趙小美,王 新*,汲 霞,張 華,張平平,胡國強
(1齊魯醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院,淄博255300;2河南大學(xué)藥物研究所,開封475001)
惡性腫瘤是一種嚴(yán)重危害人類健康的疾病,對于腫瘤疾病的預(yù)防和治療是世界各國所面臨的共同問題,研究并開發(fā)有效的抗腫瘤藥物是藥學(xué)領(lǐng)域一直以來的熱點?;跈C制的藥物設(shè)計是發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的有效途徑[1]。腫瘤相關(guān)因子NF-κB既是免疫和炎癥反應(yīng)重要的調(diào)節(jié)因子,又是腫瘤疾病重要的啟動因子。目前,有研究表明[2],炎癥有促進腫瘤發(fā)展的趨勢,炎癥與腫瘤之間的關(guān)系的研究將會為新型抗腫瘤藥物的研究提供新的思路。
吡羅昔康是第1個上市的1,2-苯并噻嗪類藥物,通過抑制COX-2的活性,從而抑制花生四烯酸的生成,導(dǎo)致前列腺素的合成受阻,進而發(fā)揮抗炎作用。
1,3,5-三嗪類化合物具有廣泛的生物活性,常常出現(xiàn)在具有生物活性的農(nóng)藥、醫(yī)藥等化合物中。該類化合物具有抗腫瘤[3-5]、殺菌[6-7]、降血糖[8]、抑制乙酰膽堿酯酶[9-10]、保護心臟功能[11]、抗癲癇[12-13]、抗抑郁[14-16]等效用,因而受到研究者的廣泛關(guān)注?;诖耍狙芯恳赃亮_昔康合成中間體(2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1-1-二氧化物,CAS:35511-15-0)為原料,用稠雜環(huán)在1,2-苯并噻嗪環(huán)C-3進行活性拼接,經(jīng)多步反應(yīng)合成一系列含 1,2-苯并噻嗪結(jié)構(gòu)的[1,3,4]噻二唑并[3,2-a][1,3,5]三嗪的衍生物,合成見路線 1。
Scheme 1 Synthetic route of the target compounds
吡羅昔康吡羅昔康合成中間體(2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1-1-二氧化物,CAS:35511-15-0,湖北鴻鑫瑞宇精細(xì)化工有限公司);化合物 1(2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酰肼-1-1-二氧化物)按文獻(xiàn)[17]的方法制備。其余試劑均為市售分析純,未經(jīng)處理,直接使用。
熔點用毛細(xì)管法測定,溫度未校正;AM2400型核磁共振儀(德國Bruker公司);HP1100型質(zhì)譜儀(美國Agilent公司);PE2400-II元素分析儀(美國PE公司)。
1.2.1 化合物 2(3-(5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-基)-2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-1,1-二氧化物)的合成 將化合物 1 26.9 g(0.1 mol),KSCN 19.5 g(0.2 mol),乙酸 135 mL(2.36 mol)依次加入到250 mL的三口瓶中,攪拌均勻后,加熱,回流反應(yīng)8 h,TLC檢測,反應(yīng)完全后,冷卻,過濾,干燥得化合物23.3 g,收率75%;mp:244~245℃。
1.2.2 化合物 3(2-氨基-5-(2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-1,1-二氧化-3-基)-1,3,4-噻二唑-3(2H)-甲醛)的合成 在裝有溫度計的500 mL四口瓶中,加入二甲基甲酰胺(DMF)45 mL,冰浴條件下,緩慢滴加三氯氧磷130 mL(1.4 mol),控制溫度小于10℃,滴畢,將化合物 2(22.1 g,0.07 mol),分批加入到四口瓶中,控制溫度小于15℃,加畢,自然升溫至室溫,反應(yīng)1 h后,加熱至80~90℃,并反應(yīng)5 h。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)液倒入冰水中,攪拌,得化合物3。采用乙醇和水的混合溶劑對產(chǎn)物進行重結(jié)晶,過濾,干燥,得黃色化合物12.4 g,收率51%;mp:252~254℃。
1.2.3 化合物 4(2-氨基-5-(2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并 噻 嗪-1,1-二 氧 化-3-基)-1,3,4-噻 二 唑-3(2H)-羧酸)的合成 取化合物 3(11.3 g,0.03 mol),純化水300 mL,依次加入到1 000 mL三口瓶中,加熱至 70~80℃,劇烈攪拌下,滴加 5%KMnO4水溶液360 mL,約30 min滴完。反應(yīng)過程中,用1 mol/L KOH水溶液控制反應(yīng)液的pH范圍為8~9,反應(yīng)8 h。TLC檢測,原料反應(yīng)完全后,自然冷卻至室溫,析出結(jié)晶,過濾,得黃色粉末狀化合物4 7.2 g。收率61%,mp:286~288℃。
1.2.4 化合物 5(2-(2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-1,1-二氧化-3-基)-6,8a-二氫-5H-[1,3,4]噻二唑并[3,2-a][1,3,5]三嗪-6-酮)的合成 向 100 mL三口瓶中,依次加入化合物 4(5.3 g,0.014 mol)、甲酰胺(5.6 mL,0.141 mol),升溫至120~130℃反應(yīng)3 h后,再升溫至160~170℃并保溫反應(yīng)2 h,反應(yīng)結(jié)束后,自然冷卻至50℃左右,加入300 mL水,充分?jǐn)嚢瑁^濾,干燥得黃色化合物5 2.1 g。收率39%,mp:253~255℃。
1.2.5 化合物 6a(N-(2-(2-甲基-4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-1,1-二氧化-3-基)-6,8a-二氫-5H-[1,3,4]噻二唑并[3,2-a][1,3,5]三嗪-5-亞基)硫代乙酰胺)的合成 向100 mL三口瓶中,加入化合物5(1.1 g,0.003 mol),硫代乙酰胺(0.3 g,0.004 mol),無水乙醇20 mL,加熱至回流,反應(yīng)6 h,TLC檢測,反應(yīng)結(jié)束后,自然冷卻至室溫,過濾,得黃色化合物6a 0.8 g。收率62%,mp:237~239℃。
按化合物6a類似的方法分別制備目標(biāo)化合物6b~6i。理化性質(zhì)和光譜數(shù)據(jù)見表1和表2。
Table1 Physical properties of compounds 6a 6i
Table2 Spectral data of compounds 2 5 and 6a 6i
(Continued)Compd. 1H NMR(DMSO-d6)δ 13 CNMR(DMSO-d6)δ MS(m/z )6e 12.28(1H,s,-OH),11.63(1H,s,Ph-OH),10.54(1H,s,-N=C-NH),7.63(1H,s,-N=CH),457[M+H]158,155,152,150,138,136,134,129,127,124,115,104,72,41+7.14 7.83(8H,m,Ph-H),4.25(1H,s,-N-CH-N),2.68(3H,s,-NCH3)6f 12.24(1H,s,-OH),10.38(1H,s,-N=C-NH),7.52(1H,s,-N=CH),7.42 7.74(4H,m,Ph-H),4.35(1H,s,-N-CH-N),3.82(2H,s,-C=N-CH2),3.28(2H,s,-S-CH2),2.67(3H,s,-NCH3)174,157,153,150,,133,132,129,127,124,104,71,55,41,32 450[M+H]+6g 12.32(1H,s,-OH),10.34(1H,s,-N=C-NH),7.72 8.56(3H,m,pyrimidine-H),7.61(1H,s,-N=CH),7.42-7.86(4H,m,Ph-H),4.32(1H,s,-N-CHN),3.82(2H,s,-C=N-CH2),3.28(2H,s,-S-CH2),2.67(3H,s,-NCH3)163,160,158,137,134,132,129,127,124,115,104,72,40 443[M+H]+6h 12.22(1H,s,-OH),10.36(1H,s,-N=C-NH),7.36 8.52(4H,m,pyridine-H),7.53(1H,s,-N=CH),7.46-7.78(4H,m,Ph-H),4.37(1H,s,-N-CHN),2.69(3H,s,-NCH3)157,156,150,149,139,138,134,132,129,127,124,104,72,39 442[M+H]+6i 12.26(1H,s,-OH),10.42(1H,s,-N=C-NH),7.48(1H,s,-N=CH),7.44 7.83(4H,m,Ph-H),4.34(1H,s,-N-CH-N),2.66(3H,s,-NCH3),1.52-2.94(10H,m,piperidine-H)158,155,149,140,134,132,129,127,124,106,71,51,41,25,24 448[M+H]+
采用MTT法測定合成的目標(biāo)化合物對人胰腺癌細(xì)胞Capan-1(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院協(xié)和細(xì)胞庫)、鼠白血病細(xì)胞L1210(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院協(xié)和細(xì)胞庫)和人肝癌細(xì)胞SMMC-7721(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院協(xié)和細(xì)胞庫)的半數(shù)抑制濃度(IC50),結(jié)果見表3。
Table3 Anti-proliferative activity of the tested compounds against Capan-1 SMMC-7721 and L1210 tumor cells(±s,n=3)
Table3 Anti-proliferative activity of the tested compounds against Capan-1 SMMC-7721 and L1210 tumor cells(±s,n=3)
*P<0.05 vs doxorubicin
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體外抗腫瘤實驗結(jié)果顯示,9個目標(biāo)化合物對人胰腺癌細(xì)胞Capan-1、鼠白血病細(xì)胞L1210和人肝癌細(xì)胞SMMC-7721呈現(xiàn)出不同程度的抑制作用(IC50均小于20μmol/L),其中化合物 6f、6g和 6h對Capan-1、L1210和 SMMC-7721的IC50與對照藥多柔比星的活性相當(dāng)。
結(jié)果表明,噻二唑并三嗪側(cè)鏈的引入,對提高該類化合物的抗腫瘤活性有一定的作用。在噻二唑并三嗪的基礎(chǔ)上,引入芳環(huán)或芳雜環(huán)取代時,化合物的抗腫瘤活性較烷基取代時更強,尤其是引入芳香雜環(huán)側(cè)鏈時,有利于化合物電荷的分散而穩(wěn)定,進一步增強了化合物的抗腫瘤活性,具有進一步研究的價值,這也預(yù)示著1,2-苯并噻嗪類藥物C-3位的結(jié)構(gòu)修飾在治療腫瘤方面將會有更廣闊的研究前景。