三环类二氢喹啉衍生物、其制备方法 以及包含它们的药物组合物 本发明涉及新的三环类二氢喹啉化合物、其制备方法、包含它们的药物组合物及其作为抗癌药的应用。
抗癌治疗要求不断开发新的抗肿瘤药物，其目的在于获得活性更高且同时耐受性更好的药物。
除了本发明化合物是新的这个事实外，它们还具有非常有价值的抗肿瘤特性。
具有密切相关结构的化合物已描述于文献中，特别是呋喃并[3，4-b]-喹啉-1-酮化合物作为抗骨质疏松药(专利说明书EP 0 634 169)。
更具体地，本发明涉及式(I)化合物：
其中：
表示单键或双键，
表示环系统，它选自
和
-R6a、R6b和R6c可以是相同的或不同的，各自表示氢原子或直链或支链(C1-C6)烷基，
-当R10表示氢原子时，R6d表示直链或支链(C1-C6)烷基，并且当R10表示直链或支链(C1-C6)烷基时，R6d表示选自氢原子和直链或支链(C1-C6)烷基的基团，
-X表示氧原子或硫原子或基团NR6c，其中R6c表示氢原子或直链或支链(C1-C6)烷基，
-Y表示氧或硫原子，
R1表示氢原子或选自以下的基团：
·芳基，
·杂芳基，
·(C3-C8)环烷基，
·未取代的或被芳基、杂芳基、羟基、直链或支链(C1-C6)烷氧基或式NR7aR7b基团取代的直链或支链(C1-C6)烷基，其中，R7a和R7b可以是相同的或不同的，各自表示未取代的或被羟基或氨基(其本身是未取代的或被一个或两个直链或支链(C1-C6)烷基取代的)取代的直链或支链(C1-C6)烷基，或者R7a和R7b与它们所携带的氮原子一起形成含氮杂环，
·和COR8，其中R8表示基团：
-芳基，
-直链或支链(C1-C6)烷基(未取代的或被式NR7aR7b基团取代的，其中R7a和R7b可以是相同地或不同的，各自表示未取代的或由羟基或氨基(其本身是未取代的或由一个或两个直链或支链(C1-C6)烷基取代的)取代的直链或支链(C1-C6)烷基，或者R7a和R7b与它们所携带的氮原子一起形成含氮杂环)，
-未取代的或由一个或多个芳基、杂芳基或未取代的或由式NR7aR7b基团取代的直链或支链(C1-C6)烷基取代的氨基，其中R7a和R7b可以是相同的或不同的，各自表示未取代的或由羟基或氨基(其本身是未取代的或由一个或两个直链或支链(C1-C6)烷基取代的)取代的直链或支链(C1-C6)烷基，或者R7a和R7b与它们所携带的氮原子一起形成含氮杂环，
-或者OR9，其中R9表示氢原子或芳基，或未取代的或由式NR7aR7b基团取代的直链或支链(C1-C6)烷基，其中R7a和R7b可以是相同的或不同的，各自表示未取代的或由羟基或氨基(其本身是未取代的或由一个或两个直链或支链(C1-C6)烷基取代的)取代的直链或支链(C1-C6)烷基，或者R7a和R7b与它们所携带的氮原子一起形成含氮杂环，
R2、R3、R4和R5可以是相同的或不同的，各自表示：
-氢原子，
-卤素原子，
-直链或支链(C1-C6)烷基，
-直链或支链(C1-C6)烷氧基，
-羟基，
-直链或支链(C1-C6)多卤代烷基，
-硝基，
-未取代的或由一个或两个直链或支链(C1-C6)烷基取代的氨基，
-基团其中m表示1≤m≤4的整数，
或者R2与R3，或R3与R4，或R4与R5与它们所携带的碳原子一起形成5-12元、单-或-二环、芳族或非芳族基团，它不含有或含有1或2个选自O、S和N杂原子的基团并且是未取代的或被一个或多个相同或不同的原子或基团取代的，其中，所述基团选自卤原子和直链或支链(C1-C6)烷基、羟基、直链或支链(C1-C6)烷氧基、直链或支链(C1-C6)多卤代烷基、氨基(未取代的或由一个或多个直链或支链(C1-C6)烷基取代的)、硝基、直链或支链(C1-C6)酰基和(C1-C2)亚烷基二氧基，
R10表示氢原子或直链或支链(C1-C6)烷基，
Ar表示芳基、杂芳基或芳基(C1-C6)烷基，其中烷基部分是直链的或支链的，
其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物。
在可药用酸中，可提到但不限制于盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、乙酸、三氟乙酸、乳酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、富马酸、酒石酸、马来酸、柠檬酸、抗坏血酸、草酸、甲磺酸、苯磺酸、樟脑酸等。
芳基可理解为苯基、联苯基、萘基或四氢萘基，各基团可以是未取代的或由一个或多个相同或不同的取代基取代的，所述取代基选自卤原子和直链或支链(C1-C6)烷基、羟基、直链或支链(C1-C6)烷氧基、直链或支链(C1-C6)多卤代烷基、氨基(未取代的或由一个或多个直链或支链(C1-C6)烷基取代的)、硝基、直链或支链(C1-C6)酰基或(C1-C2)亚烷基二氧基。
杂芳基可理解为5-12元、单-或-二环、含有一个、两个或三个选自氧、氮和硫杂原子的芳基，理解为杂芳基可以是未取代的或由一个或多个相同的或不同的取代基取代的，所述取代基选自卤原子和直链或支链(C1-C6)烷基、羟基、直链或支链(C1-C6)烷氧基、直链或支链(C1-C6)多卤代烷基和氨基(未取代的或由一个或多个直链或支链(C1-C6)烷基取代的)。在杂芳基中，可提到但不限制于噻吩基、吡啶基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、喹啉基、异喹啉基和嘧啶基。
含氮杂环可理解为5-7元、单环、含有一个、两个或三个杂原子的饱和基团，其中杂原子中的一个是氮原子，其他可有可无的杂原子选自氧、氮和硫原子。优选的含氮杂环是吡咯烷基、哌啶基、吗啉基或哌嗪基。
在5-12元、单-或-二环、芳族或非芳族、不含有或含有1或2个选自O、S和N的杂原子的基团中，可提到但不限制于亚苯基、亚萘基、亚环戊基和式G1至G5基团：
优选的式(I)化合物是其中表示双键的那些化合物。
本发明一个有利方面涉及式(I)化合物，其中R10表示氢原子。
本发明另一有利方面涉及式(I)化合物，其中R10表示直链或支链(C1-C6)烷基。
优选的式(I)化合物是其中表示环系统的那些化合物，环系统选自
和
其中R6a、R6b、R6c和R6d如式(I)定义。
本发明另一有利方面涉及式(I)化合物，其中R2、R3、R4和R5可以是相同的或不同的，各自表示氢原子或直链或支链(C1-C6)烷基或直链或支链(C1-C6)烷氧基，或者其中R2和R3或R3和R4与它们所携带的碳原子一起形成5-12元、单-或-二环、芳族或非芳族的基团，它不含有或含有1或2个选自O、S和N的杂原子。
在那些化合物中，特别优选的是其中R3和R4与它们所携带的碳原子一起形成如上定义的式G3或G4基团的那些化合物，和其中R2和R3与它们所携带的碳原子一起形成亚苯基的那些化合物。
本发明一个有利方面涉及式(I)化合物，其中Ar表示芳基。在那些化合物中，特别优选的是其中Ar表示未取代的或取代的苯基的那些化合物。
本发明另一有利方面涉及式(I)化合物，其中Ar表示杂芳基。
优选的式(I)化合物是其中R1表示氢原子、直链或支链(C1-C6)烷基或其中烷基部分为直链或支链(C1-C6)烷基的芳基-烷基的那些化合物。
在优选的本发明化合物中，更具体地可以提到：
-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3，4，9-四氢吡咯并[3，4-b]喹啉-1(1H)-酮，其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物；
-3，3-二甲基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-酮，其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物；
-3，3-二甲基-1，1-二氧-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢-3H-[1，2]氧硫杂环戊二烯并[4，3-b]喹啉，其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物；
-4-苄基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-硫酮，其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物；
-6-甲氧基-4-甲基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉1(3H)-硫酮，其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物；
-9-甲基-6，7-亚甲二氧基-9-苯基-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-酮，其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物；
-9-甲基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并
[3，4-b]喹啉-1(3H)-酮，其光学异构体、与可药用酸的加成盐及其水合物和溶剂化物。
本发明也涉及制备式(I)化合物的方法，该方法的特征在于将式(II)化合物：
其中R1、R2、R3、R4和R5如式(I)定义，
与式(III)化合物：
其中如式(I)定义，
和与式(IV)化合物反应：
其中Ar和R10如式(I)定义，
得到作为式(I)化合物特定实例的式(Ia)化合物：
其中R1、R2、R3、R4、R5、R10和Ar如上文定义，
需要时，将其还原得到作为式(I)化合物特定实例的式(Ib)化合物：
其中R1、R2、R3、R4、R10和Ar如上文定义，
构成式(I)化合物全体的式(1a)和(Ib)化合物需要时按照常规纯化技术纯化，需要时按照常规分离技术分离成其光学异构体，并且需要时用可药用酸转化为其加成盐。
其中包含硫代(＝S)基团的式(1)化合物也可以通过将相应的氧代(＝O)硫化获得。
除了本发明化合物是新的这个事实外，它们还具有非常有价值的药理学特性。它们具有细胞毒性，这使得它们可用于治疗癌症。
本发明也涉及包含至少一种式(I)化合物活性组分的和一种或多种惰性、无毒、适当赋形剂的药物组合物。在本发明药物组合物中，特别提到的是那些适用于口服、肠胃外(静脉内、肌肉内或皮下)或鼻给药的片剂或糖锭剂、舌下片、明胶胶囊、锭剂、栓剂、霜剂、软膏剂、皮肤凝胶、注射剂、可饮用悬浮液。
使用的剂量可根据疾病的性质和严重性、给药途径、病人的年龄和体重以及任何相关的治疗而改变。所述剂量每24小时可在0.5mg-2g范围改变，一次或多次给予。
下列实施例用于说明，但不以任何形式限制本发明。
所使用的起始材料是已知的化合物或按照已知的制备方法制备。
实施例中所描述的化合物的结构已经按照常规光谱测定技术(红外、NMR、质谱)测定。
实施例1：2-甲基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3，4，9-四氢吡咯并[3，4-b]喹啉-1(1H)-酮
向10mmol溶解在乙醇中的3，4-亚甲二氧基-苯胺中加入10mmol N-甲基-四酰胺酸(tetramic acid)(其制备描述于Tet.Lett.1984，25，1871)和10mmol 3，4，5-三甲氧基苯甲醛，然后将反应混合物加热回流。冷却后，过滤所得到的沉淀，然后洗涤并重结晶，得到预期产物。
实施例2：6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-2，3，4，9-四氢吡咯并[3，4-b]喹啉-1(1H)-酮
按照实施例1描述的方法，用四酰胺酸代替N-甲基-四酰胺酸，得到预期产物。
熔点：244℃。
实施例3：3，3-二甲基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-酮
按照实施例1描述的方法，从3，4-亚甲二氧基-苯胺、5，5-二甲基-四氢呋喃-2，4-二酮(其制备描述于Chem.Pharm.Bull.1984，32，3724)和3，4，5-三甲氧基苯甲醛开始，得到预期产物。
熔点：＞260℃。
实施例4：3，3-二甲基-1，1-二氧-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢-3H-[1，2]氧硫杂环戊二烯并[4，3-b]喹啉
按照实施例1描述的方法，从3，4-亚甲二氧基-苯胺、5，5-二甲基-2，2-二氧[1，2]-氧硫杂环戊-4-酮(其制备描述于Tetrahedron 1997，17795)和3，4，5-三甲氧基苯甲醛开始，得到预期产物。
熔点：270-280℃。
实施例5：4-苄基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-硫酮
步骤A：4-苄基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-酮
按照实施例1描述的方法，从N-苄基-3，4-亚甲二氧基-苯胺、特窗酸和3，4，5-三甲氧基苯甲醛开始，得到预期产物。
熔点：236℃。
元素微量分析： ％C ％H ％N
计算值： 68.98 5.17 2.87
实测值： 68.95 5.27 2.83
步骤B：4-苄基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-硫酮
向10mmol上述步骤中得到的溶解在甲苯和二甲基亚砜混合物中的化合物中加入50mmol Lawesson’s试剂。将反应混合物加热回流1小时，恢复到室温后，蒸发掉溶剂，所得到的残渣通过在硅胶上色谱层析(洗脱剂：二氯甲烷)纯化，得到预期产物。
熔点：129.5℃。
实施例6：6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-硫酮
按照实施例5描述的方法，从3，4-亚甲二氧基-苯胺、特窗酸和3，4，5-三甲氧基苯甲醛开始，得到预期产物。
实施例7：7-(3，4，5-三甲氧基苯基)-7，11-二氢苯并[h]呋喃并[3，4-b]喹啉-8(10H)-硫酮
按照实施例5描述的方法，从1-萘胺、特窗酸和3，4，5-三甲氧基苯甲醛开始，得到预期产物。
实施例8：6-甲氧基-4-甲基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-硫酮
步骤A：N-甲基-3-甲氧基苯胺
将3-甲氧基苯胺(10mmol)的甲酸(36ml)溶液加热回流1小时。除去过量的甲酸后，所得到的残渣用水稀释，然后用二氯甲烷提取。蒸发合并的有机相。所得到的残渣溶解在乙醚中，然后在10C下分次加入氢化锂铝(42mmol)。在室温下搅拌3小时后，加入水和10％氢氧化钠溶液，然后将混合物通过硅藻土过滤。将滤液干燥并蒸发，所得到的残渣通过用二氯甲烷作为洗脱剂在硅胶上色谱层析进行纯化，得到油状物形式的预期产物。
步骤B：6-甲氧基4-甲基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-硫酮
按照实施例5描述的方法，用上述步骤得到的化合物代替N-苄基-3，4-亚甲二氧基苯胺，得到预期产物。
熔点：198-200℃。
实施例9：9-甲基-6，7-亚甲二氧基-9-苯基-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-酮
将100mmol苯乙酮加到10mmol溶解在三氟乙酸中的特窗酸中，将反应混合物加热回流3小时，然后，加入10mmol的3，4-亚甲二氧基苯胺并将该溶液加热回流2小时30分钟。减压蒸发掉溶剂后，所得到的残渣通过在硅胶上色谱层析(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯90/10)纯化，得到预期产物。
熔点：＞260℃。
元素微量分析： C％ H％ N％
计算值： 71.02 4.70 4.36
实测值： 70.93 4.84 4.20
实施例10：9-甲基-6，7-亚甲二氧基-9-(3，4，5-三甲氧基苯基)-4，9-二氢呋喃并[3，4-b]喹啉-1(3H)-酮
按照实施例9描述的方法，用3，4，5-三甲氧基苯乙酮代替苯乙酮，得到预期产物。
熔点：＞260℃。
元素微量分析： C％ H％ N％
计算值： 64.22 5.14 3.40
实测值： 64.15 5.33 3.34
本发明化合物的药理学研究
实施例11：体外细胞毒性
使用三个细胞系：
-1个鼠科的白血病细胞系，L1210，
-1个人的非-小-细胞肺癌细胞系，A549，
-1个人的结肠癌细胞系，HT29。
将细胞在含有10％胎牛血清、2mM谷氨酸盐、50单位/ml青霉素、50μg/ml链霉素和10mM Hepes且pH＝7.4的RPMI 1640全培养基中培养。细胞在微量培养皿中分布并暴露到细胞毒性化合物中。将细胞孵育2天(L1210)或4天(A549，HT29)。通过比色测定确定能生长发育细胞的数目，the Microculture Tetrazolium Assay(Cancer Res.1987，47，939-942)。
所得到的结果显示，本发明化合物具有体外细胞毒性。
作为实例，实施例5化合物的IC50(抑制50％治疗细胞增殖的细胞毒性药物的浓度)为0.19μM(L1210)。
实施例12：药物组合物
制备1000片各含10mg活性组分的片剂的配方
实施例5化合物………………………………………10g
羟丙基纤维素…………………………………………2g
麦淀粉 ………………………………………………10g
乳糖 ………………………………………………100g
硬脂酸镁………………………………………………3g
滑石粉 ………………………………………………3g