一种氮杂非那烯‑3‑酮的衍生物及其制备方法与应用与流程

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本发明属于药物合成技术领域,具体涉及一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物及其制备方法与应用。



背景技术:

多聚二磷酸腺苷酸核糖聚合酶(poly(ADP-ribose)polymerase,PARP)是当今癌症治疗的一个新靶点,其能够催化ADP-核糖单元从烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adeninedinucleotide,NAD+)转移至各种受体蛋白。PARP参与DNA修复和转录调控,不但在调节细胞存活和死亡过程中具有关键作用,同时也是肿瘤发展和炎症发生过程中的主要转录因子。

PARP-1是PARP家族中最早被发现,并且研究较清楚的成员。是由1014个氨基酸残基组成、相对分子质量为116ku的核酶,在DNA单链修复中发挥着主导作用。PARP-1作为DNA缺口感受器,在DNA损伤后被激活,识别并结合到DNA断裂部位,减少重组发生并避免受损DNA受核酸外切酶的作用。在与DNA缺口结合后催化活性随即提高10~500倍,通过自身糖基化并形成同型二聚体将NAD+催化分解为烟酰胺和ADP核糖。再以ADP核糖为底物,使核受体蛋白(主要是PARP自身)聚ADP核糖化形成线状或直链的PARP-1-ADP核糖多聚物。这些负电荷较多、位阻较大的多聚ADP核糖支链一方面可防止附近的DNA分子与损伤的DNA进行重组;另一方面能够降低PARP-1与DNA的亲和性,使PARP-1从DNA断裂处解离,然后引导DNA修复酶与DNA缺口结合,对损伤部位进行修复。从DNA上解离下的PARP-1-ADP核糖多聚物被聚ADP核糖水解酶[Poly(ADP-ribose)glycohydrolase,PARG]裂解,裂解后的ADP核糖可重新用于合成NAD+。而PRAP-1与ADP核糖多聚物脱离后,又重新被激活与DNA结合,如此反复循环进行DNA损伤的修复。然而,在肿瘤细胞中DNA修复酶过度表达的话,会激活自身的DNA损伤修复机制,进而在药物治疗和放疗过程中产生抗性。研究发现,PARP抑制剂可以阻断DNA修复通路,降低肿瘤细胞的自我修复能力,因此将PARP抑制剂与放化疗联合应用可以有效增强抗肿瘤效果。研究还发现,PARP抑制剂单药对BRCA1/2基因缺失或突变的乳腺癌及卵巢癌也有明显的抑制作用。

综上所述,PARP抑制剂在抗肿瘤方面具有广阔的研究和应用前景。如申请号为2015102677321的专利申请公开了一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物、其制备方法及其作为PARP抑制剂的应用,其中,氮杂菲那烯-3-酮衍生物的结构式为其中R为氢,甲基,乙基,异丙基,苄基或者3-甲基-3-丁烯基,具有很高的抑制PARP酶的活性,给发展氮杂菲那烯-3-酮化合物作为用于PARP抑制剂从而达到肿瘤治疗目的的新药研究提供了良好的基础,但是其化学制备过程困难,在合成方面存在产率低、后处理难、纯度低等特点,其次在合成路线中大量使用易致毒试剂如乙酸酐、三氯氧磷和硫酸等,并且可对接化合物少,成功率低,不利于进行后期大量药物对接筛选。因此本发明拟在前期研究的基础上,设计、合成一系列全新的基于酞嗪酮母核的氮杂非那烯-3-酮化合物衍生物,并对其活性进行筛选和初步研究,为研发出活性更好的抗肿瘤药物提供基础。



技术实现要素:

解决的技术问题:针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物及其制备方法与应用,本发明所述氮杂非那烯-3-酮衍生物制备过程简单,合成率高,后处理容易,并且纯度高,具有很高的抑制PARP酶的活性,为研发出活性更好的抗肿瘤药物提供基础。

技术方案:一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物,其结构如式(Ⅰ)所示:

其中R为氢,2-氟乙胺基,2,2,2-三氟乙胺基,二乙胺基,吡咯烷基,咪唑基,哌啶基,吗啡啉基,4-一甲氨基哌啶基,4-二甲氨基哌啶基,1-甲基-4-(甲氨基)哌啶基,1-苯基-4-甲氨基哌啶基,1-苄基-4-甲氨基哌啶基或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉基。

一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物的制备方法,所述制备方法步骤如下:

(1)将吡啶加入至2-氨基-6-甲氧基苯甲酸和乙腈的混合溶液,保持温度不超过30℃的情况下加入三光气,其中2-氨基-6-甲氧基苯甲酸,吡啶和三光气的摩尔比为1:2:0.3,溶剂乙腈与反应物总质量的比值为10mL:1g,加完后室温下反应5.5-8h,待反应完毕后,加水过滤,将滤饼烘干后制得化合物2

(2)将氢氧化钠分两批加入至化合物2和甲醇的混合溶液,其中化合物2和氢氧化钠的摩尔比为1:0.1,溶剂甲醇与反应物总质量的比值为10mL:1g,在50-70℃下反应1.5-3h,待反应完成后,旋干溶剂,加入水和乙酸乙酯萃取后分离有机层,将有机层干燥后旋干,经柱层析分离后得化合物3

(3)将2-溴-5甲基吡啶,碳酸铯,醋酸钯,4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽加入至化合物3和二氧六环的混合溶液,其中化合物3,2-溴-5甲基吡啶,碳酸铯,醋酸钯,4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽的摩尔比为1:1.1:1.5:0.1:0.3,溶剂二氧六环与反应物总质量的比值为10mL:1g,在氮气保护下50-75℃反应5.5-8h,反应完毕后,加入水和二氯甲烷萃取后分离有机层,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得化合物4

(4)将化合物4加到二氯甲烷中制成混合溶液,将三溴化硼用二氯甲烷稀释,保持温度不超过-20℃的情况下向化合物4和二氯甲烷的混合溶液中滴加三溴化硼稀释液,其中化合物4和三溴化硼的摩尔比为1:2.2,溶剂二氯甲烷与反应物总质量的比值为20mL:1g,将二氯甲烷平分成两份,一份与化合物4制成混合溶液,一份用来稀释三溴化硼,滴毕后升至-5~-15℃反应2.5-4h,反应完成后,保持温度不超过-10℃的情况下加水淬灭三溴化硼,待反应液升至室温后,用饱和碳酸钠溶液调pH至中性,加入水和二氯甲烷萃取后分离有机层,经干燥后旋干,即得化合物5

(5)将4-二甲氨基吡啶加入化合物5和二氯甲烷的混合溶液,将三氟甲磺酸酐用二氯甲烷稀释,保持温度不超过-5℃的情况下向4-二甲氨基吡啶、化合物5和二氯甲烷的混合溶液中滴加三氟甲磺酸酐稀释液,其中化合物5,三氟甲磺酸酐和4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1:1.2:1.6,溶剂二氯甲烷与反应物总质量的比值为20mL:1g,将二氯甲烷平分成两份,一份与化合物5制成混合溶液,一份用来稀释三氟甲磺酸酐,滴毕后升至室温并搅拌,反应完毕后,用HCl将pH调至弱酸性,加入水和二氯甲烷萃取后分离有机层,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得化合物6

(6)将[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯和三乙胺加入至化合物6和甲醇/N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液,其中[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯为化合物6重量的10%;化合物6和三乙胺的摩尔比为1:3,溶剂甲醇/N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液与反应物总质量的比值为10mL:1g,其中甲醇:N,N-二甲基甲酰胺的体积比为4:1,反应体系用CO置换三次后在65-85℃和0.8MPa压力下反应7.5-10h,反应完毕后,旋干溶剂,加入水和二氯甲烷萃取,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得化合物7

(7)当R为氢时,将水合肼加入至化合物7和乙醇的混合溶液,其中化合物7和水合肼的摩尔比为1:2,溶剂乙醇与反应物总质量的比值为10mL:1g,室温下反应5.5-8h,反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水充分搅拌打散不溶物后抽滤,滤饼烘干即得化合物8在化合物8中加入多聚磷酸,溶剂多聚磷酸与化合物8的比值为10mL:1g,在130-150℃下反应5.5-8h,将反应液倒入水中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下用氨水将pH调至弱碱,待不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得化合物9

一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物的制备方法,所述制备方法步骤如下:

(1)将吡啶加入至2-氨基-6-甲氧基苯甲酸和乙腈的混合溶液,保持温度不超过30℃的情况下加入三光气,其中2-氨基-6-甲氧基苯甲酸,吡啶和三光气的摩尔比为1:2:0.3,溶剂乙腈与反应物总质量的比值为10mL:1g,加完后室温下反应5.5-8h,待反应完毕后,加水过滤,将滤饼烘干后制得化合物2

(2)将氢氧化钠分两批加入至化合物2和甲醇的混合溶液,其中化合物2和氢氧化钠的摩尔比为1:0.1,溶剂甲醇与反应物总质量的比值为10mL:1g,在50-70℃下反应1.5-3h,待反应完成后,旋干溶剂,加入水和乙酸乙酯萃取后分离有机层,将有机层干燥后旋干,经柱层析分离后得化合物3

(3)将2-溴-5甲基吡啶,碳酸铯,醋酸钯,4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽加入至化合物3和二氧六环的混合溶液,其中化合物3,2-溴-5甲基吡啶,碳酸铯,醋酸钯,4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽的摩尔比为1:1.1:1.5:0.1:0.3,溶剂二氧六环与反应物总质量的比值为10mL:1g,在氮气保护下50-75℃反应5.5-8h,反应完毕后,加入水和二氯甲烷萃取后分离有机层,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得化合物4

(4)将化合物4加到二氯甲烷中制成混合溶液,将三溴化硼用二氯甲烷稀释,保持温度不超过-20℃的情况下向化合物4和二氯甲烷的混合溶液中滴加三溴化硼稀释液,其中化合物4和三溴化硼的摩尔比为1:2.2,溶剂二氯甲烷与反应物总质量的比值为20mL:1g,将二氯甲烷平分成两份,一份与化合物4制成混合溶液,一份用来稀释三溴化硼,滴毕后升至-5~-15℃反应2.5-4h,反应完成后,保持温度不超过-10℃的情况下加水淬灭三溴化硼,待反应液升至室温后,用饱和碳酸钠溶液调pH至中性,加入水和二氯甲烷萃取后分离有机层,经干燥后旋干,即得化合物5

(5)将4-二甲氨基吡啶加入化合物5和二氯甲烷的混合溶液,将三氟甲磺酸酐用二氯甲烷稀释,保持温度不超过-5℃的情况下向4-二甲氨基吡啶、化合物5和二氯甲烷的混合溶液中滴加三氟甲磺酸酐稀释液,其中化合物5,三氟甲磺酸酐和4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1:1.2:1.6,溶剂二氯甲烷与反应物总质量的比值为20mL:1g,将二氯甲烷平分成两份,一份与化合物5制成混合溶液,一份用来稀释三氟甲磺酸酐,滴毕后升至室温并搅拌,反应完毕后,用HCl将pH调至弱酸性,加入水和二氯甲烷萃取后分离有机层,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得化合物6

(6)将[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯和三乙胺加入至化合物6和甲醇/N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液,其中[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯为10%化合物6的重量;化合物6和三乙胺的摩尔比为1:3,溶剂甲醇/N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液与反应物总质量的比值为10mL:1g,其中甲醇:N,N-二甲基甲酰胺的体积比为4:1,反应体系用CO置换三次后在65-85℃和0.8MPa压力下反应7.5-10h,反应完毕后,旋干溶剂,加入水和二氯甲烷萃取,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得化合物7

(7)当R不为氢时,将N-溴代丁二酰亚胺和偶氮二异丁腈加入至化合物7和四氯化碳的混合溶液进行回流反应9.5-12h,其中化合物7,N-溴代丁二酰亚胺和偶氮二异丁腈的摩尔比为1:1.2:0.1,溶剂四氯化碳与反应物的总质量的比值为20mL:1g,反应完毕后,加入水和二氯甲烷萃取后分离有机层,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得化合物10将待接化合物和碳酸钾加入至化合物10和乙腈的混合溶液,其中化合物10,待接化合物和碳酸钾的摩尔比为1:1.1:4,溶剂乙腈与反应物的总质量的比值为10mL:1g,在35-55℃下反应5.5-8h,加入水和乙酸乙酯萃取后分离有机层,有机层经干燥后旋干,即得化合物11所述待接化合物为2-氟乙胺盐酸盐、2,2,2-三氟乙胺盐酸盐,二乙胺盐酸盐,吡咯烷,咪唑,哌啶,吗啡啉,4-叔丁氧羰基氨基哌啶、4-二甲氨基哌啶、1-甲基-4-甲氨基哌啶、1-苯基-4-甲氨基哌啶、1-苄基-4-甲氨基哌啶或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉中的一种,将水合肼加入至化合物11和乙醇的混合溶液,其中水合肼和化合物11的摩尔比为2:1,溶剂乙醇与反应物的总质量的比值为10mL:1g,在室温下反应5.5-8h,反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水充分搅拌打散不溶物后进行抽滤,滤饼烘干即得化合物12向化合物12中加入多聚磷酸,溶剂多聚磷酸与化合物8的比值为10mL:1g,130-150℃下反应5.5-8h,将反应液倒入水中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下加入氨水将pH调至弱碱性,待不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得化合物13

作为优选,通过薄层色谱监测反应完毕。

一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物作为PARP抑制剂的应用。

有益效果:1、通过对本发明所制备的氮杂非那烯-3-酮衍生物的活性进行筛选和初步研究,经过初步的官能团对接,活性测定发现,其对PARP酶的抑制活性达到nM级别(与临床试验的药物在同一水平),为接下对接更多的官能团提供了基础与方向。

2、同现有技术相比,本申请一种氮杂非那烯-3-酮衍生物的结构中增加了共轭结构部分-吡啶环,产物更加稳定,并且采用的原料价格低廉,更容易得到,合成路线反应温和,对环境无污染。

3、对PARP酶具有明显的抑制作用,可用于制备PARP抑制剂。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本申请所述氮杂非那烯-3-酮衍生物合成工艺如下:

实施例1

一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物,其结构如式(Ⅰ)所示:

其中R为氢,2-氟乙胺基,2,2,2-三氟乙胺基,二乙胺基,吡咯烷基,咪唑基,哌啶基,吗啡啉基,4-一甲氨基哌啶基,4-二甲氨基哌啶基,1-甲基-4-(甲氨基)哌啶基,1-苯基-4-甲氨基哌啶基,1-苄基-4-甲氨基哌啶基或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉基。

所述氮杂非那烯-3-酮衍生物具体制备方法如下:

(1)化合物2的合成

将吡啶(67.86g,857.84mmol)加入至2-氨基-6-甲氧基苯甲酸(71.7g,428.92mmol)和乙腈(720ml)的混合溶液,保持温度不超过30℃的情况下缓慢加入三光气(43.27g,145.83mmol),加完后常温反应5.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入1L水过滤,将滤饼烘干后得到黄白色固体化合物2(70g,84%);

(2)2-氨基-6-甲氧基苯甲酸甲酯(化合物3)的合成

将氢氧化钠(1.45g,36.24mmol)分两批加入至化合物2(70g,362.40mmol)和甲醇(700mL)的混合溶液,50℃下反应1.5h,待反应结束后,旋干溶剂,加入500mL水和1L乙酸乙酯,萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,经柱层析分离后棕红色固体化合物3(52.1g,79%);

(3)化合物4的合成

将2-溴-5甲基吡啶(26.11g,151.77mmol),碳酸铯(66.08g,202.81mmol),醋酸钯(0.90g,4.00mmol),4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(2.68g,4.63mmol)加入至化合物3(25g,137.98mmol)和二氧六环(250mL)的混合溶液,在氮气保护下50℃反应5.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入500mL水和800mL二氯甲烷,萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得淡黄色固体化合物4(24.6g,74%);

(4)化合物5的合成

将化合物4(24.6g,102.39mmol)加到二氯甲烷(500mL)制成混合溶液,将三溴化硼(56.43g,225.25mmol)用110mL二氯甲烷稀释,保持温度不超过-20℃的情况下向化合物4和二氯甲烷的混合溶液中滴加三溴化硼稀释液,滴毕后升至-5℃反应2.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,保持温度不超过-10℃的情况下慢加150mL水淬灭三溴化硼。待反应液升至室温后,用饱和碳酸钠溶液调pH至7。加入500mL水和800mL二氯甲烷,萃取一次,分离有机层,经干燥后旋干,即得黄色固体化合物5(20g,86%);

(5)化合物6的合成

将4-二甲氨基吡啶(42.34g,346.55mmol)加入化合物5(49g,216.59mmol)和二氯甲烷(1L)的混合溶液,将三氟甲磺酸酐(73.33g,259.91mmol)用150mL二氯甲烷稀释,保持温度不超过-5℃的情况下向混合溶液中滴加三氟甲磺酸酐稀释液,滴毕后缓慢升至室温,搅拌0.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(500mL)和二氯甲烷(500mL),用1mol/L的HCl调pH至6,然后萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得棕黄色固体化合物6(68.9g,69%);

(6)化合物7的合成

将[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(7g,9.57mmol)和三乙胺(58.38g,576.90mmol)加入至化合物6(68.9g,192.30mmol)和甲醇/N,N-二甲基甲酰胺(体积比为4:1,700mL)的混合溶液。反应体系用CO置换三次后在65℃和0.8MPa压力下反应7.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,旋干溶剂,加入水(500mL)和二氯甲烷(800mL),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得黄棕色固体化合物7(45.6g,88%);

(7)化合物8的合成

将水合肼(186.61mg,3.73mmol)加入至化合物7(500mg,1.86mmol)和乙醇(5mL)的混合溶液,常温下反应5.5h,待TLC监测反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水(20mL)充分搅拌打散不溶物后抽滤,滤饼烘干即得黄色固体产物化合物8(408mg,82%)。

(8)化合物9的合成

将上步产物化合物8加入5mL多聚磷酸后,在130℃下反应5.5h,将反应液倒入水(30mL)中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下慢加氨水,调节pH至8,待大量不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得浅黄色固体产物化合物9(280mg,74%)。

(9)化合物10的合成

将N-溴代丁二酰亚胺(19.79g,111.83mmol)和偶氮二异丁腈(1.53g,9.32mmol)加入至化合物7(25g,93.19mmol)和四氯化碳(250mL)的混合溶液,回流反应9.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(500mL)和二氯甲烷(1L),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得金黄色固体化合物10(20g,62%)。

(10)化合物14-26的合成(以14为例)

将2-氟乙胺盐酸盐(157.69mg,5.76mmol)和碳酸钾(796.18mg,5.76mmol)加入至化合物10(500mg,1.44mmol)和乙腈(5mL)的混合溶液,35℃下反应5.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(50mL)和乙酸乙酯(100mL),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,即得黄色油状物产物化合物11(380mg,80%)。

将水合肼(115.14mg,2.30mmol)加入至上述产物化合物11和乙醇(5mL)的混合溶液,常温下反应5.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水(50mL)充分搅拌打散不溶物后进行抽滤,滤饼烘干即得黄色固体产物化合物12(287mg,76%)。

向上述产物化合物12中加入多聚磷酸(5mL),130℃下反应5.5h,将反应液倒入水(30mL)中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下加氨水将pH调至8,待大量不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得淡黄色固体产物化合物14(200mg,74%)。

将上述2-氟乙胺盐酸盐换成2,2,2-三氟乙胺盐酸盐,二乙胺盐酸盐,吡咯烷,咪唑,哌啶,吗啡啉,4-叔丁氧羰基氨基哌啶、4-二甲氨基哌啶、1-甲基-4-甲氨基哌啶、1-苯基-4-甲氨基哌啶、1-苄基-4-甲氨基哌啶或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉中的一种,其余条件相同,可合成淡黄色固体化合物15~26,需要注意的是,若待接化合物若不是盐酸盐状态,那么操作中碳酸钾的使用量应减少1当量。

实施例2

一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物,其结构如式(Ⅰ)所示:

其中R为氢,2-氟乙胺基,2,2,2-三氟乙胺基,二乙胺基,吡咯烷基,咪唑基,哌啶基,吗啡啉基,4-一甲氨基哌啶基,4-二甲氨基哌啶基,1-甲基-4-(甲氨基)哌啶基,1-苯基-4-甲氨基哌啶基,1-苄基-4-甲氨基哌啶基或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉基。

所述氮杂非那烯-3-酮衍生物具体制备方法如下:

(1)化合物2的合成

将吡啶(67.86g,857.84mmol)加入至2-氨基-6-甲氧基苯甲酸(71.7g,428.92mmol)和乙腈(720ml)的混合溶液,保持温度不超过30℃的情况下缓慢加入三光气(43.27g,145.83mmol),加完后常温反应8h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入1L水过滤,将滤饼烘干后得到黄白色固体化合物2(70g,84%);

(2)2-氨基-6-甲氧基苯甲酸甲酯(化合物3)的合成

将氢氧化钠(1.45g,36.24mmol)分两批加入至化合物2(70g,362.40mmol)和甲醇(700mL)的混合溶液,70℃下反应3h,待反应结束后,旋干溶剂,加入500mL水和1L乙酸乙酯,萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,经柱层析分离后棕红色固体化合物3(52.1g,79%);

(3)化合物4的合成

将2-溴-5甲基吡啶(26.11g,151.77mmol),碳酸铯(66.08g,202.81mmol),醋酸钯(0.90g,4.00mmol),4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(2.68g,4.63mmol)加入至化合物3(25g,137.98mmol)和二氧六环(250mL)的混合溶液,在氮气保护下75℃反应8h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入500mL水和800mL二氯甲烷,萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得淡黄色固体化合物4(24.6g,74%);

(4)化合物5的合成

将化合物4(24.6g,102.39mmol)加到二氯甲烷(500mL)制成混合溶液,将三溴化硼(56.43g,225.25mmol)用110mL二氯甲烷稀释,保持温度不超过-20℃的情况下向化合物4和二氯甲烷的混合溶液中滴加三溴化硼稀释液,滴毕后升至-15℃反应4h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,保持温度不超过-10℃的情况下慢加150mL水淬灭三溴化硼。待反应液升至室温后,用饱和碳酸钠溶液调pH至7。加入500mL水和800mL二氯甲烷,萃取一次,分离有机层,经干燥后旋干,即得黄色固体化合物5(20g,86%);

(5)化合物6的合成

将4-二甲氨基吡啶(42.34g,346.55mmol)加入化合物5(49g,216.59mmol)和二氯甲烷(1L)的混合溶液,将三氟甲磺酸酐(73.33g,259.91mmol)用150mL二氯甲烷稀释,保持温度不超过-5℃的情况下向混合溶液中滴加三氟甲磺酸酐稀释液,滴毕后缓慢升至室温,搅拌0.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(500mL)和二氯甲烷(500mL),用1mol/L的HCl调pH至6,然后萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得棕黄色固体化合物6(68.9g,69%);

(6)化合物7的合成

将[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(7g,9.57mmol)和三乙胺(58.38g,576.90mmol)加入至化合物6(68.9g,192.30mmol)和甲醇/N,N-二甲基甲酰胺(体积比为4:1,700mL)的混合溶液。反应体系用CO置换三次后在85℃和0.8MPa压力下反应10h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,旋干溶剂,加入水(500mL)和二氯甲烷(800mL),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得黄棕色固体化合物7(45.6g,88%);

(7)化合物8的合成

将水合肼(186.61mg,3.73mmol)加入至化合物7(500mg,1.86mmol)和乙醇(5mL)的混合溶液,常温下反应8h,待TLC监测反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水(20mL)充分搅拌打散不溶物后抽滤,滤饼烘干即得黄色固体产物化合物8(408mg,82%)。

(8)化合物9的合成

将上步产物化合物8加入5mL多聚磷酸后,在150℃下反应8h,将反应液倒入水(30mL)中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下慢加氨水,调节pH至8,待大量不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得浅黄色固体产物化合物9(280mg,74%)。

(9)化合物10的合成

将N-溴代丁二酰亚胺(19.79g,111.83mmol)和偶氮二异丁腈(1.53g,9.32mmol)加入至化合物7(25g,93.19mmol)和四氯化碳(250mL)的混合溶液,回流反应12h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(500mL)和二氯甲烷(1L),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得金黄色固体化合物10(20g,62%)。

(10)化合物14-26的合成(以14为例)

将2-氟乙胺盐酸盐(157.69mg,5.76mmol)和碳酸钾(796.18mg,5.76mmol)加入至化合物10(500mg,1.44mmol)和乙腈(5mL)的混合溶液,55℃下反应8h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(50mL)和乙酸乙酯(100mL),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,即得黄色油状物产物化合物11(380mg,80%)。

将水合肼(115.14mg,2.30mmol)加入至上述产物化合物11和乙醇(5mL)的混合溶液,常温下反应8h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水(50mL)充分搅拌打散不溶物后进行抽滤,滤饼烘干即得黄色固体产物化合物12(287mg,76%)。

向上述产物化合物12中加入多聚磷酸(5mL),150℃下反应8h,将反应液倒入水(30mL)中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下加氨水将pH调至8,待大量不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得淡黄色固体产物化合物14(200mg,74%)。

将上述2-氟乙胺盐酸盐换成2,2,2-三氟乙胺盐酸盐,二乙胺盐酸盐,吡咯烷,咪唑,哌啶,吗啡啉,4-叔丁氧羰基氨基哌啶、4-二甲氨基哌啶、1-甲基-4-甲氨基哌啶、1-苯基-4-甲氨基哌啶、1-苄基-4-甲氨基哌啶或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉中的一种,其余条件相同,可合成淡黄色固体化合物15~26,需要注意的是,若待接化合物若不是盐酸盐状态,那么操作中碳酸钾的使用量应减少1当量。

实施例3

一种氮杂非那烯-3-酮的衍生物,其结构如式(Ⅰ)所示:

其中R为氢,2-氟乙胺基,2,2,2-三氟乙胺基,二乙胺基,吡咯烷基,咪唑基,哌啶基,吗啡啉基,4-一甲氨基哌啶基,4-二甲氨基哌啶基,1-甲基-4-(甲氨基)哌啶基,1-苯基-4-甲氨基哌啶基,1-苄基-4-甲氨基哌啶基或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉基。

所述氮杂非那烯-3-酮衍生物具体制备方法如下:

(1)化合物2的合成

将吡啶(67.86g,857.84mmol)加入至2-氨基-6-甲氧基苯甲酸(71.7g,428.92mmol)和乙腈(720ml)的混合溶液,保持温度不超过30℃的情况下缓慢加入三光气(43.27g,145.83mmol),加完后常温反应6h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入1L水过滤,将滤饼烘干后得到黄白色固体化合物2(70g,84%);

(2)2-氨基-6-甲氧基苯甲酸甲酯(化合物3)的合成

将氢氧化钠(1.45g,36.24mmol)分两批加入至化合物2(70g,362.40mmol)和甲醇(700mL)的混合溶液,60℃下反应2h,待反应结束后,旋干溶剂,加入500mL水和1L乙酸乙酯,萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,经柱层析分离后棕红色固体化合物3(52.1g,79%);

(3)化合物4的合成

将2-溴-5甲基吡啶(26.11g,151.77mmol),碳酸铯(66.08g,202.81mmol),醋酸钯(0.90g,4.00mmol),4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(2.68g,4.63mmol)加入至化合物3(25g,137.98mmol)和二氧六环(250mL)的混合溶液,在氮气保护下60℃反应6h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入500mL水和800mL二氯甲烷,萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得淡黄色固体化合物4(24.6g,74%);

(4)化合物5的合成

将化合物4(24.6g,102.39mmol)加到二氯甲烷(500mL)制成混合溶液,将三溴化硼(56.43g,225.25mmol)用110mL二氯甲烷稀释,保持温度不超过-20℃的情况下向化合物4和二氯甲烷的混合溶液中滴加三溴化硼稀释液,滴毕后升至-10℃反应3h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,保持温度不超过-10℃的情况下慢加150mL水淬灭三溴化硼。待反应液升至室温后,用饱和碳酸钠溶液调pH至7。加入500mL水和800mL二氯甲烷,萃取一次,分离有机层,经干燥后旋干,即得黄色固体化合物5(20g,86%);

(5)化合物6的合成

将4-二甲氨基吡啶(42.34g,346.55mmol)加入化合物5(49g,216.59mmol)和二氯甲烷(1L)的混合溶液,将三氟甲磺酸酐(73.33g,259.91mmol)用150mL二氯甲烷稀释,保持温度不超过-5℃的情况下向混合溶液中滴加三氟甲磺酸酐稀释液,滴毕后缓慢升至室温,搅拌0.5h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(500mL)和二氯甲烷(500mL),用1mol/L的HCl调pH至6,然后萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得棕黄色固体化合物6(68.9g,69%);

(6)化合物7的合成

将[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(7g,9.57mmol)和三乙胺(58.38g,576.90mmol)加入至化合物6(68.9g,192.30mmol)和甲醇/N,N-二甲基甲酰胺(体积比为4:1,700mL)的混合溶液。反应体系用CO置换三次后在75℃和0.8MPa压力下反应8h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,旋干溶剂,加入水(500mL)和二氯甲烷(800mL),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得黄棕色固体化合物7(45.6g,88%);

(7)化合物8的合成

将水合肼(186.61mg,3.73mmol)加入至化合物7(500mg,1.86mmol)和乙醇(5mL)的混合溶液,常温下反应6h,待TLC监测反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水(20mL)充分搅拌打散不溶物后抽滤,滤饼烘干即得黄色固体产物化合物8(408mg,82%)。

(8)化合物9的合成

将上步产物化合物8加入5mL多聚磷酸后,在140℃下反应6h,将反应液倒入水(30mL)中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下慢加氨水,调节pH至8,待大量不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得浅黄色固体产物化合物9(280mg,74%)。

(9)化合物10的合成

将N-溴代丁二酰亚胺(19.79g,111.83mmol)和偶氮二异丁腈(1.53g,9.32mmol)加入至化合物7(25g,93.19mmol)和四氯化碳(250mL)的混合溶液,回流反应10h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(500mL)和二氯甲烷(1L),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,柱层析分离得金黄色固体化合物10(20g,62%)。

(10)化合物14-26的合成(以14为例)

将2-氟乙胺盐酸盐(157.69mg,5.76mmol)和碳酸钾(796.18mg,5.76mmol)加入至化合物10(500mg,1.44mmol)和乙腈(5mL)的混合溶液,45℃下反应6h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,加入水(50mL)和乙酸乙酯(100mL),萃取两次,分离有机层后合并,有机层经干燥后旋干,即得黄色油状物产物化合物11(380mg,80%)。

将水合肼(115.14mg,2.30mmol)加入至上述产物化合物11和乙醇(5mL)的混合溶液,常温下反应6h,待薄层色谱(TLC)监测反应完毕后,旋干溶剂和水合肼,加水(50mL)充分搅拌打散不溶物后进行抽滤,滤饼烘干即得黄色固体产物化合物12(287mg,76%)。

向上述产物化合物12中加入多聚磷酸(5mL),140℃下反应6h,将反应液倒入水(30mL)中淬灭多聚磷酸,保持温度不超过30℃的情况下加氨水将pH调至8,待大量不溶物析出后进行抽滤,滤饼烘干即得淡黄色固体产物化合物14(200mg,74%)。

将上述2-氟乙胺盐酸盐换成2,2,2-三氟乙胺盐酸盐,二乙胺盐酸盐,吡咯烷,咪唑,哌啶,吗啡啉,4-叔丁氧羰基氨基哌啶、4-二甲氨基哌啶、1-甲基-4-甲氨基哌啶、1-苯基-4-甲氨基哌啶、1-苄基-4-甲氨基哌啶或者7-氟-1,2,3,4-四氢异喹啉中的一种,其余条件相同,可合成淡黄色固体化合物15~26,需要注意的是,若待接化合物若不是盐酸盐状态,那么操作中碳酸钾的使用量应减少1当量。

化合物9:1H NMR(400MHz,DMSO)δ=12.05(s,1H),8.33(s,1H),7.87(t,J=7.9,1H),7.70(d,J=6.8,1H),7.57(dd,J=8.1,0.9,1H),7.49(dd,J=9.3,2.0,1H),7.17(d,J=9.2,1H),2.28(d,J=1.0,3H).

化合物14:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.25(s,1H),8.27(d,J=9.5,1H),8.00-7.83(m,2H),7.61(dd,J=15.2,8.6,2H),4.91-4.76(m,2H),4.45(s,2H),3.50(ddd,J=18.9,11.9,5.7,2H).

化合物15:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.22(s,1H),8.27(d,J=8.8,1H),8.02-7.86(m,2H),7.61(dd,J=12.9,8.6,2H),4.43(s,2H),3.94(q,J=8.9,2H),3.61-3.38(m,1H).

化合物16:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.26(t,J=7.8,1H),8.27(dd,J=9.3,1.9,1H),8.02–7.87(m,2H),7.63(t,J=8.3,2H),4.47(s,2H),3.31–3.17(m,4H),1.29(t,J=7.3,6H).

化合物17:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.31(s,1H),8.33(s,1H),7.98(dd,J=21.0,7.3,2H),7.67(s,2H),4.56(s,2H),3.61(s,2H),3.24(s,2H),2.09(d,J=69.8,4H).

化合物18:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.15(s,1H),8.93(s,1H),8.14(d,J=9.4,1H),7.89(t,J=8.0,1H),7.79(d,J=7.8,1H),7.52(dd,J=16.5,11.5,4H),5.55(d,J=16.6,2H),3.58-3.40(m,1H).

化合物19:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.25(s,1H),8.27(dd,J=9.3,1.6,1H),7.94(t,J=8.0,1H),7.86(d,J=7.9,1H),7.60(d,J=8.4,2H),4.41(s,2H),3.55-3.46(m,2H),3.00(dd,J=12.5,10.0,2H),1.89(d,J=14.8,2H),1.79-1.58(m,3H),1.40(q,J=12.7,1H).

化合物20:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.28(s,1H),8.27(d,J=9.5,1H),8.04-7.85(m,2H),7.63(dd,J=12.0,8.6,2H),4.52(s,2H),3.92(s,4H),3.45(dd,J=17.9,12.4,4H).

化合物21:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.31(s,1H),8.30(d,J=9.2,1H),8.06-7.86(m,2H),7.65(t,J=9.2,2H),4.51(s,2H),3.71(d,J=11.3,2H),3.60-3.49(m,1H),3.45(dd,J=11.8,6.4,1H),3.23(t,J=12.2,2H),2.67(s,3H),2.38(d,J=12.4,2H),1.91(d,J=11.8,2H).

化合物22:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.34(s,1H),8.36(s,1H),7.95(t,J=17.6,2H),7.67(s,2H),4.56(s,2H),3.81(s,2H),3.58(dd,J=14.3,7.1,2H),3.29(s,2H),2.87(s,6H),2.42(s,2H),2.08(s,2H),1.11(t,J=7.0,1H).

化合物23:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.33(s,1H),8.29(s,1H),8.00(d,J=9.8,2H),7.68(d,J=7.1,2H),4.57(s,2H),3.84(s,1H),3.68(s,2H),3.56(s,1H),3.15(s,2H),2.82(d,J=23.6,5H),2.41(d,J=34.9,2H),2.15(s,2H).

化合物24:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.35(s,1H),8.33(d,J=9.2,1H),7.99(dt,J=15.6,7.8,2H),7.67(t,J=7.8,2H),7.60-7.36(m,5H),4.64(s,2H),4.04(t,J=11.9,1H),3.92(d,J=12.9,2H),3.77(t,J=12.0,2H),2.87(s,3H),2.59(d,J=13.7,2H),2.50-2.30(m,2H).

化合物25:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.32(s,1H),8.29(d,J=9.0,1H),8.09-7.90(m,2H),7.74-7.57(m,2H),7.44(s,5H),4.56(s,2H),4.30(s,1H),3.85(s,1H),3.69(d,J=11.2,2H),3.60-3.50(m,1H),3.45(dd,J=11.8,6.4,1H),3.17(t,J=11.9,2H),2.78(s,2H),2.45(d,J=12.3,2H),2.11(d,J=12.1,2H).

化合物26:1H NMR(400MHz,D2O)δ=9.25(s,1H),8.30(d,J=9.5,1H),7.93(t,J=8.1,1H),7.84(d,J=8.0,1H),7.59(t,J=7.9,2H),7.29-7.18(m,1H),7.03(dd,J=8.6,6.6,1H),6.89(d,J=9.5,1H),4.65(s,2H),4.46(s,2H),3.70(s,2H),3.60-3.53(m,1H),3.47(dd,J=11.7,6.5,1H),3.17(s,2H).

实施例4

根据实施例3制备氮杂非那烯-3-酮衍生物,将制备的化合物14~26依次排序为A1~A13。

对氮杂非那烯-3-酮衍生物进行活性检测,具体实验方法如下:

PARP1抑制活性的测定

实验材料:通用PARP比色法分析试剂盒(Trevigen):10U/μL PARP-HAS,20X PARPBuffer,10X PARP1cocktail,含组氨酸的96孔板,200mM 3-AB,10X Strep-Diluen,Strep-HRP,TACS-SapphireTM,10X Activated DNA;PBS溶液;PBS+0.1%Triton X-100;蒸馏水;0.02MHCl;自制PARP1小分子抑制剂:化合物9;A1~A13。

PARP1酶抑制活性测定方法

(1)每孔加入50μL的1X PARP Buffer,室温孵育30min,拍干。

(2)加入一系列浓度的PARP1抑制剂,对照品3-AB浓度为10μM;每孔加入0.5U的PARP-HAS,使孔内总体积为25μL,室温孵育10min。

(3)每孔加入1X PARP1cocktail 25μL,室温孵育60min。

(4)依次使用PBS+0.1%Triton X-100和PBS分别清洗两次,每次200μL,拍干除去残留溶液。加入1X Strep-HRP 50μL,室温孵育60min。再次按同上步骤清洗两次后,加入TACS-SapphireTM,室温避光孵育15min,加入50μL的0.2M HCl,终止反应,并在450nM波长下测量每孔OD值,所得数据用于计算IC50值(Logt-t法)。

(5)抑制率的计算公式为:PARP1酶抑制率%=(活性组OD值-空白对照OD值)-(抑制组OD值-空白对照OD)/(活性组OD值-空白对照OD值)×100%;

表1化合物9对PARP酶抑制活性测定结果

a:无特殊说明均为500nM下的抑制率

表2 A1~A7对PARP酶抑制活性测定结果

a:无特殊说明均为500nM下的抑制率

ND:不能确定

表3 A8~A13对PARP酶抑制活性测定结果

a:无特殊说明均为500nM下的抑制率

ND:不能确定

本发明合成纯化了一系列氮杂非那烯-3-酮衍生物衍生物,通过核磁共振波谱仪(NMR)进行了结构鉴定,并进行PARP酶的活性测定。测试结果见表1、表2和表3,化合物9、14-26通过通用PARP比色法分析试剂盒进行活性初筛发现,化合物的IC50均在nM级别,与目前进入临床试验的PARP抑制剂在同一活性水平,说明这些化合物对PARP酶的抑制活性很好,同时也证明了设计的合理性。

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