一种咪唑并吡啶化合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医药合成化工技术领域，具体涉及一种具有抗癌活性的咪唑并吡啶的 骨架结构的化合物及其合成和应用。
【背景技术】
[0002] 世界卫生组织及其下属的癌症研究机构（IARC) 2012年发布研究报告称，全球约 诊断1400万例新增癌症病例。全球的一半新发癌症病例发生在亚洲，其中大部分发生在中 国[http://china.caixin.com/2014-02_08/100636253.html ? cx_from = news, baidu. com]。据报告估计，20年后，全球每年新发癌症病例将增长至2200万例。与此同时，癌症致 死人数将从目前每年约820万人增长至每年约1300万人。从本质上说，肿瘤是由于某些基 因的突变引起的，目前的研究表明NEK2 (NIMA相关激，丝氨酸/苏氨酸激酶），是一种新发现 的引起肿瘤发生的相关基因。在正常的细胞中，NEK2确保有丝分裂过程中染色体的正常分 离。然而，如果NEK2异常表达，会诱导细胞中心体过早分离，从而致使染色体异常，染色体 异常可产生癌细胞，继而会导致肿瘤的发生。在临床研究中发现，在细胞的分裂周期中，高 活性的NEK2可以导致药物外排蛋白酶（ABC，ATP-binding cassette)活性的增加，增加药 物的快速排出，从而导致恶性肿瘤（癌症）的化学耐药性。在乳腺癌，肝癌，前列腺癌，子宫 颈癌，胰腺癌等癌症中，都存在NEK2异常表达，异常的NEK2活性会引起错误、有害的细胞有 丝分裂，从而导致肿瘤的产生、恶化。
[0003] 此外，体内、体外实验表明，NEK2基因敲除能有效阻止阳性癌症（良性肿瘤）的 增生；降低NEK2表达，可以使已经对紫杉醇（paclitaxel)、多柔比星（doxorubicin)、硼替 佐米（bortezomib)产生耐药性的肿瘤重新对药物敏感；临床研究表明，可以通过重启PPl/ AKT调节系统降低AKT的活性来抑制NEK2。通过阻断异常NEK2的表达，可以提高药物的抗 肿瘤活性，增强肿瘤化疗的敏感性，并降低肿瘤的耐药性，这就决定了 NEK2基因是致癌基 因的一个关键基因，也就是说，NEK2是一个关键的肿瘤药物靶标基，抑制NEK2基因表达异 常，是一个有效抑制肿瘤发生的有效手段因。
[0004] 至目前以NEK2作为治疗肿瘤靶标的药物研发工作非常之少，尚未见专利，仅 见文献报道三种骨架结构的NEK2抑制剂[J. Med. Chem.，2010, 53, 7682-7698 J. Med. Chem.，2011，54,1626-1639 ;J. Med. Chem.，2012,55,3228-3241 ;J. Med. Chem.，2011，54， 4133-4146]。因此，设计合成新型NEK2小分子抑制剂对由NEK2基因异常引起的肿瘤的潜 在治疗效果显得尤为必要，以便发现抗肿瘤广、活性较好的可以用于临床前试验的先导化 合物，为开发具有我国自主知识产权的癌症治疗药物打下坚实基础。
【发明内容】
[0005] 本发明目的之一是，提供一种咪唑并吡啶化合物，其结构如式（1)所示，
[0006]
[0007] 本发明式（1)咪唑并吡啶化合物是一种具有抗癌活性的咪唑并吡啶的骨架结构 的化合物。
[0008] 本发明还提供了一种咪唑并吡啶化合物的制备方法，以2-氨基-4-羟基吡啶、 4-溴-2-羟基苯甲酸甲酯、二甲基乙醇胺、2_(三氟甲基）苯基乙醇等为原料，以碱、金属催 化剂等为催化剂，以有机溶剂为溶剂，在冰浴、室温以及加热等条件下，经过多步反应，柱层 析提纯，制备得到所述式（1)咪唑并吡啶化合物。
[0009] 本发明制备方法包括以下步骤：
[0010] (1)片段I的合成：
[0011] 以2-氨基-4-羟基吡陡、氯乙醛、二甲基乙醇胺、吡唑硼酸酯等为原料，在有机试 剂溶液中，在碱、金属催化剂、偶联试剂、碘化试剂的作用下，可以合成得到片段I。
[0012] ⑵片段II的合成：
[0013] 以4-溴-2-羟基苯甲酸甲酯、2_(三氟甲基）苯基乙醇、频哪醇酯等为原料，以有 机溶剂为溶剂，在碱、金属催化剂以及偶联试剂等的作用下，可以得到片段II。
[0014] (3)式（1)咪唑并吡啶化合物的合成：
[0015] 以片段I和II为基本原料，以有DMF和水为溶剂，在碱、金属催化剂、氨气以及加 热的情况下，可以得到目标化合物式（1)咪唑并吡啶化合物。
[0016] 本发明制备方法的反应过程及反应式为：
[0017]
[0018] 本发明中，以2-氨基-4-羟基吡啶、4-溴-2-羟基苯甲酸甲酯、二甲基乙醇胺、 2_(三氟甲基）苯基乙醇等为原料。以碳酸氢钠、碳酸铯、醋酸钾等碱、Pd(dppf)C12、 Pd (PPh3) 4等为金属催化剂为催化剂。以乙醇、四氢呋喃、1，4-二氧六环、DMF、乙腈以及甲 醇等有机溶剂和水为溶剂。
[0019] 本发明还提供了一种式（1)咪唑并吡啶化合物在调控肿瘤细胞生长中的应用。本 发明中，式（1)咪唑并吡啶化合物为一种具有抗癌活性的咪唑并吡啶的骨架结构的化合 物，可作为针对NEK2靶点的小分子抑制剂，有效抑制肿瘤细胞增殖及肿瘤生长，应用于制 备调控肿瘤细胞生长的药物中。本发明应用中，所述肿瘤细胞包括B细胞淋巴瘤细胞、胰 腺癌细胞、乳腺癌细胞等。本发明研究表明，无论在B细胞淋巴瘤的细胞水平上还是体内 移植瘤模型上以及胰腺癌细胞上，式（1)咪唑并吡啶化合物MLWH-10151均具有较好活性， 是很好的NEK2抑制剂，具有很好的成药性，非常有潜力开发成临床前实验先导化合物，可 开发应用于制备抗肿瘤药物。本发明实验表明，式（1)咪唑并吡啶化合物对B细胞淋巴 瘤细胞（MDAMB-231)，胰腺癌细胞（IC50 : ΙΟμΜ)具有明显抗癌活性；在异种移植小鼠模 型（Bx-PC3细胞株移植到重症综合性免疫缺陷小鼠 SCID)上，口服（50mg/kg)和静脉注射 (15mg/kg)实验都表明，该化合物可以在体内有效抑制肿瘤的生长。
【附图说明】
[0020] 图1表示本发明式（1)咪唑并吡啶化合物在神经胶质瘤、胰腺肿瘤和乳腺癌等细 胞上的抑制活性。
[0021] 图2表示本发明式（1)咪唑并吡啶化合物的多药耐药逆转作用。
[0022] 图3表示本发明式（1)咪唑并吡啶化合物有效调控肿瘤的生长。
【具体实施方式】
[0023] 结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容 不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变 化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、 条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识， 本发明没有特别限制内容。
[0024] 实施例1式（1)咪唑并吡啶化合物的合成
[0025] (1)片段I的合成：
[0026] 化合物B的合成：将5. Og A以及4. 89g NaHC03溶解于50mL乙醇溶液中，再向混合 液加入氯乙醛（纯度40%) 12mL。加热混合液回流6小时。反应结束后用硅藻土过滤反应 液，将有机溶剂蒸干，再用50mL乙酸乙酯稀释残余物，用56mL水分两次洗有机相，得到的水 相用40mL乙酸乙酯分两次萃取，得到的有机相用饱和食盐水洗涤后再用无水Na2S04干燥。 干燥后的有机相经过浓缩后用硅胶柱层析法分离，洗脱剂为乙酸乙酯：石油醚=1 : 1，最 终得到白色固体B4. 44g，收率78%。
[0027] 4匪1?(4001泡，0)(：13)3 7.98((1，】=7.1泡，1!1)，7.80(8，1!1)，7.57((1，】= 15. 6Hz,2H) ,6. 86 (d, J = 6. 5Hz, 1H).
[0028] 化合物 D 的合成：将 I. 95g Β、3· Og C、6. 52g Cs2C03 (碳酸铯）以及 40mgPd(dppf) C12([l，l' -双（二苯基磷）二茂铁]二氯化钯）溶解于1，4-二氧环己烷与水的混合液 50mL(l，4-二氧环己烷：水=4 : 1)中，置换氮气三次后，将混合液升温至90°C，保持该温 度19个小时。反应结束后用硅藻土滤去固体残渣，浓缩，所得粘稠固体直接用于下一步反 应。
[0029] 化合物E的合成：将2. 80g D、3mL N，N-二甲基乙醇胺以及8. 02g PPh3(四三苯基 膦）溶解于550mL四氢呋喃溶液中，将反应瓶置于冰水混合物中。再将6mL DIAD (偶氮二甲 酸二异丙酯，密度I. 020g/mL)与20mL四氢呋喃混合，将该混合液用针筒逐滴加入之前的反 应瓶中。加完后将反应瓶从冰水浴中取出，室温下搅拌过夜。待反应液澄清，经过浓缩后用 硅胶柱层析法分离，洗脱剂为二氯甲烷：甲醇=20 : 1，最终得到E2.41g，收率62%。
[0030] IH NMR(400MHz，CDC13) δ 7. 96 (d，J = 7. 0Hz，1H)，7. 71 (d，J = 3. 0Hz，2H)，7. 55 (s， lH)，7.47(s，lH)，7.40(s，lH)，6.79(dd，J = 7.0，1.6Hz，lH)，4.15(t，J = 6.5Hz，2H)， 2. 69 (t, J = 6. 5Hz,2H) ,2. 18 (d, J=L 3Hz,6H).
[0031] I的合成：将810mgE和730mgNIS溶解于30mL乙腈溶液中，室温下搅拌2个小时。 反应液浓缩后用硅胶柱层析法分离，洗脱剂为二氯甲烷：甲醇=20 : 1，最终得到II. 06g， 收率88 %。
[0032] IH NMR(400MHz，CDC13) δ 8. 07(d，J = 7. 1Hz，1H)，7. 85(s，2H)，7. 66(s，2H)， 7. 06(dd, J = 7. I,