本發明涉及藥物技術領域，具體地說是一類氟代噻唑腙類化合物I-IV及其藥理活性和藥學用途。該化合物及其衍生物可以用于預防和/或治療各種因素引起的腫瘤或癌癥等疾病。
背景技術：
惡性腫瘤嚴重影響人們的身體健康，現已成為導致人類死亡的第二大病因，僅次于心腦血管疾病。據世衛組織統計，全世界每年新確診的腫瘤患者均在1000萬以上，每年全球腫瘤死亡總數達700萬人。隨著環境污染的加重，癌癥發病率正在逐年提高，呈多發態勢，世衛組織2014報告預測全球癌癥病例將呈現迅猛增長態勢，由2012年的1400萬人，逐年遞增至2025年的1900萬人，到2035年將達到2400萬人，死亡人數也將由每年600萬增加至1000萬。2012年，中國新增307萬癌癥患者并造成約220萬人死亡，分別占全球總量的21.9％和26.8％，癌癥已經成為我國城鄉居民死亡的首要原因。腫瘤不僅嚴重威脅著人民群眾的身體健康，給病人和病人家庭帶來經濟損失，而且還會給國家和社會造成沉重的負擔。尋找高效、低毒、可選擇性殺傷或抑制腫瘤細胞的新作用機制的新型抗腫瘤藥物已成為抗腫瘤藥物研發的重要方向。
噻唑類化合物是雜環化合物中十分重要的一類，具有抗菌、抗結核、抗癌、抗病毒、降血壓、消炎鎮痛、降血糖、抗癲癇、抗寄生蟲和抗氧化等領域顯示出廣闊的應用前景，已有眾多噻唑類藥物用于臨床治療多種疾病。腙類化合物是指分子結構中含有-NHN＝CH-基團的一類化合物，是肼與醛或酮等含羰基化合物發生縮合反應生成的產物，其具有廣泛的生物活性(如抗菌、抗腫瘤及降糖等)，在醫藥領域有很好的應用前景。本發明將噻唑和腙類化合物活性基團偶聯設計合成氟代噻唑腙類化合物，現有技術中沒有本發明提供的氟代噻唑腙類化合物及其作為有效成分的藥物組合物的報道，也沒有該類衍生物或其藥物組合物應用在制備或治療各種因素引起的腫瘤等疾病藥物中的報道。
技術實現要素：
本發明涉及藥物技術領域，具體地說是一類氟代噻唑腙類化合物I-IV、其制備方法及其藥理活性和藥學用途。該類化合物及其衍生物可以用于預防和/或治療各種因素引起的腫瘤、癌癥等疾病。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
本發明設計合成了一類氟代噻唑腙類化合物I-IV，其化學結構如下所示：
結構通式中的R1、R2和R3分別為H，Br，F，CF3中的一種，化合物I中R1為Br，R2和R3為H；化合物II中R1為H，R2和R3為F；化合物III中R2為CF3，R1和R3為H；化合物IV中R2為H，R1和R3為CF3。
所述化合物I-IV中的一種或二種或多種混合具有抗腫瘤活性，在此所指的化合物I-IV可為化合物I-IV本身以及化合物I-IV的藥物學上可接受的鹽等化學等價物中的一種，但不局限于以上化學等價物。
本發明同時提供了本發明化合物I-IV在制備用于預防和/或治療各種因素引起的腫瘤和/或癌癥等相關的疾病中的應用。
本發明化合物用作藥物時，可以直接使用，或者以藥物組合物的形式使用。該藥物組合物含有0.1–99％，優選為0.5–90％的本發明化合物，其余為藥物學上可接受的藥用載體和/或賦形劑。
所述的藥用載體或賦形劑是一種或多種固體、半固體和液體稀釋劑、填料以及藥物制品輔劑。將本發明的藥物組合物以單位體重服用量的形式使用。本發明的藥物可經注射(靜注、肌注)、口服和外用三種形式給藥。
本發明目的是提供一類新的氟代噻唑腙類化合物及其制備方法，該化合物及其衍生物可以預防和/或治療各種因素引起的腫瘤和/或癌癥等疾病，例如肺癌、骨髓瘤、神經母細胞瘤、肝癌、胃癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、腸癌、前列腺癌等腫瘤和/或癌癥疾病中的一種或二種以上。
1、化合物的合成與結構鑒定
本發明氟代噻唑腙類化合物I-IV的制備方法步驟如下：
步驟1：制備中間體3,4-二氟苯亞甲基氨基硫脲(化合物a):
稱取10mmol3,4-二氟苯甲醛(3.07g)和11mmol氨基硫脲(2.165g)置于500mL反應瓶中，再加入30mL乙醇(95％)攪拌均勻后，滴加1mL冰醋酸，然后65-70℃回流攪拌約10小時，減壓蒸除大部分乙醇后加入20毫升冰水，過濾得沉淀，冰水洗沉淀(30mL分三次)乙醇重結晶得到中間體3,4-二氟苯亞甲基氨基硫脲(化合物a)。
步驟2：制備氟代噻唑腙類化合物I-IV:
稱取1mmol中間體3,4-二氟苯亞甲基氨基硫脲(215mg)和2-5mmol無水醋酸鈉置于反應瓶中，加入10-20mL無水乙醇，再加入0.9-1.1mmol相應取代2-溴苯乙酮，然后在60-90℃加熱回流10-14小時，冷卻反應液，過濾得固體，然后甲醇重結晶得噻唑腙化合物I-IV。
2、本發明氟代噻唑腙類化合物I-IV對各種腫瘤細胞毒性測定
采用目前常用的四氮唑鹽(MTT)法檢測合成衍生物對體外培養的人腫瘤細胞的細胞毒性。體外抗腫瘤實驗所選用細胞株：人肺癌細胞A549、人克隆結腸腺癌細胞CaCo-2、人肝癌細胞HepG2、人膠質瘤細胞U87、人臍靜脈內皮細胞HUVEC等。測定方法：取對數生長期的細胞，將細胞懸液接種到96孔板，在37℃、100％相對濕度、含5％CO2、95％空氣的培養箱預培養24h后，然后加藥。另外，每個濃度設陰性對照(等濃度DMSO)及空白本底(不加細胞)，各組均設3個復孔。再連續培養24h，然后每孔加入MTT溶液，繼續培養4h后，仔細吸去上清液(懸浮細胞，需要先離心，再吸去上清)。每孔加入DMSO，置微量振蕩器震蕩5min以使結晶完全溶解，酶標儀492nm單波長比色，測定OD值。抑制率(％)＝(實驗組OD均值一空白組OD均值)/(對照組OD均值-空白組OD均值)x100％，并計算IC50值。
本發明具有如下優點：
本發明提供的化合物經MTT法對所實驗的各種腫瘤細胞株均具有較強的抑制活性，并且對正常細胞人臍靜脈內皮細胞HUVEC毒性較低，證明本發明化合物均具有良好的抗腫瘤活性，在抗腫瘤藥物開發方面具有很好的應用前景。
具體實施方式
為了更好地理解本發明的實質，下面將用本發明的實施例來說明本發明化合物氟代噻唑腙類化合物I-IV的制備方法和藥理作用結果，但不以此實施例來限定本發明。
實施例1：4-(3-溴苯基)-2-(2-(3,4-二氟苯亞甲基)肼基)噻唑(4-(3-bromophenyl)-2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)thiazole,化合物I)的制備
(1)稱取10mmol3,4-二氟苯甲醛(3.07g)和11mmol氨基硫脲(2.165g)置于500mL反應瓶中，再加入30mL乙醇(95％)攪拌均勻后，滴加1mL冰醋酸，然后65-70℃回流攪拌約10小時，減壓蒸除大部分乙醇后加入20毫升冰水，過濾得沉淀，冰水洗沉淀(30mL分三次)乙醇重結晶得到中間體3,4-二氟苯亞甲基氨基硫脲(化合物a)。
(2)稱取1mmol中間體3,4-二氟苯亞甲基氨基硫脲(215mg)和4mmol無水醋酸鈉置于250mL反應瓶中，加入20mL無水乙醇，再加入1mmol 2,3′-二溴苯乙酮(278mg)，然后在60-90℃加熱回流12小時，冷卻反應液，過濾干燥得灰色固體4-(3-溴苯基)-2-(2-(3,4-二氟苯亞甲基)肼基)噻唑(77％)；1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:8.03(1H,s),7.99(1H,s),7.84(1H,d, J＝7.5Hz),7.66(1H,m),7.47(4H,overlap),7.35(1H,dd,J＝8.0,7.5Hz)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:168.1,150.8,148.81,148.83,139.0,136.8,132.2,130.7,130.1,128.1,124.3,123.2,122.1,118.0,114.5,105.5；ESIMS:m/z393[M+H]+HRESIMS:calc for C16H10N3F2SBr[M+H]+393.9820,found393.9777.
實施例2：2-(2-(3,4-二氟苯亞甲基)肼基)-4-(3，4-二氟苯基)噻唑(2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)-4-(3,4-difluorophenyl)thiazole,化合物II)
化合物II的制備方法與化合物I的制備方法相似，其與實施例1不同之處在于將原料2,3′-二溴苯乙酮換為3′,4′-二氟-2-溴苯乙酮，制備得到化合物II，灰色固體，收率82％，1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:12.26(1H,s),7.95(1H,s),7.78(1H,m),7.58-7.65(2H,overlap),7.38-7.45(4H,overlap)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:168.6,151.1,150.2,149.2,148.8,148.3,139.5,138.7,132.7,132.6,123.7,122.6,118.4,118.1,114.8,114.6,105.4；ESIMS:m/z352[M+H]+HRESIMS:calc for C16H9N3F4S[M+H]+352.0526,found352.0452.
實施例3：2-(2-(3,4-二氟苯亞甲基)肼基)-4-(4-(三氟甲基)苯基)噻唑(2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)-4-(4-(trifluoromethyl)phenyl)thiazole，化合物III)
化合物III的制備方法與化合物I的制備方法相似，其與實施例1不同之處在于將原料2,3′-二溴苯乙酮換為4′-三氟甲基-2-溴苯乙酮，制備得到化合物III，灰色固體，收率78％，1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:12.31(1H,s),8.01(2H,d,J＝8.0Hz),7.96(1H,s),7.69(2H,d,J＝8.0Hz),7.61(1H,dd,J＝9.5,9.5Hz),7.50(1H,s),7.38-7.45(2H,overlap)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:168.8,151.2,149.5,149.3,139.5,138.7,132.6,128.0,127.9,126.4,125.9,123.7,118.3,114.9,107.0；ESIMS:m/z 384[M+H]+HRESIMS:calc for C17H10N3F5S[M+H]+384.0588,found 384.0535.
實施例4：2-(2-(3,4-二氟苯亞甲基)肼基)-4-(3，5-雙(三氟甲基)苯基)噻唑(4-(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)-2-(2-(3,4-difluorobenzylidene)hydrazinyl)thiazole，化合物IV)
化合物IV的制備方法與化合物I的制備方法相似，其與實施例1不同之處在于將原料2,3′-二溴苯乙酮換為3′,5′-雙(三氟甲基)-2-溴苯乙酮，制備得到化合物IV，灰色固體，收率90％，1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ:10.92(1H,s),8.16(2H,s),7.76(1H,s),7.71(1H,s),7.48(1H,m),7.26(1H,m),7.12(1H,dd,J＝8.5,8.5Hz),7.04(1H,s)；13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ:169.5,151.8,149.8,148.2,139.8,136.7,131.8(2C),131.6,125.7(2C),123.3(2C),123.2,120.8,117.4,114.5,106.4；ESIMS:m/z 452[M+H]+HRESIMS:calc for C18H9N3F8S[M+H]+452.0462,found452.0446.
實施例5：氟代噻唑腙類化合物I-IV對各種腫瘤細胞毒性測定
采用目前常用的四氮唑鹽(MTT)法檢測合成化合物對體外培養的人腫瘤細胞的細胞毒性。體外抗腫瘤實驗所選用細胞株：人肺癌細胞A549、人克隆結腸腺癌細胞CaCo-2、人肝癌細胞HepG2、人膠質瘤細胞U87、人臍靜脈內皮細胞HUVEC等。測定方法：取對數生長期的細胞，將細胞懸液接種到96孔板，使其每孔細胞數為3×103個，在37℃、100％相對濕度、含體積含量5％CO2、95％空氣的培養箱預培養24h后，然后加藥。另外，將濃度為1.25，2.5，5.0，10.0，20.0微克/毫升的氟代噻唑腙類化合物I-IV，每個濃度設陰性對照(等濃度DMSO)及空白本底(不加細胞)，各組均設3個復孔。再連續培養24h，然后每孔加入20微升5毫克/毫升MTT溶液，繼續培養4h后，仔細吸去上清液(懸浮細胞，需要先離心，再吸去上清)。每孔加入150微升DMSO，置微量振蕩器震蕩5min以使結晶完全溶解，酶標儀492nm單波長比色，測定OD值。抑制率(％)＝(實驗組OD均值一空白組OD均值)/(對照組OD均值-空白組OD均值)x100％，并應用SPSS17.0軟件計算IC50值(表1)。
表1：化合物I-IV對腫瘤細胞抑制活性數據表
實驗結果表明，本發明提供的化合物均顯示出很好的抗腫瘤活性，對所實驗的各種腫瘤細胞株的體外均有較強的抑制活性，對正常人臍靜脈內皮細胞HUVEC毒性較低，本發明化合物可以用于預防和/或治療各種因素引起的與腫瘤或癌癥相關的疾病和癥狀。
實施例6：化合物注射液的制備
將氟代噻唑腙類化合物I-IV分別用少量的DMSO(重量比為：1：0.1-1：0.5，在此為1：0.4)溶解后，按常規加注射用水(重量比為1:20-1:200，在此為1:200)，精濾，灌封滅菌制成注射液。
實施例7：化合物粉針劑的制備
將氟代噻唑腙類化合物I-IV分別用少量的DMSO(重量比為：1：0.1-1：0.5，在此為1：0.5)溶解后，將其溶于無菌注射用水(重量比為：1：20-1：60，在此為1:60)中，攪拌使溶解，用無菌抽濾漏斗過濾，再無菌精濾，分裝于安瓿中，低溫冷凍干燥后無菌熔封得粉針劑。
實施例8：化合物粉劑的制備
將氟代噻唑腙類化合物I-IV分別按其與賦形劑重量比為9:1的比例加入賦形劑(吐溫80:丙二醇:環糊精:乳糖＝1:2:4:12)，制成粉劑。
實施例9：化合物片劑的制備
將氟代噻唑腙類化合物I-IV分別按其與賦形劑(羥丙甲基纖維素E5：微晶纖維素MCC102:硬脂酸鎂:(8％聚維酮K30)＝15:15:2:0.1)重量比為5:1的比例加入賦形劑，制粒壓片。
實施例10：化合物口服液的制備
將氟代噻唑腙類化合物I-IV分別加入到含質量濃度20％單糖漿和0.1％苯甲酸鈉的蒸餾水中，按常規口服液制法制成濃度為15μg/mL口服液。
實施例11：化合物膠囊劑的制備
將氟代噻唑腙類化合物I-IV分別按其與賦形劑(藥用淀粉:葡萄糖:水解明膠:甘氨酸＝30:10:1:1)重量比為5:1的比例混合，制成膠囊。
實施例12：化合物膠囊劑的制備
將氟代噻唑腙類化合物I-IV分別按其與賦形劑(藥用淀粉:葡萄糖:水解明膠:甘氨酸＝30:10:1:1)重量比為3:1的比例混合，制成膠囊。