苯并咪唑类化合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一类苯并咪唑类化合物及其应用，所述化合物具有通式(I)的结构。该通式化合物由对2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑的1位和/或6位进行化合物修饰(即分别引入R1和R2)而获得。本发明专利技术的苯并咪唑类化合物能模拟Bim,在体外和细胞内竞争性结合和拮抗Bcl-2/Mcl-1蛋白，从而诱导细胞凋亡，是一类活性很高的凋亡诱导剂和抗肿瘤化合物。

【技术实现步骤摘要】
苯并咪唑类化合物及其应用
本专利技术涉及一类苯并咪唑类化合物，特别涉及2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑及其苄基，酮类，磺酰类取代衍生物，以及这些化合物在体外、体内的模拟BH3-only蛋白，竞争性结合和拮抗Bcl-2和Mcl-1蛋白，从而诱导细胞凋亡作用和作为抗癌化合物的应用。
技术介绍
Bcl-2家族蛋白(B-celllymphoma2familyofproteins)是细胞凋亡线粒体内源通路的顶点和核心因子，是调控细胞凋亡的一类关键性家族蛋白。其家族成员包括三个亚族：具有抗凋亡功能的Bcl-2家族蛋白(根据结构差异程度可以进一步分为Bcl-2-like蛋白和Mcl-1-like蛋白)；具有促凋亡功能的Bax,Bak；仅含有BH3区域的BH3-only蛋白，如Bad,Bim等。这三类蛋白通过其共有的BH3结构域相互作用,Bad,Bim等BH3-only蛋白通过竞争结合具有抗凋亡功能的蛋白，释放凋亡的“执行者”－Bax,Bak，启动凋亡通路。而Bim是一个广谱的BH3-only蛋白，可以同时高亲和力的拮抗于Bcl-2-like蛋白和Mcl-1-like蛋白。因此，通过小分子模拟Bim等BH3-only蛋白可以“代替”其行使其促调往功能，并且，这种特异性拮抗Bcl-2蛋白的药物，将通过专一诱导肿瘤细胞凋亡，实现高选择性、安全、高效、低痛苦抗癌的目标。但到目前为止，模拟Bim小分子主要分为三类。天然产物棉子酚(Gossypol)，ABT-263类化合物以及三联苯类化合物。它们都是BH3类似物，但是它们都存在严重的不足。GossypolBH3类似程度不足，不是绝对的BH3类似物，因此，具有一定的毒副作用。ABT-263虽然是绝对的BH3类似物，但是不能与Mcl-1作用，不能广谱抑制Bcl-2家族蛋白，实验过程中发现其对Mcl-1高表达的癌细胞表现出的效果不理想和严重的抗性。而三联苯类化合物在体外竞争性结合实验中仅仅表现出微摩尔级别的亲和力，而这样的亲和力远不能高效的诱导细胞凋亡。因此，开发一类高效的，纯粹的，广谱的Bcl-2/Mcl-1抑制剂才能够克服上述分子的缺陷，实现对癌症的安全、高效、低痛苦的治疗。
技术实现思路
本专利技术旨在获得更多能够良好靶向Bcl-2家族蛋白(包括Bcl-2和Mcl-1蛋白)的BimBH3模拟物。本专利技术提供一类苯并咪唑类化合物，所述苯并咪唑类化合物具有通式I的结构：其中：R1选自H或XR3；R2选自H、Cl、Br、F或C1-3烷基；R3选自1个或2个取代基Y取代的苯基，其每一个取代基Y独立选自OH、Br、Cl、NO2、NHCH3、N(CH3)2、CN、苯基或C1-4烷基；X选自CH2、羰基或磺酰基；在优选的技术方案中，本专利技术所述的苯并咪唑类化合物中，所述的R1为H，R2选自Cl、Br、F或C1-3烷基。再一优选的技术方案中，本专利技术所述的苯并咪唑类化合物中，所述的R1为XR3，R2为H。进一步优选的技术方案中，本专利技术所述苯并咪唑类化合物选自下述化合物1-12：2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑(化合物1)；6-甲基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑(化合物2)；6-异丙基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑(化合物3)；1-苄基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物4)；1-(2-甲基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物5)；1-(3-甲基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物6)；1-(4-甲基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物7)1-(2-羟基-5-异丙基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物9)；1-苯甲酰基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物10)；1-(4-叔丁基苯甲酰基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物11)；1-苯磺酰基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑(化合物12)。如上述所述，本专利技术通式I的苯并咪唑类化合物，包括两种化合物，为了表述清楚，当R1为H，R2选自Cl、B、F或C1-3烷基的化合物由通式Ia表示；当R1为XR3，R2为H的化合物由通式Ib表示：本专利技术的另一方面提供所述苯并咪唑类化合物的制备方法，其中通式Ia化合物的制备方法，包括如下步骤：(1)3,4,5-三甲氧基苯甲酸与二氯亚砜按照投料比1g:2.0-4.0mL回流反应0.5-1.5h，得化合物ⅰ；其中，3,4,5-三甲氧基苯甲酸在二氯亚砜作用下生成酰氯(如化合物ⅰ)，所述二氯亚砜既做反应原料，也可以做反应溶剂；(2)化合物ⅰ与化合物ⅱ按照投料摩尔比1:2-1:5反应，得化合物ⅲ；反应时间为7-10h，反应温度为50-70℃，反应溶剂为四氢呋喃；(3)化合物ⅲ和铁粉按照投料摩尔比1:2-1:4回流反应0.5-1h，得化合物ⅳ；反应溶剂为冰醋酸；(4)化合物ⅳ在溴化氢的作用下回流反应0.5～1h,得式Ia的化合物；其中化合物ⅳ在溴化氢的作用下脱甲基,反应溶剂为醋酸/氢溴酸按体积比1:1的混合溶剂，按每100mg化合物ⅳ加入5-10mL醋酸/氢溴酸(1:1)的混合溶剂，所述氢溴酸既做反应原料，也做溶剂，醋酸为溶剂。通式Ib化合物的制备方法，包括如下步骤：①按照权利要求5所述的步骤(1)～(3)的方法制备得到化合物ⅴ，其中在步骤(2)中所述的化合物ⅱ为邻硝基苯胺；化合物ⅴ即为R2为H时的化合物ⅳ；②化合物ⅴ在钠氢作用下，与化合物ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ或ⅹ反应，反应产物经分离后，在BBr3作用下脱甲基，得式Ib的化合物；上述对本专利技术的苯并咪唑类化合物制备方法的描述中，各个取代基的定义，即对R1、R2、R3、X、Y的定义，均与上述对化合物的描述中的定义相同。对通过上述方法获得的化合物，本专利技术通过多种手段检测了它们的BH3类似程度，以及他们对Mcl-1和Bcl-2的抑制能力。结果表明，本专利技术的上述具有通式I的化合物具有极高的BH3类似程度，可以有效的抑制Mcl-1和Bcl-2蛋白。在通式I的化合物中，2-(3,4,5-三羟基苯基)具有保守性和特殊性。分子对接结果显示，该基团可以模拟Bimα-螺旋的D67，与Mcl-1蛋白的N260和R263形成三个氢键。这一“氢键网络”对本专利技术化合物与Mcl-1蛋白的结合至关重要。对上述通式I的化合物，本专利技术通过细胞实验检测了它们对多种肿瘤细胞系的抑制作用。结果表明，本专利技术的上述化合物可以高效的诱导多种肿瘤细胞系凋亡，而对正常细胞没有杀伤作用。基于此，本专利技术指出上述通式I的苯并咪唑类化合物可以用于制备BH3的α-螺旋模拟物Bcl-2家族蛋白抑制剂，并进一步用于制备抗肿瘤药物。所述的Bcl-2家族蛋白抑制剂或相应的抗肿瘤药物可以是化合物的单质剂型也可以是有效量的通式I的苯并咪唑类化合物与适量的药用辅剂混合形成的组合制剂。本专利技术所述的2-苯基苯并咪唑类化合物模拟BH3-only蛋白α-螺旋，竞争性结合和拮抗Bcl-2和Mcl-1蛋白，从而诱导细胞凋亡作用，实现其作为抗癌化合物的应用。附图说明图1是化合物6对诱导U937细胞凋亡的流式细胞仪分析结果；图2是化合物7与Bim/Mcl-1晶体中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类苯并咪唑类化合物，具有通式I的结构： 其中： R1选自H或XR3； R2选自H、Cl、Br、F或C1‑3烷基； R3选自1个或2个取代基Y取代的苯基，其每一个取代基Y独立选自OH、Br、Cl、NO2、NHCH3、N(CH3)2、CN、苯基或C1‑4烷基； X选自CH2、羰基或磺酰基。

【技术特征摘要】
1.一类苯并咪唑类化合物，具有通式I的结构：其中：R1选自H或XR3；R2选自H、Cl、Br、F或C1-3烷基；R3选自1个或2个取代基Y取代的苯基，其每一个取代基Y独立选自OH、Br、Cl、NO2、NHCH3、N(CH3)2、CN、苯基或C1-4烷基；X选自CH2、羰基或磺酰基。2.根据权利要求1所述的苯并咪唑类化合物，其特征在于，R1为H，R2选自Cl、Br、F、或C1-3烷基。3.根据权利要求1所述的苯并咪唑类化合物，其特征在于，R1为XR3，R2为H。4.权利要求1所述的化合物，选自：2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑；6-甲基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑；6-异丙基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-1H-苯并咪唑；1-苄基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-(2-甲基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-(3-甲基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-(4-甲基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-(2-羟基-5-甲基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-(2-羟基-5-异丙基苄基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-苯甲酰基-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-(4-叔丁基苯甲酰基)-2-(3,4,5-三羟基苯基)-苯并咪唑；1-苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志超，苏鹏辰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21