基于HER2受体的新型喹唑啉衍生物的合成及其抗肿瘤活性*

蔡志强，马维英，王建雅，李志利，郭洪彬，蔡奥飞，薛 斌

(沈阳工业大学石油化工学院，辽宁辽阳 111003)

喹唑啉类化合物作为酪氨酸激酶抑制剂已有较为深入的研究，其成果促进了大量抗肿瘤药物的开发，如抗乳腺癌药物拉帕替尼。但喹唑啉类药物溶解性差、口服生物利用度低等缺点限制了其药效的充分发挥。

Scheme 1

为获得活性更强，溶解性和口服生物利用度更好的喹唑啉类药物，本文根据改变刚性的4-位取代芳环为柔性饱和脂肪环的设计思路［1－2］，在文献［3－6］方法基础上，以取代 4-［(4-硝基苯氧基)亚甲基］哌啶(1a～1f)为原料，经还原、取代、Suzuki和加成4步反应合成了6个新型的喹唑啉衍生物(5a～5f，Scheme 1)，其结构经1H NMR和ESI-MS表征。用MTT法考察了5a～5f对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)，人肺癌细胞(A-549)，乳腺癌细胞(MCF-7)和人早幼粒白血病细胞(HL-60)的体外活性抑制效果。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker ARX-400 MHz型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标);Agient 1100型液质联用仪。

1a～1f，实验室自制;其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1)2a～2f的合成(以2a为例)

在四口瓶中加入乙醇500 mL，硫酸5 mL和1a 55.6 g(0.2 mol)，搅拌下升温至回流;分批加入铁粉 56.0 g(1.0 mol)，加毕，回流反应 3 h。冷却至室温，用氨水调至pH≈9。过滤，滤液用盐酸调至pH 4，析出固体;过滤，滤饼干燥得白色固体4-［(4-氨基苯氧基)亚甲基］-N-乙酰基哌啶(2a)36.8 g ，产率 73.6%;1H NMR δ:1.38(m，4H，CH2)，2.05(m，1H，CH)，2.42(s，3H，CH3)，3.40(m，4H，CH2)，3.94(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.80(dd，4H，ArH)，6.36(br，2H，NH2);ESI-MS m/z:249.2{［M+H］+}。

用类似的方法合成2b～2f。

(2)3a～3f的合成(以3a为例)

在反应瓶中加入 4-氯-6-碘喹唑啉 90.2 g(0.31 mol)，2a 76.9 g(0.31 mol)和异丙醇 500 mL，搅拌使其溶解;回流反应2 h。冷却至室温，过滤，滤饼依次用异丙醇和乙醚洗涤，干燥得淡黄色固体1-【4-【{4-［(6-碘喹唑啉-4-基)氨基］苯氧基}甲基】哌啶-1-基】乙基酮 3a 120.5 g，产率 66.0%;1H NMR δ:1.31(m，4H，CH2)，1.98(m，1H，CH)，2.23(s，3H，CH3)，3.20(m，4H，CH2)，3.86(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.62(m，2H，ArH)，7.78(m，2H，ArH)，7.98(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.16(br，1H，NH)，8.24(m，2H，ArH)，8.66(s，1H，ArH);ESI-MS m/z:503.1{［M+H］+}。

用类似的方法合成3b～3f。

(3)4a～4f的合成(以4a为例)

在反应瓶中加入3a 13.0 g(26 mmol)，乙酸钯5.8 g(26 mmol)，三苯基磷6.8 g(26 mmol)，三乙胺2 mL和DMF 35 mL，搅拌使其溶解;分批滴加5-甲酰基-2-呋喃硼酸3.6 g(26 mmol)，滴毕，回流反应7 h。冷却至室温，倒入水中，用二氯甲烷(3×100 mL)萃取，合并有机相，用硫酸镁干燥，蒸除溶剂得粗品;粗品经硅胶柱层析［洗脱剂A:V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=80∶1］纯化得黄色固体 5-【4-【{4-［(1-乙酰基哌啶-4-基)甲氧基］苯基}氨基】喹唑啉-b-基】呋喃-2-甲醛 4a 7.6 g，产率 62.4%;1H NMR δ:1.29(m，4H，CH2)，1.96(m，1H，CH)，2.27(s，3H，CH3)，3.23(m，4H，CH2)，3.82(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.66(m，2H，ArH)，7.79(m，2H，ArH)，7.93(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.15(br，1H，NH)，8.22(m，3H，ArH)，8.60(m，2H，ArH)，9.80(s，1H，CHO);ESI-MS m/z:471.2{［M+H］+}。

用类似的方法合成4b～4f。

(4)5a～5f的合成(以5a为例)

在反应瓶中加入4a 4.7 g(10 mmol)，2-甲磺酰基乙胺1.2 g(10 mmol)和二氯甲烷20 mL，搅拌下于室温反应2 h;滴加三乙酰基硼氢化钠5.5 g(26 mmol)的乙酸(3 mL)溶液，滴毕，反应6 h。倒入水中，用二氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并有机相，用硫酸镁干燥，蒸干溶剂后经硅胶柱层析(洗脱剂A=30∶1)纯化得白色固体5a 3.2 g。

用类似的方法合成白色固体5b～5f。

5a:产率 55.5%;1H NMR δ:1.28(m，4H，CH2)，1.99(m，2H，CH，NH)，2.25(s，3H，CH3)，2.82(s，3H，CH3)，3.22(m，8H，CH2)，3.72(s，2H，CH2)，3.80(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.63(m，2H，ArH)，7.77(m，2H，ArH)，7.96(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.13(br，1H，NH)，8.27(m，3H，ArH)，8.62(m，2H，ArH);ESI-MS m/z:578.2{［M+H］+}。

5b:产率 46.3%;1H NMR δ:0.64(m，4H，CH2)，1.13(m，1H，CH)，1.24(m，4H，CH2)，1.95(m，2H，CH，NH)，2.88(s，3H，CH3)，3.26(m，8H，CH2)，3.77(s，2H，CH2)，3.84(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.67(m，2H，ArH)，7.79(m，2H，ArH)，7.98(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.19(br，1H，NH)，8.22(m，3H，ArH)，8.61(m，2H，ArH);ESI-MS m/z:604.2{［M+H］+}。

5c:产率 57.1%;1H NMR δ:1.24(m，4H，CH2)，2.06(m，2H，CH，NH)，2.77(s，3H，CH3)，3.05(s，3H，CH3)，3.33(m，8H，CH2)，3.75(s，2H，CH2)，3.88(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.69(m，2H，ArH)，7.74(m，2H，ArH)，7.86(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.09(br，1H，NH)，8.24(m，3H，ArH)，8.69(m，2H，ArH);ESI-MS m/z:614.2{［M+H］+}。

5d:产率67.4%;1H NMR δ:1.30(m，4H，CH2)，2.03(m，2H，CH，NH)，2.88(s，3H，CH3)，3.15(m，8H，CH2)，3.79(s，2H，CH2)，3.88(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.69(m，2H，ArH)，7.71(m，7H，ArH)，7.92(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.10(br，1H，NH)，8.25(m，3H，ArH)，8.71(m，2H，ArH);ESI-MS m/z:676.2{［M+H］+}。

5e:产率42.9%;1H NMR δ:1.19(m，4H，CH2)，1.92(m，2H，CH，NH)，2.07(s，3H，CH3)，2.33(s，3H，CH3)，2.89(s，3H，CH3)，3.13(m，8H，CH2)，3.67(s，2H，CH2)，3.86(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.78(m，2H，ArH)，7.70(m，1H，ArH)，7.88(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.02(br，1H，NH)，8.18(m，3H，ArH)，8.48(m，2H，ArH);ESI-MS m/z:592.2{［M+H］+}。

5f:产率 39.5%;1H NMR δ:1.37(m，4H，CH2)，2.06(m，2H，CH，NH)，2.38(s，3H，CH3)，2.94(s，3H，CH3)，3.34(m，8H，CH2)，3.88(s，2H，CH2)，3.98(d，J=8.0 Hz，2H，CH2)，6.93(m，2H，ArH)，7.68(m，1H，ArH)，7.90(d，J=6.0 Hz，1H，ArH)，8.35(br，1H，NH)，8.42(m，3H，ArH)，8.85(m，2H，ArH);ESI-MS m/z:596.2{［M+H］+}。

1.3 体外抗肿瘤活性测试

取对数生长期的细胞，用0.25%胰蛋白酶消化(悬浮细胞无须消化)后悬浮于含10%小牛血清的培养液中;用玻璃滴管轻轻吹打成单细胞悬液，显微镜下用血细胞记数板记数活细胞;在96孔板每孔接种(3～6)×104个·mL－1的细胞悬液90 μL，置培养箱内培养;24 h后每孔加药液10 μL。以等浓度DMSO为阴性对照，不加细胞样为空白本底，各组均设6个复孔。继续培养48 h后每孔加入5 mg·mL－1的 MTT 溶液 10 μL，作用4 h后，吸去上清液。每孔加入DMSO 100 μL，置微量振荡器震荡5 min使结晶完全溶解，用酶标仪测定492 nm处的OD值，并用Bliss法计算IC50。

2 结果与讨论

表1为5a～5f的体外抗肿瘤活性结果。由表1可见，5d体外抗肿瘤活性相对较弱;5a，5c，5e和5f体外抗肿瘤活性与拉帕替尼基本相当;5b抗肿瘤活性最强。其可能原因在于，4-位苯胺基与6-位取代基团对5活性有至关重要的作用［7－8］。在喹唑啉4-位苯胺基的对位连接亚甲基哌啶基后再连接较小的取代基，可增强5对MCF-7的抑制活性;若连接体积较大的芳基，则5会因靶点空腔孔径太小，较大的基团无法键合而致使抗肿瘤活性明显降低。构效关系有待进一步研究。

表1 5a～5f对人脐静脉内皮细胞，人肺癌细胞，乳腺癌细胞和人早幼粒白血病细胞的抑制活性Table 1 The inhibition activities of 5a～5f against HUVEC，A-549，MCF-7 and HL-60

3 结论

合成了6个新型的喹唑啉衍生物(5a～5f)。抗肿瘤活性实验结果表明:环丙基【4-【【4-【【6-【5-{［(2-甲磺酰基乙基)氨基］甲基}呋喃-2-基】喹唑啉-4-基】氨基】苯氧基】甲基】哌啶-1-基】甲基酮(5b)对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)，人肺癌细胞(A-549)，乳腺癌细胞(MCF-7)和人早幼粒白血病细胞(HL-60)的抑制活性最好，其IC50分别为 0.55 μg·mL－1，0.18 μg·mL－1，0.27 μg·mL－1和 5.24 μg·mL－1。其抑制活性优于对照药拉帕替尼，显示出较好的抗肿瘤活性，值得进一步研发。

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