一种新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物及其制备方法和应用

本发明属于药物化学，尤其涉及新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、香豆素又称1,2-苯并吡喃酮，其结构中的苯环和吡喃酮环可形成一个较大的共轭体系，这种结构特征使得香豆素具有很强的可修饰性，能够引入多种功能性基团[1]。天然和合成的香豆素衍生物有着广泛的应用，尤其在医药领域，其具有多种药理特性，如抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗菌和抗艾滋病毒作用[2-7]。2019年兰州大学何殿课题组[8]合成的香豆素化合物a(图1)对白血病细胞hl-60有很好的生物活性；2020年郑州大学龙跃和张赛扬课题组[9]报道的两个香豆素衍生物b(图1)和c(图1)对人前列腺癌细胞(pc-3)、人食管癌细胞(ec-109)和人胃癌细胞(mgc-803)的抑制活性优于阳性对照药5-氟尿嘧啶。

2、吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物是一种有效的蛋白酶抑制剂，能有效地、选择性地抑制jaks,并能阻断细胞因子信号和细胞因子诱导的基因表达，而对与其他细胞因子和受体磷酸化有关的jak酶家族成员没有抑制作用，可用于器官移植和治疗各种自身免疫性疾病；不仅如此，吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物也可有效地治疗风湿病关节炎、牛皮癣、结肠炎和糖尿病等病状[10]。在已上市药物中，jaks抑制剂鲁索替尼(ruxolitinib)[11](图1)和托法替尼(tofacitinib)[12](图1)分别用于骨髓纤维化和类风湿关节炎。

3、在2016年最畅销药品前200名中，85％含有c-n键，其中苄基胺作为一种重要结构单元，广泛存在于多种抗菌、抗抑郁、抗阿尔茨海默病[13]、治疗糖尿病[14]和高血压[15]药物中。如用于治疗ii型糖尿病的苯甲酸阿格列汀(alogliptin benzoate)(图1)和治疗阿尔茨海默病的盐酸多奈哌齐(donepezil hcl)(图1)。

4、因此开发研究新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物对抗肿瘤药物、抗病毒等药物的研发具有重要的意义。本研究采用活性基团拼接方法，将香豆素和吡咯[2,3-d]嘧啶两个药效基团连接，在n-7位和c-5位引入不同的基团进行结构修饰(图2)，设计合成了15个目标化合物，并测试了该类化合物对大鼠胶质瘤细胞(c6)的抑制作用，探索其构效关系，为此类化合物的进一步研究提供参考。目标化合物的合成路线如scheme 1所示。

技术实现思路

1、本发明提供一类新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物及其制备方法和应用，本发明在吡咯并[2,3-d]嘧啶骨架中引入c-4位引入香豆素，c-5位引入不同的芳基，n-7位引入正戊烷和不同的苄基。

2、本发明的技术方案如下：

3、具有结构式ⅰ的新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物，其药学上可接受的盐，溶剂合物或前药。

4、

5、结构通式ⅰ中：

6、r1：正戊基、2-氟苄基、3-氟苄基；r2：-och3、-oh、-cl、-f、-cn。

7、本发明所述的新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物，是下述化合物之一：

8、7-[5-(4-甲氧基-苯基)-7-戊基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i1)；

9、7-[5-(4-羟基-苯基)-7-戊基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i2)；

10、7-[5-(4-氯-苯基)-7-戊基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i3)；

11、7-[5-(4-氟-苯基)-7-戊基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i4)；

12、7-[5-(4-氰基-苯基)-7-戊基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i5)；

13、7-[7-(2-氟-苯基)-5-(4-甲氧基-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i6)；

14、7-[7-(2-氟-苯基)-5-(4-羟基-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i7)；

15、7-[7-(2-氟-苯基)-5-(4-氯-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i8)；

16、7-[7-(2-氟-苯基)-5-(4-氟-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i9)；

17、7-[7-(2-氟-苯基)-5-(4-氰基-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i10)；

18、7-[7-(3-氟-苯基)-5-(4-甲氧基-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i11)；

19、7-[7-(3-氟-苯基)-5-(4-羟基-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i12)；

20、7-[7-(3-氟-苯基)-5-(4-氯-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i13)；

21、7-[7-(3-氟-苯基)-5-(4-氟-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i14)；

22、7-[7-(3-氟-苯基)-5-(4-氰基-苯基)-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(i15)。

23、本发明还提供了这些化合物在预防或治疗与与jaks表达异常相关及抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎等相关哺乳动物疾病的药物中的应用。所述的与jaks表达异常相关及抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎等相关哺乳动物疾病包括：癌症、病毒感染性疾病、细菌感染性疾病、炎症、高血压、衰老性疾病、自身免疫性疾病、类风湿性关节炎、糖尿病肾病等。

24、因此，本发明还涉及含有结构式i化合物的药物组合物。

25、发明详述

26、所用的定义和术语

27、本文中所用的术语和定义含义如下：

28、“药学上可接受的盐”是指化合物具有疗效且无毒的盐形式。在任何酸性基团(如羧基)上形成的阳离子盐，或是在任何碱性基团(如氨基)上形成的阴离子盐；如阳离子盐包括碱金属(如钠和钾)和碱土金属(如镁和钙)的盐以及有机盐(如铵盐)。还可通过使用相应的酸处理碱性形式的(i)方便地获得阴离子盐，如硫酸、硝酸、磷酸等无机酸；或乙酸、丙酸、羟基乙酸、2-羟基丙酸、2-氧代丙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、2-羟基-1,2,3-丙三酸、甲磺酸、乙磺酸、苯甲磺酸、4-甲基苯磺酸、环己基亚磺酸、2-羟基苯甲酸、4-氨基-2-羟基苯甲酸等有机酸。

29、“前药”是指药物经过化学结构修饰后得到的在体外无活性或活性较小、在体内经酶或非酶的转化释放出活性药物而发挥药效的化合物。

30、结构式(i)化合物还可以其它被保护的形式或衍生物的形式存在，这些形式均应该包含于本发明的范围内。

31、所述新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物的制备方法，反应步骤及反应式如下：

32、制备方法包括如下步骤：

33、合成路线：

34、

35、以4-氯-5-碘-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(1)与不同的r1-br为原料，先在k2co3条件下，进行取代反应，得到中间体(2)；然后在cs2co3条件下，与香豆素发生取代反应，得到中间体(3)；最后通过suzuki反应，中间体(3)与不同取代的苯硼酸反应得到终产物(i)。

36、上述合成路线反应式中的试剂：4-氯-5-碘-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶、n-碘代丁二酰亚胺(nis)、溴代正戊烷、2-氟溴苄、3-氟溴苄、羟甲香豆素、碳酸钾(k2co3)、碳酸铯(cs2co3)、[1,1′-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯(ii)(pd(dppf)cl2)、4-氟苯硼酸、4-氯苯硼酸、4-羟基苯硼酸、4-氰基苯硼酸、4-甲氧基苯硼酸、二氯甲烷(dcm)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、1,4-二氧六环(dioxane)、碳酸钠(na2co3)、和乙酸乙酯。

37、制备所述新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物的中间体，中间体包括：

38、4-氯-5-碘-7-戊基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(2a)；

39、4-氯-7-(2-氟-苯基)-5-碘-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(2b)；

40、4-氯-7-(3-氟-苯基)-5-碘-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(2c)；

41、7-(5-碘-7-戊基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基)-4-甲基香豆素(3a)；

42、7-[7-(2-氟-苯基)-5-碘-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(3b)；

43、7-[7-(3-氟-苯基)-5-碘-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶-4-氧基]-4-甲基香豆素(3c)。

44、本领域技术人员可据本领域的基本知识确定合成的路线，如选择反应物，溶剂和温度；上述步骤进行变动可以提高收率或通过使用各种常规保护基以避免副反应的发生从而提高收率。

45、化合物的细胞活性的测试使用噻唑兰检测方法(mtt法)，肿瘤细胞株(c6)的细胞悬液分别接种于96孔板，每孔中加入含不同浓度化合物的培养基，经孵育后，用mtt染色，继续孵育后，于酶标仪上在570nm处测定每孔的吸光度(od值)，计算出新型含香豆素的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物对肿瘤细胞生长的ic50值，从而确定化合物抑制肿瘤细胞生长的活性。含有本发明化合物的药物组合物

46、本发明包含本发明化合物的药物，和一种或多种药学上可接受载体和/或赋形剂的药物组合物，该组合物可以配制成纳米颗粒。本发明的部分衍生物可以游离形式或以盐形式存在。药学上可接受的盐包括常规的无毒性的盐，包括化合物碱与无机或有机酸形成的季铵盐。口服制剂包括标准载体如药物品级的甘露糖醇，乳糖，淀粉，硬脂酸镁，糖精钠，纤维素和碳酸镁等等。

47、本发明的化合物可形成水合物或溶剂合物。给予本发明化合物时可以使用各式各样的药物形式，如使用的药物载体可以为固体或者液体：载体包括如盐水，缓冲盐水，葡萄糖，水，甘油，乙醇和它们的结合物，该组合物可以是液体，悬浮液，乳剂，片剂，丸剂，胶囊，持续释放制剂或粉末。给予本发明化合物时可以使用各式各样的药物形式。如果使用固体载体，制剂可以为片剂，被放入硬胶囊中的粉末或小药丸形式或锭剂或糖锭形式。如果使用液体载体，制剂可以为糖浆，乳剂，软胶囊，在安瓿或小瓶或非水的液体悬浮液中的无菌注射溶液或悬浮液。

48、本发明中i6、i9、i11、i13和i14化合物对肿瘤细胞c6的抑制活性优于阳性对照药imatinib，具有良好的开发前景，并可作为发现新型高效jaks抑制剂的先导化合物。