基础与应用科学杂志: 合成抗癌活性化合物的磺酰胺偶联结构研究.

埃及基础与应用科学杂志4（2017）310完整文章N-（取代苯基）-2-（3-取代氨磺酰基）苯基）乙酰胺类化合物的合成及抗癌活性钱德拉坎特湾作者：Pawara，Aniket P.Sarkatea，Kshipra S.放大图片作者：Karnika，Devanand B.欣德湾化学技术部，博士。Babasaheb Ambedkar Marathwada University，Aurangabad 431004，MS，IndiabShivaji University，Vidyanagar，Kolhapur 416 004，MS，印度阿提奇莱因福奥文章历史记录：2017年5月8日收到2017年7月24日收到修订版，2017年2017年9月23日在线发布关键词：磺胺酰胺偶联抗癌活性细胞系A B S T R A C T开发、合成并评价了一系列含磺酰胺偶联结构的分子。共合成了21个含磺酰胺和酰胺基的化合物。所合成的化合物的结构经1H NMR、13C NMR、质谱确证，纯度经HPLC分析确认。测试了所有合成的化合物（4a-抗癌活性的结果表明，大多数受试化合物显示出中等至良好的抗癌活性。化合物4d、4k和4s在不同的细胞系中显示出有希望的抗癌活性©2017 曼 苏 拉 大 学 。 由 爱 思 唯 尔 公 司 制 作 和 主 持 这 是 一 篇 基 于 CC BY-NC-ND 许 可 证 的 开 放 获 取 文 章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。介绍具有磺酰胺和酰胺偶联的稠环核是多种治疗剂的重要成分，包括抗癌剂、抗增殖剂、抗疟疾剂、抗真菌剂和抗菌剂[1磺酰胺作为基质金属蛋白酶抑制剂，是一种重要的药物载体，与其他环的偶联可以提供新的生物活性化合物[6]。最近，发现与萘甲酰基环偶联的酰胺的应用显示出抗微生物剂和生物膜抑制剂[7]。化合物如一些酯和酰胺偶联化合物作为抗炎药作为环氧合酶-2-抑制剂[8]，而一些作为抗疟药[9]。与嘧啶偶联的磺酰胺显示出抗微生物和抗癌活性[10]。5-脂氧合酶抑制剂[11]、肠解耶尔森菌Y opH酪氨酸磷酸酶抑制剂[12]、抗马拉色菌[13]、抗阿米巴和抗疟疾活性[14]、磷酸二酯酶4型抑制剂[15]、抗高血压[16]。一些磺酰胺连接的化合物作为非结构蛋白3蛋白酶抑制剂作为丙型肝炎病毒[17]。与硫脲偶联的磺酰胺显示出抗炎和抗微生物活性[18]。一些二氢吡唑磺酰胺衍生物作为潜在的COX-1/COX-2抑制剂[19]。文献揭示了一些基于色酮的磺酰胺衍生物显示出碳酸酐酶抑制和细胞毒性*通讯作者。电子邮件地址：dbschandrakant13@gmail.com（C.D. Pawar）。活性[20]，而杂环磺酰胺类作为鞘氨醇1-磷酸受体1（S1 P1）拮抗剂[21]。在广泛的文献探索之后，观察到磺酰胺和酰胺化合物的不同偶联显示出不同的活性，如碳酸酐酶抑制剂[22]、抗分枝杆菌[23]，一些磺酰胺充当鞘氨醇-1-磷酸（S1P1）受体[24]。用于治疗代谢紊乱的11-β-羟基类固醇脱氢酶1型（11 b-HSD1）抑制剂[25]，磺胺-1，2，4-三唑、1，3，4-噻二唑和1，3，4-恶二唑，作为潜在的抗菌剂和抗真菌剂[26]。在组合衍生物中具有磺酰胺和酰胺键的结构相关化合物显示出选择性SIRT- 2抑制活性[27]。从上述参考文献中可以清楚地看出，磺酰胺和与不同基团化合物偶联的酰胺显示出相当不同的活性。上述文献均表明，含苯磺酰胺和苯酰胺偶联化合物的衍生物的有效抗癌活性的可能性显著增加。因此，我们合成了具有苯磺酰胺和苯酰胺化合物的化合物，它们在苯的Meta位彼此偶联。我们还为所有步骤开发了简化的反应条件，因此我们可以避免昂贵的试剂，繁琐的纯化，并且所有合成的化合物也具有良好的纯度。本文报道了新的取代磺酰胺衍生物的合成（方案1），目的是研究它们的抗癌活性。用于制备标题化合物（4a-4u）[28]的合成方法描述于以下方案中。https://doi.org/10.1016/j.ejbas.2017.09.0012314- 808 X/©2017曼苏拉大学。由爱思唯尔公司制作和主持这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表埃及基础与应用科学杂志杂志主页：www.elsevier.com/locate/ejbasC.D. Pawar等人 /埃及基础与应用科学杂志4（2017）310-314311方案一.[N-（取代的苯基）-2-（3-取代的）氨磺酰基）苯基）]乙酰胺衍生物（4a-4u）的合成试剂和条件：（步骤1）氯磺酸，DCM，0 ℃-室温;（步骤2）取代的胺，吡啶，DCM，0 ℃-室温;（步骤3）Li（OH），THF，EtOH，H2O，室温;（步骤4）取代的胺，EDCI，DIPEA，DCM，室温。从以上（方案1，表1和2，参见支持信息），我们在这里优化了在酯基存在下芳族氯磺化反应性根据所用氯磺酸的当量而变化我们进行了10种不同的组合，并优化了反应条件，首次减少了繁琐的后处理和中间体纯化的工作量对于所有的反应，我们都保持时间不变。已证实，当我们使用纯过量的氯磺酸而不使用溶剂时，有60%的所需产物形成（条目10），然后我们使用过量的氯磺酸和DCM，则产率为40%（条目9）。从以上这两个条件中，清楚的是，我们必须使用当量的氯磺酸以及在纯的和在DCM溶剂条件下。不同的结果如表1所示。（条目1、2、3和4）显示存在形成产物以及副产物，产率为30%当我们考虑（条目5、6、7和8）时，当我们使用等量的氯磺酸时，产率从40%增加到80%。主要有产物的形成和较少的副产物（条目5但是在（条目1产率是一系列反应优化后的分离产率，条件8（条目8）对给定化合物很有效通过使用这种方法，后处理是容易的，我们必须在减压下蒸发反应混合物。将其用过量己烷洗涤，并从20%乙酸乙酯：己烷混合物中结晶，得到白色固体，其进一步用于磺酰胺偶联反应。在条目1至4中，副产物为4-取代的磺酰氯化合物与极性废料一起获得，极性废料需要通过柱色谱法纯化，因此产率较低，但在后一种情况下，纯化不需要通过结晶获得的纯化合物，这在先前的条目中是不可能的，粘性材料保持原样。在方案2和方案3中，我们首先优化了反应溶剂和碱，从初步筛选中，我们最终确定了DCM作为溶剂，吡啶作为碱，我们将其列于表2中。从表2可以证实，当我们使用当量的吡啶和DCM时，产率为90%。关于磺酰胺的形成有很多报道，因此我们首先以DCM和THF为溶剂筛选了不同的碱。在条目5中，用2.5当量从条目1至4，产率为70%，产率范围为30%至60%，在条目6根据起始物料的消耗量监测时间我们在所有情况下都面临分离问题，例如所有实施例都需要提取，并且所获得的化合物不是更清洁的，因此需要改变产率。在条目5中，我们优化了后处理条件，因此我们必须避免严格的提取。在表3中，我们改变了吡啶的当量，并且我们得出结论，如果我们使用等体积的吡啶以及DCM溶剂，则产率为90%（条目5）。我们以吡啶为碱，R1R2R1R24a2-CH32，4-CH34l2-CH3-CH24-C（CH3）34b2-CH3-CH22，4-CH34m2-CF32-C（CH3）34c2-CF32，4-CH34n2-C（CH3）32-C（CH3）34d2-C（CH3）32，4-CH34o吲哚啉2-C（CH3）34e吲哚啉2，4-CH34p2，4-CH32-CH34f2-CH32-CH3，4-Cl4q2，4-CH32-CH3-CH24g2-CH3-CH22-CH3，4-Cl4r2，4-CH32-OCH34h2-CF32-CH3，4-Cl4s2-CH3，4-C（CH3）32-CH34i2-C（CH3）32-CH3，4-Cl4t2-CH3，4-C（CH3）32-CH3-CH2公元312年Pawar等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）310-314表1合成化合物对四种细胞系的体外抗癌筛选数据表示为IC50（mM）SD（n = 3）。芝加哥警署号A549（肺癌细胞）HeLa（宫颈）MCF-7（乳腺癌细胞）Du-145（前列腺癌细胞）4a1.98 0.12 ±2.83 0.16 ±3.12 0.06 ±2.86 0.16 ±4b1.81± 0.131.92 0.08 ±2.32 0.22 ±2.82 0.12 ±4c4.81± 0.116.32± 0.044.32 0.06 ±3.73 0.12 ±4d1.82± 0.111.99 0.22 ±2.36 0.12 ±2.52± 0.114e3.86 0.08 ±4.38 0.06 ±3.63 0.12 ±6.52 0.22 ±4f2.72± 0.113.87 0.08 ±4.12 0.06 ±3.86 0.22 ±4g3.14 0.14 ±3.98 0.12 ±4.86± 0.114.57± 0.114h8.48 0.14 ±9.12 0.08 ±7.82 0.08 ±9.12 0.06 ±4i3.82 0.08 ±4.13 0.12 ±3.13± 0.113.52 0.08 ±4j4.13 0.12 ±5.16 0.08 ±6.12 0.12 ±4.52± 0.114k2.06 0.12 ±2.12 0.08 ±2.52 0.16 ±2.12 0.08 ±4l2.52± 0.113.52± 0.113.48 0.08 ±4.08± 0.114m4.48 0.08 ±4.98± 0.115.17 0.22 ±6.18 0.18 ±4n2.73 0.08 ±2.12 0.12 ±3.12 0.08 ±3.12± 0.044o4.15 0.18 ±5.12 0.08 ±6.17 0.08 ±7.15 0.06 ±4p2.11 0.08 ±2.52 0.08 ±2.98 0.06 ±2.76 0.12 ±4q2.82 0.12 ±3.15 0.18 ±3.98 0.08 ±4.12 0.08 ±4r3.12 0.08 ±3.48 0.08 ±3.82± 0.113.52 0.06 ±4s2.02± 0.112.12 0.08 ±2.12 0.08 ±2.32± 0.114t2.82 0.12 ±3.16 0.21 ±4.28 0.06 ±2.82 0.18 ±4u3.42 0.16 ±3.98± 0.114.12 0.18 ±4.52 0.08 ±5-Fu1.71± 0.111.82± 0.131.91 0.08 ±1.82 0.08 ±通过用冷的2N aq. HCl和搅拌反应物料30 min，在所有中间体中沉淀出固体，将其过滤并用冷乙醚和冷戊烷洗涤，得到的所有中间体均为白色固体。在大多数实施例中，固体产率为70%至80%，我们用DCM萃取剩余的水层，并将其蒸发，得到剩余的固体，所有中间体的最终产率增加到80%-90%对于方案4，我们使用过量的氢氧化锂5当量。我们通过在碱性条件下进行反洗并随后将其酸化来改进反应后处理条件，从而得到具有所需纯度的所需产物，并且不需要柱纯化。所获得的所有酸的纯度足以进一步用于与不同胺的下一次酰胺偶联。在大多数情况下，所有中间体的产率高达80%至85%，并且所有化合物均为白色固体。方案5我们已经筛选了不同的偶联试剂、碱和溶剂，得出的结论是，当我们使用EDCI（1.5当量）以及DIPEA（2.5当量）的DCM溶液时，产率为90%，最后一项。我们在DMF和DCM中使用不同的偶联试剂、不同的碱和不同的反应时间（表4）。我们已经使用HATU以及三乙胺和DIPEA进行了一系列肽偶联反应使用PyBoP，使用三乙胺和DIPEA，产率再次在47%-50%。在最常见的条件EDCI和HOBt下，使用三乙胺和DIPEA在DCM和DMF溶剂中，产率在50%在所有上述实施例中，需要水性后处理，试剂昂贵，并且在所有情况下，柱纯化后获得的产率。但是，条目10中的条件需要萃取，随后用2N aq.用HCl洗涤，得到70%-80%纯度的产物，用5%DCM和己烷、冷乙醚和冷戊烷洗涤，合成的化合物。我们已经优化了所有4个步骤，不需要柱层析，不需要昂贵的试剂，不需要制备纯化。所得化合物纯度均在95%以上。根据上述数据，我们决定合成[N-（取代苯基）-2-（3-取代）氨磺酰基）苯基）]乙酰胺衍生物（4a-4u）（方案1）。使用5-氟尿嘧啶作为参比药物，评价合成的化合物对人肺癌细胞系（A549）、宫颈癌（HeLa）癌细胞系、乳腺癌细胞系（MCF-7）和前列腺细胞系（DU-145）的体外抗癌活性[29]。计算的响应参数为IC50值，其对应于50%细胞活力抑制所需的浓度结果示于表1中，其中与作为阳性对照的5-氟尿嘧啶相比，所有在人肺癌细胞系（A549）的情况下，化合物4a、4b、4d、4k和4s是最有效的，IC50值在1.81至2.11mM范围内。在HeLa细胞系上显示有效活性的化合物是4b、4d、4k、4n，4p和4s（IC50分别为1.92在MCF- 7乳腺癌细胞系的情况下，有效化合物为4 b、4d、4k和4s。（IC50 = 2.12观察到合成的化合物对Du-145前列腺癌细胞系的中等活性，其中最有效的候选物是化合物4k、4p和4s（IC50 =2.12一般来说，肺癌（A549）和宫颈癌（HeLa）细胞系对合成化合物最敏感关于广谱抗癌活性，对表1中所示数据的仔细检查揭示化合物4d、4k和4s是最有活性的，显示出对四种细胞系的有效性SAR可以基于两个芳环上的取代来解释，较少受阻的取代如环的邻位和对位上的甲基和乙基增加了所有四种细胞系中的抗癌活性，有趣的是，邻位三氟甲基和吲哚啉基团降低了抗癌活性，尽管空间位阻为4d，4k和4s由于供电子倾向而显示出有希望的活性。大多数化合物在环上具有给电子基团而不是吸电子基团时显示出有希望的抗癌活性。结论总之，通过使用这种方法，合成了一系列含有磺酰基和酰胺偶联结构的分子并进行了评价。我们已经开发出简单和毫不费力的方法，C.D. Pawar等人 /埃及基础与应用科学杂志4（2017）310-314313通过简单的反应步骤合成了一些磺酰和酰胺偶联衍生物该方法是经济的，因为不需要昂贵的试剂，不需要任何繁琐的纯化该方法的优点是反应条件温和化合物（4d、4k和4s）在所有测试的四种细胞系确认作者感谢Babasaheb Ambedkar Marathwada大学（Aurangabad431004，MS，India）化学技术系主任提供实验室设施。附录A.补充数据与本文相关的补充数据可以在https://doi.org/10.1016/j.ejbas.2017.09.001的在线版本中找到。引用[1] 阿伦茨·巴巴克·KP新型酰胺基和磺酰胺基芳族乙醇胺：不同取代基对酸性和中性神经酰胺酶抑制的影响。Bioorg Med Chem2012;20：6162-70.[2] TavaresMT ， PasqualotoKFM ， StreekJVD ， etal.Synthesis ，characterization，insilico approach and in vitro antiproliferative activity of RPF151 ， a benzodioxolesulfonamide analogue designed from capsaicin scaffold. JMol Struct2015;1088：138-46.[3] Pingaew R ， Prachayasittikul V ， Worachartcheewan A ， et al. 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EurJMed Chem 2014;76：414-26.进一步阅读[28] 步骤1：2-（3-氯磺酰基苯基）乙酸酯（1a）的制备向2-苯基乙酸甲酯（40 g，266 mmol）在DCM（100 mL）中的搅拌溶液中，将RM冷却至0 °C并逐滴加入氯磺酸（34 g，293 mmol），然后在室温下搅拌1 h。 通过LCMS和TLC监测反应，反应完成后，在减压下蒸发反应混合物，用过量的己烷洗涤获得的胶状物质，并将其从20%乙酸乙酯：己烷混合物中结晶，以获得白色固体，为2-甲基-2-（4-甲基-2-氧杂环丁烷-1-基）苯基）-2-（4-甲基-2-氧杂环丁烷-1-基）-2-（4-氧杂环丁烷-1（3-氯磺酰基苯基）乙酸酯（1a），其进一步用于磺酰胺偶联反应，产率-（54g，81%）。制备2a-2f的一般实验程序向（3-氯磺酰基苯基）乙酸酯（1）（1当量）在DCM（10次）中的溶液中加入吡啶（10次），将混合物在室温下搅拌15分钟。将RM冷却至0 ℃并逐滴加入取代的胺（1.5当量），然后在室温下搅拌6小时。通过TLC和LCMS监测反应，反应完成后，将反应物质倒入冷的2N HCl水溶液中并将其搅拌30分钟。过滤得到的固体并用过量的水和冷乙醚和冷戊烷洗涤，得到所有化合物，为白色固体。对于滤液，用DCM萃取两次。将有机层用盐水溶液洗涤;将有机层在减压下蒸发，得到呈白色固体状的所需产物。但在大多数情况下，固体化合物产率在70- 80%之间。向搅拌的化合物3（1当量）的THF（10次）溶液中加入乙醇（4次）和水（2次），最后加入氢氧化锂（5当量）并搅拌反应混合物8小时。通过TLC和LCMS监测反应进程反应完成后，在减压下蒸发反应混合物以获得胶状材料。向其中加入10 ml水并用乙醚（10 ml）萃取。收集水层并通过使用6N HCl水溶液将其pH调节至4将所得固体过滤并用过量的水、冷乙醚（10 mL）和冷戊烷（10 mL）洗涤，得到所需化合物，为白色固体。步骤4：制备4a-4u的一般实验程序溶解于DCM中并用EDCI（1.5当量）、DIPEA（2.5当量）处理。将反应物料搅拌10分钟，然后加入胺（1.5当量）并将反应混合物在室温下搅拌8小时。通过TLC监测反应。加入15ml冷水并搅拌20 min。然后用20 ml DCM萃取。收集有机层，用1N HCl水溶液（10 mL）洗涤，用盐水（10 mL）洗涤。蒸发有机层以获得具有70至80%纯度的化合物4a至4z的化合物。通过用5：95%DCM：己烷洗涤进行纯化。将获得的固体用冷乙醚（20 mL）和冷戊烷（20 mL）洗涤以获得呈白色固体的化合物4a-4u（80-90%产率）。[29] 生物学方法细胞培养人癌细胞系HeLa（宫颈）、A549（肺）和DU-145（前列腺）在DMEM + GlutaMax（Invitrogen，Carlsbad，CA，USA）中生长，MCF-7 （ 乳腺） 在补 充有10% 热灭 活的牛 血清 （Gibco ） 和青霉 素-链霉 素（Gibco，Gaithersburg，MD，USA）的DMEM-F12 + GlutaMax）培养基（Invitrogen）中在37 ℃下在具有5%CO2供应的腐殖化室中生长。细胞毒性测定 在 处 理 前 一 天 将 细 胞 接 种 （ 105 个 细 胞 / 孔 ） 在 96 孔 平 底 板 （ Becton-DickinsonLabware，Franklin Lakes，NJ，USA）将化合物溶解于二甲基亚砜（DMSO; Sigma）中，并最终分别在DMF中制备为1.0 mg/mL储备液。公元314年Pawar等人 /埃及基础与应用科学杂 志 4（2017）310-314培养基。处理剂量中DMSO的最终浓度从未超过0.1%。通过在培养基中稀释储备液进一步制备六种不同剂量的化合物（400、200、100、50、25和10mM），并处理细胞（一式三份/剂量）。包括5-氟尿嘧啶作为标准参考药物（阳性对照），未处理的培养物被认为是阴性对照。将培养物进一步孵育48小时。在处理后48小时，使用TACS MTT细胞增殖进行细胞活力测试。和活力测定试剂盒（TACS）在酶标仪（ELx 800，BioTek，Winooski，VT，USA）中记录570 nm处的光密度（OD）计算50%细胞活力抑制所需的浓度（IC50），并与参比药物5-氟尿嘧啶进行比较，结果见表 1。