1-异丙基-3-异丙烯基-...胺的合成、表征及抗肿瘤活性_朱周静.pdf

1-异丙基-3-异丙烯基-1H-吡唑并3,4-d嘧啶-4-胺的合成、表征及抗肿瘤活性朱周静1,2 王艳娇1,2 仝红娟1,2 徐小娜3 刘 斌1,2(1 陕西国际商贸学院医药学院咸阳712046;2 咸阳市分子影像与药物合成重点实验室咸阳712046;3 咸阳职业技术学院医药化工学院咸阳712000)联系人,刘斌男,博士,副教授,主要从事药物分子设计合成研究。E-mail:lb125lb 陕西省自然科学基础研究计划项目(2021JQ-885)、咸阳市分子影像与药物合成重点实验室项目(2021QXNL-PT-0008)和陕西国际商贸学院“中药药效物质研究”创新团队建设项目(SSY18TD01)资助2022-09-15 收稿,2022-10-30 接受摘要以 3-碘-1H-吡唑并3,4-d嘧啶-4-胺(2)为原料,经过 N-烷基化反应得到中间体 3-碘-1-异丙基-1H-吡唑并3,4-d嘧啶-4-胺(3),然后再与异丙烯基硼酸(4)发生 Suzuki 偶联反应,得到目标化合物 1-异丙基-3-(异丙烯基)-1H-吡 唑 并 3,4-d 嘧 啶-4-胺(1),两 步 反 应 总 收 率 57.0%。产 物 及 中 间 体 结 构 经1H NMR、13C NMR 及 ESI-MS 进行表征,同时,终产物结构进一步经 X-射线单晶衍射确证。体外抗肿瘤活性测试表明,产物 1 对 MCF-7、A549、PC-3、HepG2 和 SGC-7901 增殖均有明显的抑制活性,特别是对于 MCF-7 细胞株的抑制活性 IC50值达到 10.6mol/L。关键词吡唑并3,4-d嘧啶衍生物Suzuki 偶联反应晶体结构抗肿瘤活性Synthesis,Characterization and Antitumor activity of 1-Isopropyl-3-(Prop-1-en-2-yl)-1H-Pyrazolo3,4-dpyrimidin-4-AmineZhu Zhoujing1,2,Wang Yanjiao1,2,Tong Hongjuan1,2,Xu Xiaona3,Liu Bin1,2(1 School of Pharmacy,Shaanxi Institute of International Trade&Commerce,Xianyang,712046;2 Xianyang Key Laboratory of Molecular Imaging and Drug Synthesis,Xianyang,712046;3 School of Pharmaceutical&Chemical Engineering,Xianyang Vocational Technical College,Xianyang,712000)AbstractThe intermediate of 3-iodo-1-isopropyl-1H-pyrazolo3,4-dpyrimidin-4-amine(3)was synthesized from 3-iodo-1H-pyrazolo 3,4-d pyrimidin-4-amine(2)by N-alkylation.Then,the titled compound 1 was synthesized by the Suzuki coupling reaction of the intermediate 3 with prop-1-en-2-ylboronic acid(4),the total yield of the two-step reaction was 57.0%.The product and intermediates were characterized by 1H NMR,13C NMR and ESI-MS.At the same time,the structure of the final product was further confirmed by X-ray single crystal diffraction.The preliminary antitumor activity test in vitro showed that the product 1 exhibits significant inhibitory activity on the proliferation of MCF-7,A549,PC-3,Hepg2 and SGC-7901,especially the IC50 of MCF-7 was 10.6 mol L-1.KeywordsPyrazolo3,4-dpyrimidins,Suzuki coupling reaction,Crystal structure,Antitumor activity抗肿瘤药物开发是当前全球药物研发领域的一个难点课题,开发结构新颖、高效低毒的抗肿瘤药物是药物合成领域的重点研究课题之一1,2。其中,基于活性母核结构的修饰合成及活性研究是药物研发中的一种有效策略3,4。吡唑并3,4-d嘧啶是一种重要的含氮杂环类药物分子母核,具有广泛的生物活性,如抗菌5、抗炎6、抗病毒7、抗肿瘤等8,9。尤其是在抗肿瘤领域,吡唑并3,4-d 嘧啶存在于多种抗肿瘤上市药物中,如 伊 布 替 尼(Ibrutinib)和 拉 罗 替 尼(Larotrectinib)等10,11。近 年 来,基 于 吡 唑 并3,4-d嘧啶母核结构的化合物的设计、合成及活性研究引起广泛关注,如具有抗肿瘤活性的多激酶抑制剂 AD80 的母核结构为 4-氨基-1-异丙基-1H-吡唑并3,4-d 嘧啶12。因此,研究吡唑并3,4-d嘧啶类化合物的合成具有重要的意义706http:/www.hxtb.org化学通报2023 年 第 86 卷 第 5 期DOI:10.14159/ki.0441-3776.2023.05.004和价值,可以为该类抗肿瘤药物的开发提供前期研究基础。本研究以 3-碘-1H-吡唑并3,4-d 嘧啶-4-胺(2)为原料,首先和溴代异丙烷发生 N-烷基化反应,得到 3-碘-1-异丙基-1H-吡唑并3,4-d 嘧啶-4-胺(3),然后,中间体 3 再与异丙烯基硼酸发生 Suzuki 偶联反应合成得到目标化合物 1-异丙基-3-(异丙烯基)-1H-吡唑并3,4-d 嘧啶-4-胺(1,图式 1)。研究中通过考察该 Suzuki 偶联反应的主要影响因素,确定了产物 1 的最佳合成反应条件。产物及中间体结构经1H NMR、13C NMR 和 ESI-MS 确认,产物 1 的结构进一步经过X-射线单晶衍射确证;最后对其体外抗肿瘤活性进行了研究。图式 11-异丙基-3-(异丙烯基)-1H-吡唑并3,4-d嘧啶-4-胺(1)的合成路线Scheme 1Synthetic route of 1-isopropyl-3-(prop-1-en-2-yl)-1H-pyrazolo3,4-dpyrimidin-4-amine1实验部分1.1原料与仪器 3-碘-1H-吡唑并3,4-d嘧啶-4-胺(2),按照文献方法合成13。溴代异丙烷、Pd(dppf)Cl2,阿拉丁试剂有限公司;异丙烯基硼酸(4),上海毕得医药科技有限公司;柱层析硅胶(300 400 目),青岛海洋化工厂;其他所有试剂均为市售分析纯级。实 验 所 用 细 胞 株:人 乳 腺 癌 细 胞 MCF-7(SCSP-531)、人非小细胞肺癌细胞 A549(SCSP-503)、人前列腺癌细胞 PC-3(SCSP-532)、人肝癌细胞 HepG2(SCSP-510)来自中国科学院上海细胞库;人胃癌细胞 SGC-7901(CL-0206)来自武汉普诺赛生命科技有限公司。AV400 型核磁共振谱仪(德国 Bruker 公司),DMSO-d6为溶剂,TMS 为内标;XT4 型显微熔点测定仪(温度计未校正),北京科仪电光仪器厂;ELx800 型酶标仪,美国博腾仪器有限公司。1.2合成方法1.2.1 3-碘-1-异丙基-1H-吡唑并3,4-d嘧啶-4-胺(3)的合成按 照 文 献 方 法14,在 100mL 封 管 中 加 入2.6g(10.0mmol)化合物 2、3.2g(30.0mmol)碳酸钾、40mL N,N-二 甲 基 甲 酰 胺(DMF)和 6.1g(50.0mmol)溴 代 异 丙 烷。100 搅 拌 反 应 5h,TLC 监测至反应结束后过滤除去碳酸钾,反应体系加 入 饱 和 食 盐 水(100mL)和 乙 酸 乙 酯(3 100mL)萃取,合并有机相,无水硫酸钠干燥,减压旋蒸,粗 品 经 硅 胶 柱 层 析 分 离 纯 化(淋 洗 剂:MeOH/二氯 甲 烷=1:20)得 灰 白 色 粉 末 固 体2.5g,收率 83.6%。熔点 206 208 。1H NMR(400MHz,CDCl3):8.34(s,1H),6.01(br,2H),5.09(m,1H);1.54(d,J=6.6Hz,6H)。13C NMR(101MHz,CDCl3):158.11,155.75,152.66,103.78,83.62,50.17,21.25。ESI-MS m/z:M+H+,理论值 304.00,实测值 304.03。1.2.2 1-异丙基-3-(异丙烯基)-1H-吡唑并3,4-d嘧啶-4-胺(1)的合成在 10mL 封管中加入 152mg(0.50mmol)化合物 3、69mg(0.8mmol)异 丙 烯 基 硼 酸(4)、5mL DMF、20mg(0.03mmol)Pd(dppf)Cl2、159mg(1.5mmol)碳酸钠和 0.5mL 水,加热到 100 反应 2h,TLC 监测反应结束后,加入 20mL 饱和氯化钠溶液,用二氯甲烷萃取(3 20mL),合并有机相,用无水硫酸钠干燥,减压浓缩,粗品经硅胶柱层析分离(淋洗剂 MeOH/二氯甲烷=1 20)得到淡黄 色 固 体 74mg,收 率 68.2%。熔 点 223 225 。1H NMR(400 MHz,DMSO-d6):8.17(s,1H),5.45(s,1H),5.28(s,1H),4.98(hept,J=6.7Hz,1H),2.17(s,3H),1.42(d,J=6.7Hz,6H);13C NMR(101MHz,DMSO-d6):159.06,155.86,153.08,141.24,125.64,116.34,98.91,48.74,24.43,21.69。ESI-MS,m/z:M+H+理论值 218.13,实测值 218.15。1.3抗肿瘤活性按照课题组以前报道的 MTS 法15,16测试化合物 1 对 MCF-7、A549、PC-3、HepG2 和 SGC-7901这五种肿瘤细胞的抗增殖活性效果。806化学通报2023 年 第 86 卷 第 5 期http:/www.hxtb.org2结果与讨论 在钯催化剂作用下,异丙烯基硼酸与 3-碘-1-异丙基-1H-吡唑并3,4-d 嘧啶-4-胺发生 Suzuki偶联反应实现 C-C 键交叉偶联,在该反应过程中,钯催化剂的种类、用量、物料比、溶剂种类、反应温度及 反应时间对 产物 1 的收率具有 重 要影响。2.1催化剂种类及用量对产物 1 收率的影响在钯催化的 Suzuki 偶联反应中,钯催化剂的种类和用量是影响产物收率的重要因素之一。按照 1.2.2 节的反应条件,首先,固定催化剂的用量为 n(催化剂)n(3)=0.05 1,然后考察 Suzuki偶联反应中常用的 4 种催化剂 Pd(PPh3)4、Pd(OAc)2、Pd2(dba)3及 Pd(dppf)Cl2对产物 1 收率的影响(试验 1、2、3、4)。筛选发现该反应在四种钯催化剂中均可以进行,但是在前三种钯催化剂中收率均较低,而当选择 Pd(dppf)Cl2为催化剂,产物 1 收率达到 63.8%(试验 4)。然后考察催化剂用量的影响,当增加 Pd(dp