一种β-拉帕醌衍生物及其制备方法和医药用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及药物化学领域，具体涉及一种β-拉帕醌衍生物，包括这个化合物制备 方法及作为NQO1靶向抗癌药物的应用。
【背景技术】
[0002] 恶性肿瘤严重威胁着人类的健康，攻克和治愈恶性肿瘤已成为当今世界各国药 物研究的热点之一，寻找高效、低毒和特异性强的抗肿瘤药物依然是抗肿瘤药物研究的主 要方向。醌氧化还原酶(NQOl)为体内一种重要的Π 相反应酶，通过去电子还原反应参与机 体内外源物质代谢过程，具有化学保护和生物激活作用。由于NQOl在肿瘤细胞的高表达及 其生物活化的特性，它被认为是治疗多种肿瘤的潜在分子靶标。β-拉帕醌，化学名为3,4_ 二氢-2，2-二甲基-2Η-萘并[I，2-b]_吡喃-5，6-二酮，是一个最有前景的NQOl靶向药物，它 是有效的NQOl底物，可以在NQOl介导下，通过氧化还原循环反应，产生活性氧自由基，诱导 氧化应激，显著地杀灭NQOl表达的癌细胞。目前，该化合物已进入二期临床研究。
[0003] 二氢嘧啶酮类化合物是一类非常重要的杂环化合物，它们拥有抗炎、抗病毒、抗氧 化、抗高血压和抗癌等多种活性。二氢嘧啶酮这一分子骨架广泛存在与于药物分子和天然 化合物中，例如：Monastrol，Dimethylenastron, Batzeladine B, SQ 32926等。
[0004] 近年来，在药效团或活性化合物之间进行合理的分子杂合，作为药物发现的新策 略，受到合成化学及药物化学家极大的重视。杂合体化合物一般具有比母体化合物更好的 亲和力和药理作用，是发现具有自主知识产权新化学实体药物的有效途径。本发明的创新 之处在于合成了一种拉帕醌与二氢嘧啶硫酮的杂合体，该化合物目前尚未有报道。体外 细胞毒试验表明该化合物对测试癌细胞有较强的抑制作用，NQOl活性实验表明，该化合物 与NQOl具有较高的亲和性，能被NQOl活化，产生活性氧自由基，选择性杀灭肿瘤细胞，可作 为祀向NQOl的抗癌药物进一步开发。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种β_拉帕醌衍生物。
[0006] 本发明的另一目的在于提供所述β_拉帕醌衍生物的制备方法和医药用途。
[0007] 为了实现本发明目的，本发明的β_拉帕醌衍生物，其为具有式I所示结构的化合 物：
[0008] 具体地说，本发明的β-拉帕醌衍生物为1，2，3，4-四氢2-硫代苯并[h]喹唑啉-5，6-二酮，分子式:C12H8N2O2S、分子量:244.27、外观:澄黄色固体。
[0009] 本发明还提供上述β-拉帕醌衍生物的制备方法，其为在氩气保护下，将化合物4-氨基_3-(氨乙基)萘-1-酚溶于溶于二氯甲烷中，并将此溶液用冰浴冷却至0 °C，在10分钟 内逐滴加入硫代羰基二咪唑溶于二氯甲烷的溶液，滴加完成后，温度升至室温，反应5-7小 时，反应完成后，蒸除溶剂，用少量乙醇洗涤，得相应的淡黄色固体，加入相应丙酮溶解，并 将此溶液用冰浴冷却至0 °C，将溶于0.06M NaH2PO4的费米盐滴加入到反应液，控制温度在 I〇 °C以下反应1 -3小时，过滤，水洗得橙黄色红色固体。
[0010] 本发明制备方法的反应式为：
本发明提供的上述拉帕醌衍生物为双电子氧化还原酶NQOl的有效底物，可制备治疗 恶性肿瘤的NQOl靶向药物。
[0011] 本发明的优点及有益效果在于： 1. 本发明的拉帕醌衍生物具有拉帕醌与二氢嘧啶硫酮的结构，结构新颖，具有较 强的抗癌活性和好的选择性； 2. 本发明化合物的抗肿瘤活性和成药性优于β_拉帕醌； 3 .与NQOl的分子对接实验和NQOl活性实验表明，该化合物与NQOl具有较高的亲和性， 能被NQOl活化，产生活性氧自由基，选择性杀灭肿瘤细胞，可作为靶向NQOl的抗癌药物进一 步开发； 4.本发明的制备方法具有条件温和、操作简单等优点。
[0012]
【具体实施方式】
[0013]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0014]实施例!化合物的合成 在氩气保护下，将化合物4-氨基-3-(氨乙基)萘-1-酚（940 mg，5.0 mmol)溶于20 mL 二氯甲烷中，并将此溶液用冰浴冷却至0 °C。在10分钟内逐滴加入硫代羰基二咪唑（978 mg，5.5 mmol)溶于20 mL二氯甲烷的溶液，滴加完成后，温度升至室温，反应5小时。反应完 成后，蒸除溶剂，用少量乙醇洗涤，得相应的淡黄色固体。加入20mL丙酮溶解，并将此溶液用 冰浴冷却至0 °C。将溶于200 mLO.06 M NaH2PO4的费米盐3.34 g滴加入到反应液，控制温度 在10 °C以下反应2小时，过滤，水洗得橙黄色红色固体I 538 mg，产率为32 %。
[0015] 1H NMR (CDCl3, 400 ΜΗζ) δ: 9.93 (s，2H)，8.05-7.92 (m, 2H)，7.88-7.84 (m， 2H), 5.23(s， 2H); m/z(EI-MS): 244[M]+ 。
[0016]实施例2体外抗肿瘤活性试验 采用MTT法测试目标化合物的抗肿瘤活性。以人肝癌细胞HepG2为测试细胞株，选用 对数生长期的贴壁肿瘤细胞，用胰酶消化后，用含10%小牛血清的RPMI 1640培养基配成 5000个/mL的细胞悬液，接种在96孔培养板中，每孔接种200 yL，37 °C，5%⑶2培养24小 时。设立阴性对照组，阳性对照组及给药组。实验组换新的含不同浓度被测样品的培养基， 对照组则换含等体积溶剂的培养基，阳性对照组给予阳性对照药阿霉素（用完全培养基稀 释至浓度为10 μπιο?·!/1)，每组设3-5平行孔，37 °C，5%C〇2培养4-5天。弃去上清液，每 孔加入200 yL新鲜配制的含0.2 mg/mL MTT的无血清培养基。37 °C继续培养4小时。小心弃 上清，并加入200 yL DMS0,用微型超声振荡器混匀后，在酶标仪上以试验波长为570 nm，参 比波长为450 nm测定光密度值。按下式计算药物对肿瘤细胞生长的抑制率:肿瘤细胞生长 抑制率％ = (l-〇D实验/OD对照）X100%。以1，2,3,4_四氢2-硫代苯并[h]喹唑啉-5,6-二酮的不同浓度对肿瘤细胞生长抑制率作图可得到剂量反应曲线，从中求出样品的半数杀 伤浓度ICso。其IC 50值为3.59 μΜ〇 [00Π ] 实施例3 NQOl活性测试 I mL的反应体系中含有25 mM Tris/HCl(pH 7.4)，0.7 mg/mL牛血清白蛋白，0.1% Tween-20, 200 μΜ NADH, 77 μΜ Cytochrome c, 2 yg 重组人NQOl和 1，2,3,4_四氢2-硫 代苯并[h]喹唑啉-5，6_二酮(25 μΜ )。设定检测波长550nnm，在室温下，加入NADH启动反 应，从反应曲线的初始线性部分计算还原速率，通过细胞色素 c摩尔吸光系数换算（21.1 πΛΓ1 cnf1)，结果表示为μπιο?还原型细胞色素 c/min/yg NQ01。从细胞色素 c量的变化可以 判断化合物产生活性氧的能力，化合物在酶水平产生活性氧的速率为1143 ±62 μπιο?还原 型细胞色素 c/min/yg NQ01。
[0018]实施例4分子对接试验 采用ChemBioDraw Ultra 12.0画出小分子1，2,3,4_四氢2-硫代苯并[h]喹唑啉-5,6-二酮的结构，然后用ChemBio3D Ultra 12.0使用MMFF94力场进行优化。NQ01(PDB ID: 2F10)和化合物均使用AutodockTools 1.5.6转化为PDBQT格式。采用Autodock vina 1.1.2 进行分子对接研究。NQOl 的坐标设置为：center_x = 11.549，center_y = 11.875，center_ z = -6.018；size_x = 15,size_y = 15，size_z = 15。参数exhaustiveness 设置为20。除 了特别说明，其他参数均采用默认值。最后，选取打分值最高的构象用PyMoL 1.7进行结果 分析（图1)。由图1可以看到，化合物与辅酶FAD处于平行的状态，形成强烈的31-31堆积作用。 此外，氢键是化合物和NQOl之间的主要相互作用。详细分析可以得到，化合物的5-位羰基氧 可以与氨基酸残基Tyrl28形成氢键相互作用，而6-位的羰基氧可以与氨基酸残基Tyrl26和 Tyrl 28形成双重氢键作用。
[0019]
【附图说明】：图1是1，2，3，4_四氢2-硫代苯并[h]喹挫啉-5，6-二酮和NQOl的分子对 接，其中虚线为形成的氢键。
[0020]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在 本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因 此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种β-拉帕酿衍生物，其特征在于，其为具有式I所示结构的化合物：2. 制备权利要求1所述β-拉帕酿衍生物的方法，其特征在于，在氣气保护下，将化合物 4-氨基-3-(氨乙基)糞-1-酪溶于溶于二氯甲烧中，并将此溶液用冰浴冷却至0 °C，在10分 钟内逐滴加入硫代幾基二咪挫溶于二氯甲烧的溶液，滴加完成后，溫度升至室溫，反应5-7 小时，反应完成后，蒸除溶剂，用少量乙醇洗涂，得相应的淡黄色固体，加入相应丙酬溶解， 并将此溶液用冰浴冷却至0 °C，将溶于0.06 Μ Na也P〇4的费米盐滴加入到反应液，控制溫度 在10 下反应1-3小时，过滤，水洗得澄黄色红色固体。3. 权利要求1的化合物用于制备治疗恶性肿瘤的药物的用途。
【专利摘要】本发明提供了一种β-拉帕醌衍生物及其制备方法和医药用途。本发明的β-拉帕醌衍生物为β-拉帕醌与二氢嘧啶硫酮的杂合体，具有较强的抗癌活性，代谢稳定性和好的选择性；体外细胞毒试验表明该化合物对测试癌细胞有较强的抑制作用；NQO1活性测试表明该化合物为NQO1的有效底物，可在NQO1介导下，通过氧化还原反应循环，产生大量活性氧，诱导氧化应激，选择性杀灭肿瘤细胞，可作为靶向NQO1的抗癌先导化合物进一步开发；本发明的制备方法具有条件温和、操作简单等优点。
【IPC分类】C07D239/70, A61P35/00
【公开号】CN105541732
【申请号】CN201510951783
【发明人】武利强, 王永学
【申请人】新乡医学院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月18日