巴比妥酸類化合物、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于藥物化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及巴比妥酸類化合物、制備方法及其作為組蛋 白賴氨酸特異性去甲基化酶1抑制劑的醫(yī)藥用途，特別是在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 大量研究表明，腫瘤的發(fā)生、發(fā)展不僅與遺傳基因突變有關(guān)，而且與表觀遺傳調(diào)控 密切相關(guān)。2004年，哈佛大學(xué)施揚(yáng)小組發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)組蛋白賴氨酸特異性去甲基化酶1 (Lysine Specific Demethylase 1，LSDl)，首次明確了組蛋白的甲基化和去甲基化之間存 在動態(tài)平衡，分別由組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶和組蛋白去甲基化酶調(diào)控，此發(fā)現(xiàn)開辟了組蛋白修 飾機(jī)制及其藥物研究的新領(lǐng)域(Cell，2004,119,941-953) ISDl是一種黃素腺嘌呤二核苷 酸(flavin adenine dinucleotide，F(xiàn)AD)依賴的去甲基化酶，屬于氨基氧化酶家族，與單胺 氧化酶(monoamine oxidase，ΜΑ0)具有同源性，并能與CoREST、BHC80、HDACl/2等形成復(fù)合 物，去除組蛋白3的第4位賴氨酸(histone 3 lysine 4，H3K4)的單甲基或雙甲基，導(dǎo)致基因 轉(zhuǎn)錄的抑制;有趣的是當(dāng)LSDl與雄激素受體或雌激素受體結(jié)合時(shí)可參與去除組蛋白H3的第 9位賴氨酸(histone 3 lysine 9，H3K9)的單甲基或雙甲基，導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄的激活。此外， LSDl還能與非組蛋白ρ53、·ΜΤ1等產(chǎn)生作用，影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展(Nature，2007,449， 105-108;Mol.Cell.Biol·2008，28,5139-5146)。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，LSDl在白血病、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌和肝癌等多種腫瘤中高表達(dá)， 對腫瘤的分化、增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲具有重要作用（Nat. Rev. Drug Discov. 2014,12,917-930)。因此，LSDl抑制劑具有潛在的抗腫瘤作用。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用模式的不同，LSDl抑 制劑可分為不可逆型和可逆型兩類。不可逆型LSDl抑制劑中研究最多的是苯環(huán)丙胺類，其 結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)丙胺與FAD共價(jià)結(jié)合，從而不可逆地抑制LSDl活性。但不能排除與其他(甚至 潛在的尚未發(fā)現(xiàn)的)LSDl同源酶或FAD依賴的酶作用的可能性，這種基于共價(jià)結(jié)合作用機(jī)制 的潛在毒性使得LSDl不可逆抑制劑存在較大風(fēng)險(xiǎn)?？赡嫘蚅SDl抑制劑包括肽類、多胺類和 其他類小分子化合物(Expert 0pin.Ther.Targets，2012,16,1239-1249)，但存在抑制作用 不強(qiáng)、選擇性不高和對LSDl的特異性不強(qiáng)等問題。因此，發(fā)現(xiàn)選擇性強(qiáng)、高效低毒的LSDl可 逆型抑制劑是惡性腫瘤治療的新途徑之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為LSDl介導(dǎo)的疾病例如腫瘤疾病、神經(jīng)退行性疾病 和病毒性疾病的藥物治療提供一種新的選擇。
[0005] 本發(fā)明公開了一類巴比妥酸類化合物，該類化合物具有如通式I所示的結(jié)構(gòu)：
[0007] 其中，HR3代表氫、氨基、羥基、鹵素、羧基、三氟甲基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧 基、異丙基、硝基或氰基中的任意一個(gè)；R4代表

中的任意一個(gè)，其中R5代表單取代的羥基、氨基、甲基、甲氧基或鹵素中的任意一 個(gè)，或者雙取代的羥基、氨基、甲基、甲氧基或鹵素中的任意兩個(gè)，或者三取代的羥基、氨基、 甲基、甲氧基或鹵素中的任意三個(gè)。
[0008] 其中，作為本發(fā)明中的優(yōu)選化合物，RhR^R3代表氫、氨基、鹵素、三氟甲基、甲基、 甲氧基或硝基的任意一個(gè);X代表氧原子或硫原子;R 4代表

中的任意一個(gè)。
[0009] 本發(fā)明中更為優(yōu)選的化合物為：

[0012]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供了式I化合物的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (I)當(dāng)X為O時(shí)，式I化合物由反應(yīng)式一所述的方法制備：
[0014] a.氰酸鉀與苯胺或取代的苯胺1在乙酸和水的混合溶液中反應(yīng)得到取代的脲類化 合物2，反應(yīng)溫度為零度至60°C，優(yōu)先采用零度至室溫作為反應(yīng)溫度；
[0015] b.化合物2與丙二酸二乙酯在強(qiáng)堿條件下回流反應(yīng)得到硫代巴比妥化合物3;所用 的強(qiáng)堿為乙醇鈉、甲醇鈉、氫化鈉、叔丁醇鈉、乙醇鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種，優(yōu)先采 用乙醇鈉;所采用的溶劑為乙醇、甲醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯 仿、甲苯、苯、二甲苯、二氧六環(huán)、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜中的一種或上述溶劑的混合 物，優(yōu)先米用乙醇；
[0016] c.化合物3與芳香甲醛或取代的芳香甲醛反應(yīng)得到式I化合物。所采用的溶劑為乙 醇、甲醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯仿、二氧六環(huán)、N，N_二甲基甲酰 胺、二甲亞砜中的一種或上述溶劑的混合物，優(yōu)先采用乙醇;所采用的溫度為室溫至140°C， 優(yōu)先采用室溫至80°C。
[0018] 反應(yīng)式一
[0019] ⑵當(dāng)X為S時(shí)，式I化合物由反應(yīng)式二所述的方法制備：
[0020] a.硫氰酸銨與苯甲酰氯在丙酮溶液中反應(yīng)得到異硫氰酸苯甲酸酯，然后與苯胺或 取代的苯胺1加熱回流反應(yīng)得到化合物4;
[0021] b.化合物4經(jīng)水解去除苯甲酰保護(hù)基得到取代硫脲5,所用的試劑為5%_10%的氫 氧化鈉水溶液，反應(yīng)溫度為室溫至l〇〇°C，優(yōu)先采用60°C至90°C;
[0022] c.化合物5與丙二酸二乙酯在強(qiáng)堿條件下回流反應(yīng)得到硫代巴比妥化合物6,所用 的強(qiáng)堿為乙醇鈉、甲醇鈉、氫化鈉、叔丁醇鈉、乙醇鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種，優(yōu)先采 用乙醇鈉;所采用的溶劑為乙醇、甲醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯 仿、甲苯、苯、二甲苯、二氧六環(huán)、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜中的一種或上述溶劑的混合 物，優(yōu)先米用乙醇；
[0023] d.化合物6與芳香甲醛或取代的芳香甲醛縮合得到式I化合物，所采用的溶劑為乙 醇、甲醇、四氫呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯仿、二氧六環(huán)、N，N_二甲基甲酰 胺、二甲亞砜中的一種或上述溶劑的混合物，優(yōu)先采用乙醇;所采用的溫度為室溫至140°C， 優(yōu)先采用室溫至80°C。
[0024]
[0025] 反應(yīng)式二
[0026]本發(fā)明的又一個(gè)目的是公開了式I化合物及其藥用鹽作為LSDl抑制劑在疾病治療 中的應(yīng)用。所述的疾病，包括腫瘤疾病、神經(jīng)退行性疾病和病毒性疾病。所述的腫瘤疾病，包 括白血病、前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌、肺癌、肝癌、皮膚癌、結(jié)直腸癌、淋巴癌、卵巢癌或睪丸 癌。所述的白血病，包括急性淋巴細(xì)胞白血病、急性髓細(xì)胞白血病、慢性淋巴細(xì)胞白血病、慢 性粒細(xì)胞白血病和慢性單核細(xì)胞白血病。
[0027]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的式I化合物能強(qiáng)效抑制LSDl活性，其作用為可逆型，且對 同源蛋白MAO-A和MAO-B的抑制作用很弱，同時(shí)能強(qiáng)烈誘導(dǎo)白血病細(xì)胞NB4的分化，顯著提升 LSD 1底物H3K4me 1和H3K4me2的甲基化水平。
[0028] 與現(xiàn)有的LSDl抑制劑相比，本發(fā)明的式I化合物具有下述優(yōu)勢：（1)結(jié)構(gòu)不同于現(xiàn) 有的LSDl抑制劑，特別是不同于苯環(huán)丙胺類LSDl抑制劑；（2)良好的LSDl可逆型抑制活性， 顯著強(qiáng)于苯環(huán)丙胺類LSDl抑制劑Tranylcypromine; (3)對同源蛋白ΜΑ0-Α/Β具有選擇性。因 此，可作為選擇性LSDl可逆抑制劑用于制備抗腫瘤藥物。
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：創(chuàng)造性地通過實(shí)驗(yàn)證明了式I化合物作為強(qiáng)效、可逆、選擇 性LSDl抑制劑在醫(yī)藥中的用途，尤其是在腫瘤治療中的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0030] 圖1表示1-30對LSDl的可逆性實(shí)驗(yàn)。
[0031] 圖2表示1-10、I-11、1-12和1-15對NB4細(xì)胞分化的影響。
[0032] 圖3表示1-20、1-22、1-30和1-32對NB4細(xì)胞分化的影響。
[0033] 圖 4 表示 1-10、1-12、1-15、1-20、1-22、1-30和1-32對底物!131(411161和!131(411162水平 的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以上已經(jīng)描述了制備本發(fā)明化合物的通用方法。提供下列實(shí)施例為了進(jìn)一步舉例 說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明范圍的限定。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] (Ε/Ζ)-5-((1Η-吲哚-2-基）亞甲基)-1-(4_ 溴苯基）嘧啶-2,4,6(1H，3H，5H)-S_ α-i)的制備
[0037] (D吲哚-2-甲醛
[0039] IOOmL茄形瓶中加入吲哚-2-甲酸805.8mg(5mmol)，加入THF 30mL。在冰浴中一邊 攪拌一邊緩慢加入LiAlH4 379.5mg(10mmol)。室溫?cái)嚢?4h至TLC檢測反應(yīng)結(jié)束。加入飽和 NH4Cl溶液，乙酸乙酯萃取有機(jī)層3次。用食鹽水洗滌，合并有機(jī)層，無水硫酸鈉干燥。減壓旋 干溶劑得到黃色粗品吲哚-2-甲醇441.5mg，收率60%。無需純化直接進(jìn)行下一步反應(yīng)。
[0040] 粗品吲哚-2-甲醇441.5mg(3mmol)溶解于20mL CH2Cl2,加入活化MnO2 1.74g (20mmol)，室溫?cái)嚢?8h至TLC檢測反應(yīng)結(jié)束。加入乙酸乙酯稀釋反應(yīng)液，硅藻土過濾。收集 濾液，減壓蒸去溶劑，經(jīng)快速柱層析（展開劑石油醚：乙酸乙酯= 10: 3)得黃色固體 311.411^，收率71.5%。1!1匪1?(3001〇^，0150-(16)311.95(8，1!1，-噸-)，9.85(8，1!1，-(^0)， 7.75(d，J = 8.1Hz，lH，A4p，7.46(d，J = 8.3Hz，lH，A4p，7.39(s，lH，-OT-)，7.33(t，J = 7.2HzaH,ArH),7.11(t J = 7.2Hz,lH,ArH).
[0041] (2)l-(4-溴苯基)脲
[0043] 對溴苯胺1.72g(0.0 lmol)溶于4.8mL乙酸和9.6mL水的混合溶液中，緩慢加入氰酸 鉀水溶液（I.62g，0.02mol，溶于9mL水）。當(dāng)白色沉淀出現(xiàn)后反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，過濾洗滌得白色 固體1.9(^，產(chǎn)率88.4%。柱層析分離（石油醚：乙酸乙酯=3:1)得白色固體1.658，收率 76.7% O1H NMR(300MHz,DMS0-d6)58.91(saH,-NH-),7.65(dJ = 8.3Hz,2H,ArH),7.51(dJ = 8.4Hz,2H,ArH),5.83(s,2H,-NH2).
[0044] (3)1-(4-溴苯基）嘧啶-2,4,6(1!1，3!1，5!〇-三酮
[0046] I OOmL前形瓶中加入60mL乙醇，0.46g鈉（20mmo 1)切片加入。室溫?cái)嚢柚菱c完全溶 解，依次加入1-(4_溴苯基)脲(2.15g，IOmmol)，丙二酸二乙酯（I .52mL，IOmmol)加熱回流反 應(yīng)35h至TLC檢測反應(yīng)結(jié)束。減壓旋干溶劑，殘余物溶于lmol/L的氫氧化鈉溶液(20mL)，乙酸 乙酯萃取(20mLX3)，水相層用lmol/L鹽酸調(diào)pH至1，白色沉淀析出，過濾，經(jīng)快速柱層析(展 開劑二氯甲烷：甲醇=50:1)得白色固體1.67 8，產(chǎn)率59.0%。1!1匪1?(30冊!^，0150-(16)3 11.51(saH,-NH-),7.67(d,J = 8.3Hz,2H,ArH),7.21(dJ = 8.4Hz,2H,ArH),3.72(s,2H,-CH2-).
[0047] (4)"/2)-5-((1!1-吲哚-2-基）亞甲基)-1-(4-溴苯基）嘧啶-2,4,6(1!1，3!1，5!〇-三 酮(I-I)
[0049] 將 l-(4-溴苯基）嘧啶-(2,4,6(1!1，3!1，5!1)-三酮（1.428,5111111〇1)溶于2〇1^無水乙 醇，室溫加入吲哚-2-甲醛(0.738,5!11111〇1)，回流反應(yīng)111后冷卻至室溫，過濾得粗品，并用水 重結(jié)晶得黃色固體（1-1)1.72g，產(chǎn)率81.5% NMR(300MHz，DMS0-d6)Sl2.45 (saH,indole-NH-)a2.08(saH,indole-NH-)ai.87(saH,-NH-)ai.74(saH,-NH-), 8.41(saH,-CH-),8.35(saH,-CH-),7.75-7.68(m,9H,ArH),7.40-7.31(m,6H,ArH),7.17-7.09(m,3H,ArH).HRMS m/z([M+H] + )calcd for Ci9Hi2BrN3O3^lO.0135；found：410.0128.
[0050] 實(shí)施例2
[0051 ] (E/Z)-5-((lH-吲哚-2-基）亞甲基)-1-(4-氯苯基）嘧啶-2,4,6(1H，3H，5H)-S_ (1-2)的制備
[0052] (D1-G-氯苯基)脲
[0054]參考實(shí)施例1，以對氯苯胺為原料合成1-(4_氯苯基）脲，產(chǎn)率72.3% NMR (300MHz,DMS0-d6)58.78(saH,-NH-),7.71(dJ = 8.4Hz,2H,ArH),7.38(dJ = 8.4Hz,2H, ArH),5.93(s,2H,-NH2).
[0055] (3)l-(4-氯苯基）嘧啶-2,4,6(1H，3H，5H)-S_
[0057] 參考實(shí)施例1，以l-(4-氯苯基）脲為原料合成l-(4-氯苯基）嘧啶-2,4,6(1H，3H， 5!1)-三酮，收率52.0%。1!1匪1?(3001抱，0150-(16)311.51(8，1!1，-噸-)，7.54((1，了 = 8.4!^， 2H,ArH),7.09(dJ = 8.4Hz,2H,ArH),3.72(s,2H,-CH2-).
[0058] (4)"/2)-5-((1!1-吲哚-2-基）亞甲基)-1-(4-氯苯基）嘧啶-2,4,6(1!1，3!1，5!〇-三 酮(1-2)
[0060] 參考實(shí)施例1，以1-(4-氯苯基）嘧啶-2，4，6( 1H，3H，5H)-三酮為原料合成1-2，收率 為87.0% ,M-P-SSSirC-1H NMR(300MHz，DMS0-d6)Sl2.46(s，lH