3,8-二氰基环丁烷联吡啶类化合物、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于药物化学
技术领域
,具体涉及二氰基环丁烷联吡啶类化合物、制备方法及其化合物在治疗肝癌中应用。背景技术
肝癌是最常见的肿瘤疾病之一,患病率很高,死亡率在世界范围内排名第二,发病率每年上升7.9%。肝癌的综合治疗方法包括多种,其中过继免疫疗法因其具有特异高效的抗肿瘤特性在肝癌综合治疗中逐渐受到重视。
联吡啶(bipyridine)是由吡啶通过联合反应制得的一类产物,其形式多种多样,近年来,在肿瘤治疗方面也取得了较大的进展,联吡啶及其衍生物可以作为一类重要的血管内皮生长因子抑制剂,达到抑制肿瘤细胞的生长和转移的目的,同时还可作为免疫抑制剂使用,免疫抑制特性尤其针对淋巴细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞和B细胞,以及IL-4和IFN-γ及抗体的产生。
肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)是一群浸润于肿瘤组织中,对自体肿瘤细胞有较高特异性杀伤活性的淋巴细胞。本发明涉及的结构基于3,8-二氰基环丁烷联吡啶的母核结构,对其进行结构修饰,设计并开发一种通过调控肝癌浸润T细胞的活性达到治疗肝癌效果的化合物,具有显著的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供3,8-二氰基环丁烷联吡啶类化合物及其制备方法和开发一种通过调控肝癌浸润T细胞的活性达到治疗肝癌效果的化合物。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种3,8-二氰基环丁烷联吡啶类化合物,其中:其结构式如Ⅰ:
R1表示具有不同种类和位置取代基的苯基;R2表示具有不同种类和位置取代基的苄基、亚甲基萘基及C1-6烷基、C3-6环烷基和C4-7亚甲基环烷基。
3,8-二氰基环丁烷联吡啶类化合物Ⅰ的制备方法,包括以下步骤:
将不同取代的3-氰基-1,4-二氢吡啶类化合物和溴化苄溶解于有机溶剂中,置于石英光反应器中,在室温下利用高压汞灯对其进行照射,减压蒸馏,除去溶剂。用硅胶柱层析法对产物进行分离提纯得到式Ⅰ表示的3,8-二氰基环丁烷联吡啶类化合物,
R1表示具有不同种类和位置取代基的苯基;R2表示具有不同种类和位置取代基的苄基、亚甲基萘基及C1-6烷基、C3-6环烷基和C4-7亚甲基环烷基。
进一步的,R1为具有不同种类和位置取代基的苯基优选为吸电子基团(卤素原子、硝基、氰基)对位取代的苯基。
进一步的,R2为具有不同种类和位置取代基的苄基、亚甲基萘基及C1-6烷基、C3-6环烷基和C4-7亚甲基环烷基优选为吸电子基团(卤素原子、硝基、氰基)对位取代的苄基、亚甲基萘基及C1-3烷基、C3环烷基和C4亚甲基环烷基。
进一步的,所述溴化苄为不同取代的3-氰基-1,4-二氢吡啶类化合物的0.5当量。
进一步的,所述有机溶剂为甲醇和四氢呋喃的混合溶剂,优选溶剂体积比为甲醇:四氢呋喃=1:1。
进一步的,所述高压汞灯光源为波长365nm光源。
进一步的化合物具有通过调控肝癌浸润T细胞的活性在治疗肝癌中的应用。
与现有技术相比本发明的有益效果为:本发明反应条件温和,步骤简单,试剂用量小。本发明化合物对肝癌浸润T细胞的活性具有明显调控作用。
附图说明
图1:不同化合物调控TIL体外杀伤率检测图(*P<0.05)。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步说明,合成过程中的化学反应式如下:
R1为具有不同种类和位置取代基的苯基优选为吸电子基团(卤素原子、硝基、氰基)对位取代的苯基;R2为具有不同种类和位置取代基的苄基、亚甲基萘基及C1-6烷基、C3-6环烷基和C4-7亚甲基环烷基优选为吸电子基团(卤素原子、硝基、氰基)对位取代的苄基、亚甲基萘基及C1-3烷基、C3环烷基和C4亚甲基环烷基。
反应条件:不同取代的3-氰基-1,4-二氢吡啶类化合物,有机溶剂为甲醇:四氢呋喃=1:1(v/v);500W高压汞灯,波长为365nm;室温;反应时间为2~5天。
实例中包括R1为卤素原子对位取代的苯基及R2为卤素或烷基取代的苄基、亚甲基萘基、C1-3烷基,R1为其它不同种类和位置取代的苯基及R2为其它不同种类和位置取代的苄基、C4-6烷基、C3-6环烷基和 C4-7亚甲基环烷基化合物可以相同的反应条件进行制备,并不限于以下实例。
实施例1
以R1为对位氯原子取代的苯基,R2为无取代苄基的3-氰基-1,4- 二氢吡啶为原料进行制备。
将N-苄基-3-氰基-4-(4-氯苯基)-1,4-二氢吡啶(0.5g,1.63mmol) 溶解于30mL有机溶剂甲醇:四氢呋喃=1:1(v/v)中,室温下置于石英光反应器中,选取波长为365nm的高压汞灯进行照射3天,反应完全。减压蒸馏,除去溶剂。用硅胶柱层析法对产物进行分离提纯,得到白色固体产物1,5,6-三苄基-4,8a-双(4-氯苯基)-3,8-二氰基 -1,4,4a,4b,5,6,8a,8b-八氢环丁烷[1,2-b:3,4-c']联吡啶0.56g,收率49.1%。
1H NMR(CDCl3,400MHz,δppm)7.28-7.44(m,23H),7.02(s,2H), 5.28(s,4H),4.26(d,J=8.3Hz,1H),3.90(d,J=8.3Hz,1H),3.26(m,1H), 3.14(d,J=6.7Hz,2H),2.84(m,1H),2.73(m,1H).MS(ESI)m/z:704.24 [M+H]+.
实施例2
以R1为对位氟原子取代的苯基,R2为无取代苄基的3-氰基-1,4- 二氢吡啶为原料进行制备。
将N-苄基-3-氰基-4-(4-氟苯基)-1,4-二氢吡啶(0.5g,1.72mmol) 溶解于30mL有机溶剂甲醇:四氢呋喃=1:1(v/v)中,室温下置于石英光反应器中,选取波长为365nm的高压汞灯进行照射2天,反应完全。减压蒸馏,除去溶剂。用硅胶柱层析法对产物进行分离提纯,得到白色固体产物1,5,6-三苄基-4,8a-双(4-氟苯基)-3,8-二氰基 -1,4,4a,4b,5,6,8a,8b-八氢环丁烷[1,2-b:3,4-c']联吡啶0.58g,收率50.3%。
1H NMR(CDCl3,400MHz,δppm)7.26-7.43(m,23H),7.03(s,2H), 5.26(s,4H),4.24(d,J=8.1Hz,1H),3.92(d,J=8.1Hz,1H),3.24(m,1H), 3.12(d,J=6.5Hz,2H),2.85(m,1H),2.70(m,1H).MS(ESI)m/z:671.29 [M+H]+.
实施例3
以R1为对位氯原子取代的苯基,R2为对位氟原子取代苄基的3- 氰基-1,4-二氢吡啶为原料进行制备。
将N-(4-氟苄基)-3-氰基-4-(4-氯苯基)-1,4-二氢吡啶(0.5g,1.54 mmol)溶解于30mL有机溶剂甲醇:四氢呋喃=1:1(v/v)中,室温下置于石英光反应器中,选取波长为365nm的高压汞灯进行照射 2天,反应完全。减压蒸馏,除去溶剂。用硅胶柱层析法对产物进行分离提纯,得到白色固体产物5-苄基-4,8a-双(4-氯苯基)-1,6-双(4-氟苄基)-3,8-二氰基-1,4,4a,4b,5,6,8a,8b-八氢环丁烷[1,2-b:3,4-c']联吡啶0.60 g,收率52.7%。
1H NMR(CDCl3,400MHz,δppm)7.35-7.44(m,17H),7.13(m,4H), 7.02(s,2H),5.27(s,4H),4.23(d,J=8.2Hz,1H),3.92(d,J=8.2Hz,1H), 3.24(m,1H),3.13(d,J=6.6Hz,2H),2.85(m,1H),2.72(m,1H).MS(ESI) m/z:740.22[M+H]+.
实施例4
以R1为对位氯原子取代的苯基,R2为甲基的3-氰基-1,4-二氢吡啶为原料进行制备。
将N-甲基-3-氰基-4-(4-氯苯基)-1,4-二氢吡啶(0.5g,2.17mmol) 溶解于30mL有机溶剂甲醇:四氢呋喃=1:1(v/v)中,室温下置于石英光反应器中,选取波长为365nm的高压汞灯进行照射5天,反应完全。减压蒸馏,除去溶剂。用硅胶柱层析法对产物进行分离提纯,得到白色固体产物5-苄基-4,8a-双(4-氯苯基)-1,6-二甲基-3,8-二氰基 -1,4,4a,4b,5,6,8a,8b-八氢环丁烷[1,2-b:3,4-c']联吡啶0.52g,收率43.6%。
1H NMR(CDCl3,400MHz,δppm)7.27-7.45(m,13H),7.04(s,2H), 4.21(d,J=8.1Hz,1H),3.94(d,J=8.1Hz,1H),3.43(s,6H),3.24(m,1H), 3.12(d,J=6.0Hz,2H),2.84(m,1H),2.71(m,1H).MS(ESI)m/z:552.18 [M+H]+.
实施例5
以R1为对位氯原子取代的苯基,R2为乙基的3-氰基-1,4-二氢吡啶为原料进行制备。
将N-乙基-3-氰基-4-(4-氯苯基)-1,4-二氢吡啶(0.5g,2.04mmol) 溶解于30mL有机溶剂甲醇:四氢呋喃=1:1(v/v)中,室温下置于石英光反应器中,选取波长为365nm的高压汞灯进行照射5天,反应完全。减压蒸馏,除去溶剂。用硅胶柱层析法对产物进行分离提纯,得到白色固体产物5-苄基-4,8a-双(4-氯苯基)-1,6-二乙基-3,8-二氰基 -1,4,4a,4b,5,6,8a,8b-八氢环丁烷[1,2-b:3,4-c']联吡啶0.48g,收率40.5%。
1H NMR(CDCl3,400MHz,δppm)7.28-7.43(m,13H),7.02(s,2H), 4.24(d,J=8.0Hz,1H),4.17(q,J=7.3Hz,4H),3.93(d,J=8.0Hz,1H), 3.26(m,1H),3.11(d,J=6.6Hz,2H),2.85(m,1H),2.73(m,1H),2.43(t, J=7.3Hz,6H).MS(ESI)m/z:580.21[M+H]+.
实施例6
化合物调控的小鼠肝癌TIL(肿瘤浸润淋巴细胞)体外杀伤活性检测,具体方法如下。
建立H22肝癌荷瘤小鼠模型:复苏冻存的小鼠H22肝癌细胞;置于2mL含10%胎牛血清的RPMI1640完全培养基6孔板中,5%CO2条件下37℃恒温培养箱中培养,达到对数生长期后进行计数,收集细胞,离心,调整细胞浓度;取0.2mL(约5×106个肝癌细胞),接种于雄性BALB/C小鼠前肢腋窝皮下,2周后游标卡尺测量成瘤平均直径约1.0cm。
肝癌TIL分离和培养:用颈椎脱臼法处死荷瘤小鼠,取出新鲜肿瘤组织样本,去除周围正常组织和坏死组织,PBS洗涤3次,用 RPMI1640培养液冲洗干净,将肿瘤组织剪碎,置于含有3600U DNA 酶、50U胶原酶和125U透明质酸酶的RPMI1640完全培养液40mL 中,室温下搅拌均匀,4℃过夜。用200目不锈钢滤网过滤,去除未消化的组织块,用Hank氏液洗涤,用淋巴细胞分离液制成2×106/mL 左右的细胞悬液,梯度密度离心,吸取75%与100%分离液面之间富含TIL的白色细胞层,用Hank氏液洗涤,离心,用0.2%台盼兰染色计数活细胞,进行培养扩增。
检测化合物调控小鼠肝癌TIL体外杀伤活性:以TIL作为效应细胞,小鼠H22肝癌细胞为靶细胞。在96孔板中设空白对照孔(含5%胎牛血清的RPMI1640完全培养液200μL)、靶细胞孔(接种80μL 小鼠H22肝癌细胞,密度为2.5×104/mL,效靶比为10:1加入80μL 效应细胞,密度为2.5×105/mL)、实验孔(每孔除靶细胞孔操作,另加入40μL浓度为10mmol/L的不同化合物),每孔设5个复孔,另设效应细胞对照孔,用含10%胎牛血清的RPMI1640培养,置于37℃ 5%CO2恒温培养箱中培养24h,倒置显微镜下观察。每孔加20μLMTT 溶液,继续培养4h,离心,吸去培养液,加入DMSO,以空白对照孔调零,在酶联免疫检测仪490nm处测量各孔吸光值。
测定结果如下表所示。
表1:对实例中化合物进行编号。
结果显示,分离培养的TIL对小鼠H22肝癌细胞有明显抑制作用,杀伤率为(43.12±3.85)%,化合物1-3加入后,可增强TIL对肝癌细胞的杀伤作用,分别为(51.34±2.37)%、(49.24±3.15)%和 (53.60±2.04)%,与TIL组相比,差异有统计学意义(P<0.05),化合物4-5得到的杀伤率与TIL组相似,分别为(42.37±4.83)%和 (43.20±3.76)%,说明化合物1-3可体外调控肝癌浸润T细胞的活性,从而提高对肝癌细胞的杀伤率。
本发明合成的3,8-二氰基环丁烷联吡啶类化合物具有通过调控肝癌浸润T细胞的活性治疗肝癌的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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