一種吡咯并[2,3-b]吡嗪衍生物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于藥物與有機合成技術領域，更具體地，涉及一種吡咯并[2,3-b]吡嗪衍 生物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 癌癥嚴重的威脅著人類的健康和生命安全。據統計，全球每年新增約400萬的癌癥 患者，在中國每天有8500人確診為癌癥患者，每七到八人中就有一人死于癌癥。抗腫瘤藥物 的研究一直是化學家及藥物化學家研究的熱點。高效低毒的抗腫瘤藥物的研發是新藥開發 的重要方向之一。
[0003] 在細胞內，DNA的復制、轉錄和修復過程中會產生一系列的拓撲結構，如果拓撲結 構未能得到有效解決，那么細胞將會發生凋亡及存在基因突變的風險。人拓撲異構酶能巧 妙的解決DNA的拓撲問題，它通過DNA的剪切及再連接維持著DNA正確的拓撲結構，使DNA的 復制、轉錄和修復能正常的進行。
[0004] 在腫瘤細胞中，拓撲異構酶是高表達。如果拓撲異構酶的缺失或者活性受到抑制， 將引起核酸代謝的紊亂，最終導致細胞的死亡。因此，拓撲異構酶被視為一個重要的抗腫瘤 靶點，具有廣譜性。許多化療藥物的靶點之一就是拓撲異構酶，因此設計開發特異性的拓撲 異構酶抑制劑具有重要的意義。
【發明內容】
[0005] 本發明根據目前中的不足，提供了一種吡咯并[2，3-b ]吡嗪衍生物。
[0006] 本發明的另一目的在于提供上述衍生物的制備方法和應用。
[0007] 本發明的技術目的通過以下技術方案實現：
[0008] 本發明提供了一種吡咯并[2，3-b ]吡嗪衍生物，所述衍生物結構式如式(I)
[0009] 所示：
[0010]
[0011] 其中，Ri為氫、羥基、雜環基、苯基或取代苯基、胺基或取代胺基；
[0012] R2為氰基、甲基或氫；
[0013] n = l、2、3、4、5、6、7或8;
[0014] Y為NH、0、S或N(CH2)mR5，m=l、2、3、4、5或6;
[0015] R5為氫、胺基或取代胺基。
[0016] 優選地，所述心為氫、羥基、五元含氮雜環基、六元含氮或含氮氧雜環基、稠雜環 基、苯基、Ci-4烷氧基取代苯基、Ci~3烷基取代苯基、胺基、Ci~3烷基取代胺基。
[0017]優選地，所述R5為氫、N，N-二甲基胺基或N，N-二乙基胺基。
[0018] 優選地，所述Ri為氫、羥基、N，N-二甲基氨基、N，N-二乙基氨基、嗎啡啉基、吡咯烷 基、苯并吡咯基、哌啶基、甲基哌嗪基、苯基或甲氧基苯基。
[0019] 本發明還提供所述的吡咯并[2,3_b]吡嗪衍生物的制備方法，包括如下步驟：
[0020] S1.化合物1與2-氰乙基苯并雜環類化合物2反應，得到化合物3:
[0021]
[0022] S2.將化合物3與胺類化合物反應得到所述衍生物4;
[0023]
[0024]所述胺類化合物結構通式為RKCftOnMfc。
[0025] 優選地，所述S1中化合物1與化合物2反應摩爾比1:1，反應溫度為55~65°C;反應 時間為2.5~3.5h。
[0026] 優選地，所述S2中化合物3與胺類化合物反應摩爾比1:1，反應溫度為55~65°C ;反 應時間為2.5~3.5h。
[0027]以下提及的口71'1'〇1〇[2,3-13!^7抑2；[116衍生物即為本發明所述吡略并[2,3-13]吡嗪 衍生物。
[0028] 實驗證明，本發明所公開的口71'1'〇1〇[2,3-13!^抑2；[116衍生物對拓撲異構酶11有很 強的抑制作用，本發明提供的化合物H22、H24在20微摩爾濃度下能完全抑制酶的活性，H1、 H2在10微摩爾濃度下能完全抑制酶的活性，化合物H13、H14、H26和H28在5微摩爾濃度下能 完全抑制酶的活性。
[0029]進一步機制研究表明，該類化合物為拓撲異構酶Π 的催化抑制劑。拓撲異構酶II 抑制劑分為毒劑和催化型抑制劑。現有的市場上的拓撲異構酶Π 抑制劑都是毒劑，在體內 形成DNA-藥物-酶三元復合物，產生斷裂DNA，容易引起DNA重組，導致繼發性腫瘤，同時斷裂 DNA容易激活體內DNA修復系統，產生耐藥性。而拓撲異構酶II催化型抑制劑不產生斷裂 DNA，因此具有更小的毒性和副作用。
[0030] 進一步實驗證明，本發明涉及的pyrrolo[2,3-b]pyrazine衍生物對多株的癌細胞 具有明顯抑制增殖活性，對白血病細胞具有明顯誘導凋亡的能力。
[0031 ] 因此，作為一種新型的pyrrolo[2,3-b]pyrazine衍生物，在應用于革巴向人DNA拓撲 異構酶Π 抑制劑上具備較好地應用前景。
[0032] 同時，在制備抗白血病藥物及抗癌藥物中，具備廣闊的應用空間。
[0033] 同現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0034]本發明提供的衍生物能夠顯著的抑制人DNA拓撲異構酶Π 的活性及抑制DNA拓撲 異構酶Π 在腫瘤細胞株高表達，是抗腫瘤藥物的重要靶標。同時，所述衍生物對多株腫瘤細 胞增殖具有明顯抑制作用，對白血病細胞具有明顯誘導凋亡的能力，在制備抗腫瘤及抗白 血病藥物上具有廣闊的應用空間。
【附圖說明】
[0035]圖1本發明所提供的化合物對拓撲異構酶Π 活性的抑制效果。
[0036]圖2本發明所提供的化合物抑制Topo II的作用機制研究。
【具體實施方式】
[0037] 下面通過實施例對本發明進行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對 本發明進行進一步說明，但不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員 可以根據上述本發明的內容作出一些非本質的改進和調整。
[0038] 除非特別說明，本發明采用的試劑、方法和設備為本技術領域常規試劑、方法和設 備。
[0039]實施例1:化合物Α2的合成
[0040] 1:1當量的2，3-二氯-5，6-二氰基吡嗪與2-氰乙基苯并咪唑用二甲基甲酰胺溶，60 °C反應2小時。反應結束后，用冰水冷卻，析出黃色固體，抽濾，烘干，不經純化直接投入下一 步反應，
[0041]
[0042]實施例2:化合物B2的合成
[0043] 1:1當量的2,3_二氯-5,6-二氰基吡嗪與2-氰乙基苯并惡唑用二甲基甲酰胺溶，60 °C反應2小時。反應結束后，用冰水冷卻，析出黃色固體，抽濾，烘干，不經純化直接投入下一 步反應。
[0044]
[0045] 實施例3:化合物C2的合成
[0046] 1:1當量的2,3_二氯-5,6-二氰基吡嗪與2-氰乙基苯并噻唑用二甲基甲酰胺溶，60 °C反應2小時。反應結束后，用冰水冷卻，析出黃色固體，抽濾，烘干，不經純化直接投入下一 步反應。
[0047]
[0048]實施例4:化合物D2的合成
[0049] 1:1當量的2,3_二氯-5,6-二氰基吡嗪與N-甲基-2-氰基苯并咪唑用二甲基甲酰胺 溶，60°C反應2小時。反應結束后，用冰水冷卻，析出黃色固體，抽濾，烘干，不經純化直接投 入下一步反應。
[0050]
[00511實施例5:化合物H1的合成
[0052] 原料A2與1.1當量的N，N-二甲基-1，3-丙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2當量的三 乙胺，45°C反應2小時，反應結束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重結晶，得黃色固體。產率： 90% ^HNMRC^OMHz.DMSO-de) ：511.96(s,1H) ,9.19(s,2H) ,7.70-7.55(m,2H) ,7.22-7.12 (m,2H) ,4.25(t,J = 6.7Hz,2H),2.29(q,J = 6.6Hz,2H),2.16(s,6H) ,1.96-1.84(m,2H) ,13C 匪R(101MHz，DMS0):δ157·9，146·4，142·2，140·6，138·9，133·7，125·7，121·5，117·8， 117.2,116.5,115.9,111.8,83.9,55.1,38.7,25.7.HRMS(ESI):Cacld for[M+H]+(C2〇Hi9N9) requires m/z 386.1827,found 386.1836.HPLC purity:98.5%.
[0053]
[0054] 實施例6:化合物H2的合成
[0055] 原料A2與1.1當量的N，N_二乙基-1，3-丙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2當量的三 乙胺，45°C反應2小時，反應結束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重結晶，得黃色固體。產率： 92% ； ΧΗ NMR(400MHz,DMS〇-de): δ?1.94(s, 1H),9.20(s,2H),7.72-7.58(m,2H),7.22-7.10 (m,2H) ,4.26(t,J = 7.0Hz,2H),2.45(m,6H), 1.94-1.80(m,2H),0.92(t,J = 7.1Hz,6H) ,13C 匪R(101MHz，DMS0):δ157·7，146·5，142·1，140·5，138·9，133·5，125·7，121·5，117·8， 117.4,116.5,115.9,111.8,83.9,49.2,45.6,25.4,11.2.HRMS(ESI):Cacld for[M+H]+ (C22H23Ng)requires m/z414.2138,found 414.2149.HPLC purity:99.5% .
[0056]
[0057] 實施例7:化合物H3的合成
[0058] 原料A2與1.1當量的N，N-二甲基-1，2-乙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2當量的三 乙胺，45°C反應2小時，反應結束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重結晶，得黃色固體。產率 91 % NMR(400MHz,DMS0-d6)5ll.94(s,lH),9.50(s,2H) ,7.68-7.54(d ,J= 10.4Hz , 2H), 7.22-7.14(m,J=41.9,5.8,3.0Hz,2H),4.48(s,2H),3.13-2.92(m,2H).13C NMR(101MHz, DMS0-de)5:157.8,146.3,142.0,140.7,138.8,133.7,125.6,121.5,117.6,117.2,116.4, 115.8,111.7,83.9,55.7,44.0,38.1.HR ESI-MS(M+H)+m/z = 372.1664(Cacld for C19H17N9:372.1680), HPLC purity: 95.9 % .
[0059]
[0060] 實施例8:化合物H4的合成
[00611 原料A2與1.1當量的N，N-二乙基-1，2-乙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2當量的三 乙胺，45°C反應2小時，反應結束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重結晶，得黃色固體。產率： 88% NMR(400MHz,DMS0-d6)5：11.97(s,lH),9.70-9.10(br s,2H),7.70-7.58(m,2H), 7.2h7.13(m，2H)，4.37(q，J = 7.0Hz，2H)，2.76(d，J = 21.7Hz，2H)，0.86(s，6H).13CMMR (101MHz，DMS0-d6)S:157.9,146.4,142.2,140.9,138.8,133.7,125.6,121.5,117.6, 117.2,116.4,115.8,111.7,83.9,50.4,46.3,25.511.3.HR ESI-MS(M+H)+m/z=400.1983 (Cacld for C21H21N9:400.1993) ,HPLC