含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮及其制法和用途转让专利
申请号 : CN201610244141.7
文献号 : CN105859618B
文献日 : 2018-01-02
发明人 : 唐石 , 邓佑林 , 李捷 , 李增增
申请人 : 吉首大学
摘要 :
本发明公开了一种含环烷基腈基团的异喹啉‑1,3(2H,4H)‑二酮化合物及其制法和用途。该化合物具有如式（I）所示结构，制备方法是以N‑异丁烯酰基‑N‑烷基苯甲酰胺为反应起始物，1,1，‑偶氮二环己腈为自由基源物质，K3PO4作为碱，以DMF作为溶剂，反应在空气环境下进行，反应温度为85度。反应8小时后，经柱层析或薄层色谱分离提纯得到。该类化合物对前列腺癌细胞LNCap细胞表现非常高抑制效果，特别是其中一两种表现为非常有前途，这为发现治疗前列腺癌的先导化合物提供了极佳契机；且合成反应操作简单，无需任何金属催化剂，反应体系温和，条件简单，成本低，得率高，具有极大的推广应用价值。
权利要求 :
1.一种含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物的制备方法，其特征在于：
以N-异丁烯酰基-N-烷基苯甲酰胺为底物，1,1，-偶氮二环己腈为自由基源，K3PO4作为碱，以DMF作为溶剂，反应在空气环境下进行，反应温度为85度，反应8小时后，用乙酸乙酯萃取，然后用饱和食盐水洗，收集有机层，经干燥，浓缩，柱层析或薄层色谱得到目标产物，即含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮类化合物 (I)，产率为60-85%之间，其反应通式如下：其中，R1 为H, 4-Cl, 4-F, 4-Me, 4-OMe, 4-Br, 3-Cl, 2-OMe，2-Me中任意一种，R2为n-Bu, i-Pr, -Me, -CH2Ph, -CH2CO2Et中任意一种。
说明书 :
含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮及其制法和用途
技术领域
[0001] 本发明涉及一类含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮及其制法和用途。
背景技术
[0002] 在众多杂环化合物中，异喹啉酮及其衍生物由于其显著的药理和生物活性受到人们的广泛关注，它们表现重要生理活性，如镇痛，抗肿瘤，HIV-I RT 抑制剂， 5-HT3受体受体拮抗剂等。因此发展腈基取代的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物合成方法具有重要实践和理论价值。
[0003] 迄今为止，含环己烷甲腈取代的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮合成方法尚未见报道，，我们发现苯甲酰胺类化合物能在无金属催化条件下，与1,1-偶氮二环己腈在温和的反应条件下发生串联加成/环化反应，有效地将环己烷甲腈基团引进异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮。
此合成方法简单方便，产率高，在无任何过渡金属催化剂存在下一步成环。主要副产物为无害氮气气体，表现“绿色”和“原子经济性”特性，因此具有极高的实用推广价值。而且通过肿瘤抑制试验，此化合物对前列腺癌LNCap细胞表现非常高的抑制活性，为发现抗前列腺肿瘤的异喹啉酮类先导化合物提供了重要契机。
此合成方法简单方便，产率高，在无任何过渡金属催化剂存在下一步成环。主要副产物为无害氮气气体，表现“绿色”和“原子经济性”特性，因此具有极高的实用推广价值。而且通过肿瘤抑制试验，此化合物对前列腺癌LNCap细胞表现非常高的抑制活性，为发现抗前列腺肿瘤的异喹啉酮类先导化合物提供了重要契机。
发明内容
[0004] 本发明就是克服现有技术的不足，提供一种具有重要生物活性的全新的含环烷基腈基团取代的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物及其制备方法。
[0005] 为了实现本发明目的，本发明提供了含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物的合成路线，其结构式如下式所示：
[0006]
[0007] 其中，R1可为H, 4-Cl, 4-F, 4-Me, 4-CF, 4-OMe, 4-Br, 3-Cl, 2-OMe, 2-Me等中任意一种，R2可为n-Bu, i-Pr, -Me, -CH2Ph, -CH2CO2Et等中任意一种。
[0008] 上述含环烷基腈基团取代的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物的制备方案如下：
[0009] 以N-异丙酰基-N-烷基苯甲酰胺（II）为底物， K3PO4作为碱，以DMF (N,N-二甲基甲酰胺)作为溶剂，反应在空气环境下进行，反应温度为85度，反应8小时后，在通过串联的自由基加成/C-H环化过程合成得到产物（I），收率为60-80%之间, 其反应式如下：
[0010]
[0011] 反应通式中R1,R2可以是如下各组所示：
[0012] 1: R1 = H, R2 = n-Bu
[0013] 2: R1 = H, R2 = i-Pr
[0014] 3: R1 = H, R2 = Me
[0015] 4: R1 = 4-Cl, R2 = n-Bu
[0016] 5: R1 = 4-Cl, R2 = i-Pr
[0017] 6: R1 = 4-F, R2 = CH2CO2Et
[0018] 7: R1 = 4-F, R2 = Me
[0019] 8: R1 = 4-Me, R2 = n-Bu
[0020] 9: R1 = 4-Me, R2 = CH2Ph
[0021] 10: R1 = 2-Me, R2 = n-Bu
[0022] 11: R1 = 2-Me, R2 = i-Pr
[0023] 12: R1 = 4-Br, R2 = n-Bu
[0024] 13: R1 = 4-OMe, R2 = i-Pr
[0025] 14: R1 = 3-Cl, R2 = n-Bu
[0026] 15: R1 = 3-Cl, R2 = Me
[0027] 16: R1 = 4-CF3, R2 = n-Bu
[0028] 17: R1 = 4-CF3, R2 = Me
[0029] 上述反应中：以 K3PO4作为碱，以DMF (N,N-二甲基甲酰胺)作为溶剂，在空气的环境下进行，反应温度为85度，反应结束后加乙酸乙酯萃取，然后用饱和食盐水洗，收集有机层，经干燥，浓缩，柱层析（或薄层色谱）得到反应产物。
[0030] 本发明得到的含环烷基腈基团取代的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物对前列腺癌LNCap细胞也具有一定的抑制活性，为前列腺癌治疗药物的开发和应用提供了新的选择，且制备方法具有反应操作简单，反应体系温和，条件简单，成本低，得率高，具有极大的推广应用价值。
具体实施方式
[0031] 下面将结合具体实例对本发明作进一步的说明
[0032] 原料合成
[0033] 反应原料N-异丁酰基-N-丁基苯酰胺化合物（B）的制备，可由苯甲酰氯通过如化学式1所示的两个简单的合成步骤得到，也可直接购买。
[0034]
[0035] 化学式1
[0036] 步骤一：
[0037] 在100 mL圆底烧瓶中加入苯甲酰氯（10 mmol）和干燥二氯甲烷10 mL，然后将此混合物在冰浴条件下加入溶于少量干燥二氯甲烷的三乙胺（18 mmol，1.8 eq）和同样溶于少量干燥二氯甲烷的一正丁胺（10 mmol，1 eq）搅拌5 min, 撤去冰浴然后在室温下反应2-6 h。混合物经饱和食盐水洗，过滤，蒸馏除去滤液后得粗产物。以乙酸乙酯和石油醚（v:v = 1:10）为洗脱液，利用柱层析法分离得中间苯甲酰丁胺C。
[0038] 步骤二：
[0039] 然后在另一个100 mL圆底烧瓶中加入α-甲基丙烯酸（10 mmol）和干燥二氯甲烷10 mL，然后慢慢加入溶于5-8 mL干燥二氯甲烷当量草酰氯（12.5 mmol，1.25 eq），加入3-5滴DMF，然后在敞开体系常温反应1-2 h。反应完之后，在冰浴条件下往反应所得的混合物中加入溶于少量干燥二氯甲烷的三乙胺（18 mmol，1.8 eq），然后加入上一步所得中间体苯甲酰丁胺C，升高温度至室温继续反应3-8 h。反应结束后，加入乙酸乙酯，然后利用食盐水洗，水相再用乙酸乙酯萃取。收集有机相，干燥，浓缩，利用柱层析法分离得产物N-丁基-N-二甲基-4丙烯苯甲酰胺，淡黄色液体，产率 78%。
[0040] 其中产物的结构是根据产物的核磁(1H NMR和13C NMR)数据相比较来确定的。
[0041] 化合物A结构表征：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.05 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.70 (t,J = 7.5 Hz, 1H), 7.66 (t, J = 7.6 Hz, 2H),5.79 (s, 1H), 5.70 (s, 1H),
4.12 (m,2H), 1.98 (s, 3H), 1.56 (s, 2H), 1.31 (m, 2H), 0.90 (t, J = 7.3Hz,
3H), 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 172.4, 164.5, 141.4, 134.2, 131.3, 128.8,
127.5 ,124.8, 118.1，41.8, 29.5, 19.8, 19.5, 13.8;; HRMS m/z (EI) calcd forC15H20NO2 [M]+ 246.1489, found: 246.1492.
4.12 (m,2H), 1.98 (s, 3H), 1.56 (s, 2H), 1.31 (m, 2H), 0.90 (t, J = 7.3Hz,
3H), 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 172.4, 164.5, 141.4, 134.2, 131.3, 128.8,
127.5 ,124.8, 118.1，41.8, 29.5, 19.8, 19.5, 13.8;; HRMS m/z (EI) calcd forC15H20NO2 [M]+ 246.1489, found: 246.1492.
[0042] 按照上述实施例中的制备方法，同样还可以制备以下N-异丙酰基-N-烷基苯甲酰胺衍生物（II），反应通式如下：
[0043]
[0044] 反应通式中R1,R2可以是如下各组所示：
[0045] 1: R1 = H, R2 = n-Bu
[0046] 2: R1 = H, R2 = i-Pr
[0047] 3: R1 = H, R2 = Me
[0048] 4: R1 = 4-Cl, R2 = n-Bu
[0049] 5: R1 = 4-Cl, R2 = i-Pr
[0050] 6: R1 = 4-F, R2 = CH2CO2Et
[0051] 7: R1 = 4-F, R2 = Me
[0052] 8: R1 = 4-Me, R2 = n-Bu
[0053] 9: R1 = 4-Me, R2 = CH2Ph
[0054] 10: R1 = 2-Me, R2 = n-Bu
[0055] 11: R1 = 2-Me, R2 = i-Pr
[0056] 12: R1 = 4-Br, R2 = n-Bu
[0057] 13: R1 = 4-OMe, R2 = i-Pr
[0058] 14: R1 = 3-Cl, R2 = n-Bu
[0059] 15: R1 = 3-Cl, R2 = Me
[0060] 16: R1 = 4-CF3, R2 = n-Bu
[0061] 17: R1 = 4-CF3, R2 = Me
[0062] 目标产物（I）的制备
[0063] 本发明提供的目标产物含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物（I）制备方法, 以1-(2-丁基-4-甲基-1,3-二氧-1,2,3,4-四氢异喹啉基)-环己烷甲腈 (A)的制备为例
[0064]
[0065] 在反应管中依次加入N-异丙酰基-N-烷基苯甲酰胺苯甲酰胺(1 mmol)，1，1，-偶氮二环己腈（4.0 mmol，4 equiv），K3PO4 (2.0 mmol，2 equiv)，加DMF (5.0 mL)作为溶剂，在空气中放入到70度的油浴锅中反应，反应结束后(通常6-8 h)后，加入乙酸乙酯，然后利用食盐水洗，水相再用乙酸乙酯萃取。收集有机相，干燥，浓缩，利用柱层析法分离得产物1-（2-丁基-4-甲基-1，3-二氧-1，2，3，4-四氢异喹啉基）-环己烷甲腈（A），淡黄色液体，产率85%。
[0066] 其中产物的结构是根据产物的核磁(1H NMR和13C NMR)数据相比较来确定的。
[0067] 产物A结构表征：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.30 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.73 – 7.60 (m, 1H), 7.58 – 7.44 (m, 2H), 4.10 – 3.95 (m, 2H), 2.75 (d, J =
14.6 Hz, 1H), 2.35 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 1.63 – 1.54 (m, 5H), 1.55 – 1.34 (m,
7H), 1.30 – 0.99 (m, 5H), 0.96 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 175.6, 163.7, 141.3, 133.7, 129.4, 128.1, 126.7, 124.7, 121.5, 49.8, 45.7,
40.6, 38.2, 37.0, 35.8, 33.9, 29.6, 24.8, 23.1, 22.5, 20.4, 13.8; HRMS m/z (ESI) calcd for C22H29N2O2 [M+H]+ 353.2224, found: 353.2221.
14.6 Hz, 1H), 2.35 (d, J = 14.6 Hz, 1H), 1.63 – 1.54 (m, 5H), 1.55 – 1.34 (m,
7H), 1.30 – 0.99 (m, 5H), 0.96 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 175.6, 163.7, 141.3, 133.7, 129.4, 128.1, 126.7, 124.7, 121.5, 49.8, 45.7,
40.6, 38.2, 37.0, 35.8, 33.9, 29.6, 24.8, 23.1, 22.5, 20.4, 13.8; HRMS m/z (ESI) calcd for C22H29N2O2 [M+H]+ 353.2224, found: 353.2221.
[0068] 按照上述实施例中的制备方法，同样还可以制备以下含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物（I），反应的通式如下：
[0069]
[0070] 反应通式中R1, R2可以是如下各组所示：
[0071] 1: R1 = H, R2 = n-Bu
[0072] 2: R1 = H, R2 = i-Pr
[0073] 3: R1 = H, R2 = Me
[0074] 4: R1 = 4-Cl, R2 = n-Bu
[0075] 5: R1 = 4-Cl, R2 = i-Pr
[0076] 6: R1 = 4-F, R2 = CH2CO2Et
[0077] 7: R1 = 4-F, R2 = Me
[0078] 8: R1 = 4-Me, R2 = n-Bu
[0079] 9: R1 = 4-Me, R2 = CH2Ph
[0080] 10: R1 = 2-Me, R2 = n-Bu
[0081] 11: R1 = 2-Me, R2 = i-Pr
[0082] 12: R1 = 4-Br, R2 = n-Bu
[0083] 13: R1 = 4-OMe, R2 = i-Pr
[0084] 14: R1 = 3-Cl, R2 = n-Bu
[0085] 15: R1 = 3-Cl, R2 = Me
[0086] 16: R1 = 4-CF3, R2 = n-Bu
[0087] 17: R1 = 4-CF3, R2 = Me
[0088] 从以上具体实施方式中可以看出，本发明的含环烷基腈基团的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮化合物（I）制备方法具有反应操作简单，无需任何金属催化剂，反应体系温和，条件简单，成本低，得率高，可以制备多种含环烷基腈基团取代的异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮衍生物，具有极大的推广应用价值。
[0089] 对比实施例1
[0090] 在反应管中依次加入N-丁基-N-二甲基丙烯苯甲酰胺(1.0 mmol)，三氟甲基磺酸（1.0 equiv），以二氯甲烷 (5.0 mL)作为溶剂，在50度温度条件下反应10 h。反应结束后，加入乙酸乙酯，然后利用食盐水洗，水相再用乙酸乙酯萃取。收集有机相，干燥，浓缩，利用柱层析法分离得产物2-丁基-4,4-二甲基-异喹啉-1,3(2H,4H)-二酮 ( D )，白色固体，产率49%。
[0091]
[0092] 化合物D结构表征，白色固体状物: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.30 (dd, J = 7.9, 1.2 Hz, 1H), 7.68 (m, 1H), 7.50 (td, J = 8.0, 1.1 Hz, 1H), 7.43 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 4.11 – 3.94 (m, 2H), 1.69 （s, 3H），1.67 (s, 3H), 1.61(m, 2H), 1.41 (dq, J = 14.8, 7.4 Hz, 2H), 0.97 (t, J = 7.3 Hz, 3H); HRMS m/z (ESI) calcd for C16H19F3NO2 [M+H]+ 245.1411, found: 245.1413.
[0093] 肿瘤抑制试验：
[0094] 选用对数生长期的贴壁前列腺癌LNCap细胞和肝癌Hep3B细胞，用胰酶消化后，用含
[0095] 10％小牛血清的RPMIl640 培养基配成5000 个/ml 的细胞悬液，接种在96 孔培养板中，每孔接种100μl，37度，5％ CO2培养至细胞单层铺满孔底。
[0096] 实验组换新的含不同浓度实施例样品的培养基，对照组则换含等体积溶剂的培养[0097] 基，每组设3 ～ 5 平行孔，37度，5％ CO2培养4 ～ 5d。
[0098] 弃去上清液，每孔加入100μl 新鲜配制的含0.2mg/ml MTT 的无血清培养基。37度[0099] 继续培养4h。小心弃上清，并加入100μl DMSO，用微型超声振荡器混匀后，在酶标仪上以试验波长为570nm，参比波长为450nm 测定光密度值。
[0100] 按下式计算药物对肿瘤细胞生长的抑制率：
[0101] 肿瘤细胞生长抑制率％＝ (1-OD 实验/OD 对照)×100％
[0102] 以同一样品的不同浓度对肿瘤细胞生长抑制率作图可得到剂量反应曲线，从中求[0103] 出样品的半数杀伤浓度IC50。
[0104] 表1 是本发明一些化合物对前列腺癌LNCap细胞的IC50值：
[0105] 表1化合物 IC50(μg/ml)
1 15.3
6 2.7
10 7.1
14 11.2
对比例1 102
1 15.3
6 2.7
10 7.1
14 11.2
对比例1 102
[0106] 表2 是本发明一些化合物对肝癌Hep3B细胞的IC50值：
[0107] 表2化合物 IC50(μg/ml)
1 13.5
6 12.4
10 21.1
14 18.8
对比例1 113.2
1 13.5
6 12.4
10 21.1
14 18.8
对比例1 113.2
[0108] 从以上生物活性测试数据可以看出，本发明的化合物6对前列腺癌LNCap细胞具有显著的抑制效果。
[0109] 上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。