喹啉类化合物的合成及抗肿瘤活性研究

刘 丹, 袁 莹, 李 雪, 刘智鑫

(沈阳化工大学 制药与生物工程学院, 辽宁 沈阳 110142)

正常细胞中酪氨酸激酶的活性被控制,以确保细胞增殖和凋亡之间的平衡.但在许多癌症中均发现表皮生长因子受体(EGFR)的过度表达,例如乳腺癌,卵巢癌,结肠癌,前列腺癌等[1-2].EGFR酪氨酸激酶抑制剂通过与EGFR酪氨酸激酶竞争其结合配体或者直接干扰EGFR的催化位点来达到抑制作用[3-6].目前,已经上市的酪氨酸激酶抑制剂主要有苯胺喹唑啉类,如Gefitinib、Erlotinib等.科学家在喹唑啉结构的基础上,开发了一系类具有喹啉骨架的小分子酪氨酸激酶抑制剂[7-8].本研究参考了喹啉和喹唑啉药物的构效关系,合成了4个未见文献报道的喹啉类化合物,具体合成路线如下.

1 合成实验

质谱用LCQ Deca XP液质联用仪测定.核磁共振氢谱采用Bruker ARX-300型核磁共振仪测定.化合物采用X-4数字显示显微熔点测定仪测定,温度未经校正.所有试剂均是分析纯或化学纯.

1.1 7-氟-4-氯-喹啉的合成

参考文献[9]实验方法,将6.48 g(30.00 mmol)乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯(EMME)与2.78 g(25.00 mmol)间氟苯胺放置于100 mL三颈瓶中,加热至回流温度,得到化合物2-[(3-氟-苯氨基)-亚甲基]-丙二酸二乙酯,再经过Gould-Jacobs反应得到化合物7-氟-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯,于NaOH水溶液(质量分数20 %)中水解得到化合物7-氟-4-氧代喹啉-3-羧酸,脱去羧基生成7-氟-4-氧代喹啉[ESI-MS，m/z:164.4(M+H)+],7-氟-4-氧代喹啉与三氯氧磷反应,得到7-氟-4-氯-喹啉[ESI-MS,m/z:182.4(M+H)+].

1.2 目标化合物(J1～J4)的合成

1.2.1 4-(3′-甲氧基苯胺基)-7-氟-喹啉(J1)的合成

将50 mg(0.27 mmol)7-氟-4-氯-喹啉、41 mg(0.33 mmol)间甲氧基苯胺、26 mg(0.33 mmol)Py和10 mL(CH3)2CHOH加入反应瓶中,于回流温度反应4 h,反应完毕后,反应液冷却至室温,加入5 mL乙醚、10 mL NaHCO3饱和溶液,充分搅拌,抽滤,用水洗涤,干燥,得到白色固体(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 类似的方法合成J2～J4

4-(4′-异丙基苯胺基)-7-氟-喹啉(J2):白色固体,产率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):白色固体,产率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):白色固体,产率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 抗肿瘤活性实验

取对数生长期的SGC-7901(人胃腺癌细胞株)、A549(人非小细胞肺癌细胞株)、HT-1080(人成纤维肉瘤细胞株)为测试细胞株,以已经上市的抗癌药吉非替尼为阳性对照药,采用MTT法对合成的化合物J1～J4进行体外肿瘤抑制活性评价.取对数生长期的癌细胞,以180 μL/孔接种到96孔板中,将其置于37 ℃、含5 %(体积分数)的CO2、饱和湿度的培养箱中孵育24 h.吸弃上清液,每孔取20 μL不同质量浓度的待测化合物(质量浓度分别为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,之后将其中的MTT溶液轻轻甩出,每孔加入100 μL DMSO,在490 nm处测定吸收度值,同时计算IC50值.目标化合物的抗肿瘤活性结果见表1.

表1 目标化合物的体外抗肿瘤活性Table 1 The antitumor activities of target compounds in vitro

3 结果与讨论

表1中数据显示,J4显示出对SGC7901细胞很好的抑制作用,优于阳性对照物吉非替尼(IC50分别为6.50 μmol/L 、7.20 μmol/L);J1对SGC7901和HT1080细胞均显示出较好的抑制活性(IC50分别为12.79 μmol/L 、11.96 μmol/L);J2对HT1080细胞敏感,具有很好的抑制作用(IC50为3.79 μmol/L);而J3对3种肿瘤细胞均未有抑制作用,说明在苯环3′位氰基的存在对抗肿瘤不利.

4 结 论

以喹啉为母核,设计合成了4个 7-氟-4-苯氨基喹啉化合物.初步的体外抗肿瘤活性筛选结果表明,化合物J3对3种细胞均不敏感,化合物J2、J4对SGC7901,HT1080都有不同程度的抑制作用,尤其化合物J4对SGC7901细胞的抑制作用优于阳性对照物吉非替尼.该类化合物构效关系正在进一步研究,本研究结果对 4-苯氨基喹啉衍生物的进一步优化设计具有一定的指导意义.