本发明涉及新的5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物，及其光学活性体或消旋体或药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，它们的制备方法以及含有所述化合物的药物组合物。本发明还涉及5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物用于制备治疗和/或预防癌症和其它增生性疾病的药物中的用途。
背景技术：
肿瘤休眠通常是指临床上原发肿瘤根治性切除后，患者体内存在微小瘤灶或微量肿瘤细胞，在一定时间范围内既没有被机体清除，也没有增殖生长，但这些肿瘤细胞仍具有增殖潜能，可再次增殖，导致肿瘤的复发或转移。有证据显示，免疫抑制、新生血管生成及外科手术等因素可使肿瘤休眠细胞激活。然而，由于处于休眠期的肿瘤细胞不发生活跃增殖，因此传统放、化疗不能将其有效清除，从而对肿瘤的彻底治愈造成了很大的困难。这一现象是导致恶性肿瘤难以根治的首要原因，也是肿瘤逃逸治疗的主要机制。
最近几年癌症的过继免疫细胞治疗获得飞速发展，2013年被美国《科学》杂志评选为十大科学突破之一。癌症的免疫疗法可驱动人类的肿瘤细胞进入永久休眠模式，这样可以抑制肿瘤生长从而防御机体自身免于癌症。除免疫疗法外，利用细胞线粒体对糖代谢高度敏感的特点，选择性的杀死肿瘤休眠细胞已经成为肿瘤研究的新热点，其中重要的靶点有作用于肿瘤缺氧状态的HIF、TNF-α和NF-κB和低糖状态的LKB-AMPK-p53途径和PI3K-Akt-mTOR途径，以及氧化磷酸化(OXPHOS)途径。其中通过线粒体功能障碍途径发挥抗肿瘤活性的化合物主要有：伊利司莫(Elesclomol)、双醋酚丁(NSC 59687)、6-OHDA、小白菊内酯(Parthenolide)、CR108、HMJ-38、和厚朴酚(Honokiol)等。
这主要是因为在高葡萄糖的情况下，对于ATP需求很大的增殖肿瘤细胞与正常细胞均能够通过两条途径提供能量，一条为线粒体的氧化磷酸化产生ATP；另一条为缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)产生的糖酵解。VLX600能够使引发线粒体功能障碍，使得线粒体不能氧化磷酸化产生ATP。对于增殖肿瘤细胞，由于仅通过糖酵解途径所需要的大量ATP不能得到满足，因此肿瘤细胞发生自噬。而正常人体细胞由于所需ATP较少，因此仅通过糖酵解途径提供ATP便可满足需要，不会发生自噬。处于低葡萄糖环境下的休眠肿瘤细胞因为缺乏HIF-1α，不大可能通过糖酵解途径来补偿线粒体功能缺陷，当线粒体被抑制后，细胞所需的ATP严重缺乏导致休眠肿瘤细胞发生自噬。
经研究表明，上述休眠肿瘤细胞发生自噬的作用机理与三价铁离子(Fe3+)密切相关，其在肿瘤的生长繁殖过程中扮演着重要的角色。与正常细胞相比肿瘤细胞增殖和DNA合成的速率加快，需要更多Fe3+的参与。目前已经证实可以通过如下途径发挥肿瘤细胞毒作用：(1)抑制核糖核苷酸还原酶，破环细胞内DNA的复制和修复；(2)影响细胞周期过程中一些重要的细胞周期调节蛋白的表达，阻滞细胞周期G1/S期，阻止细胞生长；(3)p53作为抑癌基因，可以诱导细胞周期阻滞或细胞凋亡，Fe3+螯合剂能够激活诱导缺氧因子-1α的水平，使肿瘤抑制蛋白p53稳定表达；(4)通过氧化还原反应，产生活性氧簇，发挥细胞杀伤作用。
近年来含有芳腙结构片段的具有抗肿瘤活性的铁离子螯合剂不断被报道如PIH、PKIH、2-NPE-PIH、311等，2014年报道了作用于线粒体的含有芳基腙结构小分子化合物VLX-600，其能够在在体实验和离体实验中均能够通过肿瘤细胞自噬杀死休眠的结肠癌细胞，而对正常的活性细胞几乎不产生毒副作用(Zhang,X.；M.；Hernlund,E.；Fayad,W.；De Milito,A.；Olofsson,M.H.；Gogvadze,V.；Dang,L.；S.；Schughart,L.A.K.；Rickardson,L.；D′Arcy,P.；Gullbo,J.；Nygren,P.；Larsson,R.；Linder,S.,Induction of mitochondrial dysfunction as a strategy for targeting tumour cells in metabolically compromised microenvironments.Nat Commun, 2014,5.)。
WO 2014/046589公开了一系列取代的及其类似物，该类化合物能够选择性的作用于肿瘤休眠细胞，并且能够诱导细胞自噬。该类化合物可抑制恶性增殖细胞的生长，还能阻断异常细胞的扩散。
本发明在参考文献的基础上，设计合成了一系列5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物，经体外对多种肿瘤细胞株进行抗肿瘤活性筛选，结果表明具有抗肿瘤活性。
本发明在参考文献的基础上，设计合成了一系列5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物，经体外对多种肿瘤细胞株进行抗肿瘤活性筛选，结果表明具有抗肿瘤活性。
技术实现要素：
本发明涉及通式Ⅰ所示的5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物，及其光学活性体或消旋体或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，
其中：
R1为H，C1-C6烷基；R2为H，C1-C6烷基；
A为芳基，芳基C1-C4烷基，C3-C6环烷基，C3-C6环烷基C1-C4烷基，5-10元杂芳基，5-10元杂芳基C1-C4烷基，5-10元饱和或部分饱和的杂环基，或5-10元饱和或部分饱和的杂环基C1-C4烷基；所述杂芳基或杂环基含有1-3个选自O、N或S的杂原子，且A任选1-3个R3取代；
R3为卤素，羟基，三氟甲基，三氟甲氧基，羧基，氨基，叠氮基，硝基，氰基，巯基，(C1-C4)烷基，(C1-C4)烯基，(C1-C4)炔基，(C1-C4)烷氧基，(C1-C4)烷硫基，羟基(C1-C4)烷基，氨基(C1-C4)烷基，烯丙基，(2-甲基)烯丙基，(C1-C4)烷基酰胺基，(C1-C4)烷基亚磺酰基，(C1-C4)烷基磺酰基，(C1-C4)烷氧基甲基，(C1-C4)烷基酰基，氨基甲酰基，N-(C1-C4)烷基氨基甲酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基甲酰基，氨基磺酰基，N-(C1-C4)烷基氨基磺酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基磺酰基，或(C1-C3)亚烷基二氧基，
或者R3为－NR4R5；
R4、R5相同或不同，分别独立地选C1-C6烷基，C3-C6环烷基，它们可以被1-3个相同或不同的R6任选取代；或R4、R5与和它们所连接的氮原子一起形成5-10元饱和杂环基，所述饱和杂环基除了与R4和R5连接的氮原子外，可以含有1-3个选自O、N或S的杂原子，任选被1～3个相同或不同的R6取代；
R6为C1-C4烷基。
本发明优选涉及定义如下的通式Ⅰ的化合物，及其光学活性体或消旋体或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，
其中，R1为H，C1-C4烷基；R2为H，C1-C4烷基；
A为芳基，芳基C1-C4烷基，5-10元杂芳基，所述杂芳基含有1-3个选自O、N和S的杂原子，且A任选1-3个R3取代；
R3为卤素，羟基，三氟甲基，三氟甲氧基，羧基，氨基，叠氮基，硝基，氰基，巯基，(C1-C4)烷基，(C1-C4)烯基，(C1-C4)炔基，(C1-C4)烷氧基，(C1-C4)烷硫基，羟基(C1-C4)烷基，氨基(C1-C4)烷基，烯丙基，(2-甲基)烯丙基，(C1-C4)烷基酰氨基，(C1-C4)烷基亚磺酰基，(C1-C4) 烷基磺酰基，(C1-C4)烷氧基甲基，(C1-C4)烷基酰基，氨基甲酰基，N-(C1-C4)烷基氨基甲酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基甲酰基，氨基磺酰基，N-(C1-C4)烷基氨基磺酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基磺酰基，或(C1-C3)亚烷基二氧基，
或者R3为－NR4R5；
R4、R5相同或不同，分别独立地选C1-C6烷基，C3-C6环烷基，它们可以被1-3个相同或不同的R6任选取代；或R4、R5与和它们所连接的氮原子一起形成5-10元饱和杂环基，所述饱和杂环基除了与R4和R5连接的氮原子外，可以含有1-3个选自O、N或S的杂原子，任选被1～3个相同或不同的R6取代；
R6为C1-C4烷基。
本发明优选涉及定义如下的通式Ⅰ的化合物，及其光学活性体或消旋体或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，
其中
A为苯基，吡啶基，噻吩基，呋喃基，吡咯基，萘基，喹啉基，异喹啉基，咪唑基，吡唑基，噻唑基，噁唑基，异噁唑基，三氮唑基，苯并咪唑基，苯并噁唑基，苯并噻唑基，苯甲基，或苯乙基，且A任选1-3个R3取代；
R3为卤素，羟基，三氟甲基，三氟甲氧基，羧基，氨基，叠氮基，硝基，氰基，巯基，(C1-C4)烷基，(C1-C4)烯基，(C1-C4)炔基，(C1-C4)烷氧基，(C1-C4)烷硫基，羟基(C1-C4)烷基，氨基(C1-C4)烷基，烯丙基，(2-甲基)烯丙基，(C1-C4)烷基酰氨基，(C1-C4)烷基亚磺酰基，(C1-C4)烷基磺酰基，(C1-C4)烷氧基甲基，(C1-C4)烷基酰基，氨基甲酰基，N-(C1-C4)烷基氨基甲酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基甲酰基，氨基磺酰基，N-(C1-C4)烷基氨基磺酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基磺酰基，或(C1-C3)亚烷基二氧基。
本发明还优选涉及定义如下的通式Ⅰ的化合物，及其光学活性体或消旋体或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，
其中
R1为H，C1-C4烷基；
R2为H；
A为苯基，吡啶基，噻吩基，呋喃基，吡咯基，萘基，喹啉基，异喹啉基，咪唑基，吡唑基，噻唑基，噁唑基，异噁唑基，三氮唑基，苯并咪唑基，苯并噁唑基，苯并噻唑基，苯甲基，或苯乙基，且A任选1-3个R3取代；
R3为卤素，羟基，三氟甲基，三氟甲氧基，羧基，氨基，叠氮基，硝基，氰基，巯基，(C1-C4)烷基，(C1-C4)烯基，(C1-C4)炔基，(C1-C4)烷氧基，(C1-C4)烷硫基，羟基(C1-C4)烷基，氨基(C1-C4)烷基，烯丙基，(2-甲基)烯丙基，(C1-C4)烷基酰氨基，(C1-C4)烷基亚磺酰基，(C1-C4)烷基磺酰基，(C1-C4)烷氧基甲基，(C1-C4)烷基酰基，氨基甲酰基，N-(C1-C4)烷基氨基甲酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基甲酰基，氨基磺酰基，N-(C1-C4)烷基氨基磺酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基磺酰基，或(C1-C3)亚烷基二氧基，
或者R3为－NR4R5；
R4、R5相同或不同，分别独立地选C1-C6烷基，C3-C6环烷基，它们可以被1-3个相同或不同的R6任选取代；或R4和R5与和它们所连接的氮原子一起形成吗啉基、吡咯烷基、哌嗪基、4-甲基哌嗪基、哌啶基、咪唑烷基或吡唑烷基；
本发明特别优选定义如下的通式Ⅰ化合物，及其光学活性体或消旋体或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，
其中，
R1为H,-CH3；R2为H；
A为苯基，吡啶基，噻吩基，呋喃基，吡咯基，萘基，喹啉基，异喹啉基，咪唑基，吡唑基，噻唑基，噁唑基，异噁唑基，三氮唑基，苯并咪唑基，苯并噁唑基，苯并噻唑基，苯甲基，或苯乙基，且A任选1-3个R3取代；
R3为卤素，羟基，三氟甲基，三氟甲氧基，羧基，氨基，叠氮基，硝基，氰基，巯基，(C1-C4)烷基，(C1-C4)烯基，(C1-C4)炔基，(C1-C4)烷氧基，(C1-C4)烷硫基，羟基(C1-C4)烷基，氨基(C1-C4)烷基，烯丙基，(2-甲基)烯丙基，(C1-C4)烷基酰氨基，(C1-C4)烷基亚磺酰基，(C1-C4)烷基磺酰基，(C1-C4)烷氧基甲基，(C1-C4)烷基酰基，氨基甲酰基，N-(C1-C4)烷基氨基甲酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基甲酰基，氨基磺酰基，N-(C1-C4)烷基氨基磺酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基磺酰基，或(C1-C3)亚烷基二氧基，
或者R3为－NR4R5；
R4、R5相同或不同，分别独立地选C1-C6烷基，C3-C6环烷基，它们可以被1-3个相同或不同的R6任选取代；或R4和R5与和它们所连接的氮原子一起形成吗啉基、吡咯烷基、哌嗪基、4-甲基哌嗪基、哌啶基、咪唑烷基或吡唑烷基；
本发明还特别优选定义如下的通式Ⅰ化合物，及其光学活性体或消旋体或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物，
其中，
R1为H,-CH3；R2为H；
A为苯基，且A任选1-3个R3取代；
R3为卤素，羟基，三氟甲基，三氟甲氧基，羧基，氨基，叠氮基，硝基，氰基，巯基，(C1-C4)烷基，(C1-C4)烯基，(C1-C4)炔基，(C1-C4)烷氧基，(C1-C4)烷硫基，羟基(C1-C4)烷基，氨基(C1-C4)烷基，烯丙基，(2-甲基)烯丙基，(C1-C4)烷基酰氨基，(C1-C4)烷基亚磺酰基，(C1-C4)烷基磺酰基，(C1-C4)烷氧基甲基，(C1-C4)烷基酰基，氨基甲酰基，N-(C1-C4)烷基氨基甲酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基甲酰基，氨基磺酰基，N-(C1-C4)烷基氨基磺酰基，N,N-二(C1-C4)烷基氨基磺酰基，或(C1-C3)亚烷基二氧基，
或者R3为－NR4R5；
本发明通式I化合物，及其光学活性体或消旋体或其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物优选以下化合物，但这些化合物并不意味着对本发明的任何限制：
5-甲基-3-[2-(1-苯亚甲基)肼基]-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(3-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(4-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-[2-(1-苯亚乙基)肼基]-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(吡啶-2-基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(吡啶-2-基)亚乙基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5,8-二甲基-3-{2-[1-(3,4,5-三甲氧基苯基)亚乙基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(3-三氟甲基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-环丙基-3-{2-[1-(4-三氟甲基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(2,4-二甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5,8-二甲基-3-{2-[1-(2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(2-羟基萘基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4] 三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(4-三氟甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(吲哚-3-基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5,8-二甲基-3-{2-[1-(吲哚-3-基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(3-烯丙基-2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5,8-二甲基-3-{2-[1-(3-烯丙基-2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(2,3,4-三甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(吡咯-2-基)亚乙基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(4-氟苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5-甲基-3-{2-[1-(4-硝基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪；
5,8-二甲基-3-{2-[1-(3-烯丙基-5-叔丁基-2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪。
而且，按照本发明所属领域的一些通常方法，本发明中上式I的5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物可以与酸生成药学上可接受的盐。可药用加成盐包括无机酸或有机酸加成盐，与下列酸加成的盐是特别优选的：盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、萘二磺酸、乙酸、丙酸、乳酸、三氟乙酸、马来酸、柠檬酸、富马酸、草酸、酒石酸、苯甲酸等。
此外，本发明还包括本发明化合物的前药。本发明化合物的前药是通式I的化合物，它们自身可能具有较弱的活性甚至没有活性，但是在给药后，在生理条件下(例如通过代谢、溶剂分解或另外的方式)被转化成相应的生物活性形式。
本发明中“卤素”是指氟、氯、溴或碘等；“烷基”是指直链或支链的烷基；“亚烷基”是指直链或支链的亚烷基；“环烷基”是指取代或未取代的环烷基；“芳基”是指无取代基或连有取代基的苯基；“杂芳基”是指含有一个或多个选自N、O或S杂原子的单环或多环的环状体系，环状体系是芳香性的，如咪唑基、吡啶基、吡唑基、(1,2,3)-和(1,2,4)-三唑基、呋喃基、噻吩基、吡咯基，噻唑基，苯并噻唑基，噁唑基，异噁唑基，萘基，喹啉基，异喹啉基，苯并咪唑基，苯并噁唑基等；“饱和或部分饱和的杂环基”是指含有一个或多个选自N、O或S的杂原子的单环或多环的环状体系，如吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、哌啶基、吡唑烷基、咪唑烷基或噻唑啉基等。
本发明可以含有上式I的5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物，及其药学上可接受的盐、水合物或溶剂化物作为活性成份，与药学上可接受的载体或赋型剂混合制备成组合物，并制备成临床上可接受的剂型，上述药学上可接受的赋型剂是指任何可用于药学领域的稀释剂、辅助剂和/或载体。本发明的化合物可以与其他活性成份组合使用，只要它们不产生其他不利的作用，例如过敏反应。
本发明的药用组合物可配制成若干种剂型，其中含有药物领域中一些常用的赋形剂。如上所述的若干种剂型可以采用注射剂、片剂、胶囊剂、气雾剂、栓剂、膜剂、滴丸剂、外用搽剂、软膏剂等剂型药物。
用于本发明药物组合物的载体是药物领域中可得到的常见类型，包括：粘合剂、润滑剂、崩解剂、助溶剂、稀释剂、稳定剂、悬浮剂、无色素、矫味剂、防腐剂、加溶剂和基质等。药物制剂可以经口服或胃肠外方式(例如静脉内、皮下、腹膜内或局部)给药，如果某些药物在胃部条件下不稳定的，可将其配制成肠衣片剂。
通过体外抗肿瘤活性试验，发现本发明化合物具有抗肿瘤活性，因此本发明化合物可以用于制备治疗和/或预防各种癌症的药物，如乳腺、肺、肝脏、肾脏、结肠、直肠、胃、前列腺、膀胱、子宫、胰腺、骨髓、睾丸、卵巢、淋巴、软组织、头颈、甲状腺、食道的癌或白血病、成神经细胞瘤等。特别用于制备治疗和/或预防肺癌或结肠癌的药物。
本发明的活性化合物或其可药用盐及其溶剂化物可作为唯一的抗肿瘤药物单独使用，或者可以与现已上市的抗肿瘤药物(如铂类药物顺铂、喜树碱类药物伊立替康、长春花碱类药物诺维本、脱氧胞昔类药物吉西他滨、足叶乙甙、紫杉醇等)联合使用。联合治疗通过将各个治疗组分同时、顺序或隔开给药来实现。
下文中提供的实施例和制备例进一步阐明和举例说明本发明化合物及其制备方法。应当理解，下述实例和制备例的范围并不以任何方式限制本发明的范围。
下面的合成路线描述了本发明的通式I化合物的制备，所有的原料都是通过以下流程中描述的方式、通过有机化学领域普通技术人员熟知的方法制备的或者可商购。本发明的全部最终化合物都是通过以下流程中描述的方法或通过与其类似的方法制备的，这些方法是有机化学领域普通技术人员熟知的。这些示意流程中应用的全部可变因数如下文的定义或如权利要求中的定义。
化合物B为起始原料，在碱性条件下，与过量的取代胺进行取代反应，制得化合物C，继而与水合肼发生还原反应后与草酸环合，得到化合物D。在三氯氧磷中，D发生氯代反应得到中间体E，然后与氨基硫脲发生环合后得到F，经水合肼取代制得G，化合物G与A取代的醛或酮缩合，得到化合物Ⅰ。
具体实施方式：
实施例旨在阐述而不是限制本发明的范围。化合物的核磁共振氢谱用BrukerARX-500测定，质谱用Agilent 1100LC/MSD测定；所用试剂均为分析纯或化学纯。
实施例1：5-甲基-3-[2-(1-苯亚甲基)肼基]-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
步骤A：N-甲基-3-硝基-2-氨基吡啶的制备
将24mL甲胺、39.5mL三乙胺加入到240mL二氯甲烷中，室温下缓慢分批加入30g(0.18mol)2-氯-3-硝基吡啶，加料完毕，室温下反应5h。反应完毕后，用水洗反应液三次，加入无水硫酸钠除水，抽滤，旋蒸，得黄色晶状固体产物44.8g(产率为95.76％)。
MS[MH+](m/z):153.1；
步骤B：N2-甲基-2,3-二氨基吡啶的制备
将N-甲基-3-硝基-2-氨基吡啶1g(4mmol)、水合肼1.57mL及三氯化铁0.33g加入448mL乙醇中，加入少量活性炭，80℃下回流5h，趁热抽滤，将滤液旋蒸，得深墨绿色固体产物0.8g(收率为91.04％)。
MS[MH+](m/z):123.5；
步骤C：4-甲基-1,4-二氢吡啶[2,3-b]哌嗪-2,3-二酮的制备
将0.8g(3.6mmol)N-甲基-2,3-二氨基吡啶、0.9mL盐酸及1mL水加入单口烧瓶中，室温下缓慢分批加入0.5g草酸。加料完毕后，110℃下回流3h。静置冷却至室温，抽滤，干燥，得灰绿色固体产物0.3g(产率30.03％)。
MS[MH+](m/z):178.8；
步骤D：2-氯甲基-1,4-二氢吡啶[2,3-b]哌嗪-3(2H)-酮的制备
将2.0g(7.4mmol)4-甲基-1,4-二氢吡啶[2,3-b]哌嗪-2,3-二酮加入到20mL乙腈中，室温下缓慢滴加6.0mL三氯氧磷。滴加完毕后，80℃下回流8h，反应完毕后，将反应液旋蒸至粘稠状，倒入碎冰中，搅拌0.5h。用二氯甲烷萃取，加入无水硫酸钠除水干燥。抽滤，将滤液旋蒸，得红色固体产物1.4g(产率65.42％)。
MS[MH+](m/z):197.1；
步骤E：5-甲基-5,10-二氢吡啶[2',3':5,6]哌嗪[2,3-e][1,2,4]三嗪-3-巯基的制备
将0.16g氨基硫脲、0.36g碳酸钾、5mL无水乙醇及5mL水依次加入到圆底烧瓶中，同时开启搅拌加热，在此状态下将0.5g(1.7mmol)2-氯甲基-1,4-二氢吡啶[2,3-b]哌嗪-3(2H)-酮分批加入到反应液中。80℃下回流6h，停止反应后，趁热抽滤。用冰醋酸调节滤液pH为7，析出固体，抽滤，干燥，得褐色固体产物0.5g(产率89％)。
MS[MH+](m/z):233.3；
步骤F：5-甲基-3-肼基-5,10-二氢吡啶[2',3':5,6]哌嗪[2,3-e][1,2,4]三嗪的制备
将0.5g(1.5mmol)5-甲基-5,10-二氢吡啶[2',3':5,6]哌嗪[2,3-e][1,2,4]三嗪-3-巯基及2.5mL水合肼加入到5mL无水乙醇中，80℃下回流6h。反应完毕，在搅拌下冷却，冷却过程中加入少量水。抽滤，干燥，得棕色固体产物0.2g(产率40％)。
MS[MH+](m/z):231.3；
步骤G：5-甲基-3-[2-(1-苯亚甲基)肼基]-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪的制备
将0.2g(0.46mmol)5-甲基-3-肼基-5,10-二氢吡啶[2',3':5,6]哌嗪[2,3-e][1,2,4]三嗪加入到6mL异丙醇中，室温搅拌下滴加0.3mL苯甲醛。滴加完毕后，80℃下反应3.5h，静置过夜，抽滤，滤饼用异丙醇洗涤，干燥，得浅黄色固体产物0.2g(产率75.87％)。
MS[MH+](m/z):319.2；1H NMR(DMSO-d6):δ3.62(s,3H),3.72(s,6H),4.71(s,1H),6.51(d,1H),6.58(s,2H),7.17(s,2H),7.54(s,1H),7.93(s,1H),8.20(d,1H)。
按照实施例1的方法，首先以2-氯-3-硝基吡啶或取代的2-氯-3-硝基吡啶和适合的烷基胺反应，制备得到N-取代-3-硝基-2-氨基吡啶衍生物；之后再与水合肼以及钯碳发生还原反应再与草酸环合得到吡啶并[2,3-b]吡嗪-2,3-二酮类衍生物，与三氯氧磷发生氯代反应后再与氨基硫脲发生环合，最后与适合的芳基醛或芳基酮反应，分别制得实施例2-25化合物。
实施例2：5-甲基-3-{2-[1-(3-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例3：5-甲基-3-{2-[1-(4-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例4：5-甲基-3-[2-(1-苯亚乙基)肼基]-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):333.4。
实施例5：5-甲基-3-{2-[1-(吡啶-2-基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):320.4。
实施例6：5-甲基-3-{2-[1-(吡啶-2-基)亚乙基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):333.5。
实施例7：5,8-二甲基-3-{2-[1-(3,4,5-三甲氧基苯基)亚乙基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例8：5-甲基-3-{2-[1-(3-三氟甲基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例9：5-环丙基-3-{2-[1-(4-三氟甲基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例10：5-甲基-3-{2-[1-(2,4-二甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例11：5-甲基-3-{2-[1-(2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例12：5,8-二甲基-3-{2-[1-(2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例13：5-甲基-3-{2-[1-(2-羟基萘基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例14：5,8-二甲基-3-{2-[1-(2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例15：5-甲基-3-{2-[1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例16：5-甲基-3-{2-[1-(4-三氟甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例17：5-甲基-3-{2-[1-(吲哚-3-基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例18：5,8-二甲基-3-{2-[1-(吲哚-3-基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例19：5-甲基-3-{2-[1-(3-烯丙基-2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例20：5,8-二甲基-3-{2-[1-(3-烯丙基-2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例21：5-甲基-3-{2-[1-(2,3,4-三甲氧基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例22：5-甲基-3-{2-[1-(吡咯-2-基)亚乙基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例23：5-甲基-3-{2-[1-(4-氟苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例24：5-甲基-3-{2-[1-(4-硝基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
实施例25：5,8-二甲基-3-{2-[1-(3-烯丙基-5-叔丁基-2-羟基苯基)亚甲基]肼基}-5,10-二氢吡啶并[2',3':5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪
MS[MH+](m/z):414.8。
本发明产物的抗肿瘤活性研究
对按照本发明的上式Ⅰ的5,10-二氢吡啶并[2’,3’:5,6]吡嗪并[2,3-e][1,2,4]三嗪类化合物进行了体外抑制人制人乳腺癌MDA-MB-231细胞、结肠癌HCT116细胞、HT29细胞和人肺癌A549细胞活性筛选，对照品6-甲基-3-{2-[1-(吡啶-2-基)亚乙基]肼基}-5H-[1,2,4]三嗪并[5,6-b]吲哚(VLX600)按照专利WO 2014/046589所述方法制备得到。
(1)细胞复苏并传代2-3次稳定后，用胰蛋白酶溶液(0.25％)使其从培养瓶底部消化下来。将细胞消化液倒入离心管中后，之后加入培养液以终止消化。将离心管在800r/min下离心10min，弃去上清液后加入5mL培养液，吹打混匀细胞，吸取10μL细胞混悬液加入细胞计数板中计数，调整细胞浓度为104个/孔。96孔板中除A1孔为空白孔不加细胞外，其余皆加入100μL细胞混悬液。将96孔板放入培养箱中培养24h。
(2)用50μL二甲基亚砜溶解受试样品，然后加入适量培养液，使样品溶解成2mg/mL药液，然后在24孔板中将样品稀释为20,4,0.8,0.16,0.032μg/mL。
每个浓度加入3孔，其中周围两行两列细胞长势受环境影响较大，只和为空白细胞孔使用。将96孔板放入培养箱中培养72h。
(3)将96孔板中带药培养液弃去，用磷酸缓冲溶液(PBS)将细胞冲洗两遍，在每孔中加入MTT(四氮唑)(0.5mg/mL)100μL放入培养箱中4h后，弃去MTT溶液，加入二甲基亚砜100μL。在磁力振荡器上振荡使存活细胞与MTT反应产物甲臜充分溶解，放入酶标仪中测定结果。通过Bliss法可求出药物IC50值。
化合物的抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞、结肠癌HCT116细胞、HT29细胞和人肺癌A549细胞活性结果见表1。
表1本发明通式Ⅰ的化合物抑制癌细胞活性试验结果
从上述试验结果可以清楚地看出，本发明所要保护的通式Ⅰ的化合物，具有良好的体外抗肿瘤活性，部分化合物与文献报道的化合物VLX600活性相当或优于化合物VLX600。
本发明中通式Ⅰ的化合物可单独使用，但通常是以药用载体混合物给予，所述药用载体的选择要根据所需用药途径和标准药物实践，下面分别用该类化合物的各种药物剂型，例如片剂、胶囊剂、注射剂、气雾剂、栓剂、膜剂、滴丸剂、外用搽剂和软膏剂的制备方法，说明其在制药领域中的新应用。
实施例26：片剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例12化合物为例)10g，按照药剂学一般压片法加辅料20g混匀后，压制成100片，每片重300mg。
实施例27：胶囊剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例16化合物为例)10g，按照药剂学胶囊剂的要求将辅料20g混匀后，装入空心胶囊，每个胶囊重300mg。
实施例28：注射剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例1化合物为例)10g，按照药剂学常规方法，进行活性炭吸附，经0.65μm微孔滤膜过滤后，填入氮气罐制成水针制剂，每只装2mL，共灌装100瓶。
实施例29：气雾剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例2化合物为例)10g，用适量丙二醇溶解后，加入蒸馏水及其他辐料后，制成500mL的澄清溶液即得。
实施例30：栓剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例9化合物为例)10g，将之研细加入甘油适量，研匀后加入已熔化的甘油明胶，研磨均匀，倾入已涂润滑剂的模型中，制得栓剂50颗
实施例31：膜剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例18化合物为例)10g，将聚乙烯醇、药用甘油、水等搅拌膨胀后加热溶解，80目筛网过滤，再将实施例18化合物加入到滤液中搅拌溶解，涂膜机制膜100片。
实施例32：滴丸剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例7化合物为例)10g，与明胶等基质50g加热熔化混匀后，滴入低温液体石蜡中，共制得滴丸1000丸。
实施例33：外用搽剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例21化合物为例)10g，按照常规药剂学方法与乳化剂等辅料2.5g混合研磨，再加蒸馏水至200mL制得。
实施例34：软膏剂
用含有权利要求1中化合物的化合物(以实施例17化合物为例)10g，研细后与凡士林等油性基质500g研匀制得。
尽管已经通过特定实施方案描述了本发明，但修改和等价变化对于精通此领域的技术人员而言是显见的，且它们都包含在本发明范围之内。