具有抗腫瘤作用的吡嗪-芳基脲衍生物及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于醫藥領域，具體涉及具有抗腫瘤作用的吡嗪-芳基脲衍生物及其制備 方法與應用。
【背景技術】
[0002] 癌癥是嚴重威脅人類生命的常見病和多發病，其死亡率僅次于心血管疾病而位居 第二。長期以來，癌癥的治療是醫藥領域的一大難題。近年來隨著生命科學的飛速發展，惡 性腫瘤細胞內信號轉導、細胞周期調節、細胞凋亡的誘導、血管生成以及細胞與胞外物質的 相互作用等各種基本過程得以逐步闡明，人們開始將目光轉向選擇性作用于特定靶點的高 效、低毒、特異性強的分子靶向藥物。分子靶向藥物以一些與腫瘤細胞分化增殖相關的細胞 信號轉導通路的關鍵酶或蛋白受體（如蛋白激酶、細胞周期和凋亡調節因子、表皮生長因 子受體、血管內皮生長因子受體等）為靶點，己成為當今抗腫瘤藥物研發的重要方向。由于 小分子靶向藥物對腫瘤具有良好的選擇性，因而呈現出腫瘤靶向性；與傳統的化療藥物相 t匕，研發抗腫瘤小分子靶向藥物更具吸引力。
[0003] 某些轉導通路的異常激活或失控是導致細胞發生癌變的一個重要原因。Ras/ Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt通路是表皮生長因子受體（EGFR)下游兩條重要的信號轉導通路 (Oncogene, 2005, 24:616 - 626 ;0ncogene, 2007, 26:3291 - 3310.)。Ras通過活化Raf激酶， 使MEK的2個絲氨酸殘基磷酸化，活化其底物ERK。活化的ERK形成二聚體，轉入細胞核， 參與細胞的增殖、存活、分化和凋亡（ChemMedChem，2011，6(1) :38 - 48.)。經證實Ras/Raf/ MEK/ERK信號通路與多種癌癥的發生發展密切相關，如該通路在非小細胞肺癌（NSCLC)，肝 癌，乳腺癌中常被異常激活，因而該通路的突變激活為人們通過抑制這條通路，以治療多種 癌癥提供了可能。Ras基因家族有多種亞型，K-Ras是其成員之一，編碼K-Ras蛋白，K-Ras的 GTP水解酶結構域的第12號或13號密碼子（G12或G13)的突變，可導致K-Ras的持續激活 (NEnglJMed, 1987, 317 (15): 929 - 935.)。研究（BiochemResInt, 2012, 2012:940405.) 發現：Ras基因突變中，K-Ras基因突變占90%以上，而且在NSCLC中發生率高，如在肺腺癌 中突變率達30% -50%。Raf是信號通路Ras/Raf/MEK/ERK中的重要組成部分，包括3種同 工酶：A-Raf、B-Raf與c-Raf(也稱為Raf-1)(藥學進展，2014, 38(1) :31 - 35.)。c-Raf是 一種涉及促有絲分裂信號從細胞膜傳導到核的蛋白激酶，主要在富血管的實體腫瘤，如腎 癌、肝細胞癌以及NSCLC中異常激活或過度表達。研究發現：c-Raf激活與K-Ras突變有著 直接的關聯性，當上游K-Ras發生突變后，突變型K-Ras(通常為K-RasG12D)會激活c-Raf，并 引發Raf/MEK/ERK信號分子的級聯磷酸化反應（CancerDiscov，2011，1 (2) : 128 - 136.)。 PI3K/Akt信號通路作為EGFR下游另一條重要的信號轉導通路，通過影響眾多效應分子的 活化狀態，控制著腫瘤發生發展中至關重要的細胞生物學過程，包括細胞凋亡、轉錄、翻譯、 代謝、血管新生以及細胞周期的調控。因此Ras/Raf/MEK/ERK及PI3K/Akt通路對研究和開 發腫瘤分子祀向藥物有著特殊的意義。
[0004] 索拉非尼（Sorafenib)是由德國拜耳公司和ONYX公司共同研制的口服多靶點 抗腫瘤藥物，2005年12月在美國上市，被FDA批準用于治療晚期腎癌，并于2006年11月 在中國上市（CancerRes，2004,64(19):7099 - 7109;TO2007053573;W02013178581)。瑞 戈非尼（Regorafenib)為索拉非尼的升級換代產品，兩者均是新型信號轉導阻滯藥物， 并非典型的細胞毒藥物（US2014065212;CN103889399)。索拉非尼具有雙重抗腫瘤作用， 一方面通過抑制Raf?激酶，從而阻斷Ras/Raf/MEK/ERK信號轉導通路而直接抑制腫瘤生 成；另一方面通過抑制幾種與新生血管生成和腫瘤發展有關的酪氨酸激酶受體的活性， 包括血管內皮生長因子（VEGFR)，血小板衍生生長因子受體（PDGFR)和c-KIT原癌基因， 阻斷腫瘤新生血管生成，間接抑制腫瘤細胞的生長，從而起到抗腫瘤作用。臨床前研究顯 示，索拉非尼對人腫瘤的動物移植模型具有廣泛的抗腫瘤活性，包括甲狀腺癌、結腸癌、胰 腺癌、肺癌、肝癌、腎癌和卵巢癌（JClinOncol, 2011，29:69-75.);在具有RAS或B-RAF 基因突變的腫瘤中也同樣觀察到了索拉非尼的抗腫瘤活性；另外，在人結腸癌（HT-29和 Colo-205)和乳腺癌（MDA-MB-231)的動物移植模型中，索拉非尼能夠明顯抑制新生血管的 形成。在NSCLC中，由于K-Ras突變的增加，導致了Ras/Raf/MEK/ERK通路增殖信號的增 加，索拉非尼可以抑制這一信號傳導途徑，提示該藥可能對NSCLC的治療非常有效（Cancer Res，2009, 69 (16) : 6515-6521.)。隨著其抗腫瘤機制研究的不斷進展，索拉非尼將成為腫瘤 一線或二線治療方案中的重要藥物。
[0005] 索拉非尼和瑞戈非尼具有不對稱的芳基脲結構，脲基是其關鍵藥效團，索拉非尼 的結構式如下式VI所示。
【主權項】
1. 通式I、II和III所示的吡嗪-芳基脲衍生物及其藥學上可接受的鹽：
其中： R1表示氫或氟； R表示苯基、取代苯基、芐基、萘基、芳雜基或取代的芳雜基、以及丙基、正丁基、環戊基、 環己基、十一烷基、十二烷基、十六烷基或十八烷基。
2. 權利要求1所述的吡嗪-芳基脲衍生物，其特征在干：所述的取代苯基，其苯環上 取代基選自心-ら烷基、C1-C4烷氧基、環己基、鹵素、乙炔基、芐基、三氟甲基、甲氧羰基、叔 丁氧撰基、乙醜基、乙醜氣基、苯甲醜基、苯基、硝基、氛基、十一烷基、十-烷基、十TK烷基、 十八烷基；其中C1-CJ^基包括甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基，C1-C4烷氧基包括 甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基； 所述的芳雜基選自：異噁唑基、噁唑基、噻唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、吡啶基、呋喃 甲基、喹啉基、喹唑啉基、嘧啶基、吡嗪基； 所述的取代的芳雜基，其芳雜環上取代基選自：甲基、叔丁基、氯、溴、硝基； 所述的取代包括單取代、相同基團多取代或不同基團多取代。
3. 權利要求1所述的吡嗪-芳基脲衍生物，其特征在干：所述的吡嗪-芳基脲衍生物 是： 通式I、II和III中，R1表示氫或氟，R表示苯基、甲基苯基、二甲基苯基、甲氧基苯基、 二甲氧基苯基、三甲氧基苯基、2-乙基苯基、2, 6-二乙基苯基、4-異丙基苯基、4-叔丁基苯 基、氣苯基、氣苯基、3_氣_4_氣苯基、3_氣_4_氣苯基、2, 4_二氣苯基、3, 4_二氣苯基、3_二 氣甲基苯基、4_二氣甲基苯基、3_二氣甲基-4_氣苯基、2_甲基-5_硝基苯基、a-蔡基、 3 -萘基、芐基、5-甲基異噁唑基、5-叔丁基異噁唑基、環戊基或環己基。
4. 權利要求1所述的吡嗪-芳基脲衍生物，其特征在干：所述的吡嗪-芳基脲衍生物 是： N-[4-(3-氯吡嗪基-2-)氧基]苯基-N' -(2, 4-二甲基）苯基脲， N-[4-(3-氯吡嗪基-2-)氧基]苯基-N' -(3, 4-二甲基）苯基脲， N-[4-(3-氯吡嗪基-2-)氧基]苯基-N'-(4-甲氧基）苯基脲， N-[4-(3-氣批嚷基-2-)氧基]苯基 -N' - (2, 6- 二乙基）苯基脈， N-[4-(3-氯吡嗪基-2-)氧基]苯基-N' - (4-叔丁基）苯基脲， N-[4-(3-氯吡嗪基-2-)氧基]苯基-N'-(4-三氟甲基）苯基脲， N-{3-[(3-氯吡嗪-2-亞氨基）]亞甲基}苯基-N'-(3-氯）苯基脲， N-{3-[(3-氯吡嗪-2-亞氨基）]亞甲基}苯基-N'-(3-氯-4-氟）苯基脲， N-{3_[ (3-氯批嗪_2_亞氨基）]亞甲基}苯基-N'-(3, 4-二氯）苯基脈。
5. 權利要求1所述的藥學上可接受的鹽包括：枸櫞酸鹽、酒石酸鹽、馬來酸鹽、草酸鹽、 蘋果酸鹽、乳酸鹽、對甲苯磺酸鹽、甲磺酸鹽、乙磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽、氫鹵酸鹽、硫酸鹽、 磷酸鹽。
6. 權利要求1~4所述的吡嗪-芳基脲衍生物的制備方法，包括： 制備通式I的吡嗪-芳基脲衍生物步驟主要包含：用二氯甲烷溶解干燥的反應物IV，加入催化量的三乙胺，室溫攪拌下滴加含有目標產物所需R的異氰酸酯的二氯甲烷 溶液，繼續攪拌反應6~48h，除去溶劑，殘留物用蒸餾水洗滌后，經二氯甲烷洗滌或經硅 膠柱層析分離，最后干燥，得產品；所述反應物IV為2-(4-氨基）苯氧基-3-氯吡嗪或 2- (3-氟-4-氨基）苯氧基-3-氯批嗪； 制備通式II和III的吡嗪-芳基脲衍生物步驟主要包含： 步驟A:中間體V的制備 向反應器中加入2, 3-二氯吡嗪，和3-氨基芐胺或4-氨基芐胺，繼而加入1，4-二氧六 環和三乙胺，于80~IKTC，氮氣保護下攪拌反應6~20h，冷卻至室溫，加入蒸餾水，用二 氯甲烷萃取，合并有機相，并用飽和食鹽水洗滌，之后加入干燥劑除去水分，再除去溶劑，得 到橙黃色固體粗產物，再經硅膠柱層析分離，得白色固體，即中間體V; 步驟B:目標產物的制備 用二氯甲烷溶解步驟A制備的中間體V，加入催化量的三乙胺，室溫攪拌下滴加含有目 標產物所需R的異氰酸酯的二氯甲烷溶液，繼續攪拌反應6~48h，除去溶劑，殘留物用蒸餾 水洗滌后，經二氯甲烷洗滌或經硅膠柱層析分離，最后干燥，得產品。
7. 根據權利要求6所述的制備方法，其特征在干： 異氰酸酯與反應物IV或中間體V的摩爾比0.9:1~1.5:1 ; 在步驟A，2, 3-二氯吡嗪與3-氨基芐胺或4-氨基芐胺的投料摩爾比為1:1~1:2. 5， 三乙胺與1，4-二氧六環的體積比為1:10~1:50,干燥劑選自無水硫酸鈉、無水硫酸鎂、4A 分子篩。
8. -種藥物組合物，包含權利要求1所述的吡嗪-芳基脲衍生物或其藥學上可接受的 鹽。
9. ー種藥物組合物，包含以權利要求1所述的吡嗪-芳基脲衍生物或其藥學上可接受 的鹽作為活性成分，以及藥學上可接受的賦型劑；所述藥學上可接受的賦型劑是指任何可 用于藥學領域的稀釋劑、輔助劑和載體。
10. 權利要求1所述的吡嗪-芳基脲衍生物或其藥學上可接受的鹽、以及權利要求8 或權利要求9所述的藥物組合物在制備抗腫瘤藥物中應用，通過調節或抑制Ras/Raf/MEK/ ERK和PI3K/Akt中的ー種或多種信號轉導通路的異常活化發揮抗腫瘤作用；所述腫瘤包 括：黑色素瘤、肝癌、腎癌、非小細胞肺癌、鼻咽癌、結腸直腸癌、胰腺癌、宮頸癌、卵巣癌、乳 腺癌、白血病、甲狀腺癌。
【專利摘要】具有抗腫瘤作用的吡嗪-芳基脲衍生物及其制備方法與應用。具有抗腫瘤作用的吡嗪-芳基脲衍生物，以索拉非尼為先導化合物，利用生物電子等排原理，保留索拉非尼的藥效團―脲基，合理設計合成路線，以吡嗪環替換索拉非尼的A環，中間連接部分或保持不變，或以2-氟-4-氧基苯氨基替換，或以3-氨基芐氨基替換，或以4-氨基芐氨基替換，C環為脂肪基、芳環或芳雜環，它們都是索拉非尼的結構類似物，可有效調節或抑制Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt中的一種或多種信號轉導通路的異常活化，具有明顯的抗腫瘤活性，市場開發前景良好。經體外活性測試，三個系列化合物對A549細胞表現出較好的增殖抑制活性，部分化合物的體外活性優于陽性對照藥物索拉非尼和吉非替尼。
【IPC分類】A61P35-02, C07D241-18, A61K31-4965, A61P35-00, C07D241-20
【公開號】CN104628659
【申請號】CN201510040449
【發明人】陳家念, 王先富, 吳德文, 張廣吉, 傅曉波, 李亭, 沈星燦, 蔣邦平, 紀仕辰, 覃江克, 黃春秋
【申請人】廣西師范大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月27日