喹啉類化合物的合成及抗腫瘤活性研究

劉 丹, 袁 瑩, 李 雪, 劉智鑫

(沈陽化工大學 制藥與生物工程學院, 遼寧 沈陽 110142)

正常細胞中酪氨酸激酶的活性被控制,以確保細胞增殖和凋亡之間的平衡.但在許多癌癥中均發現表皮生長因子受體(EGFR)的過度表達,例如乳腺癌,卵巢癌,結腸癌,前列腺癌等[1-2].EGFR酪氨酸激酶抑制劑通過與EGFR酪氨酸激酶競爭其結合配體或者直接干擾EGFR的催化位點來達到抑制作用[3-6].目前,已經上市的酪氨酸激酶抑制劑主要有苯胺喹唑啉類,如Gefitinib、Erlotinib等.科學家在喹唑啉結構的基礎上,開發了一系類具有喹啉骨架的小分子酪氨酸激酶抑制劑[7-8].本研究參考了喹啉和喹唑啉藥物的構效關系,合成了4個未見文獻報道的喹啉類化合物,具體合成路線如下.

1 合成實驗

質譜用LCQ Deca XP液質聯用儀測定.核磁共振氫譜采用Bruker ARX-300型核磁共振儀測定.化合物采用X-4數字顯示顯微熔點測定儀測定,溫度未經校正.所有試劑均是分析純或化學純.

1.1 7-氟-4-氯-喹啉的合成

參考文獻[9]實驗方法,將6.48 g(30.00 mmol)乙氧基亞甲基丙二酸二乙酯(EMME)與2.78 g(25.00 mmol)間氟苯胺放置于100 mL三頸瓶中,加熱至回流溫度,得到化合物2-[(3-氟-苯氨基)-亞甲基]-丙二酸二乙酯,再經過Gould-Jacobs反應得到化合物7-氟-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯,于NaOH水溶液(質量分數20 %)中水解得到化合物7-氟-4-氧代喹啉-3-羧酸,脫去羧基生成7-氟-4-氧代喹啉[ESI-MS，m/z:164.4(M+H)+],7-氟-4-氧代喹啉與三氯氧磷反應,得到7-氟-4-氯-喹啉[ESI-MS,m/z:182.4(M+H)+].

1.2 目標化合物(J1～J4)的合成

1.2.1 4-(3′-甲氧基苯胺基)-7-氟-喹啉(J1)的合成

將50 mg(0.27 mmol)7-氟-4-氯-喹啉、41 mg(0.33 mmol)間甲氧基苯胺、26 mg(0.33 mmol)Py和10 mL(CH3)2CHOH加入反應瓶中,于回流溫度反應4 h,反應完畢后,反應液冷卻至室溫,加入5 mL乙醚、10 mL NaHCO3飽和溶液,充分攪拌,抽濾,用水洗滌,干燥,得到白色固體(J1)60 mg,收率81.49 %.m.p.202～204 ℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3),σ/cm-1:8.56(d,J=5.4 Hz,2-H,1H),7.95～7.91(m,Ar-H,1H),7.68～7.65(m, Ar-H,1H),7.35～7.26(m,Ar-H,2H),7.02～7.00(m,Ar-H,1H),6.89～6.64(m,Ar-H,3H),3.83(s,-OCH3,3H);ESI-MS,m/z:269.0(M+H)+.

1.2.2 類似的方法合成J2～J4

4-(4′-異丙基苯胺基)-7-氟-喹啉(J2):白色固體,產率80.60 %,m.p.204～206 ℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3),σ/cm-1:8.53(d,J=5.1 Hz,2-H,1H),7.94～7.90(m,Ar-H,1H),7.94～7.90(m,Ar-H,1H),7.67～7.64(m,Ar-H,1H),7.30～7.21(m,Ar-H,4H),6.88(d,J=3.0 Hz,Ar-H,1H),2.98～2.91(m,CH,1H),1.26～1.25(m,CH3,6H);ESI-MS,m/z:279.3(M+H)-.

4-(3′-氰基苯胺基)-7-氟-喹啉(J3):白色固體,產率80.28 %,m.p.278～280 ℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3),σ/cm-1:8.66(d,J=5.1 Hz,2-H,1H),7.96～7.92(m,Ar-H,1H),7.73～7.70(m,Ar-H,1H),7.55～7.51(m,Ar-H,1H),7.46～7.26(m,Ar-H,3H),7.02(d,J=3.6 Hz,Ar-H,1H),6.65(s,Ar-H,1H);ESI-MS,m/z:264.1(M+H)+.

4-(3′-氯-4′-甲基苯胺基)-7-氟-喹啉(J4):白色固體,產率78.91 %,m.p.200～202 ℃;1H NMR(300 MHz,CDCl3),σ/cm-1:8.46(d,J=9.5 Hz,2-H,1H),8.10～8.09(m,Ar-H,1H),7.72～7.70(m,Ar-H,1H),7.34～7.26(m,Ar-H,3H),7.15(d,J=6.9 Hz,Ar-H,1H),6.85(d,J=3.8 Hz,Ar-H,1H),2.40～2.37(m,-CH3,3H);ESI-MS,m/z:286.9(M+H)+.

2 抗腫瘤活性實驗

取對數生長期的SGC-7901(人胃腺癌細胞株)、A549(人非小細胞肺癌細胞株)、HT-1080(人成纖維肉瘤細胞株)為測試細胞株,以已經上市的抗癌藥吉非替尼為陽性對照藥,采用MTT法對合成的化合物J1～J4進行體外腫瘤抑制活性評價.取對數生長期的癌細胞,以180 μL/孔接種到96孔板中,將其置于37 ℃、含5 %(體積分數)的CO2、飽和濕度的培養箱中孵育24 h.吸棄上清液,每孔取20 μL不同質量濃度的待測化合物(質量濃度分別為500,50,5,0.5,0.05 mg/L),孵化72 h.之后再加入5 g/L的MTT溶液,20 μL/孔,孵化3 h,之后將其中的MTT溶液輕輕甩出,每孔加入100 μL DMSO,在490 nm處測定吸收度值,同時計算IC50值.目標化合物的抗腫瘤活性結果見表1.

表1 目標化合物的體外抗腫瘤活性Table 1 The antitumor activities of target compounds in vitro

3 結果與討論

表1中數據顯示,J4顯示出對SGC7901細胞很好的抑制作用,優于陽性對照物吉非替尼(IC50分別為6.50 μmol/L 、7.20 μmol/L);J1對SGC7901和HT1080細胞均顯示出較好的抑制活性(IC50分別為12.79 μmol/L 、11.96 μmol/L);J2對HT1080細胞敏感,具有很好的抑制作用(IC50為3.79 μmol/L);而J3對3種腫瘤細胞均未有抑制作用,說明在苯環3′位氰基的存在對抗腫瘤不利.

4 結 論

以喹啉為母核,設計合成了4個 7-氟-4-苯氨基喹啉化合物.初步的體外抗腫瘤活性篩選結果表明,化合物J3對3種細胞均不敏感,化合物J2、J4對SGC7901,HT1080都有不同程度的抑制作用,尤其化合物J4對SGC7901細胞的抑制作用優于陽性對照物吉非替尼.該類化合物構效關系正在進一步研究,本研究結果對 4-苯氨基喹啉衍生物的進一步優化設計具有一定的指導意義.