新吡咯-2,5-二酮木构酮酸类化合物及其制备方法和用途与流程

本发明属于药物化学，具体地说涉及一类新的吡咯-2,5-二酮木构酮酸类化合物及其用途。

背景技术：

1、癌症是一种高发病率及高致死率的疾病，也是全人类面临的重大公共卫生问题。临床应用的化疗药物绝大多数都有使患者恶心、呕吐、白细胞下降、骨髓抑制等毒副作用，严重的可危及生命，还存在耐药问题，需要更有效更安全的抗癌药物。

2、氮原子附近有两个羰基的五元含氮杂环存在于许多知名药物中，如哌罗匹隆(perospirone),坦度螺酮(tandospirone),乙琥胺(ethosuximide),沙利度胺(thalidomide)和泊马度胺(pomalidomide)等[r.paprocka,et al,molecules,2022,27:2891]。吡咯-2,5-二酮衍生物具有与这些药物相似的核心骨架，因其成药性和广泛的药理学性质，包括抗炎作用[k.j.kim,et al,med.chem.lett.,2014，24:1958；j.t.moon,et al,bioorg.med.chem.lett,2010；20:734；j.s.shin，et al,bioorg.med.chem.lett,2012,22:2221；m.s.jan,et al,eur.j.med.chem.,2020,186:111863]、抗抑郁作用[m.z.wróbel,etal,eur.j.med.chem.,2019,183:111736]、胆固醇吸收抑制活性[x.yuan,et al,bioorg.med.chem.lett.,2016,26:849]、抗菌活性[w.al-zereini,et al,j.antibiot.,2010,63:297]，引起了化学家的极大兴趣。然而，具有吡咯-2,5-二酮核心的天然产物在自然界中很少见[r.paprocka,et al,molecules,2022,27:2891；c.b.f.f.yao,et al,j.antibiot.,2010,63:303]。

3、吡咯-2,5-二酮木构酮酸类是吡咯-2,5-二酮类的一种，截至目前，此类化合物相关报道很少，没有对癌细胞抑制和癌症治疗作用的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一类具有癌细胞抑制作用的新吡咯-2,5-二酮木构酮酸类化合物，以及该类化合物的制备方法和医药用途。

2、本发明提供的新吡咯-2,5-二酮木构酮酸类化合物，其结构如式(i)-(ii)：

3、

4、其中r1为cl或h，r2为h或甲基、乙基。

5、本发明所提供化合物通过真菌(xylogone sphaerospora)ncc2294发酵制备得到，菌株ncc2294已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期2024年4月24日，保藏编号为cgmcc no.41291。

6、本发明结构式(i)代表的化合物，当r1为cl，r2为h时，简称为化合物1，如下式所示。

7、本发明结构式(ii)代表的化合物，当r1为h，r2为h时，简称为化合物2，如下式所示。

8、

9、本发明提供了上述吡咯-2,5-二酮木构酮酸类化合物的制备方法，该方法是采用上述真菌(xylogone sphaerospora)发酵制备所述吡咯-2,5-二酮木构酮酸类化合物。具体地说，包括以下步骤：

10、a.制备真菌(xylogone sphaerospora)ncc2294的发酵产物

11、1)制备真菌(xylogone sphaerospora)ncc2294的种子液

12、将真菌(xylogone sphaerospora)ncc2294孢子悬浮液在20-30℃的马铃薯葡萄糖琼脂盘上活化5-10天，刮取菌落并与无菌水混合以制备真菌悬浮液。

13、将5ml真菌悬浮液接种到750ml三角瓶中，该三角瓶包含150ml种子培养基，按质量百分数计由以下组分配置：0.3-0.8％麦芽提取物、0.1-0.5％玉米淀粉、0.1-0.2％mgso4·7h2o、0.1-0.3％nacl、0.1-0.5％酵母提取物、0.3-2.0％葡萄糖、0.1-0.6％热压豆饼粉，水补足，灭菌前最终ph 6.0-7.0。然后通过摇瓶培养在20-30℃、200rpm下培养48-96小时获得用于发酵的种子培养物即种子液。

14、2)制备ncc2294的固体发酵培养物

15、将种子液以体积比为2-10％的接种量接种于装有100克固体大米发酵培养基的750ml三角瓶中，20-30℃、静置培养7-21天。

16、发酵培养基的制备方法为：大米与水按3:1比例混合均匀，浸泡时间3-10小时。然后每100克浸泡完成的湿米加入1-5克热榨黄豆饼粉，混合均匀后分装于750ml三角瓶中，每瓶装量101-105克培养基，胶塞，121℃下灭菌30min。

17、b.用有机溶剂对发酵产物浸提2-4次，每次2-8小时，合并浸提液，减压浓缩，除去有机溶剂，得到粗提物；

18、所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或乙酸乙酯。

19、c.将粗提物过硅胶柱层析，用线性梯度的石油醚-二氯甲烷-甲醇从10:1:0到0:1:0和0:7:3洗脱，收集洗脱液，tlc和hplc检测，将含有在272nm和332nm处具有紫外吸收的化合物的流分合并，减压蒸干，得到浓缩物。

20、d.将浓缩物用甲醇溶解，进行制备型反相hplc分离

21、流动相：线性梯度:0-20分钟，20％-100％ ch3cn-h2o(含有0.05％三氟乙酸)，色谱柱：phenomenex c18 21.2×250mm,10μm，流速：18.0ml/min，获得化合物1和2，保留时间分别为：tr＝19.8min，tr＝17.2min。

22、e.将化合物1进行结晶

23、溶剂挥发法结晶，溶剂为乙腈-水，体积比为100:1-5:1，获得化合物1的单晶。

24、除上述制备方法外，本发明所述新的吡咯-2,5-二酮木构酮酸类化合物还可以按照常规方法，通过合成、半合成或生物转化的方式获得。

25、本发明还提供了如下化合物在制备治疗癌症相关疾病中的药物中的用途：本发明所提供化合物、其同分异构形式、其结构类似物、其药物可接受的衍生物。药物可接受的衍生物包括，但并不限于，药学上可接受的的前药、盐、酯、酯类的盐、能直接或间接地根据患者的需要给药的其他任何加合物或衍生物、本发明化合物的代谢物或残留物。

26、本发明还提供药物组合物，其中包含药用载体和一种或多种本发明化合物、其同分异构形式、其结构类似物、其药物可接受的衍生物。

27、本发明所提供化合物、其同分异构形式、其结构类似物、其药物可接受的衍生物可单独使用或与一种或多种其它药剂组合使用。

28、本发明所述用途，其中癌症为肺癌、乳腺癌、肝癌、结肠癌和白血病，包括但不限于上述癌症疾病。

29、一种或多种其他药物或治疗方法、例如其它抗癌剂、放射疗法、抗肿瘤免疫疗法、靶向疗法，可任选地与本发明化合物、其同分异构形式、其结构类似物、其药物可接受的盐组合用于治疗癌症，或可作为单独剂型同时或依序给药。

30、与本发明所述化合物组合使用的其它抗癌剂还包括:例如，烷化试剂，包括但不限于氮介、乙烯亚胺衍生物、烷基磺酸盐、亚硝基脲和三嗪，诸如乌拉莫司丁、氮介、环磷酰胺、异环磷酰胺、美法伦、苯丁酸氮介、弧血生、三亚乙基-三聚氰胺、三亚乙基硫代磷酸胺、白消安、卡莫司汀、洛莫司汀、链脲菌素、达卡巴嗪和替莫唑胺；例如，抗代谢药物，包括但不限于叶酸拮抗剂，嘧啶类似物，诸如甲氨喋呤、5-氟脲嘧啶、氟尿苷、阿糖胞苷、6-硫鸟嘌呤、磷酸氟达他滨、喷司他丁和吉西他滨；例如，某些天然产物及其衍生物，包括但不限于长春花生物碱、抗肿瘤抗体、酶、淋巴因子，诸如长春花碱、长春新碱、长春地辛、博来霉素、放线菌d、道诺霉素、阿霉素、表柔比星、伊达比星、阿糖胞苷、紫杉醇、多西他赛、光神霉素、丝裂霉素c、l-天冬胺酰、干扰素、依托泊苷和替尼泊苷；其它抗癌剂还包括，共调节抗体，诸如ctla4、4-1bb、pd-l1和pd-1；细胞因子，诸如il-10，tgf-β等；阻止免疫细胞迁移，趋化因子受体拮抗剂，诸如ccr2、ccr4和ccr6；抗癌疫苗，包括树突状细胞、合成肽、dna疫苗和重组病毒。

31、本发明提供化合物、其同分异构形式、其结构类似物、其药物可接受的盐和药物组合可以利用各种给药途径或方式释放至患者。适合的给药途径包括但不限于吸入、透皮、口服、直肠、经粘膜、肠内和肠胃外给药，肠胃外给药包括肌内、皮下和静脉内注射。

32、本文所用的术语“给药”可涵盖所有直接与间接释放化合物到其预期作用部位的手段。

33、本发明所述的活性化合物可以本身形式给药的，或者以药物组合物形式给药，其中活性化合物是与一种或多种药学上可接受的载体、赋形剂或稀释剂混合的。按照本发明使用的药物组合物通常是按常规方式配制的，使用一种或多种生理学上可接受的载体，包含赋形剂和助剂，它们有利于将活性化合物加工成可以在药学上使用的制剂。适当的制剂取决于所选择的给药途径。

34、关于口服给药，化合物与本领域熟知的药学上可接受的载体结合。这类载体使本发明化合物能够配制成片剂、丸剂、锭剂、胶囊剂、液体、凝胶、糖浆剂、浆液、悬液等，用于被所要治疗的患者口服。口用药物制剂可以这样得到，与固体赋形剂混合，可选地研磨所得混合物，加工颗粒的混合物，如果需要的话加入适合的助剂，得到片剂或锭剂芯。适合的赋形剂确切地是填充剂，例如糖，包括乳糖、蔗糖或甘露糖醇；纤维素制备物，例如玉米淀粉、小麦淀粉、稻米淀粉、马铃薯淀粉、明胶、黄蓍胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮(pvp)。如果需要的话，可以加入崩解剂，例如交联聚乙烯吡咯烷酮、琼脂或藻酸或其盐，例如藻酸钠。

35、可以口服的药物制剂包括推入配合的胶囊剂，由明胶制成，以及软的密封胶囊剂，由明胶和一种增塑剂制成，例如甘油。推入配合的胶囊剂可以含有活性成分与下列成分的混合物：填充剂，例如乳糖；粘合剂，例如淀粉；和/或润滑剂，例如滑石粉或硬脂酸镁或微粉硅胶；和可选的稳定剂。在软胶囊剂中，活性化合物可以是溶解或悬浮在适合的液体中的，例如脂肪油、液体石蜡或液体聚乙二醇。另外，可以加入稳定剂。所有口服给药制剂都应当是适合于这类给药的剂量。

36、关于通过吸入给药，按照本发明使用的化合物适宜以气雾剂的形式从加压包装或雾化器中释放出来，其中利用适合的推进剂，例如二氯二氟甲烷、三氯氟代甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其他适合的气体。在加压气雾剂的情况下，通过提供计量释放的阀门可以确定剂量单位。用在吸入器或吹入器内的明胶胶囊和药筒可以配制成含有化合物与适合的粉末基质的粉末混合物，例如乳糖或淀粉。

37、化合物可以配制用于肠胃外给药，通过注射，例如急推注射或连续输注。注射用制剂可以是单位剂型，例如在安瓿或多剂量容器内，其中加入防腐剂。组合物可以采取在油性或水性载体中的悬液、溶液或乳液的形式，并且可以含有配制用试剂，例如悬浮剂、稳定剂和/或分散剂，例如交联聚乙烯吡咯烷酮、琼脂或藻酸或其盐，例如藻酸钠。

38、肠胃外给药用药物制剂包括水溶性活性化合物的水溶液。酌情可以制备活性化合物的油性注射悬液。适合的亲脂性溶剂或载体包括脂肪油，例如芝麻油，或合成的脂肪酸酯，例如油酸乙酯或甘油三酯，或脂质体，水性注射悬液可以含有增加悬液粘性的物质，例如羧甲基纤维素钠葡聚糖。可选地，悬液还可以含有适合的稳定剂或增加化合物溶解度的试剂，以便制备高浓缩的溶液。

39、或者，活性成分可以是粉末形式，在使用前用适合的载体再生，例如无菌无热原的水。

40、化合物还可以配制成直肠组合物，例如栓剂或保留灌肠剂，例如含有常规的栓剂基质，例如可可脂或其他甘油酯。

41、除了前述制剂以外，化合物还可以配制成药库制剂。这类长效制剂可以通过植入或经皮释放(例如皮下或肌内)、肌内注射或透皮贴剂给药。因而，例如，化合物可以与适合的聚合或疏水性材料(例如在可接受的油中的乳液)或离子交换树脂一起配制，或者配制成微溶性衍生物，例如微溶性盐。

42、给药方式以及有效剂量的选择将尤其根据所治疗的疾病而异。给药方式和剂量的选择在本领域技术人员的能力范围内。

43、与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：

44、本发明的研究结果显示：本发明所述的化合物1和2对a549、mda-mb-231、hepg2、ht-29、k562、sw620细胞系ic50值分别在3.76-72.43和9.23-80.54μm范围内，与阳性对照喜树碱相比，表现出显著更强的细胞毒性活性。化合物1显示出比2更高的活性。这些结果显示化合物1和2可用于制备治疗和/或预防癌症相关疾病的药物，具有广泛应用前景和显著药用价值。