本发明涉及药物技术领域，具体地说是一类氟代噻唑腙类化合物I-IV及其药理活性和药学用途。该化合物及其衍生物可以用于预防和/或治疗各种因素引起的肿瘤或癌症等疾病。
背景技术：
恶性肿瘤严重影响人们的身体健康，现已成为导致人类死亡的第二大病因，仅次于心脑血管疾病。据世卫组织统计，全世界每年新确诊的肿瘤患者均在1000万以上，每年全球肿瘤死亡总数达700万人。随着环境污染的加重，癌症发病率正在逐年提高，呈多发态势，世卫组织2014报告预测全球癌症病例将呈现迅猛增长态势，由2012年的1400万人，逐年递增至2025年的1900万人，到2035年将达到2400万人，死亡人数也将由每年600万增加至1000万。2012年，中国新增307万癌症患者并造成约220万人死亡，分别占全球总量的21.9％和26.8％，癌症已经成为我国城乡居民死亡的首要原因。肿瘤不仅严重威胁着人民群众的身体健康，给病人和病人家庭带来经济损失，而且还会给国家和社会造成沉重的负担。寻找高效、低毒、可选择性杀伤或抑制肿瘤细胞的新作用机制的新型抗肿瘤药物已成为抗肿瘤药物研发的重要方向。
噻唑类化合物是杂环化合物中十分重要的一类，具有抗菌、抗结核、抗癌、抗病毒、降血压、消炎镇痛、降血糖、抗癫痫、抗寄生虫和抗氧化等领域显示出广阔的应用前景，已有众多噻唑类药物用于临床治疗多种疾病。腙类化合物是指分子结构中含有-NHN＝CH-基团的一类化合物，是肼与醛或酮等含羰基化合物发生缩合反应生成的产物，其具有广泛的生物活性(如抗菌、抗肿瘤及降糖等)，在医药领域有很好的应用前景。本发明将噻唑和腙类化合物活性基团偶联设计合成氟代噻唑腙类化合物，现有技术中没有本发明提供的氟代噻唑腙类化合物及其作为有效成分的药物组合物的报道，也没有该类衍生物或其药物组合物应用在制备或治疗各种因素引起的肿瘤等疾病药物中的报道。
技术实现要素：
本发明涉及药物技术领域，具体地说是一类氟代噻唑腙类化合物I-IV、其制备方法及其药理活性和药学用途。该类化合物及其衍生物可以用于预防和/或治疗各种因素引起的肿瘤、癌症等疾病。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明设计合成了一类氟代噻唑腙类化合物I-IV，其化学结构如下所示：
结构通式中的R1、R2和R3分别为H，Br，F，CF3中的一种，化合物I中R1为Br，R2和R3为H；化合物II中R1为H，R2和R3为F；化合物III中R2为CF3，R1和R3为H；化合物IV中R2为H，R1和R3为CF3。
所述化合物I-IV中的一种或二种或多种混合具有抗肿瘤活性，在此所指的化合物I-IV可为化合物I-IV本身以及化合物I-IV的药物学上可接受的盐等化学等价物中的一种，但不局限于以上化学等价物。
本发明同时提供了本发明化合物I-IV在制备用于预防和/或治疗各种因素引起的肿瘤和/或癌症等相关的疾病中的应用。
本发明化合物用作药物时，可以直接使用，或者以药物组合物的形式使用。该药物组合物含有0.1–99％，优选为0.5–90％的本发明化合物，其余为药物学上可接受的药用载体和/或赋形剂。
所述的药用载体或赋形剂是一种或多种固体、半固体和液体稀释剂、填料以及药物制品辅剂。将本发明的药物组合物以单位体重服用量的形式使用。本发明的药物可经注射(静注、肌注)、口服和外用三种形式给药。
本发明目的是提供一类新的氟代噻唑腙类化合物及其制备方法，该化合物及其衍生物可以预防和/或治疗各种因素引起的肿瘤和/或癌症等疾病，例如肺癌、骨髓瘤、神经母细胞瘤、肝癌、胃癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、肠癌、前列腺癌等肿瘤和/或癌症疾病中的一种或二种以上。
1、化合物的合成与结构鉴定
本发明氟代噻唑腙类化合物I-IV的制备方法步骤如下：
步骤1：制备中间体3,4-二氟苯亚甲基氨基硫脲(化合物a):
称取10mmol3,4-二氟苯甲醛(3.07g)和11mmol氨基硫脲(2.165g)置于500mL反应瓶中，再加入30mL乙醇(95％)搅拌均匀后，滴加1mL冰醋酸，然后65-70℃回流搅拌约10小时，减压蒸除大部分乙醇后加入20毫升冰水，过滤得沉淀，冰水洗沉淀(30mL分三次)乙醇重结晶得到中间体3,4-二氟苯亚甲基氨基硫脲(化合物a)。
步骤2：制备氟代噻唑腙类化合物I-IV:
称取1mmol中间体3,4-二氟苯亚甲基氨基硫脲(215mg)和2-5mmol无水醋酸钠置于反应瓶中，加入10-20mL无水乙醇，再加入0.9-1.1mmol相应取代2-溴苯乙酮，然后在60-90℃加热回流10-14小时，冷却反应液，过滤得固体，然后甲醇重结晶得噻唑腙化合物I-IV。
2、本发明氟代噻唑腙类化合物I-IV对各种肿瘤细胞毒性测定
采用目前常用的四氮唑盐(MTT)法检测合成衍生物对体外培养的人肿瘤细胞的细胞毒性。体外抗肿瘤实验所选用细胞株：人肺癌细胞A549、人克隆结肠腺癌细胞CaCo-2、人肝癌细胞HepG2、人胶质瘤细胞U87、人脐静脉内皮细胞HUVEC等。测定方法：取对数生长期的细胞，将细胞悬液接种到96孔板，在37℃、100％相对湿度、含5％CO2、95％空气的培养箱预培养24h后，然后加药。另外，每个浓度设阴性对照(等浓度DMSO)及空白本底(不加细胞)，各组均设3个复孔。再连续培养24h，然后每孔加入MTT溶液，继续培养4h后，仔细吸去上清液(悬浮细胞，需要先离心，再吸去上清)。每孔加入DMSO，置微量振荡器震荡5min以使结晶完全溶解，酶标仪492nm单波长比色，测定OD值。抑制率(％)＝(实验组OD均值一空白组OD均值)/(对照组OD均值-空白组OD均值)x100％，并计算IC50值。
本发明具有如下优点：
本发明提供的化合物经MTT法对所实验的各种肿瘤细胞株均具有较强的抑制活性，并且对正常细胞人脐静脉内皮细胞HUVEC毒性较低，证明本发明化合物均具有良好的抗肿瘤活性，在抗肿瘤药物开发方面具有很好的应用前景。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的实质，下面将用本发明的实施例来说明本发明化合物氟代噻唑腙类化合物I-IV的制备方法和药理作用结果，但不以此实施例来限定本发明。
实施例1：4-(3-溴苯基)-2-(2-(3,4-二氟苯亚甲基)肼基)噻唑(4-(3-bromophenyl)-2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)thiazole,化合物I)的制备
(1)称取10mmol3,4-二氟苯甲醛(3.07g)和11mmol氨基硫脲(2.165g)置于500mL反应瓶中，再加入30mL乙醇(95％)搅拌均匀后，滴加1mL冰醋酸，然后65-70℃回流搅拌约10小时，减压蒸除大部分乙醇后加入20毫升冰水，过滤得沉淀，冰水洗沉淀(30mL分三次)乙醇重结晶得到中间体3,4-二氟苯亚甲基氨基硫脲(化合物a)。
(2)称取1mmol中间体3,4-二氟苯亚甲基氨基硫脲(215mg)和4mmol无水醋酸钠置于250mL反应瓶中，加入20mL无水乙醇，再加入1mmol 2,3′-二溴苯乙酮(278mg)，然后在60-90℃加热回流12小时，冷却反应液，过滤干燥得灰色固体4-(3-溴苯基)-2-(2-(3,4-二氟苯亚甲基)肼基)噻唑(77％)；1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:8.03(1H,s),7.99(1H,s),7.84(1H,d, J＝7.5Hz),7.66(1H,m),7.47(4H,overlap),7.35(1H,dd,J＝8.0,7.5Hz)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:168.1,150.8,148.81,148.83,139.0,136.8,132.2,130.7,130.1,128.1,124.3,123.2,122.1,118.0,114.5,105.5；ESIMS:m/z393[M+H]+HRESIMS:calc for C16H10N3F2SBr[M+H]+393.9820,found393.9777.
实施例2：2-(2-(3,4-二氟苯亚甲基)肼基)-4-(3，4-二氟苯基)噻唑(2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)-4-(3,4-difluorophenyl)thiazole,化合物II)
化合物II的制备方法与化合物I的制备方法相似，其与实施例1不同之处在于将原料2,3′-二溴苯乙酮换为3′,4′-二氟-2-溴苯乙酮，制备得到化合物II，灰色固体，收率82％，1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:12.26(1H,s),7.95(1H,s),7.78(1H,m),7.58-7.65(2H,overlap),7.38-7.45(4H,overlap)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:168.6,151.1,150.2,149.2,148.8,148.3,139.5,138.7,132.7,132.6,123.7,122.6,118.4,118.1,114.8,114.6,105.4；ESIMS:m/z352[M+H]+HRESIMS:calc for C16H9N3F4S[M+H]+352.0526,found352.0452.
实施例3：2-(2-(3,4-二氟苯亚甲基)肼基)-4-(4-(三氟甲基)苯基)噻唑(2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)-4-(4-(trifluoromethyl)phenyl)thiazole，化合物III)
化合物III的制备方法与化合物I的制备方法相似，其与实施例1不同之处在于将原料2,3′-二溴苯乙酮换为4′-三氟甲基-2-溴苯乙酮，制备得到化合物III，灰色固体，收率78％，1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:12.31(1H,s),8.01(2H,d,J＝8.0Hz),7.96(1H,s),7.69(2H,d,J＝8.0Hz),7.61(1H,dd,J＝9.5,9.5Hz),7.50(1H,s),7.38-7.45(2H,overlap)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:168.8,151.2,149.5,149.3,139.5,138.7,132.6,128.0,127.9,126.4,125.9,123.7,118.3,114.9,107.0；ESIMS:m/z 384[M+H]+HRESIMS:calc for C17H10N3F5S[M+H]+384.0588,found 384.0535.
实施例4：2-(2-(3,4-二氟苯亚甲基)肼基)-4-(3，5-双(三氟甲基)苯基)噻唑(4-(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)-2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)thiazole，化合物IV)
化合物IV的制备方法与化合物I的制备方法相似，其与实施例1不同之处在于将原料2,3′-二溴苯乙酮换为3′,5′-双(三氟甲基)-2-溴苯乙酮，制备得到化合物IV，灰色固体，收率90％，1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:10.92(1H,s),8.16(2H,s),7.76(1H,s),7.71(1H,s),7.48(1H,m),7.26(1H,m),7.12(1H,dd,J＝8.5,8.5Hz),7.04(1H,s)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:169.5,151.8,149.8,148.2,139.8,136.7,131.8(2C),131.6,125.7(2C),123.3(2C),123.2,120.8,117.4,114.5,106.4；ESIMS:m/z 452[M+H]+HRESIMS:calc for C18H9N3F8S[M+H]+452.0462,found452.0446.
实施例5：氟代噻唑腙类化合物I-IV对各种肿瘤细胞毒性测定
采用目前常用的四氮唑盐(MTT)法检测合成化合物对体外培养的人肿瘤细胞的细胞毒性。体外抗肿瘤实验所选用细胞株：人肺癌细胞A549、人克隆结肠腺癌细胞CaCo-2、人肝癌细胞HepG2、人胶质瘤细胞U87、人脐静脉内皮细胞HUVEC等。测定方法：取对数生长期的细胞，将细胞悬液接种到96孔板，使其每孔细胞数为3×103个，在37℃、100％相对湿度、含体积含量5％CO2、95％空气的培养箱预培养24h后，然后加药。另外，将浓度为1.25，2.5，5.0，10.0，20.0微克/毫升的氟代噻唑腙类化合物I-IV，每个浓度设阴性对照(等浓度DMSO)及空白本底(不加细胞)，各组均设3个复孔。再连续培养24h，然后每孔加入20微升5毫克/毫升MTT溶液，继续培养4h后，仔细吸去上清液(悬浮细胞，需要先离心，再吸去上清)。每孔加入150微升DMSO，置微量振荡器震荡5min以使结晶完全溶解，酶标仪492nm单波长比色，测定OD值。抑制率(％)＝(实验组OD均值一空白组OD均值)/(对照组OD均值-空白组OD均值)x100％，并应用SPSS17.0软件计算IC50值(表1)。
表1：化合物I-IV对肿瘤细胞抑制活性数据表
实验结果表明，本发明提供的化合物均显示出很好的抗肿瘤活性，对所实验的各种肿瘤细胞株的体外均有较强的抑制活性，对正常人脐静脉内皮细胞HUVEC毒性较低，本发明化合物可以用于预防和/或治疗各种因素引起的与肿瘤或癌症相关的疾病和症状。
实施例6：化合物注射液的制备
将氟代噻唑腙类化合物I-IV分别用少量的DMSO(重量比为：1：0.1-1：0.5，在此为1：0.4)溶解后，按常规加注射用水(重量比为1:20-1:200，在此为1:200)，精滤，灌封灭菌制成注射液。
实施例7：化合物粉针剂的制备
将氟代噻唑腙类化合物I-IV分别用少量的DMSO(重量比为：1：0.1-1：0.5，在此为1：0.5)溶解后，将其溶于无菌注射用水(重量比为：1：20-1：60，在此为1:60)中，搅拌使溶解，用无菌抽滤漏斗过滤，再无菌精滤，分装于安瓿中，低温冷冻干燥后无菌熔封得粉针剂。
实施例8：化合物粉剂的制备
将氟代噻唑腙类化合物I-IV分别按其与赋形剂重量比为9:1的比例加入赋形剂(吐温80:丙二醇:环糊精:乳糖＝1:2:4:12)，制成粉剂。
实施例9：化合物片剂的制备
将氟代噻唑腙类化合物I-IV分别按其与赋形剂(羟丙甲基纤维素E5：微晶纤维素MCC102:硬脂酸镁:(8％聚维酮K30)＝15:15:2:0.1)重量比为5:1的比例加入赋形剂，制粒压片。
实施例10：化合物口服液的制备
将氟代噻唑腙类化合物I-IV分别加入到含质量浓度20％单糖浆和0.1％苯甲酸钠的蒸馏水中，按常规口服液制法制成浓度为15μg/mL口服液。
实施例11：化合物胶囊剂的制备
将氟代噻唑腙类化合物I-IV分别按其与赋形剂(药用淀粉:葡萄糖:水解明胶:甘氨酸＝30:10:1:1)重量比为5:1的比例混合，制成胶囊。
实施例12：化合物胶囊剂的制备
将氟代噻唑腙类化合物I-IV分别按其与赋形剂(药用淀粉:葡萄糖:水解明胶:甘氨酸＝30:10:1:1)重量比为3:1的比例混合，制成胶囊。