靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物‑氯乙基亚硝基脲偶联分子及其制备方法和应用，该偶联分子的结构如通式(I)所示：

【技术实现步骤摘要】
靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子及其制备方法和应用
本专利技术涉及抗肿瘤药物合成
，尤其涉及一种靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子及其制备方法和应用。
技术介绍
氯乙基亚硝基脲(CENUs)是一类重要的双官能团抗肿瘤烷化剂，在临床上常应用于脑瘤、骨髓瘤、恶性黑色素瘤、恶性淋巴瘤和白血病的治疗。由于CENUs易于穿越血脑屏障，在脑脊髓液中的浓度可达到血浆浓度的30～35％，因此尤其对脑瘤具有良好的疗效。CENUs发挥抗癌作用主要是通过导致肿瘤细胞DNA发生股间交联。研究表明，CENUs能够在生理条件下分解，产生的氯乙基碳正离子与DNA鸟嘌呤O6位发生烷化反应生成O6-氯乙基鸟嘌呤，再经过N1,O6-桥亚乙基鸟嘌呤中间体进一步与互补的胞嘧啶发生反应，最终在鸟嘌呤N1位和胞嘧啶的N3位之间产生G-C交联，即形成DNA股间交联。这种DNA股间交联阻碍了肿瘤细胞中DNA的复制和转录过程，导致有丝分裂不能正常进行或使得DNA双链发生断裂，最终诱导肿瘤细胞凋亡。然而，O6-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶(AGT)介导的CENUs耐药性严重阻碍了该类药物的进一步开发。AGT是一种普遍存在于细胞中的DNA修复蛋白，它可将DNA鸟嘌呤O6位上的甲基、氯乙基和苄基等烷基基团转移至自身第145位半胱氨酸残基上，从而修复DNA的烷化损伤。研究表明，AGT通过修复CENUs导致的O6-氯乙基乙基鸟嘌呤和N1,O6-桥亚乙基鸟嘌呤，从而阻断这两种烷化产物进一步与胞嘧啶反应形成DNA股间交联，使得CENUs不能发挥DNA股间交联作用，导致肿瘤细胞对CENUs产生耐药性，最终导致CENUs不能有效抑制肿瘤细胞。因此，为了阻断AGT介导的耐药性、提高CENUs的化疗效果，设计开发具有高活性的AGT抑制剂并将其与烷化剂联合用药，是提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性从而保证化疗效果的重要途径。O6-苄基鸟嘌呤(O6-BG)和Lomeguatrib(PaTrin-2)均能够有效抑制AGT活性，二者均可作为AGT的假底物与肿瘤细胞中的AGT发生作用，阻断AGT对CENUs导致的O6-烷基鸟嘌呤的修复作用，从而提高肿瘤细胞对CENUs的敏感性，最终消除或降低CENUs的耐药性。然而，现有的AGT抑制剂不具有肿瘤靶向性，这使其在抑制肿瘤细胞AGT活性的同时也抑制了正常细胞中AGT的活性，引起CENUs的毒副作用显著增强。因此，设计具有肿瘤靶向性的新型CENUs或AGT抑制剂是解决上述问题的关键所在。低氧微环境是多数实体瘤区别于正常组织的重要特征，利用肿瘤低氧探索治疗新策略已成为肿瘤靶向治疗的热点之一。低氧激活前药(HAPs)正是基于肿瘤低氧而设计合成的一类新型化合物，它们对正常组织无毒或毒性较低，而在肿瘤低氧区域可释放具有细胞毒性的药效团，从而实现肿瘤的靶向治疗。低氧激活前药主要包括硝基-芳香族杂环化合物、氮氧化物类、醌类、过渡金属络合物和含有偶氮芳香基团的化合物。TPZ(替拉扎明)是一种芳香氮氧化物低氧激活抗癌前药，其抗癌机制是在肿瘤组织的低氧环境下，通过单电子还原酶的作用被还原为TPZ自由基，进一步反应生成羟基自由基和苯并三嗪自由基，导致DNA损伤，从而发挥抗肿瘤活性。而在有氧环境中，TPZ在单电子还原酶作用下生成的TPZ自由基可被氧气氧化，形成母体化合物TPZ，进而阻断了TPZ生成自由基的反应途径，因而不能发挥抗癌作用。因此，TPZ具有肿瘤低氧靶向性。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是针对现有技术存在的缺陷及不足，提供一种同时含有AGT抑制剂药效团、TPZ类似物药效团和偶氮基团的新型联合CENUs前药。本专利技术提供的新型联合CENUs前药是一种靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子，其结构如通式(I)所示：R为OH，NH2，N(CH3)2，NHCH3，N(CH2CH3)2，NHCH2CH3中的一种；R1为H，CH3，OCH3，NO2，Cl，Br中的一种；n为2-6的整数。优选地，当n为2-4的整数、且R1为H、CH3、OCH3、NO2、Cl、Br中的一种时，R为OH、NH2或N(CH3)2。本专利技术最优选地，当n为2，R1为H时，R为OH、NH2或N(CH3)2。R。即分别具有如下结构式时，化合物的抗肿瘤活性和选择性最佳。本专利技术的第二个目的是提供一种上述靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子的制备方法，所述方法包括以下反应历程：包括如下步骤：(1)苯甲酸乙酯与甲醇钠反应得到化合物a；(2)化合物a与苯并呋咱反应得到化合物b；(3)化合物b与3-氨基苯甲醇反应得化合物c；(4)2-氨基-6-氯嘌呤与N-甲基吡咯烷反应得化合物d；(5)化合物c与化合物d反应得化合物e；(6)化合物e与Br(CH2)2Br反应得化合物f；(7)化合物f与邻苯二甲酰亚胺钾盐反应得化合物g；(8)化合物g与水合肼反应得化合物h；(9)化合物h与2-氯乙基异氰酸酯反应得化合物i；(10)化合物i与四氟硼酸亚硝鎓反应得化合物j。其中，步骤(3)化合物b与3-氨基苯甲醇按照1:(1-3)的摩尔比，于0-10℃反应，得化合物c。步骤(5)中，化合物c与化合物d按照1:(1-3)的摩尔比，于10-35℃反应，得化合物e。进一步地，步骤(1)苯甲酸酯与甲醇钠按照1:(1-5)的摩尔比，回流反应，得化合物a；(2)化合物a与苯并呋咱按照1:(1-4)的摩尔比反应，得化合物b；(4)2-氨基-6-氯嘌呤与N-甲基吡咯烷按照1:(1-7)的摩尔比反应，得化合物d；(6)化合物e、无机碱、1,2-二卤代乙烷按照1:(1-6):(1-7)的摩尔反应，得化合物f；(7)化合物f与邻苯二甲酰亚胺钾盐按照1:(1-4)的摩尔比混合溶于有机溶剂中反应，得化合物g；(8)化合物g与水合肼按照1:(1-5)的摩尔比混合溶于有机溶剂中反应，得化合物h；(9)化合物h与2-氯乙基异氰酸酯按照1:(1-8)的摩尔比混合溶于有机溶剂中，得化合物i；(10)化合物i、冰醋酸、亚硝鎓四氟硼酸盐按照1:(1-5):(1-5)的摩尔比混合溶于有机溶剂中反应，得化合物j，即通式(I)所示的化合物。本专利技术所述偶联分子的制备方法中，优选步骤及参数为：(1)苯甲酸酯与甲醇钠按照1：(1-5)的摩尔比，于80-100℃回流反应，得化合物a；(2)化合物a与苯并呋咱按照1：(1-4)的摩尔比，于10-35℃反应，得化合物b；(3)化合物b与3-氨基苯甲醇按照1：(1-3)的摩尔比，于0-10℃反应，得化合物c；(4)2-氨基-6-氯嘌呤与N-甲基吡咯烷按照1：(1-7)的摩尔比，于10-35℃反应，得化合物d；(5)化合物c与化合物d按照1：(1-3)的摩尔比，于10-35℃反应，得化合物e；(6)化合物e、无机碱、1,2-二卤代乙烷的摩尔比优选为1：(1-6)：(1-7)；于40-60℃反应，得化合物f；其中，所述二卤代烷烃可选自二溴代烷烃或二氯代烷烃，进一步优选为二溴代烷烃，二溴代烷烃具有较高的反应活性，能够保证反应顺利进行，获得较高的收率和较纯的产品。所述无机碱优选为无水碳酸钾；(7)化合物f与邻苯二甲酰亚胺钾盐按照1：(1-4)的摩尔比，于50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物‑氯乙基亚硝基脲偶联分子，其特征在于，其结构如通式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子，其特征在于，其结构如通式(I)所示：R为OH，NH2，N(CH3)2，NHCH3，N(CH2CH3)2，NHCH2CH3中的一种；R1为H，CH3，OCH3，NO2，Cl，Br中的一种；n为2-6的整数。2.如权利要求1所述的靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子，其特征在于，当n为2-4的整数、且R1为H、CH3、OCH3、NO2、Cl、Br中的一种时，R为OH、NH2或N(CH3)2。3.如权利要求1所述的靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子，其特征在于，当n为2，R1为H时，R为OH、NH2或N(CH3)2。4.权利要求1-3任一项所述的靶向肿瘤低氧的偶氮芳香氮氧化物-氯乙基亚硝基脲偶联分子的制备方法，其特征在于，所述制备方法的反应历程为：包括以下反应步骤：(1)苯甲酸乙酯与甲醇钠反应得到化合物a；(2)化合物a与苯并呋咱反应得到化合物b；(3)化合物b与3-氨基苯甲醇反应得化合物c；(4)2-氨基-6-氯嘌呤与N-甲基吡咯烷反应得化合物d；(5)化合物c与化合物d反应得化合物e；(6)化合物e与Br(CH2)2Br反应得化合物f；(7)化合物f与邻苯二甲酰亚胺钾盐反应得化合物g；(8)化合物g与水合肼反应得化合物h；(9)化合物h与2-氯乙基异氰酸酯反应得化合物i；(10)化合物i与四氟硼酸亚硝鎓反应得化合物j。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)化合物b与3-氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽娇，余然，张黎黎，宋秀庆，钟儒刚，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11