2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺基)甲基吡啶［2，3-d］并嘧啶类化合物的合成及定量构效关系1
作者：夏 青 吴 军 李仁利2
单位：北京医科大学药物化学教研室，北京 100083
关键词：二氨基吡啶[2，3-d]并嘧啶；抗癌活性；定量构效关系
中国药物化学杂志990109 摘 要 参照文献方法合成了18个2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺基)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶化合物(Ⅳ)，用Hansch方法研究了它们对L1210细胞株抑制作用的定量构效关系，其结果表明：苯环对位取代基不利于抑制作用，增大5′-取代基的体积同时增加间位(3′和5′)取代基团的疏水性可提高抑制作用.
Synthesis and Quantitative Structure-Activity Relationships of
, 百拇医药
Lipophilic Antifolate 2,4-Diamino-5-Methyl-6-(Substituted Anilino)
Methyl-Pyrido[2，3-d]Pyrimidines
Xia Qing,Wu Jun ,Li Renli
(Department of Medicinal Chemistry,Beijing Medical University,Beijing 100083)
Abstract According to the method reported by J.R Piper eighteen 2,4-diamino-5-methyl-6-(substituted anilino)methyl-pyrido[2，3-d]pyrimidines(Ⅰ) were synthesized.Combined with the compounds previously reported their structure-activity relationships of the inhibition to L1210 were studied by using the Hansch approach.The correlation equation indicated that substituents on the paraposition of benzene ring were unfavorable to the inhibitory activity,while increasing the bulk of 5′substituent and the hydrophobicity of meta(3′and 5′-positions)-substituents would increase the inhibitory activity of this kind of compound.
, 百拇医药
Key words diaminopyrido[2，3-d]pyrimidines;antitumor activity;QSAR
二氢叶酸还原酶(DHFR)抑制剂能选择性地与DHFR结合，抑制其催化还原活性，使二氢叶酸不能顺利转变为四氢叶酸，阻碍叶酸代谢，干扰DNA和蛋白质的合成，最终导致细胞死亡，所以，DHFR抑制剂具有抗癌、抗菌和抗疟作用.目前临床应用于抗癌的DHFR抑制剂主要为甲氨喋呤(MTX)，但其毒性较大，且易产生耐药性.因此寻找具有选择性作用及抗耐药性的DHFR抑制剂，具有重要意义.作者对2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺基)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶类(Ⅰ)脂溶性叶酸拮抗剂的合成及定量构效关系进行了研究，以期望寻找到低毒、高选择性的DHFR抑制剂.
1 目标化合物的设计
对该类化合物的研究表明〔1〕：当苯环2′-位取代基的疏水性降低，5′-位及6′-位取代基的疏水性增加，且取代基均为给电子基团时，抗癌活性将增大，如(1)式所示：
, 百拇医药
log1/C=-1.746(±0.618)π2+2.444(±0.606)π5，6-1.586(±0.50)Σσ+6.994(±0.222)
n=15, r=0.952， s=0.256， F4，10=8.65
(1)
为验证(1)式的可信性，曾合成了5个(Ⅰ)类化合物，这5个化合物对L1210细胞株的抑制作用与(1)式的预测值不相符合.将此5个化合物与(1)式的15个化合物合并重新进行QSAR相关分析得(2)式：
log1/C=0.674(±0.54)π3，5+1.08(±0.75)MR5-0.82(±0.53)MR4+6.738(±0.369)
, 百拇医药
n=20, r=0.832， s=0.426， F4，15=12.03
(2)
由上述结果可见，(2)式与(1)式完全不同，可能是导出(1)式的化合物取代基以卤素及甲基为主，理化参数的变化幅度较小，未能揭示出其客观存在的构效关系规律.为此，作者设计合成了18个目的化合物，以进一步揭示其构效关系.
2 合成实验部分
熔点是在电热熔点仪或显微熔点仪上测定的，温度未校正.核磁共振氢谱用VARIAN VAX-300核磁共振光谱仪及JEOL-FX-90 Q核磁共振光谱仪测定，质谱用ZAB HS质谱仪测定，红外光谱用PE-983G红外分光光度计测定.所有合成化合物的结构测试均由中国科学院化学研究所和北京医科大学重点实验室共同完成.
, http://www.100md.com 目的物的分离采用减压液相色谱法，硅胶为青岛海洋化工厂生产的薄层用硅胶H.
2.1 硝基还原(胺基化合物的制备通法)〔3〕
将取代硝基苯0.03 mol溶于适量无水乙醇中，加入0.3～0.5 g 5%钯-炭，然后加热搅拌通氢气还原.一般氢气压力保持在0.15～0.35 MPa，油浴温度控制在60℃左右.反应8 h后停止，滤出钯-炭，旋转蒸干溶剂，可得相应的取代苯胺，产率为97%～100%.
2.2 2-氨基-4-甲基-3，5-吡啶二腈的合成
按文献〔1〕的方法用取代苯胺为原料合成，产率：93.5%(文献〔2〕收率：86%)，mp 222～223℃(文献〔2〕mp 222～223℃)，MS m/e：159(M+1)+ .
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2.3 2，4-二氨基-5-甲基-6-吡啶[2，3-d]并嘧啶腈的合成
按文献〔1〕的方法，产率：70.6%(文献〔2〕收率：58%)，mp 264℃(分解碳化).MS m/e：201(M+1)+ .
2.4. 2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶(Ⅰ)类化合物的合成
用文献〔1〕方法进行反应及后处理得棕黄色固体.用直径为2 cm或4 cm的减压柱，干法装柱(10 cm高)，干法上样，进行减压色谱分离，依次用氯仿-氯仿(甲醇)14∶1，12∶1，10∶1，9∶1，8∶1，7∶1，6∶1，5∶1，4∶1，3∶1梯度洗脱(每次用35 mL洗脱液)，一般梯度为6∶1，5∶1，4∶1的部分含目标化合物.旋转蒸干溶剂，即得所要的产品.收率：5%左右(文献〔2〕收率：15%).
, 百拇医药
共合成了18个目标化合物，其熔点及波谱数据见表1.
Tab.1 Physical constants and spectral data of synthesized
2,4-diamino-5-methyl-6-(substituted anilino)methyl pyrido[2，3-d]pyrimidines
Compd.
R
mp/℃
MS m/e
1H-NMR δ
1
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3′-SO2NHPh
212～214
436
2.830(s,3H,5-CH3),5.60(d，2H，6-CH2),6.70(s,2H,4-NH2),6.90(t,1H,NH),7.00(s,2H,2-NH2),7.088～7.218(m,9H,ArH),7.70(s,1H,SO2NH),8.74(s,1H,C7-H)
2
4′-SO2NH2
217～220
, 百拇医药
360
2.584(s,3H,5-CH3),5.834(d，2H，6-CH2),6.140(s,2H,4-NH2),6.572(t,1H,NH),6.908(s,2H,2-NH2),7.433～7.459(dd,4H,ArH),7.437(s,2H,SO2NH2),8.365(s,1H,C7-H)
3
3′-COOCH3
168～170
339
2.683(s,3H,5-CH3),4.270(d，2H，6-CH2),3.803(s,3H,-COOCH3),6.28(s,2H,4-NH2),6.59(m,1H，NH),6.904(s,2H,2-NH2),7.142～7.239(m,Ar-H,4H),8.504(s,1H,C7-H)
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4
3′-COOC4H9
179～182
381
0.88(t,3H,CH3),1.328～1.822(m，4H，CH2CH2),2.666(s,3H,5-CH3),4.027(t,2H,OCH2),4.282(d,2H,6-CH2),5.494(s,2H,4-NH2),6.311(m,1H,NH),6.479(s,2H,2-NH2),6.863～7.220(m,4H,Ar-H),8.480(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
5
3′-OCOPh
146～149
401
2.672(s,3H,5-CH3),4.343(d，2H，6-CH2),6.507(s,2H,4-NH2),6.858(m,1H,NH),7.138(s,2H,2-NH2),7.405～8.403(m,9H,Ar-H),8.511(s,1H,C7-H)
(Continued Tab.1) Compd.
R
mp/℃
, http://www.100md.com
MS m/e
1H-NMR δ
6
3′-OCH2OCH3
245(dec.)
341
2.675(s,3H,5-CH3),3.473(s，3H，OCH3),4.199(d,2H,6-CH2),5.088(s,2H,OCH2O),6.141(s,2H,4-NH2),6.231(d,1H,NH),6.784(s,2H,2-NH2),6.885～7.208(m,4H,Ar-H),8.792(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
7
2′-OC4H9
196～198
353
0.914(t,3H,CH3),1.442(m，2H，CH2),1.698(m,2H,CH2),2.742(s,3H,5-CH3),3.935(m,2H,OCH2),4.404(d,2H,6-CH2),6.52(s,2H,4-NH2),6.552(d,1H,NH),6.631(s,2H,2-NH2),7.494～7.961(m,4H,Ar-H),8.520(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
8
2′-OC3H7
215(dec.)
339
0.987(t,3H,CH3),1.914(m，2H，CH2),2.709(s,3H,5-CH3),3.930(d,2H,OCH2),4.336(d,2H,6-CH2),6.515(s,2H,4-NH2),6.538(t,1H,NH),6.546(s,2H,2-NH2),6.803(m,4H,Ar-H),8.462(s,1H,C7-H)
9
, http://www.100md.com
3′，5′-(COOC2H5)2
180～182
425
1.181(m，6H，2CH3),2.708(s,3H,5-CH3),4.069(m,4H,2OCH2),4.310(d,2H,6-CH2),6.730(s,2H,4-NH2),7.022(t,1H,NH),7.328(s,2H,2NH2),7.450～7.719(m,3H,Ar-H),8.548(s,1H,C7-H)
10
3′，5′-(COOCH3)2
, 百拇医药
218～220
397
2.678(s，3H,5-CH3),3.833(s,6H,CH3),4.356(d,2H,6-CH2),6.689(t,1H,NH),6.688(s,2H,4-NH2),7.444(s,2H,2-NH2),7.701～8.380(m,3H,Ar-H),8.522(s,1H,C7-H)
11
3′-OC6H11
202～205
379
, http://www.100md.com
1.236(m，2H，CH2),1.687(m,4H,2CH2),2.493(m,4H,2CH2),2.687(s,3H,5-CH3),4.09(m,1H,OCH)，4.21(d,2H,6-CH2),5.580(s,2H,4-NH2),6.19(s,1H,NH),6.250(s,2H,2-NH2),6.834～7.40(m,4H,Ar-H),8.47(s,1H,C7-H)
12
3′-OC6H13
163～165
381
0.893(t,3H,OC5H10CH3),1.231(m，2H，OC4H9CH2CH3),1.351(m,2H,OC3H7CH2C2H5)，1.902(m,2H,OC2H5CH2C3H7)，2.001(m,2H,OCH2CH2C4H9),2.834(s,3H,5-CH3),3.823(t,2H,OCH2C5H11),4.425(d,2H,6-CH2),5.619(s,2H,4-NH2),6.092(t,1H,NH),6.207(s,2H,2-NH2),6.783～7.70(m,4H,ArH),8.74(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
13
2′-OC6H13
186～188
381
0.82(t,3H,CH3),1.22(m，2H，OC4H9CH2CH3),1.68(m,2H,OC3H7CH2C2H5)，1.88(m,2H,OC2H5 CH2C3H7)，2.24(m,2H,OCH2CH2C4H9),2.59(s,3H,5-CH3),3.877(t,2H,OCH2C5H11),4.39(d,2H,6-CH2),6.519(s,2H,4-NH2),6.626(t,1H,NH),6.788(s,2H,2-NH2),6.803～7.272(m,4H,ArH),8.409(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
14
3′-OC3H7
4′-OCH3
252(dec.)
367
0.99(m,3H,3′-OCH2CH2CH3),1.91(m,2H,3′-OCH2 CH2CH3),2.829(s,3H,5-CH3),3.329(s,3H,4′-OCH3),4.10(m,2H,3′-OCH2C2H5),4.20(d,2H,6-CH2),6.30(s,2H,4-NH2),6.58(t,1H,NH),6.78(s,2H,2-NH2),6.88～7.20(m,3H,ArH),8.75(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
15
2′-OCH3
5′-CH3
210～212
325
2.132(s,3H,5′-CH3),2.783(s,3H,5-CH3),3.748(s,3H,2′-OCH3),4.36(d,2H,6-CH2),6.37(s,2H,4-NH2),6.39(t,1H,NH),6.58(s,2H,2-NH2),6.70～6.99(m,3H,ArH),8.50(s,1H,C7-H)
16
, http://www.100md.com
2′，6′-(CH3)2
156～158
309
2.221(s,6H,2′，6′-2CH3),2.708(s,3H,5-CH3),4.414(d,2H,6-CH2),6.29(s,2H,4-NH2),6.574(t,1H,NH),6.976(s,3H,2-NH2),7.036(m,3H,ArH),8.652(s,1H,C7-H)
17
2′，3′-(CH3)2
, 百拇医药 198(dec.)
309
2.219(s,3H,CH3),2.281(s,3H,CH3),2.723(s,3H,5-CH3),4.437(d,2H,6-CH2),6.361(s,2H,4-NH2),6.381(t，1H,NH),6.968(s,2H,2-NH2),7.039～7.123(m,3H,ArH),8.721(s,1H,C7-H)
18
2′，3′-(CH=CH)2-
176(dec.)
331
, http://www.100md.com
2.728(s,3H,5-CH3),4.437(d,2H,6-CH2),6.40(s,2H,4-NH2),6.52(t,1H,NH),6.742(s,2H,2-NH2),6.91～7.45(m,7H,ArH),8.747(s,1H,C7-H)
3 生物活性与构效关系
合成的(Ⅰ)类化合物对L1210细胞的抑制活性(IC50)如表2所示.
Tab.2 Biological activities and physico-chemical parametrers used in the derivation of equations(3)～(7) Compd.
R
, 百拇医药
log1/C
I
π3，5
MR④4
MR④5
π2
obsd
calcd②
｜Δ｜
1
3′-SO2NHPh
, 百拇医药
5.36
5.78
0.42
1
0.14
0.10
0.10
0
2
4′-SO2NH2
5.19
5.34
0.15
, 百拇医药
0
0
1.23
0.10
0
3
3′-COOCH3①
7.84
5.71
2.13
1
-0.01
0.10
, 百拇医药
0.10
0
4
3′-COOC4H9
5.75
6.40
0.65
1
1.62
0.10
0.10
0
5
, 百拇医药
3′-OCOPh
6.66
6.34
0.33
1
1.46
0.10
0.10
0
6
3′-OCH2OCH3
5.86
, 百拇医药 5.59
0.27
1
-0.31
0.10
0.10
0
7
2′-OC4H9①
7.26
5.72
1.54
, 百拇医药
1
0
0.10
0.10
1.55
8
2′-OC3H7①
8.93
5.72
3.21
1
0
, 百拇医药 0.10
0.10
1.05
9
3′，5′-(COOEt)2
8.65
8.06
0.59
1
1.02
0.10
1.75
0
, http://www.100md.com
10
3′，5′-(COOMe)2
6.73
7.09
0.36
1
-0.02
0.10
1.29
0
11
3′-OC6H11③
, http://www.100md.com
6.94
6.83
0.11
1
2.63
0.10
0.10
0
12
3′-OC6H13-n
6.94
6.85
, 百拇医药 0.09
1
2.67
0.10
0.10
0
13
2′-OC6H13-n
6.49
5.72
0.77
1
0
, 百拇医药
0.10
0.10
2.67
14
3′-OPr,4′-OMe
5.80
6.33
0.53
0
1.05
0.79
0.10
0
, 百拇医药
15
2′-OMe,5′-Me
6.70
7.52
0.82
0
0.56
0.10
0.56
-0.02
16
2′，6′-(CH3)2
, 百拇医药
5.51
5.72
0.21
1
0
0.10
0.10
0.56
17
2′，3′-(CH3)2
5.55
5.96
, http://www.100md.com 0.41
1
0.56
0.10
0.10
0.56
18
2′，3′-( CHCH )2—
5.88
6.01
0.13
1
0.68
, 百拇医药
0.10
0.10
0.68
19
H
6.94
6.74
0.20
0
0
0.10
0.10
0
, 百拇医药
20
2′-OC2H5
6.82
6.74
0.07
0
0
0.10
0.10
0.38
21
2′，5′-(CH3)2
, 百拇医药
7.80
7.52
0.28
0
0.56
0.10
0.56
0.56
22
3′，5′-(CH3)2
8.20
7.76
, http://www.100md.com
0.44
0
1.12
0.10
0.56
0
23
3′-Cl,4′-CH3
6.39
6.46
0.07
0
0.71
, http://www.100md.com
0.56
0.10
0
24
2′-CH3,4′-Cl
6.00
6.12
0.12
0
0
0.60
0.10
0.56
, 百拇医药
25
2′-CH3,3′-Cl
7.80
7.04
0.76
0
0.71
0.10
0.10
0.56
26
2′-Cl,6′-CH3
, http://www.100md.com
6.41
6.74
0.33
0
0
0.10
0.10
0.71
27
2′-CH3,5′-Cl
7.70
7.62
0.08
, 百拇医药
0
0.71
0.10
0.60
0.56
28
4′-COCH3
6.16
5.47
0.69
0
0
1.12
, http://www.100md.com
0.10
0
29
3′-COCH3
6.42
6.51
0.09
0
-0.55
0.10
0.10
0
30
, 百拇医药
2′-CH3
6.40
6.74
0.34
0
0.56
0.10
0.10
0.56
31
2′，6′-Cl2
6.58
, http://www.100md.com 6.74
0.16
0
0
0.10
0.10
0.71
32
3′，4′-Cl2
6.08
6.42
0.34
0
, 百拇医药
0.71
0.60
0.10
0
33
2′，5′-Cl2
6.55
7.62
1.07
0
0.71
0.10
0.60
, 百拇医药
0.71
34
4′-CH3
6.89
6.16
0.73
0
0
0.56
0.10
0
35
4′-OC2H5
, http://www.100md.com
7.20
6.90
0.30
0
0.38
0.10
0.10
0
36
3′-OC3H7-n
7.70
7.19
, 百拇医药 0.51
0
1.05
0.10
0.10
0
37
2′,5′-(OCH3)2
7.40
7.53
0.13
0
-0.02
, http://www.100md.com
0.10
0.79
-0.02
38
3′,5′-(OCH3)2
8.00
7.52
0.48
0
-0.04
0.10
0.79
, 百拇医药
0
39
3′,4′,5′-(OCH3)3
6.30
6.60
0.36
0
-0.04
0.79
0.79
0
①not used in the derivation of eqs.(3)～(6) ②calculated using eq.(6)
, 百拇医药
③cyclohexyloxy ④scaled by 0.1log1/C=1.202(±0.63)MR5+6.295(±0.31)
(3)
n=36, r=0.554， s=0.710， F1，34=15
log1/C=1.241(±0.60)MR5-0.512(±0.49)I+6.454(±0.33)
(4)
n=36, r=0.625， s=0.676， F1，33=4.58
log1/C=1.105(±0.51)MR5-0.802(±0.43)I-1.035(±0.67)MR4+6.920(±0.37)
, 百拇医药
(5)
n=36, r=0.769， s=0.562， F1，32=15.65
log1/C=1.155(±0.44)MR5-1.024(±0.39)I-1.246(±0.58)MR4+
0.422(±0.25)π3，5+6.753(±0.33)
(6)
n=36, r=0.841， s=0.484， F1，31=12.27
(6)式为最佳方程式，(3)，(4)，(5)式为(6)式的逐步扩展式.方程(3)～(6)中的C为(Ⅰ)类化合物对L1210细胞株抑制生长50%时的克分子浓度，π为取代基疏水性常数，MR为取代基立体性常数，I为指示变量，代表所合成的化合物与以前合成的化合物测得生物活性的差异，I=1为本实验测定的生物活性.由其系数可知，本实验测定的生物活性较以前测定的相差约10倍.π3，5为3′，5′-位取代基的π值之和，MR4，MR5分别为4′-位和5′-位取代基的MR值.
, http://www.100md.com
(6)式表明化合物的生物活性与苯环上3′，5′-位取代基的疏水性参数和5′-位取代基立体参数成正相关，而与4′-位取代基的立体参数成负相关.这说明苯环对位的任何取代基将不利于抑制活性，而5′-位大的取代基将有助于提高活性，另外间位取代基的疏水性将对生物活性有利.表2中化合物(3)的预计活性比实测值低约135倍，同时化合物(7)，(8)由于其生物活性比预计值分别强约35和1622倍，不能适合(3)～(6)式，故未参与(3)～(6)式的导出，若将其包含在内，则相关系数大大降低，且π3，5和Ⅰ的影响也变得不显著了.如(7)式所示：
log1/C=0.901(±0.67)MR5-0.482(±0.56)I-1.324(±0.91)MR4+
0.154(±0.36)π3，5+6.936(±0.51)
(7)
, 百拇医药
n=39, r=0.608， s=0.761， F4，34=4.984
(3)～(7)式中所使用的各参数间的相关矩阵见表3.
Tab.3 Squared correlation matrix of the parameters used in eqs.(3)～(7)
π3，5
MR4
MR5
I
π3，5
1.000
, http://www.100md.com
0.0197
1.296×10-5
0.0681
MR4
1.000
0.0164
0.1392
MR5
1.000
1.225×10-5
I
, 百拇医药 1.000
由表3可知：各参数间没有显著的相关性，即各参数对生物活性具有各自的独立贡献.(6)式与(2)式相比除增加了指示变量外其它各项的系数相差不大.因此可以认为(1)式可能是因为取代基的局限性所造成的结果，(6)式应是可信的.我们也注意到被删除的化合物(7)，(8)均为2′-取代化合物，曾试图增加π2或MR2项以便将这两个化合物包括进来，但π2或MR2项的影响均不显著，且此两个化合物仍有较大的偏差.因此化合物(7)，(8)作为例外的化合物仍是须研究的问题.化合物(8)是所合成的化合物中活性最强的，应给予特别的注意.
1国家自然科学基金资助项目 No.39170067 2通讯联系人
参考文献
, 百拇医药 [1] 郝劲松,周建国，刘勇，等.2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺基)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶类化合物的合成及其定量构效关系.中国药物化学杂志，1995,5(2):79～85
[2] Piper JR,McCaleb GS,Montgomery JA,et al.Synthesis and antifolate activity of 5-methyl 5-deaza analogs of aminopterine,methotrexate,folic acid and N10-methyl folic acid.J Med Chem,1986,29(6):1080～1087
[3] Mendenhall GD,Smith PAS.2-Nitrocarbazole,in Baumgarten HE,Boekelheide V,et al.ed.Organic Synthesis 5,New York:John Wiley and Sons,1973.829～833
收稿日期:1998-10-26, 百拇医药(夏 青 吴 军 李仁利2)
单位：北京医科大学药物化学教研室，北京 100083
关键词：二氨基吡啶[2，3-d]并嘧啶；抗癌活性；定量构效关系
中国药物化学杂志990109 摘 要 参照文献方法合成了18个2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺基)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶化合物(Ⅳ)，用Hansch方法研究了它们对L1210细胞株抑制作用的定量构效关系，其结果表明：苯环对位取代基不利于抑制作用，增大5′-取代基的体积同时增加间位(3′和5′)取代基团的疏水性可提高抑制作用.
Synthesis and Quantitative Structure-Activity Relationships of
, 百拇医药
Lipophilic Antifolate 2,4-Diamino-5-Methyl-6-(Substituted Anilino)
Methyl-Pyrido[2，3-d]Pyrimidines
Xia Qing,Wu Jun ,Li Renli
(Department of Medicinal Chemistry,Beijing Medical University,Beijing 100083)
Abstract According to the method reported by J.R Piper eighteen 2,4-diamino-5-methyl-6-(substituted anilino)methyl-pyrido[2，3-d]pyrimidines(Ⅰ) were synthesized.Combined with the compounds previously reported their structure-activity relationships of the inhibition to L1210 were studied by using the Hansch approach.The correlation equation indicated that substituents on the paraposition of benzene ring were unfavorable to the inhibitory activity,while increasing the bulk of 5′substituent and the hydrophobicity of meta(3′and 5′-positions)-substituents would increase the inhibitory activity of this kind of compound.
, 百拇医药
Key words diaminopyrido[2，3-d]pyrimidines;antitumor activity;QSAR
二氢叶酸还原酶(DHFR)抑制剂能选择性地与DHFR结合，抑制其催化还原活性，使二氢叶酸不能顺利转变为四氢叶酸，阻碍叶酸代谢，干扰DNA和蛋白质的合成，最终导致细胞死亡，所以，DHFR抑制剂具有抗癌、抗菌和抗疟作用.目前临床应用于抗癌的DHFR抑制剂主要为甲氨喋呤(MTX)，但其毒性较大，且易产生耐药性.因此寻找具有选择性作用及抗耐药性的DHFR抑制剂，具有重要意义.作者对2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺基)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶类(Ⅰ)脂溶性叶酸拮抗剂的合成及定量构效关系进行了研究，以期望寻找到低毒、高选择性的DHFR抑制剂.
1 目标化合物的设计
对该类化合物的研究表明〔1〕：当苯环2′-位取代基的疏水性降低，5′-位及6′-位取代基的疏水性增加，且取代基均为给电子基团时，抗癌活性将增大，如(1)式所示：
, 百拇医药
log1/C=-1.746(±0.618)π2+2.444(±0.606)π5，6-1.586(±0.50)Σσ+6.994(±0.222)
n=15, r=0.952， s=0.256， F4，10=8.65
(1)
为验证(1)式的可信性，曾合成了5个(Ⅰ)类化合物，这5个化合物对L1210细胞株的抑制作用与(1)式的预测值不相符合.将此5个化合物与(1)式的15个化合物合并重新进行QSAR相关分析得(2)式：
log1/C=0.674(±0.54)π3，5+1.08(±0.75)MR5-0.82(±0.53)MR4+6.738(±0.369)
, 百拇医药
n=20, r=0.832， s=0.426， F4，15=12.03
(2)
由上述结果可见，(2)式与(1)式完全不同，可能是导出(1)式的化合物取代基以卤素及甲基为主，理化参数的变化幅度较小，未能揭示出其客观存在的构效关系规律.为此，作者设计合成了18个目的化合物，以进一步揭示其构效关系.
2 合成实验部分
熔点是在电热熔点仪或显微熔点仪上测定的，温度未校正.核磁共振氢谱用VARIAN VAX-300核磁共振光谱仪及JEOL-FX-90 Q核磁共振光谱仪测定，质谱用ZAB HS质谱仪测定，红外光谱用PE-983G红外分光光度计测定.所有合成化合物的结构测试均由中国科学院化学研究所和北京医科大学重点实验室共同完成.
, http://www.100md.com 目的物的分离采用减压液相色谱法，硅胶为青岛海洋化工厂生产的薄层用硅胶H.
2.1 硝基还原(胺基化合物的制备通法)〔3〕
将取代硝基苯0.03 mol溶于适量无水乙醇中，加入0.3～0.5 g 5%钯-炭，然后加热搅拌通氢气还原.一般氢气压力保持在0.15～0.35 MPa，油浴温度控制在60℃左右.反应8 h后停止，滤出钯-炭，旋转蒸干溶剂，可得相应的取代苯胺，产率为97%～100%.
2.2 2-氨基-4-甲基-3，5-吡啶二腈的合成
按文献〔1〕的方法用取代苯胺为原料合成，产率：93.5%(文献〔2〕收率：86%)，mp 222～223℃(文献〔2〕mp 222～223℃)，MS m/e：159(M+1)+ .
, http://www.100md.com
2.3 2，4-二氨基-5-甲基-6-吡啶[2，3-d]并嘧啶腈的合成
按文献〔1〕的方法，产率：70.6%(文献〔2〕收率：58%)，mp 264℃(分解碳化).MS m/e：201(M+1)+ .
2.4. 2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶(Ⅰ)类化合物的合成
用文献〔1〕方法进行反应及后处理得棕黄色固体.用直径为2 cm或4 cm的减压柱，干法装柱(10 cm高)，干法上样，进行减压色谱分离，依次用氯仿-氯仿(甲醇)14∶1，12∶1，10∶1，9∶1，8∶1，7∶1，6∶1，5∶1，4∶1，3∶1梯度洗脱(每次用35 mL洗脱液)，一般梯度为6∶1，5∶1，4∶1的部分含目标化合物.旋转蒸干溶剂，即得所要的产品.收率：5%左右(文献〔2〕收率：15%).
, 百拇医药
共合成了18个目标化合物，其熔点及波谱数据见表1.
Tab.1 Physical constants and spectral data of synthesized
2,4-diamino-5-methyl-6-(substituted anilino)methyl pyrido[2，3-d]pyrimidines
Compd.
R
mp/℃
MS m/e
1H-NMR δ
1
, http://www.100md.com
3′-SO2NHPh
212～214
436
2.830(s,3H,5-CH3),5.60(d，2H，6-CH2),6.70(s,2H,4-NH2),6.90(t,1H,NH),7.00(s,2H,2-NH2),7.088～7.218(m,9H,ArH),7.70(s,1H,SO2NH),8.74(s,1H,C7-H)
2
4′-SO2NH2
217～220
, 百拇医药
360
2.584(s,3H,5-CH3),5.834(d，2H，6-CH2),6.140(s,2H,4-NH2),6.572(t,1H,NH),6.908(s,2H,2-NH2),7.433～7.459(dd,4H,ArH),7.437(s,2H,SO2NH2),8.365(s,1H,C7-H)
3
3′-COOCH3
168～170
339
2.683(s,3H,5-CH3),4.270(d，2H，6-CH2),3.803(s,3H,-COOCH3),6.28(s,2H,4-NH2),6.59(m,1H，NH),6.904(s,2H,2-NH2),7.142～7.239(m,Ar-H,4H),8.504(s,1H,C7-H)
, http://www.100md.com
4
3′-COOC4H9
179～182
381
0.88(t,3H,CH3),1.328～1.822(m，4H，CH2CH2),2.666(s,3H,5-CH3),4.027(t,2H,OCH2),4.282(d,2H,6-CH2),5.494(s,2H,4-NH2),6.311(m,1H,NH),6.479(s,2H,2-NH2),6.863～7.220(m,4H,Ar-H),8.480(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
5
3′-OCOPh
146～149
401
2.672(s,3H,5-CH3),4.343(d，2H，6-CH2),6.507(s,2H,4-NH2),6.858(m,1H,NH),7.138(s,2H,2-NH2),7.405～8.403(m,9H,Ar-H),8.511(s,1H,C7-H)
(Continued Tab.1) Compd.
R
mp/℃
, http://www.100md.com
MS m/e
1H-NMR δ
6
3′-OCH2OCH3
245(dec.)
341
2.675(s,3H,5-CH3),3.473(s，3H，OCH3),4.199(d,2H,6-CH2),5.088(s,2H,OCH2O),6.141(s,2H,4-NH2),6.231(d,1H,NH),6.784(s,2H,2-NH2),6.885～7.208(m,4H,Ar-H),8.792(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
7
2′-OC4H9
196～198
353
0.914(t,3H,CH3),1.442(m，2H，CH2),1.698(m,2H,CH2),2.742(s,3H,5-CH3),3.935(m,2H,OCH2),4.404(d,2H,6-CH2),6.52(s,2H,4-NH2),6.552(d,1H,NH),6.631(s,2H,2-NH2),7.494～7.961(m,4H,Ar-H),8.520(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
8
2′-OC3H7
215(dec.)
339
0.987(t,3H,CH3),1.914(m，2H，CH2),2.709(s,3H,5-CH3),3.930(d,2H,OCH2),4.336(d,2H,6-CH2),6.515(s,2H,4-NH2),6.538(t,1H,NH),6.546(s,2H,2-NH2),6.803(m,4H,Ar-H),8.462(s,1H,C7-H)
9
, http://www.100md.com
3′，5′-(COOC2H5)2
180～182
425
1.181(m，6H，2CH3),2.708(s,3H,5-CH3),4.069(m,4H,2OCH2),4.310(d,2H,6-CH2),6.730(s,2H,4-NH2),7.022(t,1H,NH),7.328(s,2H,2NH2),7.450～7.719(m,3H,Ar-H),8.548(s,1H,C7-H)
10
3′，5′-(COOCH3)2
, 百拇医药
218～220
397
2.678(s，3H,5-CH3),3.833(s,6H,CH3),4.356(d,2H,6-CH2),6.689(t,1H,NH),6.688(s,2H,4-NH2),7.444(s,2H,2-NH2),7.701～8.380(m,3H,Ar-H),8.522(s,1H,C7-H)
11
3′-OC6H11
202～205
379
, http://www.100md.com
1.236(m，2H，CH2),1.687(m,4H,2CH2),2.493(m,4H,2CH2),2.687(s,3H,5-CH3),4.09(m,1H,OCH)，4.21(d,2H,6-CH2),5.580(s,2H,4-NH2),6.19(s,1H,NH),6.250(s,2H,2-NH2),6.834～7.40(m,4H,Ar-H),8.47(s,1H,C7-H)
12
3′-OC6H13
163～165
381
0.893(t,3H,OC5H10CH3),1.231(m，2H，OC4H9CH2CH3),1.351(m,2H,OC3H7CH2C2H5)，1.902(m,2H,OC2H5CH2C3H7)，2.001(m,2H,OCH2CH2C4H9),2.834(s,3H,5-CH3),3.823(t,2H,OCH2C5H11),4.425(d,2H,6-CH2),5.619(s,2H,4-NH2),6.092(t,1H,NH),6.207(s,2H,2-NH2),6.783～7.70(m,4H,ArH),8.74(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
13
2′-OC6H13
186～188
381
0.82(t,3H,CH3),1.22(m，2H，OC4H9CH2CH3),1.68(m,2H,OC3H7CH2C2H5)，1.88(m,2H,OC2H5 CH2C3H7)，2.24(m,2H,OCH2CH2C4H9),2.59(s,3H,5-CH3),3.877(t,2H,OCH2C5H11),4.39(d,2H,6-CH2),6.519(s,2H,4-NH2),6.626(t,1H,NH),6.788(s,2H,2-NH2),6.803～7.272(m,4H,ArH),8.409(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
14
3′-OC3H7
4′-OCH3
252(dec.)
367
0.99(m,3H,3′-OCH2CH2CH3),1.91(m,2H,3′-OCH2 CH2CH3),2.829(s,3H,5-CH3),3.329(s,3H,4′-OCH3),4.10(m,2H,3′-OCH2C2H5),4.20(d,2H,6-CH2),6.30(s,2H,4-NH2),6.58(t,1H,NH),6.78(s,2H,2-NH2),6.88～7.20(m,3H,ArH),8.75(s,1H,C7-H)
, 百拇医药
15
2′-OCH3
5′-CH3
210～212
325
2.132(s,3H,5′-CH3),2.783(s,3H,5-CH3),3.748(s,3H,2′-OCH3),4.36(d,2H,6-CH2),6.37(s,2H,4-NH2),6.39(t,1H,NH),6.58(s,2H,2-NH2),6.70～6.99(m,3H,ArH),8.50(s,1H,C7-H)
16
, http://www.100md.com
2′，6′-(CH3)2
156～158
309
2.221(s,6H,2′，6′-2CH3),2.708(s,3H,5-CH3),4.414(d,2H,6-CH2),6.29(s,2H,4-NH2),6.574(t,1H,NH),6.976(s,3H,2-NH2),7.036(m,3H,ArH),8.652(s,1H,C7-H)
17
2′，3′-(CH3)2
, 百拇医药 198(dec.)
309
2.219(s,3H,CH3),2.281(s,3H,CH3),2.723(s,3H,5-CH3),4.437(d,2H,6-CH2),6.361(s,2H,4-NH2),6.381(t，1H,NH),6.968(s,2H,2-NH2),7.039～7.123(m,3H,ArH),8.721(s,1H,C7-H)
18
2′，3′-(CH=CH)2-
176(dec.)
331
, http://www.100md.com
2.728(s,3H,5-CH3),4.437(d,2H,6-CH2),6.40(s,2H,4-NH2),6.52(t,1H,NH),6.742(s,2H,2-NH2),6.91～7.45(m,7H,ArH),8.747(s,1H,C7-H)
3 生物活性与构效关系
合成的(Ⅰ)类化合物对L1210细胞的抑制活性(IC50)如表2所示.
Tab.2 Biological activities and physico-chemical parametrers used in the derivation of equations(3)～(7) Compd.
R
, 百拇医药
log1/C
I
π3，5
MR④4
MR④5
π2
obsd
calcd②
｜Δ｜
1
3′-SO2NHPh
, 百拇医药
5.36
5.78
0.42
1
0.14
0.10
0.10
0
2
4′-SO2NH2
5.19
5.34
0.15
, 百拇医药
0
0
1.23
0.10
0
3
3′-COOCH3①
7.84
5.71
2.13
1
-0.01
0.10
, 百拇医药
0.10
0
4
3′-COOC4H9
5.75
6.40
0.65
1
1.62
0.10
0.10
0
5
, 百拇医药
3′-OCOPh
6.66
6.34
0.33
1
1.46
0.10
0.10
0
6
3′-OCH2OCH3
5.86
, 百拇医药 5.59
0.27
1
-0.31
0.10
0.10
0
7
2′-OC4H9①
7.26
5.72
1.54
, 百拇医药
1
0
0.10
0.10
1.55
8
2′-OC3H7①
8.93
5.72
3.21
1
0
, 百拇医药 0.10
0.10
1.05
9
3′，5′-(COOEt)2
8.65
8.06
0.59
1
1.02
0.10
1.75
0
, http://www.100md.com
10
3′，5′-(COOMe)2
6.73
7.09
0.36
1
-0.02
0.10
1.29
0
11
3′-OC6H11③
, http://www.100md.com
6.94
6.83
0.11
1
2.63
0.10
0.10
0
12
3′-OC6H13-n
6.94
6.85
, 百拇医药 0.09
1
2.67
0.10
0.10
0
13
2′-OC6H13-n
6.49
5.72
0.77
1
0
, 百拇医药
0.10
0.10
2.67
14
3′-OPr,4′-OMe
5.80
6.33
0.53
0
1.05
0.79
0.10
0
, 百拇医药
15
2′-OMe,5′-Me
6.70
7.52
0.82
0
0.56
0.10
0.56
-0.02
16
2′，6′-(CH3)2
, 百拇医药
5.51
5.72
0.21
1
0
0.10
0.10
0.56
17
2′，3′-(CH3)2
5.55
5.96
, http://www.100md.com 0.41
1
0.56
0.10
0.10
0.56
18
2′，3′-( CHCH )2—
5.88
6.01
0.13
1
0.68
, 百拇医药
0.10
0.10
0.68
19
H
6.94
6.74
0.20
0
0
0.10
0.10
0
, 百拇医药
20
2′-OC2H5
6.82
6.74
0.07
0
0
0.10
0.10
0.38
21
2′，5′-(CH3)2
, 百拇医药
7.80
7.52
0.28
0
0.56
0.10
0.56
0.56
22
3′，5′-(CH3)2
8.20
7.76
, http://www.100md.com
0.44
0
1.12
0.10
0.56
0
23
3′-Cl,4′-CH3
6.39
6.46
0.07
0
0.71
, http://www.100md.com
0.56
0.10
0
24
2′-CH3,4′-Cl
6.00
6.12
0.12
0
0
0.60
0.10
0.56
, 百拇医药
25
2′-CH3,3′-Cl
7.80
7.04
0.76
0
0.71
0.10
0.10
0.56
26
2′-Cl,6′-CH3
, http://www.100md.com
6.41
6.74
0.33
0
0
0.10
0.10
0.71
27
2′-CH3,5′-Cl
7.70
7.62
0.08
, 百拇医药
0
0.71
0.10
0.60
0.56
28
4′-COCH3
6.16
5.47
0.69
0
0
1.12
, http://www.100md.com
0.10
0
29
3′-COCH3
6.42
6.51
0.09
0
-0.55
0.10
0.10
0
30
, 百拇医药
2′-CH3
6.40
6.74
0.34
0
0.56
0.10
0.10
0.56
31
2′，6′-Cl2
6.58
, http://www.100md.com 6.74
0.16
0
0
0.10
0.10
0.71
32
3′，4′-Cl2
6.08
6.42
0.34
0
, 百拇医药
0.71
0.60
0.10
0
33
2′，5′-Cl2
6.55
7.62
1.07
0
0.71
0.10
0.60
, 百拇医药
0.71
34
4′-CH3
6.89
6.16
0.73
0
0
0.56
0.10
0
35
4′-OC2H5
, http://www.100md.com
7.20
6.90
0.30
0
0.38
0.10
0.10
0
36
3′-OC3H7-n
7.70
7.19
, 百拇医药 0.51
0
1.05
0.10
0.10
0
37
2′,5′-(OCH3)2
7.40
7.53
0.13
0
-0.02
, http://www.100md.com
0.10
0.79
-0.02
38
3′,5′-(OCH3)2
8.00
7.52
0.48
0
-0.04
0.10
0.79
, 百拇医药
0
39
3′,4′,5′-(OCH3)3
6.30
6.60
0.36
0
-0.04
0.79
0.79
0
①not used in the derivation of eqs.(3)～(6) ②calculated using eq.(6)
, 百拇医药
③cyclohexyloxy ④scaled by 0.1log1/C=1.202(±0.63)MR5+6.295(±0.31)
(3)
n=36, r=0.554， s=0.710， F1，34=15
log1/C=1.241(±0.60)MR5-0.512(±0.49)I+6.454(±0.33)
(4)
n=36, r=0.625， s=0.676， F1，33=4.58
log1/C=1.105(±0.51)MR5-0.802(±0.43)I-1.035(±0.67)MR4+6.920(±0.37)
, 百拇医药
(5)
n=36, r=0.769， s=0.562， F1，32=15.65
log1/C=1.155(±0.44)MR5-1.024(±0.39)I-1.246(±0.58)MR4+
0.422(±0.25)π3，5+6.753(±0.33)
(6)
n=36, r=0.841， s=0.484， F1，31=12.27
(6)式为最佳方程式，(3)，(4)，(5)式为(6)式的逐步扩展式.方程(3)～(6)中的C为(Ⅰ)类化合物对L1210细胞株抑制生长50%时的克分子浓度，π为取代基疏水性常数，MR为取代基立体性常数，I为指示变量，代表所合成的化合物与以前合成的化合物测得生物活性的差异，I=1为本实验测定的生物活性.由其系数可知，本实验测定的生物活性较以前测定的相差约10倍.π3，5为3′，5′-位取代基的π值之和，MR4，MR5分别为4′-位和5′-位取代基的MR值.
, http://www.100md.com
(6)式表明化合物的生物活性与苯环上3′，5′-位取代基的疏水性参数和5′-位取代基立体参数成正相关，而与4′-位取代基的立体参数成负相关.这说明苯环对位的任何取代基将不利于抑制活性，而5′-位大的取代基将有助于提高活性，另外间位取代基的疏水性将对生物活性有利.表2中化合物(3)的预计活性比实测值低约135倍，同时化合物(7)，(8)由于其生物活性比预计值分别强约35和1622倍，不能适合(3)～(6)式，故未参与(3)～(6)式的导出，若将其包含在内，则相关系数大大降低，且π3，5和Ⅰ的影响也变得不显著了.如(7)式所示：
log1/C=0.901(±0.67)MR5-0.482(±0.56)I-1.324(±0.91)MR4+
0.154(±0.36)π3，5+6.936(±0.51)
(7)
, 百拇医药
n=39, r=0.608， s=0.761， F4，34=4.984
(3)～(7)式中所使用的各参数间的相关矩阵见表3.
Tab.3 Squared correlation matrix of the parameters used in eqs.(3)～(7)
π3，5
MR4
MR5
I
π3，5
1.000
, http://www.100md.com
0.0197
1.296×10-5
0.0681
MR4
1.000
0.0164
0.1392
MR5
1.000
1.225×10-5
I
, 百拇医药 1.000
由表3可知：各参数间没有显著的相关性，即各参数对生物活性具有各自的独立贡献.(6)式与(2)式相比除增加了指示变量外其它各项的系数相差不大.因此可以认为(1)式可能是因为取代基的局限性所造成的结果，(6)式应是可信的.我们也注意到被删除的化合物(7)，(8)均为2′-取代化合物，曾试图增加π2或MR2项以便将这两个化合物包括进来，但π2或MR2项的影响均不显著，且此两个化合物仍有较大的偏差.因此化合物(7)，(8)作为例外的化合物仍是须研究的问题.化合物(8)是所合成的化合物中活性最强的，应给予特别的注意.
1国家自然科学基金资助项目 No.39170067 2通讯联系人
参考文献
, 百拇医药 [1] 郝劲松,周建国，刘勇，等.2，4-二氨基-5-甲基-6-(取代苯胺基)甲基吡啶[2，3-d]并嘧啶类化合物的合成及其定量构效关系.中国药物化学杂志，1995,5(2):79～85
[2] Piper JR,McCaleb GS,Montgomery JA,et al.Synthesis and antifolate activity of 5-methyl 5-deaza analogs of aminopterine,methotrexate,folic acid and N10-methyl folic acid.J Med Chem,1986,29(6):1080～1087
[3] Mendenhall GD,Smith PAS.2-Nitrocarbazole,in Baumgarten HE,Boekelheide V,et al.ed.Organic Synthesis 5,New York:John Wiley and Sons,1973.829～833
收稿日期:1998-10-26, 百拇医药(夏 青 吴 军 李仁利2)