一种含偶氮片段的四氢异喹啉衍生物及其制备方法和医药用途

本发明涉及药物化学和药物治疗学，具体涉及一类含偶氮片段的四氢异喹啉衍生物。该类化合物可用于制备p-糖蛋白抑制剂、肿瘤多药耐药逆转剂。本发明还涉及该类化合物的制备方法以及含有它们的药物组合。

背景技术：

1、肿瘤多药耐药(multidrug resistance,mdr)系指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物产生耐药性的同时，对其它化学结构和作用机制完全不同的抗肿瘤药物产生的交叉耐药现象。肿瘤mdr的产生机制非常复杂，是肿瘤细胞膜、细胞质、细胞核以及肿瘤微环境等多种因素综合作用的结果。目前认为，肿瘤mdr产生机制主要有以下几种：1)atp结合式转运蛋白(atp-binding cassette transporters,abc)的过度表达；2)细胞内酶异常的改变，如拓扑异构酶ii、谷胱甘肽转移酶(gst)、蛋白激酶c等；3)细胞凋亡调控基因表达异常，尤其是p53和bcl-2；4)dna修复机制损伤；5)其他：如肿瘤微环境、机体内激素水平等变化。在上述耐药机制中，abc转运蛋白的过度表达是肿瘤mdr发生的重要原因。其中，又以p-糖蛋白(p-glycoprotein,p-gp)的过度表达最为突出，也是目前研究最广泛并在临床实践中得到证实的耐药机制。它能识别外源性抗癌药物并将它们排出癌细胞，导致细胞内药物积累减少。许多常用药物包括长春新碱、紫杉烷类、络氨酸激酶抑制剂及部分parp抑制剂等均为p-gp底物。细胞通过p-gp介导的主动转运，将这些药物转运到细胞外，降低药物在细胞内的浓度，导致药物疗效降低并产生药物抵抗，从而产生耐药。研究表明，抑制p-gp的功能和表达，可大幅提高化疗药物在肿瘤细胞内的累积和耐药细胞对化疗药物的敏感性，从而发挥逆转p-gp介导的肿瘤mdr活性。因此，开发p-gp抑制剂是克服p-gp介导的肿瘤mdr的重要策略之一。

2、迄今为止，p-gp抑制剂的研发经历了四个阶段。第一、二代p-gp抑制剂对p-gp抑制活性低、选择性差，部分化合物如psc-833、vx-710等是细胞色素氧化酶p4503a4(cyp3a4)的底物，通过抑制该酶的活性，影响与之联用的化疗药物的药代动力学性质，从而增加全身毒副作用。对p-gp具有高活性、高亲和力的第三代p-gp抑制剂以wk-x-34、tariquidar、elacridar、ont-093、zosuquidar、lonafarnib、laniquidar等为代表，部分化合物如tariquidar、zosuquidar虽然进展到了临床三期，但仍存在毒性大、治疗效果有限的问题。第四代p-gp抑制剂的研发集中到了天然产物领域。在众多天然化合物中，黄酮类、生物碱、单萜、柠檬苦素、皂苷、多酚和香豆素等被证明具有抗肿瘤及mdr的应用前景。此外，围绕肿瘤mdr发生相关信号通路(如nf-κb、hif-1α等)，设计新型双靶点或多靶点p-gp抑制剂以及开发非p-gp底物型的新型抗肿瘤药物同样是克服p-gp导的肿瘤mdr的研究策略。

3、研究表明，第三代抑制剂在作用效力的持续性上远远超过了前两代抑制剂，然而目前仍没有上市的药物。究其原因，目前传统的p-gp抑制剂存在组织脱靶的先天缺陷，导致其在临床研究中出现了较为严重的全身毒副作用及临床效果有限等问题。p-gp除了在耐药肿瘤细胞高表达外，在结肠、小肠、肾近端小管和胆管的上皮细胞以及血睾丸屏障、血脑屏障(bbb)、血乳腺组织屏障和血内耳屏障的内皮细胞中同样高表达，发挥参与外排毒物、保护正常组织的功能，同时还影响药物的吸收、分布。第三代p-gp对全身的p-gp都有抑制功能，会使抗癌药物在敏感组织如中枢神经系统和骨髓中的浓度增加导致毒副作用产生，造成不可避免的全身毒性。为减少传统p-gp抑制剂存在组织脱靶导致的潜在全身毒副作用，在临床研究中不得不严格控制p-gp抑制剂的给药剂量，但给药剂量的降低又会影响其临床治疗效果。传统p-gp抑制剂对p-gp的抑制活性越高，上述问题越突出。因此，设计能够精准、靶向性地抑制耐药肿瘤细胞/组织部位p-gp功能的抑制剂，可以避免影响机体正常组织中p-gp的生理功能，降低传统p-gp抑制剂不加选择地抑制p-gp产生的全身毒副作用，对于逆转p-gp介导的肿瘤mdr具有较高的学术及应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是在现有技术的基础上，以wk-x-34、tariquidar等具有高p-gp抑制活性的第三代p-gp抑制剂为先导化合物，并利用药物设计的生物电子排等理论将其结构中的酰胺键替换为偶氮键，提供一类含偶氮片段的四氢异喹啉衍生物，是具有光化学活性的新型p-gp抑制，可有效逆转肿瘤mdr。药理实验证明，该类化合物具有良好的p-gp抑制活性，可以显著提高耐药肿瘤对化疗药的敏感性。

2、本发明的另一目的是提供上述含偶氮片段的四氢异喹啉衍生物的制备方法。

3、本发明的第三个目的是提供上述含偶氮片段的四氢异喹啉衍生物在制备与p-糖蛋白抑制功能药物、与逆转多药耐药性药物或抗肿瘤药物方面的应用。

4、发明的技术方案如下：

5、式i所示的化合物、异构体、水合物、溶剂化物或其药学上可接受的盐：

6、

7、其中，

8、x1、x2分别代表-n＝n-、-co-、-nh-co-、-co-nh-、共价键、-nh-、s原子、-s(＝o)2-、-nh(so2)-或o原子且x1和x2中至少有一个代表-n＝n-；

9、r1代表氢、羟基、羧基、硝基、氰基、卤素、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、卤代c1-c4烷基、苯基、苄基、环戊烷基或环己烷基；

10、r2代表氢、羟基、羧基、硝基、氰基、卤素、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基或卤代c1-c4烷基；

11、r3代表氢、羟基、羧基、硝基、氰基、卤素、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基、卤代c1-c4烷基、苯基、苄基、环戊烷基或环己烷基；

12、环a代表苯基、联苯基、芳香杂环、苄基、脂肪杂环、环戊烷基或环己烷基，所述芳香杂环为喹啉、异喹啉、噻吩、呋喃、吡咯或吡啶；所述脂肪杂环为四氢喹啉、四氢异喹啉、六氢吡啶、四氢吡咯、哌嗪或吗啉；

13、p代表1、2、3或4；

14、q代表1或2。

15、在一种优选方案中，x1代表-n＝n-、-co-nh-、共价键或-nh-。

16、在一种更优选方案中，x1代表-n＝n-或-co-nh-。

17、在一种优选方案中，x2代表-n＝n-、-co-nh-、共价键或-nh-。

18、在一种更优选方案中，x2代表-n＝n-或-co-nh-。

19、在一种优选方案中，r1代表氢、羟基、硝基、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、叔丁基或cf3。

20、在一种更优选方案中，r1代表氢。

21、在一种优选方案中，r3代表氢、羟基、硝基、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、叔丁基或cf3。

22、在一种更优选方案中，r3代表甲氧基。

23、在一种优选方案中，环a代表苯基、联苯基、芳香杂环或脂肪杂环，所述芳香杂环为喹啉、异喹啉、噻吩、呋喃、吡咯或吡啶；所述脂肪杂环为四氢喹啉、四氢异喹啉、六氢吡啶、四氢吡咯、哌嗪或吗啉。

24、在一种更优选方案中，环a代表苯基、联苯基、呋喃或吡啶。

25、在一种优选方案中，r2代表氢、羟基、羧基、硝基、氰基、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、叔丁基或cf3。

26、在一种更优选方案中，r2代表氢、羟基、硝基、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、叔丁基或cf3。

27、在一种优选方案中，p代表1、2或3。

28、进一步地，x1代表-n＝n-或-co-nh-；x2代表-n＝n-或-co-nh-；r1代表氢；r3代表甲氧基；环a代表苯基、联苯基、呋喃或吡啶；r2代表氢、羟基、硝基、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、叔丁基或cf3。

29、在一种方案中，在通式i所述化合物、异构体、水合物、溶剂化物或其药学上可接受的盐，其中，所述化合物选自：

30、

31、

32、

33、

34、在一种更优选方案中，在通式i所述化合物、异构体、水合物、溶剂化物或其药学上可接受的盐，其中，所述化合物选自：

35、

36、本发明还提供了通式i所述化合物的制备方法，包括如下步骤：

37、a)当x1代表-n＝n-、x2代表-co-nh-时，通式i所示化合物的制备方法包括以下步骤：

38、以对硝基苯乙醇为起始原料，进行溴代反应得到中间体1；不同取代基的苯乙胺与多聚甲醛进行成环反应得到中间体2；中间体1和中间体2进行亲核取代反应，得到中间体3，在无水氯化亚锡的作用下，进行还原反应得到关键中间体4。不同取代基的苯甲酸与邻苯二胺进行酰胺反应得到中间体5，中间体5经过氧化反应得到亚硝基产物6，中间体6和中间体4进行米尔斯反应，得到含有偶氮键的目标化合物，合成路线如下：

39、

40、

41、b)当x1代表-co-nh-、x2代表-n＝n-时，通式i所示化合物的制备方法包括以下步骤：

42、邻氨基苯甲酸甲酯衍生物进行氧化反应得到中间体7，中间体7与苯胺衍生物在醋酸条件下进行米尔斯反应，得到含有偶氮键的关键中间体8，中间体8发生水解反应得到中间体9，中间体9和中间体4进行缩合反应得到目标化合物，合成路线如下：

43、

44、

45、其中a)和b)的该方法中分别所涉及的各取代基的定义如上所述。

46、在上述制备方法中，由中间体1和中间体2制备中间体3的过程中，采用的溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、无水乙醇、n,n-二甲基乙酰胺(dma)、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷或氯仿中的一种或多种，优先选自dmf；反应温度为回流温度。

47、由中间体6和中间体4制备通式i化合物的过程中，采用的溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、乙酸、n,n-二甲基乙酰胺(dma)、乙腈、四氢呋喃、吡啶、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、甲苯或二氧六环中的一种或多种，优先选自乙酸；反应温度为室温。

48、由中间体9和中间体4制备通式i化合物的过程中，采用的溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺(dma)、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷或氯仿中的一种或多种，优先选自乙腈；所采用的缩合剂为hatu、hbtu、hobt、edci或dcc，优先采用tfch；反应温度为室温。

49、这些中间体或目标化合物均可按照常规分离技术加以纯化，并且根据需要将其转化为与可药用酸的加成盐。

50、除非另外说明，在本发明中使用的以下术语具有下面讨论的含义：

51、“药学上可接受的盐”表示保留母体化合物的生物有效性和性质的那些盐。这类盐包括：

52、(1)与酸成盐，通过母体化合物的游离碱与无机酸或有机酸的反应而得，无机酸包括盐酸、氢溴酸、硝酸、磷酸、偏磷酸、硫酸、亚硫酸和高氯酸等，有机酸包括乙酸、三氟乙酸、丙酸、丙烯酸、己酸、环戊烷丙酸、羟乙酸、丙酮酸、草酸、(d)或(l)苹果酸、富马酸、马来酸、抗坏血酸、樟脑酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、γ-羟基丁酸、甲氧基苯甲酸、邻苯二甲酸、甲磺酸、乙磺酸、萘-1-磺酸、萘-2-磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、肉桂酸、十二烷基硫酸、葡糖酸、谷氨酸、天冬氨酸、硬脂酸、扁桃酸、琥珀酸、戊二酸或丙二酸等。

53、(2)存在于母体化合物中的酸性质子被金属离子代替或者与有机碱配位化合所生成的盐，金属例子例如碱金属离子、碱土金属离子或铝离子，有机碱例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨丁三醇、n-甲基葡糖胺、奎宁等。

54、“药物组合物”指将本发明中的化合物中的一个或多个或其药学上可接受的盐、溶剂化物、水合物或前药与别的化学成分，例如药学上可接受的载体，混合。药物组合物的目的是促进给药给动物的过程。

55、“药用载体”或“药学上可接受的载体”指的是对有机体不引起明显的刺激性和不干扰所给予化合物的生物活性和性质的药物组合物中的非活性成分，例如但不限于：碳酸钙、磷酸钙、各种糖(例如乳糖、甘露醇等)、淀粉、环糊精、硬脂酸镁、纤维素、碳酸镁、丙烯酸聚合物或甲基丙烯酸聚合物、凝胶、水、聚乙二醇、丙二醇、乙二醇、蓖麻油或氢化蓖麻油或多乙氧基氢化蓖麻油、芝麻油、玉米油、花生油等。

56、“-c(o)-”表示co基团或基团。

57、“-nh-co-”表示nhco基团或基团。

58、“-co-nh-”表示conh基团或基团。

59、“-s(o)-”表示so基团或基团。

60、“烷基”表示1-20个碳原子的饱和的脂烃基，包括直链和支链基团(本技术书中提到的数字范围，例如“1-20”，是指该基团，此时为烷基，可以含1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子等，直至包括20个碳原子)。更优选的是，烷基是有1-10个碳原子的中等大小的烷基，例如甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基等。最好是，烷基为有1-8或1-6个碳原子的低级烷基，例如甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、异丁基或叔丁基等。烷基可以是取代的或未取代的。当是取代的烷基时，该取代基优选是一或多个，更优选1-3个，最优选1或2个取代基。

61、“芳香杂环”或“杂芳基”表示5至12个环原子的单环或稠合环基团，含有一个、两个、三个或四个选自n、o或s的环杂原子，其余环原子是c，另外具有完全共轭的π电子系统。未取代的杂芳基地非限制性实例有吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、吡唑、吡啶、嘧啶、喹啉、异喹啉、嘌呤、四唑、三嗪和咔唑。杂芳基可以是取代的或未取代的。当被取代时，取代基优选为一个或多个，更为优选为一个、两个或三个，进而更为优选一个或两个，独立地选自以下基团，包括：低级烷基、三卤烷基、卤素、羟基、低级烷氧基、巯基、(低级烷基)硫基、氰基、酰基、硫代酰基、o-氨基甲酰基、n-氨基甲酰基、o-硫代氨基甲酰基、n-硫代氨基甲酰基、c-酰氨基、n-酰氨基、硝基、n-磺酰氨基、s-磺酰氨基。优选的杂芳基可选地被一个或两个取代基取代，取代基独立地选自卤素、低级烷基、三卤烷基、羟基、巯基、氰基、n-酰氨基、单或二烷基胺基、羧基或n-磺酰氨基。

62、“羟基”表示-oh基团。

63、“烷氧基”表示-o-(未取代的烷基)和-o-(未取代的环烷基)。代表性实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等。

64、“卤素”表示氟、氯、溴或碘，优选为氟或氯。

65、“三氟甲基”表示-cf3基团。

66、本发明的进一步提供了一种药物组合物，它以本发明的化合物、异构体、水合物、溶剂化物或其药学上可接受的盐为活性成分或主要活性成分，辅以药学上可接受的载体。本发明化合物可以与其他抗肿瘤药物例如烷化剂(如环磷酰胺或顺铂)、抗代谢药(如5-氟尿嘧啶或羟基脲)、拓扑异构酶抑制剂(如喜树碱)、有丝分裂抑制剂(如紫杉醇或长春碱)、dna插入剂(如阿霉素)联合应用，另外还可以与放射治疗联合应用。通过和抗肿瘤药物联合治疗，增强耐药肿瘤细胞对抗癌药物的敏感性，从而有助于改善治疗效果。

67、本发明的化合物、异构体、水合物、溶剂化物或其药学上可接受的盐可应用于制备与p-糖蛋白抑制功能药物、与逆转多药耐药性药物或抗肿瘤药物方面。

68、采用本发明的技术方案，优势如下：

69、本发明提供一类含偶氮片段的四氢异喹啉衍生物，具有光化学活性，通过抑制p-gp的功能或/和表达，逆转肿瘤mdr。该类化合物具有优良的p-糖蛋白抑制活性、肿瘤多药耐药逆转活性，临床上可作为肿瘤多药耐药逆转剂应用。此外，还开展了流式细胞实验及蛋白免疫印迹实验探究了活性化合物对p-gp外排功能及蛋白表达的影响，确定了活性化合物逆转肿瘤mdr的机制。