萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物及制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了3‑取代萘并[2,3‑b]异噁唑‑4,9‑二酮衍生物及其制备方法和在制备抗肿瘤药物上的应用，3‑取代萘并[2,3‑b]异噁唑‑4,9‑二酮衍生物的化学结构式如通式(I)所示：

【技术实现步骤摘要】
萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物及制备方法和用途
本专利技术涉及3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物在制备抗肿瘤药物及其制备方法和用途，属于抗肿瘤药物领域。
技术介绍
NAD(P)H:醌氧化还原酶1(NQO1)蛋白又称醌氧化还原酶，是一种黄素酶，由NADH或NAD(P)H提供电子催化还原醌类化合物，使各种醌类化合物还原为氢醌类化合物。NQO1与肿瘤发生的易感性密切相关，在多种肿瘤细胞特别是肺癌、结肠癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌等细胞中的表达远高于正常组织。由于NQO1在肿瘤细胞的高表达及其生物活化的特性,它被认为是治疗多种肿瘤的潜在分子靶标。靶向NQO1药物有望实现高选择性、特异性杀灭肿瘤细胞。文献报道一些天然醌类化合物如β-Lapachone(β-拉帕醌)、丹参酮等是NQO1酶的底物，在NQO1酶作用下，产生活性氧，选择性杀死肿瘤细胞。这类醌类化合物作用机制是它们能够在NQO1酶作用下，还原成半醌和酚，后者在细胞中氧分子作用下迅速发生自氧化反应，重新转化成醌底物，形成氧化还原循环，该过程产生大量活性氧，从而选择性杀死细胞。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类化合物3-取代萘并[2,3-b]-异噁唑-4,9-二酮衍生物及其制备方法和用途，其能够在NQO1酶介导下发生还原和自氧化过程，产生活性氧,导致肿瘤细胞死亡。所述3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物的化学结构式如通式(I)所示：其中：X独立选自碳、氮；R独立选自氢、羟基、乙酸酯基、甲氧基、卤素；R1独立选自1-5个碳烷基链、1-取代碳烷基链、3,4,5-三甲氧基苯基、取代苄基、1-5个脂肪酰基、取代苯甲酰基、ɑ-羟基-芳甲基、ɑ-溴芳甲基。R2为氢、羟基、乙酰氧基、8-甲氧基、卤素。进一步地，R1为乙基、3,4,5-三甲氧基苯基、苄基、4-甲氧基苄基、3,4-二甲氧基苄基、3,4,5-三甲氧基苄基、4-硝基苄基、4-氯苄基、4-羟基苄基、3-溴-4-甲氧基苄基、3-溴-4-羟基苄基、2-溴-3,4,5-三甲氧苄基、ɑ-溴乙基、ɑ-溴苯甲基、ɑ-羟基乙基、ɑ-羟基苯甲基、ɑ-羟基-3,4-二甲氧基苄基、乙酰基、苯甲酰基、4-甲氧基苯甲酰基、3,4-二甲氧基苯甲酰基。进一步地，化学结构式为：本专利技术进一步地提供3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物的制备方法，过程如下：1,4-萘醌、5-羟基萘醌或7-溴喹啉醌与不同的醛肟(1-2倍量，摩尔数比)在次氯酸钠(1-1.5倍量，摩尔数比)和三乙胺(1-1.5倍量，摩尔数比)的作用下发生关环反应，反应时间为1-5d，反应温度为0～50℃，反应完全，柱层析可得到C-3取代基为乙基、3,4,5-三甲氧苯基、苄基、4-甲氧基苄基、3,4-二甲氧苄基、3,4,5-三甲氧基苄基、4-硝基苄基、4-氯苄基的萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物。进一步地，将3-(4-甲氧基苄基)-萘并[2,3-d]异噁唑-4,9-二酮经三溴化硼脱甲基，得到C-3位取代基为4-羟基苄基、3-溴-4甲氧基苄基、3-溴-4-羟基苄基的萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物。进一步地，将C-10位亚甲基经NBS、BPO溴代、水解、DMP氧化或者直接用三氧化铬氧化得到C-3酰基取代化合物。进一步地，所述的3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物在制备抗肿瘤药物上的应用，肿瘤优选为乳腺癌、结肠癌。本专利技术的内容涉及3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物，其结构式为通式(I)；通式(I)化合物的制备方法。其制备方法如下：a.NaClO,TEA,DCM,rt；b.BBr3,DCM,0℃；c.NBS,BPO,CCl4,80℃；d.NaHCO3,1,4-二氧六环∶水＝1∶1,90℃；e.DMP,DCM,rt；f.CrO3,AcOH∶Ac2O＝3∶1,rt；g.NaClO,DCM,rt.第一步反应：该反应为关环反应，以1.4-萘醌和5-羟基-1.4-萘醌为原料，与不同的醛肟在次氯酸钠和三乙胺的作用下，得到3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物。第二步反应：该反应为脱甲基反应，以3-(4-甲氧基苄基)-萘并[2,3-d]异噁唑-4,9-二酮为原料，经三溴化硼脱甲基，得到3-(3-溴-4-甲氧基苄基)-萘并[2,3-d]异噁唑-4,9-二酮、3-(3-溴-4-羟基苄基)-萘并[2,3-d]异噁唑-4,9-二酮、3-(4-羟基苄基)-萘并[2,3-d]异噁唑-4,9-二酮。第三步反应：该反应为溴代反应，在NBS和BPO的催化下，得到C-10溴代产物。第四步反应：该反应为水解反应，将溴代产物在1,4-二氧六环∶水＝1∶1的混合溶液中回流反应，得到C-10羟基取代产物。第五步反应：该反应为氧化产物，将水解产物在二氯甲烷中，用DMP氧化得到C-3位酰基取代化合物。第六步反应：该反应为氧化反应，在醋酸：醋酐＝3:1的混合溶液中，用三氧化铬氧化，得到C-3酰基取代化合物。第七步反应：该反应为关环反应，以7-溴喹啉醌为原料，与不同的醛肟在次氯酸钠的氧化下，得到喹啉醌并异噁唑化合物。选取肿瘤细胞株，通过肿瘤活性筛选方法，测定本专利技术的化合物对肿瘤细胞的抑制活性。本专利技术的化合物比参照化合物(β-lapachone,β-拉帕醌)具有更好的抗肿瘤细胞增殖活性，其活性是其2-390倍。该类化合物在NQO1酶作用下，被还原成酚式结构，后者在细胞内氧作用下，被氧化成相应的醌，产生活性氧，从而杀死肿瘤细胞。测定化合物在NQO1酶存在下还原成酚的速率，该速率代表着化合物依赖NQO1酶的还原代谢活性和抗肿瘤活性。结果显示通式(I)化合物依赖NQO1酶的还原活化能力高于参照化合物,最高能够达到其2.5倍。本专利技术公开一类靶向NQO1酶的含异恶唑醌类衍生物，作用机制新颖。其对肿瘤细胞的增殖抑制活性高，部分化合物对肿瘤细胞的增殖活性抑制IC50值几十纳摩尔。可用于靶向NQO1酶的抗肿瘤治疗。附图说明图1本专利技术通式(I)化合物的制备方法过程图；图2为本专利技术化合物依赖NQO1酶的抗肿瘤作用机制图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述专利技术。应理解为，这些实施例仅用于说明本专利技术而不是限制本专利技术的范围。实施例13-乙基萘并[2,3-d]异噁唑-4,9二酮(化合物1)的制备219mg(3mmol)丙醛肟溶于二氯甲烷中，加入158mg(1mmol)1,4-萘醌、2mL(1.5mmol)5.5％次氯酸钠溶液、14μL(0.1mmol)三乙胺，室温反应，TLC监测，36h后停止反应，加入100mL水，二氯甲烷萃取(30mL×3)，有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩拌样，200-300目硅胶柱纯化，洗脱剂为PE/EA混合溶液体系V(PE)∶V(EA)＝80∶1，得到淡黄色固体105mg，产率为46.2％.mp219.1-220.4℃.1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.30–8.28(m,1H),8.26–8.25(m,1H),7.89–7.83(m,2H),3.13(q,J＝7.5Hz,2H),1.44(t,J＝7.5Hz,3H).13CNMR(126MHz,CDCl3)δ179.54,173.35,165.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3‑取代萘并[2,3‑b]异噁唑‑4,9‑二酮衍生物，其特征在于，所述3‑取代萘并[2,3‑b]异噁唑‑4,9‑二酮衍生物的化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物，其特征在于，所述3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物的化学结构式为：其中：X独立选自碳或氮；R1独立选自氢、1-5个碳烷基链、1-取代碳烷基链、3,4,5-三甲氧基苯基、取代苄基、1-5个碳脂肪酰基、取代苯甲酰基、ɑ-羟基-芳甲基或ɑ-溴-芳甲基；R2独立选自氢、羟基、乙酰氧基、烷氧基或卤素。2.如权利要求1所述的3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物，其特征在于，所述R1为乙基、3,4,5-三甲氧基苯基、苄基、4-甲氧基苄基、3,4-二甲氧基苄基、3,4,5-三甲氧基苄基、4-硝基苄基、4-氯苄基、4-羟基苄基、3-溴-4-甲氧基苄基、3-溴-4-羟基苄基、2-溴-3,4,5-三甲氧苄基、ɑ-溴乙基、ɑ-溴-苯甲基、ɑ-羟基乙基、ɑ-羟基-苯基甲基、ɑ-羟基-3,4-二甲氧基苯甲基、乙酰基、苯甲酰基、4-甲氧基苯甲酰基或3,4-二甲氧基苯甲酰基。3.如权利要求1所述的3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物，其特征在于，化学结构式为：4.一种如权利要求1-3任一项所述的3-取代萘并[2,3-b]异噁唑-4,9-二酮衍生物的制备方法，其特征在于制备方法如下：1,4-萘醌及其取代衍生物、喹啉醌、或溴代喹啉醌分别与不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘苏友，刘丽君，马大友，罗志勇，朱帅文，邹自征，陈玲，胡息源，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43