CN103214486A - β-咔啉衍生物或可药用盐，其制备方法及其抗肿瘤的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有抗肿瘤活性的通式（Ⅰ）结构的β-咔啉衍生物或可药用盐，其中R、R₁、R₂如说明书中所定义。

Description

β-咔啉衍生物或可药用盐,其制备方法及其抗肿瘤的应用

技术领域：

本发明属于药物技术领域，更具体地说是β-咔啉衍生物或可药用盐，其制备方法及其抗肿瘤的应用。

背景技术：

肿瘤是人体器官组织的细胞，是在外来和内在有害因素的长期作用下所产生的一种以细胞过度增殖为主要特点的新生物。这种新生物与受累器官的生理需要无关，不按正常器官的规律生长，丧失正常细胞的功能，破坏了原来的器官结构，有的可以转移到其它部位，危及生命。肿瘤可以分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类，良性肿瘤对人体健康影响较小，而癌症则属于恶性肿瘤。据不完全统计，全世界每年约有2000万的恶性肿瘤新发病例。肿瘤的治疗主要有手术治疗、放射治疗和药物治疗。上世纪60年代，更多的新药付诸临床应用，并且改单一用药为联合用药，不仅提高了疗效，降低了毒副作用，而且扩大了治疗范围，使诸如急性淋巴细胞白血病，绒毛膜癌等肿瘤已有治愈的可能。化学疗法的主要优点，在于既可治疗实体瘤，非实体瘤，也有望治疗转移瘤。传统的抗肿瘤药物主要有以下几类：1．直接作用于DNA破坏其结构和功能的药物（如：烷化剂、金属铂化合物、拓扑异构酶抑制剂）；2．干扰DNA和核酸合成的药物（如：嘌呤、嘧啶、叶酸拮抗剂）；3．抗有丝分裂，影响蛋白质合成的药物（紫杉醇类似物）；4．其它（如：激素类药物）。但由于肿瘤细胞増长快、易变异，因而产生多药耐药,造成肿瘤化疗失败，同时大多数抗肿瘤药的治疗指数较小，且选择性低，在杀伤肿瘤细胞的同时，也损伤正常组织，尤其是增殖迅速的组织细胞，在治疗量时即可引起较多的不良反应。因此，开展抗肿瘤药物的研究，具有重要的意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供β-咔啉衍生物或可药用盐，其制备方法及其抗肿瘤的应用，以便为人类治疗肿瘤疾病提供更多的药物选择。

本发明的β-咔啉衍生物具有通式（Ⅰ）的结构：

其中，R所代表的基团选自：氢、COOR₃或C(R₄)₂OR₅，其中R₃为C_1-4烷基；R₄为氢、C_1-4烷基或苯基；R₅为氢、C_1-4烷基、苄基、C_2-4链烷酰基或苯甲酰基；

R₁所代表的基团选自：蒽基、菲基、1-萘基、2-萘基，各自任选地被一个或多个相同或不同的基团取代，取代基选自卤素、羟基、氰基、硝基、酯基、直链或支链C_1-6烷基、直链或支链C_1-6烷氧基；

R₂所代表的基团选自：氢、C_1-4烷基、苄基。

所述β-咔啉衍生物可以为下列任意一种化合物及其可药用盐：

其中：

R₁为：蒽基、菲基、1-萘基、2-萘基，各自任选地被一个或多个相同或不同的基团取代，取代基选自卤素、羟基、氰基、硝基、酯基、直链或支链（C₁-C₆）烷基、直链或支链（C₁-C₆）烷氧基；

R₂为：氢、甲基、乙基、丙基、丁基、苄基；

R₃为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基。

优选地，R₅为氢，乙酰基；R₁所代表的基团选自：蒽基、菲基、1-萘基、2-萘基，甲氧基萘基；

更优选地，β-咔啉衍生物选自以下化合物：

9-蒽基2-咔波啉甲酯（2a）；

6-甲氧基-2-萘基咔波啉乙酯（2k）；

（1-（9-蒽基）-9H-吡啶[3,4-b]-3-吲哚基）甲醇（4a）；

2-（1-（1-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇（5b）；

2-（1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇（5c）；

（1-（6-甲氧基2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇（4d）；

2-（1-（6-甲氧基-2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇（5d）；

（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇（4e）；

2-（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇（5e）；

（9-甲基-1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇（4j）；

2-（9-甲基1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇（5j）；

（1-（6-甲氧基2-萘基）-9-甲基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇（4l）；

2-（1-（6-甲氧基2-萘基）-9甲基-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇（5l）；

（1-（6-甲氧基2-萘基）-9-乙基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇（4m）；

（1-（9-菲基）-9-甲基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇（4n）；

（1-（9-菲基）-9-乙基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇（4o）；

（1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4,-b]3-吲哚基）乙酸甲酯（6g）；

（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4,-b]3-吲哚基）乙酸甲酯（6m）。

上述所有化合物或可药用盐及其异构体、消旋体、非对映异构体、溶剂合物构成本发明的一部分。

本发明所述的药物组合，含有上述化合物或可药用盐、制药学上许可的载体或以该类化合物作为活性成分的混以药用赋形剂或稀释剂的组合。

本发明所述的化合物或可药用盐在制备治疗和预防肿瘤疾病的药物中应用。

所述的本发明的用于治疗肿瘤的药物组合中药学上可以接受的载体是指药学领域常规的药物载体，例如：稀释剂如水等；赋形剂剂如淀粉、蔗糖等，粘合剂如纤维素衍生物、藻酸盐、明胶等；湿润剂如甘油；崩解剂如琼脂、碳酸钙、碳酸氢钙等；吸收剂如季铵化合物；表面活性剂如十六烷醇；吸附载体如高岭土等；润滑剂如滑石粉、硬脂酸钙、镁等。另外还可以在组合物中加入其它辅剂如香味剂、甜味剂等。

本发明化合物可能组合物的形式通过口服、鼻吸入、直肠或肠胃外给药的方式施用于需要这种治疗的患者。用于口服时，可将其制成常规的固体制剂如片剂、粉剂、粒剂、胶囊等，制成液体制剂如水或油悬浮剂或其他液体制剂如糖浆、酊剂等；用于肠胃外给药时，可将其制成注射用的溶液、水或油性悬浮剂等，优选的形式是片剂、胶囊和注射剂。

本发明药物组合的各种剂型可以按照药学领域的常规生产方法制备。例如使活性成分与一种或多种载体混合，然后将其制成所需的剂型。

本发明的药物组合物优选含有重量比为0.1%-99.5%的活性成分，最优选含有比重为0.5%-95%的活性成分。

通过测试，本发明所提供的化合物具有比阳性对照顺铂更好的抗肿瘤活性。

本发明式（Ⅰ）化合物的制备方法中，当R为COOR₃时，制备方法包括以下步骤：

a）使用醇及二氯亚砜与式（Ⅱ）化合物作用合成式（Ⅲ）化合物：

其中所用的醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇中的一种。

b）利用Pictet-Spengler反应，使式（Ⅲ）化合物与R₁CHO作用，得到四氢咔啉，四氢咔啉在芳基化试剂作用下得到式（ⅠA）化合物：

c）利用卤代烷在碱作用下与式（ⅠA）化合物反应得到式（ⅠB）化合物：

其中，R₁、R₂、R₃同前述定义。

本发明的式（Ⅰ）化合物的制备方法中，当R为CH₂OH时，包括以下步骤：

利用还原剂还原式（ⅠB）化合物，再在酸的作用下反应得到式（ⅠC）化合物：

其中，R₁、R₂、R₃同前述定义。

本发明的式（Ⅰ）化合物的制备方法中，当R为C₃H₆OH时，包括以下步骤：

利用格氏试剂或烷基锂与式（ⅠB）化合物反应得到式（ⅠD）化合物：

其中，R₁、R₂、R₃同前述定义。

本发明的式（Ⅰ）化合物的制备方法中，当R为CH₂OAc时，包括以下步骤：

利用酰氯在碱作用下与式（ⅠC）化合物反应得到式（ⅠE）化合物：

其中，R₁、R₂、R₃同前述定义。

具体实施方式：

下面的实施例仅用来对本发明进行说明，但不以任何方式限制本发明。

本发明实施例中所用原料均为市售商品，所制化合物的波谱数据是按常规测试方法测得。

实施例1

化合物1的合成

取无水醇R₃OH300mL于烧瓶中，冷却至-15℃，滴加20mL二氯亚砜，加毕搅拌30min，加入色氨酸甲酯40g，60℃回流24h，蒸除溶剂，残余物用水溶解，用Na₂CO₃调至碱性，乙酸乙酯萃取，合并有机相，干燥，蒸除溶剂得到白色固体状化合物1。如表1所示，本实施例中，随R₃选自甲基、乙基及异丙基的不同，分别制得化合物1a、化合物1b及化合物1c。化合物1a、1b及1c各自的波谱数据如表1所示。

表1

实施例2

化合物2的合成

取实施例1所制化合物1（5mmol）溶于无水CH₂Cl₂（80mL）中，加入醛R₁CHO（5mmol），1h后加入4A分子筛，常温反应2天，冷至0℃，加入三氟乙酸（570mg，5mmol），加毕升至室温反应24h，加入10mL饱和Na₂CO₃溶液，抽滤，滤液用饱和NaCl洗涤3次，无水Na₂SO₄干燥。DDQ（2.28g，10mmol）分批加入干燥的滤液，常温反应30min，水洗涤至水层无色，有机层无水NaSO₄干燥，蒸干得到浅黄色固体状化合物2。本实施例中，随化合物1中R₃取代基及醛R₁CHO中R₁取代基的不同，分别制得如表2所示的化合物2a-2o。表2中化合物2a为9-蒽基2-咔波啉甲酯，化合物2k为6-甲氧基-2-萘基咔波啉乙酯，化合物2a及化合物2k的体外抗肿瘤IC₅₀值见表7。

表2

实施例3

化合物3的合成

将实施例2所制化合物2a（0.25mmol）溶于DMF（3mL）中，依次加入无水K₂CO₃粉末（69mg，0.5mmol）、碘甲烷（106mg，0.75mmol），常温反应12h。反应液倾入冰水中，放置于冰箱内至沉淀完全，抽滤，干燥，得白色固体状化合物3a。

进一步地，以选自系列化合物2a-2o中的某一化合物代替化合物2a，以碘代烷基R₂I代替碘甲烷，按上述反应条件以相应摩尔比进行反应，根据所选取原料中取代基R₃、R₁及R₂的不同，即可制得表3所示的3a-3ae系列化合物。

表3

实施例4

化合物4的合成

LiAlH₄（20mg，0.5mmol）悬浮于无水THF中（10mL），滴加化合物2或3的THF溶液（0.25mmol，溶于2mL无水THF中），常温反应1h，冰浴下依次加入0.13mL H₂O、0.13mL15%NaOH溶液、0.13mL H₂O，反应物用硅藻土过滤，蒸干得到浅黄色固体状化合物4。

本实施例中，根据原料选用的化合物2或化合物3中R₁R₂取代基的不同，所制得化合物4即为表4所示的化合物4a-4o。其中，化合物4a为（1-（9-蒽基）-9H-吡啶[3,4-b]-3-吲哚基）甲醇；化合物4d为（1-（6-甲氧基2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇;化合物4e为（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇;化合物4j为（9-甲基-1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇;化合物4l为（1-（6-甲氧基2-萘基）-9-甲基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇;化合物4m为（1-（6-甲氧基2-萘基）-9-乙基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇；化合物4n为（1-（9-菲基）-9-甲基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇；化合物4o为（1-（9-菲基）-9-乙基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇；所述化合物4a、4d、4e、4j、4l、4m、4n及4o的体外抗肿瘤IC₅₀值见表7。

表4

实施例5

化合物5的合成

化合物2或化合物3（0.25mmol）溶于无水THF中（10mL），Ar₂保护下滴加甲基溴化镁（3mmol，0.5mL），常温反应8h，冰浴下加入饱和氯化铵淬灭反应，乙酸乙酯稀释，饱和NaCl溶液洗涤，无水Na₂SO₄干燥，蒸干得到浅黄色粉末，上硅胶柱，石油醚：乙酯洗脱，得到白色固体状化合物5。

本实施例中，根据所选取的原料即化合物2或化合物3中R₂、R₃取代基的不同，可分别制得如表5所示的化合物5a-5o。表5中，化合物5b为2-（1-（1-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇；化合物5c

为2-（1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇；化合物5d为2-（1-（6-甲氧基-2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇；化合物5e为2-（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇；化合物5j为

2-（9-甲基1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇；化合物5l为2-（1-（6-甲氧基2-萘基）-9甲基-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇。化合物5b、5c、5d、5e、5j及5l的体外抗肿瘤IC₅₀值见表7。

表5

实施例6

化合物6的合成

化合物4（0.12mmol）溶于无水CH₂Cl₂中（8mL）中，依次加入三乙胺（13mg，0.13mmol）、醋酐（13mg，0.13mmol）及催化量DMAP。常温反应12h，反应液水洗涤3次，无水Na₂SO₄干燥，上硅胶柱，石油醚︰乙酯︰二氯甲烷=10︰1︰2.5洗脱，得白色固体状化合物6。

本实施例中，根据所选取的原料即化合物4中R₁、R₂取代基的不同，可分别制得如表6所示的系列化合物6a-6o。表6中的化合物6g为（1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4,-b]3-吲哚基）乙酸甲酯；化合物6m为（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4,-b]3-吲哚基）乙酸甲酯。所述化合物6g、6m的体外抗肿瘤IC₅₀值见表7。

表6

实施例7

体外抗肿瘤筛选，分别用HL-60为白血病株，SMMC-772为肝癌细胞株，A-549肺癌细胞株，MCF-7乳腺癌细胞株，SW480结肠癌细胞株进行试验；检测方法为MTT法。

MTT法：用含10%胎牛血清的培养液（DMEM或者RMPI1640）配成单个细胞悬液，以每孔10000-20000个细胞接种到96孔板，每孔体积100μL，贴壁细胞提前12h接种培养。加入待测化合物溶液（固定浓度40μM初筛，在该浓度对肿瘤细胞生长抑制在50%附近的化合物设5个浓度进入梯度复筛），每孔终体积200μL，每种处理均设3个复孔。37℃培养48h后，每孔加MTT溶液20μL。继续孵育4h，终止培养，小心吸弃孔内培养上清液100μL以避免细胞丢失，每孔加20%的SDS100μL，过夜孵育（温度37℃），使结晶物充分融解。选择595nm波长，酶联免疫检测仪（Bio-Rad680）读取各孔光吸收值，记录结果，以浓度为横坐标，细胞存活率为纵坐标绘制细胞生长曲线，应用两点法（Reed and Muench法）计算化合物的IC₅₀值如表7所示。

表7.本发明所涉及的部分化合物体外抗肿瘤IC₅₀值

Claims (12)

1.式（Ⅰ）表示的化合物或可药用盐： 

其中，R所代表的基团选自：氢、COOR₃或C(R₄)₂OR₅，其中R₃为C_1-4烷基；R₄为氢、C_1-4烷基或苯基；R₅为氢、C_1-4烷基、苄基、C_2-4链烷酰基或苯甲酰基； 

R₁所代表的基团选自：蒽基、菲基、1-萘基、2-萘基，各自任选地被一个或多个相同或不同的基团取代，取代基选自卤素、羟基、氰基、硝基、酯基、直链或支链C_1-6烷基、直链或支链C_1-6烷氧基； 

R₂所代表的基团选自：氢、C_1-4烷基、苄基。 

2.根据权利要求1所述的化合物或可药用盐，其特征在于为下列任意一种化合物及其可药用盐： 

其中： 

R₁为：蒽基、菲基、1-萘基、2-萘基，各自任选地被一个或多个相同或不同的基团取代，取代基选自卤素、羟基、氰基、硝基、酯基、直链或支链（C₁-C₆）烷基、直链或支链（C₁-C₆）烷氧基； 

R₂为：氢、甲基、乙基、丙基、丁基、苄基； 

R₃为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基。 

3.根据权利要求1或2所述的化合物及其可药用盐，其特征在于， 

R₅为氢，乙酰基； 

R₁所代表的基团选自：蒽基、菲基、1-萘基、2-萘基，甲氧基萘基。 

4.根据权利要求1所述的化合物或可药用盐，其特征在于选自以下化合物及其可药用盐： 

9-蒽基2-咔波啉甲酯； 

6-甲氧基-2-萘基咔波啉乙酯； 

（1-（9-蒽基）-9H-吡啶[3,4-b]-3-吲哚基））甲醇； 

2-（1-（1-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇； 

2-（1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇; 

（1-（6-甲氧基2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇; 

2-（1-（6-甲氧基-2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇; 

（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇; 

2-（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇; 

（9-甲基-1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇; 

2-（9-甲基1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇; 

（1-（6-甲氧基2-萘基）-9-甲基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇; 

2-（1-（6-甲氧基2-萘基）-9甲基-9H-吡啶[3,4-b]3-吲哚基）-2-丙醇; 

（1-（6-甲氧基2-萘基）-9-乙基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇； 

（1-（9-菲基）-9-甲基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇； 

（1-（9-菲基）-9-乙基-9H-吡啶[3,4-b]-3基）甲醇； 

（1-（2-萘基）-9H-吡啶[3,4,-b]3-吲哚基乙酸甲酯； 

（1-（9-菲基）-9H-吡啶[3,4,-b]3-吲哚基乙酸甲酯。 

5.权利要求1～4中所述化合物或可药用盐的异构体、溶剂合物。 

6.药物组合，含有权利要求1～4中所述的化合物或可药用盐、制药学上许可的载体或以该类化合物作为活性成分的混以药用赋形剂或稀释剂的组合。 

7.权利要求1～4中所述的化合物或可药用盐在制备治疗和预防肿瘤疾病的药物中的应用。 

8.权利要求6中所述的药物组合在制备治疗和预防肿瘤疾病的药物中的应用。 

9.权利要求1中式（Ⅰ）化合物的制备方法，其特征在于，当R为COOR₃时，制备方法包括以下步骤： 

a）使用醇及二氯亚砜与式（Ⅱ）化合物作用合成式（Ⅲ）化合物： 

其中所用的醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇中的一种； 

b）利用Pictet-Spengler反应，使式（Ⅲ）化合物与R₁CHO作用，得到四氢咔啉，四氢咔啉在芳基化试剂作用下得到式（ⅠA）化合物， 

c）利用卤代烷在碱作用下与式（ⅠA）化合物反应得到式（ⅠB）化合物， 

其中，R₁、R₂、R₃同权利要求1中定义。 

10.权利要求1中式（Ⅰ）化合物的制备方法，其特征在于，当R为CH₂OH时，包括以下步骤： 

利用还原剂还原式（ⅠB）化合物，再在酸的作用下反应得到式（ⅠC）化合物， 

其中，R₁、R₂、R₃同权利要求1中定义。 

11.权利要求1中式（Ⅰ）化合物的制备方法，其特征在于，当R为C₃H₆OH时，包括以下步骤： 

利用格氏试剂或烷基锂与式（ⅠB）化合物反应得到式（ⅠD）化合物 

其中，R₁、R₂、R₃同权利要求1中定义。 

12.权利要求1中式（Ⅰ）化合物的制备方法，其特征在于，当R为CH₂OAc时，包括以下步骤： 

利用酰氯在碱作用下与式（ⅠC）化合物反应得到式（ⅠE）化合物， 

其中，R₁、R₂、R₃同权利要求1中定义。