专利名称：哌嗪基二硫代甲酸酯类化合物,它们的制备方法和在抗肿瘤药物中的应用的制作方法
技术领域：
本发明领域本发明涉及新颖的哌嗪基二硫代甲酸酯类化合物及其可药用盐，它们的制备方法和它们在抗肿瘤药物中的用途。
最近，Gerhauser C等人在Cancer Research 57，272-278，1997中报道，从十字花科植物中分离出一种氨基二硫代甲酸酯类化合物Brassinium，该化合物具有较强的肿瘤预防作用，通过对该化合物进一步结构改造，发现了肿瘤预防作用更强的氨基二硫代甲酸酯类化合物Sulformate。
本发明概述本发明的目的是提供一类结构全新的哌嗪基二硫代甲酸酯类化合物。
本发明的另一目的是提供一种制备该类化合物的方法。
本发明的第三个目的是提供的该类化合物和含有该类化合物的组合物在抗肿瘤药物中的用途。本发明的目的化合物具有很强的抗肿瘤作用和表现了低的毒性。本发明的详细描述本发明新的哌嗪二硫代甲酸酯衍生物用下述通式(I)表示 其中R1选自H，C1-20的直链或支链烷基，烷基或芳基取代的烯丙基，C2-20的各种酰基，未取代或各种取代的苄基或苯甲酰基(如在苯环上可连结1-3个取代基的苄基或苯甲酰基，所述取代基选自CH3，F3C-，MeO，NO2，酯基，卤素等)，含有1-3个N，O或S的杂环(如呋喃、噻吩等)烷基或杂环(如呋喃、噻吩等)甲酰基；
R1优先选自H、C1-10烷基、C2-5酰基、C1-6烷基烯丙基、苯基烯丙基、苄基、甲氧基苄基、硝基苄基、苯甲酰基、对氟苯甲酰基、卤素如F、Br、Cl取代的苄基、呋喃C1-10烷基、呋喃甲酰基、噻吩C1-10烷基、噻吩甲酰基等。
R2选自线性或支化、饱和或不饱和的C1-10烃基，优选C1-8直链烷基；R3和R4各自独立地选自氢、未取代或各种取代的芳基或杂芳基。例如，苯环上连接1-3个取代基的取代苯基或芳族杂环基，所述取代基选自H、CH3、F3C-、MeO、NO2、酯基和卤素，其中R3和R4各优选是苯基、苄基、CF3-取代的苯基、卤素取代的苯基、甲氧基苯基和硝基苯基，其中R3和R4中的至少一个不是氢；R5选自-CN、-COOH、-COOR6、-CONR7R8；R6是C1-20的烷基，R6优选是C1-3烷基；R7是H或C1-10的烷基，R7优选是C1-3烷基；R8是H或C1-10的烷基，或者R7R8＝-(CH2)m-，m＝3－6，即形成三元到六元碳环。
以下是本发明化合物的制备方法，其中起始化合物CH(R3R4)CN可以商购或按以下本技术领域中的已知方法合成(1)将乙腈或者芳基或杂芳基(其中芳基或杂芳基也可以是取代或未取代的)乙腈溴化，得到溴代乙腈化合物或者溴代芳族或杂芳族乙腈化合物，(2)步骤1所得化合物再与芳族化合物或杂芳族化合物在三氯化铝的存在下进行Friedel-Crafts烷基化反应，即得所述起始化合物CH(R3R4)CN。本发明的制备方法包括(A)使CH(R3R4)CN与Br-R2-Br(α，ω-Br，Br-R2)反应，其中R2选自线性或支化、饱和或不饱和的C1-10烃基，R3和R4各独立选自氢、未取代或各种取代的芳基或杂芳基(例如，苯环上可连1-3个取代基的取代苯基或杂芳基，所述取代基选自H、CH3、F3C-、MeO、NO2、酯基和卤素)，R3和R4中的至少一个不是氢，得到式(II)的化合物 (B)式(II)的化合物再与1-位上有取代基R1的哌嗪和二硫化碳(CS2)在磷酸钾和丙酮(或二甲基甲酰胺)的存在下进行反应，其中R1选自H，C1-20的直链或支链烷基，烷基或芳基取代的烯丙基，C2-20的酰基，各种取代的苄基或各种取代的苯甲酰基(如在苯环上可连结1-3个取代基的苄基或苯甲酰基，所述取代基选自H，CH3，F3C-，MeO，NO2，酯基，卤素等)，含有1-3个N、O或S的杂环(如呋喃、噻吩等)烷基或杂环(如呋喃、噻吩等)甲酰基，得到式(III)的化合物 其中R1、R2、R3和R4如上所定义；(C)将上述式(III)的化合物进行水解，式(III)中的-CN被取代为-COOH，得到式(IV)的化合物 (D)式(IV)的化合物再可与烷基醇R6OH进行反应，其中R6选自C1-20的线性或支化烃基，或用胺R7R8NH进行酰胺化反应，R7是H或C1-3的烷基；R8是H或C1-3的烷基，或者R7R8＝-(CH2)m-，m＝3－6，即形成三元到六元碳坏，分别得到了式(V)或式(IV)的化合物 以上式(III)、(IV)、(V)和(VI)的化合物及其盐形式，尤其HX(X代表卤素原子)形式的盐均具有抗肿瘤活性，可作为抗肿瘤药物或作为抗肿瘤活性成分用于抗肿瘤药物组合物。
另外，本发明的药物还可作为农业杀菌剂，单独或与其它成分一起构成杀虫剂组合物应用于农药领域。
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1制备1-(4-甲基哌嗪基)二硫代甲酸-(3，3-二苯基-3-氰基)丙酯(化合物1)取二苯乙腈与1，2-二溴乙烷反应，获得2-溴乙基二苯乙腈。再按以下路线进行反应。 将2，2-二苯基-4-溴丁腈(2-溴乙基二苯乙腈)30.2g(0.1mol)，无水磷酸钾21.2g(0.1mol)和250mL丙酮加入反应瓶中，室温搅拌下加入二硫化碳9.1g(0.12mol)，搅拌30min，加入1-甲基哌嗪10g(0.1mol)，继续搅拌1h，过滤，丙酮洗，蒸去溶剂，加入250mL乙酸乙酯溶解，水洗，无水氯化钙干燥，蒸去部分溶剂，室温放置，析出结晶，过滤，干燥，乙醇重结晶，得1-(4-甲基哌嗪基)二硫代甲酸-(3，3-二苯基-3-氰基)-丙酯(24g，51％)，m.p.110-112℃；元素分析C22H25N3S2，MW 395.6理论值(％)C66.80，H6.37，N10.62，S16.21；实测值(％)C66.43，H6.24，N10.35，S16.01.
化合物1的盐酸盐m.p.＞180℃(dec)；1HNMR(300MHz，DMSO)，2.75(s，3H)，2.84(m，2H)，3.11(br，2H)，3.22(m，2H)，3.44(br，2H)，3.69(br，2H)，4.72(br，1H)，5.31(br，1H)，7.39(m，10H)，11.73(br，1H)；13CNMR(300MHz，DMSO)，32.64，36.95，41.58，51.16，51.27，121.55，126.51，128.20，129.16，139.17，196.11.元素分析C22H25N3S2.HCl，MW 432.05；理论值(％)C61.16，H6.07，N9.73，S14.84；实测值(％)C61.33，H6.27，N9.38，S14.52.
实施例2制备1-(4-乙基哌嗪基)-二硫代甲酸-(3，3-二苯基-3-氰基)丙酯(化合物2)按照实施例1相同的方法制备，只是使用1-乙基哌嗪代替1-甲基哌嗪。mp.118-120℃，1HNMR 1.12(t，3H，J＝7.2Hz)，2.54(br，6H)，2.83(m，2H)，3.38(dd，2H)，3.94(br，2H)，4.34(br，2H)，7.26-7.49(m，10H).元素分析C23H27N3S2，MW 409.61，理论值(％)C67.44，H6.64，N10.26，S15.66；实测值(％)C67.32，H6.37，N10.43，S15.91。
实施例3制备1-(4-丁基哌嗪基)二硫代甲酸-(3，3-二苯基-3-氰基)丙酯(化合物3)按照实施例1相同的方法制备，只是使用1-丁基哌嗪代替1-甲基哌嗪。mp.88-90℃，1HNMR 0.93(t，3H，J＝7.8)，1.35(m，2H)，1.49(m，2H)，2.38(br，2H)，2.52(br，4H)，2.83(m，2H)，3.38(dd，2H)，3.92(br，2H)，4.32(br，2H)，7.26-7.49(m，10H).元素分析C25H31N3S2，MW 437.67，理论值(％)C68.61，H7.14，N9.60，S14.65；实测值(％)C68.36，H7.37，N9.56，S14.93。
实施例4制备1-(4-己基哌嗪基)二硫代甲酸-(3，3-二苯基-3-氰基)丙酯(化合物4)按照实施例1相同的方法制备，只是使用1-己基哌嗪代替1-甲基哌嗪。mp.53-55℃，1HNMR 0.88(t，3H，J＝7.2)，1.29(br，6H)，1.49(br，2H)，2.37(br，2H)，2.52(br，4H)，2.83(m，2H)，3.38(dd，2H)，3.92(br，2H)，4.32(br，2H)，7.26-7.49(m，10H).
元素分析C27H35N3S2，MW 465.72，理论值(％)C69.63，N7.57，N9.02，S13.77；实测值(％)C69.34，H7.26，N9.12，S13.87。
实施例5制备1-(4-苄基哌嗪基)二硫代甲酸-(3，3-二苯基-3-氰基)丙酯(化合物5)按照实施例1相同的方法制备，只是使用4-苄基哌嗪代替1-甲基哌嗪。mp.106-108℃，1HNMR 2.52(br，4H)，2.82(m，2H)，3.37(m，2H)，3.54(s，2H)，3.88(br，2H)，4.31(br，2H)，7.26-7.49(m，15H)。
元素分析C28H29N3S2，MW 471.68，理论值(％)C71.30，H6.20，N8.91，S13.60；实测值(％)C71.37，H6.13，N9.07，S13.42。
实施例6制备1-(4-甲基哌嗪基)二硫代甲酸-(3，3-二(对氟苯基)-3-氰基)-丙酯(化合物6)以实施例1相同的方法进行，只是使用二(对氟苯)乙腈代替二苯乙腈。得到了1-(甲基哌嗪基)二硫代甲酸-(3，3-二(对氟苯基)-3-氰基)-丙酯。
实施例7化合物1的盐酸盐体外抗肿瘤活性试验材料与方法1、动物昆明种小鼠，雌雄各半(18-22g)，由北京医科大学动物部提供；ICR小鼠，雌雄各半(18-22g)，由北京维通利华试验动物技术有限公司提供。
2、肿瘤细胞株小鼠肉瘤180(S180)，由天然药物及仿生药物国家重点实验室药理组细胞库提供。
3、药品环磷酰胺由上海华联制药有限公司生产；化合物1的盐酸盐按上述方法合成。
4、方法从小鼠腹腔内取肿瘤细胞，经处理后将细胞稀释为5×106/mL.在无菌条件下，按0.2mL/只，接种于小鼠左前肢腋下。接种24小时后，分组给药，每天口服给药一次，连续10天。第12天剥瘤称重，计算每组平均瘤重，标准差及P值。
结果与结论1、结果a.初步急性毒性实验显示，口服给予10g/kg剂量时，小鼠死亡约50％。b.化合物1的盐酸盐500mg/kg，100mg/kg和环磷酰胺30mg/kg对小鼠肉瘤180均有抑制作用，抑瘤率分别为79.8％(P＜0.01)，74.3(P＜0.01)，73.1(P＜0.001).
2、结论化合物1的盐酸盐对小鼠移植肉瘤180的生长有明显抑制作用，连续给药10天后高浓度显示低毒性反应。
权利要求
1.下述通式(I)的化合物 其中R1选自H，C1-20的直链或支链烷基，烷基或芳基取代的烯丙基，C2-20的各种酰基，未取代或各种取代的苄基或苯甲酰基，含有1-3个N，O或S的杂环烷基和含有1-3个N，O或S的杂环甲酰基；R2选自线性或支化、饱和或不饱和C1-10的脂族烃基；R3和R4各自独立地选自氢、未取代或各种取代的芳基或杂芳基，例如，有1-3个取代基的取代芳基或杂芳基，所述取代基选自H、CH3、F3C-、MeO、NO2、酯基和卤素，其中R3和R4中的至少一个不是氢；R5选自-CN、-COOH、-COOR6、-CONR7R8；R6是C1-20的烷基；R7是H或C1-10的烷基；R8是H或C1-10的烷基，或者R7R8＝-(CH2)m-，m＝3－6，即形成三元到六元碳环。
2.权利要求1的化合物，其中R1选自H、C1-10烷基、C2-5酰基、C1-6烷基烯丙基、苯基烯丙基、苄基、甲氧基苄基、硝基苄基、苯甲酰基、对氟苯甲酰基、卤素如F、Br、Cl取代的苄基、呋喃C1-10烷基、呋喃甲酰基、噻吩C1-10烷基、噻吩甲酰基等。
3.权利要求1的化合物，其中R3和R4各独立选自氢、苯基、CF3-取代的苯基、卤素取代的苯基、甲氧基苯基和硝基苯基，它们中的至少一个不是氢。
4.盐形式或水合物形式的权利要求1的化合物。
5.根据权利要求1的化合物，其相应的药用盐为式(I)化合物·HX，X代表卤素。
6.制备权利要求1的化合物的方法，包括以下步骤(A)使CH(R3R4)CN与Br-R2-Br(α，ω-Br，Br-R2)反应，其中R2选自C1-10线性或支化、饱和或不饱和脂族烃基，其中R3和R4各独立选自氢、未取代或各种取代的芳基或杂芳基，R3和R4中的至少一个不是氢，得到式(II)的化合物 (B)式(II)的化合物再与1-位上有取代基R1的哌嗪和二硫化碳在磷酸钾和丙酮(或二甲基甲酰胺)的存在下进行反应，其中R1选自H，C1-20的直链或支链烷基、烷基或芳基取代的烯丙基、C2-20的酰基、各种取代的苄基或各种取代的苯甲酰基、含有1-3个N，O或S的杂环(如呋喃、噻吩等)烷基和含有1-3个N，O或S的杂环(如呋喃、噻吩等)甲酰基，得到式(III)的化合物 式中R1、R2、R3和R4如上所定义；(C)将上述式(III)的化合物进行水解，式(III)中的-CN被取代为-COOH，得到式(IV)的化合物 (D)式(IV)的化合物再可与醇R6OH进行反应，其中R6选自C1-20的线性或支化烃基，或用胺R7R8NH进行酰胺化反应，其中R7是H或C1-10的烷基；R8是H或C1-10的烷基，或者R7R8＝-(CH2)m-，m＝3－6，即形成三元到六元碳环，分别得到了式(V)或式(IV)的化合物
7.权利要求6的方法，其中R1选自H、C1-10烷基、C2-5酰基、C1-6烷基烯丙基、苯基烯丙基、苄基烯丙基、苄基、甲氧基苄基、硝基苄基、苯甲酰基、对氟苯甲酰基、卤素如F、Br、Cl取代的苄基、呋喃C1-10烷基、呋喃甲酰基、噻吩C1-10烷基、噻吩甲酰基等。
8.权利要求6的方法，其中R3和R4各独立选自是苯基、苄基、CF3-取代的苯基、卤素取代的苯基、甲氧基苯基、硝基苯基和烷基酯基苯基，它们中的至少一个不是氢。
9.权利要求1—5中任一项的化合物作为抗肿瘤药物或作为抗肿瘤药物组合物中的成分的用途。
10.权利要求1—5中任一项的化合物作为抗菌剂在农业杀虫剂中的用途。
全文摘要
本发明涉及新颖的通式(Ⅰ)化合物及其可药用盐和包含该化合物的药用组合物,该新的式(Ⅰ)化合物可用于抑制肿瘤生长:其中R
文档编号C07D295/194GK1328999SQ01118399
公开日2002年1月2日 申请日期2001年5月29日 优先权日2001年5月29日
发明者李润涛, 程铁明, 崔景荣 申请人:北京大学