噻吩并吡咯酰胺类衍生物及其在抗肿瘤药物中的应用
阅读说明：本技术 噻吩并吡咯酰胺类衍生物及其在抗肿瘤药物中的应用 (Thienopyrrole amide derivatives and application thereof in antitumor drugs ) 是由 杨金飞 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于药物化学技术领域,尤其涉及噻吩并吡咯酰胺类衍生物和制备方法,及其作为MEK抑制剂在抗肿瘤药物中的应用。本发明的提供一种通式所示的噻吩并吡咯酰胺类衍生物,及其几何异构体或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或前药；本发明所述MEK抑制剂具有特异性和有效性,具有更为广阔的发展前景。本发明通过实验结果显示,本课题组合成的噻吩并吡咯酰胺类衍生物具有开发靶向抗肿瘤药物的前景。(The invention belongs to the technical field of pharmaceutical chemistry, and particularly relates to a thienopyrrole amide derivative, a preparation method thereof and application thereof as an MEK inhibitor in antitumor drugs. The invention provides a thienopyrrole amide derivative shown in a general formula, and a geometric isomer thereof or a pharmaceutically acceptable salt, hydrate, solvate or prodrug thereof; the MEK inhibitor provided by the invention has specificity and effectiveness, and has a wider development prospect. The experimental results show that the thienopyrrole amide derivatives synthesized by the subject combination have the prospect of developing targeted antitumor drugs.)
技术领域
本发明属于药物化学技术领域，尤其涉及噻吩并吡咯酰胺类衍生物和制备方法，及其作为MEK抑制剂在抗肿瘤药物中的应用。
背景技术
恶性肿瘤严重影响人类的寿命，且发病率和致死率在全球呈逐年增长趋势。 2018年全球有约1810万新增恶性肿瘤患者。而在中国每年新增410万恶性肿瘤患者，且260万人死于恶性肿瘤。以基因突变类型导向的靶标治疗，已经成为恶性肿瘤治疗的主要趋势。RAS/RAF/MEK/ERK信号通路在肿瘤发生和进展中起着重要的作用，调控细胞的增殖和凋亡。研宄发现，三分之一的恶性肿瘤，会有RAS/RAF/MEK/ERK通路的上调发生。RAS突变的肿瘤占所有肿瘤的30％， RAF突变的肿瘤占所有肿瘤的7％。MEK激酶位于RAF下游，包含7个激酶(MEK1，MEK2，MEK3-7)。其MEK1和MEK2为密切相关的，双特异性酪氨酸/苏氨酸蛋白激酶。MEK激酶在他们的特异性MAP激酶底物活性环内选择性地磷酸化酪氨酸/苏氨酸和酪氨酸残基。MEK包含一个氨基末端，一个催化域，一个羧基末端。催化域同源性大，而氨基和羧基末端多样化。ERK1和ERK2为目前唯一已知的MEK1/2的底物，因此MEK1/2为肿瘤治疗的具有吸引力的靶标。
近年来，MEK抑制剂的开发及其在肿瘤治疗中的应用取得了很大的进展。 CI-1040是第一个进入临床试验的MEK抑制剂，由辉瑞/华纳兰伯特公司研发推进。该化合物是一种新类型苯羟肟酸酯类化合物，由其前体邻氨基苯甲酸衍生而来的MEK抑制剂。但由于CI-1040溶解性差，清除速度快，血药暴露量不理想，从而导致2003年完成的两项Ⅱ期研宄，因抗肿瘤活性不足而告以失败。然后，辉瑞/华纳－兰伯特公司优化了CI-1040的羟肟酸酯侧链，从而改善溶解度和口服用药的暴露，这一努力使得辉瑞/华纳－兰伯特公司发现了PD－0325901。但在临床试验中，患者被观察到该化合物可穿透血脑屏障并产生神经方面的毒副作用。接着，进行了一系列的化合物结构优化工作，发现了考比替尼，该药于2015年获得FDA的批准并上市，但该化合物的药效并不突出。同时，阿瑞生物在PD－0325901的基础上发现了一个新系列的苯并咪唑类化合物司鲁替尼，其中用4-N取代4-F，既保留H受体也避免了血脑屏障的穿透，但不幸地是药物活性被降低了。另一种化合物比尼替尼于2018年获得FDA批准，与AZD244具有相同的核心结构。然而，这种化合物被发现能够透过血脑屏障，从而导致中枢神经系统毒性。长期以来，药物合成研究领域一直关注新型支架、高效率、无毒副作用的MEK抑制剂开发。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种新型噻吩并吡咯酰胺类衍生物；以及该衍生物的制备方法和其作为MEK靶点抑制剂在抗肿瘤药物中的应用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：本发明的提供一种通式(I)所示的噻吩并吡咯酰胺类衍生物，及其几何异构体或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或前药；
所述R1选自氢、卤素、C1-C6烷基、烯烃基或炔烃基。
所述X或Y选自氢、卤素、C1-C6烷基。
本发明通式(I)所示的N-环丙基甲氧基咪唑酰胺类衍生物，选自：
按照本发明的式I化合物，均可按照下列合成路线的方法进行合成，以取代的4H-噻吩[3,2-b]吡咯-5-羧酸乙酯为原料，首先与取代的溴苄进行亲核取代反应得到中间体2，再在碱性条件下发送水解反应得到中间体3，最后与3-氨基-1,2- 丙二醇在缩合剂条件下发生缩合反应得到目标化合物。
试剂和条件：(a)K2CO3,DMF,80℃；(b)2N NaOH,MeOH/H2O；(c)EDCI, HOBt,DIEA,DMF,rt.
本发明所述的噻吩并吡咯酰胺类衍生物可以作为抗肿瘤药物，具体为作为 MEK靶点抑制剂。
本发明显著技术效果。
MEK靶点抑制剂药物的研究与开发是目前抗肿瘤药物的主要研究热点之一。这类药的发现为肿瘤患者的治疗带来了新的希望。有较高的特异性和有效性，具有更为广阔的发展前景。本发明实验结果显示，本课题组合成的N-环丙基甲氧基咪唑酰胺类衍生物具有开发靶向抗肿瘤药物的前景。
具体实施方式
下述实施例旨在阐述而不是限制本发明的范围。原料一般可以从商业来源获得或者使用本领域技术人员所熟知的方法来制备，或根据本发明所述的方法制备。未经特殊说明，所用试剂均为分析纯或化学纯。化合物的核磁共振氢谱用BrukerARX-400测定，质谱用Agilent 1100LC/MS测定；所用试剂均为分析纯或化学纯。
实施例1。
步骤1中间体2的合成
将氢钠(0.51g,12.81mmol)溶于DMF中，然后缓慢滴加4H-噻吩[3,2-b]吡咯 -5-羧酸乙酯(1.00g,5.12mmol)的DMF溶液，滴加完毕，继续室温反应10min，然后加入溴化苄(1.05g,6.15mmol)，反应4h后TLC检测反应完成，向反应液中加入20mL的10％的氯化铵溶液，用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤有机层， Na2SO4干燥过夜。滤除干燥剂，减压蒸除溶剂，残余物经硅胶柱层析纯化，得淡黄色油状物1.21g，收率82.78％。1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ7.35–7.04(m,7 H),6.84(s,1H),5.77(s,2H),4.30(q,J＝7.0Hz,2H),1.34(t,J＝7.1Hz,3H).
步骤2中间体3的合成
将中间体2(1.00g,6.64mmol)溶于20mL乙醇中，加入10mL 2N的氢氧化钠溶液，在室温下搅拌2h，TLC检测反应完成，减压蒸除乙醇，加水后用3N的盐酸调节pH至4-5，析出大量固体，过滤得白色固体0.82g，收率90.4％。
步骤3实施例1的合成
将中间体3(0.50g,1.94mmol)溶于20mL DMF中，再加入EDCI(0.41g, 2.14mmol)和HOBt(0.29g,2.14mmol)。在室温下反应1h后加入3-氨基-1,2-丙二醇(0.35g,3.89mmol)和DIEA(0.62g,4.86mmol)，升温至80℃反应12h。TLC 检测反应完成，将反应温度降至室温，反应液倒入100mL水中，析出固体，过滤、干燥，粗品经硅胶柱层析纯化得0.35g白色固体，收率54.5％。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ8.98(s,1H),7.33–7.07(m,7H),7,06(s,1H),5.77(s,2H),5.38 (s,1H),4.91(s,1H),4.24–4.21(m,1H),3.59–3.53(m,2H),3.29–3.26(m,1H),3.08–3.04(m,1H).ESI-MS m/z:331.1[M+H]+.
按照实施例1的方法，分别使用取代的4H-噻吩[3,2-b]吡咯-5-羧酸乙酯和各种取代的溴化苄为原料，经烷基化、水解、缩合三步反应制备得到实施例2-11。
实施例2。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.96(s,1H),7.31–7.11(m,7H),5.78(s,2H), 5.39(s,1H),4.90(s,1H),4.25–4.22(m,1H),3.58–3.53(m,2H),3.29–3.25(m, 1H),3.07–3.03(m,1H).ESI-MS m/z:349.1[M+H]+.
实施例3。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.96(s,1H),7.31–7.10(m,7H),5.79(s,2H), 5.36(s,1H),4.92(s,1H),4.25–4.22(m,1H),3.60–3.54(m,2H),3.28–3.25(m, 1H),3.08–3.05(m,1H).ESI-MS m/z:365.1[M+H]+.
实施例4。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.96(s,1H),7.41(d,J＝5.4Hz,1H), 7.13–7.07(m,4H),7.02(d,J＝8.4Hz,2H),5.78(s,2H),5.35(s,1H),4.90(s,1H), 4.25–4.22(m,1H),3.59–3.54(m,2H),3.29–3.26(m,1H),3.09–3.05(m,1H), 2.19(s,3H).ESI-MS m/z:345.1[M+H]+.
实施例5。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.99(s,1H),7.40(d,J＝5.0Hz,1H), 7.13–7.08(m,4H),6.86(d,J＝8.5Hz,2H),5.81(s,2H),5.35(s,1H),4.90(s,1H), 4.25–4.21(m,1H),3.80(s,3H),3.60–3.54(m,2H),3.30–3.26(m,1H),3.09– 3.04(m,1H).ESI-MS m/z:361.1[M+H]+.
实施例6。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.94(s,1H),7.67(d,J＝2.0Hz,1H),7.40(d, J＝5.0Hz,1H),7.16–7.07(m,4H),5.75(s,2H),5.34(s,1H),4.90(s,1H),4.25– 4.22(m,1H),3.59–3.54(m,2H),3.29–3.25(m,1H),3.09–3.05(m,1H).ESI-MS m/z:399.0[M+H]+.
实施例7。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.97(s,1H),7.15–7.11(m,5H),6.77(d, J＝5.4Hz,1H),5.81(s,2H),5.36(s,1H),4.92(s,1H),4.26–4.22(m,1H),3.59– 3.53(m,2H),3.29–3.24(m,1H),3.07–3.02(m,1H),2.34(s,3H).ESI-MS m/z: 363.1[M+H]+.
实施例8。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.94(s,1H),7.31(d,J＝8.4Hz,2H), 7.14–7.10(m,3H),6.75(d,J＝5.4Hz,1H),5.80(s,2H),5.37(s,1H),4.90(s,1H), 4.26–4.22(m,1H),3.61–3.54(m,2H),3.28–3.25(m,1H),3.08–3.04(m,1H), 2.37(s,3H).ESI-MS m/z:379.1[M+H]+.
实施例9。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.97(s,1H),7.13–7.08(m,3H),7.02(d, J＝8.4Hz,2H),6.75(d,J＝5.4Hz,1H),5.81(s,2H),5.36(s,1H),4.91(s,1H),4.24– 4.21(m,1H),3.59–3.54(m,2H),3.29–3.26(m,1H),3.09–3.05(m,1H),2.38(s, 3H)，2.20(s,3H).ESI-MSm/z:359.1[M+H]+.
实施例10。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.98(s,1H),7.31(d,J＝5.4Hz,1H), 7.18–7.11(m,6H),5.36(s,1H),5.08–5.04(m,1H),4.89(s,1H),4.24–4.21(m, 1H),3.57–3.53(m,2H),3.29–3.25(m,1H),3.07–3.01(m,1H),1.64(d,J＝7.0Hz, 3H).ESI-MS m/z:363.1[M+H]+.
实施例11。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.96(s,1H),7.35–7.30(m,3H),7.15–7.11 (m,4H),5.34(s,1H),5.07–5.03(m,1H),4.94(s,1H),4.25–4.21(m,1H),3.58– 3.52(m,2H),3.29–3.25(m,1H),3.06–3.02(m,1H),1.62(d,J＝7.1Hz, 3H).ESI-MS m/z:379.1[M+H]+.
本发明部分产物的药理研究。
1.化合物对MEK1的抑制活性:利用Z＇-LYTETM激酶测试方法测试化合物对MEK1激酶活性的影响。在384孔板中进行，反应体系为50mM HEPES pH7.5， 10mM MgCl2，1mM EGTA,0.01％BRIJ-35,0.2nM MEK1,114.8nMERK2组成。待测化合物依次稀释成8个浓度。混合均匀后室温条件下反应10min，然后加入45μMATP和1.5μM Ser/Thr3 peptide启动反应，继续在室温下孵化1h。最后加入终止液终止反应。最后，利用酶标仪进行荧光值测定。
表1实施例化合物在对MEK1抑制活性。
实施例
IC<sub>50</sub>(μM)
实施例
IC<sub>50</sub>(μM)
实施例1
0.42
实施例7
0.38
实施例2
0.19
实施例8
0.62
实施例3
0.28
实施例9
1.12
实施例4
0.52
实施例10
0.58
实施例5
0.65
实施例11
0.73
实施例6
0.11
结果表明本发明实施例1-11的化合物对MEK1具有明显的抑制作用。
2.细胞增殖抑制实验(MTT assay)：肿瘤细胞选择A375和HT-29细胞，培养上述细胞至对数生长期，使用胰蛋白酶消化处理贴壁细胞，收集细胞至含10％胎牛血清的DMEM培养基中。离心细胞悬液(1000×rpm)，将细胞稀释至 2.5-5.0×103个/mL，每孔加入2.0-3.0×103个细胞，37℃培养24h。加入2μL不同浓度药物溶液，37℃培养，分别于不同的时间点加入10μL MTT[3-(4，5- 二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴盐]溶液。37℃温育4h，弃去培养基，每孔加入200μL DMSO，以溶解残留的甲臜结晶，15min后，在490nm处记录吸光值。
表2化合物1-11对肿瘤细胞抑制活性的IC50。