以1?(2?吡啶)?9?壬基?β?咔啉為配體的氯化銅配合物及其合成方法和應(yīng)用與流程

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以1?(2?吡啶)?9?壬基?β?咔啉為配體的氯化銅配合物及其合成方法和應(yīng)用與制造工藝

本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉為配體的氯化銅配合物及其合成方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

β-咔啉是一類廣泛分布于自然界的生物堿，它們主要存在于多種陸生植物和海洋生物中。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上分類，β-咔啉生物堿屬于吲哚類生物堿，它是由吲哚并吡啶構(gòu)成的三環(huán)體系，它的骨架是一個(gè)平面分子，其中2位和9位的兩個(gè)氮原子以不同的雜化狀態(tài)存在，在9位氮原子為sp³雜化，為富π電子體系，2位氮原子為sp²雜化，為缺π電子體系。兩個(gè)氮原子與該類化合物的化學(xué)性質(zhì)及生物活性密切相關(guān)。該類化合物具有廣泛的的生物學(xué)和藥理學(xué)活性，其中包括：鎮(zhèn)靜劑、抗焦慮、催眠、抗痙攣、抗腫瘤、抗病毒、殺蟲(chóng)和抗菌活性等。因此β-咔啉生物堿越來(lái)越受到研究人員的重視。

另一方面，基于藥用活性配體的藥物無(wú)機(jī)化學(xué)研究在近年來(lái)隨著生物無(wú)機(jī)化學(xué)的蓬勃發(fā)展而成為熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，尤其以順鉑、卡鉑、奧沙利鉑等為代表的第一、二、三代鉑類抗癌藥物作為一線化療藥物的成功應(yīng)用，真正標(biāo)志著金屬藥物研究與應(yīng)用新時(shí)代的到來(lái)。但目前尚未見(jiàn)有以1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉為配體的氯化銅(II)配合物及其合成方法和應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)新穎的以1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉為配體的氯化銅(II)配合物，以及它的合成方法和應(yīng)用。

本發(fā)明涉及下式(I)所示化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽：

上述式(I)所示化合物的合成方法為：取如下式(II)所示化合物和氯化銅(CuCl₂·2H₂O)，溶于極性溶劑中，進(jìn)行配位反應(yīng)，即得到目標(biāo)產(chǎn)物；其中，所述的極性溶劑為選自甲醇和乙醇中的一種或兩種與選自水、丙酮、氯仿、二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺中的一種或兩種以上的組合；

上述合成方法中涉及的原料式(II)所示化合物作為配體參與反應(yīng)，其化學(xué)名稱為1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉，在本申請(qǐng)中也簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)。該式(II)所示化合物可自行設(shè)計(jì)合成路線進(jìn)行制備，優(yōu)選按下述方法進(jìn)行制備：

以色胺和吡啶-2-甲醛為原料，在第一有機(jī)溶劑中反應(yīng)，經(jīng)過(guò)脫水縮合得到化合物1；然后將化合物1置于第二有機(jī)溶劑中，加入氧化劑關(guān)環(huán)并脫氫得到化合物2(1-(2-吡啶)-β-咔啉)；再將化合物2置于堿性物質(zhì)的非質(zhì)子極性溶劑中，加入1-溴壬烷進(jìn)行取代反應(yīng)，即得；其中：

所述的第一有機(jī)溶劑為選自甲苯、甲醇、乙醇、二氯甲烷和三氯甲烷中的一種或兩種以上的組合；

所述的第二有機(jī)溶劑為選自苯、甲苯、對(duì)二甲苯、冰乙酸和二氯甲烷中的一種或兩種以上的組合；

所述的氧化劑為鈀碳、醋酸錳水合物(Mn(Ac)₃·nH₂O)、四乙酸鉛(Pb(Ac)₄)或2,3-二氯-5,6-二氰對(duì)苯醌(DDQ)；

所述的堿性物質(zhì)為無(wú)機(jī)堿；

所述的非質(zhì)子極性溶劑為選自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和丙酮中的一種或兩種以上的組合。

上述制備式(II)所示化合物方法的合成路線如下：

試劑：(a)第一有機(jī)溶劑；(b)氧化劑，第二有機(jī)溶劑；(c)堿性物質(zhì)，非質(zhì)子極性溶劑。

上述式(II)所示化合物更為具體的制備方法，包括以下步驟：

①以色胺和吡啶-2-甲醛為原料，在第一有機(jī)溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中排出反應(yīng)生成的水，待反應(yīng)結(jié)束后蒸干溶劑，得到化合物1；

②將化合物1置于第二有機(jī)溶劑中，加入氧化劑，加熱條件下反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，收集濾液，蒸干，得到化合物2；

③取堿性物質(zhì)溶于非質(zhì)子極性溶劑中，然后加入化合物2和1-溴壬烷進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)物投入冰水中，對(duì)所得冰水混合物進(jìn)行萃取，收集有機(jī)相，蒸干溶劑，即得到式(II)所示化合物(即化合物3)。

上述式(II)所示化合物合成方法的步驟①中，色胺和吡啶-2-甲醛的物質(zhì)的量之比通常為0.8～1.2：1，反應(yīng)可以在加熱或不加熱的條件下進(jìn)行，反應(yīng)過(guò)程中可以用分水器排出反應(yīng)生成的水，反應(yīng)是否完全可以可采用薄層層析(TLC)跟蹤檢測(cè)；優(yōu)選地，反應(yīng)采用加熱回流反應(yīng)，此時(shí)反應(yīng)的時(shí)間控制在2～6h較合適。該步驟中，得到的是化合物1的粗產(chǎn)物，為了減少后續(xù)反應(yīng)中的雜質(zhì)，提高后序反應(yīng)的產(chǎn)率，優(yōu)選是對(duì)所得殘?jiān)M(jìn)行純化操作后再進(jìn)行后序反應(yīng)。具體的純化操作可以是對(duì)所得殘?jiān)眯O性溶劑重結(jié)晶，所得重結(jié)晶產(chǎn)物再用于后序反應(yīng)。所述用于重結(jié)晶的小極性溶劑與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體可以是石油醚和/或正己烷等。

上述式(II)所示化合物合成方法的步驟②中，反應(yīng)優(yōu)選采用加熱回流反應(yīng)，反應(yīng)是否完全可以可采用薄層層析跟蹤檢測(cè)。該步驟中，得到的是化合物2的粗產(chǎn)物，為了減少后續(xù)反應(yīng)中的雜質(zhì)，提高后序反應(yīng)的產(chǎn)率，優(yōu)選是對(duì)所得殘?jiān)M(jìn)行純化操作后再進(jìn)行后序反應(yīng)。具體的純化操作可以是對(duì)所得殘?jiān)眠x自甲醇、乙醇和二氯甲烷中的一種或兩種以上的組合溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，或者是將所得殘?jiān)瞎枘z柱層析純化，在上硅膠柱層析時(shí)，所用的洗脫劑為石油醚和二氯甲烷按6：1～1：1的體積比組成的混合溶劑。

上述式(II)所示化合物合成方法的步驟②中，根據(jù)氧化劑的不同，選用不同的第二有機(jī)溶劑，具體如下：

(1)當(dāng)氧化劑的選擇為鈀碳時(shí)，第二有機(jī)溶劑優(yōu)選為苯、甲苯和對(duì)二甲苯中的一種或兩種以上的組合，當(dāng)二有機(jī)溶劑的選擇為上述兩種以上的組合時(shí)，它們之間的配比可以為任意配比。所述的鈀碳可以是5％Pd/C或10％Pd/C，所述鈀碳的加入量通常按10mmol化合物1加入2～4g鈀碳計(jì)算。

(2)當(dāng)氧化劑的選擇為醋酸錳水合物或四乙酸鉛時(shí)，第二有機(jī)溶劑優(yōu)選為冰乙酸；所述醋酸錳水合物或四乙酸鉛的加入量通常為化合物1物質(zhì)的量的2～8倍。當(dāng)氧化劑的選擇為醋酸錳水合物或四乙酸鉛時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)結(jié)束后用堿液調(diào)節(jié)體系的pH≥7，再對(duì)其進(jìn)行萃取，收集有機(jī)相，蒸干溶劑所得的殘?jiān)偕瞎枘z柱層析純化；其中，所述的堿液可以是氨水、乙酸鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、碳酸氫鈉或碳酸鉀等堿性物質(zhì)的水溶液，所述堿液的濃度優(yōu)選為5～30w/w％；用于萃取調(diào)pH值后體系的溶劑具體可以是乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿或乙醚等。

(3)當(dāng)氧化劑的選擇為2,3-二氯-5,6-二氰對(duì)苯醌時(shí)，第二有機(jī)溶劑優(yōu)選為苯、甲苯和二氯甲烷的一種或兩種以上的組合，當(dāng)二有機(jī)溶劑的選擇為上述兩種以上的組合時(shí)，它們之間的配比可以為任意配比。所述2,3-二氯-5,6-二氰對(duì)苯醌的加入量通常為化合物1物質(zhì)的量的1～4倍。

上述式(II)所示化合物合成方法的步驟③中，所述堿性物質(zhì)、化合物2和1-溴壬烷的物質(zhì)的量之比通常為1～4：1：1～3，其中的堿性物質(zhì)進(jìn)一步可以是氫化鈉、氫化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸銫和碳酸鉀中的一種或兩種以上的組合，當(dāng)堿性物質(zhì)的選擇為上述兩種以上的組合時(shí)，它們之間的配比可以為任意配比。該步驟中，反應(yīng)可以在0～80℃條件下進(jìn)行，反應(yīng)是否完全可以可采用薄層層析(TLC)跟蹤檢測(cè)；優(yōu)選地，反應(yīng)在20～50℃，此時(shí)反應(yīng)的時(shí)間控制在1～6h較合適。對(duì)冰水混合物進(jìn)行萃取的溶劑具體可以是乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、石油醚或乙醚等常規(guī)萃取溶劑。

上述式(II)所示化合物合成方法中所涉及的各種溶劑(如第一有機(jī)溶劑、第二有機(jī)溶劑以及非質(zhì)子極性溶劑等)的用量，以能夠溶解各步驟中參與反應(yīng)的原料為宜。

上述方法制備得到的是式(II)所示化合物的粗產(chǎn)物，為了進(jìn)一步提高式(II)所示化合物的純度，更有利于后續(xù)反應(yīng)的進(jìn)行，優(yōu)選是對(duì)上述所得粗產(chǎn)物進(jìn)行純化操作后再用于本發(fā)明目標(biāo)產(chǎn)物的合成方法中。所述的純化操作與現(xiàn)有技術(shù)相同，具體可以是將粗產(chǎn)物上硅膠柱層析純化，以得到式(II)所示化合物純品；在上硅膠柱層析時(shí)，所用的洗脫劑為二氯甲烷和甲醇按1000：1～50：1的體積比組成的混合溶劑。

本發(fā)明所述式(I)所示化合物的合成方法中，在極性溶劑的組成中，甲醇或乙醇或者是甲醇和乙醇的組合在極性溶劑中所占的比例優(yōu)選為50～98v/v％；當(dāng)極性溶劑中含有水、丙酮、氯仿、二氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺中的兩種以上的選擇時(shí)，在它們的總量不超出50％的前提條件下，它們的配比可以為任意配比。所述極性溶劑的用量可根據(jù)需要確定，通常情況下，1mmol的氯化銅和1mmol式(II)所示化合物用5～80mL的極性溶劑來(lái)溶解。在具體的溶解步驟中，一般將氯化銅和式(II)所示化合物混合后再加極性溶劑；也可將氯化銅和式(II)所示化合物分別用極性溶劑溶解，再混合在一起反應(yīng)。

本發(fā)明所述式(I)所示化合物的合成方法中，所述氯化銅和式(II)所示化合物的物質(zhì)的量之比可以是1～6：1。

本發(fā)明所述的式(I)所示化合物具體在合成時(shí)，可采用常壓溶液法或高壓溶劑熱法進(jìn)行合成。

當(dāng)采用常壓溶液法時(shí)，其合成方法包括：取式(II)所示化合物和氯化銅，溶于極性溶劑中，所得混合液于加熱或不加熱條件下反應(yīng)，反應(yīng)物除去部分溶劑，靜置，析出，分離出晶體，即得目標(biāo)產(chǎn)物。

上述常壓溶液法中，反應(yīng)可以在20℃至極性溶劑的回流溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，優(yōu)選采用回流反應(yīng)，進(jìn)一步優(yōu)選反應(yīng)是在50℃至極性溶劑的回流溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，更優(yōu)選是在60℃條件下反應(yīng)。反應(yīng)是否完全可采用薄層層析跟蹤檢測(cè)。本方法中，產(chǎn)物一般以晶體的形式大量生成，如果前序步驟中極性溶劑的加入量較大(如接近配比的上限)或溶劑對(duì)產(chǎn)物的溶解性較好，則反應(yīng)后溶液可能呈澄清狀態(tài)，這是因?yàn)樗纬傻漠a(chǎn)物沉淀被極性溶劑溶解所致，此時(shí)可將所得反應(yīng)液濃縮或減壓蒸餾以除去部分溶劑，通常是濃縮除去極性溶劑加入量的50～90％。分離得到的固體可進(jìn)一步用乙醚、丙酮、乙醇、甲醇或二氯甲烷進(jìn)行洗滌，之后再進(jìn)行干燥。

當(dāng)高壓溶劑熱法時(shí)，其合成方法包括：取式(II)所示化合物和氯化銅，溶于極性溶劑中，所得混合液置于容器中，經(jīng)液氮冷凍后抽至真空，熔封，然后于30～140℃條件下反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

上述高壓溶劑熱法中，所述的容器通常為厚壁硼硅玻璃管，反應(yīng)通常在30～140℃條件下進(jìn)行，在此溫度條件下，反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選控制在2～24h，也可根據(jù)實(shí)際情況延長(zhǎng)至24h以上。進(jìn)一步優(yōu)選混合溶液是在50～140℃條件下進(jìn)行反應(yīng)，更優(yōu)選混合溶液是在80～100℃條件下進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)在80℃以下的常溫或加熱條件下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)需要更長(zhǎng)的時(shí)間才可獲得較高的產(chǎn)率。

本發(fā)明還包括上述式(I)所示化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。

本發(fā)明還包括以上述式(I)所示化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽為活性成分制備的抗腫瘤藥物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種新的以1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉為配體的氯化銅(II)配合物，以及它的合成方法和應(yīng)用。申請(qǐng)人通過(guò)考察其對(duì)多種腫瘤細(xì)胞株的抑制作用，結(jié)果表明該配合物具有較強(qiáng)的體外抗腫瘤活性，且明顯高于順鉑，具有較好的潛在藥用價(jià)值，有望用于各種抗腫瘤藥物的制備。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例5制得的最終產(chǎn)物的質(zhì)譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述,以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1：式(II)所示化合物即1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉(L)的合成

1)將1.6g(10mmol)色胺、1.1g(10mmol)吡啶-2-甲醛和50ml甲苯加入150ml圓底燒瓶，加上分水器、冷凝管組成分水回流裝置，加熱回流4小時(shí)，待反應(yīng)結(jié)束后蒸干溶劑，殘?jiān)?00ml正己烷重結(jié)晶得到化合物1(2.3g,產(chǎn)率92％)；

2)將2.5g(10mmol)化合物1、2.5g鈀碳(10％Pd/C)和100ml對(duì)二甲苯加入250ml圓底燒瓶，加熱至回流，并用薄層層析跟蹤檢測(cè)至反應(yīng)結(jié)束，靜置抽濾并將濾液蒸干，所得殘?jiān)瞎枘z柱層析純化(V_石油醚：V_二氯甲烷＝1:1)，得到化合物2(2.1g,產(chǎn)率86％)；

3)將0.24g(10mmol)氫化鈉和15ml N,N-二甲基甲酰胺加入到50ml圓底燒瓶，室溫?cái)嚢?0分鐘，再加入2.5g(10mmol)化合物2和10mmol 1-溴壬烷，并用薄層層析跟蹤檢測(cè)至反應(yīng)結(jié)束，然后將反應(yīng)液投入500ml冰水中，用100ml乙酸乙酯萃取三次，合并有機(jī)相，蒸干溶劑，所得殘?jiān)瞎枘z柱層析純化(V_二氯甲烷：V_甲醇＝100:1)，得到化合物3(2.7g,產(chǎn)率73％)。

對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行表征：

(1)核磁共振氫譜和碳譜，它們的波譜數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ8.76(s,1H),8.55(s,1H),8.18(d,J＝8.5Hz,1H),8.10(s,1H),7.99(s,1H),7.97–7.90(m,1H),7.67–7.57(m,1H),7.47(d,J＝8.4Hz,1H),7.43(s,1H),7.31(t,J＝7.5Hz,1H),4.18(t,J＝7.9Hz,2H),1.44–1.34(m,2H),1.27–1.22(m,2H),1.20–1.10(m,4H),1.09–1.04(m,2H),1.03–0.96(m,2H),0.90–0.81(m,5H).

¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ157.43,148.64,142.89,141.65,137.18,136.81,134.14,132.11,129.19,125.61,123.62,121.85,121.21,120.27,114.94,110.46,45.46,31.93,29.49,29.26,29.24,29.03,26.83,22.79,14.25.

(2)高分辨質(zhì)譜，ESI-MS m/z:372.2[M+H]⁺.

因此，可確定上述產(chǎn)物即為1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下述式(II)所示：

實(shí)施例2：配體L的合成

重復(fù)實(shí)施例1，不同的是：

步驟2)中，用Mn(Ac)₃代替鈀碳，用冰乙酸代替對(duì)二甲苯，控制Mn(Ac)₃的加入量為化合物1物質(zhì)的量的2倍，反應(yīng)在70℃條件下進(jìn)行，TLC跟蹤檢測(cè)至反應(yīng)結(jié)束，然后用氨水將體系的pH調(diào)至7，再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機(jī)相，蒸干溶劑，所得殘?jiān)瞎枘z柱(層析純化(V_石油醚：V_二氯甲烷＝1:1)，得到化合物2。

對(duì)本實(shí)施例所得產(chǎn)物進(jìn)行核磁共振氫譜、核磁共振碳譜和高分辨質(zhì)譜分析，確定為目標(biāo)產(chǎn)物1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉。

實(shí)施例3：配體L的合成

重復(fù)實(shí)施例2，不同的是：

步驟2)中，用Pb(Ac)₄代替Mn(Ac)₃，控制Pb(Ac)₄的加入量為化合物1物質(zhì)的量的5倍，反應(yīng)在60℃條件下進(jìn)行。

對(duì)本實(shí)施例所得產(chǎn)物進(jìn)行核磁共振氫譜、核磁共振碳譜和高分辨質(zhì)譜分析，確定為目標(biāo)產(chǎn)物1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉。

實(shí)施例4：配體L的合成

重復(fù)實(shí)施例1，不同的是：

步驟2)中，用2,3-二氯-5,6-二氰對(duì)苯醌代替鈀碳，用二氯甲烷代替對(duì)二甲苯，2,3-二氯-5,6-二氰對(duì)苯醌的加入量與化合物1的物質(zhì)的量相等。

對(duì)本實(shí)施例所得產(chǎn)物進(jìn)行核磁共振氫譜、核磁共振碳譜和高分辨質(zhì)譜分析，確定為目標(biāo)產(chǎn)物1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉。

實(shí)施例5：目標(biāo)配合物[Cu(L)Cl₂]的合成

在一端開(kāi)口的厚壁硼硅玻璃管中，直接加入0.1mmol CuCl₂·2H₂O和0.1mmol配體L,再加入0.6ml甲醇/二氯甲烷混合溶液(甲醇和二氯甲烷的體積比為3:1)，在抽真空的條件下，將開(kāi)口端熔封，然后在50℃條件下充分反應(yīng)20小時(shí)，得到綠色結(jié)晶型固體產(chǎn)物。

對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行表征：

(1)高分辨質(zhì)譜，ESI-MS m/z:547[Cu(L)(DMSO)Cl]⁺.(DMSO來(lái)自質(zhì)譜測(cè)試時(shí)使用的溶劑)，如圖1所示。

因此可確定上述產(chǎn)物即為以1-(2-吡啶)-9-壬基-β-咔啉為配體的銅(II)配合物即目標(biāo)配合物[Cu(L)Cl₂]，其結(jié)構(gòu)式如下述式(I)所示：

實(shí)施例6：目標(biāo)配合物[Cu(L)Cl₂]的合成

在一端開(kāi)口的厚壁硼硅玻璃管中，直接加入0.2mmol CuCl₂·2H₂O和0.1mmol配體L,再加入0.6ml乙醇/氯仿混合溶液(乙醇和氯仿的體積比為3:1)，在抽真空的條件下，將開(kāi)口端熔封，然后在80℃條件下充分反應(yīng)12小時(shí)，得到綠色結(jié)晶型固體產(chǎn)物。