一种3-磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抑制剂，更具体地，涉及一种3-磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂及其 制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 癌症已取代心血管疾病成为世界死亡人数最多的疾病，在近几十年来，癌症的药 物治疗取得了较为显著的进步，开发出了一些抗肿瘤药物，有效地延长了患者的生存期或 提高了患者的生存质量。但肿瘤细胞的耐药性使得癌症的药物治疗往往事倍功半。肿瘤细 胞的无限制恶性增殖能力以及耐药性依赖于肿瘤组织中具有特殊生物学特性的肿瘤干细 胞，且它的存在已在乳腺癌等多种肿瘤中得到证实。在大多数肿瘤中，即使在有氧条件下， 糖酵解的活性均高于正常细胞，简称Warburg效应（Science, 1956, 124, 269 - 270)。3-磷 酸甘油醛脱氢酶（GAPDH)是糖酵解过程中的关键催化酶之一，能催化底物3磷酸甘油醛 转化生成1，3-二磷酸甘油酸。因此，抑制此酶活性从理论上可以切断肿瘤细胞能量的供 给，进而抑制甚至杀灭肿瘤细胞。GAPDH的功能是多样化的，它不仅参与细胞能量代谢，还 参与了细胞的多种活动，如膜融合和转运，DNA的复制与修复等等，而以GAPDH为靶点，抑 制肿瘤细胞的糖代谢，从而切断其能量供应的研究并不多见。我们团队在过去的研究中发 现，GAPDH在结肠癌病人样本中过高表达，3-溴-2-氧代丙酸可以高效抑制GAPDH的活性 (J. Bioenerg. Biomembr. 2012, 44, 117 - 125)。我们团队的最新研究进一步揭示3-溴-2-氧 代丙酸等化合物作为糖酵解抑制剂，可以有效杀死具有肿瘤干细胞性质的肿瘤细胞侧群细 胞，从而提高抗肿瘤疗效（Cell Death Differ. 2014, 21，124 - 135)。这些研究结果对于抗 肿瘤药物的研发具有极其深远的影响。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种新型的抗癌药，为了实现这个目的，本发明首先提供 一种3-磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂，所述的抑制剂的结构式如下所示：
[0004]
[0005] 所述的私为H或Br，所述的M为0或N，
[0006] 所述的札为C1-5的烷烃、苄基、苯甲基、苯乙基、二苯甲基、金刚烷基或环己烷。 [0007] 所述的R2优选为Br。
[0008] 所述的M优选为0。
[0009] 当所述的M优选为N，所述的R1优选为两个C1-5的烷烃。
[0010] 所述的抑制剂的结构优选为，
[0012] 更进一步，提供一种上述的3-磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂的制备方法，使用以下 反应式，
[0014] 所述的质子酸为浓硫酸或高氯酸；溶剂为四氢呋喃或二氯甲烷；固体颗粒载体为 硫酸镁、硫酸钠、氧化铝、沸石分子筛或二氧化硅。
[0015] 根据需求，提供上述的3-磷酸甘油醛脱氢酶的抑制剂在制备抗癌药物中的应用。
[0016] 本发明的优点在于，
[0017] 1.所获得化合物抗癌活性好。
[0018] 2.本发明利用采用固体颗粒负载酸质子催化不同的醇与3-溴-2-氧代丙酸来制 备3-溴-2-氧代丙酸酯。
【附图说明】
[0019] 图1为化合物4对胃癌细胞HGC27的抑制曲线。
[0020]图2为化合物1、3、4对3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH)的抑制曲线。由图看到，三 个化合物都有明显的抑制作用。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明采用 的试剂、设备和方法为本技术领域常规市购的试剂、设备和常规使用的方法。
[0022] 实施例1化合物1，3-溴-2氧代丙酸苯基乙基酯的合成
[0024] 往硫酸镁（788mg, 6. 55mmol)的无水二氯甲烧（4mL)浑池液中加入浓硫酸 (87 y L, I. 64mmol)，室温搅拌半小时后，分别加入3-溴丙酮酸（410mg, 2. 46mmol)和 苯乙醇（0.2mL，1.64mmol)。反应在室温下进行，反应进程用TLC和IH-NMR监测。反 应结束后，反应液用二氯甲烷稀释，用铺有硅藻土的漏斗减压过滤，滤液用饱和的食 盐水洗涤以除去过量的3-溴丙酮酸，然后用无水硫酸钠干燥，最后减压蒸除溶剂，真 空干燥得到 1，为橙色液体，产率为 95 %。1H NMR (400MHz，CDCl3) : S 7. 36-7. 26 (m，5H) ，4.55(t，J = 7.2Hz，2H)，4.30 (s，2H)，3.10 (t，J = 6.8Hz，2H) ;13C 匪R (100MHz，CDCl3 ):S 184. 4, 159. 2, 136. 6, 128. 9, 128. 7, 127. 0, 122. 6, 67. 4, 34. 8, 30. 7。IR(KBr，cm-1) :u 1741，1457, 1240, 1056 ;LC-MALD-T0F for C11H11BrO3:271. 073〇
[0025] 实施例2,化合物2, 3-溴-2氧代丙酸-I-苯基乙基-酯的合成
[0027] 采用合成3-溴-2氧代丙酸苯基乙基酯1的同样条件成功制备了 2， 为绿色液体，产率为 93 %。1HNMR (400MHz, CDCl3) :57. 41-7. 32 (m，5H), 6.03 (q ,J = 6. 4Hz, 1H), 4. 30 (s, 2H), I. 68 (d, J = 6. 8Hz, 3H) ；13C NMR (100MHz, CDCl3) :8 184. 6, 158. 7, 139. 8, 128. 7, 128. 6, 127. 0, 126. 3, 76. 0, 30. 8, 21. 9 ；IR(KBr, cm-1) :u 1733, 1390, 1274, 1163, 1053。
[0028] 实施例3,化合物3, 3-溴-2氧代丙酸3-戊酯的合成
[0029]
[0030] 采用合成3-溴-2氧代丙酸苯基乙基酯1的同样条件成功制备了 3,为黄色液体， 产率为 72%。1H NMR (400MHz，CDCl3) : S 4. 97-4. 91 (m，1H)，4. 29 (s，2H)，1. 73-1. 66 (m，4H)， 0? 954-0. 910(m，6H) ;13C NMR(100MHz，CDCl3) : S 185. 1，159. 5, 80. 9, 30. 7, 26. 3, 9. 5 ;IR(KB r，cm-1): u 1736, 1399, 1265, 671。
[0031] 实施例4,化合物4, 3-溴-2氧代丙酸环己酯的合成
[0033] 采用合成3-溴-2-氧代丙酸苯基乙基酯1的同样条件成功制备了 4， 为黄色液体，产率为81 %。1H NMR (400MHz, CDCl3) S 5. 17-4. 80 (m，lH), 4.30 (s，l H)，I. 94-1. 86 (m，2H)，I. 80-1. 72 (m，2H)，I. 64-1. 51 (m，4H)，I. 46-1. 34 (m，2H)，13C NMR(100MHz, CDCl3) : 8 185. I, 158. 8, 76. 4, 31. 2, 30. 9, 25. I, 23. 5 ；IR(KBr, cm-1) :u 2939, 2861，1737, 1263, 1050 ;LC-MALD-T0F for C9H13BrO3:249. 978。
[0034] 实施例5,化合物5, 3-溴-2氧代丙酸金刚烷酯的合成
[0036] 采用合成3-溴-2氧代丙酸苯基乙基酯1的同样条件成功制备了 5,为黄色 液体，产率为 98 %。1H NMR (400MHz，CDCl3) : S 4. 27 (s，2H)，2. 20 (s，9H)，1. 70-1. 63 (m， 6H) ;13C NMR(100MHz，CDCl3) : S 185. 7, 158. 1，85. 5, 45. 2, 41. 0, 35. 9, 31. 0 ;IR(KBr，cm-1) :u 2915, 2857, 1724, 1455, 1278, 1162, 1047 ;LC-MALD-T0F for C13H17BrO3:301. 151。
[0037] 实施例6,化合物6, 3-溴-N，N-二乙基-2-氧代丙酰胺的合成
[0038]
[0039] 冰水浴下，往丙酮酸（662mg，7. 52mmol)的二氯甲烷溶液（25mL)中加HOBt (I. 02g， 7. 52mmol)，EDCI (I. 96g，10. 25mmol)和三乙胺（I. 91mL，13. 67mmol)，搅拌半小时后，滴加 二乙胺（0. 704mL，6. 84mmol)。然后，反应液在室温下搅拌18小时。反应终止时，加入乙酸 乙酯（50mL)稀释和水（6mL)。两相分离后，水相用乙酸乙酯萃取（5mLX3)。合并有机相， 将有机相用饱和食盐水洗涤（5mLXl)，无水硫酸钠干燥，经硅胶柱色谱（石油醚/乙酸乙 酯6/1-4/1)分离得到中间体，浅黄色油状物（410mg,产率42% )。将此中间体（300mg， 2. lmmol)溶于二氯甲烷（5mL)中，缓慢滴加溴素（0. 13mL，2. 51mmol)的二氯甲烷溶液 (ImL)，室温下搅拌7h。反应终止时，加入乙酸乙酯（30mL)稀释，水（5mL)，分离后，水相用 乙酸乙酯萃取（5mLX3)，合并有机相，将有机相用饱和食盐水洗涤（5mLXl)，无水硫酸 钠干燥，经硅胶柱色谱（石油醚/乙酸乙酯15/1-10/1)分离得到6 (122mg)，为黄色液体， 产率为 27 %。1HnmrGOOMHz, CDCl3) S 4. 26 (s，2H)，3. 45 (q，J = 7. IHz, 2H)，3. 36 (q，J = 7.1Hz，2H)，L25(t，J = 7.1Hz，3H)，1.19(t，J = 7.1Hz，3H);13CNMR(100MHz，CDCl3)Sl90. 1，164. 3, 42. 6, 40. 0, 32. 0, 14. 5, 12. 6.
[0040] 实施例7,化合物7, 3-溴-N-苯乙基2-氧-苯丙酰胺的合成