專利名稱：：吡啶－3,4－二酮衍生物及其制備方法和醫(yī)藥用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一類吡啶-3，4-二酮衍生物，該類化合物的制備方法，以及該類化合物在制備抗癌藥物中的應(yīng)用。癌癥是一類嚴(yán)重威脅人類身體健康的常見病和多發(fā)病，數(shù)十年來眾多的科學(xué)技術(shù)人員一直致力于開發(fā)各種高效的新型的抗癌藥物，其中醌類化合物是一類比較有效的抗癌制劑，如絲裂霉素、阿霉素等。1978年DriscollJ.S等人對數(shù)十種鄰酚類化合物(兒茶酚衍生物)的抗癌活性的研究(DriscollJ.S，etal.，CanTreatRep，1978，62(1)45)結(jié)果表明鄰酚類化合物在體內(nèi)經(jīng)生物氧化形成鄰醌化合物，產(chǎn)生的鄰醌化合物繼而與體內(nèi)的生物大分子(蛋白質(zhì)、酶和核酸)發(fā)生親核反應(yīng)，抑制了蛋白質(zhì)、酶和核酸的生物功能，從而起抗癌活性作用。同時DriscollJ.S也認(rèn)為2-吡啶酮(DriscollJ.S，etal.，JPharmSci，1979，68(12)1519)和4-吡啶酮類化合物(HwangD.D.R，etal.，JPharmSci，1979，68(7)816；HwangD.R，etal.，JPharmSci1980，69(9)1074))以同樣的作用機制起抗癌作用。但是人們合成的許多3-羥基-4-吡啶酮衍生物(DobbinP.Setal.，J.Med.Chem，1993，362448)在生物體內(nèi)很少能被氧化或者不能被氧化成鄰?fù)惢衔铮灾虏痪哂锌拱┗钚?。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見報道。本發(fā)明的目的是根據(jù)鄰醌類化合物和羥基吡啶酮類化合物的抗癌作用機制，開發(fā)出一類結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并具有較高生理活性的抗癌化合物，并提供該類化合物的制備方法以及在制備抗癌藥物中的用途。本發(fā)明的化合物為吡啶-3，4-二酮衍生物，具體為N-取代(或H)-2-烷基(或H)2-烷氧基吡啶-3，4-二酮，其分子結(jié)構(gòu)如式I所示其中的R1基團為H，CH3，C2H5，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH2OH，CH2CH2CH2OCH2CH3，CH2CH2CH2OH，CH2CH2COOH，CH2CH2CH2COOH，CH2CH2CONHCH3，CH2CH2OCH3，CH2CH2NH3+Cl或CH2CH2CH2NH3+Cl；R2基團為H，CH3或C2H5；R3基團為CH3，C2H5，CH(CH3)2，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH(CH3)2或C6H5CH2(芐基)。上述本發(fā)明的吡啶-3，4-二酮衍生物(式I化合物)可由羥基吡啶酮衍生物，即N-取代(或H)-2-烷基(或H)-3-羥基-4-吡啶酮(分子結(jié)構(gòu)如式II所示)經(jīng)一步法直接氧化而制得，其反應(yīng)式如下其中的R1、R2和R3所代表的基團如前面所述，即所用的醇(R3OH)為甲醇(CH3OH)，乙醇(C2H5OH)，異丙醇(HOCH(CH3)2)，正丙醇(n-C3H4OH)，正丁醇(n-C4H9OH)，2-甲基丙醇(HOCH2CH(CH3)2)或芐醇(C6H5CH2OH)所用的羥基吡啶酮衍生物(式II化合物)可參照DobbinP.S的方法(DobbinP.Setal.，J.Med.Chem，1993，362448)合成而得到。上述本發(fā)明的式I化合物的制備方法是將式II的羥基吡啶酮衍生物溶解于醇(R3OH)中，再加入氧化劑，經(jīng)升溫反應(yīng)而制得產(chǎn)物；所說的氧化劑為氧化銀、二氧化錳或偏高碘酸鈉。上述方法的具體步驟及反應(yīng)條件通常是(1)將式II的羥基吡啶酮衍生物溶解于醇溶液中，使其成為0.1-0.5mol/L的醇溶液；(2)在上述醇溶液中加入氧化劑，氧化劑的用量為所用式II化合物摩爾量的2-3倍(最佳為2倍)；(3)加熱升溫至40-80℃，反應(yīng)1-10小時；(4)過濾除去不溶物，將濾液濃縮后用乙醚/石油醚或丙酮/石油醚重結(jié)晶，即得產(chǎn)物。在本發(fā)明的方法中氧化劑最好是分2-4批次加入，這樣能使反應(yīng)更充分，可提高產(chǎn)率；通常可按氧化劑的總用量大致平均分成若干批次加入，每批間隔20-30分鐘。反應(yīng)溫度最好是40-60℃。反應(yīng)時間最好是2-5小時。以下是本發(fā)明的吡啶-3，4-二酮衍生物的部分化合物的制備實施例。實施例1把1.3g(0.01mol)2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在50ml的甲醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，每批次約1.5g左右，加熱至50℃，反應(yīng)4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮1.54g產(chǎn)率91％，熔點m.p.102-103℃，最大紫外吸收峰，379nm，229.5nm，質(zhì)譜(FABm+1，m/z)170。實施例2把1.39g(0.01mol)2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在50ml的乙醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，每批次約1.5g左右，加熱至50℃，反應(yīng)4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得2-乙基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.64g，產(chǎn)率89.6％，熔點m.p.104-105℃，最大紫外吸收峰，380nm，229.5nm，質(zhì)譜(FABm+1，m/z)184。實施例3把1.39g(0.01mol)2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在50ml的正丙醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，每批次約1.5g左右，加熱至60℃，反應(yīng)8小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得2-乙基-2-正丙氧基吡啶-3，4-二酮1.78g，產(chǎn)率90.4％，熔點m.p.115-116℃，最大紫外吸收峰，278.5nm，230.5nm，質(zhì)譜(FABm+1，m/z)198。實施例4把1.39g(0.01mol)2-乙基-3-羥基4-吡啶酮溶解在50ml的正丁醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，每批次約1.5g左右，加熱至80℃，反應(yīng)10小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得2-甲基-2-正丁氧基吡啶-3，4-二酮1.83g，產(chǎn)率86.7％，熔點m.p.118-119℃，最大紫外吸收峰，278nm，231.5nm，質(zhì)譜(FABm+1m/z)212。實施例5把1.25g(0.01mol)2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在50ml的甲醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，每批次約1.5g左右，加熱至50℃，反應(yīng)4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得2-甲基-2-甲氧基吡啶-3，4-二酮1.47g，產(chǎn)率94.8％，熔點m.p.78-79℃，最大紫外吸收峰，377.5nm，229.0nm，質(zhì)譜(FABm+1，m/z)156。實施例6把1.68g(0.01mol)1-正丙基-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在50ml的乙醇中，加入1.74g(0.02mol)二氧化錳(MnO2)，加熱至50℃，反應(yīng)6小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得1-正丙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.74g，產(chǎn)率82％。質(zhì)譜(FABm+1，m/z)226。實施例7把2.75g(0.01mol)1-(2’-羧基乙基)-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在50ml的乙醇中，分2批次加入3.96g(0.02mol)偏高碘酸鈉(NaIO3)，每批次約2g左右，加熱至60℃，反應(yīng)2小時，用布氏漏斗過濾除去固體物，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得1-(2’-羧基乙基)-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮2.87g，產(chǎn)率90％。實施例8把1.25g(0.01mol)2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在40ml的乙醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，每批次約1.5g左右，加熱至50℃，反應(yīng)4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.54g，產(chǎn)率91％。實施例9把1.53g(0.01mol)N-甲基-2-乙基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在60ml的甲醇中，分3批次加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，每批次約1.5g左右，加熱至50℃，反應(yīng)4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得N-甲基-2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮1.65g，產(chǎn)率90％。實施例10把1.84g(0.01mol)1-甲氧基乙基-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在70ml的乙醇中，加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，加熱至50℃，反應(yīng)6小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得1-甲氧基乙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮2.04g，產(chǎn)率89.1％。實施例11把1.69g(0.01mol)1-氨乙基-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮溶解在60ml的乙醇中，加入4.64g(0.02mol)氧化銀(Ag2O)，加熱至50℃，反應(yīng)8小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器減壓蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結(jié)晶，得1-氨乙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.94g，產(chǎn)率91.1％。本發(fā)明的吡啶-3，4-二酮衍生物在生物體內(nèi)可與生物大分子(蛋白質(zhì)、酶以及核酸)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而起到抗癌的作用，能較好地抑制腫瘤細(xì)胞的生長。所以本發(fā)明的化合物可用于制備抗癌藥物。用本發(fā)明的化合物制備抗癌藥物，可以是通過制藥領(lǐng)域的公知方法，將有效量的本發(fā)明化合物與常規(guī)的藥用助劑共同制成適宜的藥物劑型。以下實驗結(jié)果將進一步說明本發(fā)明化合物用于制備抗癌藥物的用途及其效果。利用本發(fā)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-3，4-二酮鹽酸鹽等在體外對多種酶(乳酸脫氫酶、糜蛋白酶、醇脫氫酶、蘋果酸脫氫酶)的相互作用實驗結(jié)果表明，這些吡啶二酮衍生物能強烈地抑制某些酶(催化活性與氨基、巰基乙基咪唑基有關(guān)的酶)的催化活性表1表明了本發(fā)明的部分化合物對乳酸脫氫酶和糜蛋白酶催化活性的影響。表1吡啶-3，4-二酮衍生物對酶催化活性的抑制作用</tables>體外實驗還表明吡啶-3，4-二酮衍生物在一定條件下可以與鳥嘌呤核苷和胞嘧啶核苷以及核酸(DNA和RNA)分子中的鳥嘌呤核苷和胞嘧啶核苷發(fā)生親核加成反應(yīng)。因此它們可以抑制核酸和蛋白質(zhì)的合成。動物實驗表明他們能明顯地抑制腫瘤細(xì)胞S180和P388的生長，具有較好的抗癌效果(檢測方法參照文獻Ai.J.L，etal.，JPharm.Sci1981，70(7)806)，結(jié)果見表2。表2.吡啶-3，4-二酮衍生物對腫瘤細(xì)胞P388和S180的抑制作用</tables>注給藥途徑為腹部注射，每天一次，共7天。T/C為治療組和對照組平均生存天數(shù)之比的百分率。權(quán)利要求1.式I的吡啶-3，4-二酮衍生物其中的R1基團為H，CH3，C2H5，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH2OH，CH2CH2CH2OCH2CH3，CH2CH2CH2OH，CH2CH2OCH3，CH2CH2COOH，CH2CH2CH2COOH，CH2CH2CONHCH3，CH2CH2NH3+Cl或CH2CH2CH2NH3+Cl；R2基團為H，CH3或C2H5；R3基團為CH3，C2H5，CH(CH3)2，n-C3H7，n-C4H9，CH2CH(CH3)2或C6H5CH2(芐基)。2.按照權(quán)利要求1所述的吡啶-3，4-二酮衍生物，其特征是該化合物為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.制備權(quán)利要求1的式I化合物的方法，其特征是將式II的羥基吡啶酮衍生物溶于通式為R3OH的醇中，再加入氧化劑，經(jīng)升溫反應(yīng)而制得產(chǎn)物；所說的氧化劑為氧化銀、二氧化錳或偏高碘酸鈉；上述中的R1、R2和R3如權(quán)利要求1所定義。4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征是具體步驟為(1)將式II的羥基吡啶酮衍生物溶解于醇溶液中，使其成為0.1-0.5mol/L的醇溶液；(2)在上述醇溶液中加入氧化劑，氧化劑的用量為所用式II化合物摩爾量的2-3倍；(3)加熱升溫至40-80℃，反應(yīng)1-10小時；(4)過濾除去不溶物，將濾液濃縮后用乙醚/石油醚或丙酮/石油醚重結(jié)晶，即得產(chǎn)物。5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征是反應(yīng)溫度為40-60℃。6.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征是反應(yīng)時間2-5小時。7.按照權(quán)利要求3-6之一所述的方法，其特征是所說的氧化劑分2-4批次加入。8.權(quán)利要求1的化合物用于制備抗癌藥物。全文摘要本發(fā)明涉及一類吡啶－3,4－二酮衍生物及其制備方法和在制備抗癌藥物中的應(yīng)用。該類化合物的結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示,其中的R文檔編號A61K31/44GK1201789SQ9811327公開日1998年12月16日申請日期1998年6月30日優(yōu)先權(quán)日1998年6月30日發(fā)明者古練權(quán),李苗盛,馬林,黃志紓申請人:中山大學(xué)