新型c-Met受体抑制剂的设计、合成与生物活性评价

发布时间：2018-05-30 23:07

本文选题：c-Met + LY2801653　；参考：《中国人民解放军军事医学科学院》2016年硕士论文

【摘要】：肿瘤是指机体在各种致瘤因素作用下,局部组织的细胞在其基因水平上失去对生长的正常调控而导致异常增生与分化而形成的赘生物。目前,全球恶性新发恶性肿瘤发病率为187.83/10万,我国的发病率为264.85/10万,高出世标率近20%,每年新发恶性肿瘤病例约为360万例;全球恶性肿瘤每年死亡率为111.25/10万,我国死亡率为161.49/10万,高出世标率近50%,每年死亡病例约为220万例。因此,恶性肿瘤是发病率高、死亡率高的疾病,已取代心脑血管疾病成为危害人民生命安全的头号杀手。肿瘤转移是肿瘤恶化、难以有效治疗和最终导致肿瘤病人死亡的主要原因。因此,抗肿瘤转移靶标的发现与确证,抗肿瘤转移药物的研发成为当今抗肿瘤药物研究的重点和热点,具有极其重要的临床和经济价值。肿瘤转移与细胞内多条信号通路的异常表达密切相关。C-Met蛋白是由c-Met原癌基因编码而成的肝细胞生长因子受体(Hepatocyte growth factor receptor,HGFR),具有酪氨酸激酶活性,其被激活后介导多条信号通路,其中主要包括MAPK信号通路、PI3K信号通路、STAT信号通路、核因子κB(Nuclear factor-kappaB,NF-κB)信号通路、Notch信号通路等。这些信号通路在细胞增殖和有丝分裂方面起着重要作用。突变激活MET基因会导致HGF/SF或者MET过度表达,并产生自分泌信号,基因扩增,进而促进肿瘤组织细胞增殖,转移以及血管生成,基础和临床医学证明,抑制c-Me基因的过度表达或抑制c-Met蛋白的功能可以有效地抑制肿瘤组织生长和癌细胞的转移。目前,c-Met蛋白已成为当今抗癌药物研发的重要靶标,小分子c-Met蛋白抑制剂更是成为抗癌药物研发的热点。已发现的c-Met抑制剂大致可以分为2-氨基吡啶类、蒽醌类、3、5-双取代和3、5、7-三取代喹啉类、2、4-二氨基芳基吡啶类等几种结构类型,其中代表性药物克唑替尼已于2011年8月获准上市,用于非小细胞肺癌(NSCLC,non-small cell lung cancer)的治疗。化合物LY-2801653是礼来公司研发的又一充满前景的口服小分子c-Met抑制剂,目前处于临床II期试验阶段。公布的数据显示,其在非小细胞肺癌(NSCLC)、胰腺癌、乳腺癌和肾癌细胞系中具有良好的抗肿瘤活性,可以有效的抗增殖和抗血管生成。LY-2801653可以有效抑制ROS1融合蛋白活性,其作用强度与XL-184(Cabozantinib)和XL-880(Fretinib)相近,比克唑替尼(Crizotinib)高。体内研究中,ly-2801653在剂量为20mg/kg时,对癌细胞的抑制率达到86.5%。ly-2801653与xl-184和xl-880相比的另一个优势是其可以有效的抑制带有变异株的met和mknk-1/2活性。本文以ly-2801653为阳性药,结合该类化合物的构效关系分析结果,依据生物电子等排原理,用吡啶环替代吡唑环,用丙二酰胺代替吡啶酮增加氢键作用,并提高其与酶的结合能力,以此策略设计了第一类目标化合物。此外,根据同类化合物的构效分析结果,保留吡啶酮侧链,分别用苄基取代的氮杂吲哚和二甲氧基喹啉替代苯并吡唑,设计第二类和第三类目标化合物。本文对ly-2801653先导物、新设计的三类c-met受体抑制剂进行了合成路线设计、化学合成与结构确证。研究结果归纳总结如下:对文献报道的ly-2801653合成方法进行优化研究,取得了原料易得、安全高效、成本较低、操作简便、适于工业化放大制备的阳性药合成方法。即以对氟苯胺为起始原料,经酰化、麦克加成步骤合成中间体1-(4-氟苯基)-6-甲基-2-氧代-1,2-二氢吡啶-3-羧酸(2),再以间羟基苯甲醛为起始原料,经过溴化、亚胺反应、亲核取代合环、还原反应合成中间体4-((6-溴-1-甲基-1h-吲唑-5-基)氧基)-3-氟苯胺(6),(2)和(6)经酰胺缩合反应,得中间体n-(4-((6-溴-1-甲基-1h-吲唑-5-基)氧基)-3-氟苯基)-1-(4-氟苯基)-6-甲基-2-氧代-1,2-二氢吡啶-3-甲酰胺(7),该中间体与叔丁基4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷-2-基)-1h-吡唑-1-羧酸叔丁酯通过suzuki反应得到阳性药ly-2801653。设计并合成了第一类目标化合物。即以间羟基苯甲醛为起始原料,经过溴化生成中间体2,4-二溴-5-羟基苯甲醛(tdc-1a),而后与甲基肼硫酸盐进行亚胺反应得中间体tdc-1a,其在氯化亚铜催化下高温回流过夜合环,得中间体tdc-1c,以四三苯基膦钯为催化剂,碳酸铯为碱,在二氧六环和水的混合溶液中,中间体tdc-1c与3-吡啶硼酸进行suzuki反应,得到中间体5-(2-氟-4-硝基苯基)-1-甲基-6-(吡啶-3-基)-1h-吲唑(tdc-1d),用铁粉还原该中间体后,再与各种羧酸化合物进行酰胺化反应,得到第一类目标化合物。依据该合成路线,共合成目标化合物11个。设计并合成了第二类目标化合物。即以7-氮杂吲哚为起始原料,经mcpba氧化剂将吡啶氮原子氧化,得到n-氧代-7-氮杂吲哚,然后用三氯氧磷氯化,再与溴苄在碱性条件下加热搅拌过夜,得到中间体1-苄基-4-氯-1h-吡咯并[2,3-b]吡啶(tdc-2b),该中间体与对羟基苯胺反应后,再与含羧基官能团的化合物反应,得第二类目标化合物。依据该合成路线,共合成目标化合物3个。设计并合成了第三类目标化合物。即以4-氯-6,7-二甲氧基喹啉为起始原料,与对羟基苯胺反应,得到化合物4-((6,7-甲氧基喹啉-4-基)氧基)苯胺,该中间体与含羧基官能团化合物反应,得到第三类目标化合物。依据该合成路线,共合成目标化合物5个。本文合成了阳性化合物LY-2801653和未见文献报道的新结构目标化合物19个,所有新化合物均经过核磁1HNMR和MS谱方法确证结构。对全部目标化合物的c-Met蛋白酶抑制活性进行了初步测定。测试结果显示:化合物TDC-4-1、TDC-4-12、TDC-4-2、TDC-4-4、TDC-4-24、TDC-4-28、TDC-4-30、TDC-4-34、TDC-4-36、TDC-4-40、TDC-4-44、TDC-4-46、TDC-4-48等十三个化合物IC50在1μM以下,具有一定的c-Met蛋白酶抑制活性;化合物TDC-4-1、TDC-4-2、TDC-4-4、TDC-4-24、TDC-4-48等五个化合物的抑酶活性在100nM以下,具有良好的c-Met蛋白酶抑制活性。TDC-4-1和TDC-4-48的IC50值分别为16.89nM和24.43nM,是活性最好的两个化合物,但其活性仍小于阳性化合物。初步讨论了本文合成c-Met受体抑制剂的构效关系。三类化合物中,第三类目标化合物活性最好,普遍高于第一类目标化合物,第二类目标化合物活性较差,说明目标化合物吡咯N上的氢原子不能被取代,否则活性降低;二甲氧基喹啉显示更好地与c-Met蛋白形成氢键的能力,可提高抑制剂与蛋白的结合作用和抑制活性;侧链的长度、疏水性对活性有影响,一般短侧链或疏水侧链对提高活性有益。
[Abstract]:Tumor metastasis is an important target for research and development of anti - tumor drugs . It has been found that c - Met protein is an important target for research and development of anti - tumor drugs . In this paper , the synthesis route design , chemical synthesis and structure confirmation of 3 - fluoro - 1 - methyl - 1h - indazol - 5 - yl ) oxy ) -3 - fluoroaniline ( 6 ) , ( 2 ) and ( 6 ) were studied .
【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R91;R914.5

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