一种肉桂醛衍生物及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及抗肿瘤药物技术领域，尤其涉及一种肉桂醛衍生物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.恶性肿瘤是严重危害人们生命和健康的疾病，死亡人数仅次于心血管。肿瘤的化学治疗虽然历史较短，但发展很快，已经成为除手术和放疗之外的主要治疗手段。但是，如今使用的大多数化疗药物具有系统内毒性大、容易产生抗药性以及耐药性等缺陷。现在，抗肿瘤药物的研究重点已经转移到合成一些具有良好的抗肿瘤活性，且对正常细胞具有低毒和低致突变性的化合物。在药物设计过程中，通过对化合物的结构修饰来提高生物活性，提高治疗的靶向性，降低系统内毒性以及低“三致”性等一直是药物化学研究的重点和难点。其中，从中国传统医药宝库中提取有效单体并进行相应的改造，已经成为新药兴发的一个重要手段，目前约有一半左右的临床用药是天然产物及其衍生物。
3.天然产物肉桂，自古以来广泛被用于调味品及香料中，并且具有多种药理活性，包括抗炎、抗菌、抗肿瘤等。
4.肉桂醛(cinnamic aldehyde，cnma)是中草药肉桂挥发油的主要成分，是一种fda批准的常用食物香精的添加剂，具有来源广泛、价廉、低毒副作用等优点，具有抗炎、抗溃疡、解热、抗微生物、抗糖尿病及抗肿瘤活性等药理学作用(liao jc et al.evid based complementalternat med.2012：429320.)，尤其在抗肿瘤方面，抗癌谱宽、副作用小，一度被认为是在中药抗肿瘤的一大优势，因此，作为抗癌药物具有良好的开发和研究前景。
5.在很多具有生物活性的化合物当中，咪唑基被认为具有抗病毒，抗溃疡，抗高血压以及抗肿瘤等特性(l.nagarapu,s.apuri,s.kantevari,j.mol.catal.a：.chem.266(2007)104.)，在药物设计中它通常可作为良好的支架。这样的药物有奥美拉唑、巯票呤、克霉唑、阿希洛韦等。国外报道显示不同形式的咪唑类衍生物具有广谱的生物活性，如抑制细菌的生长(antolini et al.bioorg.med.chem.lett.1999,9：1023-1028.)，抑制细胞活素(u.s.patent nos.5,656,644；5,945,418；and 6,268,370.)，抑制蛋白激酶p38(adams et al.bioorg.med.chem.lett.2001,11：867-2870.)，调节肿瘤细胞多药耐药性(zhang,et al.bioorg.med.chem.lett.2000,10：2603-2605.)等。
6.但是，目前以肉桂醛为基础的抗癌药物种类较少，将肉桂醛和咪唑基结合的化合物在抗肿瘤中的应用也少有报道，亟需开发新型的肉桂醛类衍生物，促进肉桂醛类化合物在抗癌药物的应用。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明提供了一种肉桂醛衍生物及其制备方法和应用。本发明提供的肉桂醛衍生物抗肿瘤效果好、毒性小，在制备治疗和预防肿瘤的药物方面具有广阔的应用前景。
8.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
9.一种肉桂醛衍生物，具有式i所示结构：
[0010][0011]
式i中：r1、r2、r3和r4独立的为氢、卤素、硝基、甲氧基、二甲氨基或链烷基。
[0012]
优选的，所述链烷基的碳原子数为1～6。
[0013]
优选的，所述肉桂醛衍生物为以下化合物中的任意一种：(e)-2-苯乙烯基-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(1-甲基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(1-溴-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(4-溴乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(2-甲氧基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(2-硝基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(4-硝基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(4-氯苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(4-n,n-二甲氨基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(1-戊基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉、(e)-2-(1-己基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉。
[0014]
本发明还提供了上述方案所述肉桂醛衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0015]
将1,10-邻菲罗啉-5,6-二酮、肉桂醛类化合物、乙酸铵和冰乙酸混合进行缩合反应，得到肉桂醛衍生物；所述肉桂醛类化合物的结构式如式ii所示：
[0016][0017]
式ii中：r1、r2、r3和r4的种类和式i中一致。
[0018]
优选的，所述缩合反应的温度为30～110℃，时间为0.5～4h。
[0019]
优选的，所述1,10-邻菲罗啉-5,6-二酮、肉桂醛类化合物和乙酸铵的摩尔比为1:0.5～1.5:1～30。
[0020]
优选的，所述缩合反应完成后，还包括将所得反应液进行后处理；所述后处理的方法包括：将反应液冷却至室温后加入水稀释，将所得稀释液的ph值调节至7，然后进行过滤，将所得固体产物依次进行洗涤、干燥和硅胶柱分离，得到肉桂醛衍生物。
[0021]
本发明还提供了上述方案所述的肉桂醛衍生物在制备预防或治疗肿瘤的药物中的应用。
[0022]
优选的，所述肉桂醛衍生物的应用形式包括肉桂醛衍生物和/或其药学上可接受的盐。
[0023]
优选的，所述肿瘤包括肺癌、肝癌或乳腺癌。
[0024]
本发明提供了一种肉桂醛衍生物，具有式i所示结构。本发明提供的肉桂醛衍生物是一种肉桂醛修饰的菲并咪唑衍生物，结构新颖，与其母体肉桂醛相比，对肿瘤细胞的抑制
作用更强，且对正常细胞的毒性较低，为制备选择性抑制肿瘤细胞、对正常细胞毒性较低的肉桂醛衍生物类药物打下坚实的基础，具有潜在的产业化开发价值，对抗癌药物的研究具有重大意义。
[0025]
本发明还提供了上述方案所述肉桂醛衍生物的制备方法，本发明提供的制备方法所用原料安全，所需设备简单，操作简单易行，纯化方法简单，产率较高，容易进行工业化生产。
附图说明
[0026]
图1是化合物i-1的esi-ms图谱；
[0027]
图2是化合物i-2的esi-ms图谱；
[0028]
图3是化合物i-3的esi-ms图谱；
[0029]
图4是化合物i-4的esi-ms图谱；
[0030]
图5是化合物i-5的esi-ms图谱；
[0031]
图6是化合物i-6的esi-ms图谱；
[0032]
图7是化合物i-7的esi-ms图谱；
[0033]
图8是化合物i-8的esi-ms图谱；
[0034]
图9是化合物i-9的esi-ms图谱；
[0035]
图10是化合物i-10的esi-ms图谱；
[0036]
图11是化合物i-11的esi-ms图谱。
具体实施方式
[0037]
本发明提供了一种肉桂醛衍生物，其特征在于，具有式i所示结构：
[0038][0039]
式i中：r1、r2、r3和r4独立的为氢、卤素、硝基、甲氧基、二甲氨基或链烷基。
[0040]
在本发明中，所述链烷基的碳原子数优选为1～6，更优选为5～6，在本发明的具体实施例中，所述链烷基优选为甲基、戊基或己基。
[0041]
在本发明中，所述肉桂醛衍生物优选为以下化合物中的任意一种：
[0042]
(e)-2-苯乙烯基-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-1所示：
[0043][0044]
(e)-2-(1-甲基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-2所示：
[0045][0046]
(e)-2-(1-溴-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-3所示：
[0047][0048]
(e)-2-(4-溴乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-4所示：
[0049][0050]
(e)-2-(2-甲氧基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-5所示：
[0051][0052]
(e)-2-(2-硝基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-6所示：
[0053][0054]
(e)-2-(4-硝基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-7所示：
[0055][0056]
(e)-2-(4-氯苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-8所示：
[0057][0058]
(e)-2-(4-n,n-二甲氨基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-9所示：
[0059]
[0060]
(e)-2-(1-戊基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-10所示：
[0061][0062]
(e)-2-(1-己基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉，结构式如式i-11所示：
[0063][0064]
本发明还提供了上述方案所述肉桂醛衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0065]
将1,10-邻菲罗啉-5,6-二酮、肉桂醛类化合物、乙酸铵和冰乙酸混合进行缩合反应，得到肉桂醛衍生物；所述肉桂醛类化合物的结构式如式ii所示：
[0066][0067]
式ii中：r1、r2、r3和r4的种类和式i中一致。
[0068]
在本发明中，所述肉桂醛衍生物的合成路线如式iii所示：
[0069][0070]
下面对本发明提供的制备方法进行详细说明。
[0071]
在本发明中，所述缩合反应的温度优选为30～110℃，更优选为50～110℃，所述缩合反应的时间优选为0.5～4h，更优选为1～4h。
[0072]
在本发明中，所述1,10-邻菲罗啉-5,6-二酮、肉桂醛类化合物和乙酸铵的摩尔比优选为1:0.5～1.5:1～30，更优选为1:1.5:30。
[0073]
在本发明的具体实施例中，优选在常温常压条件下，将1,10-邻菲罗啉-5,6-二酮、肉桂醛类化合物和乙酸铵加入到冰乙酸中，然后加热搅拌回流进行缩合反应。
[0074]
缩合反应完成后，本发明优选还包括将所得反应液进行后处理；所述后处理的方法优选包括：将反应液冷却至室温后加入蒸馏水稀释，将所得稀释液的ph值调节至7，然后进行过滤，将所得固体产物依次进行洗涤、干燥和硅胶柱分离，得到肉桂醛衍生物。在本发明中，调节所述稀释液ph值用的调节剂优选为浓氨水；本发明优选采用冰水将过滤所得的固体产物进行洗涤；所述硅胶柱分离使用的展开剂优选为无水乙醇。
[0075]
本发明还提供了上述方案所述的肉桂醛衍生物在制备预防或治疗肿瘤药物中的应用；在本发明中，所述肿瘤优选包括肺癌、肝癌或乳腺癌，其中对肺癌和肝癌的预防或治疗效果最佳。
[0076]
在本发明中，所述肉桂醛衍生物的应用形式优选包括肉桂醛衍生物和/或其药学上可接受的盐；本发明优选采用肉桂醛衍生物和/或其药学上可接受的盐为活性组分，加入本领域技术人员熟知的辅料进行制药，得到各种剂型的药物；所述药物中活性组分的含量优选为0.1wt％～99.5wt％，更优选为0.5wt％～95wt％。
[0077]
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0078]
实施例1(e)-2-苯乙烯基-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0079][0080]
常温常压下，将邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，肉桂醛(2.25mmol，297.2mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60～100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：323.12[m h]

.产物的esi-ms图谱如图1所示。
[0081]
实施例2(e)-2-(1-甲基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0082][0083]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，a-甲基肉桂醛(2.25mmol，328.6mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60～100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：337.14[m h]

.产物的esi-ms图谱如图2所示。
[0084]
实施例3(e)-2-(1-溴-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0085][0086]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，a-溴肉桂醛(2.25mmol，474.9mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60～100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减
压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：401.03[m h]

.产物的esi-ms图谱如图3所示。
[0087]
实施例4(e)-2-(4-溴乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0088][0089]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，4-溴肉桂醛(2.25mmol，474.9mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60～100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：401.03[m h]

.产物的esi-ms图谱如图4所示。
[0090]
实施例5(e)-2-(2-甲氧基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0091][0092]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，2-甲氧基肉桂醛(2.25mmol，364.6mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60～100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：353.13[m h]

.产物的esi-ms图谱如图5所示。
[0093]
实施例6(e)-2-(2-硝基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0094][0095]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，2-硝基肉桂醛(2.25mmol，398.3mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60-100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：366.12[m-h]

.产物的esi-ms图谱如图6所示。
[0096]
实施例7(e)-2-(4-硝基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0097][0098]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，4-硝基肉桂醛(2.25mmol，398.3mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60～100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减
压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：366.12[m-h]

.产物的esi-ms图谱如图7所示。
[0099]
实施例8(e)-2-(4-氯苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0100][0101]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，4-氯肉桂醛(2.25mmol，373.5mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60-100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：353.13[m h]

.产物的esi-ms图谱如图8所示。
[0102]
实施例9(e)-2-(4-n,n-二甲氨基苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0103][0104]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，4-二甲氨基肉桂醛(2.25mmol，393.9mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60～100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：366.17[m h]

.产物的esi-ms图谱如图9所示。
[0105]
实施例10(e)-2-(1-戊基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0106][0107]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，a-戊基肉桂醛(2.25mmol，454.5mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60-100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：393.20[m h]

.产物的esi-ms图谱如图10所示。
[0108]
实施例11(e)-2-(1-己基-2-苯乙烯基)-1h-咪唑[4,5-f][1,10]菲啰啉的制备
[0109][0110]
常温常压下，邻菲罗啉5,6-二酮(1.5mmol，315.1mg)，a-戊基肉桂醛(2.25mmol，486.5mg)，乙酸铵(4.5g)，加入到50ml冰乙酸中，110℃加热搅拌回流反应4h，冷却至室温，加入50ml去离子水稀释，浓氨水调节ph＝7.0，产生大量黄褐色沉淀，抽滤，冰水洗涤滤饼多
次，45℃真空干燥。粗品用乙醇溶解，在硅胶柱(60-100目)上用乙醇洗脱，收集目标带，减压旋干得到黄棕色配体，产率90％。esi-ms(in ch3ch2oh m/z)：407.22[m h]

.产物的esi-ms图谱如图11所示。
[0111]
实施例12肉桂醛衍生物的体外抗肿瘤活性测试(以肉桂醛作为对照品)
[0112]
1、种板：处理细胞，传代后培养基重悬细胞，取10μl，计数为n；每块96孔板需要细胞悬液1
×
105/n；加样槽加入细胞悬液和10ml培养基，混匀；排枪量程调至100μl，种板；放入co2培养箱，培养24h。
[0113]
2、加药：1.5ml ep管，培养基配制设置最高浓度2倍浓度样品700μl；对半稀释，配制梯度浓度样品；将配制好的药物从低浓度至高浓度顺序加药，每孔100μl；最后一排为空白对照组；放入co2培养箱，培养72h。
[0114]
3、加mtt：取出96孔板，每孔加入20μl mtt溶液(5mg/ml)；放入co2培养箱，培养4h。
[0115]
4、收板：取出96孔板，使用真空泵将孔中液体吸出；每孔加入150μl二甲基亚砜(dmso)；酶标仪在570nm激发波长下，测试溶液吸光值。
[0116]
其中，实验所用肿瘤细胞为a549、mhcc-97h、hepg2、mcf-7，正常细胞为qsg7701，实验结果见表1。
[0117]
表1肉桂醛衍生物对肿瘤细胞和正常细胞的抑制活性
[0118][0119]
表1中的结果表明，本发明提供的肉桂醛衍生物对肿瘤细胞的增殖均表现出不同程度的抑制作用，并且呈现出抗肿瘤活性和选择性，其中式i-2，式i-3，式i-8，式i-9，式i-10，式i-11所示结构的肉桂醛衍生物在抗肝癌药物开发上有巨大的潜在应用前景；式i-5，式i-8，式i-9，式i-10和式i-11所示结构的肉桂醛衍生物在抗肺癌药物开发上有巨大的潜在应用前景。
[0120]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。