一种N-乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物及其制备方法和应用转让专利
申请号 : CN202010757342.3
文献号 : CN111646937B
文献日 : 2022-01-21
发明人 : 黄帅 , 曹玉辉 , 崔红艳 , 胡国强
申请人 : 河南大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物,其特征在于,具有如下结构通式(Ⅰ):式中Ar选自苯基、对甲氧基苯基、3,4‑(二氧亚甲基)苯基、3,4,5‑三甲氧苯基、对甲基‑苯基、对氟‑苯基、对氯苯基、对溴苯基、对硝基苯基、4‑羟基‑苯基、3‑吡啶基或2‑呋喃基中的任意一种。
2.权利要求1所述的N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物的制备方法,其特征在于,步骤如下:
(1)以N‑乙酰基环丙沙星为原料与羰基二咪唑在溶剂中进行水浴搅拌回流反应,放置室温后滤集固体经丙酮重结晶,得N‑乙酰基环丙沙星咪唑酰胺化合物;
(2)步骤(1)的N‑乙酰基环丙沙星咪唑酰胺化合物与丙二酸单乙酯钾盐在三乙胺‑氯化镁的催化下进行缩合反应,经减压蒸除溶剂、提取、水洗、干燥重结晶,制得N‑乙酰基环丙沙星的C‑3甲酰基乙酸乙酯化合物;
(3)步骤(2)的N‑乙酰基环丙沙星的C‑3甲酰基乙酸乙酯化合物,在氢氧化钠水溶液中、油浴搅拌回流条件下进行水解脱羧反应,放置室温经滤集固体、水洗、干燥重结晶得N‑乙酰基环丙沙星的C‑3乙酮;
(4)将步骤(3)的N‑乙酰基环丙沙星的C‑3乙酮与芳香醛在碱催化剂的催化下,于无水乙醇中进行Claisen‑Schmidt缩合反应,反应完全,得到N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物。
3.根据权利要求2所述的N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中溶剂为无水乙腈、四氢呋喃、二氧六环或二甲基甲酰胺中的至少一种;N‑乙酰基环丙沙星与羰基二咪唑的摩尔比为1:(1‑2),水浴搅拌回流反应10‑24小时。
4.根据权利要求2所述的N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中N‑乙酰基环丙沙星咪唑酰胺化合物与丙二酸单乙酯钾盐的摩尔比为1:(1‑
1.5)。
5.根据权利要求2所述的N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中氢氧化钠水溶液的质量分数为3%,油浴搅拌回流反应5‑10小时。
6.根据权利要求2所述的N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中N‑乙酰基环丙沙星的C‑3乙酮与芳香醛的摩尔比为1:(1‑2)。
7.根据权利要求6所述的N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物的制备方法,其特征在于:所述芳香醛为苯甲醛、4‑甲氧基苯甲醛、3,4‑二氧亚甲基苯甲醛、3,4,5‑三甲氧基苯甲醛、
4‑甲基苯甲醛、4‑氟苯甲醛、4‑氯苯甲醛、4‑溴苯甲醛、4‑硝基苯甲醛、4‑羟基‑苯甲醛、3‑吡啶醛或2‑呋喃醛中的任意一种;碱催化剂为哌啶、吡啶、三乙胺、吗啉、乙酸钾、乙酸钠、氢氧化钠乙醇溶液或氢氧化钾乙醇溶液中的至少一种。
8.权利要求1 所述的N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述抗肿瘤药物为治疗人非小细胞肺癌、肾癌、肝癌、胃癌、胰腺癌或白血病的药物。
说明书 :
一种N‑乙酰基环丙沙星的丙烯酮衍生物及其制备方法和应用
技术领域
背景技术
诺氟沙星。作用机制同诺氟沙星。目前该药主要用于泌尿生殖系感染及肠道感染。作为新药
的先导物,基于N‑甲基洛美沙星的结构或机制,研究发现新药是新药创新的有效方法。
合物被受关注。然而,天然查尔酮类化合物多为多羟基苯环取代的丙烯酮类化合物,因其较
差的水溶性导致生物利用度较低,限制临床上的应用;此外本课题组在CN201811343703.9
双‑氟喹诺酮噻二唑脲类N‑乙酰基环丙沙星衍生物的制备和应用中,把2个喹诺酮骨架结构
单元通过噻二唑脲为其连接链构建成双‑氟喹诺酮噻二唑脲类衍生物;制备了靶向抗肿瘤
药物。
性所必需的药效团、可用生物电子等排体替换以提高其抗肿瘤活性。然而,氟喹诺酮C‑3羧
基用不同的基团替代能得到效果并不能确定。改善查尔酮类的水溶性,引入亲水性哌嗪基
以增加水溶性、提高其生物利用度和生物活性研究出治疗效果好且无毒害的新药是亟待要
解决的技术问题,为解决上述技术问题并探索新药,本课题组进行了大量的研究试验。
发明内容
基中的任意一种。
下:
丙沙星的C‑3甲酰基乙酸乙酯化合物;其技术路线如下:
N‑乙酰基环丙沙星的C‑3乙酮;其技术路线如下:
生物;其技术路线如下:
至原料N‑乙酰基环丙沙星消失。
3‑吡啶醛或2‑呋喃醛中的任意一种;碱催化剂为哌啶、吡啶、三乙胺、吗啉、乙酸钾、乙酸钠、
氢氧化钠乙醇溶液或氢氧化钾乙醇溶液中的至少一种。
物,实现了不同结构药效团的互补和活性的叠加,从而达到了增效降毒及抗耐药的效果,可
作为全新结构的抗肿瘤药物开发。
型结构的氟喹诺酮“类查尔酮”衍生物。实现了氟喹诺酮骨架与丙烯酮骨架的有效拼合,进
而构筑了新的氟喹诺酮“类查尔酮”化合物,从而增加了新化合物的抗肿瘤活性及抗耐药
性,并降低对正常细胞的毒副作用,可以作为抗肿瘤活性物质开发全新结构的抗肿瘤药物。
具体实施方式
本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发
明保护的范围。
浴搅拌回流反应至原料Ⅱ消失。放置室温,滤集产生的固体,用丙酮重结晶,得淡黄色结晶
1
物式Ⅲ,产率 87.4%,m.p. 237~239℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.26~1.35 (4H,m,环
丙基‑H),2.26 (3H, s, Ac), 2.71 3.53 (8H,m,哌嗪‑H),4.36 (1H,m,环丙基‑H),6.83
~ ~
7.86 (3H,m,咪唑‑H和8‑H),8.05 (1H,d,5‑H),8.40 (1H,s,咪唑‑H),8.92 (1H,s, 2‑H);
+
MS (m/z):424 [M+H],计算(C22H22FN5O3):423.45。
合物,其具体制备方法如下:
mmol),依次加入到600 mL无水乙腈中,冰浴搅拌下滴加三乙胺12.5g (12.4 mmol),混合反
应物水浴搅拌回流反应至原料Ⅲ消失。减压蒸除溶剂,加水500 mL,用二氯甲烷提取(3×
150 mL),合拼有机相,水洗(3×200 mL),饱和食盐水洗涤(2×150 mL),无水硫酸钠干燥。
常压回收二氯甲烷,残余物用无水乙醇重结晶,得类白色结晶物式Ⅳ,产率 78.6%,m.p.
1
234~236℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.20~ 1.35 (7H,m,环丙基‑H和CH3),2.28 (3H,
s, Ac), 2.78~3.60 (8H,m,哌嗪‑H),4.08 (2H,s,COCH2CO),4.37 (1H,m,环丙基‑H),4.22
(2H,q,CO2CH2),7.83 (1H,d,8‑H),8.08 (1H,d,5‑H),8.86 (1H,s, 2‑H);MS (m/z):444 [M
+
+H],计算(C23H26FN3O5):443.48。
乙酮化合物,其具体制备方法如下:
应至原料Ⅳ消失。放置室温,滤集产生的固体,用水洗至中性,干燥,用无水乙醇重结晶,得
1
淡黄色结晶物式Ⅴ,产率78.3%,m.p. 228~230℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.23~ 1.35
(4H,m,环丙基‑H),2.28 (3H, s, N‑Ac), 2.44 (3H,s,COCH3),2.76~3.55 (8H,m,哌嗪‑
H),4.34 (2H,m,环丙基‑H),7.83 (1H,d,8‑H),8.05 (1H,d,5‑H),8.87 (1H,s, 2‑H);MS
+
(m/z):372[M+H],计算(C20H22FN3O3):371.42。
mL)。混合反应物回流反应18 h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得淡黄色结
1
晶物式I‑1,产率 78.2%,m.p. 230~232℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.23~ 1.35 (4H,
m,环丙基‑H),2.26 (3H, s, N‑COH3), 2.81 ~3.63 (8H,m,哌嗪‑H),4.42 (1H,m,环丙基‑
H),7.45 7.86 (7H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑H),8.25 (1H,d,5‑H),8.57 (1H,d,3ʹ‑H), 8.88
~
+
(1H,s,2‑H);MS (m/z):460 [M+H],计算(C27H26FN3O3):459.52。
咪唑的摩尔比为1:1.0;
哌啶(0.1 mL)。混合反应物回流反应20 h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得
1
淡黄色结晶物式I‑2,产率 74.6%,m.p. 232~234℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.24~
1.36 (4H,m,环丙基‑H),2.28 (3H, s, N‑COH3),2.82~3.61 (8H,m,哌嗪‑H),3.92 (3H,s,
OCH3), 4.42 (1H,m,环丙基‑H),7.75~7.93 (6H,m,8‑H、Ph‑H+和2ʹ‑H),8.32 (1H,d,5‑H),
8.58 (1H,d,3ʹ‑H), 8.92 (1H,s,2‑H);MS (m/z):490 [M+H],计算(C28H28FN3O4):489.55。
咪唑的摩尔比为1:2.0;
mmol)和碱催化剂哌啶(0.1 mL)。混合反应物回流反应20 h,放置室温,滤集产生的固体,无
1
水乙醇重结晶,得淡黄色结晶物式I‑3,产率 78.3%,m.p. 236 238℃。H NMR (400 MHz,
~
CD3Cl) δ:1.37~1.63 (6H, m, 2´CH3),2.38(3H,s,N‑CH3),3.07 ~3.68 (7H,m,哌嗪‑H),
4.72 (2H,q,N‑CH2),6.23 (2H,s,OCH2O),7.62~7.87 (5H,m,Ph‑H、5‑H和2ʹ‑H),8.63 (1H,
+
d,3ʹ‑H), 8.97 (1H,s,2‑H);MS (m/z):496 [M+H],计算(C27H27FN3O4):495.53。
混合溶液,N‑乙酰基环丙沙星与羰基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
化剂哌啶(0.1 mL)。混合反应物回流反应20 h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结
1
晶,得淡黄色结晶物式I‑4,产率 68.7%,m.p. 231~233℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:
1.21~ 1.37 (4H,m,环丙基‑H),2.26 (3H, s, N‑COH3),2.80 ~3.63 (8H,m,哌嗪‑H),
3.86,3.90 (9H,2s,3´OCH3),4.30 (1H,m,环丙基‑H),7.85~7.92 (4H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑
+
H),8.32 (1H,d,5‑H),8.57 (1H,d,3ʹ‑H), 8.89 (1H,s,2‑H);MS (m/z):550 [M+H] ,计算
(C30H32FN3O6):549.60。
混合溶液,N‑乙酰基环丙沙星与羰基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
啶(0.1 mL)。混合反应物回流反应15h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得淡
1
黄色结晶物式I‑5,产率 63.6%,m.p. 223~225℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.22~ 1.34
(4H,m,环丙基‑H),2.26 (3H,s,Ph‑CH3),2.27 (3H, s, N‑COH3),2.75 ~3.58 (8H,m,哌嗪‑
H),4.36 (1H,m,环丙基‑H),7.56 7.87 (6H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑H),8.28 (1H,d,5‑H),8.55
~ +
(1H,d,3ʹ‑H), 8.87 (1H,s,2‑H);MS (m/z):474 [M+H],计算(C28H28FN3O3):473.55。
与羰基二咪唑的摩尔比为1:1.2;
(0.1 mL)。混合反应物回流反应18h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得淡黄
1
色结晶物式I‑6,产率 80.6%,m.p. 238~240℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.26~ 1.46
(4H,m,环丙基‑H),2.32 (3H, s, N‑COH3),2.88~3.67 (8H,m,哌嗪‑H),4.36 (1H,m,环丙
基‑H),7.87 8.08 (6H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑H),8.35 (1H,d,5‑H),8.62 (1H,d,3ʹ‑H), 9.11
~
+
(1H,s,2‑H);MS (m/z):478 [M+H],计算(C27H25F2N3O3):477.52。
与羰基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
(0.1 mL)。混合反应物回流反应20h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得淡黄
1
色结晶物式I‑7,产率 73.6%,m.p. 227~229℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.24~ 1.38
(4H,m,环丙基‑H),2.30 (3H, s, N‑COH3),2.82~3.63 (8H,m,哌嗪‑H),4.37 (1H,m,环丙
基‑H),7.86 8.07 (6H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑H),8.34 (1H,d,5‑H),8.58 (1H,d,3ʹ‑H), 8.97
~
+ 35
(1H,s,2‑H);MS (m/z):494 [M+H]( Cl),计算(C27H25FClN3O3):493.97。
基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
(0.1 mL)。混合反应物回流反应20h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得淡黄
1
色结晶物式I‑8,产率 74.0%,m.p. 234~236℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.24~ 1.42
(4H,m,环丙基‑H),2.32 (3H, s, N‑COH3),2.85~3.67 (8H,m,哌嗪‑H),4.36 (1H,m,环丙
基‑H),7.88 8.13 (6H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑H),8.38 (1H,d,5‑H),8.57 (1H,d,3ʹ‑H), 9.05
~ + 79 81
(1H,s,2‑H);MS (m/z):538和540 [M+H]( Br和 Br),计算(C27H25FBrN3O3):538.42。
基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
啶(0.1 mL)。混合反应物回流反应24h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得黄
1
色结晶物式I‑9,产率 78.6%,m.p. 253~255℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.31~ 1.46
(4H,m,环丙基‑H),2.32 (3H, s, N‑COH3),3.07~3.68 (8H,m,哌嗪‑H),4.45 (1H,m,环丙
基‑H),7.86 8.17 (6H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑H),8.43 (1H,d,5‑H),8.62 (1H,d,3ʹ‑H), 9.16
~
(1H,s,2‑H);MS (m/z):505,计算(C27H25FN4O5):504.52。
基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
啶(0.1 mL)。混合反应物回流反应22h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得黄
1
色结晶物式I‑10,产率 64.5%,m.p. 233~235℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.26~ 1.38
(4H,m,环丙基‑H),2.28 (3H, s, N‑COH3),2.77 ~3.63 (8H,m,哌嗪‑H),4.36 (1H,m,环丙
基‑H),7.76 7.88 (6H,m,8‑H、Ph‑H和2ʹ‑H),8.34 (1H,d,5‑H),8.57 (1H,d,3ʹ‑H), 8.87
~
(1H,s,2‑H), 10.57 (1H,s,OH);MS (m/z):476,计算(C27H26FN4O4):475.52。
基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
(0.1 mL)。混合反应物回流反应15h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得黄色
1
结晶物式I‑11,产率 87.2%,m.p. 252~254℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.32~ 1.46
(4H,m,环丙基‑H),2.33 (3H, s, N‑COH3),3.15~3.74 (8H,m,哌嗪‑H),4.45 (1H,m,环丙
基‑H),7.78 8.12 (2H,m,8‑H和2ʹ‑H),8.46 8.97 (6H,5‑H、3ʹ‑H和吡啶‑H), 9.18 (1H,s,
~ ~
2‑H);MS (m/z):461,计算(C26H25FN4O3):460.51。
基二咪唑的摩尔比为1:1.5;
(0.1 mL)。混合反应物回流反应20h,放置室温,滤集产生的固体,无水乙醇重结晶,得黄色
1
结晶物式I‑12,产率 67.6%,m.p. 242~244℃。H NMR (400 MHz, CD3Cl) δ:1.24~ 1.37
(4H,m,环丙基‑H),2.30 (3H, s, N‑COH3),2.78~3.65 (8H,m,哌嗪‑H), 4.46 (1H,m,环丙
基‑H),7.12 7.88 (5H,m,8‑H、2ʹ‑H和呋喃‑H),8.36 (1H,d,5‑H),8.57 (1H,d,3ʹ‑H),
~
+
8.96 (1H,s,2‑H);MS (m/z):450 [M+H],计算(C25H24FN3O4):449.49。
(DOX)和母体化合物N‑乙酰基环丙沙星 (ACF)为供试样品,共15种,其中HC、SN和ACF为对照
实验组组,实施例1‑12样品为受试实验组;
买自中国科学院上海细胞库。人源性肾透明细胞癌细胞舒尼替尼耐药株7SuR购买于上海泽
叶生物科技有限公司、正常细胞采用非洲绿猴肾细胞株VERO,购买于上海通派生物科技有
限公司。
L 浓度的储备液,之后用质量百分比浓度为10%的小牛血清的RPMI‑1640培养液将储备液稀
‑1
释成具有5个浓度梯度(0.1、1.0、5.0、 10.0、50.0mmol∙L )的工作液;
肾透明细胞癌细胞舒尼替尼耐药株7SuR及非洲绿猴肾细胞株VERO,以每孔6000个细胞接种
于96孔板,随后分别加入上述15种样品的具有5个浓度梯度的工作液,48小时后每孔加入
5g•L–1MTT(噻唑蓝)溶液10μL,继续再培养4小时之后加入100μL质量百分比浓度为10%的十
二烷基硫酸钠(SDS)溶液。培养24小时,然后用酶标仪在570nm波长处测定吸光度(OD)值;
(IC50);每个数据平行测定三次,求其平均值,结果见表1所示。
生长抑制活性强于对照羟喜树碱(HC)、酪氨酸激酶抑制剂舒尼替尼(SN)及阿霉素(DOX)的
活性,其IC50值已接近纳摩尔浓度,具有新药开发的价值。更有意义的是,实施例1‑12提供的
化合物对舒尼替尼耐药株7SuR也显示极强的敏感性,显示出较强的抗耐药性,同时对正常
细胞VERO显示出较低的毒性,具有成药性的属性。因此,按照药物开发的一般途径是先进行
常规的抗肿瘤体外筛选,然后进行针对性的研究,所以本发明的化合物具有强的抗肿瘤活
性和抗耐药活性及较低的细胞毒性,可通过与人体可接受的酸成盐或与药用载体混合制备
抗肿瘤药物。