5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物及合成方法与应用的制作方法

专利名称：5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物及合成方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及5-羟基香豆素和吡喃香豆素衍生物，该类化合物具有对MCF-7细胞的抑制 作用，其中某些具有明显的抑制作用，可用于制备治疗乳腺癌药物的先导物。
背景技术：
香豆素类化合物广泛分布于植物当中，香豆素环体系出现在天然产物当中(如 CalanolideA是来自多种美叶属热带植物的一种天然产物，被集中在一个间苯三酚核心周 围的香豆素，色原烷和苯并吡喃环系，是人类免疫缺陷病毒-1逆转录酶的一种强有力抑制 剂)通常存在着特殊的药理学性质，极大的激发了化学家和药物化学家探索天然香豆素或 其合成类似物作为药物应用的兴趣。许多基于香豆素环体系合成的各类衍生物，如呋喃香 豆素，吡喃香豆素，胺基磺酸类香豆素，在光化学疗法，抗肿瘤，抗艾滋病毒，中枢神经 系统兴奋剂，抗菌，抗炎，抗凝血上有着重要作用(Kennedy, K. O.; Thornes, R. D. Co"wan'ra: 5/o/ogy， ^ / Z/cario似cmdJWocfe Wiley, Chichester, 1997.)。事实上，香豆素类化合物
具有如此广泛的生物活性，以致有人称之为"药学上的多面手"(CN 1450062A)。
特别是在乳腺癌的化学疗法方面， 一些羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物有着硫酸 酯酶和芳香化酶的抑制活性，同时一些羟基香豆素类似物也可作为选择性的雌激素受体调 节剂和成为与雌激素结合物作为潜在的抗乳腺癌试剂(Musa, M. A.; Cooperwood, J. S.; Khan， M. O.F. Cw/re^Me^c/"a/C/^ffW'Wo;,2008, 15(26), 2664-2667)。然而天然存在的一些香豆 素在抗癌方面有一定的作用，但往往伴随引起肝中毒。因此同天然香豆素比较，合成的香 豆素化合物能够提供更加安全的类似物，更强的药效和更高的治疗因子。同时乳腺癌是绝 经后妇女的一种多发性癌症。据统计，截止到2005年,全球有50.2万人死于乳腺癌。因而合 成一类能用于预防和治疗乳腺癌的潜在的香豆素类药物显得十分必要。

发明内容
本发明的目的是提供一类具有明显抗乳腺癌细胞MCF-7的5-羟基香豆素和吡喃型香 豆素类化合物；
5本发明的另一目的在于提供一类5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物的合成方法。 本发明的还有一 目的是提供一类5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物的应用。 本发明所涉及的香豆素类衍生物，结构新颖独特，经活性测定它们中的一部分具有较
强的抗乳腺癌细胞MCF-7作用，可用于制备治疗乳腺癌药物的先导物。
本发明的目的通过如下技术方案实现
5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物，其特征在于具有如下结构式
其中R为甲基、丙基或苯基；Q选自下列Q^Q5中的一种;
在结构式I中，当R为甲基，Q=Q1;当R为丙基，Q=Qi、 02或03;当R为苯基， Q-Qh 02或03 ;
在结构式II中，当R为甲基，Q-Q!、 Q2、 CU或Q5;当R为丙基，0=0!、 Q2、 Q3、 CU或Q5;当R为苯基，C^Qb Q2、 Q3、 CU或Qs。
为进一步实现本发明目的，所述结构式I的化合物为如下结构式1、 2、 3、 7、 8、 9或 10;所述结构式II的化合物为如下结构式4 6、 11 21中的一种。
<formula>formula see original document page 6</formula>所述的5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物的合成方法，包括如下步骤
(1) 以摩尔份数计，用1-3份的5-碘-1 ， 3-苯二酚经与1-3份的RCOCH2COOCH2CH3
OH R
在2-6份的S02-OS03H(硅磺斷催化下縮合成结构式为l-"^、crS)的碘代5-羟基香
豆素类化合物；
(2) 以摩尔份数计，1-4份的碘代5-羟基香豆素类化合物再与2-8份的3-甲基-2-丁
ff^0 R
烯醛或3-氯-3-甲基丁炔反应生成结构式为I^^O^^O的碘代吡喃香豆素类化合物；
(3) 以摩尔份数计，以1-2份的碘代5-羟基香豆素类化合物或碘代吡喃香豆素类化合 物为底物，用0.1-0. 2份的1, 1'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II) 二氯甲烷复合物为 催化剂，在有机溶剂和1-3份的氟化铯或氟化钾存在下，于60-80度的温度下，与2-4份的2-苯并噻吩硼酸或l-噻蒽硼酸、4_(4-二羟硼基苯胺基)-4-酰丁酸或4-甲磺酰胺基苯硼酸 发生偶合反应生成结构式为I或II的香豆素类化合物。
所述的5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物的在制备抗乳腺癌药物中的应用。
本发明的方法可以由下述典型反应式表示
本发明的合成方法不仅简便，而且该类化合物具有较强的抗乳腺癌细胞MCF-7的作用， 为抗乳腺癌药物提供筛选。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点或效果
(1) 本发明所涉及的香豆素类衍生物，其合成步骤少，方法成熟，提纯容易，产率高，
环境友好(如对环境无污染的环境友好型催化剂硅磺酸的使用)；同天然香豆素比较，该类 香豆素化合物能够提供更加安全的类似物、更强的药效和更高的治疗因子，为高效抗乳腺 癌药物提供筛选。
(2) 本发明所涉及的香豆素类衍生物，生物活性测定表明它们对乳腺癌细胞MCF-7 具有较强的抑制作用，其中一部分具有强的抑制作用，如化合物17对乳腺癌细胞MCF-7 的IC5o值达到了3.3wM，是潜在的抗乳腺癌药物的先导物。
具体实施例方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但是本发明要求 保护的范围并不局限于实施例表示的范围。 实施例1化合物1的制备
于适量容积的园底烧瓶中加入5-碘-1， 3-苯二酚0.52克，乙酰乙酸乙酯0.28克，硅磺酸(S02-OS03H) 0.9克(等同于2.3 mmol H+)，并加入二氯甲烷10毫升，回流6小时。 反应完全后，用热的乙醇溶解并过滤除去硅磺酸，乙醇重结晶得到白色晶体化合物1，产 率94.1%，熔点262 。C分解，质谱(APCI-MS): 302.6 (计算值302.07)。 实施例2化合物2的制备
于适量容积的园底烧瓶中加入5-碘-1， 3-苯二酚1.18克，丁酰乙酸乙酯0.79克，硅 磺酸(S02-OS03H)1.9克(等同于4.8mmolH+)，并加入二氯甲垸10毫升，回流6小时。 反应完全后，用热的乙醇溶解并过滤除去硅磺酸，乙醇重结晶得到白色晶体化合物2，产 率90.2%，熔点232-233 。C，质谱(APCI-MS): 330.7 (计算值330.7)。 实施例3化合物3的制备
于适量容积的园底烧瓶中加入5-碘-1，3-苯二酚1.18克，苯甲酰乙酸乙酯0.96克，硅 磺酸(S02-OS03H) 1.9克(等同于4.8mmolH+)，并加入二氯甲垸10毫升，回流8小时。 反应完全后，用热的乙醇溶解并过滤除去硅磺酸，乙醇重结晶得到淡黄色晶体化合物3， 产率89.0%，熔点240-241 。C，质谱(ESI-MS): 362.8 [M-H]+(计算值364.13)。 实施例4化合物4的制备
在圆底烧瓶中加入化合物3 0.22克，3-甲基-2-丁烯醛0.4克，苯基硼酸0.45克，丙酸 5毫升，甲苯40毫升，并装上分水器、回流冷凝管，回流8小时，反应完全后，乙酸乙酯 萃取，饱和食盐水洗涤，干燥，硅胶柱层析分离得到淡黄色固体化合物4，产率79.2%。 熔点198-199 。C，质谱(APCI-MS): 430.7 (计算值430.2)。 实施例5化合物5的制备 .
在圆底烧瓶中加入化合物2， 0.20克，3-甲基-2-丁烯醛0.4克，苯基硼酸0.45克，丙 酸5毫升，甲苯40毫升，并装上分水器、回流冷凝管，回流8小时，反应完全后，乙酸 乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，干燥，硅胶柱层析分离得到白色固体化合物5，产率81.2%， 熔点174-175 。C，质谱(APCI-MS): 397.0 (计算值396.2)。 实施例6化合物6的制备
在圆底烧瓶中加入化合物1， 0.18克，3-甲基-2-丁烯酸0.35克，苯基硼酸0.40克，丙 酸5毫升，甲苯40毫升，并装上分水器、回流冷凝管，回流8小时，反应完全后，f酸 乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，千燥，硅胶柱层析分离得到白色固体化合物6，产率82.1%, 熔点133-134 。C，质谱(APCI-MS): 368.7 (计算值368.2)。 实施例7化合物7的制备
化合物3， 0.09克，苯并噻吩基-2-硼酸0.18克，l，l'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II) 二氯甲垸复合物(dppf(PdCl2)) 0.01克，氟化铯0.15克， 一起溶于4毫升N， N-二 基甲酰胺(DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热24小时，反应完全后，加入适量蒸馏 水，乙酸乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到黄色固体化合物7。产率82.1%，熔点251 -253 。C，高分辨质谱(HRAPCI-MS) 370.0667，计算值370.0664。 实施例8化合物8的制备
化合物3， 0.09克，1-噻嗯硼酸0.26克，1, T -双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II) 二 氯甲烷复合物(dppf(PdCl2)) 0.01克，氟化铯0.15克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰胺 (DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热24小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸 乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到浅黄色固体化合物8。产率81.2%，熔点292-294 。C;高分辨质谱(HRAPCI-MS) 452.0543，计算值452.0541。 实施例9化合物9的制备
化合物2， 0.08克，苯并噻吩基-2-硼酸0.17克，1,1'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化 钯(II) 二氯甲垸复合物(dppf(PdCl2》0.01克，氟化铯0.12克， 一起溶于4毫升N， N-二 基甲酰胺(DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热16小时，反应完全后，加入适量蒸馏 7jc，乙酸乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到浅黄色固体化合物9，产率83.0%，熔点282 -283 。C;高分辨质谱(HRAPCI-MS) 336.0824,计算值336.0820。 实施例10化合物10的制备
化合物2， 0.08克，1-噻嗯硼酸0.26克，l，l'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II) 二氯 甲烷复合物(dppf(PdCl2》0.01克，氟化铯0.12克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰胺(DMF)， 于氩气环境中，温度80度下加热16小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸乙酯萃取， 干燥，硅胶柱层析得到浅白色固体化合物10，产率81.8%，熔点264-265 'C;高分 辨质谱(HRAPCI-MS) 418.0695,计算值418.0697。 实施例11化合物11的制备
化合物4， 0.108克，苯并噻吩基-2-硼酸0.18克，1, T -双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II) 二氯甲烷复合物(dppf(PdCb))0.01克，氟化铯0.15克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰胺 (DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热24小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸乙
酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到黄色固体化合物11，产率80.2%，熔点210-211 °C;
高分辨质谱(HRAPCI-MS) 436.1137，计算值436.1133。 实施例12化合物12的制备
化合物4， 0.108克，1-噻嗯硼酸0.26克，l，l'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II) 二
10氯甲垸复合物(dppf(PdCl2)) 0.015克，氟化铯0.15克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰胺 (DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热24小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸 乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到浅黄色固体化合物12，产率76.4%,熔点217-219 。C;高分辨质谱(HRAPCI-MS) 518.1015，计算值518.1010。 实施例13化合物13的制备
化合物5， 0.1克，苯并噻吩基-2-硼酸0.18克，l，l'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯 (II) 二氯甲烷复合物(dppf(PdCl2)) 0.012克，氟化铯0.15克， 一起溶于4毫升N， N-二基 甲酰胺(DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热24小时，反应完全后，加入适量蒸馏水， 乙酸乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到黄色固体化合物13，产率79.1%，熔点148-149 。C;高分辨质谱(HRAPCI-MS) 402.1293,计算值402.1290。 实施例14化合物14的制备
化合物5， 0.1克，1-噻嗯硼酸0.26克，1,1'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(n) 二 氯甲烷复合物(dppf(PdCb)) 0.012克，氟化铯0.15克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰胺 (DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热24小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸 乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到白色固体化合物14，产率81.1%，熔点221 -222 °C; 高分辨质谱(HRAPCI-MS) 484.1169,计算值484.1167。 实施例15化合物15的制备
化合物6， 0.08克，苯并噻吩基-2-硼酸0.18克，l，l'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯 (II) 二氯甲烷复合物(dppf(PdCl2))0.01克，氟化铯0.12克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰 胺(DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热16小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸 乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到浅黄色固体化合物15，产率79.9%，熔点154-155 。C， 高分辨质谱(HRAPCI-MS) 374.0979，计算值374.0977。 实施例16化合物16的制备
化合物4， 0.108克，4-甲磺酰胺苯硼酸0.215克，l，l'-双(二苯膦基)二茂铁二氯 化钯(II) 二氯甲垸复合物(dppf(PdCl2))0.02克，氟化铯0.18克， 一起溶于4毫升N， N-二基 甲酰胺(DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热14小时，反应完全后，加入适量蒸馏水， 乙酸乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到浅黄色晶体化合物16，产率81.4%，熔点160-161 。C;高分辨质谱(HRAPCI-MS) 473.1293,计算值473.1297。 实施例17化合物17的制备
化合物5， 0.09克，4-甲磺酰胺苯硼酸0.215克，l，l'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化
11钯(II) 二氯甲垸复合物(dppf(PdCl2》0.02克，氟化铯0.18克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰胺(DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热16小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到浅黄色晶体化合物17，产率78.6%，熔点190-191。C;高分辨质谱(HRAPCI-MS) 439.1451，计算值439.1453。实施例18化合物18的制备
化合物6， 0.09克，苯并噻吩基-2-硼酸0.215克，1, 1'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II) 二氯甲垸复合物(dppf(PdCl2))0.02克，氟化铯0.18克， 一起溶于4毫升N， N-二基甲酰胺(DMF)，于氩气环境中，温度80度下加热16小时，反应完全后，加入适量蒸馏水，乙酸乙酯萃取，干燥，硅胶柱层析得到白色固体化合物18，产率81.0%，熔点236-237 'C;高分辨质谱(HRAPCI-MS) 411.1144,计算值411.1140。实施例19香豆素衍生物对乳腺癌细胞MCF-7的抑制作用测定
MTT(二甲基噻唑二苯基四唑溴盐)试验取对数生长期的MCF-7细胞接种于96孔板上，每孔总体积为100 uL，置于37 。C、 5。/。C02培养箱中培养，待细胞贴壁后，血清饥饿12h，加上述各种受试样品使其最终浓度分别为1, 5, 10, 15, 25, 50, 100 u M,每个浓度设四个平行孔，同时设立对照组；药物作用48h,每孔加入质量浓度为5 mg/mL的MTT溶液10 uL，继续培养4 h后，倾去培养液，加入150" L DMSO,振荡待formazan完全溶解显色后，用酶联仪以490 nm波长测定吸光度(A)值，计算细胞生长抑制率。
-(试验孔A值一 空白孔A值:)
细廳生长搏制率=
X 100%
对照孔A值-空白孔A置并采用改良寇式法计算抑制率达50。/。时的药物浓度即IC5o值。对乳腺癌细胞MCF-7的抑制活性测定，结果如表一。表1中各化合物对乳腺癌细胞MCF-7的ICso值,(数值以"平均值土标准偏差"表示，浓度单位^M)
表1化合物MCF誦7化合物MCF-7化合物MCF隱7
118.3±1.0814.2±2.41525.4±1.2
226.8 ±1.6922.3 ±1.5165.3±1.1
325.0±1.31014.4±0.9173.3±0.2
454.3±2.11177.7 ±0.5186.5 ±0.4
513.7±0.1127.2 ±0.7
630.7±0.41322.8±1.5
77.6±1.31488.0±2.1
12说明化合物编号及所对应的结构式参照权利要求1和2;活性测试独立完成三次。
上表1说明各化合物对乳腺癌细胞MCF-7具有不同程度的抑制作用。其中化合物1，
5， 7， 8， 10， 12， 16， 17， 18对乳腺癌细胞MCF-7的IC5o值分别达到了 18.3， 13.7，7.6， 14.2， 14.4， 7.2， 5.3， 3.3， 6.5wM，说明这些化合物具有较强的乳腺癌细胞MCF-7抑制作用，是抗乳腺癌的潜在药物。
权利要求
1、5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物，其特征在于具有如下结构式其中R为甲基、丙基或苯基；Q选自下列Q1～Q5中的一种；在结构式I中，当R为甲基，Q＝Q1；当R为丙基，Q＝Q1、Q2或Q3；当R为苯基，Q＝Q1、Q2或Q3；在结构式II中，当R为甲基，Q＝Q1、Q2、Q4或Q5；当R为丙基，Q＝Q1、Q2、Q3、Q4或Q5；当R为苯基，Q＝Q1、Q2、Q3、Q4或Q5。
2、根据权利要求1所述的5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物，其特征是所述结构 式I的化合物为如下结构式1、 2、 3、 7、 8、 9或10;所述结构式II的化合物为如下结构 式4 6、 11 21中的一种。<formula>formula see original document page 3</formula>
3、权利要求1所述的5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物的合成方法，其特征在 于包括如下步骤(1) 以摩尔份数计，用1-3份的5-碘-1，3-苯二酚经与1-3份的<formula>formula see original document page 3</formula>在2-6份的S02-OS03H(硅磺酸)催化下縮合成结构式为l^i^k)的碘代5-羟基香 豆素类化合物；(2) 以摩尔份数计，1-4份的碘代5-羟基香豆素类化合物再与2-8份的3-甲基-2-丁<formula>formula see original document page 3</formula>烯醛或3-氯-3-甲基丁炔反应生成结构式为i^^cr^o的碘代吡喃香豆素类化合物；(3) 以摩尔份数计，以1-2份的碘代5-羟基香豆素类化合物或碘代吡喃香豆素类化合物为底物，用o.l-o.2份的i,r -双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(n) 二氯甲垸复合物为催化剂，在有机溶剂和1-3份的氟化铯或氟化钾存在下，于60-80度的温度下，与2-4份的2-苯并噻吩硼酸或l-噻蒽硼酸、4-(4-二羟硼基苯胺基)-4-酰丁酸或4-甲磺酰胺基苯硼酸 发生偶合反应生成结构式为I或II的香豆素类化合物。
4、权利要求1所述的5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物的在制备抗乳腺癌药物 中的应用。
全文摘要
本发明涉及5-羟基香豆素和吡喃型香豆素类化合物及合成与应用。该类化合物具有结构式I或II；制备时，以摩尔份数计，用1-3份的5-碘-1，3-苯二酚经与1-3份的RCOCH₂COOCH₂CH₃在2-6份的SO₂-OSO₃H(硅磺酸)催化下缩合成结构式为碘代5-羟基香豆素类化合物；再用1-4份的碘代5-羟基香豆素类化合物与2-8份的3-甲基-2-丁烯醛或3-氯-3-甲基丁炔反应生成碘代吡喃香豆素类化合物；最后偶合反应生成结构式为I或II的香豆素类化合物。这类化合物对乳腺癌细胞MCF-7的IC50值分别达到了3.3～18.3，具有较强的乳腺癌细胞MCF-7抑制作用。
文档编号A61K31/381GK101497593SQ20091003798
公开日2009年8月5日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者曾和平, 毛魏魏, 王婷婷 申请人:华南理工大学