CN103613580B

CN103613580B - 用于抗肿瘤药物的3-羟基吲哚-2-酮类化合物或其药学上能够接受的盐

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Publication number: CN103613580B
Application number: CN201310636517.5A
Authority: CN
Inventors: 张磊; 王京; 陈永正
Original assignee: Zunyi Medical University
Current assignee: Zunyi Medical University
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: CN103613580A

Abstract

本发明涉及药物化学领域，具体涉及一类用于抗肿瘤药物的3-羟基吲哚-2-酮类化合物（I），其制备方法及其用于预防或者治疗细胞异常增殖、形态变化等相关的疾病，尤其是用于治疗或者预防肿瘤生长与转移的药物中的用途。

Description

用于抗肿瘤药物的3-羟基吲哚-2-酮类化合物或其药学上能够接受的盐

技术领域

本发明涉及药物化学领域，具体涉及一类具有抗肿瘤活性的3-羟基-3-[2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮类化合物及其药学上可接受的盐或药学上可接受的溶剂合物，其制备方法、包含该化合物的药物组合物，以及这些化合物在制备用于预防或者治疗细胞异常增殖、形态变化等相关的疾病，尤其是用于治疗或者预防肿瘤生长与转移的药物中的用途。

背景技术

肿瘤是一种严重威胁人类健康的常见病和多发病，近十年来的统计数据表明：全世界每年平均新发癌症病人约1000万人以上，人类因癌症而引起的死亡率仅次于心脑血管疾病。世界卫生组织预测，到2020年，全世界癌症发病率将比现在增加50%，全球每年新增癌症患者将达到1500万人。目前，临床上使用的抗肿瘤药物主要是传统化疗药物，这类药物通过细胞毒作用杀死肿瘤细胞，在某些恶性肿瘤的综合治疗中发挥重要作用，但对多数实体瘤疗效欠佳，同时还具有难以避免的选择性差、毒副作用大、易产生耐药性等缺点。这就迫切需要药物学家们开发出具有新颖、低毒、选择性高等特点的抗肿瘤药物。

3-羟基吲哚-2-酮分子骨架广泛的存在于天然产物中，如TMC-95A、MaremycinB、ConvolutamydineA、CelogentinK、ParatunamideD、Arundaphine等。含有3-羟基吲哚-2-酮骨架的天然产物具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗病毒、Maxi-K通道激动剂、促生长激素释放、神经细胞保护作用、镇痛作用、抗菌和抗结核作用。在小分子化合物库的构建和药物发现过程中，3-羟基吲哚-2-酮结构也被认为是一种优势骨架。

许多肉瘤和白血病带有非随机的染色体转位，这些转位位点编码肿瘤特异的变异融合转录因子。尤文氏肉瘤家族肿瘤含有一个致癌融合蛋白EWS-FLI1表达的特征性t转位。由于EWS-FLI1是一个错位蛋白，无法使用常规基于结构的方法设计小分子抑制物。鉴于EWS-FLI1与RNA解螺旋酶A的结合对其致癌功能十分重要，美国科学家HayriyeVE使用表面电浆子共振筛查的方法筛选能与EWS-FLI1结合并能阻断其与RHA相互作用的小分子化合物。其中YK-4-279，化学名：4,7-二氯-3-羟基-3-[2-(4-甲氧基)-2-氧化乙基]吲哚-2-酮，是在筛查中获得的有效先导化合物，能阻断RHA与EWS-FLI1的结合，诱导ESFT细胞凋亡并使ESFT的原位移植物生长受限。实验结果证实该化合物能抑制变异的肿瘤特异转录因子与致癌效应所需的细胞成分相结合（NatureMedicine，2009，7：756~757）。2010年，PenthalaNR等人合成了一系列3-羟基-3-(2-亚氨基-3-甲基-5-氧代咪唑烷酮-4-基)吲哚-2-酮衍生物，对57种肿瘤细胞株进行活性测试时，大部分化合物均有较强的抗肿瘤活性，其中部分化合物对A549、ATTC等肿瘤细胞的GI₅₀值小于1μM，具有一定的研究价值（Bioorg.Med.Chem.Lett，2010，20：4468~4471）。

发明内容

本发明公开了一类3-羟基-3-[2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮类化合物（I）。药理实验证明，本发明化合物对多种肿瘤细胞株具有较强的抑制作用；体内实验中，本发明化合物能够显著地抑制肿瘤的增殖，肿瘤体积明显变小，抑制率较5-氟尿嘧啶强，对主要代谢器官和免疫器官无明显的毒性。因此，本发明的通式（I）化合物，可用于预防和治疗各种细胞异常增殖、形态变化等相关的疾病，尤其是用于治疗或者预防肿瘤生长与转移的药物中的用途。

本发明所述的3-羟基-3-[2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮类化合物的结构通式如下述通式（I）所示：

其中R¹代表：H、C1~C6烷烃、芳基、芳烷基、酰基、芳酰基、酰基保护的糖基；或者如下式：

R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹独立地代表H、卤素、羟基、巯基、C1~C6烷基、硝基、氨基、胺基、酰胺基、C1~C4烷氧基、甲硫基、苯基、苯氧基、芳基、芳烷基、三氟甲基、酰基、芳酰基、磺酸基、氨基磺酸基、异氰酸酯基。

所述卤素为氟、氯、溴或碘。

根据本发明，药学上可接受的盐包括通式（I）化合物与下列酸形成的酸加成盐：盐酸、氢溴酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、磷酸、乳酸、甲酸、乙酸、水杨酸、丙二酸、富马酸、苹果酸、氨基磺酸、抗坏血酸、硝酸、丙酸、草酸、马来酸、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸或阿魏酸。

本发明所述通式（I）表示的化合物的药学上可接受的溶剂合物非限制性地包括通式（I）表示的化合物与水、乙醇、异丙醇、乙醚或丙酮的溶剂合物。

本发明所述的药物组合物，其中含有有效量本发明化合物、其药学上可接受的盐或药学上可接受的溶剂合物，剂型可以是片剂、胶囊剂、散剂、颗粒剂、丸剂、栓剂、口服液、混悬剂、注射剂等药学上常用的剂型。其中口服用药片和胶囊含有传统的赋形剂如：填充物、稀释剂、润滑剂、分散剂以及粘合剂，可按照本领域中熟知的方法进行制备。

本发明通式目标化合物（I）的制备方法如下：

其中a代表反应条件：催化剂为二乙胺、三乙胺、哌啶、吗啉、醋酸钠；溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇。其中化合物1-烷基-靛红系列中间体（Ⅱ）的制备可参照文献（Chem.CentralJ，2011，5：37），以（取代）靛红为原料，合成方法如下：

化合物2,3-二氢喹啉-4-酮系列中间体（Ⅲ）的制备参照文献（Tetrahedron，2002，58：8475~8481；Aust.J.Chem，2011，64：454~470），以（取代）碘代苯为原料，合成方法如下：

以下是本发明部分化合物的药理活性测试方法及结果：

一、MTT法测试体外抗肿瘤活性

材料与仪器：

细胞株：人肝癌细胞(HepG2)，宫颈癌细胞(HeLa)，非小细胞肺癌细胞(A549)，胶质瘤细胞(U251)，胃腺癌细胞(SGC-7901)购自上海科兴生物科技有限公司。

试剂：DMEM/MEM/1640培养基（美国Gibco公司），0.25%胰蛋白酶：（美国Amresco公司），新生牛血清、胎牛血清（杭州四季青生物工程公司产品），二甲亚砜(DMSO，分析纯)，MTT（美国Amresco公司）。

被测样品：选取部分3-羟基-3-[2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮类化合物。

对照品：5-氟尿嘧啶(5-FU)。

实验原理：活细胞线粒体中脱氢酶能将黄色的MTT还原成不溶于水的蓝紫色产物甲臜(MTTformazan)，并沉积在细胞中，生成的量与活细胞数目成正比，而死细胞没有这种功能。DMSO能溶解蓝紫色结晶物，颜色深浅与所含的量成正比，因此用酶标仪测定的光吸收值可反映细胞存活率。

4×10⁴/ml的密度接种于96孔培养板中，每孔100μl。培养24小时后，本发明部分化合物和5-FU分别以1，2，4，8，16μmol/L处理肿瘤细胞和15，18，21，24μmol/L处理肿瘤细胞。实验组每个浓度设5个复孔，以最高给药浓度对应的DMSO含量的培养液作对照。化合物作用48h后，去上清，每孔加入100μlMTT(1mg/ml)，继续培养4h，弃上清，每孔加入100μlDMSO，振荡混匀，用酶标仪在570nm处测定吸光度值。计算抑制率，抑制率(%)=(1-给药组吸光度值/对照组吸光度值)×100%。以浓度-抑制率曲线得出回归方程，求出半数抑制浓度(IC₅₀)。

部分化合物药理测试结果如下：

表1本发明部分化合物检验其对多种肿瘤细胞的抗增殖活性

实验结果显示，大部分化合物对肿瘤细胞有较好的抑制活性，但体外抗肿瘤活性均弱于阳性药5-氟尿嘧啶。其中，化合物I-7对HepG2、SGC-7901的抗增殖活性较好。

二、样品化合物I-7体内抗肿瘤活性测试

实验动物、细胞：

ICR小鼠（雌性），18～20g，购自江苏大学动物中心，合格证#：SYXK(苏)2008-0024；

腹水瘤细胞源自江苏省肿瘤医院。

主要仪器：

TEC-2500漂烘仪：常州郝思琳医用仪器有限公司，中国；

优普超纯水机：中国成都超纯科技有限公司，中国；

TE601-L电子天平：中国北京赛多利斯仪器系统有限公司，中国；

超低温冰箱：美国新布伦兹威克科学仪器公司，美国。

药品与试剂：

5-氟尿嘧啶（5-FU）：江苏恒瑞医药股份有限公司，国药准字H12020959。

试验方法：腹水瘤株在腹水瘤模型鼠腹腔内培养14天（两代）后，将腹水瘤模型鼠处死，处死后泡75%乙醇5min，腹腔穿刺取腹水瘤模型鼠的腹水，生理盐水稀释细胞浓度达2×10⁷个/ml，无菌条件下，取腹水瘤细胞悬液0.2ml/只（4×10⁶个/只）接种于21只ICR小鼠腋下。肿瘤生长4~6d潜伏期后，接种部位皮下可见结节，当肿瘤大小到直径约为3~4mm时，2周后给药。随机将小鼠分成3组，每组7只，模型对照组给药为溶剂生理盐水，给药组：5-氟尿嘧啶为腹腔注射(20mg/kg/d)；样品化合物I-7为灌胃给药(20mg/kg/d)。连续给药10天后称重，小鼠眼底静脉丛取血，然后颈椎脱臼处死小鼠后，剥离肿瘤。将每组小鼠剥离肿瘤并冲洗干净，滤纸吸干，称重，计算平均瘤重、抑瘤率。抑瘤率(%)=(对照组平均瘤重－给药组平均瘤重)/对照组平均瘤重×100%。

检测毒性指标：

对各组小鼠免疫功能以及代谢脏器指数进行检测。小鼠器官重量：胸腺、脾脏、肝脏、肾脏称重计算：

胸腺指数=胸腺重量(mg)/体重(g)；

脾脏指数=脾脏重量(mg)/体重(g)；

肝脏指数=肝脏重量(mg)/体重(g)；

肾脏指数=肾脏重量(mg)/体重(g)。

样品化合物I-7药理测试结果如下：

表2样品化合物I-7对小鼠腹水瘤的抑瘤率

表3样品化合物I-7对腹水瘤小鼠免疫、代谢器官指数的影响

取得有益效果：药物样品化合物I-7对腹水瘤小鼠具有明显的抑瘤作用，且较5-氟尿嘧啶显著，而且在抑瘤有效剂量时对腹水瘤模型小鼠的肾、肝、脾以及胸腺指数没有明显的影响，没有常见化疗药所具有的副作用。而阳性对照5-Fu却表现出较大的毒副作用，如对胸腺等免疫器官的抑制作用。

具体实施方式

仪器与试剂

本发明所制得的3-羟基-3-[2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮类化合物（I）的熔点用Mel-TEMP熔点仪测定，温度未经校正。ESI-MS用HP1100LC/MSD质谱仪测定；¹HNMR用BruckAV-300型核磁共振仪测定，内标TMS；元素分析用ElementarVarioELⅢ仪器测定。

试剂均为市售化学纯或分析纯产品，除特别说明外，不经处理直接使用

实施例1

1-甲基-3-羟基-3-[6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-1）的制备

将1-甲基-靛红（1.61g，10mmol）和6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮（2.26g，10mmol）溶解在无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体2.78g，收率72%，m.p.189~191℃。¹HNMR(DMSO-d6，300MHz)δ(ppm)：7.23~7.29(m，4H)，7.17(d，J=3.3Hz，1H)，6.94~6.99(m，2H)，6.75(d，J=8.4Hz，1H)，6.15(s，1H)，3.70~3.91(m，2H)，3.50-3.57(m，1H)，3.10(s，3H)；ESI-MSm/z：386.9[M+H]⁺；Anal.calcdforC₁₈H₁₅BrN₂O₃(387.23)：C55.83，H3.90，N7.23；found：C55.48，H4.10，N7.0。

实施例2

1-甲基-3-羟基-3-[6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-2）的制备

将1-甲基-靛红（1.61g，10mmol）和6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮（1.81g，10mmol）溶解在无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体2.56g，收率75%，m.p.191~193℃。¹HNMR(DMSO-d6，300MHz)δ(ppm)：7.23~7.28(m，4H)，7.15(d，J=3.3Hz，1H)，6.94~6.99(m，2H)，6.75(d，J=8.6Hz，1H)，6.14(s，H)，3.81~3.89(m，1H)，3.75(t，J=14.0Hz，1H)，3.50(dd，J=6.1and14.1Hz，1H)，3.10(s，3H)；ESI-MSm/z：365.1[M+Na]⁺；Anal.calcdforC₁₈H₁₅ClN₂O₃(342.78)：C63.07，H4.41，N8.17；found：C63.04，H4.56，N7.9。

实施例3

1-乙基-3-羟基-3-[6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-3）的制备

将1-乙基-靛红（1.75g，10mmol）和6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮（2.26g，10mmol）溶解在

无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体2.84g，收率71%，m.p.202~205℃。¹HNMR(DMSO-d₆，300MHz)δ(ppm)：7.24~7.39(m，5H)，7.00(d，J=7.7Hz，1H)，6.88(t，J=7.4Hz，1H)，6.74(d,J=8.6Hz，1H)，6.24(s，1H)，3.89~3.95(m，1H)，3.62~3.78(m，3H)，3.23~3.30(dd，1H,J=5.7and13.6Hz，1H)，1.22(s，J=7.0Hz，3H)；ESI-MSm/z：401.0[M+H]⁺；Anal.calcdforC₁₉H₁₇BrN₂O₃(401.25)：C56.87，H4.27，N6.98；found：C56.77，H3.94，N6.8。

实施例4

1-乙基-3-羟基-3-[6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-4）的制备

将1-乙基-靛红（1.75g，10mmol）和6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮（1.81g，10mmol）溶解在

无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体2.77g，收率78%，m.p.218~219℃。¹HNMR(DMSO-d₆，300MHz)δ(ppm)：7.36(d，J=7.4Hz，1H)，7.25~7.29(m，4H)，7.00(d，J=7.6Hz，1H)，6.80~6.88(m，2H)，6.24(s，1H)，3.89~3.92(m，1H)，3.65~3.78(m，3H)，3.23~3.30(dd，J=5.7and13.7Hz，1H)，1.22(s，J=7.0Hz，3H)；ESI-MSm/z：357.1[M+H]⁺；Anal.calcdforC₁₉H₁₇ClN₂O₃·0.1H₂O(358.60)：C63.63，H4.83，N7.81；found：C63.42，H4.48，N7.5。

实施例5

1-丙基-3-羟基-3-[6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-5）的制备

将1-丙基-靛红（1.89g，10mmol）和6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮（2.26g，10mmol）溶解在

无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体3.07g，收率74%，m.p.205~208℃。¹HNMR(DMSO-d₆，300MHz)δ(ppm)：7.35~7.38(m，2H)，7.30~7.32(m，1H)，7.21(t，J=7.7Hz，1H)，6.84~6.88(m，2H)，6.72(d,J=8.6Hz，1H)，6.28(s，1H)，5.80~5.93(m，1H)，5.38~5.41(dd，J=1.6and17.2Hz，1H)，5.18(dd，J=1.55and10.4Hz，1H)，4.18~4.36(m，2H)，3.88~3.95(m，1H)，3.74(t，J=13.3Hz，1H)，3.24~3.31(m，1H)；ESI-MSm/z：413.0[M+H]⁺；Anal.calcdforC₂₀H₁₇BrN₂O₃(413.26)：C58.13，H4.15，N6.78；found：C58.14，H3.90，N6.7。

实施例6

1-丙基-3-羟基-3-[6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-6）的制备

将1-丙基-靛红（1.89g，10mmol）和6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮（1.81g，10mmol）溶解在

无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体2.81g，收率76%，m.p.217~219℃。¹HNMR(DMSO-d₆，300MHz)δ(ppm)：7.38(d，J=7.2Hz，1H)，7.22~7.38(m，3H)，6.87~6.91(m，2H)，6.81(d，J=9.6Hz，1H)，6.32(s，1H)，5.83~5.96(m，1H)，5.41(dd，J=1.6and17.4Hz，1H)，5.19(dd，J=1.5and10.5Hz，1H)，4.28~4.33(m，2H)，3.91~3.98(m，1H)，3.77(m，1H)，3.27~3.33(m，2H)；ESI-MSm/z：369.1[M+H]⁺；Anal.calcdforC₂₀H₁₇ClN₂O₃(368.81)：C65.13，H4.65，N7.60；found：C65.15，H4.73，N7.5……

实施例7

1-苄基-3-羟基-3-[6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-7）的制备

将1-苄基-靛红（2.37g，10mmol）和6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮（2.26g，10mmol）溶解在

无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体3.65g，收率79%，m.p.200~202℃。¹HNMR(DMSO-d₆，300MHz)δ(ppm)：7.47(d，J=7.2Hz，2H)，7.34~7.43(m，6H)，7.27(t，J=7.2Hz，1H)，7.17(t，J=7.6Hz，1H)，6.87(t，J=7.4Hz，1H)，6.77(t，J=8.5Hz，2H)，6.41(s，1H)，4.90(s，2H)，3.93~4.00(m，1H)，3.80(t，J=13.2Hz，1H)，3.36(m，1H)；ESI-MSm/z：463.0[M+H]⁺；Anal.calcdforC₂₄H₁₉BrN₂O₃(463.32)：C62.22，H4.13，N6.05；found：C62.15，H4.08，N5.86。

实施例8

1-苄基-3-羟基-3-[6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮（I-8）的制备

将1-苄基-靛红（2.37g，10mmol）和6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮（1.81g，10mmol）溶解在

无水乙醇（10mL）中，再加入三乙胺（0.5mL），将体系加热至40℃，搅拌反应2h，将析出的固体抽滤，无水乙醇（2×1mL）洗涤，真空干燥，得黄色固体3.21g，收率77%，m.p.211~212℃。¹HNMR(DMSO-d₆，300MHz)δ(ppm)：7.47(d，J=7.2Hz，2H)，7.34~7.42(m，4H)，7.25~7.29(m，3H)，7.17(t，J=7.7Hz，1H)，6.82~6.90(m，2H)，6.74(d，J=7.7Hz，1H)，6.41(s，1H)，4.90(s，2H)，3.93~4.01(m，1H)，3.80(t，J=13.2Hz，1H)，3.33~3.40(m，1H)；ESI-MSm/z：419.1[M+H]⁺；Anal.calcdforC₂₄H₁₉ClN₂O₃(418.87)：C68.82，H4.57，N6.69；found：C68.76，H4.44，N6.42。

Claims

1.用于抗肿瘤药物的3-羟基吲哚-2-酮类化合物或其药学上能够接受的盐，所述化合物的结构通式如下式（I）：

其中R¹代表：H、C1~C6烷烃、R²代表H、卤素；

所述卤素为氟、氯、溴或碘。

2.如权利要求1所述的用于抗肿瘤药物的3-羟基吲哚-2-酮类化合物或其药学上能够接受的盐，其特征在于：药学上能接受的盐是通式（I）的化合物与下列酸形成的酸加成盐：盐酸、氢溴酸、硫酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、磷酸、乳酸、甲酸、乙酸、水杨酸、丙二酸、富马酸、苹果酸、氨基磺酸、抗坏血酸、硝酸、丙酸、草酸、马来酸、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸或阿魏酸。

3.1-苄基-3-羟基-3-[6-溴-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮或

1-苄基-3-羟基-3-[6-氯-2,3-二氢喹啉-4-酮-3-基]吲哚-2-酮。

4.含有有效量的权利要求1-3任一项的式（I）化合物或其药学上能够接受的盐的药物组合物，其剂型是片剂、胶囊剂、散剂、颗粒剂、丸剂、栓剂、口服液、混悬剂、注射剂。

5.如权利要求4所述药物组合物，其中口服用药片和胶囊含有的赋形剂为：填充物、稀释剂、润滑剂、分散剂以及粘合剂。

6.如权利要求1-3中任一项的化合物或其药学上能够接受的盐在制备抗肿瘤药物中的应用。