本發(fā)明屬于創(chuàng)新藥物合成技術領域，具體涉及一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物，同時還涉及一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物的制備方法，以及其在抗腫瘤藥物中的應用。

背景技術：

新藥創(chuàng)新起源于先導物的發(fā)現(xiàn)，而基于結構的理性藥物分子設計是發(fā)現(xiàn)先導物的有效方法。在結構多樣的藥效團中，具有α，β-不飽和酮結構特征的查爾酮類化合物作為重要的天然有效成分，因具有多種藥理活性而被關注。然而，天然查爾酮類化合物多為多羥基苯環(huán)取代的α，β-不飽和酮類化合物，因其較差的水溶性導致生物利用度較低，限制臨床上的應用。另外，結合抗菌氟喹諾酮藥物的作用靶點—拓撲異構酶也是抗腫瘤藥物的重要作用靶點，可將其抗菌活性轉化為抗腫瘤活性，并發(fā)現(xiàn)氟喹諾酮C-3羧基并非是抗腫瘤活性所必需的藥效團、可用生物電子等排體替換以提高其抗腫瘤活性?；诖?，為改善查爾酮類的水溶性，提高其生物利用度和活性，本發(fā)明用氟喹諾酮藥物氟羅沙星的優(yōu)勢藥效團—多氟喹啉-4(1H)-酮骨架作為α，β-不飽和酮結構的取代基，進而設計了新型結構的氟喹諾酮“類查爾酮”衍生物。

為此，本發(fā)明的目的是提供一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物，具有抗腫瘤的作用和功效，同時提供一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物的制備方法。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物，其化學結構式如通式Ⅰ所示：

式Ⅰ中Ar為苯環(huán)或取代苯環(huán)或呋喃環(huán)或吡啶環(huán)，該類化合物為以下的具體結構的化合物：

本發(fā)明的一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物的制備方法，以式Ⅱ所示的氟羅沙星為原料制備而成；

具體制備步驟如下：

1)以式Ⅱ所示的氟羅沙星經(jīng)硼氫化鈉還原脫羧基反應得式Ⅲ所示的化合物，然后與甲酸乙酯縮合反應制得式Ⅳ所示的化合物，最后式Ⅳ與活性二氧化錳氧化得式Ⅴ氟羅沙星醛；

步驟1)的詳細操作步驟可以參照文獻(Kondo H,Sakamoto F,et al.Studies on prodrugs.7.Synthesis and antimicrobial activity of 3-formylquinolone derivatives,J.Med.Chem.1988,31,221～225.)前藥研究.7.3-甲酰基喹諾酮衍生物的合成及抗微生物活性)的方法制備，具體過程如下：

2)將式Ⅴ所示氟羅沙星醛與式Ⅵ所示的芳香基乙酮在堿的催化下在無水乙醇中進行羥醛縮合反應，待反應完全后，經(jīng)處理得目標化合物如式Ⅰ所示，具體過程如下：

其中，式Ⅰ中Ar為苯環(huán)或取代苯環(huán)或呋喃環(huán)或吡啶環(huán)。

目標化合物式Ⅰ通用的合成制備操作步驟為：取6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-喹啉-4(1H)-酮-3-甲醛式Ⅴ1.1g(3.2mmol)溶解于20mL無水乙醇中，加入芳香基乙酮式Ⅵ(3.2mmol)和堿催化劑哌啶(0.1mL)?；旌戏磻锘亓鞣磻?4h，放置室溫，濾集產生的固體，無水乙醇重結晶，得淡黃色結晶目標物式Ⅰ。

作為進一步的改進，式Ⅴ所示的氟羅沙星醛與芳香基乙酮式Ⅵ的摩爾比為1:1.0～1.2。

所述的堿性催化劑為哌啶、吡啶、三乙胺、嗎啉、乙酸鉀和乙酸鈉中的至少一種。

所述的一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物在制備抗腫瘤藥物中的應用。

所述抗腫瘤藥物為治療肝癌、胰腺癌或白血病藥物。

本發(fā)明的一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物基于藥效團的拼合原理，將多氟喹諾酮骨架與α，β-不飽和酮藥效團有效的結合，設計合成了氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物，實現(xiàn)了不同結構藥效團的互補和活性的疊加，從而達到了增效降毒的效果，可作為全新結構的抗腫瘤藥物開發(fā)。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。

實施例1

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-(2-苯甲酰-乙烯-1-基)-喹啉-4(1H)-酮(I-1)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為苯基。

該化合物的制備方法為：以苯乙酮(0.45g，3.8mmol)替代芳香基乙酮(VI)，依照上述的目標物(I)的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物(I-1)，產率73.2％，m.p.161～163℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.34～2.38(7H，m，哌嗪-H和N-CH₃)，3.42(4H，t，哌嗪-H)，4.68～4.82(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，7.53～8.03(6H，m，Ph-H和5-H)，8.18～8.87(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：456[M+H]+，計算(C₂₅H₂₄F₃N₃O₂)：455.48。

實施例2

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-甲氧基苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-2)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對甲氧基苯基。

該化合物的制備方法為：以4-甲氧基-苯乙酮(0.48g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依 照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物(I-2),產率76.4％，m.p.164～166℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.35～2.42(7H，m，哌嗪-H和N-CH₃)，3.43(4H，t，哌嗪-H)，4.72～4.84(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，3.86(3H，s，OCH₃)，7.66～8.06(5H，m，Ph-H和5-H)，8.21～8.88(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：486[M+H]+，計算(C₂₆H₂₆F₃N₃O₃)：485.51。

實施例3

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(3，4-二氧亞甲基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-3)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為3，4-(二氧亞甲基)苯基。

該化合物的制備方法為：以3，4-二氧亞甲基-苯乙酮(0.52g，3.2mmol)替代芳基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-3),產率72.6％，m.p.178～180℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.35～2.46(7H，m，哌嗪-H和N-CH₃)，3.46(4H，t，哌嗪-H)，4.72～4.86(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，6.22(2H，s，OCH₂O)，7.67～8.12(5H，m，Ph-H和5-H)，8.23～8.97(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：500[M+H]+，計算(C₂₆H₂₄F₃N₃O₄)：499.49。

實施例4

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(3,4,5-三甲氧甲基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-4)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為3，4，5-三甲氧苯基。

該化合物的制備方法為：以3，4，5-三甲氧基-苯乙酮(0.67g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-4),產率63.7％，m.p.158～160℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.36～2.48(7H，m，哌嗪-H和N-CH₃)，3.50(4H，t，哌嗪-H)，4.74～4.88(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，3.86，3.88(9H，2s，3×OCH₃)，7.76～8.15(3H，m，Ph-H和5-H)，8.26～9.03(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：546[M+H]+，計算(C₂₈H₃₀F₃N₃O₅)：545.56。

實施例5

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-甲基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-5)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對甲基-苯基。

該化合物的制備方法為：以4-甲基-苯乙酮(0.51g，3.8mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-5),產率56.4％，m.p.144～146℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.24～2.46(10H，m，Ph-CH₃、哌嗪-H和N-CH₃)，3.47(4H，t，哌嗪-H)，4.72～4.83(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，7.62～8.03(5H，m，Ph-H和5-H)，8.17～8.94(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：470[M+H]+，計算(C₂₆H₂₆F₃N₃O₂)：469.51。

實施例6

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-氟-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-6)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對氟-苯基。

該化合物的制備方法為：以4-氟-苯乙酮(0.44g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-6),產率76.2％，m.p.175～177℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.36～2.56(7H，m，哌嗪-H和N-CH₃)，3.53(4H，t，哌嗪-H)，4.82～4.87(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，7.78～8.16(5H，m，Ph-H和5-H)，8.25～9.13(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：474[M+H]+，計算(C₂₅H₂₃F₄N₃O₂)：473.47。

實施例7

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-硝基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-7)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為對硝基苯基。

該化合物的制備方法為：以4-硝基-苯乙酮(0.53g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-7),產率78.2％，m.p.185～187℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.38(3H，s，N-CH₃)，2.65～3.56(8H，m，哌嗪-H)，4.86～4.97(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，7.84～8.18(5H，m，Ph-H和5-H)，8.28～9.16(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：501[M+H]+，計算(C₂₅H₂₃F₃N₄O₄)：500.48。

實施例8

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-羥基-苯甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-8)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為4-羥基-苯基。

該化合物的制備方法為：以4-羥基-苯乙酮(0.45g，3.3mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-8),產率56.3％，m.p.161～163℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.36(3H，s，N-CH₃)，2.58～3.47(8H，m，哌嗪-H)，4.76～4.85(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，7.76～7.87(5H，m，Ph-H和5-H)，8.21～9.06(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)，10.55(1H，brs，OH)；MS(m/z)：472[M+H]+；計算(C₂₅H₂₄F₃N₃O₃)：471.48。

實施例9

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-吡啶-甲?；?-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-9)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為4-吡啶基。

該化合物的制備方法為：以4-吡啶-乙酮(0.39g，3.2mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-9),產率63.2％，m.p.184～186℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.38(3H，s，N-CH₃)，2.68～3.54(8H，m，哌嗪-H)，4.88～5.06(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，8.03(1H，d，5-H)，8.33～9.18(7H，m，2-H、1’-H、2’-H和Py-H)；MS(m/z)：457[M+H]+，計算(C₂₄H₂₃F₃N₄O₂)：456.47。

實施例10

6，8-二氟-1-(2-氟乙基)-7-(4-甲基-哌嗪-1-基)-3-[2-(4-呋喃-甲酰)-乙烯-1-基]-喹啉-4(1H)-酮(I-10)，其化學結構式為：

即式Ⅰ中的Ar為2-呋喃基。

該化合物的制備方法為：以2-呋喃-乙酮(0.42g，3.8mmol)替代芳香基乙酮式Ⅵ，依照上述的目標物式Ⅰ的通用制備方法，得淡黃色結晶目標物物(I-10),產率65.7％，m.p.174～176℃。¹H NMR(400MHz,CD₃Cl)δ：2.36(3H，s，N-CH₃)，2.61～3.53(8H，m，哌嗪-H)，4.85～4.94(4H，m，F(xiàn)CH₂CH₂N)，6.83～8.13(4H，m，5-H和呋喃-H)，8.21～9.05(3H，m，2-H、1’-H和2’-H)；MS(m/z)：446[M+H]⁺，計算(C₂₃H₂₂F₃N₃O₃)：445.45。

試驗例

一、實施例1-10提供的一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物的體外抗腫瘤活性測定

1、供試樣品

以實施例1-10提供的一種氟羅沙星的α，β-不飽和酮衍生物及經(jīng)典抗腫瘤TOPO抑制劑10-羥基喜樹堿(HC)和母體化合物氟羅沙星(FL)為供試樣品，共12種，其中HC和FL為對照組，實施例1-10樣品為實驗組；

實驗癌細胞株分別為人肝癌Hep-3B細胞、人胰腺癌Panc-1細胞和人白血病HL60細胞 株均購買自中國科學院上海細胞庫。正常細胞采用VERO非洲綠猴腎細胞，購買于上海通派生物科技有限公司。

2、測定方法

測定方法的具體步驟為：

1)首先將上述12種供試樣品分別用二甲基亞砜(DMSO)溶解，配制成1.0×10^-2mol·L^-1濃度的儲備液，之后用質量百分比濃度為10％的小牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液將儲備液稀釋成具有5個濃度梯度(0.1、1.0、5.0、10.0、50.0μmol·L^-1)的工作液；

2)取對數(shù)生長期的人肝癌Hep-3B細胞、人胰腺癌Panc-1細胞和人白血病HL60細胞及VERO細胞株，以每孔6000個細胞接種于96孔板，隨后分別加入上述12種樣品的具有5個濃度梯度的工作液，48小時后每孔加入5g·L^–1MTT(噻唑藍)溶液10μL，繼續(xù)再培養(yǎng)4小時之后加入100μL質量百分比濃度為10％的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液。培養(yǎng)24小時，然后用酶標儀在570nm波長處測定吸光度(OD)值；

3)按下述所示公式計算不同濃度的供試樣品對癌細胞的抑制率，

癌細胞抑制率＝[(1－實驗組OD值)/對照組OD值]×100％；

然后以供試樣品的各濃度的對數(shù)值對各濃度對應的癌細胞抑制率作線性回歸，得到劑量-效應方程，從所得劑量-效應方程計算出供試樣品對實驗癌細胞的半數(shù)抑制濃度(IC₅₀)；每個數(shù)據(jù)平行測定三次，求其平均值，結果見表1所示。

表1各供試樣品的抗腫瘤活性(IC₅₀)

從表1可以看出，實施例1-10提供的化合物對實驗3種癌細胞的抑制活性顯著強于母體化合物氟羅沙星的活性，尤其是大部分化合物對三種實驗癌細胞的生長抑制活性強于對照羥喜樹堿的活性，其IC₅₀值已達到或低于微摩爾濃度。更有意義的是，實施例1-10提供的化合物對VERO細胞顯示出較低的毒性，具有成藥性的潛力。因此，按照藥物開發(fā)的一般途徑是先進行常規(guī)的抗腫瘤體外篩選，然后進行針對性的研究，所以本發(fā)明的化合物具有強的抗腫瘤活性和較低的毒性，可通過與人體可接受的酸成鹽或與藥用載體混合制備抗腫瘤藥物。