本发明涉及药物和有机合成领域，提供了一种抗白血病癌细胞的活性分子的合成方法。通过(2‑异氰基苯基)‑1‑甲基‑1H‑吲哚与(叔丁基亚磺酰基)苯发生分子内的多组分反应得到中间体11‑甲基‑6‑(苯硫基)‑1H‑吲哚并[3,2‑c]喹啉，氧化后亲核取代得到目标产物1‑(3‑((11‑甲基‑11H‑吲哚并[3,2‑c]喹啉‑6‑基)氨基)丙基)‑3‑苯基脲，一种抗白血病癌细胞的活性分子。使用本发明的合成方法及中间体，产率优良，反应操作简便，工艺环保，适合工业化生产。
一种抗白血病癌细胞活性分子的合成方法和中间体
技术领域
[0001] 本发明属于有机合成及药物领域，具体涉及一种抗白血病癌细胞活性分子的合成方法及中间体。
背景技术
[0002] 一种抗白血病癌细胞活性分子，1-(3-((11-甲基-11H-吲哚并[3,2-c]喹啉- 6-基)氨基)丙基)-3-苯基脲，其结构如式1所示，该分子的抗癌细胞活性非常高，最近几年已有细胞病毒测试显示活性非常高，所以高效合成此分子意义重大。
[0003]
[0004] European Journal of Medicinal Chemistry,2014,78,314-323报道了该分子的抗白血病癌细胞的生物活性，并做了相关细胞活性测试，也通过下面合成路线合成了目标产物。该方法使用有毒化合物碘甲烷，并且反应温度比较高，还有收率不高等问题。
[0005]
[0006] JP2015063476A中介绍了这一类化合物的合成方法，与上述的合成方法区别不大，都存在条件不够温和，收率低等问题。这些问题导致了该活性分子合成效率低，成本高，难以大规模生产，制约了药物的使用。
[0007] 因此，需要对现有技术加以改进，
发明内容
[0008] 本发明旨在提供一种具有式1结构抗白血病癌细胞活性分子的合成方法。
[0009] 本发明还提供了合成上述活性分子的中间体化合物。
[0010] 1-(3-((11-甲基-11H-吲哚并[3,2-c]喹啉-6-基)氨基)丙基)-3-苯基脲，即结构如式1所示的分子具有抗癌细胞活性，并且最近几年已有细胞病毒测试显示，其抗癌细胞尤其是抗白血病癌细胞的活性非常高，具有良好的应用前景，所以高效合成此分子意义重大。
[0011]
[0012] 一种用于合成抗白血病癌细胞活性分子(1-(3-((11-甲基-11H-吲哚并 [3,2-c]喹啉-6-基)氨基)丙基)-3-苯基脲)的中间体，为结构如式8所示的11- 甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉，或者如式9所示的11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉。
[0013]
[0014] 式8所示的11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉制备方法包括以下步骤：
[0015]
[0016] 式6的化合物2-(2-异氰基苯基)-1-甲基-1H-吲哚与式7的化合物(叔丁基亚磺酰基)苯发生分子内的多组分反应，生成式8的化合物11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉；具体为：式6的化合物与式7的化合物在有机溶剂D中混合，40-120℃下反应2～12小时；用碱溶液洗涤，用萃取溶剂萃取，有机相洗涤浓缩后纯化；优选的，在90～105℃下反应3～6小时。
[0017] 所述的有机溶剂D为甲苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇中的一种或者混合物，优选为甲苯。式6的化合物与式7的化合物摩尔比为1：1～1.1；所述的萃取溶剂为乙酸乙酯或二氯甲烷，优选为乙酸乙酯。碱溶液为所述的碱溶液为碳酸盐或碳酸氢盐溶液，如碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾。
[0018] 纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比4：1的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0019] 式6所示的2-(2-异氰基苯基)-1-甲基-1H-吲哚制备方法包括以下步骤：
[0020]
[0021] (a)式2的化合物1-(2-氨基苯基)乙烷-1-酮和式3的化合物1-甲基-1- 苯基肼反应后加入强氧化剂，生成式4的化合物2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯胺；
[0022] (b)2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯胺经过甲酰化得到式5的化合物N-(2- (1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯基)甲酰胺；
[0023] (c)N-(2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯基)甲酰胺经过甲酰胺脱水得到式 6的化合物2-(2-异氰基苯基)-1-甲基-1H-吲哚。
[0024] 具体的，步骤(a)中，式2的化合物1-(2-氨基苯基)乙烷-1-酮和式3的化合物1-甲基-1-苯基肼在有机溶剂A中、40-80℃下反应2-12小时，优选的，在70～80℃下反应3～6小时；浓缩后再加入含有强氧化剂的有机酸，反应1～ 5小时，优选的，反应时间为1.5～2小时；用碱溶液和有机溶剂B洗涤，取有机相再用碱溶液洗涤，有机相浓缩后纯化得到式4的化合物2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯胺。
[0025] 步骤(a)中，式2化合物、式3化合物以及强氧化剂的摩尔比为1： 0.95～1.1：0.9～1.1；所述的强氧化剂为五氧化二磷或过氧化氢；所述的有机溶剂A为甲苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和乙醇中的一种或者混合物，优选为乙醇。
所述的有机溶剂B为乙酸乙酯或二氯甲烷，优选为二氯甲烷；
[0026] 优选的，所述的有机酸为冰醋酸、甲酸或丙酸。所述的碱溶液为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾溶液。
[0027] 步骤(a)的的纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比8： 1的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0028] 步骤(b)中，式4的化合物2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯胺与过量的甲酸酯回流反应3～10小时，减压浓缩得到式5的化合物N-(2-(1-甲基-1H-吲哚- 2-基)苯基)甲酰胺；甲酸酯作为甲酰化试剂以及溶剂；甲酸酯为甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯等，优选为甲酸乙酯。优选的，回流反应时间为4～6小时。
[0029] 步骤(c)中，式5的化合物N-(2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯基)甲酰胺与碱性物质在有机溶剂C中混合，滴加脱水剂后在0～50℃下继续反应2～12 小时，优选为在10～40℃下继续反应3～6小时；反应结束后加入有机溶剂C 并用碱溶液中和，取有机相洗涤浓缩后纯化得到式6的化合物(2-异氰基苯基) -1-甲基-1H-吲哚。脱水剂为三氯氧磷或亚硫酰氯，优选为三氯氧磷。
[0030] 式5的化合物N-(2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯基)甲酰胺与碱性物质的摩尔比为1：1～4，优选为1：3。化合物5与脱水剂的摩尔比为1：1～1.1。所述的碱性物质为碳酸钠、碳酸氢钠、三乙胺、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾或氢氧化钠；优选的碱性物质为三乙胺。有机溶剂C为甲苯、四氢呋喃、1,2- 二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇中的一种或者混合物，优选为二氯甲烷。
[0031] 所述的碱溶液为碳酸盐或碳酸氢盐溶液，例如碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钠或碳酸氢钾。
[0032] 步骤(c)的纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比8：1 的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0033] 式9所示的化合物11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉制备方法为：
[0034]
[0035] 式8所示的11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉经过氧化得到式9 的化合物11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉。
[0036] 具体为，式8的化合物11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉与有机溶剂E混合，-20～30℃下加入氧化剂，并反应30～60分钟；滤液洗涤后取有机相，纯化获得化合物10。优选的，在-15～0℃下加入氧化剂反应30～60分钟。
[0037] 有机溶剂E为甲苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇中的一种或者混合物，优选为二氯甲烷。氧化剂为双氧水、间氯过氧苯甲酸或高锰酸钾，优选为双氧水。11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并 [3,2-c]喹啉与氧化剂摩尔比为1：2～2.5。
[0038] 纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比3：1的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0039] 本发明提供了一种抗白血病癌细胞活性分子的合成方法，合成路线如下：
[0040]
[0041] 步骤包括：
[0042] (i)11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉经过氧化得到式9的化合物11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉；
[0043] (ii)11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉与丙二胺生成式10的化合物N1-(11-甲基-11H-吲哚并[3,2-c]喹啉-6-基)丙烷-1,3-二胺；
[0044] (iii)N1-(11-甲基-11H-吲哚并[3,2-c]喹啉-6-基)丙烷-1,3-二胺与异氰酸苯酯反应生成式1的化合物1-(3-((11-甲基-11H-吲哚并[3,2-c]喹啉-6-基)氨基) 丙基)-3-苯基脲。
[0045] 步骤(i)中，式8的化合物11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉与有机溶剂E混合，-20～30℃下加入氧化剂，并反应30～60分钟；滤液洗涤后取有机相，纯化获得化合物10。优选的，在-15～0℃下加入氧化剂反应30～60 分钟。
[0046] 有机溶剂E为甲苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇中的一种或者混合物，优选为二氯甲烷。氧化剂为双氧水、间氯过氧苯甲酸或高锰酸钾，优选为双氧水。11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并 [3,2-c]喹啉与氧化剂摩尔比为1：2～2.5。
[0047] 步骤(i)的的纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比3： 1的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0048] 步骤(ii)中，式9的化合物11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉加入有机溶剂F，以碱为催化剂，与1,3-丙二胺在40～110℃下反应2～12小时，用水和萃取溶剂洗涤后取有机相，纯化获得生成化合物10。优选的，在 75～90℃下反应3-6小时。
[0049] 有机溶剂F为甲苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇中的一种或者混合物，优选为N,N-二甲基甲酰胺。萃取溶剂为二氯甲烷。所述的碱为碳酸钠、三乙胺、碳酸钾、氢氧化钾或氢氧化钠，优选的为三乙胺。
[0050] 步骤(ii)的纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比2：1 的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0051] 步骤(iii)中，化合物10溶解于有机溶剂G中，与异氰酸苯酯在0～60℃下反应2-12小时，减压浓缩，纯化。优选的，在15～40℃下反应3～6小时；更优选为25℃下反应4小时。
[0052] 有机溶剂G为甲苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇中的一种或者混合物，优选为四氢呋喃。
[0053] 步骤(iii)的纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比1：1 的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0054] 步骤(4)中，式6的化合物2-(2-异氰基苯基)-1-甲基-1H-吲哚与式7的化合物苯基叔丁基亚砜在有机溶剂D中混合，40-120℃下反应2～12小时；用碱溶液(碳酸盐或碳酸氢盐溶液)洗涤，用萃取溶剂萃取，有机相洗涤浓缩后纯化得到化合物8。优选的，在90～105℃下反应3～6小时。
[0055] 有机溶剂D为甲苯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇中的一种或者混合物，优选为甲苯。2-(2-异氰基苯基)-1- 甲基-1H-吲哚与苯基叔丁基亚砜的摩尔比为1：1～1.1。萃取溶剂为乙酸乙酯。
[0056] 步骤(4)的的纯化方法为硅胶柱分离。硅胶柱分离条件为：用体积比4： 1的石油醚和乙酸乙酯洗脱。
[0057] 本发明通过式6化合物与式7化合物发生分子内的多组分反应得到具有式 8结构的中间体，氧化后进行亲核取代得到目标产物，从而制备抗白血病癌细胞活性分子1-(3-((11-甲基-11H-吲哚并[3,2-c]喹啉-6-基)氨基)丙基)-3-苯基脲。
[0058] 以中间体式8的化合物为原料制备目标产物，总收率可以达到80％以上； (2-异氰基苯基)-1-甲基-1H-吲哚与(叔丁基亚磺酰基)苯发生分子内的多组分反应合成中间体，收率大于60％。
[0059] 本方法每一步的收率和纯度都相当高，而且反应条件与现有技术相比更为温和，适合大规模生产；反应操作简便，工艺环保，适合工业化生产，具有良好的应用前景。
具体实施方式
[0060] 下面结合具体实施方案对本发明进行进一步描述。反应合成的路径如下所示：
[0061]
[0062] 实施例1化合物4的合成
[0063] 2.7g化合物2(0.022mol，1-(2-氨基苯基)乙烷-1-酮)和2.5g化合物3 (0.022mol，1-甲基-1-苯基肼)溶于50ml乙醇溶液中，回流5小时，反应结束后减压浓缩。2.8g五氧化二磷(0.020mol)溶于10ml冰醋酸中，搅拌成均相后加入浓缩液，反应2h小时后加入50ml饱和碳酸钠溶液和50ml二氯甲烷，分液有机相再用50ml饱和碳酸钠洗涤两次，有机相减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝8:1)，得3.2g化合物4(2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯胺)，收率 73％。
[0064] 实施例2化合物5的合成
[0065] 3.3g化合物4(0.015mol，2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯胺)加入到30ml 甲酸乙酯中，回流5小时，反应结束后减压浓缩，得3.5g化合物5(N-(2-(1- 甲基-1H-吲哚-2-基)苯基)甲酰胺)，收率92％。
[0066] 实施例3化合物6的合成
[0067] 5.0g化合物5(0.02mol，N-(2-(1-甲基-1H-吲哚-2-基)苯基)甲酰胺)加入到10ml二氯甲烷中，再加入6g(0.06mol)三乙胺，滴加3.1g POCl3 (0.02mol)，滴完后25℃继续反应5小时。反应结束后加入100ml二氯甲烷，再用饱和碳酸钠中和反应液，有机相再用饱和碳酸钠洗涤一次，有机相减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝8:1)，得4.0g化合物6(2-(2-异氰基苯基)-1-甲基-1H-吲哚)，收率87％。
[0068] 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.75(d,J＝7.8Hz,1H),7.59(d,J＝7.5Hz,1H), 7.56–7.49(m,3H),7.47(d,J＝8.3Hz,1H),7.37(t,J＝7.6Hz,1H),7.25(t,J＝7.4 Hz,1H),6.73(s,1H),3.74(s,3H).
[0069] 实施例4化合物8的合成
[0070] 2.3g化合物6(0.01mol，(2-异氰基苯基)-1-甲基-1H-吲哚)和1.8g化合物 7(0.01mol，苯基叔丁基亚砜)溶于40ml甲苯中，升温至100℃反应4小时，反应结束后加入60ml碳酸钠饱和溶液和60ml乙酸乙酯充分搅拌30分钟后分液，有机相减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝4:1)，得2.1g化合物8 (11-甲基-6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉)，收率62％。
[0071] 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.69(d,J＝8.0Hz,1H),8.56(d,J＝8.3Hz,1H),8.00 (d,J＝8.3Hz,1H),7.81–7.70(m,2H),7.68–7.57(m,3H),7.57–7.50(m,1H),7.50– 7.38(m,4H),4.39(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.7,146.5,140.3,140.0, 134.1,130.8,129.9,
128.8,128.0,127.7,125.2,124.6,123.2,121.6,121.2,121.1, 117.1,113.5,109.0,
77.3,77.0,76.6,33.5.HRMS(ESI)m/z calcd for C22H16N2S[M+ H]+341.1107,found
341.1095.
[0072] 实施例5化合物9的合成
[0073] 100ml三口瓶中，加入30ml二氯甲烷和3.4g化合物8(0.01mol，11-甲基- 6-(苯硫基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉)，在-10℃条件搅拌，2.5g(0.022mol)双氧水(30％)缓慢滴加到三口瓶中，滴加完后反应30min，取出快速抽滤，滤液用饱和亚硫酸钠(50ml)洗两次，再用饱和碳酸钠(50ml)洗一次。有机相用硫酸钠干燥后减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝3：1)，得3.6g(97％) 化合物9(11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉)。
[0074] 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.20(d,J＝8.1Hz,1H),8.68–8.58(m,1H),8.25– 8.13(m,2H),8.00–7.90(m,1H),7.74(t,J＝7.5Hz,1H),7.68–7.57(m,6H),7.54– 7.46(m,1H),4.40(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ143.7,142.3,140.9,138.4, 133.4,131.3,139.9,129.0,
128.4,128.2,127.4,126.6,125.3,125.2,122.0,121.7, 119.2,118.5,109.9,109.0,
33.8.HRMS(ESI)m/z calcd for C22H16N2O2S[M+H]+ 373.1005,found 373.0997.[0075] 实施例6化合物10的合成：
[0076] 3.7g化合物9(0.01mol，11-甲基-(苯磺酰基)-1H-吲哚并[3,2-c]喹啉)溶于30ml DMF中，加入2.0g三乙胺(0.02mol)，1.0g 1,3-丙二胺(0.013mol)，升温至80℃反应4小时，加入100ml水和100ml二氯甲烷，搅拌10分钟，分液有机相用100ml水洗涤两次，有机相减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝1:2，)得2.8g化合物10(N1-(11-甲基-11H-吲哚并[3,2-c]喹啉-6-基)丙烷 -1,3-二胺)，收率92％。
[0077] 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.20(d,J＝8.1Hz,1H),8.68–8.58(m,1H),8.25– 8.13(m,2H),8.00–7.90(m,1H),7.74(t,J＝7.5Hz,1H),7.68–7.57(m,6H),7.54– 7.46(m,1H),4.40(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ143.7,142.3,140.9,138.4, 133.4,131.3,139.9,129.0,
128.4,128.2,127.4,126.6,125.3,125.2,122.0,121.7, 119.2,118.5,109.9,109.0,
33.8.HRMS(ESI)m/z calcd for C22H16N2O2S[M+H]+ 373.1005,found 373.0997.[0078] 实施例7化合物10的合成：
[0079] 3.7g化合物9溶于30ml DMF中，加入2.0g三乙胺，1.0g 1,3-丙二胺，升温至60℃反应4小时，加入100ml水和100ml二氯甲烷，搅拌10分钟，分液有机相用100ml水洗涤两次，有机相减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝1:2，)得1.1g化合物10，收率36％。
[0080] 1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.43–8.38(m,3H),8.13–8.04(m,1H),7.69– 7.43(m,5H),4.35(s,3H),4.20(s,2H),3.51–3.47(m,2H),2.04(m,2H),1.30(m, 1H),0.91–0.88(m,1H).[0081] 实施例8化合物10的合成(2)
[0082] 3.7g化合物9溶于30ml甲苯中，加入2.0g三乙胺，1.0g 1,3-丙二胺，升温至80℃反应4小时，加入100ml水和100ml二氯甲烷，搅拌10分钟，分液有机相用100ml水洗涤两次，有机相减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝1:2，)得0.5g化合物10，收率16％。
[0083] 实施例9化合物1的合成
[0084] 3.0g化合物10(0.01mol)溶于50ml四氢呋喃溶液中，加入1.2g异氰酸苯酯，常温反应5小时，反应结束后直接减压浓缩，硅胶柱分离(石油醚：乙酸乙酯＝1： 1)，得3.9g目标产物1，收率93％。
[0085] (1H NMR d 8.56(s,1H),8.54(d,J＝8.3Hz,1H),8.49(d,J＝7.9Hz,1H), 7.83(d,J＝8.3Hz,1H),7.75(d,J＝8.3Hz,1H),7.50(dd,J＝16.2,8.2Hz,2H),7.42(d, J＝8.4Hz,2H),7.34(t,J＝7.5Hz,1H),7.28(t,J＝7.6Hz,1H),7.22(t,J＝7.7Hz,2H), 6.88(t,J＝
7.3Hz,1H),6.74(d,J＝5.6Hz,1H),6.33(d,J＝5.7Hz,1H),4.36(s,3H), 3.77(q,J＝
6.3Hz,2H),3.27(dd,J＝12.5,6.3Hz,2H),1.88(m,2H).。
