本發(fā)明屬于創(chuàng)新藥物合成技術領域，具體涉及一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物，同時還涉及一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物的制備方法，以及其在抗腫瘤藥物中的應用。

背景技術：

新藥創(chuàng)新起源于先導物的發(fā)現(xiàn)，而基于結構的理性藥物分子設計是發(fā)現(xiàn)先導物的有效方法。在結構多樣的藥效團中，具有α，β-不飽和酮結構特征的查爾酮類化合物作為重要的天然有效成分，因具有多種藥理活性而被關注。然而，天然查爾酮類化合物多為多羥基苯環(huán)取代的α，β-不飽和酮類化合物，因其較差的水溶性導致生物利用度較低，限制臨床上的應用。另外，結合抗菌氟喹諾酮藥物的作用靶點—拓撲異構酶也是抗腫瘤藥物的重要作用靶點，可將其抗菌活性轉化為抗腫瘤活性，并發(fā)現(xiàn)氟喹諾酮C-3羧基并非是抗腫瘤活性所必需的藥效團、可用其生物電子等排體替換以提高其抗腫瘤活性?；诖耍瑸楦纳撇闋柾惖乃苄?，提高其生物利用度和活性，本發(fā)明用氟喹諾酮藥物洛美沙星的優(yōu)勢藥效團—二氟喹啉-4(1H)-酮骨架作為α，β-不飽和酮結構的取代基，進而設計了新型結構的氟喹諾酮“類查爾酮”衍生物。

為此，本發(fā)明的目的是提供一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物，具有抗腫瘤的作用和功效，同時提供一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物的制備方法。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物，其化學結構式如通式Ⅰ所示：

式Ⅰ中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構的化合物：

本發(fā)明的一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物的制備方法，以式Ⅱ所示的洛美沙星為原料制備而成；

具體制備步驟如下：

1)以式Ⅱ所示的洛美沙星經(jīng)硼氫化鈉還原脫羧基反應制得式Ⅲ所示的化合物，然后與甲酸酯縮合反應制得式Ⅳ所示的化合物，最后式Ⅳ與活性二氧化錳氧化制得式Ⅴ所示的洛美沙星醛；

步驟1)的詳細操作步驟可以參照文獻(Kondo H,Sakamoto F,et al.Studies on prodrugs.7.Synthesis and antimicrobial activity of 3-formylquinolone derivatives,J.Med.Chem.1988,31,221～225.)前藥研究.7.3-甲酰基喹諾酮衍生物的合成及抗微生物活性)的方法制備，具體過程如下：

2)將式Ⅴ所示洛美沙星醛與式Ⅵ所示的芳香基乙酮在堿的催化下在無水乙醇中進行羥醛縮合反應，待反應完全后，經(jīng)處理得目標化合物如式Ⅰ所示，具體過程如下：

式Ⅰ中Ar為苯環(huán)或取代苯環(huán)或呋喃環(huán)或吡啶環(huán)。

目標化合物式Ⅰ通用的合成制備操作步驟為：取1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-甲醛式Ⅴ1.1g(3.2mmol)溶解于20mL無水乙醇中，加入芳香基乙酮式Ⅵ(3.2mmol)和堿催化劑哌啶(0.1mL)?；旌戏磻锘亓鞣磻?4h，放置室溫，濾集產(chǎn)生的固體，無水乙醇重結晶，得淡黃色結晶目標物物式Ⅰ。

作為進一步的改進，式Ⅴ所示的洛美沙星醛與式Ⅵ所示的芳香基乙酮的摩爾比為1:1.0～1.2。

所述的堿性催化劑為哌啶、吡啶、三乙胺、嗎啉、乙酸鉀和乙酸鈉中的至少一種。

所述的一種洛美沙星的α，β-不飽和酮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)明的一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物基于藥效團的拼合原理，將多氟喹諾酮骨 架與α，β-不飽和酮藥效團有效的結合，設計合成了洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物，實現(xiàn)了不同結構藥效團的互補和活性的疊加，從而達到了增效降毒的效果，可作為全新結構的抗腫瘤藥物開發(fā)。

具體實施方式

實施例1

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-(2-苯甲酰-乙烯-1-基)-喹啉-4(1H)-酮(I-1)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為苯基。

該化合物的制備方法為：以苯乙酮(0.45g，3.8mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物(I-1)，產(chǎn)率62.3％，m.p.134～136℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.27(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.44(3H，t，CH₂CH₃)，2.64～3.57(7H，m，哌嗪-H)，4.62(2H，q，CH₂CH₃)，7.61～7.84(6H，m，Ph-H和5-H)，8.16～8.92(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：438[M+H]+，計算(C₂₅H₂₅F₂N₃O₂)：437.49。

實施例2

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-甲氧基苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-2)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對甲氧基苯基。

該化合物的制備方法為：以4-甲氧基-苯乙酮(0.48g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物(I-2),產(chǎn)率63.6％，m.p.138～140℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.28(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.46(3H，t，CH₂CH₃)，2.67～3.58(7H，m，哌嗪-H)，3.87(3H，s，OCH₃)，4.66(2H，q，CH₂CH₃)，7.68～7.86(5H，m，Ph-H和5-H)，8.18～8.95(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：468[M+H]+，計算(C₂₆H₂₇F₂N₃O₃)：467.52。

實施例3

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(3，4-二氧亞甲基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-3)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為3，4-(二氧亞甲基)苯基。

該化合物的制備方法為：以3，4-二氧亞甲基-苯乙酮(0.52g，3.2mmol)替代芳基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-3),產(chǎn)率66.2％，m.p.154～156℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.31(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.48(3H，t，CH₂CH₃)，2.82～3.63(7H，m，哌嗪-H)，4.68(2H，q，CH₂CH₃)，6.23(2H，s，OCH₂O)，7.73～7.87(4H，m，Ph-H和5-H)，8.21～8.96(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：482[M+H]+，計算(C₂₆H₂₅F₂N₃O₄)：481.50。

實施例4

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(3,4,5-三甲氧甲基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-4)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為3，4，5-三甲氧苯基。

該化合物的制備方法為：以3，4，5-三甲氧基-苯乙酮(0.67g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-4),產(chǎn)率52.0％，m.p.132～134℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.33(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.51(3H，t，CH₂CH₃)，3.12～3.66(7H，m，哌嗪-H)，3.87，3.88(9H，2s，3×OCH₃)，4.73(2H，q，CH₂CH₃)，7.76～7.92(3H，m，Ph-H和5-H)，8.26～9.07(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：528[M+H]+，計算(C₂₈H₃₁F₂N₃O₅)：527.57。

實施例5

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-甲基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-5)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對甲基-苯基。

該化合物的制備方法為：以4-甲基-苯乙酮(0.51g，3.8mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-5),產(chǎn)率52.7％，m.p.126～128℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.25(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.41(3H，t，CH₂CH₃)，2.23～2.44(10H，m，Ph-CH₃、哌嗪-H)，3.57(7H，m，哌嗪-H)，4.64(2H，q，CH₂CH₃)，7.68～7.92(5H，m，Ph-H和5-H)，8.16～8.87(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：452[M+H]+，計算(C₂₆H₂₇F₂N₃O₂)：451.52。

實施例6

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-氟-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-6)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對氟-苯基。

該化合物的制備方法為：以4-氟-苯乙酮(0.44g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-6),產(chǎn)率65.7％，m.p.153～155℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.34(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.46(3H，t，CH₂CH₃)，3.12～3.68(7H，m，哌嗪-H)，4.74(2H，q，CH₂CH₃)，7.78～8.17(5H，m，Ph-H和5-H)，8.26～9.15(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：456[M+H]+，計算(C₂₅H₂₄F₃N₃O₂)：455.48。

實施例7

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-硝基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-7)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對硝基苯基。

該化合物的制備方法為：以4-硝基-苯乙酮(0.53g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-7),產(chǎn)率64.5％，m.p.166～168℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.36(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.48(3H，t，CH₂CH₃)，3.17～3.72(7H，m，哌嗪-H)，4.76(2H，q，CH₂CH₃)，7.85～8.18(5H，m，Ph-H和5-H)，8.32～9.17(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：483[M+H]+，計算(C₂₅H₂₄F₂N₄O₄)：482.49。

實施例8

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-羥基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-8)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為4-羥基-苯基。

該化合物的制備方法為：以4-羥基-苯乙酮(0.45g，3.3mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-8),產(chǎn)率50.6％，m.p.145～147℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.31(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.44(3H，t，CH₂CH₃)，2.86～3.63(7H，m，哌嗪-H)，4.70(2H，q，CH₂CH₃)，7.74～7.86(5H，m，Ph-H和5-H)，8.22～9.11(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)，10.53(1H，brs，OH)；MS(m/z)：454[M+H]+，計算(C₂₅H₂₅F₂N₃O₃)：453.49。

實施例9

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-吡啶-甲?；?-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-9)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為4-吡啶基。

該化合物的制備方法為：以4-吡啶-乙酮(0.39g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-9),產(chǎn)率57.4％，m.p.165～167℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.38(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.53(3H，t，CH₂CH₃)，3.16～3.75(7H，m，哌嗪-H)，4.82(2H，q，CH₂CH₃)，8.06(1H，d，5-H)，7.74～7.86(5H，m，Ph-H和5-H)，8.31～9.16(7H，m，2-H、1’-H、2’-H和Py-H)；MS(m/z)：439[M+H]+，計算(C₂₄H₂₅F₂N₄O₂)：438.48。

實施例10

1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-呋喃-甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-10)，其化學結構式為：

即式I中的Ar為2-呋喃基。

該化合物的制備方法為：以2-呋喃-乙酮(0.42g，3.8mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-10),產(chǎn)率53.8％，m.p.154～156℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：1.34(3H，d，哌嗪-CH₃)，1.47(3H，t，CH₂CH₃)，3.05～3.68(7H，m，哌嗪-H)，4.76(2H，q，CH₂CH₃)，6.85～7.89(4H，m，5-H和呋喃-H)，8.19～9.02(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：428[M+H]+，計算(C₂₃H₂₃F₂N₃O₃)：427.45。

試驗例

一、實施例1-10提供的一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物的體外抗腫瘤活性測定

1、供試樣品

以實施例1-10提供的一種洛美沙星的α，β-不飽和酮衍生物及經(jīng)典抗腫瘤TOPO抑制劑10-羥基喜樹堿(HC)和母體化合物洛美沙星(LM)為供試樣品，共12種，其中HC和LMF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；

2)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，48小時后每孔加入5g·L^–1MTT(噻唑藍)溶液10μL，繼續(xù)再培養(yǎng)4小時之后加入100μL質(zhì)量百分比濃度為10％的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液。培養(yǎng)24小時，然后用酶標儀在570nm波長處測定吸光度(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洛美沙星(LM)的活性，尤其是大部分化合物對人胰腺癌Panc-1細胞的生長抑制活性強于對照羥喜樹堿的活性，其IC₅₀值已達到或低于微摩爾濃度。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。