一种吡咯并[2,3-b]吡嗪衍生物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于药物与有机合成技术领域，更具体地，涉及一种吡咯并[2,3-b]吡嗪衍 生物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 癌症严重的威胁着人类的健康和生命安全。据统计，全球每年新增约400万的癌症 患者，在中国每天有8500人确诊为癌症患者，每七到八人中就有一人死于癌症。抗肿瘤药物 的研究一直是化学家及药物化学家研究的热点。高效低毒的抗肿瘤药物的研发是新药开发 的重要方向之一。
[0003] 在细胞内，DNA的复制、转录和修复过程中会产生一系列的拓扑结构，如果拓扑结 构未能得到有效解决，那么细胞将会发生凋亡及存在基因突变的风险。人拓扑异构酶能巧 妙的解决DNA的拓扑问题，它通过DNA的剪切及再连接维持着DNA正确的拓扑结构，使DNA的 复制、转录和修复能正常的进行。
[0004] 在肿瘤细胞中，拓扑异构酶是高表达。如果拓扑异构酶的缺失或者活性受到抑制， 将引起核酸代谢的紊乱，最终导致细胞的死亡。因此，拓扑异构酶被视为一个重要的抗肿瘤 靶点，具有广谱性。许多化疗药物的靶点之一就是拓扑异构酶，因此设计开发特异性的拓扑 异构酶抑制剂具有重要的意义。
【发明内容】
[0005] 本发明根据目前中的不足，提供了一种吡咯并[2，3-b ]吡嗪衍生物。
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述衍生物的制备方法和应用。
[0007] 本发明的技术目的通过以下技术方案实现：
[0008] 本发明提供了一种吡咯并[2，3-b ]吡嗪衍生物，所述衍生物结构式如式(I)
[0009] 所示：
[0010]
[0011] 其中，Ri为氢、羟基、杂环基、苯基或取代苯基、胺基或取代胺基；
[0012] R2为氰基、甲基或氢；
[0013] n = l、2、3、4、5、6、7或8;
[0014] Y为NH、0、S或N(CH2)mR5，m=l、2、3、4、5或6;
[0015] R5为氢、胺基或取代胺基。
[0016] 优选地，所述心为氢、羟基、五元含氮杂环基、六元含氮或含氮氧杂环基、稠杂环 基、苯基、Ci-4烷氧基取代苯基、Ci~3烷基取代苯基、胺基、Ci~3烷基取代胺基。
[0017]优选地，所述R5为氢、N，N-二甲基胺基或N，N-二乙基胺基。
[0018] 优选地，所述Ri为氢、羟基、N，N-二甲基氨基、N，N-二乙基氨基、吗啡啉基、吡咯烷 基、苯并吡咯基、哌啶基、甲基哌嗪基、苯基或甲氧基苯基。
[0019] 本发明还提供所述的吡咯并[2,3_b]吡嗪衍生物的制备方法，包括如下步骤：
[0020] S1.化合物1与2-氰乙基苯并杂环类化合物2反应，得到化合物3:
[0021]
[0022] S2.将化合物3与胺类化合物反应得到所述衍生物4;
[0023]
[0024]所述胺类化合物结构通式为RKCftOnMfc。
[0025] 优选地，所述S1中化合物1与化合物2反应摩尔比1:1，反应温度为55~65°C;反应 时间为2.5~3.5h。
[0026] 优选地，所述S2中化合物3与胺类化合物反应摩尔比1:1，反应温度为55~65°C ;反 应时间为2.5~3.5h。
[0027]以下提及的口71'1'〇1〇[2,3-13!^7抑2；[116衍生物即为本发明所述吡略并[2,3-13]吡嗪 衍生物。
[0028] 实验证明，本发明所公开的口71'1'〇1〇[2,3-13!^抑2；[116衍生物对拓扑异构酶11有很 强的抑制作用，本发明提供的化合物H22、H24在20微摩尔浓度下能完全抑制酶的活性，H1、 H2在10微摩尔浓度下能完全抑制酶的活性，化合物H13、H14、H26和H28在5微摩尔浓度下能 完全抑制酶的活性。
[0029]进一步机制研究表明，该类化合物为拓扑异构酶Π 的催化抑制剂。拓扑异构酶II 抑制剂分为毒剂和催化型抑制剂。现有的市场上的拓扑异构酶Π 抑制剂都是毒剂，在体内 形成DNA-药物-酶三元复合物，产生断裂DNA，容易引起DNA重组，导致继发性肿瘤，同时断裂 DNA容易激活体内DNA修复系统，产生耐药性。而拓扑异构酶II催化型抑制剂不产生断裂 DNA，因此具有更小的毒性和副作用。
[0030] 进一步实验证明，本发明涉及的pyrrolo[2,3-b]pyrazine衍生物对多株的癌细胞 具有明显抑制增殖活性，对白血病细胞具有明显诱导凋亡的能力。
[0031 ] 因此，作为一种新型的pyrrolo[2,3-b]pyrazine衍生物，在应用于革巴向人DNA拓扑 异构酶Π 抑制剂上具备较好地应用前景。
[0032] 同时，在制备抗白血病药物及抗癌药物中，具备广阔的应用空间。
[0033] 同现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0034]本发明提供的衍生物能够显著的抑制人DNA拓扑异构酶Π 的活性及抑制DNA拓扑 异构酶Π 在肿瘤细胞株高表达，是抗肿瘤药物的重要靶标。同时，所述衍生物对多株肿瘤细 胞增殖具有明显抑制作用，对白血病细胞具有明显诱导凋亡的能力，在制备抗肿瘤及抗白 血病药物上具有广阔的应用空间。
【附图说明】
[0035]图1本发明所提供的化合物对拓扑异构酶Π 活性的抑制效果。
[0036]图2本发明所提供的化合物抑制Topo II的作用机制研究。
【具体实施方式】
[0037] 下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对 本发明进行进一步说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员 可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
[0038] 除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设 备。
[0039]实施例1:化合物Α2的合成
[0040] 1:1当量的2，3-二氯-5，6-二氰基吡嗪与2-氰乙基苯并咪唑用二甲基甲酰胺溶，60 °C反应2小时。反应结束后，用冰水冷却，析出黄色固体，抽滤，烘干，不经纯化直接投入下一 步反应，
[0041]
[0042]实施例2:化合物B2的合成
[0043] 1:1当量的2,3_二氯-5,6-二氰基吡嗪与2-氰乙基苯并恶唑用二甲基甲酰胺溶，60 °C反应2小时。反应结束后，用冰水冷却，析出黄色固体，抽滤，烘干，不经纯化直接投入下一 步反应。
[0044]
[0045] 实施例3:化合物C2的合成
[0046] 1:1当量的2,3_二氯-5,6-二氰基吡嗪与2-氰乙基苯并噻唑用二甲基甲酰胺溶，60 °C反应2小时。反应结束后，用冰水冷却，析出黄色固体，抽滤，烘干，不经纯化直接投入下一 步反应。
[0047]
[0048]实施例4:化合物D2的合成
[0049] 1:1当量的2,3_二氯-5,6-二氰基吡嗪与N-甲基-2-氰基苯并咪唑用二甲基甲酰胺 溶，60°C反应2小时。反应结束后，用冰水冷却，析出黄色固体，抽滤，烘干，不经纯化直接投 入下一步反应。
[0050]
[00511实施例5:化合物H1的合成
[0052] 原料A2与1.1当量的N，N-二甲基-1，3-丙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2当量的三 乙胺，45°C反应2小时，反应结束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重结晶，得黄色固体。产率： 90% ^HNMRC^OMHz.DMSO-de) ：511.96(s,1H) ,9.19(s,2H) ,7.70-7.55(m,2H) ,7.22-7.12 (m,2H) ,4.25(t,J = 6.7Hz,2H),2.29(q,J = 6.6Hz,2H),2.16(s,6H) ,1.96-1.84(m,2H) ,13C 匪R(101MHz，DMS0):δ157·9，146·4，142·2，140·6，138·9，133·7，125·7，121·5，117·8， 117.2,116.5,115.9,111.8,83.9,55.1,38.7,25.7.HRMS(ESI):Cacld for[M+H]+(C2〇Hi9N9) requires m/z 386.1827,found 386.1836.HPLC purity:98.5%.
[0053]
[0054] 实施例6:化合物H2的合成
[0055] 原料A2与1.1当量的N，N_二乙基-1，3-丙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2当量的三 乙胺，45°C反应2小时，反应结束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重结晶，得黄色固体。产率： 92% ； ΧΗ NMR(400MHz,DMS〇-de): δ?1.94(s, 1H),9.20(s,2H),7.72-7.58(m,2H),7.22-7.10 (m,2H) ,4.26(t,J = 7.0Hz,2H),2.45(m,6H), 1.94-1.80(m,2H),0.92(t,J = 7.1Hz,6H) ,13C 匪R(101MHz，DMS0):δ157·7，146·5，142·1，140·5，138·9，133·5，125·7，121·5，117·8， 117.4,116.5,115.9,111.8,83.9,49.2,45.6,25.4,11.2.HRMS(ESI):Cacld for[M+H]+ (C22H23Ng)requires m/z414.2138,found 414.2149.HPLC purity:99.5% .
[0056]
[0057] 实施例7:化合物H3的合成
[0058] 原料A2与1.1当量的N，N-二甲基-1，2-乙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2当量的三 乙胺，45°C反应2小时，反应结束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重结晶，得黄色固体。产率 91 % NMR(400MHz,DMS0-d6)5ll.94(s,lH),9.50(s,2H) ,7.68-7.54(d ,J= 10.4Hz , 2H), 7.22-7.14(m,J=41.9,5.8,3.0Hz,2H),4.48(s,2H),3.13-2.92(m,2H).13C NMR(101MHz, DMS0-de)5:157.8,146.3,142.0,140.7,138.8,133.7,125.6,121.5,117.6,117.2,116.4, 115.8,111.7,83.9,55.7,44.0,38.1.HR ESI-MS(M+H)+m/z = 372.1664(Cacld for C19H17N9:372.1680), HPLC purity: 95.9 % .
[0059]
[0060] 实施例8:化合物H4的合成
[00611 原料A2与1.1当量的N，N-二乙基-1，2-乙二胺溶于二甲基甲酰胺，加入2当量的三 乙胺，45°C反应2小时，反应结束后除去二甲基甲酰胺，用甲醇重结晶，得黄色固体。产率： 88% NMR(400MHz,DMS0-d6)5：11.97(s,lH),9.70-9.10(br s,2H),7.70-7.58(m,2H), 7.2h7.13(m，2H)，4.37(q，J = 7.0Hz，2H)，2.76(d，J = 21.7Hz，2H)，0.86(s，6H).13CMMR (101MHz，DMS0-d6)S:157.9,146.4,142.2,140.9,138.8,133.7,125.6,121.5,117.6, 117.2,116.4,115.8,111.7,83.9,50.4,46.3,25.511.3.HR ESI-MS(M+H)+m/z=400.1983 (Cacld for C21H21N9:400.1993) ,HPLC