CN102115469A

CN102115469A - 吲哚啉-2-酮类衍生物的制备和用途

Info

Publication number: CN102115469A
Application number: CN2011100677761A
Authority: CN
Inventors: 邹宏斌; 张良; 欧阳竞锋; 俞永平
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2011-07-06

Abstract

本发明提供一种吲哚啉-2-酮类衍生物及其的可药用的盐。通过将6-(二甲氧基甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-甲酸与取代的胺在催化剂作用下发生酸与胺的缩合反应，而后在酸的催化下6位脱保护形成醛基，醛基与取代吲哚-2-酮或其氮杂衍生物在碱的催化下反应得到。本发明提供的化合物体外对三株肿瘤细胞毒活性试验表明，部分化合物的活性与阳性对照抗肿瘤药物相当，可在制备防治肿瘤疾病药物中进行应用。结构通式如下：

Description

吲哚啉-2-酮类衍生物的制备和用途

技术领域

本发明属药物化学和药理学领域，涉及吲哚啉-2-酮类衍生物的制备方法，以及该类化合物在制备抗肿瘤药物中的用途。

背景技术

癌症是一种严重威胁人类健康的常见病和多发病，近十年来的统计数据表明：全世界每年平均新发癌症病人约1000万人以上，死于癌症的约700多万人，人类因癌症而引起的死亡率仅次于心脑血管疾病，列第二位。酪氨酸激酶在肿瘤发生和发展过程中扮演重要角色，它介导很多信号通路从而调节细胞的生长、分化、迁移和凋亡等各个生命过程，其过量表达能引发许多疾病例如恶性肿瘤。近年来，以酪氨酸蛋白激酶为靶点的抑制剂的研究越来越多，并且在肿瘤治疗上取得了令人鼓舞的重要进展。

舒尼替尼（Sunitinib）是一种新型靶向多个酪氨酸蛋白激酶的抗肿瘤口服药物，用于治疗对标准疗法没有响应或不能耐受的胃肠道基质瘤和转移性肾细胞癌（Turner, M., Mee, P. J., Costello, P. S., Williams, O. Nature 1995, 378, 298）。2006年1月美国食品和药品管理局(FDA)正式批准了舒尼替尼用于治疗上述两种肿瘤, 并通过FDA授予的“快通道”审批地位。本发明专利基于前期研究基础，对舒尼替尼进行了结构改造，试图发现活性更好的酪氨酸蛋白酶抑制剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种吲哚啉-2-酮类衍生物，以及它们的可药用的盐，具有以下结构通式：

Figure 2011100677761100002DEST_PATH_IMAGE001

式（1）

其中： X，Y，Z，W相同或不同，选用碳，氮；R₁，R₂，R₃，R₄相同或不同，选用氢，硝基，卤素，羟基，胺基，含1-8个碳的饱和或不饱和烃基或烷氧基或含1-8个碳的烷胺基，且当X，Y，Z，W任何之一为氮时，相应的连接在该原子上的取代基R₁，R₂，R₃，R₄不存在；取代基R可选用1-5个碳的饱和或不饱和烃基、烷胺基甲基、烷胺基乙基、杂环烷基。其优选的式（1）化合物是：

I-a：(Z)-N-[(2-二甲基胺)乙基]-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺

I-b：(Z)-N-[(2-二乙基胺)乙基]-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺盐酸盐

I-c：(Z)-N-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-N-(2-吗啉乙基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺

I-d：(Z)-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-N-(2-哌啶乙基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺

I-e：(Z)-N-[(2-二甲基胺)乙基]-2-酮-6-(2-酮-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-3-烯甲基)-1,2-二氢吡啶-3-酰胺

I-f：(Z)-N-[(2-二乙基胺)乙基]-2-酮-6-(2-酮-1H-吡咯[3,2-b]吡啶-3-烯甲基)-1,2-二氢吡啶-3-酰胺

。

本发明的另一个目的是提供一种吲哚啉-2-酮类衍生物及其可药用的盐的制备方法，通过以下方案实现：将6-(二甲氧基甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-甲酸与取代的胺在催化剂作用下发生酸与胺的缩合反应，而后在酸的催化下6位脱保护形成醛基，醛基与芳环取代或氮杂的吲哚啉-2-酮在碱的催化下反应得到吲哚啉-2-酮类衍生物。反应式为：

Figure 2011100677761100002DEST_PATH_IMAGE003

其中：X，Y，Z，W和基团R₁，R₂，R₃，R₄以及R的定义与式（1）中的相同。

本发明的又一目的是提供吲哚啉-2-酮类衍生物及其可药用的盐在防治肿瘤疾病药物中的应用。初步的药理实验表明本发明式（1）化合物体外对人前列腺癌细胞（PC-3），人慢性髓原细胞白血病细胞（K562），人急性白血病细胞（HL60）的有较好的生长抑制作用，体外活性半数抑制浓度（IC₅₀值）显示，部分化合物其对部分细胞株的抑制活性与舒尼替尼相当，表明此类衍生物有可能发展成为新的防治肿瘤药物。

本发明的有益之处是：以蛋白激酶B抑制剂舒尼替尼为先导化合物，通过合理设计得到吲哚啉-2-酮类衍生物；提供了该类化合物及其可药用的盐的制备方法；提供的吲哚啉-2-酮类衍生物及其可药用的盐具有重要的生物活性，体外对多株肿瘤细胞有抑制作用，有望成为新的防治肿瘤药物。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本发明。下述实施例给出了代表性化合物的合成及相关结构鉴定数据。必须说明，下述实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例1：(Z)-N-[(2-二甲基胺)乙基]-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺（I-a）的制备

本例涉及到一类吲哚啉-2-酮类衍生物（I）的一般合成方法。具体涉及(Z)-N-[(2-二甲基胺)乙基]-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺（I-a）的合成。化合物6-(二甲氧基甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-甲酸（213 mg, 1.0 mmol）、EDC（229 mg，1.2 mmol)、HOBt（160 mg，1.2 mmol）溶于DMF（25 mL）中，冰浴冷却至5 °C左右，反应十分钟后，加入N, N-二甲基乙二胺（106 mg，1.2 mmol），搅拌过夜。然后蒸去DMF得黄色油状物，接着向该体系中加入1 mL浓盐酸、1 mL水和5 mL冰醋酸在60 °C下反应2.5小时，并减压浓缩得黄色油状物质。向该体系中加入甲醇（25 mL），用三乙胺调节pH值为7.0得体系B，向该体系中加入5-氟-吲哚啉-2-酮（50 mg，0.33 mmol）、哌啶（0.08 mL），回流4小时冷却后加入少量乙醚析出黄色固体，抽滤得纯品I-a（38 mg），总收率30.4%。¹H NMR (500 MHz, DMSO-d ₆):

14.44 (1H, s), 11.46 (1H, s), 9.91 (1H, t, J = 6 Hz), 8.46 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.81 (1H, s), 7.74 (1H, dd, J = 2.5 Hz, 8.5 Hz), 7.17-7.21 (1H, m), 6.93-6.96 (2H, m), 3.68 (2H, q, J = 6.0 Hz), 3.17-3.22 (2H, m), 2.77 (6H, s), LCMS m/z [M+H]⁺ 371 calcd for C₁₉H₁₉FN₄O₃ 370 。

实施例2：(Z)-N-[(2-二乙基胺)乙基]-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺盐酸盐（I-b）的制备

根据实施例1的方法，用N, N-二乙基乙二胺替代N, N-二甲基乙二胺得化合物I-b（总收率：29.6％）。¹H NMR (500 MHz, DMSO-d ₆):

14.44 (1H, s), 11.49 (1H, s), 9.93-10.00 (1H, br s), 9.92 (1H, t, J = 6 Hz), 8.45 (1H, d, J =7.5 Hz), 7.82 (1H, s), 7.74 (1H, dd, J = 2.5 Hz, 8.5 Hz), 7.16-7.20 (1H, m), 6.93-6.95 (2H, m), 3.71 (2H, q, J = 6.5 Hz), 3.27-3.23 (2H, m), 3.23-3.16 (4H, m), 1.23 (6H, t, J = 7.5 Hz); ¹³C NMR (125 MHz, DMSO-d ₆): 169.29, 164.05, 161.68, 158.84 (d, J = 235.625 Hz), 144.22, 143.85, 138.44, 131.98, 129.50, 125.29 (d, J = 9.25 Hz), 122.72, 117.94 (d, J = 24.375 Hz), 114.50, 112.12 (d, J = 8 Hz), 109.17 (d, J = 25.75 Hz), 49.99, 47.36, 34.34, 8.96; ESI-MS m/z [M+H-HCl]⁺ 399, calcd for C₂₁H₂₄ClFN₄O₃ 434 。

实施例3：(Z)-N-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-N-(2-吗啉乙基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺（I-c）的制备

根据实施例1的方法，用2-吗啉乙胺替代N, N-二甲基乙二胺得化合物I-c（总收率：30.8％）。¹H NMR (500 MHz, DMSO-d ₆):

14.36 (1H, s), 11.44 (1H, s), 9.86 (1H, t, J = 5.5 Hz), 8.43 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.78 (1H, s), 7.72 (1H, dd, J = 2.5 Hz, 8.5 Hz), 7.15-7.19 (1H, m), 6.89-6.92 (2H, m), 3.57 (4H, t, J = 4.5 Hz), 3.43 (2H, q, J = 6 Hz), 2.45 (2H, t, J = 6 Hz), 2.36-2.43 (4H, m); LCMS m/z [M+H]⁺ 413 calcd for C₂₁H₂₁FN₄O₄ 412 。

实施例4：(Z)-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-N-(2-哌啶乙基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺（I-d）的制备

根据实施例1的方法，用2-哌啶乙胺替代N, N-二甲基乙二胺得化合物I-d（总收率：30.0％）。¹H NMR (500 MHz, DMSO-d ₆):

14.38 (1H, s), 11.46 (1H, s), 9.87 (1H, t, J = 5 Hz), 8.45 (1H, d, J = 7 Hz), 7.80 (1H, s), 7.76 (1H, dd, J = 2.5 Hz, 9 Hz), 7.21-7.17 (1H, m), 6.95-6.92 (2H, m), 3.52-3.41 (2H, m), 2.46-2.34 (4H, m), 1.60-1.48 (4H, m), 1.48-1.35 (2H, m); LCMS m/z [M+H]⁺ 411.36 calcd for C₂₂H₂₃FN₄O₃ 410 。

实施例5：(Z)-N-[(2-二甲基胺)乙基]-2-酮-6-(2-酮-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-3-烯甲基)-1,2-二氢吡啶-3-酰胺（I-e）的制备

Figure 2011100677761100002DEST_PATH_IMAGE009

根据实施例1的方法，用7-氮杂吲哚啉-2-酮替代5-氟-吲哚啉-2-酮得化合物I-e（总收率：26.9％）。¹H NMR (500 MHz, DMSO-d ₆):

14.26 (1H, s), 12.02 (1H, br s), 9.91 (1H, t, J = 6 Hz), 8.47 (1H, d, J = 7.5 Hz), 8.23 (1H, dd, J = 1.5 Hz, 5Hz), 8.14 (1H, dd, J = 1.5 Hz, 7.5 Hz),7.83 (1H, s), 7.16 (1H, dd, J = 5 Hz, 7.5 Hz), 7.00 (1H, dd, J = 1.5 Hz, 7.5 Hz), 3.70 (2H, q, J = 6 Hz), 3.24 (2H, t, J =5 Hz), 2.80 (6H, s); LCMS m/z [M+H]⁺ 354 calcd for C₁₈H₁₉N₅O₃ 353。其中7-氮杂吲哚啉-2-酮由7-氮杂吲哚经两步反应制备得到。7-氮杂吲哚(1.5 g，12.7mmol) 溶于100 mL水和100 mL叔丁醇的混合溶液中，室温下缓慢滴加Br₂(2.6 mL，50.5 mmol)，过滤得黄色固体并干燥得中间体3,3-二溴-7-氮杂吲哚啉-2-酮。中间体(2.2g，10mmol)与5% Pd-C(4g)依次加入到乙醇（50 mL）中，经氢气还原，过滤得黄色溶液，加入三乙胺调节pH值为中性，旋去乙醇，加少量的乙醚后析出固体，抽滤得黄色固体0.8 g，两步总收率为：51.8%; ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃):

9.80 (1H, br s), 8.29 (1H, d, J = 5Hz), 7.49 (1H, dd, J = 1.5Hz, 7.5Hz), 6.95 (1H, dd, J = 5Hz, 7.5Hz), 3.57 (2H, s); ESI-MS m/z [M+H]⁺ 134。

实施例6：(Z)-N-[(2-二乙基胺)乙基]-2-酮-6-(2-酮-1H-吡咯[3,2-b]吡啶-3-烯甲基)-1,2-二氢吡啶-3-酰胺（I-f）的制备

根据实施例1的方法，用4-氮杂吲哚啉-2-酮替代5-氟-吲哚啉-2-酮，同时用N, N-二乙基乙二胺替代N, N-二甲基乙二胺制备得到化合物I-f（总收率：28.8％）。¹H NMR (500 MHz, DMSO-d ₆):

15.27 (1H, br s), 11.03 (1H, br s), 9.85 (1H, t, J = 5.5 Hz), 8.40 (1H, d, J = 7.5 Hz), 8.30 (1H, dd, J = 1.5 Hz, 5 Hz), 7.46-7.43 (3H, m), 7.21 (1H, d, J = 7.5Hz), 3.42-3.38 (2H, m), 2.59-2.54 (6H, m), 0.99 (6H, t, J = 7.5Hz); LCMS m/z [M+H]⁺ 382 calcd for C₂₀H₂₃N₅O₃ 381。其中4-氮杂吲哚啉-2-酮根据文献方法（Finch, N.; Robison, M. M.; Valerio, M. P. J. Org. Chem. 1972, 37, 51.）由原料2-氯-3-硝基吡啶制备得到。

为了更好地理解本发明的实质，下面通过药理实施例进一步说明本发明。药理实施例给出了代表性化合物的部分活性数据。必须说明，下述药理实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制，根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例7:化合物I-a对人白血病细胞（HL60）的细胞毒活性

人白血病细胞（HL60）用RPMI 1640培养基培养，培养基中含10％小牛血清，100U/毫升青霉素和100U/毫升链霉素。细胞以每孔1×10⁴个密度接种到96孔板中，在37℃,5%CO₂潮湿空气的培养箱中培养24小时。

细胞存活率的测定方法用改良MTT法。细胞经24小时的孵育后，分别将新配的化合物I-a的二甲亚砜溶液以浓度梯度加入到各孔中，使孔中化合物的最终浓度分别为100微克/毫升、50微克/毫升、25微克/毫升、5微克/毫升。72小时后，加入10微升MTT(5毫克/毫升)的生理盐水溶液，再继续在37℃，5%CO₂潮湿空气的培养箱中培养3小时，每孔中加入150毫升二甲亚砜，振荡溶解生成的MTT晶体甲臜（formazan），所形成的甲臜用酶标仪在570 nm 波长下比色，细胞存活率由样品OD值对于对照OD值的比值计算。其中化合物I-a对HL60细胞的半数抑制浓度（IC₅₀）由剂量效应曲线得到。化合物I-a的IC₅₀为：34.7μM。

本试验以抗肿瘤一线用药舒尼替尼为阳性对照，对人白血病细胞（HL60）的半抑制浓度IC₅₀分别为15.5 μM。

本实验表明此类新吲哚啉-2-酮类衍生物对人白血病癌细胞HL60细胞具有细胞毒性，有可能发展成为新的具有抗白血病作用的药物。

实施例8:化合物I-b对人慢性髓原细胞白血病细胞（K562）的细胞毒活性

人慢性髓原细胞白血病细胞(K562)用RPMI 1640培养基培养，培养基中含10％小牛血清，100U/毫升青霉素和100U/毫升链霉素。细胞以每孔1×10⁴个密度接种到96孔板中，在37℃,5%CO₂潮湿空气的培养箱中培养24小时。

细胞存活率的测定方法用改良MTT法。具体方法如实施例7。

其中化合物I-b对K562细胞的半数抑制浓度（IC₅₀）由剂量效应曲线得到，化合物I-b的IC₅₀为：26.8μM。

本试验以抗肿瘤一线用药舒尼替尼为阳性对照，对人慢性髓原细胞白血病细胞的半抑制浓度IC₅₀分别为21.9μM。

本实验表明此类新吲哚啉-2-酮类衍生物对人慢性髓原细胞白血病癌细胞K562细胞具有细胞毒性，有可能发展成为新的具有抗慢性髓原细胞白血病作用的药物。

实施例9: 化合物I-f对人前列腺癌细胞（PC-3）的细胞毒活性

人前列腺癌细胞（PC-3）用F-12培养基培养，培养基中含10％的胎牛血清，100U/毫升青霉素和100U/毫升的链霉素。细胞以每孔5×10³的浓度加入到96孔板中，在37℃含5％CO₂潮湿空气的培养箱中培养24小时。

细胞存活率的测定用改良MTT法，具体方法如实施例7。

其中化合物I-f对PC-3细胞半抑制浓度IC₅₀由剂量效应曲线得到。化合物I-f的IC₅₀为60.0μM。

本试验以抗肿瘤一线用药舒尼替尼为阳性对照，舒尼替尼对人前列腺癌细胞（PC-3）的半抑制浓度IC₅₀分别为25.1μM。

实验表明此类新吲哚啉-2-酮类衍生物对人前列腺癌细胞（PC-3）具有较强的细胞毒性，有可能发展成为新的具有抗前列腺癌作用的药物。

Claims

1.一种吲哚啉-2-酮类衍生物及其可药用的盐，具有以下结构通式：

Figure 2011100677761100001DEST_PATH_IMAGE002

其中： X，Y，Z，W相同或不同，选用碳，氮；R₁，R₂，R₃，R₄相同或不同，选用氢，硝基，卤素，羟基，胺基，含1-8个碳的饱和或不饱和烃基或烷氧基或含1-8个碳的烷胺基，且当X，Y，Z，W任何之一为氮时，相应的连接在该原子上的取代基R₁，R₂，R₃，R₄不存在；取代基R选用1-5个碳的饱和或不饱和烃基、烷胺基甲基、烷胺基乙基、杂环烷基。

2.根据权利要求1所述的一种吲哚啉-2-酮类衍生物及其可药用的盐，其特征在于，具体化合物是：

I-a：(Z)-N-[(2-二甲基胺)乙基]-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺，

I-b：(Z)-N-[(2-二乙基胺)乙基]-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺盐酸盐，

I-c：(Z)-N-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-N-(2-吗啉乙基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺，

I-d：(Z)-6-(5-氟-2-酮-吲哚啉-3-烯甲基)-N-(2-哌啶乙基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-酰胺，

I-e：(Z)-N-[(2-二甲基胺)乙基]-2-酮-6-(2-酮-1H-吡咯[2,3-b]吡啶-3-烯甲基)-1,2-二氢吡啶-3-酰胺，

I-f：(Z)-N-[(2-二乙基胺)乙基]-2-酮-6-(2-酮-1H-吡咯[3,2-b]吡啶-3-烯甲基)-1,2-二氢吡啶-3-酰胺。

3.一种吲哚啉-2-酮类衍生物及其可药用的盐的制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：将6-(二甲氧基甲基)-2-酮-1,2-二氢吡啶-3-甲酸与取代的胺在催化剂作用下发生酸与胺的缩合反应，而后在酸的催化下6位脱保护形成醛基，醛基与芳环取代或氮杂的吲哚啉-2-酮在碱的催化下反应得到吲哚啉-2-酮类衍生物，反应式为：

Figure 2011100677761100001DEST_PATH_IMAGE004

其中：X，Y，Z，W和基团R₁，R₂，R₃，R₄以及R的定义与权利要求1中的相同。

4.根据权利要求1或2所述的一种吲哚啉-2-酮类衍生物及其可药用的盐在制备防治肿瘤的药物中的应用。