1,3-苯二氮卓类化合物的合成方法及抗癌活性

技术领域

本发明属于有机合成和药物发现技术领域，具体涉及1,3-苯二氮卓类化合物的合成方法及抗癌活性。

背景技术

众所周知，多种1,3-苯二氮卓类化合物都具有显著的抗癌、镇痛和缓解抑郁等药物活性，并已在临床得到广泛应用，对保障生命健康和提高生活质量作出了重要贡献，然而现有1,3-苯二氮卓类化合物活性研究真正应用临床，并成功上市的药物并不多。

因此，研究并开发新1,3-苯二氮卓类化合物的抗癌类候选药物，找到比现有药物类具有更好活性，然后再进行结构改造，从而筛选出更具潜力的药物分子结构仍然非常值得期待。

同时，1,3-苯二氮卓类化合物的合成发展了一些可靠的方法，但这些方法往往存在原料不易得到、合成路线长、产物结构单一和原子经济性低等问题。采用从简单易得的原料出发，开发经过简便的步骤即可合成1,3-苯二氮卓类化合物的绿色高效新方法，具有十分重要的理论意义和实用前景。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明首先提供了一类新的1,3-苯二氮卓类化合物，并研究了其抗癌活性。其次还提供了1,3-苯二氮卓类化合物的合成方法，通过N-芳基脒和炔丙醇酯类化合物之间发生的串联反应，可以高效合成1,3-苯二氮卓类化合物，合成方法具有原料简单易得、操作简便、条件温和、底物适用范围广等优点，该类化合物具有显著的抗癌活性，为潜在的候选药物分子结构。

本发明所提供的具有抗癌活性的1,3-苯二氮卓类化合物，其结构通式为：

其中，R

本发明还提供了上述结构3化合物在抗癌活性药物中的应用。

进一步地，在上述技术方案中，所述抗癌活性是指抗REC-1、HeLa、Ramos和A549等四种癌细胞活性。

在上述四种癌细胞活性实验中，以HeLa和Ramos癌细胞抑制效果最佳。具体而言，在HeLa癌细胞实验中，3c和3d结果最佳。在Ramos癌细胞实验中3w、3y、3bb、3cc和3ee结果最佳。根据以上结果，上述分子可以作为继续药物筛选的分子进行进一步结构细微修饰。

本发明还提供了上述1,3-苯二氮卓类化合物的合成方法，采用的技术方案为：

1,3-苯二氮卓类化合物的合成方法，包括如下操作：将N-芳基脒1、炔丙醇酯类化合物2、铑或钌催化剂、添加剂和有机溶剂混合，升温反应得到1,3-苯二氮卓类化合物3，反应方程式为：

其中，R

进一步地，在上述技术方案中，所述反应溶剂为起到溶解原料的作用，优选1,2-二氯乙烷、乙腈、丙酮、甲醇、乙醇或2,2,2-三氟乙醇。

进一步地，在上述技术方案中，所述铑或钌催化剂为二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体{简称[RhCp*Cl

进一步地，在上述技术方案中，所述添加剂为乙酸银、六氟锑酸银、碳酸银、醋酸铜或醋酸铜一水合物。

进一步地，在上述技术方案中，所述加热反应温度为70-120℃。

进一步地，在上述技术方案中，所述的N-芳基脒1、炔丙醇酯类化合物2、添加剂和铑或钌催化剂的投料摩尔比为1-2:1-2:0.1-1:0.01-0.07。

发明有益效果：

本发明与现有技术相比具有以下优点：1)合成过程简单、高效，通过N-芳基脒和炔丙醇酯类化合物的一锅串联反应，即可合成1,3-苯二氮卓类化合物；2)原料价廉易得，反应条件温和，操作简便，底物的适用范围广；3)1,3-苯二氮卓类化合物具有显著的抗癌活性，因此具有潜在的药用价值。

说明书附图

图1为实施例3中化合物3jj的X-单晶衍射图；

图2为实施例3中化合物3pp的X-单晶衍射图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

向15mL反应瓶中，依次加入化合物1a、溶剂、催化剂、添加剂和化合物2a，盖上塞子密封，将其置于油浴中升温搅拌反应。待反应结束后，冷却至室温，抽滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝300/1)得黄色固体产物3a。

通过改变反应的催化剂、添加剂、有机溶剂、反应物之间的当量比和反应温度等反应条件，得到一系列的结果，见表1。

表1不同条件下3a的合成

实施例2

向15mL反应瓶中，依次加入1a(53mg,0.3mmol)、甲醇(1mL)、二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体(5.6mg,0.009mmol)、醋酸铜一水合物(15mg,0.075mmol)和化合物2a(72.8mg,0.36mmol)，盖上塞子密封，将其置于90℃油浴中搅拌反应5h。待反应结束后，冷却至室温，抽滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝300/1)得黄色固体产物3a(68.4mg,72％)。该化合物的表征数据为：

实施例3

依照实施例2的方法和步骤

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代表性产物表征数据如下：

2-(tert-Butyl)-7-methyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3b)

Yellow oil(66.4mg,67％).

2-(tert-Butyl)-7-ethyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3c)

Yellow solid(70.3mg,68％).

2-(tert-Butyl)-7-isopropyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3d)

Yellow solid(72.1mg,67％).

2-(tert-Butyl)-7-methoxy-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3e)

Yellow oil(72.8mg,70％).

2-(tert-Butyl)-7-(methylthio)-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3f)

Yellow solid(34.8mg,32％).

2-(tert-Butyl)-7-fluoro-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3g)

Yellow solid(46.2mg,46％).

2-(tert-Butyl)-7-chloro-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3h)

Yellow oil(61.1mg,58％).

7-Bromo-2-(tert-butyl)-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3i)

Yellow solid(78.3mg,66％).

2-(tert-Butyl)-7-iodo-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3j)

Yellow solid(83.6mg,63％).

2-(tert-Butyl)-8-methyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3k)

Yellow oil(60.5mg,61％).

2-(tert-Butyl)-8-chloro-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3l)

Yellow solid(61.1mg,58％).

2-(tert-Butyl)-9-chloro-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3m)

Yellow solid(37.9mg,36％).

2-Cyclohexyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3n)

Yellow oil(49.3mg,48％).

2-Isopropyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3o)

Yellow oil(56.2mg,62％).

2-Isopropyl-7-methyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3p)

Yellow oil(55.0mg,58％).

7-Chloro-2-isopropyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3q)

Yellow solid(52.6mg,52％).

2-Cyclopropyl-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3r)

Yellow solid(40.6mg,45％).

2,4-Diphenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3s)

Yellow solid(33.3mg,33％).

7-Chloro-2,4-diphenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3t)

Yellow solid(35.6mg,32％).

7-Bromo-2,4-diphenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3u)

Yellow solid(37.4mg,30％).

7-Chloro-2-(4-chlorophenyl)-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3v)

Yellow solid(37.7mg,31％).

7-Bromo-2-(4-bromophenyl)-4-phenyl-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3w)

Yellow solid(51.9mg,35％).

2-(tert-Butyl)-5-(propan-2-ylidene)-4-(p-tolyl)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3x)

Yellow oil(63.4mg,64％).

2-(tert-Butyl)-4-(4-methoxyphenyl)-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3y)

Yellow solid(67.6mg,65％).

2-(tert-Butyl)-4-(4-fluorophenyl)-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3z)

Yellow solid(50.2mg,50％).

2-(tert-Butyl)-4-(4-chlorophenyl)-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3aa)

Yellow solid(66.3mg,63％).

2-(tert-butyl)-4-(4-nitrophenyl)-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3bb)

Yellow solid(59.6mg,55％).

4-([1,1'-Biphenyl]-4-yl)-2-(tert-butyl)-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3cc)

Yellow solid(77.7mg,66％).

2-(tert-Butyl)-5-(propan-2-ylidene)-4-(m-tolyl)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3dd)

Yellow solid(65.4mg,66％).

2-(tert-Butyl)-4-(3-chlorophenyl)-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3ee)

Yellow solid(75.8mg,72％).

2-(tert-Butyl)-5-(propan-2-ylidene)-4-(o-tolyl)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3ff)

Yellow solid(35.7mg,36％).

2-(tert-Butyl)-5-(propan-2-ylidene)-4-(thiophen-2-yl)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3gg)

Yellow solid(69.7mg,72％).

2-(tert-Butyl)-5-(pentan-3-ylidene)-4-phenyl-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3hh)

Yellow solid(78.5mg,76％).

2-(tert-Butyl)-5-cyclopentylidene-4-phenyl-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3ii)

Yellow solid(69.9mg,68％).

2-(tert-Butyl)-5-cyclohexylidene-4-phenyl-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3jj)

Yellow solid(80.2mg,75％).

2-(tert-Butyl)-5-cyclohexylidene-4-(p-tolyl)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3kk)

Yellow solid(62.2mg,56％).

(Z)-5-Benzylidene-2-(tert-butyl)-4-phenyl-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3ll)

Yellow solid(64.5mg,59％).

(Z)-2-(tert-Butyl)-5-ethylidene-4-phenyl-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3mm)

Yellow solid(27.2mg,30％).

2-(tert-Butyl)-5-(propan-2-ylidene)-4-(p-tolyl)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3nn)Yellow solid(35.7mg,34％).

2-(tert-Butyl)-4-(4-chlorophenyl)-5-(propan-2-ylidene)-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3oo)

Yellow oil(25.6mg,23％).

(Z)-5-Benzylidene-2,4-diphenyl-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3pp)

Yellow solid(31.1mg,27％).

(Z)-5-Benzylidene-4-(4-chlorophenyl)-2-phenyl-5H-benzo[d][1,3]diazepine(3qq)

Yellow solid(37.7mg,30％).

实施例4

本发明所合成的产物1,3-苯二氮卓类化合物可以进行一系列反应，从而合成进一步的衍生物。例如：

向15mL反应管中依次加入3i(39.5mg，0.1mmol)、苯乙炔(16.5μL，0.15mmol)、PPh

向15mL反应管中依次加入3i(79.1mg,0.2mmol)、苯酚(28.2mg,0.3mmol)、N,N-二甲基甘氨酸盐酸盐(8.4mg,0.06mmol)、Cs

向15mL反应管中依次加入3i(39.5mg,0.1mmol)、苯硼酸(18.3mg,0.15mmol)、PPh

实施例5

化合物的抗癌活性是利用CCK8分析方法，通过检测化合物抗癌细胞增殖活性研究来评估的。首先，将细胞以每孔5000个细胞的密度接种到每孔装有100μL培养基的96孔板中，并在37℃和5％CO

部分化合物的抗癌活性结果如下：

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。