一种 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物及其制备方法和应用 ( 一 ) 技术领域
本发明涉及一类具有抗肿瘤活性的新物质 : 如式 (I) 所示的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮 类化合物以及所述化合物的制备方法, 及其在制备抗肿瘤药物, 尤其是在抗子宫内膜癌药 物中的应用。
( 二 ) 背景技术
恶性肿瘤是严重危害人类健康的常见病之一。据最新报道, 全世界有 4000 多万人 患恶性肿瘤, 其中每年新增患者 900 多万、 死亡 700 多万, 我国每年恶性肿瘤发病人数约 160 万、 死亡约 130 万。目前恶性肿瘤发生与死亡还有日趋严重的趋势, 有些地区已经成为人口 死亡的首要原因。因此, 开发新颖的抗肿瘤药物具有重要的意义。
5- 氟嘧啶类化合物是一种含氟原子的化合物。由于氟原子半径小、 又具有最大的 电负性, 所形成的 C-F 键能要比 C-H 键能大得多, 增加了含氟有机物的稳定性 ; 且由于氟原 子的体积小, 因而常认为是 H 原子的非经典的电子等排体, 易产生拮抗作用, 即: 不干扰含 氟药物与相应细胞受体间的相互作用, 能在分子水平代替正常代谢药物, 欺骗性地掺入生 物大分子, 导致致死合成。 当药物分子中引入氟原子时, 其电效应和模拟效应不仅改变了分 子内部电子密度的分布, 而且还能提高化合物的脂溶性和渗透性, 在生物膜上的溶解性得 到增强, 促进其在生物体内吸收与传递速度, 使生理作用发生变化。所以, 含氟药物具有用 量少、 毒性低、 药效高、 代谢能力强等特点。
含氟药物的研究开发, 主要集中在含氟芳香、 杂环化合物的研究开发上, 如 5- 氟 脲嘧啶具有很好的抗肿瘤作用, 已经广泛应用于临床中。通过对 5- 氟脲嘧啶进行结构修 饰, 制备具有抗肿瘤活性的含氟新药, 具有非常重大的意义。 ( 三 ) 发明内容
本发明目的是提供一类新的具有抗肿瘤活性的 5- 氟嘧啶酮类化合物 : 2- 氨 基 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物, 和该类化合物的制备方法, 以及在制备抗肿瘤药物, 尤 其是在抗子宫内膜癌药物中的应用。
本发明采用的技术方案是 :
一种如式 (I) 所示的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物 :
式 (I) 中, R1 为 H 或 CH3 ; R2 为 C7 ~ C10 的有一个苯基取代的取代烷基、 苯基或 C6 ~ C10 的苯环上有 1 ~ 3 个取代基的取代苯基, 所述的取代基为甲基、 乙基、 Cl、 F、 硝基、 三氟甲基或甲氧基 ; 或者 R1、 R2 连接成环并与同 R1、 R2 相连的 N 构成哌嗪基。
所述的取代烷基优选为 : 苄基、 1- 苯乙基、 2- 苯乙基、 1- 苯丙基或 3- 苯丙基。
所述的取代苯基优选为 : 邻甲苯基、 间甲苯基、 对甲苯基、 邻乙苯基、 间乙苯基、 对 乙苯基、 2, 5- 二甲基苯基、 邻氯苯基、 间氯苯基、 对氯苯基、 2, 4- 二氯苯基、 2, 5- 二氯苯基、 邻氟苯基、 间氟苯基、 对氟苯基、 2, 4- 二氟苯基、 2, 5- 二氟苯基、 2, 6- 二氟苯基、 4- 硝基苯 基、 4- 三氟甲基苯基、 邻甲氧基苯基、 间甲氧基苯基、 对甲氧基苯基。
本发明还提供所述的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物的制备方法, 所述的方法为 : 如式 (IV) 所示的 2- 氯 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮, 与胺类化合物 NHR1R2 在有机溶剂中, 100℃~ 回流温度下反应 2 ~ 8 小时, 反应液经后处理得到如式 (I) 所示的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类 化合物 ; 所述有机溶剂为 N, N- 二甲基甲酰胺、 N, N- 二甲基乙酰胺中的一种或两种任意比例 的混合 ;
所述反应的反应式如下 :(IV) (I)
所 述 2- 氯 -5- 氟 嘧 啶 -4(3H)- 酮 与 胺 类 化 合 物 NHR1R2 的 物 质 的 量 之 比 为 1 ∶ 0.8 ~ 3.0, 优选 1 ∶ 1 ~ 3, 最优选 1 ∶ 1.5。
所述有机溶剂的用量以 2- 氯 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮的质量计为 5 ~ 25mL/g。
所述反应液后处理方法为 : 反应结束后, 反应液冷却后倒入冷水中, 析出固体, 过 滤, 滤饼洗涤、 干燥得到如式 (I) 所示的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物。
所述如式 (IV) 所示的 2- 氯 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮可按以下方法制备得到 :
以 如 式 (II) 所 示 的 5- 氟 尿 嘧 啶 (5-Fu) 为 起 始 原 料, 经 氯 化 得 到 如 式 (III) 所示的中间体 2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶, 然后经脱氯得到如式 (IV) 所示的 2- 氯 -5- 氟嘧 啶 -4(3H)- 酮。合成路线如下 :
更具体的, 制备如式 (III) 所示的 2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶的方法为 :
在有机胺存在下, 如式 (II) 所示的 5- 氟尿嘧啶 (5-Fu) 与三氯氧磷在 100℃~回 流温度下进行氯化反应, 反应完全后减压脱除三氯氧磷, 然后加入冰水水解、 再用 CH2Cl2 萃 取, 萃取液经酸洗、 水洗, 减压脱除溶剂得到如式 (III) 所示的 2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶。所述 有机胺为吡啶、 N, N- 二甲基苯胺, 所述 5- 氟尿嘧啶与有机胺的物质的量之比为 1 ∶ 1.0 ~ 1.5, 所述 5- 氟尿嘧啶与三氯氧磷的物质的量数之比为 1 ∶ 2.0 ~ 10.0。
反应式如下 :
制备如式 (IV) 所示的 2- 氯 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮的方法为 :
将如式 (III) 所示的 2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶加入到有机溶剂 A 中, 与 5 ~ 20wt% 的氢氧化钠溶液在 25℃~回流温度下进行脱氯化反应, 反应完全后用盐酸调 pH 为 2 ~ 4, 然后过滤, 得滤液 A 和固体 A ; 滤液 A 用二氯甲烷萃取, 洗涤, 脱除溶剂, 得固体 B ; 合并固 体 A 和固体 B, 干燥得到如式 (IV) 所示的 2- 氯 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮。所述有机溶剂 A 为四氢呋喃或丙酮, 所述 2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶与氢氧化钠溶液中 NaOH 的物质的量之比为 1 ∶ 1.0 ~ 2.0。
反应式如下 :
本发明所述的如式 (I) 所示的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物可应用于制备抗肿 瘤药物, 特别应用于制备抗子宫内膜癌药物。经测试, 本发明 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合 物在一定浓度下可明显抑制肿瘤细胞的生长, 可用于制备抗肿瘤药物应用于子宫内膜癌等 肿瘤疾病的治疗。
更具体的, 所述应用于制备抗子宫内膜癌药物的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物为 下列之一 :
更为优选的, 所述应用于制备抗子宫内膜癌药物的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物 为下列之一 :
本发明的有益效果主要体现在 : (1) 提供了一种 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物的 制备方法 ; (2) 提供了一种新的、 有明显抗肿瘤活性的抗肿瘤药物, 为新药筛选提供研究基 础, 具有重大应用前景 ; (3) 制备流程简单, 利于产业化生产。
( 四 ) 具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述, 但本发明的保护范围并不仅限于 此:
实施例 1 : 制备 2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶 (III)
将 39.0g(0.3mol)5-FU、 187ml(2.1mol)POCl3 加入反应瓶中, 搅拌, 常温下滴加 N, N- 二甲基苯胺 40.0g(0.33mol), 滴完后加热至回流反应 4h, 减压脱除 POCl3, 加入 200mL 冰水水解、 再加入 3*30mLCH2Cl2 萃取, 萃取液用 2*30mL 25%盐酸酸洗、 水洗, 减压脱除溶剂, 得 2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶 42.8g, 熔点 36-37℃ ( 未校正 ), 收率 85.4%。
实施例 2 : 制备 2- 氯 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮 (IV)
将 16.7g(0.1mol)2, 4- 二氯 -5- 氟嘧啶, 20ml THF 投入三口反应瓶中, 滴加 10% NaOH 溶液 60g( 其中 NaOH 为 0.15mol), 滴完后加热至回流反应 4h, 冷却, 用 25% HCl 调至 pH = 3, 过滤, 得滤液 A 和固体 A ; 滤液 A 用 2*20mL 二氯甲烷萃取, 洗涤, 脱除溶剂, 得固体 B; 合并 A 和 B, 干燥, 得米黄色产物 2- 氯 -5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮 (IV)10.0g, 收率为 67.3%。
实施例 3 : 制备 5- 氟 -2-( 苯基胺基 ) 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-1)
将 1.50gIV、 1.20g 苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 加热回流反应 6h ; 反应液冷却后 倾入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下 干燥, 得 5- 氟 -2-( 苯基胺基 ) 嘧啶 -4(3H)- 酮 1.72g。
熔点 : 275-277℃ ( 未校正 ), 收率 82.9% ; 1
HNMR(500MHz, DMSO, δppm) : 7.04(t, 1H, J = 7.3Hz, 4 ′ -H), 7.32(t, 2H, J= 8.0Hz, 3 ′, 5 ′ -H), 7.55(d, 2H, J = 8.0Hz, 2 ′, 6 ′ -H), 7.86(s, 1H, 6-H), 8.72(br s, 1H, -NH), 11.40(br s, 1H, 3-NH)。
实施例 4 : 制备 5- 氟 -2-[(2- 甲基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-2)
0.80gIV、 1.74g 邻甲基苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 加热回流反应 6h ; 冷却后倾 入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下干 燥, 得 5- 氟 -2-[(2- 甲基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 0.86g。
熔点 : 230-231℃ ( 未校正 ), 收率 72.8% ; 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 2.21(s, 3H, -CH3), 7.05(t, 1H, J = 7.5Hz, 4′ -H), 7.18(t, 1H, J = 7.8Hz, 5 ′ -H), 7.22(d, 1H, J = 7.5Hz, 6 ′ -H), 7.75(br s, 2H, 6-H, 3′ -H), 8.01(br s, 1H, -NH), 11.69(brs, 1H, 3-NH)。
实施例 5 : 制备 5- 氟 -2-[(3- 甲基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-3)
1.50gIV、 1.63g 间甲基苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 加热回流反应 6h ; 冷却后倾 入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下干 燥, 得 5- 氟 -2-[(3- 甲基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 2.01g。
熔点 : 256-258℃ ( 未校正 ), 收率 90.8%。 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 2.29(s, 3H, -CH3), 6.86(d, 1H, J = 7.5Hz, 6′ -H), 7.20(t, 1H, J = 7.8Hz, 5′ -H), 7.35(d, 1H, 4′ -H), 7.36(s, 1H, 2′ -H), 7.85(s, 1H, 6-H), 8.68(br s, 1H, -NH), 11.40(br s, 1H, 3-NH) ;
实施例 6 : 制备 5- 氟 -2-[(4- 甲基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-4)
1.50gIV、 1.67g 对甲基苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 在 120℃下反应 6h ; 冷却后 倾入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下 干燥, 得 5- 氟 -2-[(4- 甲基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 2.11g。
熔点 : 283-285℃ ( 未校正 ), 收率 95.3% ; 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 2.26(s, 3H, -CH3), 7.12(d, 2H, J = 8.5Hz, 2 ′, 6 ′ -H), 7.42(d, 2H, J = 8.5Hz, 3 ′, 5 ′ -H), 7.82(s, 1H, 6-H), 8.65(br s, 1H, -NH), 11.36(br s, 1H, 3-NH)。
实施例 7 : 制备 5- 氟 -2-[(3- 氯苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-5)
1.50gIV、 1.91g 间氯苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 加热回流反应 6h ; 冷却后倾入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下干燥, 得 5- 氟 -2-[(3- 氯苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 2.32g。
熔点 : 285-287℃ ( 未校正 ), 收率 95.8% ; 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 7.08(d, 1H, J = 7.5Hz, 6 ′ -H), 7.33(t, 1H, J= 8.0Hz, 5 ′ -H), 7.38(d, 1H, J = 8.0Hz, 4 ′ -H), 7.87(s, 1H, 2 ′ -H), 7.91(s, 1H, 6-H), 9.01(br s, 1H, -NH), 11.58(br s, 1H, 3-NH)。
实施例 8 : 制备 5- 氟 -2-[(4- 氯苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-6)
1.50gIV、 1.94g 对氯苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 在 120℃下反应 6h ; 冷却后倾 入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下干 燥, 得 5- 氟 -2-[(4- 氯苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 2.12g。
熔点 : 270-273℃ ( 未校正 ), 收率 87.6% ; 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 7.37(d, 2H, J = 9.0Hz, 2′, 6′ -H), 7.60(d, 2H, J = 9.0Hz, 3′, 5′ -H), 7.87(s, 1H, 6-H), 8.88(br s, 1H, -NH), 11.51(br s, 1H, 3-NH)。
实施例 9 : 制备 5- 氟 -2-[(4- 氟苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-7)
1.50gIV、 1.72g 对氟苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 在 120℃下反应 6h ; 冷却后倾 入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下干 燥, 得 5- 氟 -2-[(4- 氟苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 2.12g。
熔点 : 292-295℃ ( 未校正 ), 收率 94.7% ; 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 7.16(t, 2H, J = 9.0Hz, 3′, 5′ -H), 7.55(dd, 2H, J1 = 9.0, J2 = 5.0Hz, 2 ′, 6 ′ -H), 7.82(d, 1H, J = 3.5Hz, 6-H), 8.81(br s, 1H, -NH), 11.46(br s, 1H, 3-NH)。
实施例 10 : 制备 5- 氟 -2-[(2, 4- 二氟苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-8)
1.50gIV、 1.96g 2, 4- 二氟苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 在 110℃下反应 6h ; 冷却 后倾入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃ 下干燥, 得 5- 氟 -2-[(2, 4- 二氟苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 1.79g。熔点 : 253-254℃ ( 未校正 ), 收率 79.4%。 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 7.09(t, 1H, J = 8.0Hz, 3 ′ -H), 7.36(t, 1H, J= 9.0Hz, 5′ -H), 7.82(s, 1H, 6-H), 8.02(br s, 1H, 6′ -H), 8.54(br s, 1H, -NH), 11.70(br s, 1H, 3-NH) ;
实施例 11 : 制备 5- 氟 -2-[(4- 甲氧基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-9)
1.50gIV、 1.93g 对甲氧基苯胺、 15ml DMF 投入反应瓶中, 在 120℃下反应 6h ; 冷却 后倾入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃ 下干燥, 得 5- 氟 -2-[(4- 甲氧基苯基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 2.02g。
熔点 : 225-228℃ ( 未校正 ), 收率 85.1% ; 1
H NMR(500MHz, DMSO, δppm) : 3.73(s, 3H, -CH3), 6.90(d, 2H, J = 9.0Hz, 2 ′, 6′ -H), 7.41(d, 2H, J = 9.0Hz, 3′, 5′ -H), 7.78(s, 1H, 6-H), 8.57(s, 1H, -NH), 11.36(s, 1H, 3-NH)。
实施例 12 : 制备 5- 氟 -2-[ 甲基 (1- 苯乙基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 (I-10)
0.50gIV、 1.44g N- 甲基 -1- 苯乙胺、 10ml DMF 投入反应瓶中, 加热回流反应 8h ; 冷却后倾入 200mL 冷水中, 析出固体, 过滤, 滤饼依次用 10mL 蒸馏水、 10mL 石油醚洗涤, 在 60℃下干燥, 得 5- 氟 -2-[ 甲基 (1- 苯乙基 ) 胺基 ] 嘧啶 -4(3H)- 酮 0.43g。
熔点 : 215-216℃ ( 未校正 ), 收率 51.6% ; 1
HNMR(500MHz, CDCl3, δppm) : 1.57(d, J = 7.0Hz, 3H, -CH3), 2.82(s, 3H, -NCH3), 6.06(q, 1H, J = 7.0Hz, -CH), 7.28(t, 1H, J = 7.0Hz, 4′ -H), 7.30(d, 2H, J = 7.0Hz, 2′, 6 ′ -H), 7.35(t, 2H, J = 7.5Hz, 3 ′, 5 ′ -H), 7.77(d, 1H, J = 3.0Hz, 6-H), 10.85(br s, 1H, -NH)。
实施例 13 ~ 22 : 抗子宫内膜癌活性测试
测试方法 : 体外抗肿瘤活性测试方法 :
A. 原理 : 细胞通过线粒体水解酶将噻唑兰 (MTT) 分解为不溶于水的兰紫色结晶并 沉积在细胞中, 结晶物能被二甲基亚砜溶解, 用酶联免疫检测仪在 490nm 波长处测定其光 吸收值, 间接反映细胞的增殖情况和数量变化。
B. 细胞 : Ishikawa, 子宫内膜癌细胞株。
C. 实验步骤
(1) 样品的准备 : 取化合物 I-1 ~ I-12, 对于可溶样品, 每 1mg 用 20μLDMSO 溶解, 取 2μL 用 1000μL 培养基 ( 见下面 (2) 细胞的培育中培养基的配制 ) 稀释, 使浓度分别为 100μg/mL、 10μg/mL 和 1μg/mL。
(2) 细胞的培养
培养基的配制 : 每 1000mL 培养基中含 80 万单位青霉素、 1.0g 链霉素、 10%灭活小 牛血清。
细胞的培养 : 将肿瘤细胞接种于培养基中, 置 37℃、 5% CO2 培养箱中培养, 3 ~ 5d 传代。
(3) 测定样品对肿瘤细胞生长的抑制作用
将细胞用 EDTA- 胰酶消化液消化, 并用培养基稀释成 1×106/mL, 加到 96 孔细胞培 养板中, 每孔 100μL, 置 37℃、 5% CO2 培养箱中培养。 接种 24h 后, 倾去培养基, 加入用培养 基稀释的样品, 每孔 200μL, 每个浓度加 3 孔, 置 37℃、 5% CO2 培养箱中培养, 72h 后在细胞 培养孔中加入 5mg/mL 的 MTT, 每孔 10μL, 置 37℃孵育 3h, 加入 DMSO, 每孔 150μL, 用振荡器 振荡, 使甲臢完全溶解, 用酶标仪在 490nm 波长下比色。以同样条件用不含样品、 含同样浓 度 DMSO 的培养基培养的细胞作为对照, 计算样品对肿瘤细胞生长的半数抑制浓度 (IC50)。
对照例 :
按照实施例 15 ~ 26 的体外抗肿瘤活性测试方法进行测试, 所不同的是, 使用的样 品是 5-Fu 药品。
抗肿瘤活性测试结果
将制备的 5- 氟嘧啶 -4(3H)- 酮类化合物 I-1 ~ I-12 进行了抗 Ishikawa 活性测 试, 试验结果如下 :
表1: 化合物对 Ishikawa 的 IC50(μmol/L)
实施例 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 对照例
化合物 I-1 I-2 I-3 I-4 I-5 I-6 I-7 I-8 I-9 I-10 5-FuIC50μmol/L 28.4 > 400 > 400 120 47.0 69.5 207 125 164 > 400 45.5评价 有效 无效 无效 弱效 有效 有效 微效 弱效 弱效 无效 有效按照抗肿瘤活性的评价标准, 化合物 I-1、 I-5 和 I-6 具有较好的抗 Ishikawa 子宫 内膜癌细胞活性, 化合物 I-4、 I-8 和 I-9 具有一定的抗 Ishikawa 子宫内膜癌细胞活性。12