本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種(5-芳基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇、-甲酮、-甲酮肟類化合物及其用途，確切地說，涉及該類化合物及其作為腫瘤細胞增殖抑制劑在制備抗腫瘤的藥物方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
惡性腫瘤是威脅人類健康與生命的嚴重疾病，在中國為第一致死病因。尋找和發(fā)現(xiàn)治療與預(yù)防腫瘤的新藥是當(dāng)前面臨的重大課題。
Combretastatin A-4(CA-4)是從南非柳樹中分離得到的順式二苯乙烯類天然產(chǎn)物，其化學(xué)名稱為(Z)-2-甲氧基-5-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)苯酚。CA-4為微管蛋白聚合抑制劑，呈現(xiàn)很強的抑制腫瘤細胞增殖活性，其前藥CA-4磷酸鹽(CA-4P)已在美國進入三期臨床研究階段。以CA-4為先導(dǎo)化合物設(shè)計、合成新的抗腫瘤活性化合物的研究已有大量報道，但多數(shù)CA-4類似物存在或活性不夠高、或毒性較大、或合成比較復(fù)雜等缺點。相關(guān)報道參見Pettit G.R.,et al.Experientia,1989,45,209；Nam N.H.Current Medicinal Chemistry,2003,10,1697；Tron G.C.,et al.Journal of Medicinal Chemistry,2006,49(11),3033-3044.
包含CA-4結(jié)構(gòu)特征的(5-芳基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇、-甲酮、-甲酮肟類化合物作為腫瘤細胞增殖抑制劑和腫瘤血管破壞劑的研究目前尚未見報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的化合物結(jié)構(gòu)通式如下：
其中，
X選自CH-OH、C＝O、C＝N-OH；
R選自氫、羥基、氨基、鹵素原子、硝基、C1-C6烷基、C1-C6烷基氧基、C1-C6烷基氨基。
本發(fā)明的優(yōu)選化合物結(jié)構(gòu)通式如下：
其中，
X選自CH-OH、C＝O、C＝N-OH；
R選自氫、羥基、氨基、鹵素原子、硝基、C1-C4烷基、C1-C4烷基氧基、C1-C4烷基氨基。
本發(fā)明的更優(yōu)選化合物結(jié)構(gòu)通式如下：
其中，
X選自CH-OH、C＝O、C＝N-OH；
R選自氫、鹵素原子、C1-C4烷基。
本發(fā)明的更優(yōu)選化合物結(jié)構(gòu)通式如下：
其中，
X選自CH-OH、C＝O、C＝N-OH；
R選自氫、氟原子、甲基。
本發(fā)明的化合物還包括上述結(jié)構(gòu)式所示衍生物所形成的在藥學(xué)上可接受的無毒鹽及其水合物，這些藥學(xué)上可接受的無毒鹽包括該衍生物與酸所形成的鹽。所述的酸可以為鹽酸、硫酸、氫溴酸、磷酸的無機酸或選自乙酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、苯甲酸、蘋果酸的有機酸。所述水合物的結(jié)晶水?dāng)?shù)目為0～16中的任意實數(shù)。這些鹽和前藥形式可以各自游離出上述結(jié)構(gòu)式化合物。
本發(fā)明優(yōu)選的部分化合物結(jié)構(gòu)如下：
化合物1
(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇
化合物2
(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮
化合物3
(5-苯基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮
化合物4
(5-(4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮
化合物5
(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮肟
化合物6
(5-苯基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮肟
化合物7
(5-(4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮肟
本發(fā)明的(5-芳基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇、-甲酮、-甲酮肟類化合物可按照以下路線合成得到：
Reagents and conditions:(i)NaCN,Na2S2O5,H2O；(ii)TsOH cat.,THP,anhydrous toluene,under N2atmosphere,50℃；(iii)NH2OH.HCl,CH3ONa,r.t.,5h；(iv)(a)CH3CH2OH,Na,reflux,2h；(b)HCl aq.(6M),r.t.,1h；(v)PCC,CH2Cl2,35℃,3h；(vi)NH2OH.HCl,CH3COONa,CH3CH2OH,reflux,5h.
以3,4,5-三甲氧基苯甲醛為起始原料，經(jīng)氰化氫加成、羥基保護、羥氨加成、環(huán)化、氧化及成肟反應(yīng)制得(5-芳基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇、-甲酮、-甲酮肟類化合物。
本發(fā)明所提供的(5-芳基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇、-甲酮、-甲酮肟類化合物，制備方法簡單可行，收率較高。
本發(fā)明進一步提供了上述化合物在制備治療腫瘤疾病的藥物中的應(yīng)用。
(5-芳基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇、-甲酮、-甲酮肟類化合物具有較好的治療腫瘤疾病的作用，在制備抗腫瘤藥物中具有較好的發(fā)展前景。
具體實施方式
通過下述實例將有助于理解本發(fā)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于所舉實例。
本發(fā)明所用試劑均為市售，核磁共振譜由AVANCE-400、Bruker ARX-300 傅立葉變換核磁共振波譜儀測定，質(zhì)譜由Brukee Esqure 2000、Shimadzu GCMS-QP5050A型質(zhì)譜儀測定，高分辨率質(zhì)譜(HRMS)采用電噴霧離子源(ESI)的Bruker micrOTOF-Q型質(zhì)譜儀。
實施1：(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇(化合物1)的制備
1)氰化氫加成：向反應(yīng)瓶中加入3,4,5-三甲氧基苯甲醛(10.0g,0.05mol)，氰化鈉(2.5g,0.05mol)和100mL水，密封，冰浴下攪拌5分鐘。將焦亞硫酸鈉(9.69g,0.05mol)溶于150mL水后緩慢加入到上述反應(yīng)瓶中，在將溫度升至室溫繼續(xù)攪拌1小時。反應(yīng)完畢后過濾，濾餅用少量水淋洗，干燥后得2-羥基-2-(3,4,5-三甲氧基苯基)乙腈，不經(jīng)純化直接用于下步反應(yīng)。
2)羥基保護：向反應(yīng)瓶中加入上述新制備的2-羥基-2-(3,4,5-三甲氧基苯基)乙腈(4mmol)，對甲苯磺酸(0.04mmol)和溶劑無水甲苯30mL，密封后體系抽真空，氮氣保護。升溫至55℃后，加入3,4-二氫吡喃(10mmol)，繼續(xù)攪拌2小時。應(yīng)完畢后降至室溫，用少量乙酸乙酯稀釋，加入適量水，用乙酸乙酯萃取水層三次，合并有機層，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓除溶劑，經(jīng)柱層析分離得到黃色油狀物2-[(2H-四氫吡喃基-2基)氧基]-2-(3,4,5-三甲氧基苯基)乙腈，收率75％。
3)羥氨加成：向反應(yīng)瓶中將加入鹽酸羥氨(0.68g,9.8mmol)和10mL甲醇，然后再依次加入鈉絲(0.23g,9.8mmol)和2-[(2H-四氫吡喃基-2基)氧基]-2-(3,4,5-三甲氧基苯基)乙腈(2.0g,6.5mmol)，室溫攪拌5小時。反應(yīng)完畢后，用少量乙酸乙酯稀釋，加入適量水，用乙酸乙酯萃取水層三次，合并有機層，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓除溶劑，經(jīng)柱層析分離得到棕色油狀物N′-羥基-2-[(2H-四氫吡喃基-2基)氧基]-2-(3,4,5-三甲氧基苯基)乙脒，收率77％。
4)成環(huán)：向反應(yīng)瓶中加入N′-羥基-2-[(2H-四氫吡喃基-2基)氧基]-2-(3,4,5-三甲氧基苯基)乙脒(0.34g,1.0mmol)、4-甲基苯甲酸甲酯(0.15,1.0mmol)和溶劑無水乙醇15mL，攪拌至溶解后再加入鈉絲(23mg,1.0mmol)，升溫至回流反應(yīng)3小時。反應(yīng)完畢后冷卻室溫，加入12M的鹽酸溶液3mL繼續(xù)攪拌1小時。然后用少量乙酸乙酯稀釋，加入適量水，用乙酸乙酯萃取水層三次，合并有機層，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓除溶劑，經(jīng)柱層析分離得到 白色固體產(chǎn)物，收率78％。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ＝7.95(d,J＝7.96Hz,2H),7.26(d,J＝7.88Hz,2H),5.95(s,1H),3.83(s,6H),3.81(s,3H)ppm.
實施2：(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮(化合物2)的制備
向反應(yīng)瓶中加入(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲醇(化合物1)(0.50g,1.4mmol)、氯鉻酸吡啶鹽(0.72g,2.8mmol)和溶劑二氯甲烷20mL，升溫至35℃反應(yīng)3小時。反應(yīng)完畢后冷卻室溫，過濾殘渣并用少量二氯甲烷淋洗，向濾液中加入適量水，用二氯甲烷萃取水層三次，合并有機層，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓除溶劑，經(jīng)柱層析分離得到白色固體產(chǎn)物，收率89％。熔點：115–117℃。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ＝8.14(d,J＝8.2Hz,2H),7.68(s,2H),7.37(d,J＝8.0Hz,2H),3.99(s,3H),3.96(s,6H),2.46(s,3H)ppm；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ＝181.6,176.7,166.3,153.7,153.1(×2),144.5,144.2,130.1(×2),128.5(×2),120.7,108.4(×2),61.1,56.4(×2),21.9ppm；(ESI)m/z:355.1[M+H]+,377.1[M+Na]+；HRMS m/z[M+H]+calcd for C19H19N2O5:355.1294,found:355.1290.
實施3：(5-苯基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮(化合物3)的制備
以苯甲酸甲酯為原料，采用與實施例1和2中相同的方法制得白色固體產(chǎn)物，收率91％。熔點：107–109℃。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.23(d,J＝7.3Hz,2H),7.67(s,2H),7.62(d,J＝7.3Hz,1H),7.56(t,J1＝7.7Hz,J2＝15.0Hz,2H),3.98(s,3H),3.94(s,6H)ppm；MS(ESI)m/z:341.1[M+H]+,363.1[M+Na]+.
實施4：(5-(4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮(化合物4)的制備
以4-氟苯甲酸甲酯為原料，采用與實施例1和2中相同的方法制得白色固體產(chǎn)物，收率86％。熔點：161–163℃。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ＝8.29(dd,J1＝5.3Hz,J2＝8.5Hz,1H),8.19(d,J＝8.7Hz,1H),7.68(s,2H),7.28(t,J1＝8.7Hz,J2＝11.4Hz,1H),7.04(d,J＝8.7Hz,1H),4.01(s,3H),3.93(s,6H)ppm；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ＝181.3,175.5,166.2,165.9(d,J＝254.6),153.1(×2),144.2,131.0(×2,d,J＝9.5),129.8,119.7(d,J＝30.0),116.7(×2,d,J＝22.3),108.3(×2),61.0,56.3(×2)ppm；MS(ESI)m/z:381.3[M+Na]+,407.3[M+K]+.
實施5：(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮肟(化合物5)的制備
向反應(yīng)瓶中加入(5-(4-甲基苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮(化合物2)(289mg,0.59mmol)、鹽酸羥胺(407mg,5.9mmol)、醋酸鈉(318mg,5.9mmol)和溶劑乙醇15mL，加熱回流反應(yīng)5小時。反應(yīng)完畢后冷卻室溫，用少量乙酸乙酯稀釋，過濾除去濾渣。向濾液中加入適量水，用乙酸乙酯萃取水層三次，合并有機層，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓除溶劑，經(jīng)柱層析分離得到白色固體產(chǎn)物，收率88％。熔點：152–154℃；Z:E＝8:1。1H NMR(300MHz,CDCl3):(Z isomer)δ＝11.23(s,1H),7.91(d,J＝8.1Hz,2H),7.38(d,J＝8.0Hz,2H),7.08(s,2H),3.70(s,3H),3.69(s,6H),2.40(s,3H)；(E isomer)δ＝12.48(s,1H),8.03(d,J＝8.1Hz,2H),7.45(d,J＝8.0Hz,2H),6.88(s,2H),3.77(s,6H),3.73(s,3H),2.42(s,3H)；MS(ESI)m/z:370.3[M+H]+,392.2[M+Na]+,368.0[M–H]–.
實施6：(5-苯基-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮肟(化合物6)的制備
以化合物3為原料，采用與實施例5中相同的方法制得白色固體產(chǎn)物，收率87％。熔點：147–149℃。1H NMR(300MHz,DMSO-d6):δ＝11.31(s,1H),8.01(d,J＝7.4Hz,2H),7.67(t,J1＝7.4Hz,J2＝14.7Hz,1H),7.57(t,J1＝7.5Hz,J2＝15.2Hz,2H),7.07(s,2H),3.70(s,3H),3.68(s,6H)；MS(ESI)m/z:356.2[M+H]+,378.2[M+Na]+,425.4[M+K]+,353.9[M–H]–.
實施7：(5-(4-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基)(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲酮肟(化合物7)的制備
以化合物4為原料，采用與實施例5中相同的方法制得白色固體產(chǎn)物，收率91％。熔點：134–136℃；Z:E＝4:1。1H NMR(300MHz,CDCl3):(Z isomer)δ＝12.55(s,1H),8.13(q,J＝5.4Hz,2H),7.39(t,J＝8.6Hz,2H),7.12(s,2H),3.70(s,9H)；(E isomer)δ＝11.96(s,1H),8.20(q,J＝5.4Hz,2H),7.47(t,J＝8.6Hz,2H),6.89(s,2H),3.77(s,9H)；13C NMR(100MHz,DMSO-d6):(Z isomer)δ＝174.6,166.3,163.9,153.7(×2),151.6,139.8,131.4(×2,d,J＝9.3),129.6,120.8,116.2(×2,d,J＝21.9),105.2(×2),60.5,56.3(×2)；(E isomer)δ＝167.7,166.4,152.9(×2),151.0,145.2,138.9,131.3(×2,d,J＝9.4),129.1,120.5,117.3(×2,d,J＝22.4),107.5(×2),60.5,56.5 (×2)；MS(ESI)m/z:374.2[M+H]+,396.2[M+Na]+,372.0[M–H]–；HRMS m/z[M+H]+calcd for C18H17FN3O5:374.1152,found:374.1146.
實施例8：本發(fā)明的化合物的體外抗腫瘤活性測試
體外活性測試方法和結(jié)果如下：其中，臨床常用的抗腫瘤藥物順鉑為陽性對照實驗組。
抗腫瘤活性體外篩選試驗-1
篩選方法：四氮唑鹽(micoculture tetrozolium,MTT)還原法
細胞株：人胃癌細胞株SGC-7901cell line
作用時間：72h
各化合物對腫瘤生長的抑制率(μg/mL)見表-1。
抗腫瘤活性體外篩選試驗-2
篩選方法：四氮唑鹽(micoculture tetrozolium,MTT)還原法
細胞株：人肺腺癌株A549cell line
作用時間：72h
各化合物對腫瘤生長的抑制率(μg/mL)見表-1。
抗腫瘤活性體外篩選試驗-3
篩選方法：四氮唑鹽(micoculture tetrozolium,MTT)還原法
細胞株：人結(jié)腸癌細胞株HT-1080cell line
作用時間：72h
各化合物對腫瘤生長的抑制率(μg/mL)見表-1。
表-1
實施例9：本發(fā)明的化合物的動物體內(nèi)抗腫瘤活性測試
選擇體外活性較好的化合物5進行了動物體內(nèi)抗腫瘤活性測試，所用模型為小鼠S-180肉瘤模型，陽性對照藥物為臨床常用的抗腫瘤藥物氟尿嘧啶(Fluorouracil)。
實驗方法：選用18-22克雌性昆明小鼠及生長良好的7-11天的S-180瘤種，將瘤組織制成細胞懸液，接種至小鼠右側(cè)腋部皮下，約1.0-2.0×106細胞/只，接種24小時后隨機分籠，腹腔注射給藥連續(xù)7天。停藥后24小時處死動物，稱體重、瘤重，計算各組平均瘤重，按如下公式求出腫瘤抑制率并進行t檢驗。
腫瘤抑制率＝[(空白對照組平均瘤重-治療組平均瘤重)/(空白對照組平均瘤重)]×100％
實驗結(jié)果見表-2。
表-2