第 33 卷第 1 期应用化学 Vol.33Is 年 1 月 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY Jan.2016 殝檵殝殝研究论文檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物的合成及抗肿瘤活性 a 谢玉锁 a 高留州闫

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肠杨
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1 第 33 卷第 1 期应用化学 Vol.33Is 年 1 月 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY Jn.2016 殝檵殝殝研究论文檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物的合成及抗肿瘤活性谢玉锁高留州闫强吴书敏倪礼礼 c 刘英杰 b 黄文龙胡国强 ( 河南大学化学生物学研究所河南开封 ; b 中国药科大学新药研究中心南京 ; c 河南大学医学院微生物教研室河南开封 ) 摘要为发现氟喹诺酮由抗菌活性向抗肿瘤活性转化的结构修饰方法, 基于生物电子等排药物设计原理, 用唑杂环作为氧氟沙星 (1)C 3 羧基的等排体硫醚酮缩氨基硫脲为其功能侧链修饰基, 设计合成 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲目标化合物 (6~6g), 其结构经元素分析和光谱数据确证体外抗肿瘤活性结果表明, 中间体 C 3 均三唑硫醚酮 (5~5g) 和目标化合物 (6~6g) 的活性均强于母体氧氟沙星的活性, 其中缩氨基硫脲的活性强于相应硫醚酮的活性, 尤其是苯环含硝基和氟原子目标化合物的活性与对照药阿霉素的活性相当因此, 功能缩氨基硫脲链修饰的均三唑作为 C 3 羧基的等排体有利于提高氟喹诺酮的抗肿瘤活性关键词氟喹诺酮 ; 生物电子等排体 ; 均三唑 ; 硫醚酮 ; 缩氨基硫脲 ; 抗肿瘤活性中图分类号 :O626.2 文献标识码 :A 文章编号 : (2016) DOI: /j.isn 新药研发是一项高风险高投入的复杂智力创新过程, 为规避风险, 提高药物创新的成功率, 基于现有药物的结构进行修饰以获得有发展成药前景的先导化合物, 是新药研发中最经济和最可靠的策略 [1] 其中, 基于药效团生物电子等排体的替代和药效团拼合的理性药物分子设计是新药分子构建中常用的方法 [2] 以喹啉 4 酮 3 羧酸为其基本药效骨架的氟喹诺酮类是目前临床广泛使用的抗菌药, 基于其抗菌作用靶标拓扑异构酶也是抗肿瘤药物的重要作用靶点, 由此可通过结构修饰将抗菌活性转化为抗肿瘤活性 [3] 同时, 对氟喹诺酮的结构修饰发现 [4 5],C 3 羧基虽是抗菌活性所必需的药效团, 但并非是抗肿瘤活性所必要的, 可被其杂环或稠杂环类等生物电子等排体替代然而, 对众多的杂环化合物, 哪些是适宜的 C 3 羧基等排体对其如何优化以促进向成药性的发展所知甚少为此, 一方面考虑到唑杂环, 尤其是均三唑作为重要的优势药效团构架所构建的衍生物因具有广泛的药理活性备受关注 [6], 同时, 缩氨基硫脲类不但能与多种金属离子螯合产生重要的药理作用, 尤其是一些杂环缩氨基硫脲类化合物的抗肿瘤作用靶点也可能是 DNA 拓扑异构酶 I(TopoI), 已成为抗肿瘤药物研究的新靶点 [7] 鉴于此, 本文利用药效团的生物电子等排及其拼合药物设计原理, 用均三唑作为抗菌氟喹诺酮氧氟沙星 1 的羧基等排体缩氨基硫脲作为等排体的修饰优化基, 进而设计合成了新的 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲目标化合物 (6~6g), 合成路线见 Scheme1 通过体外抗肿瘤活性的评价, 初步分析结构修饰的合理性, 为进一步的结构修饰提供新思路收稿, 修回, 接受国家自然科学基金项目 ( , ) 资助通讯联系人 : 刘英杰, 副教授 ;Tel/Fx: ;E mil:l yingjie@henu.edu.cn; 研究方向 : 新药作用机制共同通讯联系人 : 胡国强, 教授 ;Tel/Fx: ;E mil:hgqxy@sin.com.cn; 研究方向 : 新药分子设计

2 26 应用化学第 33 卷 Scheme1 Syntheticrouteforfluoroquinolo 3 yls trizolesulfide ketonethiosemicrbzones6~6g Regentsndconditions:(i)85% hydrzinehydrte,etoh,reflux;(i)kscn,hcl H 2 O,reflux;( i)noh,h 2 O,reflux; (iv)ar COCH 2 Br,EtOH,reflux;(v)thiosemicrbzide,EtOH,H 2 SO 4,reflux 1 实验部分 1.1 试剂和仪器氧氟沙星 (1) 为市售品, 中间体均三唑硫醇 (4) 按文献 [8] 方法制备, 所用其它试剂均为市售分析纯 WK 1B 型数字熔点仪 ( 上海精密科学仪器厂 );BrukerAM 400 型核磁共振仪 ( 德国 Bruker 公司 ), DMSO d 6 为溶剂,TMS 为内标 ;EsquireLC 型质谱仪 ( 德国 Bruker 公司 );PE2400 Ⅱ 型元素分析仪 ( 美国 Perkin Elmer 公司 );BIO RAD 680 型酶标仪 ( 美国 Bio Rd 公司 ) 1.2 化合物的合成氟 7 (4 甲基哌嗪基 ) 1,8 (3,1 氧丙基 ) 3 [5 ( 取代 ) 苯甲酰甲硫基 4H [1,2,4] 三唑 3 基 ] 喹啉 4(1H) 酮 (5~5g) 的合成 2 0g(4 8mmol) 均三唑硫醇 4 与 1 2g(6 2mmol)α 溴代苯乙酮在无水乙醇 (50mL) 中搅拌回流反应 10h 放置室温, 过滤滤饼悬浮于蒸馏水 (50mL) 中, 用碳酸氢钠饱和溶液调中性, 滤集固体, 干燥用无水乙醇重结晶, 得黄色固体 6 氟 7 (4 甲基哌嗪基 ) 1,8 (3, 1 氧丙基 ) 3 (5 苯甲酰甲硫基 4H [1,2,4] 三唑 3 基 ) 喹啉 4(1H) 酮 (5), 收率 73 6%,mp204 ~ 206 分别用 α 溴代取代苯乙酮替代 α 溴代苯乙酮, 按照化合物 5 的相同制备方法分别制得化合物 5b, 收率 76 4%,mp206 ~208 ; 化合物 5c, 收率 70 8%,mp213 ~215 ; 化合物 5d, 收率 65 2%,mp 174 ~176 ; 化合物 5e, 收率 76 5%,mp225 ~227 ; 化合物 5f, 收率 71 3%,mp172 ~175 ; 化合物 5g, 收率 81 5%,mp234 ~236 化合物 5: 元素分析 (C 27 H 27 FN 6 O 3 S 计算值 )/%:C60 87(60 66),H 5 21(5 09),N (15 72); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 46(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 26(s,3H,N CH 3 ),3 07~ 3 52(m,8H,piperzine H),4 57~4 64(m,3H,OCH 2 CHN),4 76(s,2H,SCH 2 ),7 53~7 83(m,6H, Ph H 和 C 5 H),8 74(s,1H,C 2 H),13 64(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ: 18 40,40 52,46 57,50 62,54 31,55 80,68 49,103 50,106 80,121 52,121 64,124 61,128 87, ,131 18,134 05,136 14,140 80,141 77,152 34,157 83,172 33,194 46;ESI MS(m/z):535 [M+H] +, 计算值 :534[M]

3 第 1 期谢玉锁等 : 氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物的合成及抗肿瘤活性 27 化合物 5b: 元素分析 (C 28 H 29 FN 6 O 4 S 计算值 )/%:C59 72(59 56),H 5 03(5 18),N (14 88); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 47(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 28(s,3H,N CH 3 ),3 14~ 3 46(m,8H,piperzine H),3 87(s,3H,OCH 3 ),4 57~4 68(m,3H,OCH 2 CHN),4 78(s,2H,SCH 2 ), 7 62(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),7 75(d,J=6 8Hz,1H,C 5 H),8 07(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 76 (s,1h,c 2 H),13 66(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 40,40 53,46 55, 50 63,54 33,55 80,58 42,68 50,103 52,106 80,116 82,121 53,121 66,124 67,127 68,130 46, ,140 83,141 78,152 36,157 88,172 35,163 23,194 48;ESI MS(m/z):565[M+H] +, 计算值 : 化合物 5c: 元素分析 (C 27 H 27 FN 6 O 4 S 计算值 )/%:C59 15(58 90),H 5 07(4 94),N (15 26); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 46(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 26(s,3H,N CH 3 ),3 12~ 3 48(m,8H,piperzine H),4 57~4 68(m,3H,OCH 2 CHN),4 77(s,2H,SCH 2 ),7 65(d,J=8 6Hz, 2H,Ph H),7 82(d,J=6 8Hz,1H,C 5 H),8 06(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 74(s,1H,C 2 H), 10 56(s,1H,OH),13 65(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 40,40 53,46 58, 50 62,54 30,55 77,68 54,103 51,106 76,112 54,121 55,121 62,124 63,125 63,126 83,136 11, ,141 77,152 35,157 84,172 30,160 51,194 46;ESI MS(m/z):551[M+H] +, 计算值 : 化合物 5d: 元素分析 (C 28 H 29 FN 6 O 3 S 计算值 )/%:C61 52(61 30),H 5 14(5 33),N (15 32); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 45(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 23,2 26(s,6H,Ph CH 3 和 N CH 3 ),3 04~3 43(m,8H,piperzine H),4 55~4 67(m,3H,OCH 2 CHN),4 76(s,2H,SCH 2 ), 7 46(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),7 78(d,J=6 8Hz,1H,C 5 H),7 84(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 68 (s,1h,c 2 H),13 64(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:24 26,18 40,40 53, 46 55,50 60,54 31,55 74,68 53,103 48,106 66,121 55,121 58,124 60,128 45,128 62,130 46, ,138 67,140 78,141 75,152 34,157 80,172 27,194 40;ESI MS(m/z):549[M+H] +, 计算值 : 548[M] 化合物 5e: 元素分析 (C 27 H 26 F 2 N 6 O 3 S 计算值 )/%:C58 93(58 69),H 4 63(4 74),N (15 21); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 48(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 31(s,H,N CH 3 ),3 16~ 3 48(m,8H,piperzine H),4 61~4 68(m,3H,OCH 2 CHN),4 82(s,2H,SCH 2 ),7 73(d,J=8 6Hz, 2H,Ph H),7 83(d,J=6 8Hz,1H,C 5 H),8 16(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 81(s,1H,C 2 H), 13 68(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 41,40 55,46 58,50 62,54 32,55 82, 68 55,103 61,106 84,121 55,121 66,124 62,125 66,129 31,130 08,136 17,140 82,141 78, ,157 85,163 16,172 35,194 48;ESI MS(m/z):553[M+H] +, 计算值 :552[M] 化合物 5f: 元素分析 (C 27 H 26 ClFN 6 O 3 S 计算值 )/%:C57 24(56 99),H 4 48(4 61),N (14 77); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 46(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 30(s,H,N CH 3 ),3 13~ 3 47(m,8H,piperzine H),4 57~4 66(m,3H,OCH 2 CHN),4 80(s,2H,SCH 2 ),7 68(d,J=8 6Hz, 2H,Ph H),7 82(d,J=6 8Hz,1H,C 5 H),8 15(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 78(s,1H,C 2 H), 13 66(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 42,40 55,46 56,50 61,54 33,55 82, 68 57,103 62,106 82,121 57,121 63,124 58,128 68,129 78,130 24,131 57,136 16,140 80, ,152 33,157 84,172 34,194 46;ESI MS(m/z):569[M+H] +, 计算值 :568[M]( 35 Cl) 化合物 5g: 元素分析 (C 27 H 26 FN 7 O 5 S 计算值 )/%:C56 18(55 95),H 4 36(4 52),N (16 92); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 52(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 35(s,H,N CH 3 ),3 17~ 3 53(m,8H,piperzine H),4 62~4 68(m,3H,OCH 2 CHN),4 82(s,2H,SCH 2 ),7 76(d,J=8 6Hz, 2H,Ph H),8 07(d,J=6 8Hz,1H,C 5 H),8 23(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),9 06(s,1H,C 2 H), 13 68(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,d 6 ),δ:18 41,40 55,46 54,50 64,54 35,55 82,68 57, ,106 85,120 76,121 63,121 83,124 62,128 57,129 48,136 16,138 62,140 83,141 76,

4 28 应用化学第 33 卷 ,157 84,172 36,194 45;ESI MS(m/z):580[M+H] +, 计算值 :579[M] {5 [6 氟 7 (4 甲基哌嗪 1 基 ) 1,8 (3,1 氧丙基 ) 喹啉 4(1H) 酮 3 基 ] 4H [1,2,4] 三唑 3 硫基 } 1 ( 取代 ) 苯基乙酮缩氨基硫脲 (6~6g) 合成 1 0g(1 8mmol) 化合物 5 悬浮于 25mL 无水乙醇中, 搅拌下加入 0 32g(3 6mmol) 氨基硫脲和 1 0mL 的 98% 浓硫酸, 反应混合物慢慢加热回流反应 6h 减压蒸除溶剂, 加 30mL 水溶解, 加适量的活性炭在 60 搅拌脱色 1h 滤液用氨水调至中性, 滤集产生的固体, 水洗, 干燥粗品用无水乙醇重结晶, 得类白色固体目标物 2 {5 [6 氟 7 (4 甲基哌嗪 1 基 ) 1,8 (3,1 氧丙基 ) 喹啉 4(1H) 酮 3 基 ] 4H [1,2,4] 三唑 3 硫基 } 1 苯基乙酮缩氨基硫脲 (6), 收率 61 6%,mp214 ~216 分别用化合物 5b~5g 替代化合物 5, 同法操作, 分别制得化合物 6b, 收率 65 7%,mp215~ 217 ; 化合物 6c, 收率 53 2%,mp221~224 ; 化合物 6d, 收率 62 6%,mp183~185 ; 化合物 6e, 收率 76 3%,mp232~234 ; 化合物 6f, 收率 74 6%,mp176~178 ; 化合物 6g, 收率 76 2%,mp 241~243 化合物 6: 元素分析 (C 28 H 30 FN 9 O 2 S 2 计算值 )/%:C55 57(55 34),H 4 74(4 98),N (20 74); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 46(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 32(s,3H,N CH 3 ),3 05~ 3 53(m,8H,piperzine H),4 57~4 68(m,3H,OCH 2 CHN),4 82(s,2H,SCH 2 ),7 54~7 85(m,7H, Ph H C 5 H 和 NH),8 28,8 36(2s,2H,NH 2 ),8 77(s,1H,C 2 H),13 66(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 38,32 26,46 55,50 60,54 27,55 68,68 45,103 50,106 77, ,121 63,124 56,128 86,129 28,131 16,134 00,136 12,140 80,141 74,152 34,156 54, ,172 32,182 47;ESI MS(m/z):608[M+H] +, 计算值 :607[M] 化合物 6b: 元素分析 (C 29 H 32 FN 9 O 3 S 2 计算值 )/%:C54 78(54 62),H 5 25(5 06),N (19 77); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 47(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 34(s,3H,N CH 3 ),3 15~ 3 52(m,8H,piperzine H),3 88(s,3H,OCH 3 ),4 62~4 68(m,3H,OCH 2 CHN),4 84(s,2H,SCH 2 ), 7 54(d,J=8 2Hz,2H,Ph H),7 82~7 85(m,2H,C 5 H 和 NH),8 13(d,J=8 2Hz,2H,Ph H), 8 33,8 37(2s,2H,NH 2 ),8 78(s,1H,C 2 H),13 72(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 40,32 36,46 53,50 61,54 33,55 78,58 42,68 50,103 53,106 78,116 80,121 52,121 64, ,127 65,130 44,136 13,140 82,141 78,152 34,156 38,172 28,172 33,163 22,182 51;ESI MS(m/z):638[M+H] +, 计算值 :637[M] 化合物 6c: 元素分析 (C 28 H 30 FN 9 O 3 S 2 计算值 )/%:C54 16(53 92),H 4 67(4 85),N (20 21); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 48(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 26(s,3H,N CH 3 ),3 15~ 3 52(m,8H,piperzine H),4 58~4 68(m,3H,OCH 2 CHN),4 80(s,2H,SCH 2 ),7 72(d,J=8 6Hz, 2H,Ph H),7 83~7 86(m,2H,C 5 H 和 NH),8 14(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 35,8 38(2s,2H, NH 2 ),8 75(s,1H,C 2 H),10 57(s,1H,OH),13 68(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 38,32 35,46 56,50 60,54 30,55 76,68 52,103 51,106 77,112 53,121 55,121 61, ,125 64,126 83,136 10,140 80,141 75,152 33,156 62,157 80,172 30,160 48,182 62;ESI MS(m/z):624[M+H] +, 计算值 :623[M] 化合物 6d: 元素分析 (C 29 H 32 FN 9 O 2 S 2 计算值 )/%:C56 27(56 02),H 5 43(5 19),N (20 27); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 46(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 24,2 30(2s,6H,N CH 3 和 Ph CH 3 ),3 03~3 47(m,8H,piperzine H),4 56~4 64(m,3H,OCH 2 CHN),4 78(s,2H,SCH 2 ), 7 57(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),7 81~7 88(m,4H,C 5 H NH 和 Ph H),8 31,8 36(2s,2H,NH 2 ), 8 74(s,1H,C 2 H),13 66(s,1H,trizole NH); 13 C NMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:24 25,18 38, 32 28,46 53,50 60,54 28,55 73,68 51,103 46,106 64,121 55,121 57,124 60,128 44,128 61, ,136 06,138 64,140 75,141 75,152 32,156 56,157 77,172 25,182 57;ESI MS(m/z):622 [M+H] +, 计算值 :621[M]

5 第 1 期谢玉锁等 : 氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物的合成及抗肿瘤活性 29 化合物 6e: 元素分析 (C 28 H 29 F 2 N 9 O 2 S 计算值 )/%:C53 90(53 75),H 4 48(4 67),N (20 15); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 52(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 33(s,H,N CH 3 ),3 18~ 3 54(m,8H,piperzine H),4 63~4 71(m,3H,OCH 2 CHN),4 84(s,2H,SCH 2 ),7 76(d,J=8 6Hz, 2H,Ph H),7 85~8 05(m,2H,C 5 H 和 NH),8 28(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 35,8 38(2s,2H, NH 2 ),8 85(s,1H,C 2 H),13 73(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 40,32 62, 46 57,50 60,54 31,55 82,68 53,103 58,106 82,121 54,121 63,124 60,125 65,129 28,130 06, ,140 81,141 76,152 33,156 74,157 83,163 14,172 31,182 66;ESI MS(m/z):626[M+H] +, 计算值 :625[M] 化合物 6f: 元素分析 (C 28 H 29 ClFN 9 O 2 S 计算值 )/%:C52 60(52 37),H 4 34(4 55),N (19 63); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 51(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 32(s,H,N CH 3 ),3 16~ 3 56(m,8H,piperzine H),4 62~4 70(m,3H,OCH 2 CHN),4 82(s,2H,SCH 2 ),7 73(d,J=8 2Hz, 2H,Ph H),7 85~7 96(m,2H,C 5 H 和 NH),8 27(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 34,8 36(2s,2H, NH 2 ),8 86(s,1H,C 2 H),13 71(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,DMSO d 6 ),δ:18 38,32 58, 46 53,50 58,54 30,55 78,68 51,103 57,106 80,121 54,121 61,124 56,128 66,129 75,130 23, ,136 14,140 77,141 75,152 31,156 68,157 82,172 31,182 56;ESI MS(m/z):642[M+H] +, 计算值 :641[M]( 35 Cl) 化合物 6g: 元素分析 (C 28 H 29 FN 10 O 4 S 计算值 )/%:C51 76(51 52),H 4 30(4 48),N21 64 (21 46); 1 HNMR(400MHz,DMSO d 6 ),δ:1 56(d,J=7 2Hz,3H,CH 3 ),2 35(s,H,N CH 3 ),3 23~ 3 67(m,8H,piperzine H),4 64~4 76(m,3H,OCH 2 CHN),4 85(s,2H,SCH 2 ),7 82(d,J=8 6Hz, 2H,Ph H),7 86~8 13(m,2H,C 5 H 和 NH),8 36(d,J=8 6Hz,2H,Ph H),8 36,8 44(2s,2H, NH 2 ),9 12(s,1H,C 2 H),13 74(s,1H,trizole NH); 13 CNMR(100MHz,d 6 ),δ:18 40,32 74,46 52, 50 64,54 33,55 80,68 56,103 70,106 86,120 74,121 64,121 82,124 63,128 57,129 46,136 14, ,140 81,141 74,152 33,156 74,157 82,172 34,182 72;ESI MS(m/z):653[M+H] +, 计算值 : 652[M] 1.3 体外抗肿瘤活性对合成的 7 个 C 3 均三唑硫醚酮和 7 个相应的硫醚酮缩氨基硫脲化合物及对照氧氟沙星 (ofloxcin,of) 和结构类似抗癌药物阿霉素 (doxorubicin,dox) 用 DMSO 配成 mol/l 浓度的储备液, 用 RPMI 1640 稀释到所需浓度取对数生长期的人肝癌 Hep 3B 细胞人胰腺癌 Cpn 1 细胞及人白血病 HL60 细胞分别以每孔 5000 个细胞接种于 96 孔板, 培养隔夜后, 加入不同浓度的上述供试化合物溶液, 继续培养 48h 后弃去培养基每孔加入 1g/LMTT 溶液 100μL, 继续培养 4h 后弃上清液每孔加入 150μL 二甲基亚砜, 轻轻振荡 30min, 用酶标仪在 570nm 波长处测其吸光度值计算各组对癌细胞的抑制率 : 抑制率 /% =[(1- 实验组吸光度值 )/ 对照组吸光度值 ] 100 然后以各药物浓度的对数值对各浓度下的抑制率作线性回归, 得浓度效应方程, 以此计算出各供试化合物对实验癌细胞的半数抑制浓度 (IC 50 ) 所有实验在相同条件下重复进行 3 次, 最终结果以 Men±SD 表示 2 结果与讨论 2.1 化合物的合成均三唑硫醇类化合物与 α 卤代 ( 取代 ) 苯乙酮类通常在醇中可发生取代和闭环反应生成噻唑并均三唑稠杂环类化合物然而, 对氟喹诺酮取代的均三唑硫醇化合物 4 与 α 溴代 ( 取代 ) 苯乙酮在无水乙醇中可顺利发生巯基 ( SH) 与 Br 的亲核取代反应形成硫醚酮 5, 但由于受氟喹诺酮取代基较大空间位阻的影响, 产生的中间体 5 未能进一步发生分子内环合反应如将中间体 5 在多聚磷酸中进一步反应, 可顺利实现闭环形成相应的稠杂环类化合物另外, 试图在反应体系中加入缚酸剂如有机碱三乙胺和吡啶或无机碱如碳酸 ( 氢 ) 钠等以促进反应速度, 提高其收率, 但这些均能导致反应液变深, 副产物增

6 30 应用化学第 33 卷多这可能是生成的硫醚酮 5 中的硫原子受羰基吸电子基的影响, 在碱性条件下易发生脱硫反应而致同时, 对一般的酮类与氨基硫脲的缩合反应通常用弱酸冰乙酸催化即可完成, 而对大分子的硫醚酮 5 仅在强脱水剂浓硫酸的催化下方可完成 2.2 体外抗肿瘤活性实验化合物对 Hep 3B Cpn 1 及 HL603 种癌细胞的半数抑制浓度 (IC 50 ) 见表 1 7 个 C 3 均三唑硫醚酮化合物 (5~5g) 和相应的 7 个硫醚酮缩氨基硫脲化合物 (6~6g) 的对 3 种实验癌细胞的 IC 50 值均在 50μmol/L 以下, 低于母体氧氟沙星 1 的值 (>100μmol/L), 其中对人胰腺癌 Cpn 1 细胞的活性最强, 表现出一定的选择性同时, 硫醚酮缩氨基硫脲化合物的活性强于硫醚酮的活性, 尤其是修饰基苯环含有 F 原子 (6e) 或硝基取代的氨基硫脲化合物 (6g) 对 Cpn 1 细胞的 IC 50 值已达到微摩尔浓度, 其活性与抗肿瘤对照药阿霉素相当, 具有发展为先导物的潜力表 1 实验化合物对 Hep 3B Cpn 1 和 HL60 的抗细胞增值活性 Tble1 Anti celprolifertivectivityofthetestedcompoundsginsthep 3B,Cpn 1ndHL60tumorcels Compd. IC 50 /(μmol L -1 ) Hep 3B Cpn 1 HL60 Compd. IC 50 /(μmol L -1 ) Hep 3B Cpn 1 HL ± ± ± ± ± ±1.6 5b 31.7± ± ±2.3 6b 18.3± ± ±2.1 5c 28.5± ± ±2.5 6c 16.4± ± ±2.2 5d 45.6± ± ±3.5 6d 26.8± ± ±1.8 5e 12.8± ± ±1.4 6e 7.4± ± ±1.0 5f 33.4± ± ±2.0 6f 15.6± ± ±1.6 5g 15.3± ± ±1.6 6g 6.7± ± ±1.3 DOX 3.5± ± ±0.3 DOX 3.5± ± ±0.3 OF >100 >100 >100 OF >100 >100 >100 3 结论以氧氟沙星 1 为原料, 经肼解与硫氰化钾缩环合反应得到氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醇中间体然后与 α 卤代 ( 取代 ) 苯乙酮类发生亲核取代反应生成 C 3 均三唑硫醚酮类化合物 5~5g, 再与氨基硫脲在浓硫酸的催化下形成 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲类化合物 6~6g 初步的抗肿瘤结果表明, 硫醚酮 5 和相应的硫醚酮缩氨基硫脲类 6 的抗肿瘤活性菌强于母体 1 的活性, 尤其修饰基苯环含硝基和氟原子的化合物 6e 和 6g 的活性与对照药阿霉素的活性相当因此, 氟喹诺酮 C 3 羧基并非是抗肿瘤活性所必要药效团, 可用均三唑杂环等排体取代, 且被硫醚酮缩氨基硫脲功能侧链修饰有利于提高其抗肿瘤活性参考文献 [1]PirhdiS,ShiriF,GhsemiJB.MethodsndApplictionsofStructure bsedphrmcophoresindrugdiscovery[j].cur TopMedChem,2013,13(9): [2]GUOZongru.StrtegyofMoleculrDrugDesign:ActivityndDruggbility[J].ActPhrmSin,2010,45(5): (inchinese). 郭宗儒. 药物分子设计与策略 : 药理活性与成药性 [J]. 药学学报,2010,45(5): [3]SureshN,NgeshHN,SekhrKV,etl.SynthesisofNovelCiprofloxcinAnloguesndEvlutionofTheirAnti prolifertiveefectonhumncncercellines[j].bioorgmedchemlet,2013,23(23): [4]WANGGuoqing,DUANNnnn,CAOTieyo,etl.AntitumorFluoroquinoloneC3 IsostereDerivtives(Ⅰ) Synthesis ndactivityofbis oxdizolemethyl sulfidederivtives[j].chinesejapplchem,2012,29(7): (inChinese). 王国强, 段楠楠, 曹铁耀, 等. 抗肿瘤氟喹诺酮 C3 等排衍生物 (Ⅰ) 双二唑甲硫醚衍生物的合成和抗肿瘤活性 [J]. 应用化学,2012,29(7): [5]XIE Songqing,CHEN Yinsheng,WANG Guoqing,et l. Prt Ⅳ.Synthesis nd Antitumor Evlution of s TrizolothidizinesndPyrzolos TrizolesDerivedFrom Ciproxcin[J].ActPhrm Sin,2012,47(1):66 71(in Chinese). 谢松强, 陈寅生, 王国强, 等.PrtⅣ. 环丙沙星 C 3 羧基衍生物均三唑并噻二嗪及吡唑并均三唑的合成和抗肿瘤活

7 第 1 期谢玉锁等 : 氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物的合成及抗肿瘤活性 31 性研究 [J]. 药学学报,2012,47(1): [6]MeglyAbdoNY,KmelM M.SynthesisndAnticncerEvlutionof1,3,4 Oxdizoles,1,3,4 Thidizoles,1,2,4 TrizolesndMnnichBses[J].ChemPhrmBul(Tokyo),2015,63(5): [7]HungH,ChenQ,KuX,etl.ASeriesofAlph heterocycliccrboxldehydethiosemicrbzonesinhibittopoisomersei AlphCtlyticActivity[J].JMedChem,2010,53(8): [8]XUQiuju,HouLili,WUZhofeng,etl.SynthesisndAntitumorEvlutionofFluoroquinolonC3s TrizoleOxdizole MethylsulfideDerivtivesofOfloxcin[J].ChinesePhrmJ,2014,49(7): (inChinese). 许秋菊, 侯莉莉, 仵钊锋, 等. 氟喹诺酮 C3 均三唑二唑甲硫醚衍生物的合成及抗肿瘤活性 [J]. 中国药学杂志, 2014,49(7): SynthesisndAntitumorActivityofFluoroquinolon 3 yl s TrizoleSulfide ketonethiosemicrbzone DerivtivesofOfloxcin XIEYusuo,GAOLiuzgou,YANQing,WUShumin,NILili, LIUYingjie c,huangwenlong b,huguoqing ( InstituteofChemiclBiology,He nnuniversity,kifeng,he nn475001,chin; b CentreofDrugDiscovery,ChinPhrmceuticlUniversity,Nnjing210009,Chin; c DeprtmentofMicrobiology,MediclColegeHe nnuniversity,kifeng,he nn475001,chin) Abstrct Todiscovereficientstructurlmodifictionstrtegyfortheconversionofntibcterilctivityof fluoroquinolonesintontitumorctivity,nzoleheterocyclemodifiedwithsulfide ketonethiosemicrbzone chinwsdesignedsthebioisostericreplcementofthec 3crboxyliccidgroup.Consequently,novel s trizole bsedthiosemicrbzonederivtives(6~6g)weresynthesizedfromofloxcin1,respectively.the structuresofthetitlecompounds(6~6g)werechrcterizedbyelementlnlysisndspectrldt,ndthe invitrontitumorctivitywslsoevluted bythemtt sy. Compounds(6~6g) exhibitmore significntlyntiprolifertivectivitythnbothofprentofloxcin1ndthecorespondingsulfide ketone intermedites(5~5g).thesethiosemicrbzones,prticulrlythosecontiningnitrogrouporfluorinetom, hvecomprblectivitytodoxorubicin.therefore,itsuggeststhtnzoleringmodifiedwithfunctionlside chinsthebioisostericreplcementofthec 3crboxylicgroupisfvorblefornimprovementofntitumor ctivityoffluoroquinolones. Keywords fluoroquinolone;bioisosterism;s trizole;sulfide;thiosemicrbzone;ntitumorctivity Received ;Revised ;Accepted SupportedbytheNtionlNturlScienceFoundtionofChin(No ,No ) Corespondinguthor:LIUYingjie,sociteprofesor;Tel/Fx: ;E mil:l yingjie@henu.edu.cn;reserchinterests: mechnismforthenewdrugmolecules Co corespondinguthor:huguoqing,profesor;tel/fx: ;E mil:hgqxy@sin.com.cn;reserchinterests:designforthe newdrugmolecules

第 46 卷第 4 期谢玉锁等 : 培氟沙星 C 3 羧基等排体的合成及抗肿瘤活性 (Ⅷ) 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物 47 新药的创新起源于先导化合物的发现, 而基于药效团的拼合和药物骨架的跃迁是构建先导物化学结构的有效策略 [] 同时对先导物的结构优化是促成其向成药性方向发展的重要环节 [2

第 46 卷第 4 期谢玉锁等 : 培氟沙星 C 3 羧基等排体的合成及抗肿瘤活性 (Ⅷ) 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物 47 新药的创新起源于先导化合物的发现, 而基于药效团的拼合和药物骨架的跃迁是构建先导物化学结构的有效策略 [] 同时对先导物的结构优化是促成其向成药性方向发展的重要环节 [2 46 学报 JournalofChinaPharmaceuticalUniversity 205,46(4):46-420 论文培氟沙星 C 3 羧基等排体的合成及抗肿瘤活性 (Ⅷ) 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物 2 谢玉锁, 高留州, 闫强, 吴书敏, 倪礼礼, 黄文龙, 赵辉, 胡国强 ( 河南大学化学生物学研究所, 开封 47500; 2 中国药科大学新药研究中心, 南京 20009) 摘要以均三唑杂环作为培氟沙星

第 33 卷第 1 期 应用化学 Vol.33Is 年 1 月 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY Jan.2016 殝 檵 殝 殝研究论文檵檵檵檵檵檵檵檵檵 殝 氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物的合成及抗肿瘤活性 a 谢玉锁 a 高留州 闫

第 33 卷第 1 期应用化学 Vol.33Is 年 1 月 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY Jan.2016 殝檵殝殝研究论文檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝氟喹诺酮 C 3 均三唑硫醚酮缩氨基硫脲衍生物的合成及抗肿瘤活性 a 谢玉锁 a 高留州闫