具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法转让专利

申请号 : CN201510248696.4

文献号 : CN104876913B

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发明人 : 姜玉钦何兴赵亚茹李兴丰郭妞薛载坤王雪伟李言言徐桂清李伟

申请人 : 河南师范大学

摘要 :

本发明公开了一种具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,属于抗肿瘤药物的合成技术领域。本发明的技术方案要点为:以4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物和叠氮化合物为原料,以铜丝为催化剂,以超临界流体为反应溶剂,在超临界反应装置中反应制得4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物。本发明将超临界流体技术应用于合成4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的过程中,不仅减少了反应溶剂的使用,而且使化学反应更加迅速、节约时间、降低能耗、绿色环保,在“click”步骤中使用的催化剂为电线中的细铜丝,分离催化剂时只需用镊子取出即可,操作极其简单且可循环多次使用。

权利要求 :

1.具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,其特征在于:以4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物 和叠氮化合物为原料,以铜丝为催化剂,以超临界二氧化碳流体为反应溶剂,在超临界反应装置中反应制得4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物,其结构通式为,其中取代基R为Cl、CH3、NO2、Br或F中的一种或多种,取代基R为苯环上的邻位、间位或对位。

2.根据权利要求1所述的具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,其特征在于具体步骤为:称取4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物、叠氮化合物和催化剂铜丝置于超临界反应装置中,于60-80℃反应0.5-2h,反应完毕后用二氯甲烷将反应体系从超临界反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂铜丝,旋除溶剂,柱层析纯化得到4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物。

3.根据权利要求1或2所述的具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,其特征在于:所述的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物是以丙酮为溶剂,碳酸钾为缚酸剂,4,6-二甲基-2-巯基嘧啶和溴丙炔为原料反应制得的,其中

4,6-二甲基-2-巯基嘧啶、溴丙炔和缚酸剂碳酸钾的摩尔比为1:2.5:2。

4.根据权利要求1所述的具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,其特征在于:所述的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备过程中4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物、叠氮化合物和催化剂铜丝的摩尔比为1:1-2:0.11-2.18。

5.根据权利要求1所述的具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,其特征在于:所述的催化剂是从铜线中抽出的铜丝。

说明书 :

具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类

化合物的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于抗肿瘤活性药物的合成技术领域,具体涉及一种具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法。

背景技术

[0002] 嘧啶是一类由2个氮原子和4个碳原子构成的含有共扼二键的六元杂环,嘧啶环的2,4,5,6位均可以发生取代反应,生成相应的取代嘧啶类化合物。尽管嘧啶在自然界中并不存在,但是嘧啶类化合物是生命活动中一类很重要的物质,广泛存在于人体及生物体内,如核酸中最常见的形成DNA和RNA的五种碱基中的三种即是嘧啶的衍生物:胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。在农药和医药中,含嘧啶环的化合物也占有很重要的地位。含嘧啶杂环的农药除了在杀虫、杀菌和除草三大领域起着重要作用外,还在植物生产调节剂等方面有着广泛作用,而含嘧啶杂环的医药主要集中在抗病毒和抗肿瘤方面,如5-氟尿嘧啶、伊马替尼等。4,
6-二甲基-2-巯基嘧啶是一种含有巯基的嘧啶环类化合物,具有抗白血病、抗甲状腺肿大、抗真菌、抗肿瘤和抗结核菌生长等作用,在医学上具有潜在的应用前景,同时可以用作金属缓冲剂或电镀添加剂(化学与生物工程, 2007, 10: 77-78)。另外,已经报道巯基嘧啶可以和许多过渡金属形成单齿或双齿配合物,以及形成稳定的四元环螯合物或通过N、S原子与三个金属原子形成簇配合物,这些金属配合物也同样具有生物活性,能产生抗菌、抗惊厥和抗痉挛的作用(Inorg. Biochem., 1997, 65(3): 207-217)。
[0003] 2001年,Meldal和Sharpless分别独立发现了铜催化叠氮化物端基炔类化合物的加成反应(CuAAC),该反应具有原料易得,反应操作简单,条件温和,产物收率高,立体选择性好,产物易纯化、反应后处理及产物分离简单方便等特点。1,2,3-三氮唑基团在化学以及医药领域具有十分重要的地位,许多含有1,2,3-三氮唑环结构的化合物,因具有很好的生理活性而被开发成各种药物。例如:β-内酰胺抗生素他唑巴坦,它是继克拉维酸、舒巴坦两种抑制剂之后的第三种应用于临床的β-内酰胺酶抑制剂。此外,“点击反应”后生成的氮杂唑基团具有芳香环的稳定性,不易分解,可耐受强酸、强碱,并能在多种氧化还原条件下保持稳定(J. Org. Chem., 2003, 68: 5381-5383)。
[0004] 超临界流体萃取技术的兴起虽然只有数十年时间,但由于这种技术的优越性能和良好的应用前景,许多科研人员进行了广泛深入的研究,现已初步实现工业化,成为超临界流体技术中最成熟、应用最广泛的一种。临界流体具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力,同时兼具低黏度,低表面张力的特性,使得超临界流体能够迅速渗透进入微孔隙的物质。因此用于萃取时萃取速率比液体快速而有效,尤其是溶解能力可随温度、压力和极性而变化。超临界流体作为反应介质主要有:超临界H2O和超临界CO2作为溶剂的化学反应。研究超临界流体化学反应现已成为开发绿色化学最为活跃的项目,特别是超临界CO2。超临界CO2的最大优点是无毒、不可燃及廉价等。二氧化碳在超临界的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力。超临界二氧化碳的临界温度是31.26℃,临界压强是7.3MPa,可操作性强,超临界条件容易满足。将超临界技术应用于化学发应,不仅可以使反应体系物料接触更充分、有效碰撞增加,也更契合“绿色化学”的主题。

发明内容

[0005] 本发明解决的技术问题是提供了一种工艺简单、反应迅速且节能环保的具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法。
[0006] 本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案,具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,其特征在于:以4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物 和叠氮化合物 为原料,以铜丝为催化剂,以
超临界流体为反应溶剂,在超临界反应装置中反应制得4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物,其结构通式为 ,其中取代基R为Cl、CH3、NO2、Br或F中
的一种或多种,取代基R为苯环上的邻位、间位或对位。
[0007] 进一步限定,具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法,具体步骤为:称取4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物、叠氮化合物和催化剂铜丝置于超临界反应装置中,于60-80℃反应0.5-2h,反应完毕后用二氯甲烷将反应体系从超临界反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂铜丝,旋除溶剂,柱层析纯化得到4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物。
[0008] 进一步限定,所述的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基化合物是以丙酮为溶剂,碳酸钾为缚酸剂,4,6-二甲基-2-巯基嘧啶和溴丙炔为原料反应制得的,其中4,6-二甲基-2-巯基嘧啶、溴丙炔和缚酸剂碳酸钾的摩尔比为1:2.5:2。
[0009] 进一步限定,所述的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备过程中4,6-二甲基-2-巯基嘧啶端基炔类化合物、叠氮化合物和催化剂铜丝的摩尔比为1:1-2:0.11-2.18。
[0010] 进一步限定,所述的催化剂是从铜线中抽出的铜丝。所述的超临界流体为超临界二氧化碳流体。
[0011] 本发明所述的具有抗肿瘤活性的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的制备方法中的具体反应方程式为:
[0012] 。
[0013] 本发明具有以下优点:(1)根据药物拼合原理,将具有抗白血病、抗抗真菌、抗肿瘤等作用的4, 6-二甲基-2-巯基嘧啶和具有抗HIV病毒、抗肿瘤等活性的1,2,3-三唑环链接起来,发挥良好的抗肿瘤等作用;(2)将超临界流体技术应用于合成4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物的过程中,不仅减少了反应溶剂的使用,而且使化学反应更加迅速、节约时间、降低能耗、绿色环保;(3)本发明在“click”步骤中使用的催化剂为电线中的细铜丝,在分离催化剂时只需用镊子取出即可,操作极其简单且可循环多次使用。

具体实施方式

[0014] 以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明,但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
[0015] 制备过程中的反应方程式为:
[0016]
[0017] 实施例1
[0018] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、154.51mg(1mmol)邻叠氮基氯苯和绕成弹簧状的7.0mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=60℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为
9.0MPa),反应2h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取
1
出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物1 328.2mg,收率98.91%。H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.93 (s, 1H), 7.47 (m, 1H), 7.42 (m, 1H), 7.32 (m, 2H), 6.63 (s, 1H), 4.47 (s, 2H), 2.29 (s, 6H)。
[0019] 实施例2
[0020] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、184.28mg(1.2mmol)间叠氮基氯苯和绕成弹簧状的22.7mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至4.5MPa (稳定后为8.9MPa),反应1.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物2 329.5mg,收率99.30%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.97 (s, 1H), 7.74 (s, 1H), 7.60 (d, 1H), 7.44 (t, 1H), 7.39 (d, 1H), 6.75 (s, 1H), 4.58 (s, 2H), 2.43 (s, 6H)。
[0021] 实施例3
[0022] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、266.01mg(2mmol)对叠氮基甲苯和绕成弹簧状的110.8mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=80℃,二氧化碳充至4.0MPa (稳定后为
11.9MPa),反应1.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物3 309.2mg,收率99.42%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.93 (s, 1H), 7.56 (d, 2H), 7.29 (d, 2H), 6.74 (s, 1H), 
4.59 (s, 2H), 2.44 (d, 9H)。
[0023] 实施例4
[0024] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、266.01mg(2mmol)邻叠氮基甲苯和绕成弹簧状的67.8mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为
8.5MPa),反应0.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物4 308.3mg,收率99.13%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ =7.67 (s, 1H), 7.27 (t, 1H), 7.23 (d, 1H), 7.19 (d, 2H), 6.64 (s, 1H), 4.49 (s, 2H), 2.30 (s, 6H), 2.07 (s, 3H)。
[0025] 实施例5
[0026] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、164.01mg(1mmol)邻叠氮基硝基苯和绕成弹簧状的10.8mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为8.8MPa),反应0.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物5 336.7mg,收率98.34%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 8.05 (t, 1H), 7.84 (s, 1H), 7.80 (m, 1H), 7.78 (m, 2H), 6.75 (s, 1H), 4.59 (s, 2H), 2.44 (s, 6H)。
[0027] 实施例6
[0028] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、164.01mg(1mmol)对叠氮基硝基苯和绕成弹簧状的75.6mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为8.3MPa),反应0.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊1
子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物6 338.3mg,收率98.81%。H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 8.39 (d, 2H), 8.10 (s, 1H), 7.94 (d, 2H), 6.76 (s, 2H), 
4.59 (s, 2H), 2.43 (s, 6H)。
[0029] 实施例7
[0030] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、164.01mg(1mmol)间叠氮基硝基苯和绕成弹簧状的8.3mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为9.8MPa),反应0.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物7 335.8mg,收率98.08%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 8.54 (s, 1H), 8.28 (d, 1H), 8.15 (d, 1H), 8.10 (s, 1H), 7.74 (t, 1H), 6.76 (s, 1H), 4.60 (s, 2H), 2.44 (s, 6H)。
[0031] 实施例8
[0032] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、237.60mg(1.2mmol)对叠氮基溴苯和绕成弹簧状的140.0mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为10.3MPa),反应0.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物8 374.8mg,收率99.61%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.59 (s, 1H), 7.58 (t, 4H), 6.72 (s, 1H), 4.55 (s, 2H), 2.40 (s, 6H)。
[0033] 实施例9
[0034] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、164.53mg(1.2mmol)邻叠氮基氟苯和绕成弹簧状的126.7mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为10.0MPa),反应1.0h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用1
镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物9 314.1mg,收率99.60%。H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 8.12 (d, 1H), 7.97 (t, 1H), 7.41 (q, 1H), 7.28 (q, 2H), 
6.73 (s, 1H), 4.58 (s, 2H), 2.43 (s, 6H)。
[0035] 实施例10
[0036] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、161.10mg(1.2mmol)2,6-二甲基-4-叠氮基甲苯和绕成弹簧状的125.1mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=80℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为11.1MPa),反应2.0h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将反应体系从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物10 337.5mg,收率
99.56%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ= 7.55 (s, 1H), 6.96 (s, 2H), 6.72 (s, 1H), 
4.60 (s, 2H), 2.40 (s, 6H), 2.33 (s, 3H), 1.91 (s, 6H)。
[0037] 实施例11
[0038] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、142.80mg(1.2mmol)苯基叠氮和绕成弹簧状的110.6mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为
10.9MPa),反应2.0h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将产物从反应装置中溶出,然后用镊子取
1
出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物11 296.1mg,收率99.57%。H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.97 (s, 1H), 7.67 (d, 2H), 7.48 (t, 2H), 7.41 (t, 1H), 6.73 (s, 1H), 4.58 (s, 2H), 2.41 (s, 6H)。
[0039] 实施例12
[0040] 将178.25mg(1mmol)化合物(Ⅲ)、213.78mg(1.2mmol)2-硝基-6-叠氮基甲苯和绕成弹簧状的40.3mg细铜丝依次加入超临界反应装置中,设定T=70℃,二氧化碳充至5.0MPa (稳定后为9.0MPa),反应1.5h,反应完毕后用5mL二氯甲烷将产物从反应装置中溶出,然后用镊子取出催化剂细铜丝,旋除溶剂,柱色谱提纯得化合物12 350.7mg,收率98.40%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 8.02 (d, 1H), 7.76 (s, 1H), 7.61 (d, 1H), 7.51 (t, 1H), 6.75 (s, 1H), 4.60 (s, 2H), 2.42 (s, 6H), 2.25 (s, 3H)。
[0041] 实施例13
[0042] 生物活性测定
[0043] 取12个1.5mL灭菌后的离心管,分别编号1-12,对应12种实施例合成的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物,用DMSO配成10mg/mL溶液,另取一灭菌后的离心管只加入DMSO作空白,振荡混匀后置于4℃冰箱备用。用DMEM培养液将艾氏腹水癌细胞稀释至3×106个/mL。用96孔培养板,每孔加上述细胞培养液0.2mL。将本发明所合成的12种4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物和5-氟尿嘧啶分别加至上述培养液中每孔20mL,
5-氟尿嘧啶作对照,体外抗肿瘤活性试验数据见下表:
[0044]
[0045] 实施例14
[0046] 生物活性测定
[0047] 取12个1.5mL灭菌后的离心管,分别编号1-12,对应12种实施例合成的4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物,用DMSO配成10mg/mL溶液,另取一灭菌后的离心管只加入DMSO作空白,振荡混匀后置于4℃冰箱备用。用RPMI-1640培养液将肝癌细胞BEL-7402稀释至1×105个/mL。用96孔培养板, 每孔加上述细胞培养液0.2mL。将本发明所合成的12种4,6-二甲基-2-巯基嘧啶-1,2,3-三氮唑类化合物和5-氟尿嘧啶分别加至上述培养液中每孔20mL,5-氟尿嘧啶作对照,体外抗肿瘤活性试验数据见下表:
[0048]
[0049] 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。