喹啉或喹唑啉类化合物及其制备方法和应用与流程

文档序号:16525814发布日期:2019-01-05 10:20阅读:650来源:国知局

本发明涉及有机化合物领域,特别是涉及一种喹啉或喹唑啉类化合物及其制备方法和应用。



背景技术:

肿瘤细胞是能快速繁殖再生的异常细胞,具有无限增殖、可转化和易转移的特点。正常细胞的能量代谢主要通过葡萄糖在线粒体内进行氧化磷酸化来完成,肿瘤细胞的能量代谢不同于正常细胞,肿瘤细胞主要通过大量摄取葡萄糖并进行糖酵解(warburg效应)来获取能量满足肿瘤细胞的生长及增殖。酵解途径是几乎所有生物中主要的代谢途径,糖酵解过程中的受体、转运分子、关键酶的表达、活性及调控对肿瘤的发生、发展、转移及消退起着至关重要的作用,已成为新的抗肿瘤药物研究的靶点。

目前,通过抑制肿瘤细胞的糖酵解代谢来抑制肿瘤细胞增殖的候选药物主要集中在噻吩磺酰胺类、苯氧吲哚类、苯并吡喃酮类、苯并吲哚类以及三唑哒嗪酮类的研究。尽管在肿瘤的诊断和治疗中取得进展,但仍然缺乏有效从源头上阻断肿瘤细胞能量供给的抗肿瘤药物。



技术实现要素:

基于此,有必要提供一种能够从源头上阻断肿瘤细胞能量供给的喹啉或喹唑啉类化合物及其制备方法和应用。

一种喹啉或喹唑啉类化合物,具有如下结构式:

其中,当-x-为-ch-时,-y为

当-x-为-n-时,-y为或-o-r5,

-r1、-r2、-r5分别独立选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种;

-r3选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种;

-r4为烷基或芳基。

在其中一个实施例中,具有如下结构式:

在其中一个实施例中,具有如下结构式:

在其中一个实施例中,具有如下结构式:

在其中一个实施例中,具有如下结构式:

一种喹啉类化合物的制备方法,包括以下步骤:

将化合物a2与4-氟硝基苯发生亲核取代反应,得化合物a3,所述化合物a2的结构式为所述化合物a3的结构式为

将所述化合物a3与化合物d进行缩合环化反应,得化合物a4,其中所述化合物d的结构式为-y为-r1、-r2分别独立选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,所述化合物a4的结构式为

将所述化合物a4与化合物e发生取代反应,得到化合物a5,其中所述化合物e为含有-r3的卤代烃,-r3选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,所述化合物a5的结构式为

将所述化合物a5苯环上的硝基还原成氨基,得到化合物a6,所述化合物a6的结构式为及所述化合物a6与化合物f发生缩合反应,得所述喹啉类化合物,其中所述化合物f的结构为-r4为烷基或芳基。

一种喹唑啉类化合物的制备方法,包括以下步骤:

将化合物a2与4-氟硝基苯发生亲核取代反应,得化合物a3,所述化合物a2的结构式为所述化合物a3的结构式为将所述化合物a3与水合三氯乙醛缩合环化,得化合物b1,将所述化合物b1的结构式为将所述化合物b1开环,得到化合物b2,所述化合物b2的结构式为将所述化合物b2与尿素发生缩合反应,得化合物b3,所述化合物b3的结构式为将所述化合物b3氯化,得到化合物b4,所述化合物b4的结构式为

将所述化合物b4与化合物g发生取代反应,得化合物b5,其中所述化合物g为含有-r3的醇类化合物,-r3选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,所述化合物b5的结构式为

将所述化合物b5与化合物h发生取代反应,得化合物b6,其中所述化合物h的结构式为y-h,其中-y为或-o-r5,-r1、-r2、-r5分别独立选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,所述化合物b6的结构式为

将所述化合物b6的硝基还原成氨基,得化合物b7,所述化合物b7的结构式为及所述化合物b7与化合物f发生缩合反应,得所述喹唑啉类化合物,其中所述化合物f为羧酸,化合物f的结构为-r4为烷基或芳基。

上述的喹啉或喹唑啉类化合物在pfkfb抑制剂中的应用。

一种pfkfb抑制剂,包括上述的喹啉或喹唑啉类化合物。

上述的喹啉或喹唑啉类化合物在制备抗肿瘤的药物中的应用。

实验结果表明,上述的喹啉或喹唑啉类化合物能够抑制肿瘤细胞中pfkfb(6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶,6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase)的活性,有效阻断的糖酵解过程中关键酶的激活,从而从肿瘤细胞的能量源头阻断其能量供给,为肿瘤疾病的有效治疗提供了一个新的药物,同时也为抗肿瘤新药研发提供了新的思路。

上述的喹啉或喹唑啉类化合物的制备方法简便易行,原料易得,制备条件不苛刻,易实现工业生产。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面主要结合喹啉或喹唑啉类化合物及其制备方法和应用,对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。

一实施方式喹啉或喹唑啉类化合物,具有如下结构式:

其中,当-x-为-ch-时,-y为

当-x-为-n-时,-y为或-o-r5,

-r1、-r2、-r5分别独立选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种。

-r3选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种。

-r4为烷基或芳基。

具体地,该喹啉或喹唑啉类化合物,选自如下结构式中的一种:

pfkfb是一种重要的双功能酶,由n端的激酶(6-phosphofructo-2-kinase,pfk-2)结构域和c端的酯酶(fructose-2,6-biphosphatase,fbpase-2)结构域构成,能够分别催化果糖-2,6-二磷酸(fructose2,6-bisphosphate,fru-2,6-bp)的合成与水解反应。哺乳动物的pfkfb一般有4种亚型:pfkfb1、pfkfb2、pfkfb3和pfkfb4。其中pfkfb3的激酶活性远大于其酯酶活性,更倾向于合成fru-2,6-bp。

实验结果表明,上述的喹啉或喹唑啉类化合物可有效抑制肿瘤细胞中pfkfb的活性,特别是能够有效抑制pfkfb3的激酶活性,从而降低fru-2,6-bp水平。而在糖酵解过程中,由于限速酶6-磷酸果糖-1-激酶(6-phosphofructo-2-kinase,pfk-1)活性受到atp、adp、amp、fru-2,6-bp的调控,其中,fru-2,6-bp是最强激活剂。因此抑制fru-2,6-bp即能够有效抑制pfk-1的活性,抑制肿瘤细胞糖酵解代谢,使得肿瘤细胞的增殖及生长所需的能量供受限,从源头上阻断肿瘤细胞能量供给。上述的喹啉或喹唑啉类化合物可为肿瘤疾病的有效治疗提供了一个新的途径,同时也为抗肿瘤新药研发提供了新的思路。

一实施方式的喹啉类化合物的制备方法(方法a),包括以下步骤:

s110、将化合物a1与boc酸酐反应,得化合物a2。

在其中一个实施例中,将化合物a1和boc酸酐溶于甲醇中,并在搅拌下加入三乙胺,室温搅拌反应12小时~18小时,加入2mol/l的盐酸溶液,经分离纯化得纯净的化合物a2。

具体地,化合物a1为4-氨基苯酚其结构式为,boc酸酐的化学式为(boc)2o,化合物a2的结构式为

具体地,化合物a1与boc酸酐的摩尔比为1:1~1.2,优选的1:1.2。

具体地,化合物a1与三乙胺的摩尔比为1:1.5~2.3,优选为1:2.2。

具体地,分离纯化的具体方法为:乙酸乙酯萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩得粗产物通过硅胶柱层析纯化,其中洗脱液为正己烷和乙酸乙酯,正己烷与乙酸乙酯的体积比为4~8:1),得到纯净的化合物a2。

具体地,由化合物a1制备化合物a2的反应式如下:

当然在其他实施方式中,化合物a2也可以从市场购得。

s120、化合物a2与4-氟硝基苯发生亲核取代反应,得化合物a3。

在其中一个实施例中,将化合物a2与-氟硝基苯溶于乙腈中,加入碳酸钾,在70℃~90℃搅拌反应18小时后,经萃取浓缩之后再溶于二氯甲烷中,加入三氟乙酸,室温搅拌反应6小时。反应完毕后加入饱和碳酸氢钠水溶液,经分离纯化的纯净的化合物a3。

具体地,4-氟硝基苯的结构式为化合物a3的结构式为

具体地,化合物a2与碳酸钾的摩尔比为1:1.5~2.5,优选为1:2.5。

具体地,萃取浓缩的具体方法为:冷却至室温,加入水稀释反应液,用乙酸乙酯萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,浓缩得到粗产物。

具体地,分离纯化的具体方法为:二氯甲烷萃取,合并有机相,用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩得粗产物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液正己烷/乙酸乙酯,体积比3~6:1),得到纯净的化合物a3。

具体地,由化合物a2与4-氟硝基苯制备化合物a3的反应式如下:

s130、将化合物a3与化合物d进行反应,得到化合物a4。

在其中一个实施例中,将化合物a3与化合物d混合,加入质子酸,在120℃~140℃搅拌反应18小时,分离纯化后得纯净的化合物a4。

具体地,化合物d的结构式为-y-为-r1、-r2分别独立选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,化合物a4的结构式为

在本实施方式中,质子酸为多聚磷酸(ppa),在其他实施方式中,还可以是浓硫酸。

进一步地,化合物d选自乙酰乙酸乙酯、丙酰乙酸乙酯,丁酰乙酸乙酯,异丁酸乙酰乙酸乙酯,及其他脂肪族或芳香族取代的乙酰乙酸乙酯中的一种。

化合物a3与化合物d的摩尔比为:1:1.3~1.5,优选为1:1.5。

具体地,分离纯化的具体方法为:冷却至室温后,加入水,过滤后用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩后通过硅胶柱层析纯化(洗脱液二氯甲烷/甲醇,体积比20~30:1)得到纯净的化合物a4。更进一步优选的,加入水与化合物a3的比例为20ml:1.0mmol。

具体地,由将化合物a3与化合物d制备化合物a4的反应式为:

s140、将化合物a4与化合物e发生取代反应,得到化合物a5。

在其中一个实施例中,将化合物a4与化合物e溶于乙腈中,加入无水碳酸钾,在80℃~90℃搅拌反应12小时,分离纯化后得纯净的化合物a5。

具体地,化合物e为含有-r3的卤代烃,-r3选择-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,化合物a5的结构式为

具体地,化合物e选自碘甲烷、烯丙基溴、炔丙基溴、溴乙烷、1-碘丙烷、1-碘-2-甲基丙烷、1-碘丁烷及苄基溴中的一种。

化合物a4与化合物e的摩尔比为:1:1.0~1.3,优选为1:1.2。

化合物a4与无水碳酸钾的摩尔比为:1:3.0~4.0,优选为1:4.0。

具体地,分离纯化的具体方法为:冷却至室温,加入水稀释,过滤,滤液用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩得粗产物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液为正己烷/乙酸乙酯,体积比5~10:1)得到纯净的化合物a5。更进一步优选的,水与化合物a4的比例为15ml:1.0mmol。

具体地,在其他实施方式中,无水碳酸钾还可以被其他如无水碳酸钠的无机碱替代,也可以被如三乙胺、吡啶等有机碱替代。

也可以是有机碱:三乙胺、吡啶等

在本实施方式中,由将化合物a4及化合物制备化合物a5的反应式为:

s150、将化合物a5苯环上的硝基还原成氨基,得到化合物a6。

在其中一个实施例中,将化合物a5溶于有机溶液中,加入还原剂,在室温搅拌8小时~12小时,分离纯化得纯净的化合物a6,化合物a6的结构式为

本实施方式中,有机溶剂为二氯甲烷及甲醇的混合溶液,二氯甲烷和甲醇的体积比为1:1,化合物a5与二氯甲烷和甲醇混合液的比例为1mmol:10ml。当然,在其他实施例中,有机溶剂二氯甲烷和甲醇可以被水或乙醇中的至少一种替代。

本实施方式中,还原剂为锌粉和氯化铵的混合物,化合物a5、锌粉及氯化铵的摩尔比为:1:6.0~8.0:8.0~10.0。优选为1:8:10。在其他实施例中,还原剂还可以是铁粉、钯碳加氢、铂金属加氢或镍金属加氢等本领域常见的还原剂。

具体地,分离纯化的方法具体为:硅藻土过滤,经二氯甲烷及饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得纯净的化合物a6。

具体地,在本实施方式中,由化合物a5制备化合物a6的反应式为:

s160、化合物a6与化合物f发生缩合反应,得上述喹啉类化合物。

在其中一个实施例中,将化合物a6与化合物f溶于二氯甲烷中,加入缩合剂,在室温下搅拌16h,经分离纯化得纯净的化合物a7即为纯净的上述喹啉类化合物。

具体地,化合物f的结构为-r4为烷基或芳基。进一步地,化合物f可以为各种芳香酸或脂肪酸,化合物f选n-叔丁氧羰基脯氨酸、n-叔丁氧羰基丙氨酸、n-叔丁氧羰基缬氨酸、噻唑-2-羧酸、1h-咪唑-5-羧酸、恶唑-4-羧酸、吡咯-2-羧酸、吲哚-2-羧酸、吡啶-2-羧酸、3-氯苯并噻吩-2-羧酸、2-乙酰氧基乙酸、2-溴乙酸、2-氯乙酸及三氟乙酸中的一种。

具体地,化合物a6与化合物f的摩尔比为1:1.0~1.2,优选为1:1。

在本实施方式中,缩合剂是1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐edci,化合物a4与edci的摩尔比为1:1~1.3,优选为1:1.2,在其他实施方式中,缩合剂还可以是dcc(1,3-二环己基碳二亚胺)、hatu(2-(7-氧化苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯)、bop(苯并三氮唑-1-基氧基三(二甲基氨基)磷鎓六氟磷酸盐)或dppa(叠氮磷酸二苯酯)。

具体地,分离纯化的具体方法为:加入水稀释,二氯甲烷萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩后通过硅胶柱层析纯化(洗脱液为二氯甲烷/甲醇,体积比20~30:1),得到纯净的化合物a7即为纯净的上述的喹啉类化合物。

具体地,由化合物a6制备上述的喹啉类化合物的反应式为:

当化合物f为n-叔丁氧羰基脯氨酸时,所得的化合物a7还需要进行脱叔丁氧羰基。

具体地,将化合物a7溶于二氯甲烷中,并向其中加入三氟乙酸,室温搅拌6小时,加入碳酸氢钠水溶液,分离纯化得纯净的不含叔丁氧羰基的上述喹啉类化合物。

具体地,化合物a7与二氯甲烷的比例为1mmol:5ml。

具体地,化合物a7与三氟乙酸(tfa)的比例为1mmol:0.8ml~1.2ml,优选为1mmol:1ml三氟乙酸作用是脱去含有叔丁氧羰基(boc)的上述喹啉类化合物的叔丁氧羰基,在其他实施例中,三氟乙酸还可以用盐酸、氢溴酸、对甲苯磺酸或甲酸替代。

具体地,分离纯化的具体方法为:二氯甲烷萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化的到纯净的不含叔丁氧羰基的上述喹啉类化合物。其中,硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷及甲醇的混合液,二氯甲烷及甲醇的体积比为5~10:1。

具体地,化合物a7脱叔丁氧羰基的反应式如下:

上述的喹啉类化合物的制备方法简便易行,原料易得,制备条件温和,易实现工业生产。

一实施方式的喹唑啉类化合物的制备方法(方法b),包括以下步骤:

s210、按照喹啉类化合物的制备方法a的步骤s110,制得化合物a2。

s220、按照喹啉类化合物的制备方法a的步骤s120,制得化合物a3。

s230、将化合物a3与水合三氯乙醛胺缩合环化,得化合物b1,化合物b1的结构式为

在其中一个实施例中,依次加入水合三氯乙醛、水、加入硫酸钠、化合物a3、盐酸溶液(6ml水与1ml浓盐酸配置)、盐酸羟胺水溶液,在110℃搅拌反应2小时,升温至130℃搅拌反应1h。然后冷却至室温、过滤、干燥后逐渐加入至50℃的浓硫酸中,在65℃反应2小时。冷却至室温,并倒入相当于反应物体积10倍的碎冰中,30min后过滤,用冷水洗涤、干燥得化合物b1。

具体地,化合物a3与水合三氯乙醛的摩尔比为1:1.0~1.2,优选为1:1.1。化合物a3与硫酸钠的摩尔比为1:8.0~9.0,优选为1:8.0。化合物a3与盐酸羟胺的比例为1mmol:3.0mmol/ml~3.6mmol/ml,优选为1mmol:3.3mmol/ml。

具体地,在本实施方式中,由化合物a3制备化合物b1的反应式如下:

s230、将化合物b1开环,得到化合物b2,化合物b2的结构式为

在其中一个实施例中,将化合物b1溶解于氢氧化钠水溶液,逐渐加入双氧水,于60℃搅拌反应3h。冷却至室温,加入hcl,调节反应液ph到2-4,过滤,用冷水洗涤,干燥得化合物b2。

具体地,由化合物b1开环制备化合物b2的反应式如下:

s240、将化合物b2与尿素发生缩合反应,得化合物b3,化合物b3的结构式为

在其中一个实施例中,将化合物b2和尿素(urea)在160℃~170℃条件下搅拌反应12小时~18小时。冷却至室温,加入水,过滤,用水洗涤,干燥得化合物b3。

具体地,化合物b2与尿素的摩尔比为1:6.0~7.0,优选为1:7.0。

具体地,由化合物b2制备化合物b3的反应式如下:

s250、将化合物b3氯化,得到化合物b4,化合物b4的结构式为

在其中一个实施例中,将化合物b3、五氯化磷和三氯氧磷在110℃搅拌反应6小时。冷却至室温,浓缩后加入饱和碳酸氢钠水溶液,经乙酸乙酯萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩后通过硅胶柱层析纯化(洗脱液正己烷/乙酸乙酯,体积比10~20:1),得到纯净的化合物b4。

具体地,化合物b3、五氯化磷及三氯氧磷的比例为10.0mmol:35~45.0mmol:8ml,优选为10.0mmol:40.0mmol:8ml。

具体地,由化合物b3制备化合物b4的反应式如下:

s260、将化合物b4与化合物g发生取代反应,得化合物b5。

在其中一个实施例中,将化合物b4溶于四氢呋喃中,并加入三乙胺和化合物g,50℃~70℃搅拌反应12小时~16小时。冷却至室温,浓缩后加入饱和碳酸氢钠水溶液。然后用乙酸乙酯萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩后通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:正己烷/乙酸乙酯,体积比5~10:1),得到纯净的化合b5。

具体地,化合物g为r3-oh,-r3选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,化合物b5的结构式为

进一步地,化合物g选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、烯丙醇、异丙醇、异丁醇、戊醇、炔丙醇、苯酚、3-氯苯酚、3-羟基吡啶及苄醇中的一种。

具体地,化合物b4与化合物g的摩尔比为1:1.5~2.0,优选为1:2.0。化合物b4与三乙胺的摩尔比为1:1.5~2.0,优选为1:2.0。

具体地,由化合物b4制备化合物b5的反应式如下:

s270、将化合物b5与化合物h发生取代反应,得化合物b6。

在其中一个实施例中,将化合物b5、化合物h、正丁醇混合,加入浓盐酸,100℃~110℃搅拌反应12小时~16小时。冷却至室温,浓缩,加入水,经用乙酸乙酯萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩后通过硅胶柱层析纯化(洗脱液正己烷/乙酸乙酯,体积比2~4:1),得到纯净的化合物b6。

具体地,化合物h为y-h,其中-y为或-o-r5,-r1、-r2、-r5分别独立选自-h、-cl、-br、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、n,n-二烷基氨基、n-烷基-n-酰基氨基、吡啶基、咪唑基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、吗啉基、n-烷基哌嗪基、哌啶基和四氢吡咯基中的一种,化合物b6的结构式为

具体地,化合物h选自氮-甲基哌嗪、吗啉、六氢吡啶、四氢吡咯,二乙基胺,二甲基胺,二丙基胺、甲醇及氮杂环丁烷中的一种。

具体地,化合物b5与化合物h的摩尔比为1:1.2~1.5,优选为1:1.5。

具体地,由化合物b5制备化合物b6的反应式如下:

s280、将化合物b6的硝基还原成氨基,得化合物b7,化合物b7的结构式为

在其中一个实施例中,将化合物b6溶于等比例混合的二氯甲烷和甲醇中,并向上述溶液中加入锌粉和氯化铵,在室温搅拌8小时~12小时。然后硅藻土过滤,用二氯甲烷洗涤,滤液用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩后得化合物b7。

具体地,化合物b6、锌粉及氯化铵的摩尔比为1:6~8:8~10,优选为1:8:10。

具体地,由化合物b6制备化合物b7的反应式如下:

s290、化合物b7与化合物f发生缩合反应,得上述的喹唑啉类化合物。

其中化合物f为羧酸,化合物f的结构为-r4为烷基或芳基。

在其中一个实施例中,将化合物b7和化合物f溶于二氯甲烷中,并向其中加入缩合剂edci,反应液在室温搅拌反应12小时~16小时。分离纯化后得纯净的化合物b8,即为纯净的上述的喹唑啉类化合物。

具体地,化合物f为各种芳香酸或脂肪酸,进一步地,化合物f选自n-叔丁氧羰基脯氨酸、n-叔丁氧羰基丙氨酸、n-叔丁氧羰基缬氨酸、噻唑-2-羧酸、1h-咪唑-5-羧酸、恶唑-4-羧酸、吡咯-2-羧酸、吲哚-2-羧酸、吡啶-2-羧酸、3-氯苯并噻吩-2-羧酸、2-乙酰氧基乙酸、2-溴乙酸、2-氯乙酸及三氟乙酸中的一种。

具体地,化合物b7与化合物f的摩尔比为1:1.0~1.2,优选为1:1.0。化合物b7与缩合剂的摩尔比为1:1.1~1.3,优选为1:1.2。

具体地,分离纯化的具体方法为:向反应液中加入水,用二氯甲烷萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩后通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:二氯甲烷/甲醇,体积比20~30:1),得纯净的化合物即为上述的喹唑啉类化合物。

当化合物f为n-叔丁氧羰基脯氨酸时,所得的化合物b8还需要进行脱叔丁氧羰基。

具体地,将化合物b8溶于二氯甲烷中,并向其中加入三氟乙酸,室温搅拌6小时,加入碳酸氢钠水溶液,分离纯化得纯净的不含叔丁氧羰基的上述喹唑啉类化合物。

具体地,化合物b8与二氯甲烷的比例为1mmol:5ml。

具体地,化合物b8与三氟乙酸(tfa)的比例为1mmol:0.8ml~1.2ml,优选为1mmol:1.0ml,三氟乙酸作用是脱去含有叔丁氧羰基(boc)的上述喹啉类化合物的叔丁氧羰基。在其他实施例中,三氟乙酸还可以用盐酸、氢溴酸、对甲苯磺酸或甲酸替代。

具体地,分离纯化的具体方法为:二氯甲烷萃取,合并有机相后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化的到纯净的不含叔丁氧羰基的上述喹啉类化合物。其中,硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷及甲醇的混合液,二氯甲烷及甲醇的体积比为10~20:1。

具体地,化合物b8脱叔丁氧羰基的反应式如下:

上述的喹唑啉类化合物的制备方法简便易行,原料易得,制备条件温和,易实现工业生产。

下面为具体实施例。

实施例1~56

实施例1~28采用喹啉类化合物的制备方法(方法a)制备得上述喹啉类化合物。制备的具体参数见表1,具体步骤如下:

步骤一、将20.0mmol4-氨基苯酚和24.0mmolboc酸酐溶于150ml甲醇,并在搅拌下加入44.0mmol三乙胺,室温搅拌反应18小时。反应完毕后加入20ml的2mol/l的盐酸溶液,并用3×50ml乙酸乙酯萃取,合并有机相后用2×50ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩得粗产物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:正己烷/乙酸乙酯,体积比4:1),得到纯净的化合物a2。

步骤二、将12.0mmol化合物a2和10.0mmol4-氟硝基苯溶于50ml乙腈中,并向上述溶液中加入30.0mmol碳酸钾,反应混合物在90℃搅拌反应18小时。然后冷却至室温,加入40ml水稀释反应液,用3×40ml乙酸乙酯萃取,合并有机相后用2×50ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,浓缩得到粗产物。将粗产物溶于5ml二氯甲烷,加入1ml三氟乙酸,室温搅拌反应6小时。反应完毕后加入10ml饱和碳酸氢钠水溶液,用3×20ml二氯甲烷萃取,合并有机相,用20ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩得粗产物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:正己烷/乙酸乙酯,体积比3:1),得到纯净的化合物a3。

步骤三、将1.0mmol化合物a3和化合物d(同表1中的d)混合于三口烧瓶中,化合物a3和化合物d的摩尔比为c1,加入5g多聚磷酸(ppa),130℃搅拌反应18小时。冷却至室温后,加入20ml水,过滤,滤液用3×30ml乙酸乙酯萃取,合并有机相后,用30ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩得粗产物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:二氯甲烷/甲醇,体积比20:1),得到纯净的化合物a4。

步骤四、将1.0mmol化合物a4和化合物e(同表1中的e)溶于8ml乙腈,化合物a4和和化合物e法人摩尔比为c2,并加入4.0mmol无水碳酸钾,在90℃搅拌反应12小时。冷却至室温,加入15ml水,过滤,滤液用3×20ml乙酸乙酯萃取,合并有机相后,用20ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩得粗产物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:正己烷/乙酸乙酯,体积比5:1),得到纯净的化合物a5。

步骤五、将1.0mmol化合物a5溶于10ml等比例混合的二氯甲烷和甲醇中,并向上述溶液中加入锌粉和氯化铵,化合物a5、锌粉和氯化铵的摩尔比为c3。反应液在室温搅拌12小时。然后硅藻土过滤,用二氯甲烷洗涤,滤液用2×20ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到纯净的化合物a6。

步骤六、将1.0mmol化合物a6和化合物f(同表1中的f)溶于8ml二氯甲烷中,化合物a6和化合物f的摩尔比为c4,并向其中加入1.2mmoledci,室温搅拌反应16小时。然后加入10ml水,用3×15ml二氯甲烷萃取,合并有机相后用2×20ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:二氯甲烷/甲醇,体积比20:1)得到纯净的化合物a7,即为上述喹啉类化合物。

当化合物f为n-叔丁氧羰基脯氨酸时,需要进行脱boc保护基,具体为:将1.0mmol化合物a7溶于5ml二氯甲烷中,并向其中加入1ml三氟乙酸,反应液在室温搅拌反应6小时。然后加入碳酸氢钠水溶液(10ml),用3×15ml二氯甲烷萃取,合并有机相后用2×20ml饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:二氯甲烷/甲醇=10:1)得到脱boc保护基的上述喹啉类化合物。

表1

实施例29~56采用喹唑啉类化合物的制备方法(方法b)制备得上述喹唑啉类化合物,制备参数见表2,具体步骤如下:

步骤一、按照实施例1~31采用的制备方法a中的步骤一及步骤二制备得化合物a3,然后在烧瓶中加入水合三氯乙醛(11.0mmol),40ml水;然后依次加入硫酸钠(80.0mmol),化合物a3(10.0mmol),盐酸溶液(6ml水与1ml浓盐酸配置),最后加入盐酸羟胺(33.0mmol)溶于10ml水中制成的溶液。反应混合液在110℃搅拌反应2h,升温至130℃搅拌反应1h,冷却至室温,过滤,干燥后逐渐(约在20min加完)加入到50℃浓硫酸(20ml)中,于65℃反应2小时。冷却至室温,并倒入相当于反应物体积10倍的碎冰中,30min后过滤,用冷水洗涤,干燥得化合物b1。

步骤二、将化合物b1(2.0mmol)溶解于氢氧化钠水溶液(2m,15ml),逐渐加入双氧水(2ml),于60℃搅拌反应3h。冷却至室温,加入hcl(6m),调节反应液ph到2-4,过滤,用冷水洗涤,干燥得化合物b2。

步骤三、将化合物物b2(5.0mmol)和尿素(35.0mmol)加入反应瓶,在160℃搅拌反应18小时。冷却至室温,加入50ml水,过滤,用水洗涤,干燥得化合物b3。

步骤四、将化合物b3(10.0mmol)、五氯化磷(40.0mmol)和三氯氧磷(8ml)加入到反应烧瓶,在110℃搅拌反应6小时。冷却至室温,浓缩溶剂,加入20ml饱和碳酸氢钠水溶液,用乙酸乙酯(3×20ml)萃取,合并有机相后用饱和食盐水(2×20ml)洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:正己烷/乙酸乙酯=10:1)得到中间产物b4。

步骤五、将化合物b4(2.0mmol)溶于四氢呋喃(8ml),并加入三乙胺(4.0mmol)和化合物g(同表2中g),化合物b4与化合物g的摩尔比为c5,在60℃搅拌反应16小时。冷却至室温,浓缩溶剂,加入10ml饱和碳酸氢钠水溶液,用乙酸乙酯(3×20ml)萃取,合并有机相后用饱和食盐水(2×20ml)洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:正己烷/乙酸乙酯,体积比5:1)得到化合物b5。

步骤六、将化合物b5(1.0mmol)、化合物h(同表2中h)和正丁醇(4ml)混合于反应烧瓶,化合物b5于化合物h的摩尔比为c6,加入浓盐酸(1滴),在110℃搅拌反应16小时。冷却至室温,浓缩溶剂,加入10ml水,用乙酸乙酯(3×20ml)萃取,合并有机相后用饱和食盐水(2×20ml)洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:正己烷/乙酸乙酯,体积比2:1)得到化合物b6。

步骤七、将化合物b6(1.0mmol)溶于等比例混合的二氯甲烷和甲醇(10ml)中,并向上述溶液中加入锌粉(8.0mmol)和氯化铵(10.0mmol),反应液在室温搅拌12小时。然后硅藻土过滤,用二氯甲烷洗涤,滤液用饱和食盐水(2×20ml)洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物即为中间产物b7。

步骤八、将化合物b7(1.0mmol)和化合物f(同表2中的f)溶于二氯甲烷(8ml),化合物b7(1.0mmol)和化合物f的摩尔比为c7,并向其中加入缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐edci(1.2mmol),反应液在室温搅拌反应16小时。然后向反应液中加入水(10ml),用二氯甲烷(3×15ml)萃取,合并有机相后用饱和食盐水(2×20ml)洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:二氯甲烷/甲醇,体积比20:1)得到化合物b8,即为纯净的上述喹唑啉类化合物。

当化合物为n-叔丁氧羰基脯氨酸时,将化合物b8(1.0mmol)溶于二氯甲烷(5ml),并向其中加入三氟乙酸(1ml),反应液在室温搅拌反应6小时。然后加入碳酸氢钠水溶液(10ml),用二氯甲烷(3×15ml)萃取,合并有机相后用饱和食盐水(2×20ml)洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩,得到的残留物通过硅胶柱层析纯化(洗脱液:二氯甲烷/甲醇,体积比10:1)得到纯净的不含叔丁羰基的上述喹唑啉类化合物。

表2

制备所得的上述喹啉或喹唑啉类化合物采用核磁共振氢谱测定结构,或核磁共振氢谱和高分辨质谱测定结构,结果如表3所示。

表3

pfkfb3酶活性测试

将实施例1~56的喹啉或喹唑啉类化合物进行pfkfb3酶活性测试,该测试主要包含两个反应步骤,即

步骤一:pfkfb3催化f6p和atp生成f-2,6-bp;步骤二:产生的f-2,6-bp激活pfk1,pfk1催化消耗nadh,用酶标仪检测nadh含量变化,根据nadh的含量定量pfkfb3酶的活性。

步骤一的反应体系由buffera和bufferb+或bufferb-组成。其中,buffera:主要含有酶及目标产物;bufferb+:含底物6-磷酸果糖(f6p);bufferb-:不含底物f6p,用于检测反应背景。

配制一定量的buffera,buffera包含dtt(终浓度:1mm),pfkfb3(根据酶活加入适量体积)和mopsbuffer,混匀后分装到标记好的冰置的ep管中,200μl/管。向ep管中分别加入4μl稀释好的梯度浓度的目标产物,目标产物的终浓度分别为:30μm、10μm、3μm、1μm、0.3μm、0.1μm、0.03μm、0.01μm、0.003μm、0.001μm,阴性对照组加入等体积的dmso。混匀后离心,室温孵育30分钟,假设目标产物与酶结合需要一定时间。

配制bufferb+和bufferb-,其中,bufferb+包含mgcl2(工作浓度:2mm)、atp(工作浓度:50μm)、f6p(工作浓度:50μm)和mopsbuffer;bufferb-包含mgcl2(工作浓度:2mm)、atp(工作浓度:50μm)和mopsbuffer。将配制好的bufferb+或bufferb-混匀后分装到上述buffera对应ep管中,每管加缓冲液b200μl,混匀离心后37℃孵育一小时,使pfkfb3-催化f6p和atp生成f-2,6-bp。一小时后,向ep管中加入koh40μl/管(koh的储存浓度为1m)终止反应,混匀离心后冰上放置。

步骤二的反应体系包含nadh(终浓度:0.2mm)、dtt(终浓度:5mm)、f6p(终浓度:1mm)、mgcl2(终浓度:2mm)、aldolase(终浓度:0.7u/ml)、gdh(终浓度:0.45u/ml)、tim(终浓度:0.6u/ml)、pfk1终浓度:0.033μg/μl)和tris-hcl缓冲液。

配制上述步骤二的反应液,混匀后分装到标记好的ep管中,450μl/管。向步骤二的反应液中加入终止后的步骤一的反应液,每管加6μl,混匀离心。将上述反应液转移到96孔板中,150μl/孔,每个样品加2个复孔。然后用排枪向96孔板中加入储存浓度为25mm的ppi-na,3μl/孔。加完后,用酶标仪检测nadh消耗速率,测得meanv数值,用graphpadprism5软件计算目标产物的ic50。

部分实施例的目标产物的ic50如表4所示。

表4

由表4可以看出,按照制备方法a和制备方法b制备的喹啉或喹唑啉类化合物对pfkfb3酶的激酶活性具有良好的抑制作用。pfkfb3酶的激酶活性被抑制之后,fru-2,6-bp的合成受阻,从而抑制pfk-1的活性,进而抑制肿瘤细胞糖酵解代谢,使得肿瘤细胞的增殖及生长所需的能量供受限。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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