本發(fā)明屬于創(chuàng)新藥物合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物，同時還涉及一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物的制備方法，以及其在抗腫瘤藥物中的應用。
背景技術(shù)：
新藥創(chuàng)新起源于先導物的發(fā)現(xiàn)，而基于有效藥效團的拼合和優(yōu)勢結(jié)構(gòu)骨架的遷越的理性藥物設計是構(gòu)建先導物分子的有效策略。在結(jié)構(gòu)多樣的藥效團中，具有廣泛藥理活性的五元唑雜環(huán)酮，尤其是繞丹寧環(huán)已成為藥物化學的優(yōu)勢骨架而被廣泛用于新藥分子化學骨架的構(gòu)建。其主要包括5-位活潑亞甲基與醛的縮合反應形成C＝C鍵而構(gòu)筑的α，β-不飽和酮衍生物，與此同時3-位氨基與羧酸類拼合形成氨基羧酸類或酰胺類等衍生物。另外，為改善繞丹寧衍生物的水溶性，在繞丹寧骨架取代基上再引入多酰胺基肽類的修飾側(cè)鏈，以提高其生物利用度、促進其向成藥性發(fā)展。近期，基于抗菌氟喹諾酮的作用靶—拓撲異構(gòu)酶也是抗腫瘤藥物的主要作用靶標，因此，可將其抗菌活性轉(zhuǎn)化為抗腫瘤活性。與此同時，以6-氟-喹啉-4-酮為優(yōu)勢骨架、C-3酰氨基為連接鏈搭載另一抗腫瘤活性的藥效團，可實現(xiàn)不同藥效團間的活性疊加，從中發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤活性的氟喹諾酮候選化合物。然而，氟喹諾酮骨架與繞丹寧骨架相拼合構(gòu)建的不飽和酮酰胺類的化合物目前尚未見報道。
為此，本發(fā)明的目的是提供一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物，具有抗腫瘤的作用和功效，同時提供一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物的制備方法。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物，其化學結(jié)構(gòu)式如通式(I)所示：
Ar為苯環(huán)或取代苯環(huán)或呋喃環(huán)或吡啶環(huán)。該類化合物為以下的具體結(jié)構(gòu)的化合物：
本發(fā)明的一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物的制備方法，以式(II)所示的培氟沙星為原料制備而成，
具體制備步驟如下：
1)將式(II)所示的培氟沙星與水合肼發(fā)生肼解反應制得式(III)所示培氟沙星酰肼；
具體操作步驟可參考文獻(陳寅生等，抗腫瘤氟喹諾酮C3等排衍生物—噁二唑曼尼希堿衍生物的合成和抗腫瘤活性，應用化學，2012，29(11)：1246-150.)的方法。
2)將式(III)所示C-3酰肼化合物與雙-(羧甲基)三硫代碳酸酯于水中回流反應12小時，放置室溫，氨水堿化，過濾，收集產(chǎn)生的固體，用DMF溶劑重結(jié)晶，制得式(IV)所示的培氟沙星(繞丹寧)酰胺中間體。
具體操作步驟為：培氟沙星酰肼(10.0g，29.0mmol)與雙-(羧甲基)三硫代碳酸酯(7.5g，35.0mmol)在水(300mL)回流反應至原料消失(TLC檢測，V氯仿：V甲醇＝5:1)。冷卻室溫，用濃氨水堿化至pH 8.0～9.0，放置冷卻至室溫。濾集產(chǎn)生的固體，干燥。粗品用無水乙醇重結(jié)晶，得黃色結(jié)晶式(IV)，收率74.2％，mp 223～225℃。1H NMR(400MHz，CDCl3)：11.32(1H，s，CONH)，8.76(1H，s，2-H)，7.86(1H，d，5-H)，7.26(1H，d，8-H)，4.68(2H，s，SCH2)，4.47(2H，q，1-NCH2)，3.36(4H，t，piperazine-H)，2.63(4H，t，piperazine-H)，2.32(3H， s，N-CH3)，1.43(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C20H22FN5O3S2：463.56[M]+；Found：464[M+H]+。
4)將式(IV)所示培氟沙星(繞丹寧)酰胺化合物與芳香醛在堿的催化下在冰乙酸中進行縮合反應，待反應完全后經(jīng)處理得目標化合物如式(I)所示。
Ar為苯環(huán)或取代苯環(huán)或呋喃環(huán)或吡啶環(huán)。
通用的合成制備操作步驟為：取1-乙基-6-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-噻唑烷-4-酮-3-基]-酰胺(IV)1.0g(2.0mmol)和無水乙酸鈉0.20g(2.4mmol)溶解于15mL冰乙酸中，加入芳香醛(2.0mmol)，混合反應物回流反應12h。減壓蒸除溶劑，殘留物用水(20mL)溶解，加入適量的活性炭在60℃脫色0.5h，過濾。濾液用濃氨水堿化至pH 9.0，用氯仿提取(3×15mL)，合并有機相，無水硫酸鈉干燥。減壓回收溶劑至干，用乙醇-DMF(V:V＝5:1)重結(jié)晶，得淡黃色結(jié)晶物(I)。
作為進一步的改進，式IV所示的培氟沙星(繞丹寧)酰胺與芳香醛的摩爾為1:1.0～1.2。
所述的堿為吡啶、三乙胺、哌啶、嗎啉、乙酸鉀和乙酸鈉中的至少一種。
所述的一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物在制備抗腫瘤藥物中的應用。
所述抗腫瘤藥物為治療肝癌、胰腺癌或白血病藥物。
本發(fā)明的一種培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物基于藥效團的拼合理性藥物分子設計原理，將氟喹諾酮、酰胺及繞丹寧α，β-不飽和酮等三種不同藥效團間的有效組合，進而設計了培氟沙星(繞丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物，實現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)藥效團的互補和活性的疊加，從而達到了增效降毒的效果，可作為全新結(jié)構(gòu)的抗腫瘤藥物開發(fā)。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
實施例1
1-乙基-6-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-5-苯甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基]-酰胺(I-1)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為苯基。
該化合物的制備方法為：以苯甲醛(0.25g,2.4mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得目標淡黃色結(jié)晶物(I-1),產(chǎn)率73.2％，m.p.216～218℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:11.36(1H，s，CONH)，8.78(1H，s，2-H)，8.13(1H，s，Ph-CH＝)，7.82(1H，d，5-H)，7.74～6.68(5H，m，Ph-H)，4.46(2H，t，1-NCH2)，3.36(4H，t，piperazine-H)，2.73(4H，t，piperazine-H),2.33(3H，s，N-CH3)，1.45(3H，t，CH3)；MS(m/z):Calcd.for C27H26FN5O3S2：551.67[M]+；Found：552[M+H]+。
實施例2
1-乙基-6-二氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-5-對甲氧基苯甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基]-酰胺(I-2)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為對甲氧基苯基。
該化合物的制備方法為：以對甲氧基苯甲醛(0.28g,2.2mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得目標淡黃色結(jié)晶物(I-2),產(chǎn)率75.6％，m.p.223～225℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:11.38(1H，s，CONH)，8.82(1H，s，2-H)，8.16(1H，s，Ph-CH＝)，7.85(1H，d，5-H)，7.75(2H，d，Ph-H)，7.54(2H,d，2H，Ph-H)，7.36(1H，d，8-H)，4.47(2H，t，1-NCH2)，3.87(3H，s，OCH3)，3.38(4H，t，piperazine-H)，2.85(4H，t，piperazine-H),2.35(3H，s，N-CH3)，1.45(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C28H28FN5O4S2：581.69[M]+；Found：582[M+H]+。
實施例3
1-乙基-6-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-[2-硫代-5-(3,4-二氧亞甲基)苯甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基]-酰胺(I-3)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為3，4-(二氧亞甲基)基苯基。
該化合物的制備方法為：以3，4-二氧亞甲基苯甲醛(0.3g，2.0mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得目標淡黃色結(jié)晶物(I-3)，產(chǎn)率82.0％，m.p.236～238℃。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:11.36(1H，s，CONH)，8.85(1H，s，2-H)，8.23(1H，s，Ph-CH＝)，7.88(1H，d，5-H)，7.77(1H，s，Ph-H)，7.68～7.52(3H，m，Ph-H and 8-H)，6.26(s，2H，OCH2O)，4.48(2H，t，1-NCH2)，3.41(4H，t，piperazine-H)，3.05(4H，t，piperazine-H),2.33(3H，s，N-CH3)，1.47(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C28H26FN5O5S2：595.68[M]+；Found：596[M+H]+。
實施例4
1-乙基-6-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-[2-硫代-5-(3,4,5-三甲氧甲基)苯甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基]-酰胺(I-4)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為3，4，5-三甲氧亞甲基苯基。
該化合物的制備方法為：以3,4,5-三甲氧基苯甲醛(0.43g,2.2mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結(jié)晶目標物(I-4),產(chǎn)率71.6％，m.p.235～237℃。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：11.38(1H，s，CONH)，8.86(1H，s，2-H)，8.25(1H，s，Ph-CH＝)，7.86(1H，d，5-H)，7.80(2H，s，Ph-H)，7.56(1H，d，8-H)，4.47(2H，t，1-NCH2)，3.86，3.88(9H，2s，3×OCH3)，3.45(4H，t，piperazine-H)，3.07(4H，t，piperazine-H),2.35(3H，s，N-CH3)，1.48(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C30H32FN5O6S2：641.75[M]+；Found：642[M+H]+。
實施例5
1-乙基-6-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-5-對氟苯甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基)-酰胺(I-5)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為對氟苯基。
該化合物的制備方法為：以對氟苯甲醛(0.30g,2.4mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結(jié)晶目標物(I-5),產(chǎn)率81.3％，m.p.224～226℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：11.44(1H，s，CONH)，8.92(1H，s，2-H)，8.18(1H，s，Ph-CH＝)，8.06(2H，d，Ph-H)，7.88(1H，d，5-H)，7.66(2H，d，Ph-H)，7.57(1H，d，8-H)，4.48(2H，t，1-NCH2)，3.46(4H，t，piperazine-H)，3.13(4H，t，piperazine-H),2.37(3H，s，N-CH3)，1.48(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C27H25F2N5O3S2：569.66[M]+；Found：570[M+H]+。
實施例6
1-乙基-6-二氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-5-對硝基苯甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基)-酰胺(I-6)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為對硝基苯基。
該化合物的制備方法為：以對硝基苯甲醛(0.30g,2.0mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結(jié)晶目標物(I-6),產(chǎn)率67.5％，m.p.241～243℃。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：11.47(1H，s，CONH)，9.05(1H，s，2-H)，8.24(1H，s，Ph-CH＝)，8.14(2H，d，Ph-H)，8.05(1H，d，5-H)，7.76(2H，d，Ph-H)，7.68(1H，d，8-H)，4.51(2H，t，1-NCH2)，3.47(4H，t，piperazine-H)，3.15(4H，t，piperazine-H)，2.38(3H，s，N-CH3)，1.51(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C27H25FN6O5S2：596.66[M]+；Found：597[M+H]+。
實施例7
1-乙基-6-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-5-吡啶-4-甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基)-酰胺(I-7)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為4-吡啶基。
該化合物的制備方法為：以吡啶-4-甲醛(0.24g,2.2mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結(jié)晶目標物(I-7),產(chǎn)率76.3％，m.p.231～233℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：11.51(1H，s，CONH)，9.12(1H，s，2-H)，8.87(2H，d，Py-H)，8.74(2H，d，Py-H)，8.26(1H，s，Ph-CH＝)，8.07(1H，d，5-H)，7.73(1H，d，8-H)，4.55(2H，t，1-NCH2)，3.51(4H，t，piperazine-H)，3.17(4H，t，piperazine-H)，2.42(3H，s，N-CH3)，1.53(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C26H25FN6O3S2：552.65[M]+；Found：553[M+H]+。
實施例8
1-乙基-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-5-呋喃-2-甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基)-酰胺(I-8)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為2-呋喃基。
該化合物的制備方法為：以呋喃-2-甲醛(0.21g,2.2mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結(jié)晶目標物(I-8),產(chǎn)率66.3％，m.p.225～227℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：11.48(1H，s，CONH)，9.07(1H，s，2-H)，8.24(1H，s，Ph-CH＝)，8.02(1H，d，5-H)，7.76～6.87(4H，m，8-H and furan-H)，4.51(2H，t，1-NCH2)，3.47(4H，t，piperazine-H)，3.06(4H，t，piperazine-H),2.38(3H，s，N-CH3)，1.51(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C25H24FN6O4S2：541.63[M]+；Found：542[M+H]+。
實施例9
1-乙基-6-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-(2-硫代-5-對羧基苯基-2-甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基)-酰胺(I-9)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為4-羧基苯基。
該化合物的制備方法為：以對羧基苯甲醛(0.33g,2.2mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結(jié)晶目標物(I-9),產(chǎn)率63.5％，m.p.226～228℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：15.56(brs，1H，COOH)，11.53(1H，s，CONH)，9.18(1H，s，2-H)，8.96(2H，d，Ph-H)，8.33(1H，s，Ph-CH＝)，8.15(1H，d，5-H)，7.78(1H，d，8-H)，7.68(2H，d，Ph-H)，4.57(2H，t，1-NCH2)，3.55(4H，t，piperazine-H)，3.21(4H，t，piperazine-H)，2.44(3H，s，N-CH3)，1.55(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C28H26FN5O5S2：595.68[M]+；Found：596[M+H]+。
實施例10
1-乙基-氟-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-羧酸(2-硫代-5-對磺酰胺基苯基-2-甲叉基-噻唑烷-4-酮-3-基)-酰胺(I-10)，其化學結(jié)構(gòu)式為：
即式I中的Ar為4-磺酰胺基苯基。
該化合物的制備方法為：以對氨基磺酰基苯甲醛(0.37g,2.0mmol)替代芳香醛，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結(jié)晶目標物(I-10),產(chǎn)率78.6％，m.p.245～247℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ：15.54(brs，1H，COOH)，11.48(1H，s，CONH)，9.15(1H，s，2-H)，8.92(2H，d，Ph-H)，8.31(1H，s，Ph-CH＝)，8.13(1H，d，5-H)，7.76(1H，d，8-H)，7.62(2H，d，Ph-H)，4.55(2H，t，1-NCH2)，3.51(4H，t，piperazine-H)，3.12(4H，t，piperazine-H),2.42(3H，s，N-CH3)，1.57(3H，t，CH3)；MS(m/z)：Calcd.for C27H27FN6O5S3：630.74[M]+；Found：631[M+H]+。
試驗例
一、實施例1-10提供的一種培氟沙星(饒丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物的體外抗腫瘤活性測定
1、供試樣品
以實施例1-10提供的一種培氟沙星(饒丹寧不飽和酮)酰胺類衍生物，及經(jīng)典抗腫瘤TOPO 抑制劑10-羥基喜樹堿(HC)和培氟沙星(PF)為供試樣品，共12種，其中HC和PF為對照組，實施例1-10樣品為實驗組；
實驗癌細胞株分別為人肝癌Hep-3B細胞、人胰腺癌Panc-1細胞和人白血病HL60細胞株均購買自中國科學院上海細胞庫。正常細胞采用VERO非洲綠猴腎細胞，購買于上海通派生物科技有限公司。
2、測定方法
測定方法的具體步驟為：
(1)首先將上述12種供試樣品分別用二甲基亞砜(DMSO)溶解，配制成1.0×10-2mol·L-1濃度的儲備液，之后用質(zhì)量百分比濃度為10％的小牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液將儲備液稀釋成具有5個濃度梯度(0.1、1.0、5.0、10.0、50.0μmol·L-1)的工作液；
取對數(shù)生長期的人肝癌Hep-3B細胞、人胰腺癌Panc-1細胞和人白血病HL60細胞及VERO細胞株，以每孔6000個細胞接種于96孔板，隨后分別加入上述12種樣品的具有5個濃度梯度的工作液。培養(yǎng)48小時后每孔加入5g·L–1MTT(噻唑藍)溶液10μL，繼續(xù)培養(yǎng)4小時后加入100μL質(zhì)量百分比濃度為10％的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液再培養(yǎng)24小時，然后用酶標儀在570nm波長處測定各自的吸光度(OD)值；
(3)按下述所示公式計算不同濃度的供試樣品對癌細胞的抑制率，
癌細胞抑制率＝[(1－實驗組OD值)/對照組OD值]×100％，
然后以供試樣品的各濃度的對數(shù)值對各濃度對應的癌細胞抑制率作線性回歸，得到劑量-效應方程，從所得劑量-效應方程計算出各供試樣品對實驗癌細胞的半數(shù)抑制濃度(IC50)；每個數(shù)據(jù)平行測定三次，求其平均值，結(jié)果見表1所示。
表1各供試樣品的抗腫瘤活性(IC50)
從表1可以看出，實施例1-10提供的化合物對實驗3種癌細胞的抑制活性顯著強于母體化合物培氟沙星的活性，尤其是部分化合物對人胰腺癌Panc-1細胞的活性強于對照羥喜樹堿的活性，其IC50值已達到微摩爾濃度。更有意義的是，實施例1-10提供的化合物對VERO細胞顯示出較低的毒性，具有成藥性的潛力。因此，按照藥物開發(fā)的一般途徑是先進行常規(guī)的抗腫瘤體外篩選，然后進行針對性的研究，所以本發(fā)明的化合物具有強的抗腫瘤活性和較低 的毒性，可通過與人體可接受的酸成鹽或與藥用載體混合制備抗腫瘤藥物。