專利名稱：：吡啶－3,4－二酮衍生物及其制備方法和醫藥用途的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一類吡啶-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用。癌癥是一類嚴重威脅人類身體健康的常見病和多發病，數十年來眾多的科學技術人員一直致力于開發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)結果表明鄰酚類化合物在體內經生物氧化形成鄰醌化合物，產生的鄰醌化合物繼而與體內的生物大分子(蛋白質、酶和核酸)發生親核反應，抑制了蛋白質、酶和核酸的生物功能，從而起抗癌活性作用。同時DriscollJ.S也認為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)在生物體內很少能被氧化或者不能被氧化成鄰酮類化合物，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見報道。本發明的目的是根據鄰醌類化合物和羥基吡啶酮類化合物的抗癌作用機制，開發出一類結構穩定，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，其分子結構如式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(分子結構如式II所示)經一步法直接氧化而制得，其反應式如下其中的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，經升溫反應而制得產物；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/石油醚重結晶，即得產物。在本發明的方法中氧化劑最好是分2-4批次加入，這樣能使反應更充分，可提高產率；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。反應溫度最好是40-60℃。反應時間最好是2-5小時。以下是本發明的吡啶-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4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結晶，得2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮1.54g產率91％，熔點m.p.102-103℃，最大紫外吸收峰，379nm，229.5nm，質譜(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4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結晶，得2-乙基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.64g，產率89.6％，熔點m.p.104-105℃，最大紫外吸收峰，380nm，229.5nm，質譜(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8小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結晶，得2-乙基-2-正丙氧基吡啶-3，4-二酮1.78g，產率90.4％，熔點m.p.115-116℃，最大紫外吸收峰，278.5nm，230.5nm，質譜(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10小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結晶，得2-甲基-2-正丁氧基吡啶-3，4-二酮1.83g，產率86.7％，熔點m.p.118-119℃，最大紫外吸收峰，278nm，231.5nm，質譜(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4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結晶，得2-甲基-2-甲氧基吡啶-3，4-二酮1.47g，產率94.8％，熔點m.p.78-79℃，最大紫外吸收峰，377.5nm，229.0nm，質譜(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6小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結晶，得1-正丙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.74g，產率82％。質譜(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2小時，用布氏漏斗過濾除去固體物，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結晶，得1-(2’-羧基乙基)-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮2.87g，產率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4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml乙醚/石油醚(1∶1)進行重結晶，得2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.54g，產率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4小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結晶，得N-甲基-2-甲氧基-2-乙基吡啶-3，4-二酮1.65g，產率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6小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結晶，得1-甲氧基乙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮2.04g，產率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8小時，用布氏漏斗過濾，濾液用旋轉蒸發器減壓蒸干，然后用10-20ml丙酮/石油醚(1∶1)進行重結晶，得1-氨乙基-2-甲基-2-乙氧基吡啶-3，4-二酮1.94g，產率91.1％。本發明的吡啶-3，4-二酮衍生物在生物體內可與生物大分子(蛋白質、酶以及核酸)發生化學反應，從而起到抗癌的作用，能較好地抑制腫瘤細胞的生長。所以本發明的化合物可用于制備抗癌藥物。用本發明的化合物制備抗癌藥物，可以是通過制藥領域的公知方法，將有效量的本發明化合物與常規的藥用助劑共同制成適宜的藥物劑型。以下實驗結果將進一步說明本發明化合物用于制備抗癌藥物的用途及其效果。利用本發明的部分化合物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的酶)的催化活性表1表明了本發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生親核加成反應。因此它們可以抑制核酸和蛋白質的合成。動物實驗表明他們能明顯地抑制腫瘤細胞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)，結果見表2。表2.吡啶-3，4-二酮衍生物對腫瘤細胞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之比的百分率。權利要求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，經升溫反應而制得產物；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如權利要求1所定義。4.按照權利要求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/石油醚重結晶，即得產物。5.按照權利要求4所述的方法，其特征是反應溫度為40-60℃。6.按照權利要求4所述的方法，其特征是反應時間2-5小時。7.按照權利要求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.權利要求1的化合物用于制備抗癌藥物。全文摘要本發明涉及一類吡啶－3,4－二酮衍生物及其制備方法和在制備抗癌藥物中的應用。該類化合物的結構式如式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日優先權日1998年6月30日發明者古練權,李苗盛,馬林,黃志紓申請人:中山大學