苯并[k,l]噻吨-3,4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型的苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物及 其在制备抗肿瘤药物中的应用。
【背景技术】
[0002] 苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物的前体1，8-萘酰亚胺类化合物是一类 具有良好抗肿瘤活性的、被较广泛研究的小分子合成化合物，其主要特点是具有共轭平面 芳香结构,对DNA具有优良的嵌入性能，可以嵌入到DNA碱基对中间，导致DNA的拓扑结构 发生改变，进而影响拓扑异构酶II对DNA的识别与作用，故常被用作DNA嵌入剂。此外，其 结构中还存在共平面的荧光发色基团，嵌入DNA后可以作为一种特异性的DNA荧光探针。 1，8-萘酰亚胺类化合物的开发从20世纪70年代开始。1973年，西班牙的Brana研究组根 据戊二酰亚胺环、P_硝基萘环、氨基侧链能够结合DNA的理论基础，首次设计并合成出了 一类只含有一个萘环结构的单萘酰亚胺。研究表明，单萘酰亚胺能够有效地嵌入DNA碱基 对之间从而导致DNA超螺旋发生解旋。之后，为了增加化合物与DNA的结合能力，Brana开 始对萘酰亚胺的结构进行进一步修饰，比如在萘酰亚胺母体环的引入硝基、氨基、羟基、叔 丁基、甲氧基、氯等取代基或者在酰亚胺侧链上引入含氮原子或不含氮原子的取代基，合成 了一系列具有抗肿瘤活性的萘酰亚胺类衍生物。一些单萘酰亚胺如氨萘非特（Amonafide) 和米托萘胺（Mitonafide)和双萘酰亚胺依利萘法德（Elinafide)和双萘法德（Bisnafide) 等已进入临床I期或II期研究阶段。但是这些药物在临床使用时被发现有骨髓抑制、中枢 神经毒性等不良反应，限制了其实际的临床应用。因此，对萘酰亚胺进行结构修饰和改造 增加靶向性，以降低其毒副作用、增强抗肿瘤活性、增加溶解性已成为这类抗癌药物的研究 热点。本研究使用苯并[k，l]噻吨-3, 4-二甲酸酐作为母体结构，它具有更大的共轭平面， 试图增加与DNA，尤其与G-四链体DNA选择性键合能力。
[0003] 核苷和脱氧核苷是核苷酸的主要成分，而且有些核苷和脱氧核苷或其衍生物具有 显著的生物活性，如抗病毒、抗肿瘤、抗真菌以及作为高效食用增鲜剂，可以间接或者直接 作为药物使用，在多种疾病的治疗中起到了极其重要的作用。尿嘧啶核苷是RNA的一种主 要的核苷，5-氟尿嘧啶是第一个根据一定设想而合成的抗代谢药并且是目前临床上应用最 广的抗嘧啶类药物，对消化道癌等各种实体瘤有较好疗效，也是治疗乳腺癌和胃肠道肿瘤 的首选用药，在肿瘤治疗中占据重要地位。5-氟尿嘧啶是尿嘧啶的5位被氟取代后的衍生 物，它在体内经酶转化为5-氟脱氧尿嘧啶核苷酸，抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶而干扰DNA 的合成。此外，5-氟尿嘧啶对RNA的合成也有一定的抑制作用。但是，5-氟尿嘧啶的副作 用较大，会产生腹痛、腹泻等胃肠道反应和白细胞及血小板减少等骨髓抑制的不良反应。
[0004] 萘酰亚胺类化合物和核苷类化合物都具有抗肿瘤活性，但是它们各自都存在或多 或少的缺点，限制了它们在临床上的进一步应用。如萘酰亚胺类类化合物能作为DNA的嵌 入剂，但其母体环的水溶性较差，对不同结构的DNA选择性差，而核苷类化合物对DNA具有 高度亲和力以及结构中具有亲水基团，但是却存在一定的毒副作用。将两者偶合在一起 可能会达到优势互补的效果，基于这种设想，设计合成了 3个具有不同长度连接链的苯并 [k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物。目的一，增加药物的靶向性，减少副作 用；目的二，增加化合物与DNA，尤其G-四链体DNA的亲和力；目的三，增加化合物的水溶性 以利于临床应用。
[0005]c-myc属于核蛋白类调控基因，是体内最重要的原癌基因之一，也是目前研究 的最为广泛的原癌基因，其转录和表达的正常与否对肿瘤的形成与发展有重要的影响， c-myc的异常表达或其表达产物的调控失调是20%的各类人类肿瘤的特征性标志，人类的 多种恶性肿瘤，如乳腺癌（Breastcarcinoma)、宫颈癌（Cervicalcarcinoma)、肺癌（Lung carcinoma)、卵巢癌（Ovariancarcinoma)、骨肉瘤、神经胶母细胞瘤（Neuroblastoma)、白 血病（Leukemia)等都与c-myc的异常表达密切相关。c-myc的表达产物c-Myc蛋白是一 种转录调控因子，可以调控占人类基因组基因总数15%的下游基因的表达，从而广泛地参 与细胞生长、分化、衰老、凋亡以及细胞周期调控等众多重要的生理过程。c-Myc蛋白对下 游基因的表达通常起激活的作用，但某些控制细胞生长过盛的基因的表达表现出抑制的作 用，这部分基因占所有c-myc下游基因的10-25%。也就是说，c-Myc蛋白既能促进肿瘤细胞 的生长，也能促进肿瘤细胞的凋亡。总之，c-myc及其表达产物c-Myc蛋白参与肿瘤相关的 多个生理过程，包括细胞生长、增殖、凋亡以及肿瘤细胞的形成、恶化、迁移等，其表达异常 或调控失调会导致肿瘤的形成和进一步发展。
[0006] 为了控制C-Myc蛋白的表达，在转录水平上进行选择性基因调控是一个潜在可供 选择的策略。所以，针对c-myc基因转录而设计、研发c-myc基因介导的疾病的基因靶向治 疗药物具有重要的价值和实际意义。目前的研究主要集中在通过小分子诱导c-myc启动 子区富含G碱基序列形成G-四链体及稳定其结构来调控转录水平，从而控制基因的表达。 研究表明，在c-myc的Pl启动子区上游-142到-115碱基对处存在一个核酸超敏元件NHE III:(NuclearHypersensitivityElementIII丨），NHEIII丨是一段 27 个碱基对的富含鸟噪 呤的序列，也叫做Pu27,它控制着c-myc基因85-90%的转录过程。由于Pu27富含鸟嘌呤，在 生理条件下具有形成G-四链体的潜力。Pu27是各种转录激活因子与DNA的识别与结合区 域，当其形成G-四链体结构后，各种转录激活因子与DNA无法识别并结合，从而促使c-myc 表达水平下调。
[0007] 有关1，8-萘酰亚胺类衍生物及其抗肿瘤活性的报道： 2007年，钱旭红课题组设计并合成了 5-位脂肪氨基和5-位芳香基团取代的萘酰亚 胺衍生物，其中有8个化合物对Hela和P388D1肿瘤细胞显示出优于氨萘非特的体外抗肿 瘤活性。2009年，王超杰课题组合成了 6个萘酰亚胺多胺缀合物，经MTT法对K562细胞、 MB-231细胞及前列腺癌细胞进行了体外活性测试，结果表明，大多数化合物表现出优于氨 萘非特的体外抗肿瘤活性，其中3种化合物对QSG-7701正常人肝上皮细胞和BEL-7402肝 癌细胞具有良好的选择性。2012年，李小六课题组设计合成了具有不同长度4-羟基-烷基 胺侧链的萘酰亚胺衍生物。利用UV-Vis、荧光光谱及CD等方法研究了它们与Ct-DNA的亲 和力，并初步评估了其抗肿瘤活性。其中，下列化合物1和2表现出潜在的抗肿瘤活性，它 们对Bel-7402 的ICJt分别为 5. 57 和 9. 17iiM。
【主权项】
1. 苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物，其特征在于包括如下三种 化合物，结构式分别如式（I)、式（II)、式(III)所示： III 1 I* F
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2. -种如权利要求1所述的苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物的 制备方法，其特征在于以苯并[k，l]噻吨-3, 4-二甲酸酐与2-氨基尿苷为原料、DMF为溶 剂、DCC为缩合剂，在氩气保护下在35°C下反应24-26小时，TLC监测反应结束后，将反应液 冷却后过波除去形成的N，N-二环己基脲沉淀，再用丙酮冲洗，收集滤液并用制备薄层色谱 进一步纯化，薄层色谱以氯仿和甲醇的混合液作为展开剂，用乙醇作为洗脱剂将对应的产 品带冲洗下来，收集洗脱液，旋蒸除去乙醇后置于30°C下真空干燥得到黄色粉末状的化合 物（I)。
3. -种如权利要求1所述的苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物的 制备方法，其特征在于先将苯并[k，l]噻吨-3, 4-二甲酸酐与3-氨基丙酸反应得到苯并噻 吨-3, 4-二甲酰亚胺-N-丙酸，再将苯并噻吨-3, 4 -二甲酰亚胺-N-丙酸与2-氨基尿苷 在DMF中以DCC作为缩合剂于氩气保护下在35°C下反应24-26小时，TLC监测反应结束后， 将反应液冷却后过滤除去形成的N，N-二环己基脲沉淀，用丙酮冲洗，收集滤液并用制备薄 层色谱进一步纯化，薄层色谱以氯仿和甲醇的混合液作为展开剂，用乙醇作为洗脱剂将对 应的产品带冲洗下来，收集洗脱液，旋蒸除去乙醇；并置于30°C下真空干燥得到黄色粉末 状的化合物（II)。
4. 一种如权利要求1所述的苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物 的制备方法，其特征在于由苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐与6-氨基已酸反应得到苯并噻 吨-3, 4 -二甲酰亚胺-N-已酸，再将苯并噻吨-3, 4-二甲酰亚胺-N-已酸与2-氨基尿苷 在DMF中以DCC作为缩合剂于氩气保护下在35 °C下反应24-26小时，TLC监测反应结束后， 将反应液冷却后过滤除去形成的N，N-二环己基脲沉淀，用丙酮冲洗，收集滤液并用制备薄 层色谱进一步纯化，薄层色谱以氯仿和甲醇的混合液作为展开剂，用乙醇作为洗脱剂将对 应的产品带冲洗下来，收集洗脱液，旋蒸除去乙醇；并置于30°C下真空干燥得到黄色粉末 状的化合物(III)。
5. -种如权利要求1所述的苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物在 制备抗肿瘤药物中的应用。
6. -种如权利要求1所述的苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物在 制备治疗子宫颈癌、人非小细胞肺癌的药物中的应用。
7. 如权利要求5所述的苯并[k，1]噻吨-3, 4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物在制备 抗肿瘤药物中的应用，其特征在于以c-myc基因为靶标的抗肿瘤药物。
【专利摘要】本发明涉及苯并[k,l]噻吨-3,4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物及其制备方法和应用。本发明通过将具有DNA嵌入剂性质的苯并[k,l]噻吨-3,4-二甲酰胺母体环与具有重要生物活性的尿苷偶联构建成3个新型的目标化合物；本发明通过应用3个目标化合物：首先在细胞外分子水平上对某些肿瘤细胞高表达的原癌基因c-myc的启动子活化DNA序列进行了选择性结合能力的研究；其次，在细胞水平上研究结果表明三种化合物对两种肿瘤细胞均具有一定的杀死作用，而化合物1对肿瘤细胞作用表现最强，对研发苯并[k,l]噻吨-3,4-二甲酸酐类衍生物-尿苷偶联物介导c-myc基因下调的抗肿瘤基因靶向药物有实质的意义。
【IPC分类】C07D495-06, A61K31-4743, A61P35-00
【公开号】CN104610276
【申请号】CN201410619540
【发明人】张文, 吴艳玲, 李子健, 刘佳春, 王岩丽
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月6日