专利名称：：吡啶－3,4－二酮衍生物及其制备方法和医药用途的制作方法
技术领域：
乐盈VI：本发明涉及一类吡啶-3，4-二酮衍生物，该类化合物的制备方法，以及该类化合物在制备抗癌药物中的应用。癌症是一类严重威胁人类身体健康的常见病和多发病，数十年来众多的科学技术人员一直致力于开发各种高效的新型的抗癌药物，其中醌类化合物是一类比较有效的抗癌制剂，如丝裂霉素、阿霉素等。1978年DriscollJ.S等人对数十种邻酚类化合物(儿茶酚衍生物)的抗癌活性的研究(DriscollJ.S，etal.，CanTreatRep，1978，62(1)45)结果表明邻酚类化合物在体内经生物氧化形成邻醌化合物，产生的邻醌化合物继而与体内的生物大分子(蛋白质、酶和核酸)发生亲核反应，抑制了蛋白质、酶和核酸的生物功能，从而起抗癌活性作用。同时DriscollJ.S也认为2-吡啶酮(DriscollJ.S，etal.，JPharmSci，1979，68(12)1519)和4-吡啶酮类化合物(HwangD.D.R，etal.，JPharmSci，1979，68(7)816；HwangD.R，etal.，JPharmSci1980，69(9)1074))以同样的作用机制起抗癌作用。但是人们合成的许多3-羟基-4-吡啶酮衍生物(DobbinP.Setal.，J.Med.Chem，1993，362448)在生物体内很少能被氧化或者不能被氧化成邻酮类化合物，以致不具有抗癌活性。而具有抗癌作用的N-取代-2-烷基-2-烷氧基-3，4-吡啶二酮的合成尚未见报道。本发明的目的是根据邻醌类化合物和羟基吡啶酮类化合物的抗癌作用机制，开发出一类结构稳定，并具有较高生理活性的抗癌化合物，并提供该类化合物的制备方法以及在制备抗癌药物中的用途。本发明的化合物为吡啶-3，4-二酮衍生物，具体为N-取代(或H)-2-烷基(或H)2-烷氧基吡啶-3，4-二酮，其分子结构如式I所示其中的R1基团为H，CH3，C2H5，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH2OH，CH2CH2CH2OCH2CH3，CH2CH2CH2OH，CH2CH2COOH，CH2CH2CH2COOH，CH2CH2CONHCH3，CH2CH2OCH3，CH2CH2NH3+Cl或CH2CH2CH2NH3+Cl；R2基团为H，CH3或C2H5；R3基团为CH3，C2H5，CH(CH3)2，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH(CH3)2或C6H5CH2(苄基)。上述本发明的吡啶-3，4-二酮衍生物(式I化合物)可由羟基吡啶酮衍生物，即N-取代(或H)-2-烷基(或H)-3-羟基-4-吡啶酮(分子结构如式II所示)经一步法直接氧化而制得，其反应式如下其中的R1、R2和R3所代表的基团如前面所述，即所用的醇(R3OH)为甲醇(CH3OH)，乙醇(C2H5OH)，异丙醇(HOCH(CH3)2)，正丙醇(n-C3H4OH)，正丁醇(n-C4H9OH)，2-甲基丙醇(HOCH2CH(CH3)2)或苄醇(C6H5CH2OH)所用的羟基吡啶酮衍生物(式II化合物)可参照DobbinP.S的方法(DobbinP.Setal.，J.Med.Chem，1993，362448)合成而得到。上述本发明的式I化合物的制备方法是将式II的羟基吡啶酮衍生物溶解于醇(R3OH)中，再加入氧化剂，经升温反应而制得产物；所说的氧化剂为氧化银、二氧化锰或偏高碘酸钠。上述方法的具体步骤及反应条件通常是(1)将式II的羟基吡啶酮衍生物溶解于醇溶液中，使其成为0.1-0.5mol/L的醇溶液；(2)在上述醇溶液中加入氧化剂，氧化剂的用量为所用式II化合物摩尔量的2-3倍(最佳为2倍)；(3)加热升温至40-80℃，反应1-10小时；(4)过滤除去不溶物，将滤液浓缩后用乙醚/石油醚或丙酮/石油醚重结晶，即得产物。在本发明的方法中氧化剂最好是分2-4批次加入，这样能使反应更充分，可提高产率；通常可按氧化剂的总用量大致平均分成若干批次加入，每批间隔20-30分钟。反应温度最好是40-60℃。反应时间最好是2-5小时。以下是本发明的吡啶-3，4-二酮衍生物的部分化合物的制备实施例。实施例1把1.3g(0.01mol)2-乙基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在50ml的甲醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，每批次约1.5g左右，加热至50℃，反应4小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)进行重结晶，得2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮1.54g产率91％，熔点m.p.102-103℃，最大紫外吸收峰，379nm，229.5nm，质谱(FABm+1，m/z)170。实施例2把1.39g(0.01mol)2-乙基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在50ml的乙醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，每批次约1.5g左右，加热至50℃，反应4小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)进行重结晶，得2-乙基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.64g，产率89.6％，熔点m.p.104-105℃，最大紫外吸收峰，380nm，229.5nm，质谱(FABm+1，m/z)184。实施例3把1.39g(0.01mol)2-乙基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在50ml的正丙醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，每批次约1.5g左右，加热至60℃，反应8小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)进行重结晶，得2-乙基-2-正丙氧基吡啶-3，4-二酮1.78g，产率90.4％，熔点m.p.115-116℃，最大紫外吸收峰，278.5nm，230.5nm，质谱(FABm+1，m/z)198。实施例4把1.39g(0.01mol)2-乙基-3-羟基4-吡啶酮溶解在50ml的正丁醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，每批次约1.5g左右，加热至80℃，反应10小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)进行重结晶，得2-甲基-2-正丁氧基吡啶-3，4-二酮1.83g，产率86.7％，熔点m.p.118-119℃，最大紫外吸收峰，278nm，231.5nm，质谱(FABm+1m/z)212。实施例5把1.25g(0.01mol)2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在50ml的甲醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，每批次约1.5g左右，加热至50℃，反应4小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用20ml丙酮/石油醚(1∶1)进行重结晶，得2-甲基-2-甲氧基吡啶-3，4-二酮1.47g，产率94.8％，熔点m.p.78-79℃，最大紫外吸收峰，377.5nm，229.0nm，质谱(FABm+1，m/z)156。实施例6把1.68g(0.01mol)1-正丙基-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在50ml的乙醇中，加入1.74g(0.02mol)二氧化锰(MnO2)，加热至50℃，反应6小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)进行重结晶，得1-正丙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.74g，产率82％。质谱(FABm+1，m/z)226。实施例7把2.75g(0.01mol)1-(2’-羧基乙基)-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在50ml的乙醇中，分2批次加入3.96g(0.02mol)偏高碘酸钠(NaIO3)，每批次约2g左右，加热至60℃，反应2小时，用布氏漏斗过滤除去固体物，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用20ml乙醚/石油醚(1∶1)进行重结晶，得1-(2’-羧基乙基)-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮2.87g，产率90％。实施例8把1.25g(0.01mol)2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在40ml的乙醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，每批次约1.5g左右，加热至50℃，反应4小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)进行重结晶，得2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.54g，产率91％。实施例9把1.53g(0.01mol)N-甲基-2-乙基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在60ml的甲醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，每批次约1.5g左右，加热至50℃，反应4小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用20ml丙酮/石油醚(1∶1)进行重结晶，得N-甲基-2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮1.65g，产率90％。实施例10把1.84g(0.01mol)1-甲氧基乙基-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在70ml的乙醇中，加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，加热至50℃，反应6小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)进行重结晶，得1-甲氧基乙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮2.04g，产率89.1％。实施例11把1.69g(0.01mol)1-氨乙基-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮溶解在60ml的乙醇中，加入4.64g(0.02mol)氧化银(Ag2O)，加热至50℃，反应8小时，用布氏漏斗过滤，滤液用旋转蒸发器减压蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)进行重结晶，得1-氨乙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.94g，产率91.1％。本发明的吡啶-3，4-二酮衍生物在生物体内可与生物大分子(蛋白质、酶以及核酸)发生化学反应，从而起到抗癌的作用，能较好地抑制肿瘤细胞的生长。所以本发明的化合物可用于制备抗癌药物。用本发明的化合物制备抗癌药物，可以是通过制药领域的公知方法，将有效量的本发明化合物与常规的药用助剂共同制成适宜的药物剂型。以下实验结果将进一步说明本发明化合物用于制备抗癌药物的用途及其效果。利用本发明的部分化合物N-甲基-2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮、1-正丙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮、2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮、1-(2’-氨乙基)-2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮盐酸盐等在体外对多种酶(乳酸脱氢酶、糜蛋白酶、醇脱氢酶、苹果酸脱氢酶)的相互作用实验结果表明，这些吡啶二酮衍生物能强烈地抑制某些酶(催化活性与氨基、巯基乙基咪唑基有关的酶)的催化活性表1表明了本发明的部分化合物对乳酸脱氢酶和糜蛋白酶催化活性的影响。表1吡啶-3，4-二酮衍生物对酶催化活性的抑制作用</tables>体外实验还表明吡啶-3，4-二酮衍生物在一定条件下可以与鸟嘌呤核苷和胞嘧啶核苷以及核酸(DNA和RNA)分子中的鸟嘌呤核苷和胞嘧啶核苷发生亲核加成反应。因此它们可以抑制核酸和蛋白质的合成。动物实验表明他们能明显地抑制肿瘤细胞S180和P388的生长，具有较好的抗癌效果(检测方法参照文献Ai.J.L，etal.，JPharm.Sci1981，70(7)806)，结果见表2。表2.吡啶-3，4-二酮衍生物对肿瘤细胞P388和S180的抑制作用</tables>注给药途径为腹部注射，每天一次，共7天。T/C为治疗组和对照组平均生存天数之比的百分率。权利要求1.式I的吡啶-3，4-二酮衍生物其中的R1基团为H，CH3，C2H5，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH2OH，CH2CH2CH2OCH2CH3，CH2CH2CH2OH，CH2CH2OCH3，CH2CH2COOH，CH2CH2CH2COOH，CH2CH2CONHCH3，CH2CH2NH3+Cl或CH2CH2CH2NH3+Cl；R2基团为H，CH3或C2H5；R3基团为CH3，C2H5，CH(CH3)2，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH(CH3)2或C6H5CH2(苄基)。2.按照权利要求1所述的吡啶-3，4-二酮衍生物，其特征是该化合物为2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮，2-乙基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮，2-乙基-2-正丙氧基吡啶-3，4-二酮，2-乙基-2-正丁氧基吡啶-3，4-二酮，2-甲基-2-正丁氧基吡啶-3，4-二酮，2-甲基-2-甲氧基吡啶-3，4-二酮，1-正丙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮，1-羧乙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮，2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮，1-甲基-2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮，1-(2-氨乙基)-2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮，1-甲基-2-乙基-2-正丙氧基吡啶-3，4-二酮，2-甲氧基吡啶-3，4-二酮，2-乙氧基吡啶-3，4-二酮，1-甲基-2-甲基-2-甲氧基吡啶-3，4-二酮或1-甲基-2-乙基-2-正丙氧基吡啶-3，4-二酮。3.制备权利要求1的式I化合物的方法，其特征是将式II的羟基吡啶酮衍生物溶于通式为R3OH的醇中，再加入氧化剂，经升温反应而制得产物；所说的氧化剂为氧化银、二氧化锰或偏高碘酸钠；上述中的R1、R2和R3如权利要求1所定义。4.按照权利要求3所述的方法，其特征是具体步骤为(1)将式II的羟基吡啶酮衍生物溶解于醇溶液中，使其成为0.1-0.5mol/L的醇溶液；(2)在上述醇溶液中加入氧化剂，氧化剂的用量为所用式II化合物摩尔量的2-3倍；(3)加热升温至40-80℃，反应1-10小时；(4)过滤除去不溶物，将滤液浓缩后用乙醚/石油醚或丙酮/石油醚重结晶，即得产物。5.按照权利要求4所述的方法，其特征是反应温度为40-60℃。6.按照权利要求4所述的方法，其特征是反应时间2-5小时。7.按照权利要求3-6之一所述的方法，其特征是所说的氧化剂分2-4批次加入。8.权利要求1的化合物用于制备抗癌药物。全文摘要本发明涉及一类吡啶－3,4－二酮衍生物及其制备方法和在制备抗癌药物中的应用。该类化合物的结构式如式Ⅰ所示,其中的R文档编号A61K31/44GK1201789SQ9811327公开日1998年12月16日申请日期1998年6月30日优先权日1998年6月30日发明者古练权,李苗盛,马林,黄志纾申请人:中山大学