本发明专利技术涉及到抗肿瘤药应用领域中一类用于以ＤＮＡ为靶向的邻二氰基苊并吡嗪化合物，该类化合物是用苊醌作原料，经溴化、环构化、芳香亲核取代反应制得的。其特点是，一端以柔性侧链的氨基直链或环状基团为供电子基团，另一端以两个氰基为吸电子基团，两端形成缺电子大平面共轭体系，其结构与理想的ＤＮＡ嵌入剂相符。该类化合物对ＭＣＦ－７（人乳腺癌细胞）体外试验显示出明显的抑制活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物化工领域中苊并吡嗪类化合物的设计及其对肿瘤细胞抑制的应用。
技术介绍
DNA是生物体的重要组成物质，是遗传信息的携带者和基因表达的物质基础，在生 物生长、发育和繁殖等生命活动中具有十分重要的作用。而恶性肿瘤是机体在各种致瘤因 素作用下，局部组织的细胞异常增生而形成的新生物。以DNA为靶点的化疗药物可以作用 于肿瘤细胞DNA，从而对DNA产生损伤，触发DNA-损伤-修复机制响应，引发细胞周期阻滞 或诱导细胞凋亡。 自从嵌入剂(intercalator) —词于1961年由Lennna提出以来，人们对其进行了 大量的研究。它是指多环芳烃小分子物质与DNA的可逆性相互作用。这类分子体积小，处 于缺电子状态，并具有一定的平面刚性，可以插入到DNA两个堆积的碱基对之间。各种的 DNA嵌入剂，如吡啶并咔唑类、蒽醌类、棘霉素类、吖啶类、放射菌素类、苯并咪唑喹 啉类等，都被用作抗肿瘤研究，并取得了一些进展。这里仅讨论萘酰亚胺和苊并杂环两类药 效团。 萘酰亚胺类发色团有很好的平面性，具有优良的DNA嵌入性能，已被广泛地研究 用于DNA嵌入剂，从而导致DNA光敏损伤或具有优异的抗肿瘤活性。 1973年，西班牙的Brana研究组首次报导了一系列的3_硝基萘酰亚胺类衍生物， 四个3-硝基萘酰亚胺类化合物能够强烈抑制人类宫颈癌Hela细胞和KB细胞的生长，并能 抑制DNA和RNA的合成。QSAR研究表明，化合物的侧链中必须含有氮原子，这一点对其细胞 毒性至关重要；同时，侧链上的氮原子与酰亚胺环中的氮原子间隔两个碳原子时，化合物的活性最高。 钱旭红组以苊醌为底物研究合成了一系列具有抗癌作用的苊并杂环类化合物(式A)(专利号200410050449. 5)，它们能够在低浓度范围内以剂量依赖的方式诱导培养的肿瘤细胞发生凋亡，并阻滞细胞周期。应用于肿瘤模型动物体内能通过诱导凋亡的方式明显抑制肿瘤生长。是一类活性很高的凋亡诱导剂和抗肿瘤化合物。刘凤玉等合成的一系列的化合物(式B) (Bioorg. Med. Chem. ，2006， 14 :6962)，表现出较好的抗癌活性。但两者均存在收率低，有同分异构体，分离较困难，不稳定，溶解度不高，测试困难等缺点。a b 总起来说，对于一个理想的DNA嵌入剂，其分子的母体应具有一定的平面刚性(即发色团，至少具有28 AM勺表面积，即最佳是3 4个5或6元芳香环的大小)、带有很强的吸电子基团(能使发色团处于缺电子状态)和带有柔性侧链的供电子基团。这样的环芳烃小分子能与DNA可逆性相互作用，插入到DNA中两个堆积的碱基对之间。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计合成一类以苊并吡嗪化合物为母体的化合物，其特点是，一端以柔性侧链的氨基直链或环状基团为供电子基团，另一端以两个氰基为吸电子基团，两端形成缺电子大平面共轭体系，使其具有治疗肿瘤的用途。经体外试验证明这些化合物对MCF-7肿瘤细胞生长表现出较强的抑制能力。本专利技术具体技术方案是一类邻二氰基苊并吡嗪化合物，具有以下的结构通式 通式中，X为Ri 1) HN"(h2C^N(其中n = o 5， R和R2分别为H， C5的直链烷烃，Ph，噻R2，吩，吡啶; 2)^其中Y为0， S， NH， NMe， NEt， NC3H7 ; 本专利技术苊并吡嗪类化合物的合成方法简单，原料易得，其合成按如下反应式进行4 反应试剂和条件a.液溴，60-70。C，2. Oh ;b. 二氨基马来腈，冰醋酸，回流，2. Oh ;c. HR，乙二醇单醚，回流，1. Oh。 邻二氰基苊并吡嗪染料在抗肿瘤药方面的应用，包括化合物与DNA作用模式及体外抑制肿瘤细胞生长活性测试 (1)目标化合物与DNA作用模式的测试 a.紫外吸收光谱的测试 紫外滴定实验在UV-3100分光光度计上进行，使用1cm石英吸收池，温度为25°C 。首先用30mM，pH为7. 5的Tris-HCl缓冲溶液对仪器进行基线校正，测量200-400nm范围内浓度为10 y M的化合物的紫外吸收谱，然后往溶液中滴加小牛胸腺DNA即CT-DNA，使其与化合物的浓度比值依次为o. i : i、o.3 : i、o.5 : i、i : l和2 : i。毎次加完dna混合数遍，以使DNA和化合物充分接触、反应，放置10分钟后，测量、记录光谱数据。 b.荧光光谱的测试 精确配制化合物的匿SO溶液，浓度在10—3_10—、左右，取化合物的匿SO溶液0. lmL与30mM、 pH为7. 5的Tris-HCl溶液混合于10mL的容量瓶中。制备两组化合物的Tris-HCl-DMSO溶液，其中一组是加入CT-DNA的Tris-HCl溶液，另一组则是不含有DNA的相同浓度化合物的溶液，化合物的浓度保持在10—5-10—6M之间，CT-DNA的浓度为50iiM，定容，室温避光放置一夜。这样得到一组样品液和一组空白对照液，测量他们的荧光发射波长、荧光强度。 通过上述测试，表明目标化合物与DNA的结合方式为嵌插结合。 (2)体外抑制肿瘤细胞生长活性测试 用四氮唑盐(microculture tetrozolium，MTT)还原法对MCF-7 (乳腺癌细胞)进行抑制试验。 四氮唑盐(MTT)还原法的具体操作是取处于对数生长期，状态良好的MCF-7细胞，吹散成单细胞悬液，用血球计数板计数后，以2 X 103个/孔接种于96孔板。培养24h贴壁后，分别加入化合物，浓度梯度为O. 1U、10和10Oiimol/L，对照组加入0. 1X的DMS0，每个浓度均设三个复孔。作用时间为24h。培养结束后，弃去培养基，每孔代之以含终浓度为0. 5mg/ml MTT的培养基，37。C继续培养4. Oh。弃去培养液，每孔加入100 y 1 DMSO溶解蓝紫色甲瓒颗粒，用酶标仪在波长570nm下测定光吸收值(OD)，参考波长为630nm。对照组细胞存活率设定为100 % ，其他处理组OD值与对照组相比较，按下列公式计算被测物对肿瘤细胞生长的抑制率 肿瘤抑制率=(对照组OD值-治疗组OD值)/对照组OD值X 100 % ， 筛选方法四氮唑盐(microculture tetrozolium， MTT)还原法， 细胞株MCF-7细胞， 作用时间24h， 对化合物的体外生长测试结果如下化合物4b4c4d4e4f4g4hIC50/一4.6025.1>100>100>層>1006.4613.33 结果说明化合物4a， 4b， 4g， 4h对MCF-7细胞生长有较好的抑制性。具体实施例方式实施例1 :5-溴苊醌(2)的合成 在500mL两口烧瓶中，加入20g(109. 8mmo1)苊醌和25. OmL液溴(466. 8,1)，开始搅拌，油浴中控温60-70°C ，使反应液回流，2h后，停止反应，加入亚硫酸氢钠水溶液，至反应液为无色。加水稀释后，减压抽滤，并多次用水洗涤打浆，至pH二7.0。滤饼在冰醋酸中重结晶四遍得5-溴苊醌，棕黄色针状晶体，收率90% 。 力NMR(400MHz，DMS0) S (ppm) 8. 39 (d， 1H) ， 8. 21 (d， 1H) ， 8. 15 (d， 1H) ， 8. 04 (t， 1H)，7. 96本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类邻二氰基苊并吡嗪化合物，其特征是该类化合物具有以下结构通式： ＊＊＊ 通式中，Ｘ为： １）ＨＮ－（－Ｈ↓［２］Ｃ－）↓［ｎ］－＊，其中：ｎ＝０～５，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］分别为Ｈ，Ｃ↓［１］～Ｃ↓［５］的直链烷烃，Ｐｈ，噻吩，吡啶；； ２）＊＊＊，其中：Ｙ为Ｏ，Ｓ，ＮＨ，ＮＭｅ，ＮＥｔ，ＮＣ↓［３］Ｈ↓［７］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔京南，邢俊岭，王爽，张志超，高金，吴桂叶，金礼吉，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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