一种四氢吡啶并［３，２－ｄ］嘧啶类化合物及制备抗肿瘤药物的用途制造技术

本发明专利技术涉及通式Ⅰ的８位去氮杂、Ｎ↑［５］位烷基取代的四氢叶酸衍生物、其光学纯异构体或非对映异构体混合物、其可药用盐、含有所述化合物的药物组合物，式中各个基团的定义如权利要求书所述。本发明专利技术还涉及此类化合物在制备具有抗叶酸类蛋白酶作用、诱导肿瘤细胞凋亡的抗肿瘤药物中的用途。

【技术实现步骤摘要】
,2－d]嘧啶类化合物及制备抗肿瘤药物的用途的制作方法
本专利涉及新的8位去氮杂、N5位烷基取代的四氢叶酸衍生物、其光学纯异构体或非对映异构体混合物、其可药用盐、含有所述化合物的药物组合物。本专利技术还涉及此类化合物在制备具有抗叶酸类蛋白酶作用、诱导肿瘤细胞凋亡的抗肿瘤药物中的用途。
技术介绍
癌症是危害人类生命和健康的重大疾病，全世界因患癌症死亡人数每年在500万以上，已成为仅次于心血管疾病的第二大杀手。我国每年新发现癌症患者有170多万，死亡约在140万，成为致死率最高的疾病。多年来由于对不同癌症的发病机理缺乏深入的了解，目前尚无有效的预防、早期诊断和治疗方法。化学治疗(以下称化疗)是临床三种主要治疗方法的一种，现代的化疗起始于20世纪40年代，经过50多年的发展，目前临床上应用的抗癌药物已有相当数量，新药尚在不断出现，然而疗效好、毒副作用小、不产生交叉耐药性，特别是治疗实体瘤的药物不多，与根治癌症的目标相差甚远。因此，需要寻找新的选择性高、毒副作用小、没有耐药性的抗肿瘤药物。1.叶酸与细胞增殖叶酸在细胞的增殖过程中起着很重要的作用，其活性体形式四氢叶酸在N5和(或)N10位结合一碳单位，参与嘌呤和嘧啶等核酸碱基的生物合成。叶酸拮抗剂与叶酸或叶酸衍生物结构相似，利用人体细胞和其它细胞中叶酸循环圈中的酶对药物敏感性不同，干扰叶酸代谢有关的酶，潜在地阻断嘌呤和嘧啶前体的生物合成，抑制肿瘤细胞的增长，用于癌症化疗。已知的抗叶酸化合物其作用靶点主要为二氢叶酸还原酶、甘氨酰胺核苷酸甲酰基转移酶、多聚谷氨酸合成酶，但是都有选择性差，毒副作用大的缺点，其毒副作用例如骨髓抑制(白细胞、血小板减少)、肝毒性、肾毒性、胃肠道反应(腹泻粘膜炎)，而且会产生耐药性。例如已知抗肿瘤药甲氨蝶蛉(MTX)为二氢叶酸还原酶抑制剂，已为广泛应用的抗叶酸化疗药物，由于抑制二氢叶酸还原酶就会造成一碳代谢的完全阻断，并伴随对快速繁殖的正常组织如骨髓和胃肠粘膜的生长抑制，产生较高毒性。近十年来，随着分子生物学、分子肿瘤学和分子药理学等多学科知识和研究手段的快速发展，特别是随着人类基因谱的完成，科学家发现了正常细胞转变成癌细胞或防止细胞癌变的一些新机制和新靶点。目前国内外学者正利用这些新发现，将肿瘤药物研究的注意力由传统方式转向肿瘤病因学和病理学过程中起作用的特异分子及生物靶点上，探索抗肿瘤药物研究的新途径，发现作用靶点新、类型新的抗肿瘤药物，以克服现有的治疗药物在发挥抗肿瘤活性的同时对人体正常细胞造成的一定损害这一缺点。2.蛋氨酸合成酶抑制剂提高抗叶酸类化合物的一个有效途径是寻找正常细胞和肿瘤细胞敏感性差别更大的靶酶，并进行有效的结构设计。蛋氨酸合成酶(MS)作为这样一个靶点，催化如下的反应以甲基四氢叶酸(CH3-THF)为底物，通过SN2反应将甲基四氢叶酸分子中的甲基转移到酶分子中，然后再将甲基转移到高半胱氨酸(Hcy)分子中，生成蛋氨酸(Met)，即(1)CH3-THF+MS→CH3-MS+THF(2)CH3-MS+Hcy→Met+MS。即通过两次亲核取代反应，将甲基四氢叶酸的甲基转移到高半胱氨酸中，生成蛋氨酸，同时恢复四氢叶酸的活性体形式，重新参与叶酸循环。过去数年的研究证明①MS是人类细胞中唯一以甲基四氢叶酸为底物的蛋白酶，在催化形成蛋氨酸过程中，同时提供叶酸进入细胞的代谢途径，也为嘌呤及嘧啶的合成提供单碳单位；②快速裂分的癌细胞所需的蛋氨酸是正常细胞所需要的5～6倍；③癌细胞中蛋氨酸合成酶的活性要比正常细胞中该酶的活性高21倍左右；④抑制蛋氨酸合成酶可能会使癌细胞的快速生长受到抑制，而对正常细胞无大的影响。从研究结果可以看出，蛋氨酸合成酶是肿瘤细胞生长的重要催化启动因子，抑制其活性，可干扰癌细胞的生长、代谢和增殖过程，诱导肿瘤细胞调亡，达到治疗目的。以MS作为新靶点发展抗肿瘤药物，也是符合目前抗肿瘤药物研究正在从传统的细胞毒药物转向针对机制的多环节作用的新型抗肿瘤药物方向发展。因此蛋氨酸合成酶是抗癌药物设计的优秀新靶点。可以预测该酶的抑制剂应该是抗癌谱广、疗效高、选择性好、毒副作用低的抗癌新药。但是到迄今为止，尚无以蛋氨酸合成酶为靶点的抑制剂的文献报道，因此以蛋氨酸合成酶为新靶点，研发其抑制剂，有可能克服目前临床上使用的抗肿瘤药物的缺点。已经合成的叶酸类似物在喋啶环、对氨苯甲酸、谷氨酸酯部分均做过结构修饰，但对五位氮取代的四氢叶酸较少报道，原因之一是无论在合成过程中还是在体内四氢叶酸都容易氧化(如文献J.Chem.Soc.Perk II，1974，80-88页所述)，因此我们设计了去8位氮杂的化合物，以增加稳定性，提高在体内的溶解度及增加运输到细胞中的速度。在五位氮上连接一个烃基是为了获得与N5-甲基四氢叶酸类似结构的化合物，但其能提供比N5-甲基四氢叶酸更强的亲核中心，能够优先与蛋氨酸合成酶作用，阻断转移甲基的作用，抑制蛋氨酸的合成抑制肿瘤生长。并且选择了对HL-60人白血病、PC-3MIE8人前列腺癌、BGC-823人胃癌、MDA-MB-435人乳腺癌、Bel-7402人肝癌、Hela人宫颈癌六种肿瘤细胞，在三种不同浓度下进行抗肿瘤活性测试，其结果显示此类化合物具有较好的抗肿瘤活性。根据此类化合物的电性性质、构象特征、与蛋氨酸合成酶的作用机理和此类化合物的活性测试，其分子中谷氨酸酯的水解产物应该具有类似或更好的抗肿瘤活性。专利US5786358A中N-(N-{4-嘧啶-6-)乙基]-苯甲酰基}-L-γ-谷氨酰基)-D-天冬氨酸，该化合物的作用靶点为苷氨酰胺核糖核苷酸甲酰基转移酶(GARFT)，只是推测该类化合物具有抗肿瘤作用，但没有生物学或细胞学实验证实，因此本领域人员不能推测产生作用的方式及对不同肿瘤的选择性和作用效果强弱，无法在产业上应用。本专利技术作为蛋氨酸合成酶的抑制剂，从机理上比较有较大区别，其结构与蛋氨酸合成酶的底物N5-甲基四氢叶酸的结构具有相似性，首先一点是去掉8位氮杂而保留5位氮，N5-甲基四氢叶酸与蛋氨酸合成酶的反应位点是在5位氮的甲基上，US5786358A中的化合物不含有5位氮，因此从反应机理推断不可能与蛋氨酸合酶作用而产生抗肿瘤作用。其次本专利技术具有N5和N10，可以通过连接N5和N10形成五元环或六元环，从而固定化合物的空间构象，使其更有利于与蛋氨酸合酶作用，而US5786358A中的化合物不存在10位氮。因此基于蛋氨酸合成酶作用基理设计的本专利技术中的化合物，与US5786358A中的不含有5位与10位氮的化合物结构有本质区别。对本专利技术中的部分化合物分别进行了HL-60人白血病、PC-3MIE8人前列腺癌、BGC-823人胃癌、MDA-MB-435人乳腺癌、Bel-7402人肝癌、Hela人宫颈癌六种肿瘤细胞的抑制率测试，对四个化合物测定了IC50值，活性测试证明此类化合物具有较好的抗肿瘤作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类新型的去八位氮杂，且五位氮被烃基取代的四氢叶酸类似物的抗肿瘤药物。本专利技术已经发现通式I四氢叶酸衍生物可以诱导肿瘤细胞的凋亡，因此通式I可以用于治疗和/或预防肿瘤的药物，包括白血病、前列腺癌、胃癌、乳腺癌、肝癌、宫颈癌。根据本专利技术的一个实施方案，本专利技术涉及通式I新型四氢叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式Ⅰ化合物及其可药用盐，＊＊＊Ⅰ其中：Ｒ↓［１］为羟基或氨基，Ｒ↓［２］为氢或氨基保护基；所述氨基保护基通常指一步或多步反应中具有保护氨基功能的官能团，可为选自甲酰基、乙酰基、三苯甲基、苯二酰亚胺基、新戊酰基、三氯乙酰基、氯乙酰基、溴乙酰基、碘乙酰基、甲基苯磺酰基、硝基苯磺酰基、二苯磷氧基等，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］独立选自氢、甲酰基、乙酰基、丙酰基、三氟乙酰基、芳烃基、杂环基、１－４个碳的支链或直链饱和或不饱和烃基；所述烃基可任选地被氟、氯、溴、碘、环氧乙烷、羟基、烷氧基、对甲苯磺酰氧基、甲基磺酰氧基、环状烷基取代；所述环状烷基包括３－７个碳的环烷基；所述环烷基例如环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、多环烷基；所述多环烷基指两个或多个环，每个环分别含有３－１５个碳原子；所述环烷基可任选地被氟、氯、溴、碘、环氧乙烷、羟基、烷氧基、对甲苯磺酰氧基、甲基磺酰氧基取代；或者Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］由烃基连接形成四氢咪唑环或六氢嘧啶环，任选地被氟、氯、溴、碘、环氧乙烷、羟基、对甲苯磺酰氧基或甲基磺酰氧基取代，Ｅ为包括含有Ｎ、Ｏ、Ｓ三种杂原子的五元或六元芳香环；所述芳香环选自１，４－次苯基、１，３－次苯基、２，４－呋喃基、２，５－呋喃基、２，４－噻吩基、２，５－噻吩基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、吡啶基、哒嗪基、吡嗪基、吲哚、苯并呋喃或喹啉的杂芳香基；所述芳香基可以是未被取代的或任选地被１－４个选自溴、氯、氟、碘或１－４个碳的烷基、烷氧基、烷氧酰基、烯氧基、苯氧基、苄氧基、羧基或氨基的取代基取代，Ｆ为－ＣＯ－或－ＳＯ↓［２］－，Ｒ↓［５］和Ｒ↓［６］独立地选自羟基、烷氧基、氨基、氨基酸或羧酸保护基；所选羟基、烷氧基指不同时满足Ｒ↓［１］为羟基、Ｒ↓［２］为氢、Ｒ↓［３］为氢、Ｒ↓［４］为氢、Ｅ为苯环、Ｆ为－ＣＯ－。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊义，张志丽，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]