氯胺-T介导的合成、ADME（药代动力学、吸收、分布、代谢和排泄）、对接研究以及3-取代-5-苯基-4,5-二氢异噁唑衍生物的细胞毒性活性

《Journal of Molecular Structure》：Chloramine-T Mediated Synthesis, ADME, Docking Study and Cytotoxic Activity of 3-substituted-5-phenyl-4,5-dihydroisoxazole Derivatives

该研究通过氯胺-T介导的合成方法，成功合成了4个及7a-7i共10个新型异噁唑啉类衍生物。经IR、NMR和质谱表征，这些化合物符合药化性质要求，且均符合Lipinski五规则。分子对接显示化合物7a-7i与EGFR酪氨酸激酶（PDB:2J5F）活性位点存在显著结合，其中7i对非小细胞肺癌（EKVX）细胞抑制率达26.28%，7h对中枢神经癌细胞（SNB-75）抑制率中等。该系列化合物展现出作为抗癌药物开发的潜力。

　　

Kavita Rana Salahuddin | Avijit Mazumder

药物化学系，诺伊达工程与技术学院（药学院），印度北方邦大诺伊达知识园2号地块19号，邮编201306

摘要

EGFR的异常或失调与多种人类疾病有关，包括各种形式的肺癌、乳腺癌、胰腺癌、结直肠癌、胆道系统癌、卵巢癌、膀胱癌和前列腺癌。本文描述了一种使用高效氧化剂氯胺-T（Chloramine-T）合成新型3-(2-取代喹啉-3-基)-5-苯基-4,5-二氢异唑衍生物（4和7a-7i）的方法，该合成过程快速且高效，得到了优异的结果。通过红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）和质谱（MS）对合成化合物的结构进行了表征。通过计算机模拟的ADME（吸收、分布、代谢和排泄）分析，表明这些化合物具有良好的药代动力学特性，因此具有潜在的药物活性。这些化合物还经过了毒性预测（Pro Tox 3.0）和分子对接研究。所有化合物（4和7a-7i）均符合Lipinski五规则，预计不具有免疫毒性、致突变性和细胞毒性，被归类为IV类。其中一些化合物（7a,7b,7c,7d,7f,7g）在与酪氨酸激酶（PDB ID: 2J5F）的分子对接研究中表现出显著的结合亲和力和与活性位点的相互作用。这些化合物与标准抗癌药物多柔比星相当。NCI采用自己的筛选方法对60种细胞系进行了抗癌效果评估，结果显示单剂量（10^-5 M）下化合物7i对EKVX（非小细胞肺癌）具有最高的活性，而化合物7h对SNB-75（中枢神经系统癌症）表现出中等活性。这些结果表明基于喹啉的二氢异唑衍生物在抗癌药物开发方面具有潜力。

引言

近期研究重点关注了氯胺-T介导的异唑衍生物，因为它们具有广泛的药理活性[1]。含氮的五元杂环化合物（异唑环）在药物化学中广泛应用，也存在于许多天然化合物中[2,3]。异唑是不饱和化合物，含有三个碳原子、一个氧原子和一个氮原子[4, [5], [6]]。Hantzsch–Widman命名法指出，“异唑”这个名字来源于前缀“iso”（表示异构现象）以及“oxa”、“aza”和“ole”[7]。异唑表现出多种重要的生物活性，如抗生素、杀虫剂、抗菌、抗真菌、抗肿瘤、抗结核和抗溃疡作用[8, [9], [10]]。

癌症是全球第二大死亡原因，其特征是细胞无控制地增殖，并有可能扩散到身体其他部位[11]。导致细胞无控制生长和肿瘤形成的遗传改变是癌症的根本原因[12,13]。DNA损伤和基因组不稳定是散发性恶性肿瘤的主要因素[14,15]。遗传突变仅占癌症的一小部分，而环境、生活方式和行为因素与多种癌症相关。2000年至2009年间，所有种族和性别群体的癌症死亡率每年下降1.5%[16,17]。属于表皮生长因子受体（EGFR）家族的酪氨酸激酶（TKs）对癌细胞的增殖至关重要[18,19]。能够抑制TK活性的物质被认为可能是抗癌剂。在本研究中，我们报道了使用氯胺-T在乙醇中合成3-(2-取代喹啉-3-基)-5-苯基-4,5-二氢异唑衍生物（4和7a-7i）的方法。我们专注于EGFR TK家族，以研究这些化合物在EGFR酪氨酸激酶活性位点的结合机制。

化学部分

化学过程

2-氯喹啉-3-醛（2）通过Vilsmeier–Haack反应，使用DMF和三氯化磷在80–90°C下从乙酰苯胺（1）合成[21, [22], [23], [24]]。相应的2-氯喹啉-3-醛肟（3）通过在60–65°C下将羟胺盐酸盐与乙醇反应制备得到。化合物4（2-氯-3-(5-苯基-4,5-二氢异唑-3-基)-喹啉）是由氯胺-T和苯乙烯合成的。取代的喹啉衍生物（5a-5d）也包括在此合成过程中。

化学过程

研究中使用的化合物均从多家化学品供应商处购买，包括S.D. Fine Chem.、Qualigens、CDH和E. Merck India Ltd。使用前，这些低纯度级别的溶剂和试剂都经过了纯化处理。E. Merck India Ltd提供了用于薄层色谱（TLC）的硅胶G（160–120目）。所使用的溶剂体系为甲苯:乙酸乙酯:甲酸（5:4:1）和苯:丙酮（9:1）以及甲苯:乙酸乙酯（其他比例未明确提及）。

结论

在氯胺-T的存在下，成功合成了一系列10种新型异唑类似物，产率良好。所有化合物均通过光谱技术（IR、NMR和MS）进行了表征，并评估了它们的抗癌活性。其中最有效的抗癌化合物是7i，其对EKVX（非小细胞肺癌）和UO-31（肾癌）表现出显著活性，非小细胞肺癌细胞的生长抑制率为26.28%，肾癌细胞的生长抑制率为62.11%。

作者贡献声明

Kavita Rana：原始稿件的撰写、审稿和编辑

Salahuddin：概念构思、监督和实验方法设计

Avijit Mazumder：概念构思和监督

作者声明没有利益冲突。本研究由NIET药学院（大诺伊达）提供资金支持。

数据可用性：

数据可应要求提供

致谢

作者感谢NIET的总经理O.P. Agarwal博士提供的研究设施，以及昌迪加尔SAIF提供的光谱数据。同时感谢美国马里兰州贝塞斯达国家癌症研究所的团队对抗癌活性的体外评估。此外，我们也感谢Avijit Mazumder博士在 manuscript 准备过程中提供的宝贵帮助。

作者贡献声明

Kavita Rana Salahuddin：撰写、审稿和编辑；原始稿件的撰写

Avijit Mazumder：监督和概念构思

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。