吡唑并[1,5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物及其制备方法

摘要

本发明公开了吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物，其结构通式如下所示：式中，R1选自6-H、6-F、6-Cl或8-CH3中的一种，n＝1、2或3；同时公开了合成该化合物的方法，采用吲哚并[1，2-a]吡唑化合物为原料，通过成盐反应和偶联反应获得目标化合物；可以用于制备抗肿瘤药物。本发明提供了新的衍生物结构，有利于研究该类化合物的结构与抗肿瘤的药效之间的关系，有利于筛选出高效的化合物；同时制备方法简单，便于获得不同取代基的产物，且产率良好。

权利要求

1.一种吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物，其特征在于：采用下列结构通式表达：式中，R1选自6-H、6-F、6-Cl或8-CH3中的一种，n＝1、2或3。

2.权利要求1所述化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

3.权利要求1所述吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物的制备方法，包括以下步骤：(1)成盐反应：将吲哚并[1，2-a]吡唑化合物 三氟甲磺酸甲酯以摩尔比1∶2～3的比例，于氮气保护下，室温下搅拌反应，获得吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐(2)偶联反应：将步骤(1)所得的吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐与二甲氨基苯甲醛以摩尔比1.0∶1.3～1.5，于冰醋酸中回流制备获得吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物其中，R1选自6-H、6-F、6-Cl或8-CH3中的一种，n＝1、2或3。

说明书

吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生

物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一系列DNA拓扑异构酶抑制剂的制备，具体涉及吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物及其制备方法。

背景技术

[0002] DNA拓扑异构酶抑制剂已成为临床上极其重要的抗癌药物设计的靶点。拓扑异构酶分为两大类：拓扑异构酶I(topoisomerase I，TopoI)和拓扑异构酶II(topoisomerase II，Topo II)。Topo I催化DNA单链的断裂再连接反应：先切断双链DNA中的一条链，使链末端延螺旋轴按拧松超螺旋的方向转动，而后将切口结合；Topo II则同时切断DNA双链，使一段DNA通过切口，然后断端按原位连接而改变DNA的超螺旋状态。

[0003] 丝裂霉素C(Mitomycin C)属于DNA拓扑异构酶抑制剂中的一种，是从丛生链霉菌k中分离出来的，它在细胞内激活成还原型苯醌，随后转化成烷化剂，与DNA交联抑制DNA的合成。丝裂霉素C已经被应用于宫颈癌、大肠癌、直肠癌、乳腺癌、膀胱癌、头颈癌和肺癌的联合治疗。其结构式以及作用过程如下：

[0004]

[0005] 吡唑并[1，5-a]吲哚类化合物的骨架结构类似于丝裂霉素C(Mitomycin C)活性形式的骨架的结构，

[0006] 丝裂霉素C骨架： 4H-吡唑并[1，5-a]吲哚：

[0007] Hajime Katayama课题组最早报道了3-氧-3H-吡唑并[1，5-a]吲哚类化合物对癌细胞L1210，Hela，PC-1，KATOIII，LoVo，MCF-7的细胞毒性以及对鼠白血病细胞L1210的抗肿瘤活性，后来的研究进一步发现一些4H-吡唑并[1，5-a]吲哚类衍生物的三氟甲磺酸盐具有很强的抑制拓扑异构酶I和II的活性和很强的杀肿瘤细胞的活性，例如：

[0008] 其中R2＝Ph时，R1选自H、NMe2或NO2中的一种；R1＝NMe22 2
时，R ＝Me或者R ＝CH＝CHPh；

[0009] 以及

[0010] 在上述研究的基础上，Katayama课题组进一步研究了在2位和4位连接有不同取代基的4H-吡唑并[1，5-a]吲哚衍生物的三氟甲磺酸盐的活性，例如：

[0011]

[0012] 观察发现，该课题组仅对在吡唑[1，5-a]吲哚环的2位和4位引入了少数几种取代基的活性研究结果进行了报道，不利于充分研究该类化合物的结构和效果之间的关系。

[0013] 现有技术中，该类化合物的制备方法参见发表在日本化学与药学通报，2000，48(11)，1628-1633 上 的 文 章 Anti-cancer Activities ofPyrazolo[1，5-a]indole Derivatives，其合成路线如下：

[0014]

[0015] 利用上述方法仅可以在吡唑环上引入R取代基，不利于充分研究该类化合物的结构和效果之间的关系。如何引入其它取代基，开发具有自主知识产权的该类化合物对我国的制药行业具有积极的意义。

发明内容

[0016] 本发明的目的是弥补现有技术中的不足，提供新的吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物，增加取代基的种类，改变分子的骨架结构，从而可以筛选出高活性的抗肿瘤药物。

[0017] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物，其结构通式如下所示：

[0018]

[0019] 式中，R1选自6-H、6-F、6-Cl或8-CH3中的一种，n＝1、2或3。

[0020] 上述技术方案中，在所述吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物的吲哚环上引入了6-H、6-F、6-Cl或8-CH3基团，在吡唑的C边并有环烷烃，由此获得了多种新结构的衍生物，所述4位、6位和8位的位置编号如下所示：

[0021]

[0022] 上述化合物可用于制备抗肿瘤药物，特别是用于制备抗白血病药物。

[0023] 上述技术方案所述的吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物的制备方法包括以下步骤：

[0024] (1)成盐反应：将吲哚并[1，2-a]吡唑化合物 三氟甲磺酸甲酯以摩尔比1∶2～3的比例，于氮气保护下，室温下搅拌反应，获得吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐 其反应过程表示如下：

[0025]

[0026] (2)偶联反应：将步骤(1)所得的吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐与二甲氨基苯甲醛以摩尔比1.0∶1.3～1.5，于冰醋酸中回流制备吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物 其反应过程表示如下：

[0027]

[0028] 上述技术方案中，R1选自6-H、6-F、6-Cl或8-CH3中的一种，n＝1、2或3。

[0029] 本发明制备过程中所采用的吲哚并[1，2-a]吡唑化合物 的制备方法可参见发明人朱永明等人发表在Tetrahedron Letters，48，2007，6262-6266上的文章(Synthesis of pyrazolo[1，5-a]indoles viacopper(I)-catalyzed intramolecular amination)，其制备过程可表示如下：

[0030]

[0031] (1)酰化成二酮反应：将邻溴苯乙酸与草酰氯反应，获得相应的酰氯；再与另一酮于强碱下反应获得相应的二酮；

[0032] (2)缩合成吡唑反应：将二酮用水合肼处理，获得相应的吡唑化合物；

[0033] (3)环合反应：将相应的吡唑化合物在二氧六环中用碘化亚铜和1，10-啡啰啉作催化剂回流环合，获得相应吲哚并[1，2-a]吡唑化合物。

[0034] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

[0035] 1.由于在所述吡唑并[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐-4-二甲氨基苄烯衍生物的吲哚环上引入了6-H、6-F、6-Cl和8-CH3基团，在吡唑的C边并上了环烷烃，丰富了该类化合物的结构，从而有利于研究该类化合物的结构与抗肿瘤药效的关系，有利于筛选出高效的化合物；

[0036] 2.实验表明，本发明获得的化合物对于白血病细胞具有较强的抑制作用。

[0037] 3.本发明所述的制备方法工艺简单，产率良好，达到70％左右。

具体实施方式

[0038] 下面结合实施例对本发明作进一步描述：

[0039] 实施例一：制备6-甲基-11-(4-二甲氨基苄烯)-7，8，9，10-四氢-11H-吲哚[1，2-b]吲哒唑三氟甲磺酸盐

[0040] (1)负离子酰化：取4.30g的2-溴苯乙酸(2mmol)溶于50mL无水CH2Cl2中，搅拌下加入3.5mL草酰氯(4mmol)，室温下搅拌8小时至没有气体放出；减压蒸馏除去溶剂，得到的油状液体重新溶解于20mL无水CHCl3中；

[0041] 在三颈圆底烧瓶中将3.2mL1-(4-吗啡啉)-环己烯(0.02mol)、4.6mL三乙胺溶于20mL无水CHCl3中，在冰浴中预冷，搅拌下，将酰氯的无水CHCl3溶液通过滴液漏斗加入此三颈瓶，撤去冰浴，室温下搅拌4小时；

[0042] 减压蒸馏除去溶剂，得到粘稠的油状液体，加入6mol/L盐酸12mL，反应搅拌过夜，反应液用100mL的CH2Cl2萃取，有机相水洗(50mL×3)，无水Na2SO4干燥，抽滤除去Na2SO4，减压蒸馏除去溶剂得到油状液体。

[0043] (2)缩合反应：将步骤(1)所得油状粗产物重新溶解于50mL无水乙醇中，搅拌下加入15mL冰醋酸和15mL水合肼，室温下搅拌15分钟；

[0044] 加入100mL乙酸乙酯，混合溶液用饱和NaHCO3溶液洗涤(50mL×3)，饱和食盐水洗涤(50mL×3)，无水Na2SO4干燥，抽滤除去Na2SO4，减压蒸馏除去溶剂得到浅黄色油状液体；用石油醚：乙酸乙酯重结晶得到白色固体3-[2-溴苄基]-环己烷并[1，2-c]吡唑4.54g。
产率78％，熔点84-86℃。

[0045] (3)分子内环合：氮气保护下，将291mg的3-[2-溴苄基]-环己烷并[1，2-c]吡唑(1.0mmol)，10mg的CuI(0.05mmol)，18mg的1，10-啡啰啉(0.1mmol)和345mg的K2CO3(2.5mmol)置于圆底烧瓶中，加入2.5mL无水1，4-二氧六环，在油浴加热回流20小时。

[0046] 反应液用硅藻土滤过，减压蒸馏除去溶剂后，硅胶柱层析得到白色固体7，8，9，10-四氢-11H-吲哚并[1，2-b]吲哒唑191mg。产率91％，熔点104-106℃。

[0047] (4)甲基化反应：取420mg的7，8，9，10-四氢-11H-吲哚并[1，2-b]吲哒唑(2mmol)溶于10mL干燥的CH2Cl2，置于两颈瓶中，氮气保护下用注射器加入0.46mL的三氟甲磺酸甲酯(4mmol)，室温下搅拌20小时；

[0048] 减压蒸馏除去溶剂，闪柱硅胶柱层析得到白色固体6-甲基-7，8，9，10-四氢-11H-吲哚[1，2-b]吲哒唑三氟甲磺酸盐638mg，产率92％，熔点166-168℃。

[0049] (5)偶联反应：取374mg的6-甲基-7，8，9，10-四氢-11H-吲哚[1，2-b]吲哒唑三氟甲磺酸盐(1mmol)与对200mg的二甲氨基苯甲醛(1.35mmol)在75mL冰醋酸中回流2天；

[0050] 减压蒸馏除去溶剂，硅胶柱层析得深红色固体6-甲基-11-(4-二甲氨基苄烯)-7，8，9，10-四氢-11H-吲哚[1，2-b]吲哒唑三氟甲磺酸盐364mg。产率72％，熔点106-107℃。

[0051] 1H NMR(400MHz，DMSO-d6)ppm3.05(s，NMe2)，4.27(s，Me)。13CNMR(400MHz，DMSO-d6)24个碳原子。

[0052] MTT法检测本实施例获得的化合物对白血病细胞K562和HL-60的抑制活性，参考药物为11-乙基-9-羟基喜树碱，结果为：本实施例获得的化合物对白血病细胞K562和HL-60的抑制活性(IC50，μg/ml)分别为5.56和1.33；11-乙基-9-羟基喜树碱对白血病细胞K562和HL-60的抑制活性(IC50，μg/ml)分别为1.26和1.83。

[0053] 实施例二：制备1-甲基-4-(4-二甲氨基苄烯)-4H-环戊烷[1，2-c]吡唑[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐

[0054] 取392mg环戊烷并[1，2-c]吡唑并[1，5-a]吲哚(2mmol)溶于10mL干燥的CH2Cl2置于两颈瓶中，氮气保护下用注射器加入0.46mL三氟甲磺酸甲酯(4mmol)，室温下搅拌18小时；

[0055] 减压蒸馏除去溶剂，闪柱硅胶柱层析得到白色固体，将400mg的白色固体与对二甲氨基苯甲醛(2.7mmol)在150mL冰醋酸中回流2天，减压蒸馏除去溶剂，硅胶柱层析得深红色固体756mg1-甲基-4-(4-二甲氨基苄烯)-4H-环戊烷[1，2-c]吡唑[1，5-a]吲哚三氟甲磺酸盐。产率77％，熔点270-272℃。

[0056] 1H NMR(400MHz，DMSO-d6)ppm3.06(s，NMe2)，4.31(s，Me)。13CNMR(400MHz，DMSO-d6)23碳原子。

[0057] MTT法检测本实施例获得的化合物对白血病细胞K562和HL-60的抑制活性，参考药物为11-乙基-9-羟基喜树碱，结果为：本实施例获得的化合物对白血病细胞K562和HL-60的抑制活性(IC50，μg/ml)分别为4.88和1.21；11-乙基-9-羟基喜树碱对白血病细胞K562和HL-60的抑制活性(IC50，μg/ml)分别为1.26和1.83。