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CN106749371A - 一类含腈基苯基的芳基硼酸苯并喹唑啉类酪氨酸激酶抑制剂及用途 - Google Patents

一类含腈基苯基的芳基硼酸苯并喹唑啉类酪氨酸激酶抑制剂及用途 Download PDF

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CN106749371A
CN106749371A CN201710068056.4A CN201710068056A CN106749371A CN 106749371 A CN106749371 A CN 106749371A CN 201710068056 A CN201710068056 A CN 201710068056A CN 106749371 A CN106749371 A CN 106749371A
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compound
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tyrosine kinase
kinase inhibitor
boric acid
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CN201710068056.4A
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郭会军
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Guangdong Cyber Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Cyber Technology Co Ltd
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Publication date
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/025—Boronic and borinic acid compounds

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及肿瘤疾病领域。具体而言，本发明涉及一类含腈基苯基的芳基硼酸结构的新型苯并喹唑啉类酪氨酸激酶抑制剂、其制备方法、以及在制备治疗肿瘤疾病中的应用。

Description

一类含腈基苯基的芳基硼酸苯并喹唑啉类酪氨酸激酶抑制剂 及用途
技术领域
本发明涉及肿瘤的药物领域。具体地讲，本发明涉及对上述疾病具有治疗作用的一类含腈基苯基的芳基硼酸结构的新型苯并喹唑啉类衍生物的酪氨酸激酶抑制剂、其制备方法，以及在制药上的用途。
背景技术
肿瘤是严重威胁人类生命和生活质量的主要疾病之一，据WHO统计，全世界每年死于肿瘤的患者约690万。由于生存环境和生活习性的改变，在不良环境和一些不利因素的作用下，肿瘤的发病率和死亡率近年呈快速上升趋势。
蛋白质激酶组成人类酶的最大家族之一，并且通过添加磷酸基团到蛋白质上来调节许多不同的信号传导过程。特别地，酪氨酸激酶磷酸化蛋白质在酪氨酸残基的酚部分。酪氨酸激酶家族包括控制细胞生长、迁移和分化的成员。异常的激酶活性已经涉及许多人类疾病，包括癌症、自身免疫疾病和炎性疾病。由于蛋白质激酶属于细胞信号传导的关键调节剂，它们提供用小分子激酶抑制剂来调节细胞功能的目标，并且因此成为了良好的药物设计靶标。除了激酶介导的疾病过程的治疗，激酶活性的选择性和有效抑制剂还可用于研究细胞信号传导过程和鉴定其它具有治疗意义的细胞靶标。
以往对肿瘤的治疗是通过发现肿瘤并破坏来实现的，现在随着对细胞信号传导途径研究的不断深入，人们对肿瘤细胞内部的癌基因及抗癌基因的作用了解的越来越深入，针对肿瘤的特异性分子靶点设计新的抗肿瘤药物越来越受到关注，成为研究的热点领域，而靶向抗肿瘤药物作为一种新的治疗方法也已经应用于临床，并在短短几年内得到了显著的进展。现在已知，蛋白酪氨酸激酶(Protein tyrosinekinases,PTK)信号通路与肿瘤细胞的增殖、分化、迁移和凋亡有密切关系，利用PTK抑制剂干扰或阻断酪氨酸激酶通路可以用于肿瘤治疗。PTK是在正常和异常增殖过程中起重要作用的癌蛋白和原癌蛋白家族中的成员，是一种能选择性地使不同底物的酪氨酸残基磷酸化的一种酶，它们催化ATP的γ-磷酸基转移到许多重要蛋白质的酪氨酸残基上，使酚羟基磷酸化。蛋白酪氨酸激酶分为受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)，非受体酪氨酸激酶以及IR和Janus激酶等(Robinson D.R.,et al,Oncogene,2000,19,5548-5557)，其中多数为受体型酪氨酸激酶(RTK)。RTK是一类具有内源性蛋白酪氨酸激酶，参与多种细胞活动的调控，在启动细胞复制的促有丝分裂信号的传导中具有极其重要的地位，调控着细胞的生长与分化。所有的RTK都属于I型膜蛋白，其分子具有相似的拓扑结构：一个大的糖基化的胞外配体结合区，一个疏水的单次跨膜区，以及一个细胞内酪氨酸激酶催化结构域及调控序列。配体的结合(如表皮生长因子(EGF)与EGFR的结合)导致受体细胞内部分编码的受体激酶活性激活，使靶蛋白中的关键酪氨酸磷酸化，导致增生信号跨越细胞质膜转导。
近年来，人们致力于抑制细胞信号转导途径以开发新型靶点抗肿瘤药物。信号转导抑制剂下调肿瘤的生存和增殖信号，促进细胞凋亡，而不是通过细胞毒作用，因此选择性较高、毒副作用较小。目前已有十几种信号转导抑制剂应用于临床治疗肿瘤，主要为酪氨酸激酶抑制剂类抗肿瘤药物，其中4-(取代苯胺基)喹唑啉结构类型的化合物开发的比较成熟，如针对EGFR酪氨酸激酶靶点的小分子抑制剂吉非替尼(Iressa)、埃罗替尼(Tarceva)和拉帕替尼(Lapatinib)等。
吉非替尼(Gefitinib)，商品名Iressa(易瑞沙)，AstraZeneca开发的EGFR酪氨酸激酶抑制剂，是最早进入临床研究的表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂，于2002年在日本上市，次年在美国上市，用于治疗既往接受过化疗的晚期或转移性非小细胞肺癌(NSCLC)。埃罗替尼(Erlotinib)，商品名Tarceva(特罗凯)，OSI公司开发的EGFR酪氨酸激酶抑制剂，受让于Genentech和罗氏公司。2004年在美国上市，用于治疗NSCLC和胰腺癌。属于第一代治疗NSCLC的苯胺喹唑啉类小分子抑制剂，也是目前唯一被证实的对晚期非小细胞肺癌具有生存优势的EGFR酪氨酸激酶抑制剂，对各类非小细胞肺癌患者均有效，且耐受性好，无骨髓抑制和神经毒性，能显著延长生存期，改善患者生活质量。
小分子酪氨酸激酶抑制剂作为新的靶向抗肿瘤药物，为肿瘤的治疗和预防打开了一扇新窗口，而且其副作用轻微，有良好的耐受性。虽然目前已有10多个小分子酪氨酸激酶抑制剂为临床肿瘤治疗作出了很大贡献，但仍然需要发现一些较之现有的酪氨酸激酶抑制剂具有更好的体内活性和/或改良的药理学特性的另外的化合物。因此开发新的改进的或更高效的酪氨酸激酶抑制剂，更深入地了解该类药物与已知靶蛋白之间的关系以及其发挥抗肿瘤作用的机理对肿瘤临床治疗具有重要的意义。
本发明公开了一类含腈基苯基的芳基硼酸结构的新型苯并喹唑啉类酪氨酸激酶抑制剂，这些化合物可用于制备肿瘤的治疗药物。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有通式I的酪氨酸激酶抑制剂。
本发明的另一个目的是提供制备具有通式I的化合物的方法。
本发明的再一个目的是提供含有通式I的化合物作为有效成分，及其在治疗肿瘤方面的应用。
现结合本发明的目的对本发明内容进行具体描述。
本发明具有通式(I)的化合物具有下述结构式：
更加优选的具有通式(I)的化合物如下，
本发明所述通式(I)化合物可以通过以下路线合成：
化合物II与3,5-二溴苯胺III在碱存在下加热反应，得到化合物IV；化合物IV先用1当量n-BuLi处理转变为对应的单芳基锂，后者在BF3·Et2O催化下与环氧化物V反应，得到化合物VI；化合物VI先用3当量n-BuLi处理转变为对应的单芳基锂，后者再与硼酸三甲酯反应，而后经过酸水解，得到化合物I。
本发明所述通式I化合物具有酪氨酸激酶抑制作用，可作为有效成分用于制备肿瘤的治疗药物。本发明所述通式I化合物的活性是通过体外抑制EGFR和HER2激酶和抑制细胞增殖实验来验证。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。需要说明的是，下述实施例仅是用于说明，而并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的教导所做出的各种变化均应在本申请权利要求所要求的保护范围之内。
实施例1化合物I-1的合成
步骤1.中间体IV-1的合成
化合物II(2.25g,10mmol)、化合物III(2.51g,10mmol)和二异丙基乙基胺(DIPEA,3.88g,30mmol)溶于50mL干燥的二甲苯中，而后在氮气保护下升温回流，直到反应完成(通常5小时)。反应混合物小心倾倒入200mL冰水中，搅拌，用50mL×3CH2Cl2萃取，合并萃取相，依次用1％稀盐酸(200mL)和盐水(100mL)洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到化合物IV，白色固体，ESI-MS,m/z＝440([M+H]+)。
步骤2.中间体VI-1的合成
化合物IV(3.51g,8mmol)溶于50mL干燥的THF中，氮气保护下搅拌，用液氮-乙醇冷却至-78℃，用注射器慢慢滴加1.6M的n-BuLi的正己烷溶液(10mL,16mmol)，滴加完毕后，反应混合物在该温度下继续搅拌1h，而后再用注射器依次慢慢滴加BF3·Et2O(1.42g,10mmol)和V-1(1.45g,10mmol)溶于3mL干燥的THF制成的溶液。滴加完毕后，反应化合物在是室温下继续搅拌3小时，TLC显示反应完成。反应混合物小心倾倒入200mL冰水中，搅拌，用50mL×3CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水(100mL)洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到化合物VI-1，灰白色固体，ESI-MS,m/z＝506([M+H]+)。
步骤3.产物I-1的合成
化合物VI-1(2.53g,5mmol)溶于25mL干燥的THF中，氮气保护下搅拌，用液氮-乙醇冷却至-78℃，用注射器慢慢滴加1.6M的n-BuLi的正己烷溶液(9.4mL,15mmol)，滴加完毕后，反应混合物在该温度下继续搅拌1h，而后再用注射器慢慢滴加硼酸三甲酯(0.62g,6mmol)。滴加完毕后，反应化合物在是室温下继续搅拌3小时，TLC显示反应完成。反应混合物小心倾倒入200mL冰水中，使用浓盐酸调节pH＝2，搅拌1小时，再调节pH＝5，用50mL×3CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水(100mL)洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到化合物I-1，白色固体，熔点155-157℃，ESI-MS,m/z＝469([M-H]-)。
实施例2化合物I-2的合成
步骤1.中间体IV-1的合成
化合物II(2.25g,10mmol)、化合物III(2.51g,10mmol)和二异丙基乙基胺(DIPEA,3.88g,30mmol)溶于50mL干燥的二甲苯中，而后在氮气保护下升温回流，直到反应完成(通常5小时)。反应混合物小心倾倒入200mL冰水中，搅拌，用50mL×3CH2Cl2萃取，合并萃取相，依次用1％稀盐酸(200mL)和盐水(100mL)洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到化合物IV，白色固体，ESI-MS,m/z＝440([M+H]+)。
步骤2.中间体VI-2的合成
化合物IV(3.51g,8mmol)溶于50mL干燥的THF中，氮气保护下搅拌，用液氮-乙醇冷却至-78℃，用注射器慢慢滴加1.6M的n-BuLi的正己烷溶液(10mL,16mmol)，滴加完毕后，反应混合物在该温度下继续搅拌1h，而后再用注射器依次慢慢滴加BF3·Et2O(1.42g,10mmol)和V-2(0.58g,10mmol)溶于3mL干燥的THF制成的溶液。滴加完毕后，反应化合物在是室温下继续搅拌3小时，TLC显示反应完成。反应混合物小心倾倒入200mL冰水中，搅拌，用50mL×3CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水(100mL)洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到化合物VI-2，灰白色固体，ESI-MS,m/z＝418、420([M+H]+)。
步骤3.产物I-2的合成
化合物VI-2(2.09g,5mmol)溶于25mL干燥的THF中，氮气保护下搅拌，用液氮-乙醇冷却至-78℃，用注射器慢慢滴加1.6M的n-BuLi的正己烷溶液(9.4mL,15mmol)，滴加完毕后，反应混合物在该温度下继续搅拌1h，而后再用注射器慢慢滴加硼酸三甲酯(0.62g,6mmol)。滴加完毕后，反应化合物在是室温下继续搅拌3小时，TLC显示反应完成。反应混合物小心倾倒入200mL冰水中，使用浓盐酸调节pH＝2，搅拌1小时，再调节pH＝5，用50mL×3CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水(100mL)洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到化合物I-2，白色固体，熔点195-198℃，ESI-MS,m/z＝382([M-H]-)。
实施例3-4
参照实施例1的方法，合成了下表所列化合物。
实施例5化合物体外抑制EGFR和HER2分析
可使用以下实验来测定本发明所述化合物在体外对erbB家族酪氨酸激酶(EGFR和HER2)的活性抑制作用。
体外激酶分析用Cell Signaling Technology公司的HTScan EGFReceptorKinase Assay Kit和HTScan HER2/ErbB2KinaseAssay Kit检测。操作步骤参照试剂盒说明书，该方法在体外检测待测化合物对EGFR或Her2受体酪氨酸激酶对底物肽磷酸化的抑制作用。室温下激酶反应缓冲液中温育ATP和底物肽以及待测化合物，孵育一段时间后，加入终止液终止反应并将样品转移到链霉亲和素包被的96孔板中，洗板并用HRP标记的抗底物磷酸化抗体检测底物肽上的磷酸化水平，用TMB显色，2M硫酸中止反应。检测450nm吸收波长，计算IC50值(nM)。结果见下表。
化合物 EGFR IC50(nM) HER2IC50(nM)
化合物I-1 4.4 7.0
化合物I-2 11.9 21.4
化合物I-3 5.7 8.9
化合物I-4 10.6 13.5
从上表结果可以看出，本发明的化合物对EGFR和HER2具有很强的抑制作用，可以作为制备抗肿瘤的药物。
实施例6化合物对细胞增殖的抑制作用
细胞增殖抑制试验采用人乳腺癌细胞BT474、人胃癌细胞系NCI-N87、人肺癌细胞Calu-3和人皮肤癌细胞A431，其中BT474高表达Her2受体，N87高表达EGFR和Her2受体。在含10％胎牛血清、2mM谷氨酰胺和非必需氨基酸的Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)中，在37℃、5％CO2细胞培养箱中培养细胞，应用胰蛋白酶/乙二胺四乙酸(EDTA)从细胞培养瓶中收获细胞。细胞以4000/孔(0.1mL培养基)加入96孔细胞培养板贴壁过夜，加入0.1mL待测化合物的稀释液，DMSO的最终浓度为0.25％，将细胞培养板在37℃，5％的CO2条件下温育72h。然后在显微镜下观察细胞形态的变化，然后每孔加入50％(质量/体积)的三氯乙酸(TCA)50μL固定细胞。TCA的终浓度为10％，静置5min后在4℃冰箱中放置1h，培养板各孔用去离子水冲洗5遍，以去除TCA，甩干，空气干燥至无湿迹。每孔加0.4％(质量/体积)的SRB 100μL，室温放置10min，弃去各孔内液体后用1％乙酸冲洗5遍，空气干燥后用pH为10.5，10mM Tris(三羟甲基氨基甲烷)150μL萃取，检测540nm的吸收波长。结果IC50值(nM)见下表。
由上表可以看出，本发明的化合物对EGFR和HER2高表达的肿瘤细胞具有很高的抑制活性，可以作为制备抗肿瘤的药物。

Claims (4)

1.具有通式I结构的化合物，
2.权利要求1所定义的通式I化合物，选自，
3.合成权利要求1-2任一所定义的属于通式I的化合物的方法：
化合物II与3,5-二溴苯胺III在碱存在下加热反应，得到化合物IV；化合物IV先用1当量n-BuLi处理转变为对应的单芳基锂，后者在BF3·Et2O催化下与环氧化物V反应，得到化合物VI；化合物VI先用3当量n-BuLi处理转变为对应的单芳基锂，后者再与硼酸三甲酯反应，而后经过酸水解，得到化合物I。
4.权利要求1-2之一所定义的通式I化合物在制备治疗肿瘤疾病药物方面的应用。
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