一种高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物、制备方法及其应用

摘要

本发明公布一种高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物、制备方法及其应用。其结构式如下：

说明书

技术领域

本发明属于药物合成技术领域，具体涉及一种高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物、制备方法及其应用。

背景技术

3,5-二苯基噁唑啉-2,4二酮类化合物作为一类重要的雄激素拮抗剂、钾通道开放剂等方面已被报道，同时也吸引了相关领域的兴趣，因此合成与其相关的更为复杂的手性杂氮化合物也变得更加重要。3,5-二苯基噁唑啉-2,4二酮类化合物经水解得到α-苯基-α-羟基类化合物，此类化合物存在很多天然产物和有药用价值的化合物中，如从腊梅花种子中提取能够治疗风湿性关节炎的生物碱chimonamidine，从海洋苔藓虫类中提取出的γ-内酰胺类生物碱ConvolutamidesA?F有着抗小鼠白血病L1210细胞毒性和人类表皮样癌KB细胞的作用以及丙型肝炎病毒(HCV)的抑制剂tribulusamideC。

目前，有机不对称催化合成手性的噁唑烷二酮碳5位上承载杂原子的季碳中心的5-苯基-5-取代基噁唑啉二酮结构类衍生物的方法还没有被报道。因此，通过3,5-二苯基噁唑啉-2,4-二酮和硝基烯烃的不对称催化共轭加成反应，发展一种相邻手性中心的高立体选择性和高对映选择性迈克尔产物就变得更加重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物、制备方法及其应用。

一种高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物，其结构式如下：

，其中，Ar=Ph、m-ClPh、m-MePh和m-MeOPh。

上述高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物的制备方法，合成路线如下：

合成步骤为：将化合物1、催化剂A、NaCl和4?分子筛溶于间二甲苯，在-20℃搅拌10-30min后，加入化合物2，-20℃反应72-96h，经后处理即得目标化合物3。

进一步地，化合物1、化合物2、催化剂A和NaCl的摩尔比为1.0:1.2:0.1:0.1。

每0.1mmol化合物1添加50.0mg4?分子筛。

上述高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

所述抗肿瘤药物为治疗肝癌的药物。

本发明可以高效制备高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物，本发明的优势在于：反应成本低，效率高，反应路径短，后处理简单，得到高光学纯度化合物和高立体选择性化合物。

附图说明

图1是化合物3a的¹HNMR谱图；

图2是化合物3b的¹HNMR谱图；

图3是化合物3c的¹HNMR谱图；

图4是化合物3d的¹HNMR谱图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

仪器与主要化学试剂

BrukerAV-400型核磁共振仪（德国）；Agilent1200高效液相色谱仪（美国）。

本发明实施过程中所用的原料、溶剂均为商业途径购进。

实施例1：

化合物3a的结构式如下：

化合物3a的合成路线如下：

化合物3a的合成步骤如下：

（1）将3,5-二苯基噻唑啉-2,4-二酮1(0.1mmol,1.0equiv.)、催化剂A(0.01mmol,0.1equiv.)、氯化钠(0.01mmol，0.1equiv)和4?分子筛(50mg)溶于1.0mL间二甲苯中，-20℃下搅拌15分钟；

（2）加入反式硝基苯乙烯2a(0.12mmol,1.2equiv.)，-20℃继续反应96h（直至通过薄层板（TLC）监测原料1完全消失）；

（3）旋干溶剂，柱层析分离（洗脱剂：石油醚和乙酸乙酯体积比从20:1到5:1），得到白色固体(S)-5-((S)-2-硝基-1-苯基)-3,5-二苯基噁唑啉-2,4二酮3a（98%产率）。

白色固体，熔点：152.3–154.1℃，94%ee，dr=95:5，+2.85(c1.00,CHCl₃)。¹HNMR(300MHz,CDCl₃)δ7.78(d,J=6.8,2H),7.52–7.33(m,8H),7.27–7.12(m,3H),6.59–6.44(m,2H),4.91(dd,J=13.4,11.4,1H),4.49(dd,J=11.4,4.0,1H),4.35(dd,J=13.5,4.0,1H)，具体如图1所示；¹³CNMR(75MHz,CDCl₃)δ170.3,152.5,132.3,131.6,130.1,129.8,129.6(twopeaks),129.4(threepeaks),129.1,125.7,124.9,87.9,74.1,51.3;HRMS(ESI,m/z):403.1297(M+H⁺)CalcdforC₂₃H₁₉N₂O₅:403.1294;

化合物的ee值用高效液相色谱法(HPLC)分析得到，CHIRALPAKIA(4.6mm×250mmi.d.)+CHIRALPAKIA(4.6mm×250mmi.d.)，正己烷/异丙醇=90/10（V/V），流速1.0mL/min，25℃，254nm，t_R=26.9min，33.2min(小峰)和22.1min，36.4min(大峰)。

实施例2：

产物名称：(S)-5-((S)-1-(3-chlorophenyl)-2-nitroethyl)-3,5-diphenyloxazolidine-2,4-dione。

步骤（2）中，用间氯-β-硝基苯乙烯2b替换反式硝基苯乙烯2a，其它实验步骤及提纯方式参照实施例1进行；白色固体，熔点：135.8–137.5℃，95%ee，dr=97:3，96%yield，+1.279(c1.00,CHCl₃)，¹HNMR(300MHz,CDCl₃)δ7.85(dd,J=7.9,1.4,2H),7.65–7.31(m,10H),6.73(dd,J=6.4,3.2,2H),4.94(dd,J=13.6,11.4,1H),4.65–4.31(m,2H)，具体如图2所示；¹³CNMR(75MHz,CDCl₃)δ170.1,152.3,135.4,133.8,132.0,129.9,129.8,129.7,129.5(twopeaks),129.4,127.1,125.5,124.9,87.6,73.9,50.9;HRMS(ESI,m/z):437.0901(M+H⁺)CalcdforC₂₃H₁₈ClN₂O₅:437.0904。

化合物的ee值用高效液相色谱法(HPLC)分析得到，CHIRALPAKIA(4.6mm×250mmi.d.)+CHIRALPAKIE(4.6mm×250mmi.d.)，正己烷/异丙醇=80/20（V/V），流速1.0mL/min，25℃，254nm，t_R=27.4min，29.2min(小峰)和21.3min，32.4min(大峰)。

实施例3：

产物名称：(S)-5-((S)-2-nitro-1-(m-tolyl)ethyl)-3,5-diphenyloxazolidine-2,4-dione。

步骤（2）中，用间甲基-β-硝基苯乙烯2c代替反式硝基苯乙烯2a，其它实验步骤及提纯方式参照实施例1步骤进行；白色固体，熔点，81–90℃，93%ee，dr=92:8，92%yield，+0.731(c1.00,CHCl₃)，¹HNMR(300MHz,CDCl₃)δ8.04(dd,J=8.1,1.2,2H),7.65–7.36(m,5H),7.06–6.70(m,4H),6.66–6.27(m,2H),4.83(dd,J=10.6,7.1,2H),4.39(dd,J=11.6,2.5,1H),3.88–3.79(m,3H),3.76(s,3H)，具体如图3所示；¹³CNMR(75MHz,CDCl₃)δ173.0,167.8,160.4,160.1,134.4,131.2,129.8,129.6,129.5,128.3,128.0,124.7,124.1,114.2,75.8,69.2,55.5,55.4,52.4;HRMS(ESI,m/z):439.1266(M+Na⁺)CalcdforC₂₄H₂₀N₂O₅Na:439.1270。

化合物的ee值用高效液相色谱法(HPLC)分析得到，CHIRALPAKIA(4.6mm×250mmi.d.)+CHIRALPAKID-3(4.6mm×250mmi.d.)，正己烷/异丙醇=70/30（V/V），流速1.0mL/min，25℃，254nm，t_R=23.0min，27.5min(小峰)和17.9min，29.1min(大峰)。

实施例4：

产物名称：(S)-5-((S)-1-(3-methoxyphenyl)-2-nitroethyl)-3,5-diphenyloxazolidine-2,4-dione。

步骤（2）中，用间甲氧基-β-硝基苯乙烯2d代替反式硝基苯乙烯2a，其它实验步骤及提纯方式参照实施例1步骤进行；白色固体，熔点，Mp106.6–109.1℃，91%ee，dr=92:8，98%yield，+2.396(c1.00,CHCl₃)，¹HNMR(300MHz,CDCl₃)δ7.86(dd,J=8.1,1.4,2H),7.62–7.17(m,7H),7.14–6.82(m,3H),6.67(dt,J=8.7,3.6,2H),4.97(dd,J=13.4,11.3,1H),4.68–4.28(m,2H),3.78(s,3H)，具体如图4所示；¹³CNMR(75MHz,CDCl₃)δ170.3,160.1,152.6,133.1,132.3,130.4,130.2,130.0,129.6,129.3,125.7,124.9,121.4,115.6,115.0,114.4,,129.7,87.9,74.2,55.4,51.4;HRMS(ESI,m/z):433.1411(M+H⁺)CalcdforC₂₄H₂₁N₂O₆:433.1400.

化合物的ee值用高效液相色谱法(HPLC)分析得到，CHIRALPAKIA(4.6mm×250mmi.d.)+CHIRALPAKIA(4.6mm×250mmi.d.)，正己烷/异丙醇=90/10（V/V），流速1.0mL/min，25℃，254nm，t_R=31.8min，36.3min(小峰)和24.9min，40.4min(大峰)。

采用本发明的方法合成了一种高立体和高对映选择性噁唑啉二酮类化合物，此类方法目前尚未有报道。该方法具有如下优势：本发明可以通用，成本低，高立体选择性和高光学活性，反应路径短，高效制备该类型的化合物。

应用实验

以MTT法测定高光学纯度化合物3a、3b、3c和3d分别对H22肝癌细胞的毒性作用，计算每种化合物的半数抑制浓度(IC₅₀)，具体操作步骤如下：

实施例1至4化合物为供试样品，实验癌细胞株为H22肝癌细胞，癌细胞株均购买自中国科学院上海细胞库。

2、测定方法

测定方法的具体步骤为：

（1）首先将上述4种供试样品分别用二甲基亚砜（DMSO）溶解，配制成10mmol?L^-1浓度的储备液，之后用RPMI-1640培养液将储备液稀释成具有6个浓度梯度（1.0,10.0,20.0,30.0,40.0,50.0μmol?L^-1）的工作液；

取对数生长期的H22肝癌细胞，以每孔100μL含6000个细胞的培养液接种于96孔板，随后分别加入10μL上述4种样品的具有6个浓度梯度的工作液，并设有无药空白对照孔（添加10μL含DMSO的质量百分比浓度为10%的小牛血清的RPMI-1640培养液，且DMSO的体积占总体积的1%），48小时后每孔加入5g·L^–1MTT（噻唑蓝）水溶液10μL，继续培养4小时后加入100μL质量百分比浓度为10%的十二烷基硫酸钠（SDS）溶液培养24小时，然后用酶标仪在570nm波长处测定各自的吸光度(OD)值；

（3）按下述所示公式计算不同浓度的供试样品对癌细胞的抑制率:

癌细胞抑制率=[(1－给药孔OD值)/无药对照孔OD值]×100％；

3a、3b、3c和3d对H22肝癌细胞的IC₅₀值分别为18.5±0.82、41.1±1.86、23.6±1.91和20.3±1.86。

上述实验结果表明：3a、3b、3c和3d分别对H22的细胞毒作用方面起着不同程度的作用；3a、3b、3c和3d对癌细胞显示出较低的毒性，具有成药性的潜力。因此，按照药物开发的一般途径（先进行常规的抗肿瘤体外筛选，然后进行针对性的研究），本发明化合物可以通过与人体可接受的酸成盐或与药用载体混合制备新的抗肿瘤药物。