低氧激活联合氯乙基亚硝基脲类化合物及制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及药学技术领域，尤其涉及低氧激活联合氯乙基亚硝基脲类化合物及制 备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 氯乙基亚硝基脲(CENUs)是一类重要的双官能团抗肿瘤烷化剂，在临床上应用十 分广泛。如化合物I结构所示，临床上具有代表性的CENUs药物主要包括卡莫司汀(BCNU)、司 莫司汀(Me-CCNU)、尼莫司汀(ACNU)、洛莫司汀(CCNU)。CENUs为广谱抗肿瘤药物，临床上应 用于脑瘤、骨髓瘤、恶性黑色素瘤、恶性淋巴瘤、肺癌、乳腺癌、胃癌和白血病的治疗。由于 CENUs易于穿越血脑屏障，其在脑脊髓液中的浓度可达到血浆浓度的30~35%，因此尤其对 脑瘤具有良好的疗效。CENUs发挥抗癌作用主要是通过导致肿瘤细胞DNA发生股间交联。研 究表明，CENUs能够在生理条件下分解，产生的氯乙基碳正离子与DNA鸟嘌呤0 6位发生亲电 取代反应生成〇6-氯乙基鸟嘌呤，再经过N1，06-桥亚乙基鸟嘌呤中间体进一步与互补的胞嘧 啶发生反应，最终在鸟嘌呤N1位和胞嘧啶的N3位之间形成共价连接，即生成G-C交联。这种 GC互补碱基对之间的共价交联阻碍了肿瘤细胞中DNA的复制和转录过程，导致有丝分裂不 能正常进行或使得DNA双链发生断裂，最终诱导肿瘤细胞凋亡。
[0004] ο6-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶(AGT)是一种重要的DNA修复酶，它可以将06-烷基 鸟嘌呤上的烷基基团转移到自身第145位半胱氨酸残基上，从而将烷化损伤的DNA碱基修 复。在暴露于CENUs的肿瘤细胞中，AGT能够阻断CENUs导致的0 6-氯乙基鸟嘌呤和N1，06-桥亚 乙基鸟嘌呤进一步与胞嘧啶反应形成dG-dC交联，使得CENUs不能发挥DNA股间交联作用，导 致肿瘤细胞对CENUs产生耐药性，最终导致化疗失败。因此，设计和开发AGT抑制剂并将其与 烷化剂联合用药，是提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性从而保证化疗效果的重要途径。
[0005] 06-苄基鸟嘌呤是一种有效的AGT抑制剂，它可将自身的苄基转移至ijAGT活性中心 的第145位半胱氨酸残基上，导致AGT失活而失去修复DNA损伤的功能，从而提高肿瘤细胞对 CENU的敏感性。研究表明，浓度为2.5μΜ的06-苄基鸟嘌呤作用于人结肠癌细胞HT2930min即 可导致90 %的AGT失活;荷瘤无胸腺小鼠预先给予06-苄基鸟嘌呤处理2h后，再给予CENUs治 疗，可明显抑制肿瘤的生长，显著增强了 CENUs的化疗效果。目前，通过06-苄基鸟嘌呤抑制 肿瘤细胞中的AGT活性以降低DNA烷化损伤的修复，已经成为了提高烷化剂疗效的重要途 径。然而研究发现，由于〇6-苄基鸟嘌呤对AGT的抑制作用不具有靶向性，在与烷化剂的联合 用药中，〇 6-苄基鸟嘌呤在抑制肿瘤细胞中AGT活性的同时，也作用于正常细胞，导致正常细 胞中的AGT活性被抑制，从而破坏了正常细胞对DNA损伤的修复机制，增加了正常细胞的DNA 损伤，最终导致化疗药物毒副作用的提高。
[0006] 综上所述，CENUs在临床应用中所表现出来的耐药性是限制其进一步开发和应用 的重要因素。通过抑制AGT的活性虽然能够提高肿瘤细胞对CENUs的敏感性，但由于现有AGT 抑制剂的非靶向性，导致CENUs对正常细胞的损伤作用增强，从而降低了 CENUs的化疗效果。 因此，设计和开发能够同时导致DNA股间交联并抑制AGT活性，并且具有肿瘤细胞靶向性的 新型化合物，是解决亚硝基脲类双官能团烷化剂现有问题、使其更广泛应用于肿瘤临床治 疗的一条重要途径。
【发明内容】
[0007] 本发明的第一个目的是针对现有技术存在的缺陷和不足，提供具有式（Π )结构的 化合物或药学上可接受的盐：
[0009] Ri 为Η，N〇2，OMe，NMe2，C02Et，N-甲基哌嗪中的一种；
[0010] R2 为Η，順2，CH3，CH2NH2，ch2〇h 中的一种；
[0011] r3 = r4 = h，或 R3 = H，R4=CH3,或 R3 = R4 = CH3;
[0012] n为2-6的整数。
[0013] 优选地，当办为-时，该化合物或其盐具有较佳的抗肿瘤活性和选择性。
[0014]进一步优选地，当心为勵2，办为!1时，该化合物或其盐具有更佳的抗肿瘤活性和选 择性；
[0015] 再进一步优选地，当办为勵2，1?2为!1，1? 3 = 1?4 = 11时，该化合物或其盐的抗肿瘤活性和 选择性进一步提尚。
[0016] 本发明最优选地，当RdN02，RAH，R3 = R4 = H，且η分别为2,3,4的时候，即分别具 有如下结构式时，化合物或其盐的抗肿瘤活性和选择性最佳。
[0018] 可采用本领域常规的技术手段，将上述任一化合物与有机酸或无机酸成盐，其中， 本发明优选所述盐为盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、乙酸盐、丙酸 盐、丁酸盐、乳酸盐、甲磺酸盐、对甲苯磺酸盐、马来酸盐、苯甲酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、柠 檬酸盐、富马酸盐、牛磺酸盐、葡萄糖酸盐。
[0019] 采用本领域常规的技术手段，可将上述任一化合物成盐，成盐后的化合物同样具 有与未成盐化合物相同的药理活性。
[0020] 本发明的第二个目的是提供一种药物组合物，所述药物组合物包括治疗有效量的 式（Π )结构化合物或药学上可接受的盐，和至少一种药用载体。
[0021] 所述药用载体为本领域常用物质，如崩解剂、分散剂、润滑剂、乳化剂、稳定剂等。 所述药物组合物可以采用本领域常规手段制备成药学上常用的剂型，如片剂、注射剂、胶囊 剂等。
[0022] 经试验验证，上述任意一种化合物或其药学上可接受的盐、或药物组合物均能够 同时导致DNA股间交联并抑制AGT介导的耐药性，尤其是能够靶向性地作用于肿瘤细胞，避 免了对正常细胞的损伤作用;此外，简化了 CENUs与AGT抑制剂在临床应用中的联合用药过 程。
[0023] 本发明的第二个目的是提供所述化合物的制备方法，所述方法的反应历程为：
[0025]本发明同时提供了当办为勵2，RAH，R3 = R4 = Η时，化合物的制备方法，所述方法的 反应历程为：
[0027]所述方法主要包括如下步骤：
[0028] (1)化合物a与二卤代烷烃反应得到化合物b;
[0029] (2)化合物b与邻苯二甲酰亚胺反应得化合物c;
[0030] (3)化合物c先与三光气反应，
[0031 ] (4)化合物d发生肼解反应得化合物e;
[0032] (5)化合物e与2-氯乙基异氰酸酯反应得化合物f;
[0033] (6)化合物f与亚硝鑰四氟硼酸盐反应得化合物h，即式（Π )化合物。
[0034]所述方法的优选步骤为：
[0035] (1)化合物a与二卤代烷烃按照1:(1-7)的摩尔比，在碱的催化作用下，于40_60°C 反应，得化合物b;
[0036] (2)化合物b与邻苯二甲酰亚胺按照1:(1-4)的摩尔比，于50-110°C反应，得化合物 c；
[0037] (3)按照化合物（ |的摩尔比为3:(1-3) :(3-12)，化合物c先
与三光气在0-10°C条件下反应，得化合物d， 在10-50°c条件下反 应，得化合物e;
[0038] (4)化合物e与水合肼在20_50°C条件下反应，得化合物f;
[0039] (5)化合物f与2-氯乙基异氰酸酯按照1:(1-4)的摩尔比，在20-50°C反应，得化合 物g;
[0040] (6)化合物g与亚硝鑰四氟硼酸盐按照1: (1-2)的摩尔比，在冰浴条件下反应，得化 合物h。
[0041] 其中，步骤（1)中，所述二卤代烷烃可选自二溴代烷烃或二氯代烷烃，进一步优选 为二溴代烷烃，二溴代烷烃具有较高的反应活性，能够保证反应顺利进行，获得较高的收率 和较纯的产品。
[0042] 所述水合肼为70%水合肼，且化合物e与70%水合肼的摩尔体积比为（2-6):1 (mmol:mL)〇
[0043] 以上是本发明的通用制备方法，以下以制备办为1^2，办为!1，R3 = R4=Η，η为2的化合 物为例对本发明的制备方法进行详细说明，其他化合物的制备方法与此方法类似。
[0044] 步骤（1)的具体操作:将化合物a溶解，向其中加入催化剂无机碱并滴加1，2-二溴 代乙烷，然后在40-60°C条件下反应，即得化合物b;
[0045] 其中，化合物a、无机碱、1，2-二溴代乙烷的摩尔比优选为1:(1-6): (1-7);所述无 机碱优选为无水碳酸钾;溶解化合物a的溶剂优选为丙酮或N，N_二甲基甲酰胺;步骤（1)还 包括对化合物b进行提纯的步骤，具体为浓缩反应液，采用柱层析法对浓缩液进行分离提 纯，优选柱层析的固定相为硅胶，流动相为石油醚和乙酸乙酯，进一步优选按照石油醚/乙 酸乙酯(v/v) 1:2逐渐变为1:4的比例进行梯度洗脱对化合物b进行提纯。
[0046]步骤(2)的具体操作为:化合物b与邻苯二甲酰亚胺按照1:(1-4)的摩尔比，于50- 110°C反应，得化合物c 〇
[0047]其中，步骤(2)所使用的反应溶剂优选为乙腈或Ν，Ν-二甲基甲酰胺;步骤(2)还包 括对化合物C进行提纯的步骤，具体为向反应液中加入乙酸乙酯和水(ν: ν = 1:1)进行萃取， 收集有机相，使用饱和氯化钠水溶液洗涤，干燥，蒸馏除去溶剂即得。
[0048]步骤(3)的具体操作为:按照化合物c、三光气、对硝基苯甲醇的摩尔比为3: (1 -3): (3-12)，化合物c先与三光气反应，得化合物d，化合物d与对硝基苯甲醇在10-50°C条件下反 应，得化合物e。
[0049] 步骤(3)的具体操作优选为:将化合物c溶解，加入缚酸剂，在惰性气体保护下于0-l〇°C滴加溶解三光气的溶液，滴加完毕后，于10_40°C反应，生成化合物d，然后向反应液中 加入对硝基苯甲醇，于10_50°C反应，得化合物e。
[0050] 其中，溶解化合物c的溶剂优选为二氯甲烷或甲苯;缚酸剂优选为吡啶或三乙胺； 步骤(3)还包括对化合物e进行提纯的步骤，具体为浓缩反应液，采用柱层析法对浓缩液进 行分离提纯，优选柱层析的固定相为硅胶，流动相为石油醚和乙酸乙酯，进一步优选按照石 油醚/乙酸乙酯(v/V) 1:2逐渐变为1:5的比例进行梯度洗脱对化合物e进行提纯。
[0051] 步骤(4)的具体操作为:化合物e与水合肼在20-50°C条件下反应，得化合物f，优选 化合物e与70%水合肼的摩尔体积比为(2-6): 1 (mmol :mL)。
[0052] 其中，首先将化合物e溶解后再与水合肼反应，优选溶解化合物e的溶剂为甲醇或 乙醇;步骤(4)还包括对化合物f进行提纯的步骤，具体为向反应液中加入二氯甲烷和水(ν: v = l:l)进行萃取，收集有机相，使用饱和氯化钠水溶液洗涤，干燥，蒸馏除去溶剂即得。 [0053]步骤（5)的具体操作为:化