2-氨基苯乙炔、3-氨基苯乙炔或炔丙胺。
进一步优选，
步骤(1)中的②如下：
室温下，将6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸，2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯，N,N-二异丙基乙胺，3-氨基苯乙炔或2-氨基苯乙炔，N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应11-13h；TLC显示反应完成，将反应液加入水中，析出固体，抽滤后烘干得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(X)甲酰胺；
所述的6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸、3-氨基苯乙炔或2-氨基苯乙炔摩尔比为1:1-2；
或者步骤(1)中的②如下：
氮气保护下，将6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸加入甲基叔丁基醚中，再加入N,N'-羰基二咪唑，升温至60-80℃搅拌2-4h，停止加热，滴加溶有炔丙胺的甲基叔丁基醚的溶液，然后在室温反应1-3h，加水，减压蒸去溶剂，加入二氯甲烷萃取，浓缩后得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(炔丙基)甲酰胺；
所述的6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸、炔丙胺摩尔比为1:1-3。
二、步骤(1)还可以如下：
①室温条件下，1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯，2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯，N,N-二异丙基乙胺，氨基苯乙炔和N,N-二甲基甲酰胺，在氩气保护下，室温反应；TLC显示反应完成，将反应液加入水中，析出固体，抽滤，烘干1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-二甲酸吡啶-2-甲酸甲酯-5-(X)甲酰胺；
其中，X为2-炔基苯氨基、3-炔基苯氨基或炔丙基；所述的氨基苯乙炔为2-氨基苯乙炔、3-氨基苯乙炔或炔丙胺；所述的1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯、氨基苯乙炔的摩尔比为1:1-2；
②将1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-二甲酸吡啶-2-甲酸甲酯-5-(X)甲酰胺加入到无水甲酸中，氩气保护下，加热至60-70℃；反应2-4h后，真空浓缩后加入乙腈，搅拌使溶解，加入氨基丙醇或氨基丙醇与氯化钙的混合物或氨基丙醇与氧化钙的混合物或氨基丙醇与硫酸铝的混合物，加热至回流，反应5-30h，真空浓缩后加入二氯甲烷，搅拌下加入水，分出下层有机相，浓缩，纯化，得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(X)甲酰胺；
其中，X为2-炔基苯胺基、3-炔基苯胺基或炔丙基；所述的1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-二甲酸吡啶-2-甲酸甲酯-5-(X)甲酰胺、氨基丙醇的摩尔比为1:1-2；氨基丙醇为S-1-氨基-2-丙醇或1-氨基-2-丙醇。
三、步骤(2)按照如下之一进行：
酰化产物与叠氮直接经click反应，得到目标化合物A；目标化合物A脱甲基，得到目标化合物B；或者酰化产物脱甲基后再与叠氮发生click反应，得到目标化合物B。
1、步骤(2)如下：将叠氮、酰化产物、叔丁醇、水、四氢呋喃、五水硫酸铜和抗坏血酸钠混合，在50-70℃下反应，TLC监控原料反应完全，得到黄色液体，加入二氯甲烷，过滤，萃取，干燥，蒸除溶剂得到目标化合物A；目标化合物A和无水溴化锂反应得到目标化合物B；
所述的叠氮为苄基叠氮、2-溴苄基叠氮、2-乙基苯基叠氮、3,5-二(三氟甲基)苯基叠氮、2-氟苯基叠氮、4-三氟甲基苯基叠氮、2-甲基-3-硝基苯基叠氮、4-氟苯基叠氮、3-硝基苯基叠氮、4-乙基苯基叠氮、2-三氟甲氧基苯基叠氮、4-三氟甲基苄基叠氮或2-三氟甲基苯基叠氮。
2、步骤(2)还可以如下：酰化产物和无水溴化锂反应脱甲基后，再将叠氮、脱甲基后的酰化产物、叔丁醇、水、四氢呋喃、五水硫酸铜和抗坏血酸钠混合，在50-70℃下反应，TLC监控原料反应完全，得到黄色液体，加入二氯甲烷，过滤，萃取，干燥，蒸除溶剂得到目标化合物B；
所述的叠氮为苄基叠氮、2-溴苄基叠氮、2-乙基苯基叠氮、3,5-二(三氟甲基)苯基叠氮、2-氟苯基叠氮、4-三氟甲基苯基叠氮、2-甲基-3-硝基苯基叠氮、4-氟苯基叠氮、3-硝基苯基叠氮、4-乙基苯基叠氮、2-三氟甲氧基苯基叠氮、4-三氟甲基苄基叠氮或2-三氟甲基苯基叠氮。
本发明中所述的目标化合物A、目标化合物B均为本发明的目标化合物。
所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的应用，是将卡波特韦衍生物制备抗癌药物。
本发明的有益效果如下：
1、本发明以卡波特韦为先导化合物，利用药物拼接原理，通过click反应，将卡波特韦结构中的苄基变为1,2,3-三氮唑结构，同时保留了甲氧基，得到一系列结构新颖的化合物，对多种人肿瘤细胞增殖抑制活性强，具有显著的应用价值。
2、本发明同时发现卡波特韦衍生物的其他几个手性化合物及其混合物也同时具有抗肿瘤活性，扩大了应用范围。
3、在对关键中间体3-b合成过程中，由于酰胺化后酸性减弱，不利于后面的与手性氨基醇小分子的环合，因此需要加入酸性吸水剂，如硫酸铝、氧化钙或者氯化钙，既能够减少未环合副产物
Figure BDA0002959953820000051
的产生，又能够提高手性纯度。
4、本发明对制备卡波特韦衍生物关键中间体的方法进行了优化，提高了其收率。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步详细说明。
化合物1：1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯；
化合物2-a：(3S)-6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸；
化合物2-b：6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸；
化合物2-c：(3S,11aR)-6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸；
化合物3-a：(3S)-6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(3-炔基苯氨基)甲酰胺；
化合物3-b：(3S,11aR)-6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(3-炔基苯氨基)甲酰胺；
化合物4：1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-二甲酸吡啶-2-甲酸甲酯-5-(3-炔基苯氨基)甲酰胺；
化合物5：(3S,11aR)-6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(2-炔基苯氨基)甲酰胺；
化合物6：(3S,11aR)-6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(炔丙基)甲酰胺；
化合物7：(3S,11aR)-6-羟基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(3-炔基苯氨基)甲酰胺。
实施例1
Figure BDA0002959953820000061
把化合物1(5g)加入到无水甲酸30mL中，在氩气保护下，搅拌条件下加热至65℃；反应约3h后，真空浓缩后加入乙腈50mL，再加入S-1-氨基-2-丙醇1.7g，加热至回流，反应3h，TLC检测原料反应完全；真空浓缩后加入二氯甲烷50mL，搅拌下加入水20mL，用稀盐酸调节pH为2～3，分出下层有机相，上层水相用二氯甲烷10mL萃取三次，合并有机相，用饱和食盐水50mL洗涤3次；然后在真空条件下浓缩得到粗品，最后在甲醇中重结晶纯化得到纯品化合物2-a(4.1g)；其中，A类构型：B类构型约为1:1；1H NMR(400MHz,DMSO-d6):15.46(d,J＝8.0Hz,1H),8.76(d,J＝4.0Hz,1H),5.53-5.32(m,1H),4.97-4.77(m,1H),4.47-4.35(m,1H),4.20-4.07(m,2H),3.90(d,J＝4.0Hz,3H),3.25-3.03(m,1H),1.36-1.29(m,3H).
实施例2
Figure BDA0002959953820000062
把化合物1(5g)加入到无水甲酸30mL中，在氩气保护下，搅拌条件下加热至65℃；反应约3h，真空浓缩后加入乙腈100mL，再加入1-氨基-2-丙醇2.4g，加热至回流，反应10h后真空浓缩，加入二氯甲烷100mL，搅拌下加入水50mL，用稀盐酸调节pH为2～3，分出下层有机相，上层水相用二氯甲烷30mL萃取三次，合并有机相，用饱和食盐水50mL洗涤3次；然后在真空条件下浓缩得到粗品，最后在甲醇中重结晶纯化得到纯品化合物2-b(4.3g)；其中，A类构型:B类构型:C类构型:D类构型约为1:1:1:1；LC-MS(ESI)：293[M-H]-。
实施例3
Figure BDA0002959953820000071
把化合物1(5g)加入到无水甲酸30mL中，在氩气保护下，搅拌条件下加热至65℃；反应约3h后，真空浓缩后加入乙腈50mL，再加入S-1-氨基-2-丙醇1.7g和三氟甲磺酸镁5g，加热至回流，反应36h，TLC检测原料反应完全；在浓缩反应液后加入二氯甲烷50mL，搅拌下加入水20mL，用稀盐酸调节pH为2～3，分出下层有机相，上层水相用二氯甲烷10mL萃取三次，合并有机相，用饱和食盐水50mL洗涤3次；然后在真空条件下浓缩得到粗品，最后在甲醇中重结晶纯化得到纯品化合物2-c(2.1g)。
实施例4
Figure BDA0002959953820000072
在室温条件下，在反应瓶中加入化合物2-a(3g)，2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯3.8g，N,N-二异丙基乙胺2.5g，间氨基苯乙炔2.3g和N,N-二甲基甲酰胺50mL，搅拌反应12h；TLC显示反应完成，把反应液加入水50mL中，有大量固体析出，烘干得到化合物3-a(3.6g)；1H NMR(400MHz,DMSO-d6):12.53(s,1H),8.69(s,1H),7.95(s,1H),7.58(s,1H),7.38(s,1H),7.23(s,1H),5.52-5.32(m,1H),4.96-4.77(m,1H),4.44-4.36(m,1H),4.22-4.02(m,2H),3.89(s,3H),3.24-3.03(m,1H),2.89-2.73(m,1H),1.35-1.23(m,3H).
实施例5
Figure BDA0002959953820000073
在室温条件下，在反应瓶中加入化合物1(16g)，2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯20g，N,N-二异丙基乙胺12.5g，间氨基苯乙炔12g和N,N-二甲基甲酰胺500mL，在氩气保护下，室温搅拌反应，TLC显示反应完成，把反应液加入水500mL中，有大量固体析出，抽滤，烘干得到化合物4(15.7g)。
实施例6
Figure BDA0002959953820000081
把化合物4(2g)加入到无水甲酸10mL中，在氩气保护下，搅拌条件下加热至65℃；反应约3.5h后，真空浓缩后加入乙腈10mL，搅拌使溶解，加入S-1-氨基-2-丙醇(0.55g)，加热至回流，反应36h，真空浓缩后加入二氯甲烷200mL，搅拌下加入水10mL，分出下层有机相，上层水相用二氯甲烷50mL萃取三次，合并有机相，浓缩后，经硅胶柱层析分离纯化得到化合物3-b(0.88g)，LC-MS(ESI)：394[M+H]+。
实施例7
Figure BDA0002959953820000082
把化合物4(2g)加入到无水甲酸10mL中，在氩气保护下，搅拌条件下加热至65℃；反应约3.5h后，真空浓缩后加入乙腈10mL，搅拌使溶解，加入S-1-氨基-2-丙醇(0.55g)和氯化钙2g，搅拌10min后加热至回流，反应11h，真空浓缩后加入二氯甲烷200mL，搅拌下加入水10mL，分出下层有机相，上层水相用二氯甲烷50mL萃取三次，合并有机相，浓缩后，甲醇中重结晶纯化得到化合物3-b(1.63g)，LC-MS(ESI)：394[M+H]+。
实施例8
Figure BDA0002959953820000083
把化合物4(2g)加入到无水甲酸10mL中，在氩气保护下，搅拌条件下加热至65℃；反应约3.5h后，真空浓缩后加入乙腈10mL，搅拌使溶解，加入S-1-氨基-2-丙醇0.55g和氧化钙2g，搅拌10min后加热至回流，反应11h，真空浓缩后加入二氯甲烷200mL，搅拌下加入水10mL，分出下层有机相，上层水相用二氯甲烷50mL萃取三次，合并有机相，浓缩后，经柱层析分离纯化得到化合物3-b(1.14g)，LC-MS(ESI)：394[M+H]+。
实施例9
Figure BDA0002959953820000091
把化合物4(2g)加入到无水甲酸10mL中，在氩气保护下，搅拌条件下加热至65℃；反应约3.5h后，真空浓缩后加入乙腈10mL，搅拌使溶解，加入S-1-氨基-2-丙醇0.55g和硫酸铝2g，搅拌10min后加热至回流，反应7h，真空浓缩后加入二氯甲烷200mL，搅拌下加入水10mL，分出下层有机相，上层水相用二氯甲烷50mL萃取三次，合并有机相，用饱和食盐水10mL洗涤3次；然后在真空条件下浓缩得到粗品，最后经柱层析分离纯化得到化合物3-b(1.02g)，LC-MS(ESI)：394[M+H]+。
实施例10
Figure BDA0002959953820000092
在室温条件下，在反应瓶中加入化合物2-c(3g)，2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯3.8g，N,N-二异丙基乙胺2.5g，2-氨基苯乙炔2.3g和N,N-二甲基甲酰胺50mL，搅拌反应12h；TLC显示反应完成，把反应液加入水500mL中，有大量固体析出，充分的打浆数小时后，抽滤，烘干得到化合物5(3.3g)。
实施例11
Figure BDA0002959953820000093
在氮气保护下把化合物2-c(10.0g)加入甲基叔丁基醚150mL，再加入N,N'-羰基二咪唑5.5g，缓慢升温至70℃搅拌3h，停止加热，滴加炔丙胺5.5g溶于甲基叔丁基醚20mL的溶液，然后在室温反应2h，加水100mL，减压蒸去甲基叔丁基醚，加入二氯甲烷100mL萃取，分层，水层再用二氯甲烷100mL萃取2次，合并有机相浓缩后得到类化合物6(7.7g)；LC-MS(ESI)：332[M+H]+。
实施例12
Figure BDA0002959953820000101
在反应瓶中，把化合物3-b(40g)和无水溴化锂(26g)加入到无水四氢呋喃300mL中，室温搅拌均匀；然后缓慢升温至回流，保持该温度搅拌1.5h，TLC检测反应原料消失，冷却至室温，加入水200mL，搅拌20min；真空浓缩后加入二氯甲烷400mL，室温搅拌下加入2N盐酸溶液调节反应液pH为2～4，萃取，分层，水相用二氯甲烷300mL萃取三次，合并有机相，有机相浓缩得到化合物7(24g)；LC-MS(ESI)：380[M+H]+。
实施例13
Figure BDA0002959953820000102
在反应瓶中，依次加入2-三氟甲基苯基叠氮0.5g、化合物3-a(0.5g)，叔丁醇10mL，四氢呋喃10mL和水10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇重结晶得到目标化合物8-a(0.44g)；1H NMR(400MHz,DMSO-d6):12.60(d,J＝8.0Hz,1H),9.10(s,1H),8.72(s,1H),8.25(s,1H),8.08(d,J＝8.0Hz,1H),7.96(t,J1＝8.0Hz,J2＝16.0Hz,1H),7.80-7.70(m,3H),7.69(d,J＝8.0Hz,1H),7.50(t,J1＝8.0Hz,J2＝8.0Hz,1H),5.54-5.34(m,1H),4.98-4.79(m,1H),4.46-4.36(m,1H),4.19-4.05(m,2H),3.92(d,J＝4.0Hz,3H),3.25-3.04(m,1H),1.37-1.30(m,3H).
实施例14
Figure BDA0002959953820000103
在500mL反应瓶中，依次加入2-乙基苯基叠氮0.5g、化合物3-a(0.5g)，叔丁醇10mL，水10mL，四氢呋喃10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇重结晶得到目标化合物8-b(0.41g)；1H NMR(400MHz,DMSO-d6):12.60(d,J＝8.0Hz,1H),9.02(s,1H),8.72(s,1H),8.22(s,1H),7.84(d,J＝8.0Hz,1H),7.69(d,J＝8.0Hz,1H),7.59-7.45(m,5H),5.54-5.34(m,1H),4.98-4.80(m,1H),4.46-4.36(m,1H),4.19-4.04(m,2H),3.92(d,J＝4.0Hz,3H),3.25-3.04(m,1H),2.54(t,J1＝8.0Hz,J2＝8.0Hz,2H),1.37-1.30(m,3H),1.07(t,J1＝8.0Hz,J2＝8.0Hz,3H).
实施例15
Figure BDA0002959953820000111
在500mL反应瓶中，依次加入3,5-二(三氟甲基)苯基叠氮0.5g、化合物3-a(0.5g)，叔丁醇10mL，水10mL，四氢呋喃10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇重结晶得到目标化合物8-c(0.32g)；1H NMR(400MHz,DMSO-d6):12.64(s,1H),9.69(s,1H),8.71(s,3H),8.31(s,1H),8.17(s,1H),7.88(s,1H),7.69(s,1H),7.52(s,1H),5.54-5.35(m,1H),4.98-4.79(m,1H),4.45-4.38(m,1H),4.18-4.05(m,1H),3.91(s,3H),3.26-3.05(m,1H),1.37-1.31(m,3H),1.11(s,1H).
实施例16
Figure BDA0002959953820000112
在反应瓶中，依次加入3-三氟甲基苯基叠氮0.5g、化合物7(0.5g)，叔丁醇10mL，四氢呋喃10mL和水10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇重结晶得到目标化合物9-a(0.29g)；LC-MS(ESI)：567[M+H]+。
实施例17
Figure BDA0002959953820000113
在500mL反应瓶中，依次加入3-硝基苯基叠氮0.5g、化合物3-b(0.5g)，叔丁醇10mL，水10mL，四氢呋喃10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇重结晶得到目标化合物9-b(0.14g)；LC-MS(ESI)：558[M+H]+。
实施例18
Figure BDA0002959953820000121
在反应瓶中，依次加入2-三氟甲基苯基叠氮0.5g、化合物5(0.5g)，叔丁醇10mL，四氢呋喃10mL和水10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇重结晶得到目标化合物10(0.21g)；LC-MS(ESI)：581[M+H]+。
实施例19
Figure BDA0002959953820000122
在反应瓶中，依次加入2-乙基苯基叠氮0.5g、化合物6(0.5g)，叔丁醇10mL，四氢呋喃10mL和水10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇重结晶得到目标化合物11(0.29g)；LC-MS(ESI)：479[M+H]+。
实施例20
Figure BDA0002959953820000123
在500mL反应瓶中，依次加入2-三氟甲氧基苯基叠氮0.5g、化合物3-a(0.5g)，叔丁醇10mL，水10mL，四氢呋喃10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇洗涤后得到目标化合物12(0.411g)；LC-MS(ESI)：597[M+H]+。
实施例21
Figure BDA0002959953820000131
在500mL反应瓶中，依次加入4-三氟甲基苄基叠氮0.5g、化合物3-a(0.5g)，叔丁醇10mL，水10mL，四氢呋喃10mL，五水硫酸铜0.25g和抗坏血酸钠0.5g，在60℃条件下反应，TLC监控原料反应完全，用二氯甲烷萃取两次，有机相经无水硫酸镁干燥后，蒸除溶剂后用甲醇洗涤后得到目标化合物13(0.286g)；LC-MS(ESI)：595[M+H]+。
实施例22
从CO2培养箱中取出肺癌细胞A549和肺癌细胞H1985以及肺纤维细胞CCD19细胞培养瓶，分别进行如下操作：在酒精灯旁进行无菌操作，打开皿盖，吸出培养液于废液缸中，用2mL的PBS洗培养皿中的培养液两次，用0.25％的胰蛋白酶进行消化，待观察发现出现细胞间隙增大、细胞变成小圆圈形状时终止消化，使用移液枪吹打培养皿底部使细胞脱落，将所得的细胞悬浮液转移至无菌离心管中，设置离心机为800r/min，3min，进行离心，然后缓慢倾倒离心管中的上清液，加入2～5mL的培养液，于倒置显微镜下进行细胞计数。根据计数结果，将细胞接种于96孔板中，每孔细胞数目为3000个。将96孔板放入37℃，5％CO2培养箱中培养24h。
将药物分子配制至所需浓度：20μmol/L，10μmol/L，5μmol/L，2.5μmol/L。从CO2培养箱中取出96孔板，每孔加入100μL的含药培养基，每种浓度的药物同时设3个复孔。作为空白实验的孔，加入等体积的相应培养液。将其置于37℃、5％CO2培养箱中培养72h。每一种药物都用同一批次不同代数的细胞进行三次实验。72小时后，在避光条件下，每孔加入5mg/mL的MTT溶液10μL，继续放入CO2培养箱中培养4h，吸取上清液，每孔加入100μL DMSO，放置摇床10min使其混合均匀，用酶标仪在490nm波长处测定其吸光度OD值，其细胞增殖抑制率计算方法如下：细胞增殖抑制率＝[OD对照-OD实验]/OD对照×100％；经过检测目标化合物8-a对肺癌细胞A549，H1975，还有肺纤维细胞CCD19细胞的抑制数据IC50分别为1～3μmol/L，6～8μmol/L和7～9μmol/L；化合物8-b和8-c对A549的活性分别优于11和9-b。我们发现该药物分子对A549细胞具有一定的抑制效果，而且毒性较低。
实施例23
从CO2培养箱中取出肿瘤细胞H460，Huh7，SKOV3，HCT116，MVF-7，分别进行如下操作：在酒精灯旁进行无菌操作，打开皿盖，吸出培养液于废液缸中，用2mL的PBS洗培养皿中的细胞1次，然后用0.25％的胰酶消化，待观察到细胞间隙增大、细胞变成小圆圈形状时终止消化，使用移液枪吹打培养皿底部使细胞脱落。将所得的细胞悬浮液转移至无菌15ml离心管中，800r/min，2min，进行离心，然后缓慢倾倒离心管，除去上清液，留底部细胞，加入3mL的培养液，于倒置显微镜下进行细胞计数。根据计数结果，用相应的培养液将其配制成1×104cells/mL的单细胞悬液，然后接种于96孔板中，每孔100μL。将96孔板放入37℃，5％CO2培养箱中培养24h。
将所得到的药物分子配制至所需浓度：0.4，2.0，10.0，20.0，50.0μmol/L。从CO2培养箱中取出96孔板，除去上清液，每孔加入100μL的含药培养基，同时设5个复孔。作为空白实验的孔，加入等体积的相应培养液。然后将加了药物的96孔板置于37℃、5％CO2培养箱中分别培养72h。每一种药物都用同一批次不同代数的细胞进行三次实验。72小时后，在避光条件下，去除上清液，按照每100uL培养液加10uL的CCK8检测液配置混合液，向96孔板细胞中每孔加100ul混合液，包括空白对照孔。继续放入CO2培养箱中培养1h，用酶标仪在450nm波长处测定其吸光度OD值，样品OD值减去空白OD值，计算比较细胞活性。
实施例13所得化合物8-a对这5种肿瘤细胞的抑制活性分别为31.2，26.6，12.7，31.4，11.5μmol/L；实施例14所得化合物8-b对这5种肿瘤细胞的抑制活性分别为7.2，21.2，24.1，60.3，59.8μmol/L；实施例15所得化合物8-c对这5种肿瘤细胞的抑制活性分别为130.5，28.7，74.7，195.0，71.8μmol/L；实施例20所得到的化合物12对这5种肿瘤细胞的抑制活性分别为4.7，6.5，4.9，24.1，27.9μmol/L；实施例21所得到的化合物13对这5种肿瘤细胞的抑制活性分别为25.5，7.2，5.7，16.1，8.9μmol/L。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种具有生物活性的卡波特韦衍生物，其特征在于，其结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中：
R1为甲基或氢；
R2为亚甲基、异丙基、苯基或苄基；
R3为氢、甲基、乙基、苯基或苄基。
2.根据权利要求1所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物，其特征在于，其为A、B、C或D中的一种或多种的混合物；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
3.一种权利要求1或2所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯脱保护成醛后，与氨基丙醇环合得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸；再与氨基化合物经酰化反应得到酰化产物；
或者
1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯与氨基化合物反应后，再与氨基丙醇环合，得到酰化产物；
（2）酰化产物与叠氮经click反应，得到目标化合物。
4.根据权利要求3所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，其特征在于，
步骤（1）如下：
①将1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯加入甲酸中，在氩气保护下加热至60-70℃，反应2-4h；浓缩，加入乙腈，再加入氨基丙醇和三氟甲磺酸镁的混合物或氨基丙醇，回流反应2-40h；TLC检测原料反应完全，浓缩后加入二氯甲烷和水，调节反应液pH为2-3，分出下层有机相，浓缩得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸；
所述的1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯、氨基丙醇的摩尔比为1:1-2；所述的氨基丙醇为S-1-氨基-2-丙醇或1-氨基-2-丙醇；
②6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸与氨基苯乙炔酰化，得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(X)甲酰胺；
其中，X为2-炔基苯氨基、3-炔基苯氨基或炔丙基；所述的氨基苯乙炔为2-氨基苯乙炔、3-氨基苯乙炔或炔丙胺。
5.根据权利要求4所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，其特征在于，
步骤（1）中的②如下：
室温下，将6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸，2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯，N,N-二异丙基乙胺，3-氨基苯乙炔或2-氨基苯乙炔，N,N-二甲基甲酰胺，搅拌反应11-13h；TLC显示反应完成，将反应液加入水中，析出固体，抽滤后烘干得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(X)甲酰胺；
所述的6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸、3-氨基苯乙炔或2-氨基苯乙炔摩尔比为1:1-2；
或者步骤（1）中的②如下：
氮气保护下，将6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸加入甲基叔丁基醚中，再加入N,N'-羰基二咪唑，升温至60-80℃搅拌2-4h，停止加热，滴加溶有炔丙胺的甲基叔丁基醚的溶液，然后在室温反应1-3h，加水，减压蒸去溶剂，加入二氯甲烷萃取，浓缩后得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(炔丙基)甲酰胺；
所述的6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-羧酸、炔丙胺摩尔比为1:1-3。
6.根据权利要求3所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，其特征在于，
步骤（1）如下：
①室温条件下，1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯，2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯，N,N-二异丙基乙胺，氨基苯乙炔和N,N-二甲基甲酰胺，在氩气保护下，室温反应；TLC显示反应完成，将反应液加入水中，析出固体，抽滤，烘干1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-二甲酸吡啶-2-甲酸甲酯-5-(X)甲酰胺；
其中，X为2-炔基苯氨基、3-炔基苯氨基或炔丙基；所述的氨基苯乙炔为2-氨基苯乙炔、3-氨基苯乙炔或炔丙胺；所述的1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-吡啶二甲酸-2-甲酯、氨基苯乙炔的摩尔比为1:1-2；
②将1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-二甲酸吡啶-2-甲酸甲酯-5-(X)甲酰胺加入到无水甲酸中，氩气保护下，加热至60-70℃；反应2-4h后，真空浓缩后加入乙腈，搅拌使溶解，加入氨基丙醇或氨基丙醇与氯化钙的混合物或氨基丙醇与氧化钙的混合物或氨基丙醇与硫酸铝的混合物，加热至回流，反应5-30h，真空浓缩后加入二氯甲烷，搅拌下加入水，分出下层有机相，浓缩，纯化，得到6-甲氧基-3-甲基-5,7-二氧-2,3,5,7,11,11a-六氢噁唑[3,2-a]吡啶[1,2-d]吡嗪-8-(X)甲酰胺；
其中，X为2-炔基苯胺基、3-炔基苯胺基或炔丙基；所述的1-(2,2-二甲氧基乙基)-1,4-二氢-3-甲氧基-4-氧代-2,5-二甲酸吡啶-2-甲酸甲酯-5-(X)甲酰胺、氨基丙醇的摩尔比为1:1-2；氨基丙醇为S-1-氨基-2-丙醇或1-氨基-2-丙醇。
7.根据权利要求3所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，其特征在于，
步骤（2）按照如下之一进行：
酰化产物与叠氮直接经click反应，得到目标化合物A；目标化合物A脱甲基，得到目标化合物B；或者酰化产物脱甲基后再与叠氮发生click反应，得到目标化合物B。
8.根据权利要求7所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，其特征在于，
步骤（2）如下：将叠氮、酰化产物、叔丁醇、水、四氢呋喃、五水硫酸铜和抗坏血酸钠混合，在50-70℃下反应，TLC监控原料反应完全，得到黄色液体，加入二氯甲烷，过滤，萃取，干燥，蒸除溶剂得到目标化合物A；目标化合物A和无水溴化锂反应得到目标化合物B；
所述的叠氮为苄基叠氮、2-溴苄基叠氮、2-乙基苯基叠氮、3,5-二（三氟甲基）苯基叠氮、2-氟苯基叠氮、4-三氟甲基苯基叠氮、2-甲基-3-硝基苯基叠氮、4-氟苯基叠氮、3-硝基苯基叠氮、4-乙基苯基叠氮、2-三氟甲氧基苯基叠氮、4-三氟甲基苄基叠氮或2-三氟甲基苯基叠氮。
9.根据权利要求7所述的具有生物活性的卡波特韦衍生物的制备方法，其特征在于，
步骤（2）如下：酰化产物和无水溴化锂反应脱甲基后，再将叠氮、脱甲基后的酰化产物、叔丁醇、水、四氢呋喃、五水硫酸铜和抗坏血酸钠混合，在50-70℃下反应，TLC监控原料反应完全，得到黄色液体，加入二氯甲烷，过滤，萃取，干燥，蒸除溶剂得到目标化合物B；
所述的叠氮为苄基叠氮、2-溴苄基叠氮、2-乙基苯基叠氮、3,5-二（三氟甲基）苯基叠氮、2-氟苯基叠氮、4-三氟甲基苯基叠氮、2-甲基-3-硝基苯基叠氮、4-氟苯基叠氮、3-硝基苯基叠氮、4-乙基苯基叠氮、2-三氟甲氧基苯基叠氮、4-三氟甲基苄基叠氮或2-三氟甲基苯基叠氮。
10.一种具有生物活性的卡波特韦衍生物的应用，其特征在于，将卡波特韦衍生物制备抗肺癌、肝癌、卵巢癌或结肠癌的药物。
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