一种4-(2-金刚烷-1h-吲哚-5-基)氨基脲衍生物及其制备方法和用途
阅读说明：本技术 一种4-(2-金刚烷-1h-吲哚-5-基)氨基脲衍生物及其制备方法和用途 (4- (2-adamantane-1H-indol-5-yl) semicarbazide derivative and preparation method and application thereof ) 是由 胡鸿雨 曾锦章 黄建刚 肖东北 沈星 于 2021-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明属于含吲哚结构的氨基脲衍生物合成技术领域,具体涉及一种4-(2-金刚烷-1H吲哚-5-基)氨基脲衍生物及其制备方法和用途,制备包括如下步骤：S1、中间体2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯的制备；S2、中间体4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲的合成；S3、4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物脲衍生物的制备；反应成本低,产率高,反应过程简单易控制,适用于工业化生产,且该类衍生物具有一定的抗癌活性,4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物可在制备治疗肿瘤药物中应用。(The invention belongs to the technical field of synthesis of semicarbazide derivatives containing indole structures, and particularly relates to a 4- (2-adamantane-1H indole-5-yl) semicarbazide derivative and a preparation method and application thereof, wherein the preparation method comprises the following steps: s1, preparing an intermediate 2-adamantan-5-yl carbamate; s2, synthesizing an intermediate 4- (2-adamantan-1H-indol-5-yl) semicarbazide; s3, preparing a 4- (2-adamantane-1H-indol-5-yl) semicarbazide derivative; the reaction cost is low, the yield is high, the reaction process is simple and easy to control, the derivative is suitable for industrial production, the derivative has certain anticancer activity, and the 4- (2-adamantane-1H-indol-5-yl) semicarbazide derivative can be applied to preparing a medicament for treating tumors.)
技术领域
本发明属于含吲哚结构的氨基脲衍生物合成技术领域，具体涉及一种4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物及其制备方法和用途。
背景技术
结肠癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一，对各国人民的身体健康构成了严重威胁。每年新发病例数约120万人，死亡病例数约88万人，在全球癌症范围内发病率排名第三，死亡率位居第二；在我国恶性肿瘤的发病率和死亡率中皆排名第四，且呈上升趋势。目前，结肠癌的治疗主要以手术为主，其它还包括化疗、放疗、生物治疗等多种方法联合治疗，但效果往往并不理想。结肠癌晚期常常发生血行及淋巴转移，术后复发及转移是死亡的常见原因。目前已被FDA批准的结肠癌靶向药物与传统化疗药物相比，特异性强、毒副作用小，但是这些靶向药物并不能从根本上抑制肿瘤细胞的转移。因此，寻找结肠癌新的治疗靶点，探索靶向药物新作用机制，有效控制结肠癌细胞恶性增殖及转移，提高患者存活率，具有重要临床价值。
Nur77(又被称为TR3)是核受体超家族蛋白质中的重要成员，目前没有发现其内源性配体，属于孤儿受体，它却能够被胞内和胞外的多种刺激以及特异的激动剂/拮抗剂所调控,参与细胞的生长、分化、凋亡和自噬，机体的代谢、衰老与免疫等生理调控过，由于其生物活性受小分子严格调控，如4-氨基吲哚结构的氨基脲衍生物，因此，对4-氨基吲哚结构的氨基脲衍生物的合成研究是非常重要的，但是目前发现的吲哚结构的氨基脲衍生物以真菌、细菌和植物提取物以及它们的人工衍生物为主，提取物在植物等生物中的含量有限，同时提取工艺复杂、提取时间较长。因此设计合成靶向Nur77的吲哚结构的氨基脲衍生物化合物，阐明其抗癌作用机制是目前抗肿瘤药物开发的一个重要研究方向。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种具有新结构的4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物，反应成本低，产率高，反应过程简单易控制，适用于工业化生产，且该类衍生物具有一定的抗癌活性，可用于制备抗肿瘤药物和研究该类化合物的构效关系。
本发明的第一个目的是提供一种具有新结构的4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物，所述4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物的结构式为：
其中，其中R1代表是取代或未取代的芳基。
本发明的第一个目的是提供上述具有新结构的4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物的制备方法，包括以下步骤：
S1、中间体2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯的制备：在反应瓶中，依次加入2-金刚烷-5-氨基-1H-吲哚和二氯甲烷，搅拌下降温到低温条件下溶解，依次滴加氯甲酸苯酯的二氯甲烷溶液、三乙胺和二氯甲烷的混合溶液，升到室温反应；过滤，滤液浓缩得到的粗产物用硅胶柱层析分离得白色中间体2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯；
S2、中间体4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲的合成：在反应瓶中，依次加入2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯和甲醇，水合肼升到回流反应；过滤，得白色中间体4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲；
S3、4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物脲衍生物的制备：在反应瓶中，依次加入4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲、乙醇和未取代或取代的芳基醛，搅拌下升温，再保温反应；冷却至室温，过滤，乙醇洗涤，干燥，得白色固体产物4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物。
优选的，S1中，所述降温反应的降温为0～5℃，室温反应的时间为3～4h；所述用硅胶柱层析分离的洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯，石油醚与乙酸乙酯的体积比为10:1。
优选的，S1中，所述的2-金刚烷-5-氨基-1H-吲哚、氯甲酸苯酯和三乙胺和二氯甲烷的混合溶液的摩尔配比为1:1.1:1。
优选的，S2中，回流反应的时间为3～4h。
优选的，S2中，所述2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯和水合肼的摩尔配比为1:10。
优选的，S3中，所述升温反应的升温为70～80℃，然后保温反应8～10h。
优选的，S3中，所述4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲，未取代或取代的芳基醛的摩尔配比为1:1。
优选的，S1、S2和S3中，均采用薄层色谱法检测反应是否完全，反应完全后停止反应。
本发明的第三个目的是提供上述4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物在制备治疗肿瘤药物中的应用。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
本发明提供一种具有新结构的4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲衍生物，反应成本低，产率高，反应过程简单易控制，适用于工业化生产，且该类衍生物具有一定的抗癌活性，可用于制备抗肿瘤药物和研究该类化合物的构效关系。
附图说明
图1为本发明制备的(E)-1-(2-氯亚苄基)-4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲呈剂量依赖地抑制多种结肠癌细胞生长；在图1中，横坐标为加药浓度(Concentration)；纵坐标为生长抑制率(Inhibition Rate)；
图2为本发明中制备的(E)-1-(2-氯亚苄基)-4-(2-苯基-1H-吲哚-5-基)氨基脲能够引起Parp切割；在图2中，设置浓度梯度3.75μm、7.5μm、15μm，以DMSO作为对照，该化合物能够明显引起Parp切割，且呈现剂量依赖性，GAPDH为内参；
图3为本发明中制备的(E)-1-(2-氯亚苄基)-4-(2-苯基-1H-吲哚-5-基)氨基脲能够诱导Nur77表达；在图3中，设置浓度梯度3.75μm、7.5μm、15μm，以DMS O作为对照，该化合物能够显著诱导Nur77表达，且呈现剂量依赖性，GAPDH为内参。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围，除非另有特别说明，本发明以下各实施例中用到的各种原料、试剂、仪器和设备均可通过市场购买得到或者通过现有方法制备得到，本发明采用的2-金刚烷-5-氨基-1H-吲哚是参考专利号CN105348168A，1-(2-(金刚烷-1-基)-1H-吲哚-5-基)-3-取代脲衍生物及制备和用途进行制备的。
实施例1
中间体2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯的制备
取洗净烘干的圆底烧瓶，加入15mL二氯甲烷、2-金刚烷-5-氨基-1H-吲哚6.67g(0.025mol)，在搅拌状态降温到0～5℃，充分搅拌溶解，滴加3.16mL氯甲酸苯酯和5mL的二氯甲烷溶液，结束后再加1mL三乙胺和3mL的二氯甲烷的混合溶液，升温至室温继续反应3～4h，TLC检测反应至终点，停止反应。减压浓缩得到的固体用硅胶柱层析分离(洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝4∶1，v/v)得白色固体2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯8.27g。收率86.15％。
波普数据：1HNMR(600MHz,DMSO-d6)：δ10.81(brs,1H),9.91(s,1H),7.61(brs,1H),7.46-7.39(m,2H),7.28-7.20(m,4H),7.14(d,J＝8.3Hz,1H),6.04(d,J＝1.6Hz,1H),2.06(brs,3H),1.96(d,J＝2.3Hz,6H),1.84-1.64(m,6H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6):δ152.4,151.4,150.9,133.2,129.8,128.3,125.6,122.4,115.7,113.8,111.1,110.1,95.5,42.3,36.8,33.9,28.4；HRMS:calcd for C25H27N2O2[M+H]+387.2067,found 387.2067。
实施例2
4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲的制备
取洗净烘干的圆底烧瓶，加入2-金刚烷-5-基氨基甲酸酯3.86g(0.01mol)和10mL甲醇，往体系中加入水合肼(3.0mL)，回流反应3～4h，TLC检测反应至终点，停止反应。过滤得黄色国体4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲。收率为70％。
波普数据：1HNMR(600MHz,DMSO-d6):δ10.68(s,1H),8.35(brs,1H),7.58(d,J＝3.9Hz,1H),7.20(brs,1H),7.18-7.13(m,1H),7.08-7.01(m,1H),5.99(brs,1H),2.05(brs,3H),1.96(brs,6H),1.83-1.67(m,6H)；13C NMR(150MHz,DMSO-d6):δ158.4,150.5,132.6,131.8,128.3,114.0,110.9,109.7,95.2,42.3,36.8,33.9,28.4；HRMS:calcd for C19H25N4O[M+H]+325.2023,found 325.2024,calcd for C19H25N4ONa[M+Na]+347.1842,found347.1844。
实施例3
(E)-1-(2-氯亚苄基)-4-(2-苯基-1H-吲哚-5-基)氨基脲的合成
在干燥洁净的圆底烧瓶中加入4-(2-金刚烷-1H-吲哚-5-基)氨基脲97.26mg(0.3mmol)和无水乙醇(3.0mL)，加入1.1当量的2-氯苯甲醛，再滴加2滴三氟乙酸催化剂，在搅拌状态升温70～80℃，保温反应8～10小时，TLC检测反应至终点，停止反应过滤乙醇洗涤干燥，得到(E)-1-(2-氯亚苄基)-4-(2-苯基-1H-吲哚-5-基)氨基脲，收率65％，白色固体，m.p.269.0-269.3℃。
波普数据：1H NMR(600MHz,DMSO-d6):δ10.85(s,1H),10.76(brs,1H),8.78(s,1H),8.42-8.38(m,1H),8.35(s,1H),7.65(s,1H),7.51-7.45(m,1H),7.43-7.34(m,2H),7.26-7.12(m,2H),6.04(s,1H),2.06(brs,3H),1.97(brs,6H),1.76(brs,6H)；13C NMR(150MHz,DMSO-d6):δ153.8,150.7,136.3,133.2,132.9,132.2,131.0,130.6,130.1,128.2,127.9,127.8,115.9,112.2,110.7,95.3,42.3,36.8,33.9,28.4；HRMS:calcd for C26H28ClN4O+[M+H]+447.1946,found 447.1943,calcd for C26H27ClN4ONa+[M+Na]+469.1766,found469.1762。
首先，利用MTT法对实施例3得到的(E)-1-(2-氯亚苄基)-4-(2-苯基-1H-吲哚-5-基)氨基脲化合物进行体外抗肿瘤活性测试。测定特定浓度的化合物在多种结肠癌细胞中的生长抑制率，确定敏感细胞。在本发明中，将SW480、SW620、HT-29和HCT-116细胞分别种于96孔板中，每孔5000个细胞。待细胞贴壁24h后，将实施例3得到的该化合物设置2.5μm、5μm、10μm、25μm、50μm共5个浓度，每孔加入100μl药液，加药48h后，测定其OD值，并计算生长抑制率(Inihibition Rate)。实验结果表明HCT-116细胞对该化合物较敏感，能够呈剂量依赖地抑制肿瘤细胞生长，如图1。
接下来，为进一步确定该化合物是否具有促凋亡作用，采用westernblotting检测Parp切割情况，Parp切割是细胞早期凋亡的标志，因此能简便且有效地检测化合物促凋亡作用。采用上述较敏感的HCT-116细胞，将细胞消化后种于12孔板中，待细胞贴壁后，设置3.75μm、7.5μm、15μm共3个浓度，每孔加入100μl药液，处理12h后，制备样品进行检测，结果表明该化合物能引起Parp切割，且呈一定的剂量依赖性，如图2。Nur77是由立早基因NR4A1编码的蛋白，能参与多种细胞内信号通路从而调控细胞的增殖和凋亡，是一类良好的抗肿瘤药物开发靶标。为确定该化合物对Nur77是否有调控作用，采用HCT-116细胞，细胞消化后种于12孔板中，待细胞贴壁后，设置3.75μm、7.5μm、15μm共3个浓度，每孔加入100μl药液，处理3h后制备样品进行检测，结果表明该化合物能剂量依赖地诱导Nur77表达，如图3。
需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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