1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱及其用途转让专利

申请号 : CN201810407171.4

文献号 : CN108383839B

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发明人 : 沈美华徐华栋刘太上任杰

申请人 : 常州大学

摘要 :

本发明公开了六种新型结构的1,5‑氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱的结构及其用途。本发明是以乙烯基叠氮化合物为原料,通过分子内Alder烯反应制备获得1,5‑氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱。用MTT法测定了1,5‑氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱部分化合物对人宫颈癌细胞增殖的抑制作用,结果显示了1,5‑氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱的潜在抗肿瘤活性。

权利要求 :

1.1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱,其特征在于:所述的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱的结构通式为: ,其中,R6为苯基、对溴苯基、对氯苯基、对氟苯基、苄基、对甲苯磺酰基中的任一种;R7为氢、甲基、乙基、COOMe、COOEt中的任一种;R8为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种。

2.1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱,其特征在于:所述的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱的结构通式为: ,其中,X为碳原子、氮原子中的任一种;R8为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种;R12为氢、甲基、乙基、烯丙基、3,3-二甲基烯丙基中的任一种。

3.1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱,其特征在于:所述的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱的结构通式为: ,其中,R8为甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种。

4.如权利要求1-3任一项所述的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱用于制备抗宫颈癌肿瘤药物。

说明书 :

1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱及其用途

技术领域

[0001] 本发明涉及药物化学技术领域,具体涉及六种1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱,含所述1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱的制备及其用途。

背景技术

[0002] 包含1,5-氮杂螺[2,4]庚烷结构的化合物非常少,其有关的生物活性报道相应更少。2016年美国化学会Organic Letters(18,532-535)报道了如化学式1所示的螺-氮杂环丙烷羟吲哚的合成,该文献以亚磺酰亚胺类吲哚酮为起始原料,三甲基碘化亚砜为氧化锍盐,NaH作碱,通过现场生成硫叶立德与亚胺加成,获得1,5-氮杂螺[2,4]庚烷骨架结构,反应需要加入强碱,底物不易制备。除此之外,到目前为止,尚没有其它包含1,5-氮杂螺[2,4]庚烷骨架化合物合成及用途的报道。
[0003]

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是:基于1,5-氮杂螺[2,4]庚烷结构的严重缺乏及生物活性的空白,本发明提供六种1,5-氮杂螺[2,4]庚烷的新结构及其部分抗癌活性数据。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明提供了一类1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱及其制备方法和用途,采用的制备方法为:在氮气保护条件下,将乙烯基叠氮化合物1、2、3、4、5或6溶解甲苯中,于100℃加热反应10h,停止反应后减压蒸馏除去有机溶剂,残留物用乙酸乙酯和石油醚为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到相应的N-H 1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物7、9、11、13、15或17。接着将以上产物与适当的卤代物、酰氯或磺酰氯反应,进一步获得氮杂环丙烷官能团化的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷8、10、12、14、16或18。
[0006] 本发明的具体合成路线如方程式(1)-(6)所示:
[0007] (1)
[0008] (2]
[0009] (3)
[0010] (4)
[0011] (5)
[0012] (6)
[0013] 进一步地,1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物8的结构通式为: 其中,R6为苯基、对溴苯基、对氯苯基、对氟苯基、苄基、对甲苯磺酰基中的任一种;R7为氢、甲基、乙基、COOMe、COOEt中的任一种;R8为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种。
[0014] 进一步地,1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物10的结构通式为: 其中,R6为苯基、对溴苯基、对氯苯基、对氟苯基、苄基、对甲苯磺酰基中的任一种;R7为氢、甲
8
基、乙基、COOMe、COOEt中的任一种;R为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种。
[0015] 进一步地,1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物12的结构通式为: 其8
中,R 为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种;R11为如下所示结构中的任一种:
[0016]
[0017] 进一步地,1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物14的结构通式为:8
其中,R 为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种;R11为如下所示结构中的任一种:
[0018]
[0019] 进一步地,1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物16的结构通式为: 其中,X为碳原子、氮原子中的任一种;R8为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种;R12为氢、甲基、乙基、烯丙基、3,3-二甲基烯丙基中的任一种。
[0020] 进一步地,1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物18的结构通式为: 其中,R8为氢、甲基、乙基、甲磺酰基、三氟甲磺酰基、对甲苯磺酰基、2,4,6-三甲基苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、乙酰基中的任一种。
[0021] 选取上述7-18中部分化合物,运用MTT法测定化合物的对癌细胞增殖的抑制作用。本发明采用MTT法测定目标化合物对人癌细胞增殖的抑制作用。选取Hela(人宫颈癌细胞)肿瘤细胞为测试细胞株,运用MTT法对上述合成的目标化合物进行体外抗肿瘤活性评价,并以空白为对照。取对数生长期的肿瘤细胞,离心后用RPMI1640培养液稀释成5×104个/mL,接种于96孔板中。37℃培养过夜后加入不同浓度的样品,再孵育72h,加入10uL/孔的MTT溶液(5mg/mL),于37℃孵化4h后每孔加入100uL DMSO。10min后,震荡,将孔板置于自动微孔板分光光度计上,在570nm和630nm处测定吸收度值,并用Bliss法计算半数有效抑制浓度(IC50)。每组样品进行3次平行测试。
[0022] 采用上述MTT法测试后得知:当化合物9中的R6为苄基,R7为氢,R8为氢时,该化合物对癌细胞增殖有明显的抑制作用;当化合物16中X为氮原子,R8为氢,R12为3,3-二甲基烯丙基;当化合物18中R8为对甲苯磺酰基时,对癌细胞有抗癌活性;其它结构的化合物具有潜在的抗癌活性,可应用在抗肿瘤药物中。
[0023] 本发明的有益效果是:本发明提供了六种结构新颖的1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱以及制备方法和用途,制备方法简单,条件温和;MTT法活性测试后表明1,5-氮杂螺[2,4]庚烷类生物碱具有潜在的生物活性,可应用在抗肿瘤药物中。

具体实施方式

[0024] 现在结合具体实施例对本发明作进一步说明,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0025] 本发明所用的试剂是参考相关文献制备,溶剂经过纯化和精制。
[0026] 实施例1
[0027]
[0028] 取10mL封管,称取1a 80mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体7a,产率为89%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.38–7.36(m,2H),7.33–7.28(m,2H),7.26–7.22(m,1H),5.98–5.95(m,1H),5.32(s,1H),3.96(d,J=13.3Hz,1H),3.61–3.56(m,
1H),3.12(q,J=6.4Hz,1H),3.02–2.81(m,2H),2.72(d,J=9.9Hz,1H),2.26–2.19(m,1H),
13
1.98–1.89(m,1H),1.80–1.71(m,4H). C NMR(75MHz,CDCl3)δ139.5,128.7,128.6,128.22,
128.17,126.8,61.6,60.0,57.7,42.7,41.2,29.7,23.4,22.5.HRMS(ESI)m/z理论值C16H21N2+[M+H]+241.1699,实测值241.1698.
[0029] 实施例2
[0030]
[0031] 取10mL封管,称取1b 76mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体7b,产率为81%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.26–7.22(m,2H),6.67(t,J=7.4Hz,1H),6.58(d,J=8.1Hz,2H),6.11–6.06(m,1H),5.34–5.30(m,1H),4.01–3.86(m,1H),3.66(d,J=9.9Hz,1H),3.16(d,J=9.9Hz,1H),3.10(s,1H),2.26–2.25(m,1H),2.23–2.13(m,
2H),1.89(s,1H),1.83(s,1H),1.54–1.46(m,1H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ146.6,134.5,
129.4,120.3,115.5,111.1,57.4,54.4,42.1,40.8,24.20,24.18,23.0.HRMS(ESI)m/z理论值C15H19N2+[M+H]+227.1543,实测值227.1544.
[0032] 实施例3
[0033]
[0034] 取10mL封管,称取2a 97mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体9a,产率为73%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.39–7.25(m,5H),5.37(s,1H),3.83(d,J=13.0Hz,1H),3.72(d,J=13.0Hz,1H),3.19–3.15(m,1H),3.08(d,J=6.5Hz,1H),2.98(d,J=10.2Hz,1H),2.79(d,J=10.2Hz,1H),2.01–1.96(m,2H),1.87–1.72(m,5H),
1.55–1.39(m,3H),1.27(s,1H),1.16–1.06(m,1H),0.91–0.83(m,1H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ139.3,135.1,128.6,128.3,126.9,126.2,62.9,57.5,55.8,49.2,40.2,36.8,
30.7,29.7,28.6,25.8,22.3,21.8.HRMS(ESI)m/z理论值C20H27N2+[M+H]+295.2169,实测值
295.2176.
[0035] 实施例4
[0036]
[0037] 取10mL封管,称取2b 118mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体9b,产率为67%。将50mg 9b(0.14mmol)溶于5mL二氯甲烷中,加入TsCl(19mg,0.17mmol)和三乙胺(0.03mL,0.17mmol),室温下搅拌8h,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到白色固体10b,产率86%。
[0038] 9b:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.36–7.21(m,5H),5.50(t,J=3.6Hz,1H),4.32–4.24(m,1H),4.20–4.12(m,1H),3.80–3.78(m,2H),3.30–3.14(m,2H),2.79–2.72(m,2H),2.42–2.38(m,1H),2.16–2.00(m,2H),1.93–1.88(m,1H),1.73–1.57(m,5H),1.47–1.24(m,5H),
1.03–0.89(m,1H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ175.3,139.3,132.2,131.2,128.7,128.2,
126.9,63.3,61.2,57.8,56.1,49.0,47.2,40.1,36.2,33.2,29.7,25.2,20.6,18.3,
14.3.HRMS(ESI)m/z理论值C23H31N2O2+[M+H]+367.2380,实测值367.2385.
[0039] 10b:mp 155-156℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(d,J=8.0Hz,2H),7.41–7.21(m,8H),5.55(t,J=3.7Hz,1H),3.99–3.93(m,1H),3.87(d,J=13.2Hz,1H),3.78(d,J=
13.3Hz,1H),3.71(d,J=11.3Hz,2H),3.13(d,J=11.2Hz,1H),2.99(d,J=8.1Hz,2H),2.74(s,1H),2.51–2.44(m,4H),2.13(s,1H),2.09–1.97(m,2H),1.90–1.78(m,1H),1.74–1.46
13
(m,4H),1.38–1.27(m,1H),1.09(t,J=7.1Hz,3H),1.06–1.00(m,1H). C NMR(75MHz,CDCl3)δ174.0,143.8,136.8,131.9,131.5,129.2,128.8,128.5,128.2,127.0,63.2,59.9,
57.5,55.6,53.5,52.3,45.2,36.3,33.9,32.1,24.8,22.3,21.6,17.8,14.2.HRMS(ESI)m/z理论值C30H37N2NaO4S+[M+Na]+521.2469,实测值521.2461.
[0040] 实施例5
[0041]
[0042] 取10mL封管,称取3a 66mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体11a,产率为73%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.85(s,1H),4.64(s,1H),3.06–2.99(m,1H),2.90(d,J=9.3Hz,1H),2.57(d,J=10.3Hz,1H),2.46(d,J=9.4Hz,1H),2.15–2.09(m,1H),2.04–1.95(m,1H),1.79–1.52(m,8H),1.29–1.15(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ140.8,115.9,67.8,62.0,56.6,53.1,39.7,32.1,30.0,25.4,24.1,21.3.HRMS(ESI)m/z理论值C12H21N2+[M+H]+193.1699,实测值193.1705.
[0043] 实施例6
[0044]
[0045] 取10mL封管,称取4a 80mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得1
到黄色液体13a,产率为75%。H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.17–7.07(m,4H),4.97(s,1H),4.79(s,1H),4.16(d,J=14.7Hz,1H),3.51(d,J=14.6Hz,1H),3.23(d,J=9.5Hz,1H),2.98–
2.94(m,1H),2.83–2.72(m,3H),2.70(d,J=9.5Hz,1H),1.90(s,1H),1.79(s,3H),1.68(s,
1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ134.4,133.8,128.9,126.6,126.3,125.9,64.1,62.4,57.5,
55.9,40.2,34.9,32.2,21.3.HRMS(ESI)m/z理论值C16H21N2+[M+H]+241.1699,实测值
241.1705.
[0046] 实施例7
[0047]
[0048] 取10mL封管,称取4b 92mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体13b,产率为80%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.17–7.10(m,3H),7.08–7.06(m,1H),5.53–5.51(m,1H),4.15(d,J=14.7Hz,1H),3.49(d,J=14.7Hz,1H),3.21(d,J=9.6Hz,
1H),2.99–2.91(m,1H),2.80–2.71(m,2H),2.68–2.65(m,2H),2.07–2.04(m,2H),1.99–1.96(m,2H),1.85(s,1H),1.77–1.66(m,3H),1.61–1.49(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ134.5,
133.9,128.9,126.6,126.3,125.9,63.4,62.4,58.0,56.0,40.3,35.0,32.2,27.5,25.4,
22.8,22.4.HRMS(ESI)m/z理论值C19H25N2+[M+H]+281.2012,实测值281.2017.[0049] 实施例8
[0050]
[0051] 取10mL封管,称取5a 66mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体15a,产率为74%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.82(s,1H),4.68(s,1H),3.21–3.17(m,1H),3.11–3.07(m,1H),3.02–2.97(m,1H),2.38(t,J=9.5Hz,1H),2.10–2.01(m,2H),1.83(s,1H),1.79(d,J=9.8Hz,1H),1.72(d,J=1.2Hz,3H),1.70–1.61(m,1H),1.60–1.48(m,1H),1.45–1.40(m,2H),1.25–1.13(m,1H),1.12–1.00(m,1H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ
142.5,115.3,67.1,57.7,53.8,49.4,44.5,29.0,27.2,25.3,23.8,20.5.HRMS(ESI)m/z理论值C12H21N2+[M+H]+193.1699,实测值193.1705.
[0052] 实施例9
[0053]
[0054] 取10mL封管,称取5b 87mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体15b,产率为66%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.24(t,J=7.2Hz,1H),4.87(s,1H),4.71(s,1H),3.27(t,J=8.5Hz,1H),3.08–2.95(m,4H),2.91(d,J=11.2Hz,1H),2.72(d,J=10.4Hz,1H),2.52–2.39(m,3H),2.29–2.22(m,1H),1.83–1.74(m,5H),1.72(s,3H),1.63(s,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ142.4,135.6,120.7,115.6,65.0,56.8,55.9,54.4,52.7,+ +
52.0,50.3,43.3,29.1,26.0,20.3,18.0.HRMS(ESI)m/z理论值C16H28N3 [M+H]262.2278,实测值262.2274.
[0055] 实施例10
[0056]
[0057] 取10mL封管,称取684mg,加入1mL甲苯,抽真空换氮气,100℃反应10小时。停止反应,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到黄色液体17,产率为82%。将35mg 17(0.14mmol)溶于5mL二氯甲烷中,加入TsCl(19mg,0.17mmol)和三乙胺(0.03mL,0.17mmol),室温下搅拌8h,减压蒸馏除去溶剂,残留物以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂,硅胶柱色谱分离纯化,得到白色固体18a,产率73%。
[0058] 17:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.04(dd,J=7.6,1.5Hz,1H),7.41(td,J=7.5,1.5Hz,1H),7.34(td,J=7.5,1.4Hz,1H),7.20(dd,J=7.4,1.3Hz,1H),5.93–5.78(m,2H),4.41–
4.38(m,1H),3.74(d,J=12.0Hz,1H),3.50(d,J=12.0Hz,1H),2.99–2.94(m,1H),2.48(s,
1H),2.27–2.19(m,1H),2.02–1.87(m,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.1,143.4,131.8,
128.9,128.1,127.4,126.6,123.9,57.4,48.7,43.1,42.3,35.1,34.7,28.6.HRMS(ESI)m/z+ +
理论值C16H16N2NaO[M+Na]275.1155,实测值275.1152.
[0059] 18a:mp 190–191℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.10–8.08(m,1H),7.91–7.89(m,2H),7.47–7.36(m,4H),7.23–7.21(m,1H),5.88–5.83(m,1H),5.69–5.64(m,1H),4.31–4.29(m,
1H),4.17(d,J=13.0Hz,1H),4.05(d,J=13.1Hz,1H),3.00–2.95(m,1H),2.87(s,1H),
2.63–2.62(m,1H),2.48–2.43(m,4H),2.29–2.21(m,1H),2.01–1.91(m,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.1,144.8,143.1,135.6,131.9,129.8,128.8,128.5,128.3,128.0,
127.5,126.6,122.8,55.4,52.9,45.1,44.0,40.8,34.7,28.4,21.7.HRMS(ESI)m/z理论值C23H22N2NaO3S+[M+Na]+429.1243,实测值429.1247.
[0060] 实验测试
[0061] 按照前述MTT方法,对化合物9a、11a、15b、17和18a进行了抗癌活性测试,结果列于下述表一中。结果表明化合物9a对人宫颈癌细胞的生长有明显的抑制作用,化合物15b和18a对人宫颈癌细胞有抗癌活性,化合物11a和17对人宫颈癌细胞有潜在的抗癌活性。
[0062] 表一1,5-氮杂螺[2,4]庚烷化合物对人宫颈癌细胞的活性测试
[0063]
[0064]
[0065] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。