一种苯并[k,l]呫吨‑3,4‑二甲酰亚胺衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种苯并[k,l]呫吨‑3,4‑二甲酰亚胺衍生物及其制备方法和应用,它以苯并[k,l]呫吨‑3,4‑二甲酸酐（b）和取代胺类化合物NH2CH2CH2CH2R1为原料，反应合成带有边链的苯并[k,l]呫吨‑3,4‑二甲酰亚胺（1a‑6a），再将苯并[k,l]呫吨‑3,4‑二甲酰亚胺（1a‑6a）与碘甲烷反应得到目标化合物苯并[k,l]呫吨‑3,4‑二甲酰亚胺衍生物（1‑6），并将其用于与人类染色体端粒26nt DNA作用的研究。此类化合物能够很好地作用于人类染色体端粒26nt DNA，能够诱导此DNA序列形成G‑四链体结构，或稳定此结构的存在；并对实验肿瘤细胞有较强的抑制作用。这项发明专利技术对发现新的抗肿瘤小分子药物，尤其促进萘酰亚胺类及其衍生物的临床药物研发具有重要价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型的苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺衍生物及其制备方法和 在制备抗肿瘤药物中的应用。
技术介绍
萘酰亚胺是一类发色基团，其衍生物广泛用于分子探针和抗肿瘤药物方面的研 究。其中在抗肿瘤药物的研究方面，已经有一些具有显著作用的药物分子被筛选出来。这 类化合物在结构上具有平面刚性的特点，可作为核酸的切断剂、嵌入剂，因而具有抗肿瘤活 性。研究证明萘酰亚胺类衍生物能够抑制人类宫颈癌细胞和人口腔上皮癌细胞的生长，同 时，对DNA和RNA的合成具有一定的抑制作用。但截止目前，还没有以萘酰亚胺为母体结构 的临床药物报导。 研究中，研究者对萘酰亚胺母环和侧链的取代基进行了不同程度的修饰，在此基 础上研究药物分子并取得了较突出的成就。然而分子模拟构效关系表明侧链中心必须含有 氮原子，才能体现生物活性。此类化合物在抗肿瘤活性试验或临床研究中都呈现出了一定 的毒副作用，主要表现在细胞毒性、神经毒性上，此外靶向肿瘤特异性差也是不足之一。 为提高萘酰亚胺类化合物的抗肿瘤活性，一些研究小组对此类化合物进行了大量 的结构修饰工作，合成了一系列的杂环并萘酰亚胺类衍生物。华东理工大学钱旭红小组在 萘酰亚胺类DNA嵌入剂作为抗肿瘤制剂的研究方面取得了令人瞩目的成绩。他们的工作主 要针对萘酰亚胺进行并环以及侧链修饰上，合成了多种衍生物包括含硫芳香杂环并萘酰亚 胺和含氧杂环并萘酰亚胺衍生物，且体外活性检测结果表明：具含硫芳香杂环并萘酰亚胺 衍生物有较强的活性和较高的选择性，而含氧杂环并萘酰亚胺衍生物具有比氨萘菲特更好 的选择性，同时也具有较低的毒副作用。但也存在靶向性不强及溶解性差的问题。 针对目前基于萘酰亚胺类衍生物药物研究的不足，在对萘酰亚胺母体环修饰和对 其并环研究的基础上，本专利技术通过选择苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺为母体结构，引入 含氮正离子取代基边链，以增大共辄平面，增强化合物的水溶性，同时使其边链伸入到DNA 磷酸骨架中，增强与DNA靶点的静电作用。 人类染色体端粒是由端粒DNA和相关蛋白组成的复合体，而端粒DNA具有高度保 守性，其序列是由单元序列d(TTAGGG)连续重复组成，包括双链DNA和单链DNA两部分组 成，其中双链部分长约5-8kb，单链约50-200nt(3'悬突)。人类染色体端粒DNA的富含鸟 嘌呤碱基（G)序列在一定条件下能够形成特殊的DNA二级结构，S卩：G-四链体结构。此结构 能够抑制端粒酶活性，进而抑制端粒序列的扩增和延伸，这一调控过程与细胞的衰老和凋 亡等生理过程有着紧密的联系。端粒DNA序列不断复制延伸时，细胞也将不断得以复制扩 增，细胞将不再进入衰老和凋亡阶段，而成为永生细胞，癌细胞以此原理而产生。在正常的 的体细胞中，几乎没发现端粒酶或端粒酶几乎没有活性，导致正常细胞按照细胞循环一定 次数后，自动死亡；而在大多数癌细胞中，都高表达端粒酶，致使癌细胞永生。因此，抑制端 粒酶活性已成为目前抗癌研究的热点。而由此设计、合成及开发靶向端粒DNA的小分子药 物，抑制端粒酶活性，以期找到较理想的靶向癌细胞的目标药物分子已成为众多研究者追 逐的目标。 目前，据报导的作用于人类染色体端粒DNA的小分子配体主要有以下几类化合物 组成：卟啉类化合物、茈酰亚胺类、喹诺酮类、吲哚喹啉类、白叶藤碱类、喹叨啉类、菲咯啉 类、三嗪类、咔唑衍生物、乙啡啶衍生物、蒽醌类、苯基苯甲酰胺类、叮啶酮类等，而以上各类 分子配体与DNA作用时均表现出不同程度的不足，因此，到目前为止，还没有靶向人类端粒 G-四链体抗肿瘤的临床药物报导，也没有氧杂环并萘酰亚胺类化合物用于靶向人类染色体 端粒26ntDNA碱基序列研究的报导。
技术实现思路
基于我们及其它研究组的研究，针对目前萘酰亚胺类及衍生物研究中出现的不 足，本专利技术提供了一种新型的萘酰亚胺类衍生物，即苯并咕吨_3, 4-二甲酰亚胺衍生 物，并将其用于与人类染色体端粒26ntDNA作用的研究。此类化合物能够很好地作用于人 类染色体端粒26ntDNA，能够诱导此DNA序列形成G-四链体结构，或稳定此结构的存在； 并对实验肿瘤细胞有较强的抑制作用。这项专利技术对发现新的抗肿瘤小分子药物，尤其促进 萘酰亚胺类及其衍生物的临床药物研发具有重要价值。 所述的一种苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺衍生物，其特征在于其结构式如式 (1-6)所示： 所述的苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺衍生物的制备方法，其特征在于包括如 下步骤： 1)苯并咕吨_3, 4-二甲酰亚胺衍生物（la-6a)的合成 将苯并咕吨_3, 4-二甲酸酐（b)(此原料从Sigma公司购买）溶于无水乙醇 中，氮气保护下，加入如下所示的取代胺类化合物，搅拌回流3-5小时，TLC 跟踪至无原料，降温，旋蒸去除溶剂得固体，经柱层析得到相应的带有边链的苯并咕 吨-3, 4-二甲酰亚胺（la_6a)，取代胺类化合物及la_6a中对应的取代基Ri 分别为： NH2CH2CH2CH2R1： la对应：N'，N' -二甲基丙二胺， 2a对应：N'，N' -二乙基基丙二胺， 3a对应：N'，N' -二乙醇基丙二胺， 4a对应：3-(1-吡咯烷基）丙胺， 5a对应：3-(1_哌啶基）丙胺， 6a对应：3-(1_吗啉基）丙胺；2)苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺碘化铵衍生物（1-6)的合成 在氮气保护下，将步骤1)得到的带有边链的苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺 (la-6a)溶解于DMF中，滴加入碘甲烧，升温回流5-8个小时，TLC跟踪至无原料，降温，加入 水，过滤，干燥得到褐色固体，经柱层析分离，得到目标化合物苯并咕吨-3, 4-二甲酰 亚胺衍生物（1-6); 其反应过程如下：[OGm」dxccrjrr令rr匕代，丄」H0Hii_0,一tb兀又w 巾1」甘力ys，穴何1正在于苯 并咕吨-3, 4-二甲酸酐与取代胺类化合物的投料摩尔比为1 :1. 3-1. 6。 所述的一种苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺衍生物的制备方法，其特征在于步 骤1)中的柱层析用溶剂为体积比为15 :1的二氯甲烷和甲醇混合液。 所述的一种苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺衍生物的制备方法，其特征在于步 骤2)中的柱层析用溶剂为体积比为3:1的二氯甲烷和甲醇混合液。 所述的一种苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺衍生物的制备方法，其特征在于步 骤2)中带有边链的苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺（la_6a)与碘甲烷的投料摩尔比为 1：20-30〇 所述的苯并咕吨-3, 4-二甲酰亚胺衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用：在 基因分子水平上，所述目标化合物与人类端粒26nt富G的DNA序列作用的研究； 在蛋白水平上，所述目标化合物与端粒酶相互作用，检测化合物对端粒酶活性的抑制 作用； 在细胞水平上，所述目标化合物与人类非小细胞肺癌A549细胞相互作用，检测化合物 对人类非小细胞肺癌A549细胞迀移率的抑制能力。 通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下： 1) 本专利技术在对萘酰亚胺母体环修饰和并环研究的基础上通过取代方式在萘环上引入 苯并氧杂环取代基，并对边链进行特异性改造，设计、合成了六个新型的带有荧光的苯并咕 吨二甲酰亚胺类化合物，其制备方法简单、对设备要求低，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯并[k,l]呫吨‑3,4‑二甲酰亚胺衍生物，其特征在于其结构式如式（1‑6）所示：。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，吴艳玲，刘桂林，张红飞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33