用作抗有絲分裂以及抗腫瘤藥物的氟化喹諾酮的製作方法
2023-11-11 00:34:12 2
專利名稱：用作抗有絲分裂以及抗腫瘤藥物的氟化喹諾酮的製作方法
技術領域：
本發明涉及喹諾酮鹽衍生物、包含該化合物的藥用製劑、所述化合物作為抗有絲分裂以及抗腫瘤藥物的使用方法，特別用於治療腫瘤例如乳腺癌和卵巢癌。
背景技術：
微管是開發抗癌化療化合物最重要的亞細胞靶之一。長春花生物鹼類以及紫杉類(taxoids)為眾所周知的抗有絲分裂藥物實例，此類藥物臨床廣泛用於治療不同的癌症(E.Rowinsky等，Pharmacol. Ther.1992，52，35-84；J.Verweij等，Ann.Oncol.1994，5，495-505)。秋水仙鹼(
圖1)是另一種眾所周知的抑制微管裝配藥物(S.Hastie，Pharm. Ther.1991，51，377-401；S.Hastie，Pharm. Ther.1991，51，377-401)。儘管秋水仙鹼用於癌症治療效果有限，但是該藥物已成為研究微管結構和功能的重要工具。長春花生物鹼類、紫杉類以及秋水仙鹼各自通過獨特的機制與微管蛋白相互作用，所述機制可能涉及微管蛋白的獨特結合部位。
作為抗有絲分裂和抗腫瘤藥物的2-苯基-4-喹諾酮系列的合成及生物學評價已有報導(S.Kuo等，J.Med.Chem.1993，36，1146-1156；L.Li等，J.Med.Chem.1994，37，1126-1135；L.Li等，J.Med.Chem.1994，37，3400-3407)。用國立癌症研究所的60種人腫瘤細胞系(HTCL)的體外篩選以及微管蛋白聚合抑制作用分析來評價所述化合物。HTCL篩選顯示大多數化合物具有細胞毒性，其GI50值在低的微摩爾至納摩爾濃度範圍。一般來說，細胞毒性與微管蛋白聚合抑制間具有良好相關性。SAR研究發現2』-氟-6，7-亞甲二氧基-2-苯基-4-喹諾酮(化合物1；圖1)(L.Li等，J.Med.Chem.1994，37，1126-1135)，在HTCL篩選中顯示其細胞毒性的log GI50平均值為-6.47(使細胞生長減少50％的對數濃度)。化合物1也是微管蛋白聚合的抑制劑，其IC50值為0.85μM。還證實化合物1具有良好的抗OVCAR-3卵巢細胞系的體內活性，延長帶有腫瘤的小鼠的生命期達130％。
因此，本發明的目的是開發可以用作抗有絲分裂藥物、抗腫瘤藥物或者兩種作用的藥物的其它化合物。
發明概述因此，本發明的第一方面是一種式I化合物或其藥學上可接受的鹽 其中R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)；
R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)；R5選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)；n為0、1、2、3或4(應當理解的是當n為0時，則所有位置都由H取代)。
作為以下結構的化合物或其藥學上可接受的鹽，F取代優選在苯基的鄰位，或者多個F取代位於鄰位和其它位置 本發明第二方面是藥用製劑，所述製劑包含或本質上包含式I化合物或其藥學上可接受的鹽和藥學上可接受的載體(例如水性載體)。
本發明第三方面是治療腫瘤的方法，所述方法包括給予需要這種治療的患者治療有效量的式I化合物或其藥學上可接受的鹽。
本發明第四方面是抑制細胞有絲分裂的方法，所述方法包括使細胞與抑制細胞有絲分裂有效量的式I化合物或其藥學上可接受的鹽接觸。
本發明第五方面是式II化合物或其藥學上可接受的鹽 其中
R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代、氨基以及雜環；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)；R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基(優選H或低級烷基；最優選H)。
作為以下結構的化合物或其藥學上可接受的鹽，優選F取代在苯基的鄰位，或者多個F取代在鄰位和其它位置 本發明第六方面是藥用製劑，所述製劑包含或本質上包含式II化合物或其藥學上可接受的鹽和藥學上可接受的載體(例如水性載體)。本發明第七方面是治療腫瘤的方法，所述方法包括給予需要這種治療的患者治療有效量的式II化合物或其藥學上可接受的鹽。
本發明第八方面是抑制細胞有絲分裂的方法，所述方法包括使細胞與抑制細胞有絲分裂有效量的式II化合物或其藥學上可接受的鹽接觸。
本發明上述以及其它目的和方面利用本發明附圖以及以下說明書詳細說明。
附圖簡要說明圖1圖示本發明部分化合物以及現有技術部分化合物。
圖2圖示製備本發明化合物的第一個流程，即流程1。
圖3圖示製備本發明化合物的第二個流程，即流程2。
圖4圖示製備本發明化合物的第三個流程，即流程3。
優選實施方案的詳細說明本文使用的「烷基」是指直鏈或支鏈、飽和或不飽和烴基鏈，包括例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基和叔丁基。
本文使用的「烷氧基」是指直鏈或支鏈、飽和或不飽和烴氧基鏈，包括例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基和叔丁氧基。
本文使用的「氨基」是指取代基-NR1R2，其中R1和R2各自獨立選自H和C1-C4烷基。
本文使用的「滷代」、「滷化物」或「滷素」是指氟、氯、溴和碘。
本文使用的「雜環」是指任何雜環，特別是包含一個或兩個選自N、S和O的雜原子的5元或6元雜環。
本文使用的「治療」是指使患有疾病的患者受益的任何類型的治療，包括改善患者病情(例如改善一種或多種症狀)、延緩疾病發展等。
本文使用的「藥學上可接受」是指所述化合物或組合物適合給予患者以實現本文所述治療，而且根據疾病嚴重性和治療需要沒有過度的有害副作用。1.活性化合物2』-氟-6，7-亞甲二氧基-2-苯基-4-喹諾酮(1)的合成以前已有報導(L.Li等，J.Med.Chem.1994，37，1126-1135)。烯醇醚衍生物(2-5)的合成如流程1所示。用NaH的DMF溶液處理1，接著用氯代乙酸乙酯或4-氯代丁酸乙酯烷基化獲得2和4。用10％NaOH的MeOH溶液分別水解2和4獲得羧酸3和5。用Lawesson氏試劑的甲苯溶液處理1獲得硫酮6。在室溫下用叔丁氧基羰基(Boc)的CH2Cl2溶液將1中的氮原子轉化成氨基甲酸酯(7)。
根據文獻方法(L.Li等，J.Med.Chem.1994，37，1126-1135)合成13(圖2)。硝化3』-氯代苯乙酮(8)獲得2』-硝基-5』-氯代苯乙酮。用吡咯啉親核置換5』-氯基團，接著氫化獲得11。在THF中使11和2-氟代苯甲醯氯縮合生成聯芳醯胺(12)。在叔丁氧化物(叔丁氧鉀)存在下環化12獲得13。
圖4所示化合物的製備可以通過縮合適當的2-氨基苯乙酮和2-氟代苯甲醛，接著在酸催化下環化獲得終產物。
本發明公開的活性化合物可以如上所述製備成它們的藥學上可接受的鹽。藥學上可接受的鹽保持所需要的母體化合物生物學活性並且不會產生不需要的毒性作用。這樣的鹽的實例有(a)與以下無機酸生成的鹽例如鹽酸、氫溴酸、硫酸、磷酸、硝酸等；以及與以下有機酸生成的鹽例如乙酸、乙二酸、酒石酸、琥珀酸、馬來酸、富馬酸、葡萄糖酸、檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸、苯甲酸、鞣酸、棕櫚酸、藻酸、多聚穀氨酸、萘磺酸、甲磺酸、對甲苯磺酸、萘二磺酸、聚半乳糖醛酸等；(b)與元素陰離子(例如氯、溴和碘)形成的鹽；(c)由鹼獲得的鹽，例如銨鹽、鹼金屬鹽(例如鈉鹽和鉀鹽)、鹼土金屬鹽(例如鈣鹽和鎂鹽)以及與有機鹼(例如二環己胺和N-甲基-D-葡糖胺)形成的鹽。2.藥用製劑上述活性化合物可以按照已知技術以藥用載體配製用於給藥。參見例如Remington，The Science And Practice of Pharmacy(第9版，1995)。在製造根據本發明藥用製劑時，所述活性化合物(包括其生理學可接受的鹽)通常還特別與可接受的載體混合。所述載體當然必須為可接受的，也就是與製劑任何其它成分相容，並且必須對患者無害。所述載體可以為固體或液體，或者固體和液體兩種狀態，並且優選用所述化合物配製為單位劑量製劑(例如片劑)，它可以包含從0.0％或0.5％至95％或99％(重量)的所述活性化合物。一種或多種活性化合物可以加入本發明製劑中，它可以通過藥學上已知的任何技術製備，基本包括混合各種組分，任選包含一種或多種輔助成分。
本發明製劑包括適合以下給藥途徑的製劑口服、直腸、局部、口腔(例如舌下)、陰道、胃腸外(例如皮下、肌內、真皮內或靜脈內)、局部(即皮膚以及黏膜表面，包括氣道表面)以及透皮，但是在任何特定情況下最適合的給藥途逕取決於所治療病症的性質和嚴重性以及所用具體活性化合物的性質。
適合口服給藥的製劑可以為獨立單位，例如膠囊劑、扁囊劑、錠劑或片劑，每個單位包含預定量的活性化合物；粉劑或顆粒劑；水性或非水性液體的溶液劑或混懸劑；或者水包油或油包水乳劑。所述製劑可以用任何藥學上適當的方法製備，包括使活性化合物與適當載體(可以包括一種或多種上述輔助成分)混合的步驟。通常，本發明製劑的製備是將活性化合物與液體或微細固體載體或這兩類載體均勻、緊密地混合，如果需要，然後將所得混合物成型。例如可以通過壓制或模塑包含所述活性化合物以及任選與一種或多種輔助成分的粉末或顆粒製備片劑。壓縮片劑的製備是可以用合適的機器壓制自由流動形式的所述化合物(例如粉末或顆粒)，任選混合粘合劑、潤滑劑、惰性稀釋劑和/或表面活性/分散劑。模塑片劑的製備可以用合適的機器模塑經惰性液體粘合劑潤溼的粉狀化合物。
適合口腔(舌下)給藥的製劑包括所述活性化合物包含在調味基質(通常為蔗糖和阿拉伯膠或黃芪膠)中的錠劑以及所述活性化合物包含在惰性基質(例如明膠和甘油或者蔗糖和阿拉伯膠)中的錠劑。
適合胃腸外給藥的本發明製劑包括所述活性化合物的無菌水性和非水性注射溶液，優選與預定接受者血液等滲的製劑。這些製劑可以包含抗氧劑、緩衝劑、制菌劑以及使所述製劑與預定接受者血液等滲的溶質。水性或非水性無菌混懸劑可以包括混懸劑以及增稠劑。所述製劑可以裝在單位劑量或多劑量容器中，例如密封的安瓿以及小瓶，可以貯存在冷凍乾燥環境下，在臨用前只需要直接加入無菌液體載體，例如鹽水或注射用水。臨時配製的注射溶液劑和混懸劑可以用前述類型的無菌粉劑、顆粒劑及以及片劑製備。例如本發明一個方面提供包含式(I)化合物或其鹽的可注射的穩定無菌組合物，該組合物以單位劑型包裝於密封容器中。所述化合物或鹽以凍幹品的形式提供，凍於製品能夠用適當的藥學上可接受載體復原以形成適合注射到患者的液體組合物。單位劑型通常包含約10mg～約10g所述化合物或鹽。當所述化合物或鹽基本不溶於水時，可以用足以使所述化合物或鹽在水性載體中乳化的足夠量生理學上可接受的乳化劑。一種這樣的有效乳化劑為磷脂醯膽鹼。
適合直腸給藥的製劑優選為單位劑量的栓劑。它們的製備可以是將所述活性化合物與一種或多種常規固體載體(例如可可脂)混合，然後將所得混合物成型。
適合皮膚局部給藥的製劑優選採用以下形式軟膏、乳膏、洗劑、糊劑、凝膠、噴霧劑、煙霧劑或油。可以使用的載體包括凡士林、羊毛脂、聚乙二醇、醇類、透皮增強劑以及兩種或多種所述載體的組合物。
適合透皮給藥的製劑可以為離散型貼劑，貼劑適合與接受者表皮保持長時間緊密接觸。適合透皮給藥的製劑還可以通過離子電滲療法給藥(參見例如Pharmaceutical Research 3(6)318(1986))，典型採用所述活性化合物的任選緩衝的水溶液形式。合適的製劑包含檸檬酸鹽或雙\三緩衝劑(pH6)或乙醇/水並且包含0.1～0.2M活性成分。
進一步，本發明提供本文公開的化合物及其鹽的脂質體製劑。形成脂質體混懸劑的技術在本領域眾所周知。當所述化合物或其鹽為水溶性鹽時，用常規脂質體技術可以將前述化合物摻入到脂質囊中。在這種情況下，由於所述化合物或鹽的水溶性，所述化合物或鹽基本上被帶入親水中心或脂質體核。使用的脂質層可以為任何常規組合物，可以包含膽固醇也可以不包含膽固醇。當目標化合物或鹽不溶於水時，再使用常規脂質體形成技術，則所述鹽可能基本上被帶入形成脂質體結構的疏水性脂質雙分子層。在任一情況下，所製備的脂質體可以通過使用標準超聲處理或者均化技術減小粒徑。
當然，可以冷凍乾燥包含本文公開的化合物或其鹽的脂質體製劑製備凍幹製品，該製品可以用藥學上可接受載體(例如水)復原再生脂質體混懸劑。
其它藥用組合物可以用本文公開的不溶於水的化合物或其鹽製備，例如水性基質乳劑。在這樣的情況下，所述組合物包含足夠量的藥學上可接受的乳化劑以乳化需要量的所述化合物或其鹽。特別有效的乳化劑包括磷脂醯膽鹼以及卵磷脂。
除了式(I)化合物或它們的鹽外，藥用組合物還可以包含其它添加劑，例如pH-調節添加劑。具體地講，有效的pH-調節劑包括酸(例如鹽酸)、鹼或緩衝劑(例如乳酸鈉、乙酸鈉、磷酸鈉、檸檬酸鈉、硼酸鈉或葡萄糖酸鈉)。進一步，所述組合物可以包含微生物防腐劑。有效的微生物防腐劑包括對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸丙酯以及苄醇。通常在所述製劑置於多劑量使用的小瓶時使用微生物防腐劑。當然，如上所述，本發明藥用製劑可以用本領域熟知的技術冷凍乾燥。3.給藥劑量和給藥途徑本文介紹的活性化合物抑制微管蛋白聚合和/或具有抗有絲分裂活性。這樣的化合物用於治療的病症包括牛皮癬、痛風、乳頭狀瘤(papiloma)、疣以及各種腫瘤，特別是實體瘤，包括但不限於肺癌(例如非小細胞肺癌)、結腸癌、中樞神經系統癌、黑素瘤、卵巢癌、前列腺癌以及乳腺癌。
用本發明方法治療的患者通常為人類患者，但是本發明方法可以用於任何本領域熟練技術人員已知的合適患者，特別是哺乳動物患者，除人外還包括馬、牛、狗、兔、雞、綿羊等。如上所述，本發明提供藥用製劑，所述製劑包含式I化合物或其藥學上可接受的鹽和藥學上可接受的以下給藥途徑的載體口服、直腸、局部、口腔、胃腸外、真皮內或靜脈內以及透皮。
任何具體化合物(其用途屬於本發明範圍)的治療有效劑量在化合物與化合物之間、患者與患者之間略有不同並且取決於患者的病症以及給藥途徑。一般建議是，劑量約0.1～約50mg/kg具有治療作用，但是口服和/或煙霧劑給藥時可能使用更高劑量。在更高水平涉及的毒性可能限制靜脈內劑量至更低的水平，例如至多約10mg/kg，所有重量計算基於活性基質的重量，包括使用鹽的情況。靜脈內或肌內給藥可以使用的典型劑量為約0.5mg/kg～約5mg/kg。口服給藥可以使用的劑量為約10mg/kg～約50mg/kg。
本發明用以下的非限制性實施例作更詳細的說明。
實施例1抗有絲分裂、抗腫瘤藥物氟化2-苯基-4-喹諾酮合成氟化2-苯基-4-喹諾酮衍生物並用NCI的60種人腫瘤細胞系在體外篩選評價。所得結果說明酮部分起關鍵的活性作用。在所測試的化合物中，發現2』-氟-6-吡咯-2-苯基-4-喹諾酮(13)對腎腫瘤細胞系和黑素瘤腫瘤細胞系具有最有效的細胞毒性活性(log GI50＜-8.00)。化合物13也是有效的微管蛋白聚合抑制劑(IC50＝0.46μM)，放射性標記的秋水仙鹼結合微管蛋白，其活性相當於有效抗有絲分裂天然產物秋水仙鹼、鬼臼毒素以及考布他汀A-4。A.實驗熔點用Fisher-Johns熔點裝置測定，沒有校正。用AtlanticMicrolabs，Atlanta，GA進行元素分析。旋光性用DIP-1000旋光計測定。1H-NMR譜用Bruker AC-300分光計測定，用TMS作內標，CDCl3作溶劑。快速色譜法在矽膠上進行(篩目25-150μM)，用己烷-乙酸乙酯混合物作洗提液。2』-氟-6，7-(亞甲二氧基)-2-苯基-4-喹諾酮(1)將2-乙醯基-4，5-(亞甲二氧基)-苯胺(3.0mmol)溶於20mL THF和10mL三乙胺。混合物在冰浴中冷卻。滴加2-氟代苯甲醯氯(3.0mmol)溶液。在0℃30分鐘後，將混合物在室溫下攪拌過夜，傾入50mL冰水中。收集沉澱，依次用水和甲醇洗滌。真空乾燥固體，然後懸浮於20mL叔丁醇中。加入叔丁醇鉀(1.17g，10.5mmol)，再將混合物在氮氣氛下於70℃加熱24小時。將混合物冷卻後傾入到30mLNH4Cl水溶液。收集固體，依次用水以及CHCl3和MeOH的混合物(10∶1)洗滌。粗產物用CHCl3和MeOH的混合物(20∶1)重結晶。1HNMR(DMSO-d6)δ 6.20(s，1H，H-3)，6.17(s，2H，OCH2O)，7.09(s，1H，H-8)，7.43(s，1H，H-5)，7.44(m，2H，H-3』，H-6』)，7.62，7.69(兩者均為t，J＝7.5Hz，分別為1H，H-4』，H-5』)；分析(C16H10FNO3)C，H，N。2』-氟-6，7-(亞甲二氧基)-2-苯基-4-(O-乙酸乙酯)喹啉(2)。
將化合物1(283mg，1mmol)溶於無水DMF(12mL)，然後在40℃攪拌下分批加入NaH(60％的油溶液，110mg，2.8mmol)。加入氯代乙酸乙酯(500mg，4.08mmol)，然後在60℃將反應物攪拌2小時。將反應混合物傾入冰水後過濾。所得沉澱用水洗滌，用CH2Cl2-MeOH重結晶獲得260mg化合物2，收率71.2％；mp 119-120℃；1HNMR(CDCl3)δ1.31(t，J＝3.7Hz，3H，CH3)，4.32(q，J＝7.2Hz，2H，CH2CH3)，4.88(s，2H，OCH2COO)，6.13(s，2H，OCH2O)，7.04(s，1H，H-3)，7.17(m，1H，H-3』)，7.30(m，1H，H-5』)，7.40(m，1H，H-4』)，7.42(s，1H，H-8)，7.60(s，1H，H-5)，8.06(m，1H，H-6』)；分析(C20H16FNO5)C，H，N。2』-氟-6，7-(亞甲二氧基)-2-苯基-4-(O-乙酸)喹啉(3)。
將化合物2(160mg，0.44mmol)用NaOH水溶液(10％，15mL)處理。將反應混和物回流2小時，冷卻至室溫。加入HCl水溶液(10％)直至pH＝1～2。過濾收集所得沉澱，用MeOH/CHCl3重結晶獲得淺黃色固體化合物3，130mg，收率87.0％；mp＞300℃；1H NMR(DMSO-d6)δ5.18(s，2H，OCH2COO)，6.33(s，2H，OCH2O)，7.42(s，1H，H-3)，7.45(s，1H，H-8)，7.48(m，2H，H-3』和H-5』)，7.54(s，1H，H-5)，7.65(m，1H，H-4』)，7.91(m，1H，H-6』)；分析(C18H12FNO5·0.25H2O)C，H，N。2』-氟-6，7-(亞甲二氧基)-2-苯基-4-(O-4』-丁酸乙酯)喹啉(4)由化合物1和4-氯代丁酸乙酯獲得；收率77.6％；mp 93-94℃；1H NMR(CDCl3)δ1.27(t，3H，CH3，J＝7.0Hz)，2.29(m，2H，CH2CH2CH3)，2.62(t，J＝7.29Hz，2H，H-3』)，4.18(q，J＝7.0Hz，2H，OCH2CH3)，4.28(q，J＝6.0Hz，2H，OCH2CH2)，6.12(s，2H，OCH2O)，7.13(s，1H，H-3)，7.15-7.30(m，3H，H-3』，H-4』，H-5』)，7.41(s，1H，H-8)，7.46(s，1H，H-5)，8.02(m，1H，H-6』)；分析(C22H20FNO5)C，H，N。2』-氟-6，7-(亞甲二氧基)-2-苯基-4-(O-乙基4』-丁基乙酸)喹啉(5)按照合成3的相同步驟用NaOH水溶液水解4獲得以上化合物；收率82.5％；mp＞300℃；1H NMR(DMSO-d6)δ2.10(m，2H，CH2CH2CH2)，2.49(t，2H，CH2COO)，4.29(t，2H，OCH2)，6.22(s，2H，OCH2O)，7.23(s，1H，H-3)，7.33(m，1H，H-3』)，7.35(m，1H，H-5』)，7.38(s，1H，H-8)，7.44.(s，1H，H-5)，7.52(m，1H，H-4』)，7.95(m，1H，H-6』)；分析(C20H16FNO5)C，H，N。2』-氟-6，7-(亞甲二氧基)-2-苯基喹啉基-4-硫酮(6)將化合物1(500mg，1.77mmol)的30mL無水甲苯溶液在室溫下攪拌幾分鐘，在連續攪拌下加入Lawessen試劑(1.07g，2.65mmol)。將混合物在110-120℃攪拌24小時，變為深橙色澄清溶液。將混合物冷卻至室溫，傾入水中，用CH2Cl2萃取。有機層用硫酸鈉乾燥，濃縮。用洗提液為CH2Cl2/CH3OH的色譜法處理獲得430.6mg 6；收率81.5％；mp 226-228℃；1H NMR(DMSO-d6)δ6.24(s，2H，、OCH2O)，7.18(s，1H，H-3)，7.33(s，1H，H-8)，7.50(m，2H，H-3』，H-5』)，7.72(m，1H，H-4』)，7.77(m，1H，H-6』)，8.08(s，1H，H-5)，12.93(s，1H，NH)；分析結果(C16H10FNO2S·1.05 H2O)C，H，N。N-Boc-2』-氟-6，7-(亞甲二氧基)-2-苯基-4-喹諾酮(7)1(283mg，1mmol)的6ml二氯甲烷溶液中加入三乙胺(0.15mL，1mmol)、二碳酸二叔丁酯(436mg，2mmol)和4-二甲基氨基吡啶(61.25mg，1mmol)。將溶液在氮氣氛下於室溫攪拌24小時。將混合物傾入水中，用CH2Cl2萃取，用水洗滌。有機層用硫酸鈉乾燥，濃縮。用洗提液為EtOAc/己烷的色譜法處理獲得7；收率86.8％；mp 118-120℃，1H NMR(CDCl3)δ1.61(s，9H，3xCH3)，6.14(s，2H，OCH2O)，7.14(m，1H，H-3』)，7.20(s，1H，H-3)，7.29(s，1H，H-5)，7.40(m，1H，H-5』)，7.46(s，1H，H-8)，7.71(m，1H，H-4』)，8.07(m，1H，H-6』)；分析結果(C21H18FNO5)C，H，N。2』-氟-6-吡咯甲醯-2-苯基-4-喹諾酮(13)將2-氨基-5-吡咯甲醯-苯乙酮(8，1g，4.9mmol)溶於10mL THF和2ml三乙胺。混合物在冰浴中冷卻。滴加2-氟代苯甲醯氯(855mg，5.39mmol)溶液。在0℃30分鐘後，將混合物在室溫下攪拌過夜，傾入50mL冰水中。收集沉澱，依次用水和甲醇洗滌。真空乾燥固體，懸浮於20mL叔丁醇中。加入叔丁醇鉀(1.65g，14.7mmol)，將混合物在氮氣氛下於70℃加熱16小時。將混合物冷卻，傾入30mL冰水中。加入10％HCl水溶液至pH＝6。收集固體，用水洗滌幾次。粗產物用CH2Cl2和MeOH的混合物重結晶獲得13；收率59.3％；1HNMR(DMSO-d6)δ2.01(m，4H，CH2CH2CH2CH2)，3.33(m，4H，CH2CH2CH2CH2)，6.04(s，1H，H-3)，7.04(d，J＝2.5Hz，1H，H-8)，7.10(dd，J＝2.5，9.1Hz，1H，H-7)，7.39(d，J＝9.0Hz，1H，H-5)，7.43-7.71(M，4H，H-3』，H-4』，H-5』，H-6』)；分析(C19H17FN2O·0.25 H2O)C，H，N。
化合物1-7和13用國立癌症研究所的HTCL篩選法(M.Grever等，Seminars Oncol.1992，19，622-638；A.Monks等，J.Natl.CancerInst.1991，83，757-766)測試。該分析涉及測定受試藥物對一組約60種人腫瘤細胞系(大部分來自實體瘤)的生長參數的影響。各化合物的細胞毒性效能用log GI50值表示，它表示對所選擇的細胞系產生50％抑制作用所需要的克分子藥物濃度對數。還分析這些化合物的微管蛋白聚合抑制劑作用，並分析結合微管蛋白的最有效抑制劑[3H]秋水仙鹼。
所述微管蛋白聚合以及[3H]秋水仙鹼結合分析按照以前的介紹進行(S.Kuo等，J.Med.Chem.1993，36，1146-1156)。在所述聚合分析中，反應混合物包含10μM微管蛋白，而在秋水仙鹼結合分析中包含1.0μM微管蛋白和5.0μM[3H]秋水仙鹼。B.結果與討論1-7和13的細胞毒性活性總結於表1，對基於微管蛋白的影響分析總結於表2。結果顯示當酮型1轉化為烯醇醚(2-5)時，細胞毒性降低約100倍。化合物2-5缺少胺氫以及酮O，這兩個官能團都在B環，而這些化合物對微管蛋白聚合影響很小或沒有影響。發現6的細胞毒性活性也降低，而其中只是由硫酮部分代替了酮基。硫酮6類似於烯醇醚，對微管蛋白聚合只有極小的影響。這些觀測結果說明在2-苯基-4-喹諾酮衍生物與微管蛋白的相互作用中以及所述相互作用引起的細胞生長抑制作用中，其酮部分起決定性作用。儘管還不確定準確的原因，可能的因素有立體化學以及電子的影響和/或藥物與靶蛋白間H-鍵合的能力減弱。當保護基團取代胺氫，所得化合物(7)顯示了有趣的細胞毒性數據。化合物7在抗HCT-116結腸癌細胞系、OVCAR-3卵巢癌細胞系時與1等效，而抗SF-295 CNS腫瘤細胞系活性低於1，抗NCI-H226非小細胞肺癌的活性幾乎為1的20倍。這些細胞為對抗微管蛋白藥物特別敏感的細胞(K.Paull等，CancerRes.1992，52，3892-3900)，而7保持微管蛋白聚合抑制劑適度活性。也有可能是7細胞內轉化為更有效的化合物。相對於1，7與微管蛋白相互作用的減弱可能源於立體化學的因素(龐大的叔丁基)或失去胺氫(改變與微管蛋白的H鍵性相互作用)。N-甲基喹諾酮(15對14，圖1)(S.Kuo等，J.Med Chem.1993，36，1146-1156)和2-苯基-喹唑啉酮(17對16)(E.Hamel等，Biochem.Pharmacol.1996，51，53-59)的抗微管蛋白活性喪失支持需要氮氫的觀點。但是，當非活性化合物17的苯基被苯乙烯基替代(化合物18)時，出現活性顯著增強(E.Hamel等，Biochem.Pharmacol.1996，51，53-59)。支持由於某些因素使7相對1活性喪失，但是也有可能是2-苯基-4-喹諾酮以及喹唑啉酮(苯基C環直接連接B環)的結合位點不完全重疊在苯基C環和B環間含連接基的2-苯乙烯基喹唑啉-4(3H)-酮(18)的結合位點。
在所述新化合物中，在6位含雜環的氟化喹諾酮13在所有的分析中是最有效的化合物。事實上在所有情況下，它比1有更強的細胞毒性，尤其是抗RXF-393腎癌細胞和SK-Mel5黑素瘤癌細胞，logGI50值＜-8.00。如log GI50平均值所示，對所有60種細胞系13的活性約為1的6倍。具有較強的細胞毒性的同時，作為微管蛋白裝配抑制劑13比6更有效，但是13相對於6有更大親和力的最有力證明是13作為[3H]秋水仙鹼結合到微管蛋白的抑制劑的活性明顯更高。在後一分析中，13的活性幾乎與具有高度有效活性的考布他汀A-4一樣(C.Lin等，Biochemistry 1989，28，6984-6991)。
以前發現2-苯基-4-喹諾酮抑制微管蛋白聚合併且抑制放射性標記的秋水仙鹼結合到微管蛋白(C.Lin等，Biochemistry 1989，28，6984-6991；S.Kuo等，J Med Chem.1993，36，1146-1156；S.Kuo等，J.Med.Chem.1993，36，1146-1156)。研究了許多在A環和C環具有各種取代基的化合物。由A環和C環組成的「聯芳體系」很可能(Y.Xia等，J.Med.Chem.，1998，41，1155-1162)類似於在許多抗有絲分裂天然產物(例如秋水仙鹼、鬼臼毒素或考布他汀A-4)中存在的類似聯芳體系(S.Hastie，Pharm. Ther.1991，51，377-401)(圖1)。但是，苯基喹諾酮中B環的藥效基團幾乎沒有研究，而本文指出酮基官能團部分是與微管蛋白產生強相互作用的關鍵，為配體在秋水仙鹼位置結合的機制提供新的見解。所述酮基氧以及最重要的酮型B環似乎參與此類化合物與微管蛋白的結合。7的活性降低提示，B環的胺氫也可能對最大抗微管蛋白活性很重要，但是在解釋該化合物活性降低時尚需排除立體因素。
表1.氟化喹諾酮衍生物體外抑制腫瘤細胞生長a，b細胞毒性log GI50(M)c平均化合物K562 NCI-H226 HCT116 OVCAR-3 RXF-393SK-Mel5 SF-268SF-295 log GI501ntd-6.35-7.22-7.09 nt -7.68 -5.64-7.26 -6.872 -4.42 ＞-4.00 -4.14 nt ＞-4.00 -4.14＞-4.00 ＞-4.00-4.103 ＞-4.00 ＞-4.00 ＞-4.00 ＞-4.00 ＞-4.00＞-4.00 ＞-4.00 ＞-4.00 ＞-4.004 -4.41-4.31 ＞-4.00 -4.82 -4.60 -4.24＞-4.00 -4.21 -4.325 -5.68-5.07-5.40-5.63 -5.11 -5.40 -4.79-5.56 -5.336 -4.25-4.78-5.26-4.67 -4.53 -5.39 -4.70-4.93 -4.817 ＞-4.00 -7.60-7.35-7.49＞-4.00 ntnt -6.93 -6.2313 -7.49-7.51-7.47-7.35＜-8.00＜-8.00-7.41-7.73 -7.62a數據從NCI疾病定向性人腫瘤細胞的體外篩選獲得。bK-562，白血病細胞系；NCI-H226，非小細胞肺癌細胞系；HCT-116，結腸癌細胞系；OVCAR-3，卵巢癌細胞系；RXF-393，腎癌細胞系；RXF-393，腎癌細胞系；SK-Mel5，黑素瘤；SF-286和SF-295，CNS腫瘤細胞系。c減少細胞生長50％的Log濃度。d「nt」表示沒有測試表2.氟化喹諾酮衍生物的抗微管蛋白作用ITPaICBb(％抑制±SD)化合物IC50(μM)±SD 5μMc1μMc1 0.68±0.0239±22 ＞403 ＞204 ＞405 12±36 24±27 3.2±113 0.46±0.003 93±1 76±514d 7.3±115d＞4016e 14±0.917e＞4018e50±0.6秋水仙鹼f0.80±0.07鬼臼毒素f0.46±0.02考布他汀A-4f0.53±0.05 92±3 88±0.4aITP＝對微管蛋白聚合的抑制作用。bICB＝對秋水仙鹼結合的抑制作用；僅當聚合作用IC50≤1.0μM時評價。c在秋水仙鹼結合實驗中，這些值是指使用的抑制劑濃度。[3H]秋水仙鹼濃度為5μM，微管蛋白濃度為1μM。d數據得自S.Kuo等，J.Med.Chem.1993，36，1146-1156.6.。e數據得自E.Hamel等，biochem.Pharmacol.1996，51，53-59。f數據得自Y.Xia等，J.Med.Chem.1998，4，1155-1162。
前面為本發明的示例性說明，不能解釋為對本發明的限制。本發明通過以下權利要求限定，與權利要求等同的實施方案也包括在本發明內。
權利要求
1.一種式I化合物或其藥學上可接受的鹽 其中R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R5選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；n為0-4。
2.權利要求1的化合物，其中R1選自H和低級烷基。
3.權利要求1的化合物，其中R2選自H和低級烷基。
4.權利要求1的化合物，其中R3選自H和低級烷基。
5.權利要求1的化合物，其中R4選自H和低級烷基。
6.權利要求1的化合物，其中R5選自H和低級烷基。
7.權利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中R1選自H和低級烷基；R2選自H和低級烷基；R3選自H和低級烷基；R4選自H和低級烷基；R5選自H和低級烷基。
8.權利要求1的化合物，其中n為0或1。
9.權利要求1的化合物，其中F取代在苯基的鄰位上。
10.權利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽，所述化合物具有下式結構
11.一種藥用製劑，所述製劑包含權利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽和藥學上可接受的載體。
12.權利要求11的藥用製劑，其中所述載體為水性載體。
13.一種治療腫瘤的方法，所述方法包括給予需要這種治療的患者治療有效量的式I化合物或其藥學上可接受的鹽 其中R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R5選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；n為0-4。
14.權利要求13的方法，其中所述腫瘤為實體瘤。
15.權利要求13的方法，其中所述腫瘤選自肺癌、結腸癌、中樞神經系統癌、黑素瘤、卵巢癌、前列腺癌和乳腺癌。
16.權利要求13的方法，其中所述腫瘤為乳腺癌。
17.權利要求13的方法，其中所述腫瘤為前列腺癌。
18.一種抑制細胞有絲分裂的方法，所述方法包括使細胞與式I化合物或其藥學上可接受的鹽接觸 其中R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；R5選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、羥基、滷代和氨基；n為0-4。
19.權利要求18的方法，其中所述接觸步驟在體內進行。
20.權利要求18的方法，其中所述接觸步驟在體外進行。
21.一種式II化合物或其藥學上可接受的鹽 其中R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代、氨基以及雜環；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基；R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基。
22.權利要求21的化合物，其中R1選自H和低級烷基。
23.權利要求21的化合物，其中R2選自H和低級烷基。
24.權利要求21的化合物，其中R3選自H和低級烷基。
25.權利要求21的化合物，其中R4選自H和低級烷基。
26.權利要求21的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中R1選自H和低級烷基；R2選自H和低級烷基；R3選自H和低級烷基；R4選自H和低級烷基。
27.權利要求21的化合物，其中F取代在苯基鄰位上。
28.權利要求21的化合物或其藥學上可接受的鹽，所述化合物具有下式結構
29.一種藥用製劑，所述製劑包含權利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽和藥學上可接受的載體。
30.權利要求29的藥用製劑，其中所述載體為水性載體。
31.一種治療腫瘤的方法，所述方法包括給予需要這種治療的患者治療有效量的式II化合物或其藥學上可接受的鹽 其中R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代、氨基以及雜環；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基；R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基。
32.權利要求31的方法，其中所述腫瘤為實體瘤。
33.權利要求31的方法，其中所述腫瘤選自肺癌、結腸癌、中樞神經系統癌、黑素瘤、卵巢癌、前列腺癌和乳腺癌。
34.權利要求31的方法，其中所述腫瘤為乳腺癌。
35.權利要求31的方法，其中所述腫瘤為前列腺癌。
36.一種抑制細胞有絲分裂的方法，所述方法包括使細胞與式II化合物或其藥學上可接受的鹽接觸 其中R1選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代、氨基以及雜環；R2選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基；R3選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基；R4選自以下基團H、羥基、低級烷基、低級烷氧基、滷代和氨基。
37.權利要求36的方法，其中所述接觸步驟在體內進行。
38.權利要求36的方法，其中所述接觸步驟在體外進行。
全文摘要
本發明提供在其苯基上氟化的氟化喹諾酮、包含該化合物的藥用製劑、通過給予所述化合物治療腫瘤和癌症的方法以及通過給予所述化合物抑制細胞有絲分裂的方法。
文檔編號C07D215/38GK1476435SQ01819216
公開日2004年2月18日 申請日期2001年9月25日 優先權日2000年9月25日
發明者K·-H·李, Y·夏, Z－Y·楊, S－C·郭, K -H 李 申請人:北卡羅來納查佩爾山大學