一種喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑及其制備方法和應用與流程

本發明屬于藥物化學技術領域，尤其是涉及一種喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑及其制備方法和應用。

背景技術

端錨聚合酶(TNKS)屬于多腺苷二磷酸核糖聚合酶家族，具有ASM結構域錨蛋白重復序列。TNKS參與多種細胞功能調節，包括端粒的動態平衡、Wnt信號通路、葡萄糖代謝和有絲分裂期間紡錘體的形成等。TNKS的催化結構域是一個很有潛力的藥物靶點，成為靶向藥物研究的重點。針對TNKS開發的藥物研究越來越多，顯示出抗腫瘤藥物的巨大發展前景。喹諾酮類(quinolones)藥物是人工合成的含4-喹諾酮基本結構，對細菌DNA螺旋酶具有選擇性抑制作用的抗菌藥物。喹諾酮類藥物在近幾年里的發展日新月異，其分子骨架被發現有多種生物活性，除了其廣譜抗菌性外，喹諾酮類化合物還已被證明可抑制端錨聚合酶2而起抗腫瘤作用。大部分已報道的喹諾酮類化合物端錨聚合酶2抑制劑僅作用于端錨聚合酶2的煙酰胺結合位點。

技術實現要素：

為了尋找一種新的端錨聚合酶2抑制劑，本發明的目的就是為了提供一種新型的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑及其制備方法和應用。

同時作用于煙酰胺和腺苷結合位點的抑制劑具有更好的抑制活性和選擇性。本發明基于計算機輔助藥物合成設計的方法，新設計合成的喹諾酮類化合物具有較長的支鏈，能夠同時占據端錨聚合酶2的煙酰胺和腺苷結合位點，進而提高化合物的抑制活性和選擇性。

本發明中，利用計算機輔助藥物設計的方法針對端錨聚合酶2的結構設計并且合成了多個結構新穎的端錨聚合酶2抑制劑，最終對其進行端錨聚合酶2抑制活性的測試，并且與已報道的端錨聚合酶2抑制劑GK-007的抑制活性(GK-007的IC50＝0.035uM)進行對比，發現所合成的多個端錨聚合酶2抑制劑中的六個化合物都具有較好的端錨聚合酶2抑制活性。尤其是其中優選的六個化合物的IC50分別為0.26uM、2.85uM、1.78uM、0.97uM、0.022、0.17uM。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明第一方面提供一種喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑，其具有式I所示的結構：

其中R選自：

或中的任意一種。

優選地，所述的R選自：

或

本發明第三方面提供所述的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑的制備方法，該方法采用4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸和苯胺衍生物或苯甲酰肼衍生物作為起始原料，使用脲鎓鹽作為縮合劑，在添加堿的條件下，于有機溶劑中進行縮合反應獲得所述的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑；

所述的苯胺衍生物為或

所述的苯甲酰肼衍生物為

式中R1選自H、CH3、OCH3、Cl、Br、3,4,5-tri-OCH3或COOCH3；

式中R2選自H、CH3、OCH3、Cl或Br。

反應方程式分別如下面a、b和c三個過程所示：

優選地，所述的脲鎓鹽選自HATU、HBTU、HCTU、TBTU、TSTU或TNTU。

優選地，所述的4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸與縮合劑的摩爾比為1:1～1:5。

優選地，所述的4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸與苯胺衍生物或苯甲酰肼衍生物的摩爾比為1:1～1:3。

優選地，所述的4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸與堿的摩爾比為1:1～1:5。

優選地，所述的堿選自DIPEA或三乙胺。

優選地，所述的有機溶劑選自DMSO、DMF或NMP。

優選地，縮合反應的反應溫度為0℃～70℃。

本發明第三方面提供所述的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑在用于制備抑制端錨聚合酶2的藥物方面的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)本發明的制備方法簡單、成本低、反應條件溫和。

(2)本發明合成的化合物結構新穎，均為首次報道。

(3)本發明合成的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑效果較好，其中化合物5(參見實施例5)的IC50值比GK-007的好，說明化合物5比GK-007具有更好的抑制活性和選擇性。

附圖說明

圖1為實施例1制得的產物的氫譜(¹H NMR(DMSO))。

圖2為實施例1制得的產物的碳譜(¹³C NMR(DMSO))。

圖3為實施例2制得的產物的氫譜(¹H NMR(DMSO))。

圖4為實施例2制得的產物的碳譜(¹³C NMR(DMSO))。

圖5為實施例3制得的產物的氫譜(¹H NMR(DMSO))。

圖6為實施例3制得的產物的碳譜(¹³C NMR(DMSO))。

圖7為實施例4制得的產物的氫譜(¹H NMR(DMSO))。

圖8為實施例4制得的產物的碳譜(¹³C NMR(DMSO))。

圖9為實施例5制得的產物的氫譜(¹H NMR(DMSO))。

圖10為實施例5制得的產物的碳譜(¹³C NMR(DMSO))。

圖11為實施例6制得的產物的氫譜(¹H NMR(DMSO))。

圖12為實施例6制得的產物的碳譜(¹³C NMR(DMSO))。

具體實施方式

一種喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑，其具有式I所示的結構：

其中R選自：

或中的任意一種。

優選R選自：

或

所述的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑的制備方法，采用4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸和苯胺衍生物或苯甲酰肼衍生物作為起始原料，使用脲鎓鹽作為縮合劑，在添加堿的條件下，于有機溶劑中進行縮合反應獲得所述的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑；

所述的苯胺衍生物為或

所述的苯甲酰肼衍生物為

式中R1選自H、CH3、OCH3、Cl、Br、3,4,5-tri-OCH3或COOCH3；

式中R2選自H、CH3、OCH3、Cl或Br。

脲鎓鹽優選自HATU、HBTU、HCTU、TBTU、TSTU或TNTU。4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸與縮合劑的摩爾比優選為1:1～1:5。4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸與苯胺衍生物或苯甲酰肼衍生物的摩爾比優選為1:1～1:3。4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸與堿的摩爾比優選為1:1～1:5。堿優選自DIPEA或三乙胺。有機溶劑優選自DMSO、DMF或NMP?？s合反應的反應溫度優選為0℃～70℃。

所述的喹諾酮類端錨聚合酶2抑制劑可應用在制備抑制端錨聚合酶2的藥物方面。

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

本發明中，IC50值的測試方法：化合物對TNKS2的抑制活性通過酶促反應測定。將待測化合物先溶解于DMSO溶液中，配制成初始濃度為200μM/L，然后按比例每次稀釋5倍，配置7個濃度梯度，得到每個待測化合物的溶液濃度范圍為0.0128μM/L到200μM/L。酶促反應在室溫下在96孔板(Greiner bio-one U形黑板)中進行。將5nM的TNKS2在測定緩沖液(50mM HEPES pH 7.0、1mM CHAPS)中與化合物和500nM NAD'一起孵育1小時，每個濃度梯度同時設置四個平行實驗組。然后加入檢測緩沖液(0.1％BSA的50mM HEPES,0.8M KF和20mM EDTA)在室溫反應1小時。最后加入20mL 20％苯乙酮的乙醇溶液和20mL 2MKOH終止反應，未反應的NAD'被化學轉化為熒光物質，在激發波長355nm，吸收波長450nm條件下讀取熒光強度。按照公式：抑制率＝(樣品熒光強度-空白)/(酶值熒光強度-空白)計算每個抑制劑相應的抑制率，然后使用Graph Pad Prism軟件擬合出半數有效抑制濃度。

實施例1

N-(4-(嗎啉-4-羰基)苯基)-4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-甲酰胺

將4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸(95mg,0.5mmol)溶于25ml DMF中，冰浴條件下，邊攪拌邊加入HATU(228mg，0.6mmol)和DIPEA(129mg，1mmol)至含有4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸的DMF溶液中，緩慢升溫至室溫，15分鐘后加入(4-氨基苯基)(4-嗎啉基)甲酮(124mg，0.6mmol)。室溫下繼續攪拌6h，直至4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸反應完全。反應完成后，將反應液倒入冰水中。析出固體，收集固體并用水、10％Na2CO3、鹽水和乙醇超聲洗滌。固體經快速硅膠色譜法(石油醚/乙酸乙酯＝6:1)提純得到產物。

IC50值為0.26uM。

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ＝12.64(s,1H),8.88(s,1H),8.32(d,J＝7.7Hz,1H),7.77(dd,J＝18.9,8.4Hz,4H),7.53(t,J＝7.5Hz,1H),7.43(d,J＝8.6Hz,2H),3.60(s,4H),3.50(s,4H).¹³C NMR(101MHz,DMSO)δ176.43,168.94,163.16,144.40,140.10,139.19,133.14,130.13,128.50,125.98,125.54,125.45,119.31,119.16,110.43,66.20,48.62.

氫譜和碳譜參見圖1和圖2。

實施例2

N'-苯甲?；?4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-碳酰肼

將4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸(95mg,0.5mmol)溶于25ml DMF中，冰浴條件下，邊攪拌邊加入HATU(228mg，0.6mmol)和DIPEA(129mg，1mmol)至含有4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸的DMF溶液中，緩慢升溫至室溫，15分鐘后加入苯甲酰肼(82mg，0.6mmol)。室溫下繼續攪拌6h，直至4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸反應完全。反應完成后，將反應液倒入冰水中。析出固體，收集固體并用水、10％Na2CO3、鹽水和乙醇超聲洗滌。固體經快速硅膠色譜法(石油醚/乙酸乙酯＝4:1)提純得到產物。

IC50值為2.85uM。

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ＝8.82(s,1H),8.28(d,J＝8.1Hz,1H),7.93(d,J＝7.6Hz,2H),7.72-7.46(m,5H),7.36(t,J＝7.2Hz,1H).¹³C NMR(101MHz,DMSO)δ＝175.25,165.86,165.14,148.41,133.35,132.06,131.55,130.42,128.89,128.00,125.67,124.28,124.13,123.57,109.43.

氫譜和碳譜參見圖3和圖4。

實施例3

N'-(4-甲基苯甲?；?-4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-碳酰肼

將4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸(95mg,0.5mmol)溶于25ml DMF中，冰浴條件下，邊攪拌邊加入HATU(228mg，0.6mmol)和DIPEA(129mg，1mmol)至含有4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸的DMF溶液中，緩慢升溫至室溫，15分鐘后加入4-甲基苯甲酰肼(90mg,0.6mmol)。室溫下繼續攪拌6h，直至4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸反應完全。反應完成后，將反應液倒入冰水中。析出固體，收集固體并用水、10％Na2CO3、鹽水和乙醇超聲洗滌。固體經快速硅膠色譜法(石油醚/乙酸乙酯＝4:1)提純得到產物。

IC50值為1.78uM。

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ＝11.78(s,1H),8.80(s,1H),8.30(d,J＝8.1Hz,1H),7.83(d,J＝7.8Hz,2H),7.79-7.71(m,2H),7.50(t,J＝7.3Hz,1H),7.30(d,J＝7.8Hz,2H),2.36(s,3H).¹³C NMR(101MHz,DMSO)δ＝175.82,164.75,163.87,144.33,141.82,139.59,132.87,129.75,129.04,127.64,126.16,125.58,125.18,119.53,109.99,21.11

氫譜和碳譜參見圖5和圖6。

實施例4

N'-(4-甲氧基苯甲?；?-4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-碳酰肼

將4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸(95mg,0.5mmol)溶于25ml DMF中，冰浴條件下，邊攪拌邊加入HATU(228mg，0.6mmol)和DIPEA(129mg，1mmol)至含有4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸的DMF溶液中，緩慢升溫至室溫，15分鐘后加入4-甲氧基苯甲酰肼(100mg，0.6mmol)。室溫下繼續攪拌6h，直至4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸反應完全。反應完成后，將反應液倒入冰水中。析出固體，收集固體并用水、10％Na2CO3、鹽水和乙醇超聲洗滌。固體經快速硅膠色譜法(石油醚/乙酸乙酯＝4:1)提純得到產物。

IC50值為0.97uM。

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ＝11.71(s,1H),8.79(s,1H),8.30(d,J＝8.1Hz,1H),7.91(d,J＝8.4Hz,2H),7.83-7.70(m,2H),7.51(t,J＝7.4Hz,1H),7.03(d,J＝8.5Hz,2H),3.82(s,3H).¹³C NMR(101MHz,DMSO)δ＝175.90,164.40,163.80,162.07,144.02,139.19,133.01,129.52,126.10,125.61,125.29,124.67,119.24,113.76,110.10,55.48.

氫譜和碳譜參見圖7和圖8。

實施例5

4-氧代-N-(4-(3,4,5-三甲氧基苯甲酰氨基)苯基)-1,4-二氫喹啉-3-甲酰胺

將4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸(95mg,0.5mmol)溶于25ml DMF中，冰浴條件下，邊攪拌邊加入HATU(228mg，0.6mmol)和DIPEA(129mg，1mmol)至含有4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸的DMF溶液中，緩慢升溫至室溫，15分鐘后加入N-(4-氨基苯基)-3,4,5-三甲氧基苯甲酰胺(181mg，0.6mmol)。室溫下繼續攪拌6h，直至4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸反應完全。反應完成后，將反應液倒入冰水中。析出固體，收集固體并用水、10％Na2CO3、鹽水和乙醇超聲洗滌。固體經快速硅膠色譜法(石油醚/乙酸乙酯＝4:1)提純得到產物。

IC50值為0.022uM。

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ＝12.46(s,1H),10.10(s,1H),8.86(s,1H),8.32(d,J＝8.1Hz,1H),7.80(t,J＝7.6Hz,1H),7.74(d,J＝6.0Hz,5H),7.52(t,J＝7.5Hz,1H),7.28(s,2H),3.87(s,6H),3.73(s,3H).¹³C NMR(101MHz,DMSO)δ＝176.40,164.73,162.69,152.71,144.11,140.33,139.22,134.85,134.65,133.03,130.18,126.02,125.55,125.33,121.44,119.84,119.28,110.74,105.34,60.21,56.19.

氫譜和碳譜參見圖9和圖10。

實施例6

4-((4-(4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-甲酰胺基)苯基)氨基甲?；?苯甲酸甲酯

將4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸(95mg,0.5mmol)溶于25ml DMF中，冰浴條件下，邊攪拌邊加入HATU(228mg，0.6mmol)和DIPEA(129mg，1mmol)至含有4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸的DMF溶液中，緩慢升溫至室溫，15分鐘后加入4-((4-氨基苯基)氨基甲?；?苯甲酸甲酯(162mg，0.6mmol)。室溫下繼續攪拌6h，直至4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸反應完全。反應完成后，將反應液倒入冰水中。析出固體，收集固體并用水、10％Na2CO3、鹽水和乙醇超聲洗滌。固體經快速硅膠色譜法(石油醚/乙酸乙酯＝4:1)提純得到產物。

IC50值為0.17uM。

¹H NMR(400MHz,DMSO)δ＝12.46(s,1H),10.41(s,1H),8.86(s,1H),8.32(d,J＝8.1Hz,1H),8.07(s,4H),7.76(dt,J＝15.6,6.7Hz,7H),7.52(t,J＝7.5Hz,1H),3.88(s,3H).¹³C NMR(101MHz,DMSO)δ＝176.40,165.78,164.48,162.69,144.10,139.17,135.01,134.51,133.04,132.02,129.24,128.10,126.00,125.54,125.34,121.20,119.87,119.26,110.72,52.48.

氫譜和碳譜參見圖11和圖12。

上述對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和使用發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。