基于HER2受體的新型喹唑啉衍生物的合成及其抗腫瘤活性*

蔡志強，馬維英，王建雅，李志利，郭洪彬，蔡奧飛，薛 斌

(沈陽工業大學石油化工學院，遼寧遼陽 111003)

喹唑啉類化合物作為酪氨酸激酶抑制劑已有較為深入的研究，其成果促進了大量抗腫瘤藥物的開發，如抗乳腺癌藥物拉帕替尼。但喹唑啉類藥物溶解性差、口服生物利用度低等缺點限制了其藥效的充分發揮。

Scheme 1

為獲得活性更強，溶解性和口服生物利用度更好的喹唑啉類藥物，本文根據改變剛性的4-位取代芳環為柔性飽和脂肪環的設計思路［1－2］，在文獻［3－6］方法基礎上，以取代 4-［(4-硝基苯氧基)亞甲基］哌啶(1a～1f)為原料，經還原、取代、Suzuki和加成4步反應合成了6個新型的喹唑啉衍生物(5a～5f，Scheme 1)，其結構經1H NMR和ESI-MS表征。用MTT法考察了5a～5f對人臍靜脈內皮細胞(HUVEC)，人肺癌細胞(A-549)，乳腺癌細胞(MCF-7)和人早幼粒白血病細胞(HL-60)的體外活性抑制效果。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker ARX-400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標);Agient 1100型液質聯用儀。

1a～1f，實驗室自制;其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1)2a～2f的合成(以2a為例)

在四口瓶中加入乙醇500 mL，硫酸5 mL和1a 55.6 g(0.2 mol)，攪拌下升溫至回流;分批加入鐵粉 56.0 g(1.0 mol)，加畢，回流反應 3 h。冷卻至室溫，用氨水調至pH≈9。過濾，濾液用鹽酸調至pH 4，析出固體;過濾，濾餅干燥得白色固體4-［(4-氨基苯氧基)亞甲基］-N-乙酰基哌啶(2a)36.8 g ，產率 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］+}。

用類似的方法合成2b～2f。

(2)3a～3f的合成(以3a為例)

在反應瓶中加入 4-氯-6-碘喹唑啉 90.2 g(0.31 mol)，2a 76.9 g(0.31 mol)和異丙醇 500 mL，攪拌使其溶解;回流反應2 h。冷卻至室溫，過濾，濾餅依次用異丙醇和乙醚洗滌，干燥得淡黃色固體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，產率 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］+}。

用類似的方法合成3b～3f。

(3)4a～4f的合成(以4a為例)

在反應瓶中加入3a 13.0 g(26 mmol)，乙酸鈀5.8 g(26 mmol)，三苯基磷6.8 g(26 mmol)，三乙胺2 mL和DMF 35 mL，攪拌使其溶解;分批滴加5-甲酰基-2-呋喃硼酸3.6 g(26 mmol)，滴畢，回流反應7 h。冷卻至室溫，倒入水中，用二氯甲烷(3×100 mL)萃取，合并有機相，用硫酸鎂干燥，蒸除溶劑得粗品;粗品經硅膠柱層析［洗脫劑A:V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=80∶1］純化得黃色固體 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，產率 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］+}。

用類似的方法合成4b～4f。

(4)5a～5f的合成(以5a為例)

在反應瓶中加入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，攪拌下于室溫反應2 h;滴加三乙酰基硼氫化鈉5.5 g(26 mmol)的乙酸(3 mL)溶液，滴畢，反應6 h。倒入水中，用二氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并有機相，用硫酸鎂干燥，蒸干溶劑后經硅膠柱層析(洗脫劑A=30∶1)純化得白色固體5a 3.2 g。

用類似的方法合成白色固體5b～5f。

5a:產率 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:產率 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:產率 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:產率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:產率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:產率 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 體外抗腫瘤活性測試

取對數生長期的細胞，用0.25%胰蛋白酶消化(懸浮細胞無須消化)后懸浮于含10%小牛血清的培養液中;用玻璃滴管輕輕吹打成單細胞懸液，顯微鏡下用血細胞記數板記數活細胞;在96孔板每孔接種(3～6)×104個·mL－1的細胞懸液90 μL，置培養箱內培養;24 h后每孔加藥液10 μL。以等濃度DMSO為陰性對照，不加細胞樣為空白本底，各組均設6個復孔。繼續培養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，置微量振蕩器震蕩5 min使結晶完全溶解，用酶標儀測定492 nm處的OD值，并用Bliss法計算IC50。

2 結果與討論

表1為5a～5f的體外抗腫瘤活性結果。由表1可見，5d體外抗腫瘤活性相對較弱;5a，5c，5e和5f體外抗腫瘤活性與拉帕替尼基本相當;5b抗腫瘤活性最強。其可能原因在于，4-位苯胺基與6-位取代基團對5活性有至關重要的作用［7－8］。在喹唑啉4-位苯胺基的對位連接亞甲基哌啶基后再連接較小的取代基，可增強5對MCF-7的抑制活性;若連接體積較大的芳基，則5會因靶點空腔孔徑太小，較大的基團無法鍵合而致使抗腫瘤活性明顯降低。構效關系有待進一步研究。

表1 5a～5f對人臍靜脈內皮細胞，人肺癌細胞，乳腺癌細胞和人早幼粒白血病細胞的抑制活性Table 1 The inhibition activities of 5a～5f against HUVEC，A-549，MCF-7 and HL-60

3 結論

合成了6個新型的喹唑啉衍生物(5a～5f)。抗腫瘤活性實驗結果表明:環丙基【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)對人臍靜脈內皮細胞(HUVEC)，人肺癌細胞(A-549)，乳腺癌細胞(MCF-7)和人早幼粒白血病細胞(HL-60)的抑制活性最好，其IC50分別為 0.55 μg·mL－1，0.18 μg·mL－1，0.27 μg·mL－1和 5.24 μg·mL－1。其抑制活性優于對照藥拉帕替尼，顯示出較好的抗腫瘤活性，值得進一步研發。

［1］茆勇軍，李海泓，李劍峰，等.蛋白酪氨酸激酶信號轉導途徑與抗腫瘤藥物［J］.藥學學報，2008，43(4):323－334.

［2］Kim K J，Li B，Winer J，et al.Inhibition of vascular endothelial growth favor induced angiogenesis suppresses tumor growth in vivo［J］.Nature，1993，362(6423):841－844.

［3］ 蔡志強，石玉，袁靜，等.N-{3-氯-4-［(3-氟芐基)氧基］苯基}-6-碘喹唑啉-4-胺的合成工藝研究［J］.合成化學，2011，19(3):421 －424.

［4］陳舒憶，呂同杰，嚴和平，等.喹唑啉類衍生物的合成及其抗腫瘤活性［J］.合成化學，2013，21(1):92 －95.

［5］Mcclure M S，Osterhout M H，Roschangar F，et al.Quinazoline ditosylate salt compounds［P］.WO 2 002 002 552，2002.

［6］Cai Z Q，Liu J G，Zhou W W，et al.［3-Chloro-4-(3-fuoro-benzyloxy)-phenyl］-(6-iodo-quinazolin-4-yl)amine［J］.Acta Cryst E，2010，E66:1810.

［7］Norbert H H，Herbert N，Henning P，et al.Structurebased design of novel potent nonpeptide thrombin inhibitors［J］.J Med Chem，2002，45(9):1757 －1766.

［8］Petrov K G，Zhang Y M，Carter M，et al.Optimization and SAR for dual ErbB-l/ErbB-2 tyrosine kinase inhibition in the 6-furanylquinazoline series［J］.Bioorganic ＆ Medicinal Chemistry Letters，2006，16(17):4686－4691.