巴比妥酸类化合物、制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于药物化学领域，公开了巴比妥酸类化合物、制备方法及其应用。具体地说，涉及式I所示的化合物及其作为选择性LSD1可逆抑制剂的医药用途，特别是在制备抗肿瘤药物中的应用。试验表明本发明专利技术的式I化合物能强效、可逆抑制LSD1活性，且对同源蛋白MAO-A和MAO-B的抑制作用很弱，并能强烈诱导白血病细胞NB4的分化，显著提升LSD1底物H3K4me1和H3K4me2的甲基化水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于药物化学领域，具体涉及巴比妥酸类化合物、制备方法及其作为组蛋 白赖氨酸特异性去甲基化酶1抑制剂的医药用途，特别是在制备抗肿瘤药物中的应用。
技术介绍
大量研究表明，肿瘤的发生、发展不仅与遗传基因突变有关，而且与表观遗传调控 密切相关。2004年，哈佛大学施扬小组发现了第一个组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1 (Lysine Specific Demethylase 1，LSDl)，首次明确了组蛋白的甲基化和去甲基化之间存 在动态平衡，分别由组蛋白甲基转移酶和组蛋白去甲基化酶调控，此发现开辟了组蛋白修 饰机制及其药物研究的新领域(Cell，2004,119,941-953) ISDl是一种黄素腺嘌呤二核苷 酸(flavin adenine dinucleotide，FAD)依赖的去甲基化酶，属于氨基氧化酶家族，与单胺 氧化酶(monoamine oxidase，ΜΑ0)具有同源性，并能与CoREST、BHC80、HDACl/2等形成复合 物，去除组蛋白3的第4位赖氨酸(histone 3 lysine 4，H3K4)的单甲基或双甲基，导致基因 转录的抑制;有趣的是当LSDl与雄激素受体或雌激素受体结合时可参与去除组蛋白H3的第 9位赖氨酸(histone 3 lysine 9，H3K9)的单甲基或双甲基，导致基因转录的激活。此外， LSDl还能与非组蛋白ρ53、·ΜΤ1等产生作用，影响肿瘤的发生和发展(Nature，2007,449， 105-108;Mol.Cell.Biol·2008，28,5139-5146)。研究发现，LSDl在白血病、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌和肝癌等多种肿瘤中高表达， 对肿瘤的分化、增殖、转移和侵袭具有重要作用（Nat. Rev. Drug Discov. 2014,12,917-930)。因此，LSDl抑制剂具有潜在的抗肿瘤作用。根据化学结构和作用模式的不同，LSDl抑 制剂可分为不可逆型和可逆型两类。不可逆型LSDl抑制剂中研究最多的是苯环丙胺类，其 结构中的苯环丙胺与FAD共价结合，从而不可逆地抑制LSDl活性。但不能排除与其他(甚至 潜在的尚未发现的)LSDl同源酶或FAD依赖的酶作用的可能性，这种基于共价结合作用机制 的潜在毒性使得LSDl不可逆抑制剂存在较大风险。可逆型LSDl抑制剂包括肽类、多胺类和 其他类小分子化合物(Expert 0pin.Ther.Targets，2012,16,1239-1249)，但存在抑制作用 不强、选择性不高和对LSDl的特异性不强等问题。因此，发现选择性强、高效低毒的LSDl可 逆型抑制剂是恶性肿瘤治疗的新途径之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为LSDl介导的疾病例如肿瘤疾病、神经退行性疾病 和病毒性疾病的药物治疗提供一种新的选择。 本专利技术公开了一类巴比妥酸类化合物，该类化合物具有如通式I所示的结构： 其中，HR3代表氢、氨基、羟基、卤素、羧基、三氟甲基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧 基、异丙基、硝基或氰基中的任意一个；R4代表 中的任意一个，其中R5代表单取代的羟基、氨基、甲基、甲氧基或卤素中的任意一 个，或者双取代的羟基、氨基、甲基、甲氧基或卤素中的任意两个，或者三取代的羟基、氨基、 甲基、甲氧基或卤素中的任意三个。 其中，作为本专利技术中的优选化合物，RhR^R3代表氢、氨基、卤素、三氟甲基、甲基、 甲氧基或硝基的任意一个;X代表氧原子或硫原子;R 4代表 中的任意一个。 本专利技术中更为优选的化合物为： 本专利技术的另一个目的是提供了式I化合物的制备方法，包括以下步骤： (I)当X为O时，式I化合物由反应式一所述的方法制备： a.氰酸钾与苯胺或取代的苯胺1在乙酸和水的混合溶液中反应得到取代的脲类化 合物2，反应温度为零度至60°C，优先采用零度至室温作为反应温度； b.化合物2与丙二酸二乙酯在强碱条件下回流反应得到硫代巴比妥化合物3;所用 的强碱为乙醇钠、甲醇钠、氢化钠、叔丁醇钠、乙醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，优先采 用乙醇钠;所采用的溶剂为乙醇、甲醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯 仿、甲苯、苯、二甲苯、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或上述溶剂的混合 物，优先米用乙醇； c.化合物3与芳香甲醛或取代的芳香甲醛反应得到式I化合物。所采用的溶剂为乙 醇、甲醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯仿、二氧六环、N，N_二甲基甲酰 胺、二甲亚砜中的一种或上述溶剂的混合物，优先采用乙醇;所采用的温度为室温至140°C， 优先采用室温至80°C。 反应式一 ⑵当X为S时，式I化合物由反应式二所述的方法制备： a.硫氰酸铵与苯甲酰氯在丙酮溶液中反应得到异硫氰酸苯甲酸酯，然后与苯胺或 取代的苯胺1加热回流反应得到化合物4; b.化合物4经水解去除苯甲酰保护基得到取代硫脲5,所用的试剂为5%_10%的氢 氧化钠水溶液，反应温度为室温至l〇〇°C，优先采用60°C至90°C; c.化合物5与丙二酸二乙酯在强碱条件下回流反应得到硫代巴比妥化合物6,所用 的强碱为乙醇钠、甲醇钠、氢化钠、叔丁醇钠、乙醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，优先采 用乙醇钠;所采用的溶剂为乙醇、甲醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯 仿、甲苯、苯、二甲苯、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的一种或上述溶剂的混合 物，优先米用乙醇； d.化合物6与芳香甲醛或取代的芳香甲醛缩合得到式I化合物，所采用的溶剂为乙 醇、甲醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、氯仿、二氧六环、N，N_二甲基甲酰 胺、二甲亚砜中的一种或上述溶剂的混合物，优先采用乙醇;所采用的温度为室温至140°C， 优先采用室温至80°C。 反应式二本专利技术的又一个目的是公开了式I化合物及其药用盐作为LSDl抑制剂在疾病治疗 中的应用。所述的疾病，包括肿瘤疾病、神经退行性疾病和病毒性疾病。所述的肿瘤疾病，包 括白血病、前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌、肺癌、肝癌、皮肤癌、结直肠癌、淋巴癌、卵巢癌或睾丸 癌。所述的白血病，包括急性淋巴细胞白血病、急性髓细胞白血病、慢性淋巴细胞白血病、慢 性粒细胞白血病和慢性单核细胞白血病。实验结果表明，本专利技术的式I化合物能强效抑制LSDl活性，其作用为可逆型，且对 同源蛋白MAO-A和MAO-B的抑制作用很弱，同时能强烈诱导白血病细胞NB4的分化，显著提升 LSD 1底物H3K4me 1和H3K4me2的甲基化水平。 与现有的LSDl抑制剂相比，本专利技术的式I化合物具有下述优势：（1)结构不同于现 有的LSDl抑制剂，特别是不同于苯环丙胺类LSDl抑制剂；（2)良好的LSDl可逆型抑制活性， 显著强于苯环丙胺类LSDl抑制剂Tranylcypromine; (3)对同源蛋白ΜΑ0-Α/Β具有选择性。因 此，可作为选择性LSDl可逆抑制剂用于制备抗肿瘤药物。 本专利技术的有益效果是：创造性地通过实验证明了式I化合物作为强效、可逆、选择 性LSDl抑制剂在医药中的用途，尤其是在肿瘤治疗中的应用。【附图说明】 图1表示1-30对LSDl的可逆性实验。 图2表示1-10、I-11本文档来自技高网...

【技术保护点】
巴比妥酸类化合物，其特征在于，其为通式I所示的化合物及其药用盐：其中，R1、R2、R3代表氢、氨基、羟基、卤素、羧基、三氟甲基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、异丙基、硝基或氰基中的任意一个；X代表氧原子或硫原子；R4代表中的任意一个，其中，R5代表单取代的羟基、氨基、甲基、甲氧基或卤素中的任意一个，或者双取代的羟基、氨基、甲基、甲氧基或卤素中的任意两个，或者三取代的羟基、氨基、甲基、甲氧基或卤素中的任意三个。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：查晓明，蓝斐，徐思远，周忱，徐云根，
申请(专利权)人：中国药科大学，复旦大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32