2-硝基咪唑类乏氧细胞放射线增敏剂的合成及其抑制血管增生作用1
作者：金成哲2 全哲山 堀 均
单位：金成哲2 全哲山 延边大学药学院药学系，延吉 133000；堀 均 日本国德岛大学工学部，日本 770
关键词：2-硝基咪唑类；乏氧细胞放射增敏剂；抑制血管增生作用
中国药物化学杂志990105 摘 要 设计并合成了2-氯代乙酰氨甲酰基-1-(2-硝基咪唑基)-3-叔丁氧基丙烷，2-溴代乙酰氨甲酰基-1-(2-硝基咪唑基)-3-(4-叔丁基)酚基丙烷及结构类似的光学异构体，测定了卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物体外乏氧细胞放射增敏活性和体内抑制血管增生活性.结果表明：2-硝基咪唑侧链上引入卤代乙酰氨甲酰基可明显增大体外乏氧细胞放射增敏活性，而且表现出较强的体内抑制血管增生活性.
The Design and Synthesis of 2-nitroimidazoles Compounds
, 百拇医药
as a Hypoxic Cell Radiosensitizer and Their Anti-angiogenic Activity
Jin Chengzhe， Quan Zheshan
(School of Pharmaceutical Science,Yanbian University,Yanji 133000)
Hori Hitoshi
(Department of Biological Science and Technology,Faculty of Engineering,The University of Tokushima,Tokushima 770，Japan)
Abstract We designed and synthsized the 1-haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles compounds as a hypoxic cell radiosensitizers and measured their in vitro hypoxic radiosensityzing effects and in vivo anti-angiogenic activities.It seemed that introducing haloacetylcarbamoyl groups into the side-chain of 2-nitroimidazoles increased the sensitizing efficiency and showed stronger in vivo anti-angiogenic activities.
, 百拇医药
Key words 2-nitroimidazoles;hypoxic cell radiosensitizers;anti-angiogenic activities
乏氧细胞对控制肿瘤组织的增长和提高放疗治愈率有着重要的意义，大部分放射增敏剂都是针对乏氧细胞的.主要是通过修饰Misonidazole的侧链达到提高其放射增敏活性和降低神经毒性而设计的〔1〕.最近研究表明：血管的增生是固形肿瘤增长不可缺少的条件〔2〕，而且肿瘤血管的增生在癌细胞表现其增恶机制上起着决定性的作用.最近报道了〔3〕细胞的乏氧性易诱导血管内壁生长因子(vascular endothelinal growth factor,VEGF)的产生，从而诱发血管增生.因此，设计并合成了20个卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类新型双功能乏氧细胞放射增敏剂化合物，其中8个化合物已部分报道〔4〕，其余12个光学活性化合物均未见报道，并对其放射增敏活性和体内抑制血管增生活性进行测定.
, http://www.100md.com
这种新型双功能乏氧细胞放射增敏剂分子主要由三部分组成：1)选择对射线有抵抗性的乏氧细胞作为靶向的2-硝基咪唑环.2)与相关的蛋白酶相结合，作为酶抑制剂起阻碍血管增生作用的卤代乙酰氨甲酰基.3)调节药物分子的分配系数，影响药物分子吸收的烃基 .依据这个思想，采取了如图1所示的合成路线，各目标物可分为非光学活性物和光学活性物两种.各目标物的收率在70%～99%之间.
Fig.1 Route of synthesis
1 实验部分
熔点用毛细管法测定，温度未经校正.红外光谱用Perkin-Elmer 1600型光谱仪测定，质谱用JEOL JMS-SX 102A型质谱仪测定.氢谱用JEOL JNM-EX 400(400MHz)型核磁共振仪测定，四甲基硅烷为内标.
, 百拇医药
1.1 (Ⅰ)类化合物的制备通法
1.1.1 非光学活性化合物的制备
在10 mmol 2-硝基咪唑和6 mmol碳酸钾的30 mL无水乙醇悬浊液里加入相应的(2-烷氧)甲基-1-氧杂环丙烷25 mmol，边搅拌边回流约1 h.反应混合物经过滤后用二氯甲烷和5%乙酸乙酯混合溶液洗涤，滤液减压浓缩后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物.
1.1.2 光学活性化合物的制备
在10 mmol 2-硝基咪唑和6 mmol碳酸钾的30 mL无水乙醇悬浊液里，加入相应的25 mmol R型或S型(2-烷氧)甲基-1-氧杂环丙烷(化学纯度98.4%以上；光学纯度98%以上)，边搅拌边回流约1 h.反应混合物经过滤后用二氯甲烷和5%乙酸乙酯混合溶液洗涤，滤液减压浓缩后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物.
, 百拇医药
1.2 (Ⅱ)类化合物的制备通法
2.1.1 非光学活性化合物的制备
1 mmol相应的非光学活性化合物(Ⅰ)的无水二氯甲烷(10 mL)溶液中，边搅拌边加入卤代乙酰基异氰酸酯3 mmol，并回流30 min.反应混合物经过滤后用二氯甲烷洗涤，滤液减压蒸发后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物.
1.2.2 光学活性化合物的制备
在1 mmol相应的R型或S型(化学纯度98.4%以上，光学纯度98%以上)光学活性化合物(Ⅰ)的无水二氯甲烷(10 mL)溶液中，边搅拌边加入卤代乙酰基异氰酸酯3 mmol，回流反应30 min.反应混合物经过滤后用二氯甲烷洗涤，滤液减压蒸发后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物，合成的目标化合物的理化常数及波谱数据见表1.
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Tab.1 Spectrum data and physical data of the compounds①
No.
R1
R2
IR(KBr)
/cm-1
1H-NMR(CDCl\-3-CD3OD)δ
mp/℃
Yield/%
, http://www.100md.com
MS②
〔α〕27D/(°)
Ⅰ3(R)
Me
H
3425，2932，1577，1541，1490，1362，1280，1124，838
3.30(3H，s,Me)，3.44，3.51(2H，m,m,OCH\-2),4.16(1H，m,CH)，4.37，4.71(2H，m,m,N—CH2)，7.05，7.22(2H，s,s,imidazole)
oily
, http://www.100md.com
81.0
202
(M+1)
+5.79
Ⅰ4(S)
Me
H
3425，2935，1636，1541，1491，1362，1283，1122，838
3.30(3H，s,Me)，3.40，3.53(2H，m,m,OCH2)，4.16(1H，m,CH)，4.42，4.67(2H，m,m,N—CH2)，7.15，7.26(2H，s,s,imidazole)
, http://www.100md.com
oily
82.1
202
(M+1)
-8.86
(Continued Tab.1) No.
R1
R2
IR(KBr)/cm-1
1H-NMR(CDCl\-3-CD3OD)δ
, 百拇医药
mp/℃
Yield/%
MS②
〔α〕27D/(°)
Ⅰ5(R)
benzyl
H
3437，2924，1540，1489，1363，1116，838，747，668
3.50，3.60(2H,m,m,OCH\-2)，4.18(1H，m,CH)，4.37，4.68(2H，m,m,N—CH2)，4.56(2H，d,Ar—CH2)，7.09，7.14(2H，s,s,imidazole)，7.39(4H,m,Ar—)
, http://www.100md.com
oily
88.1
278
(M+1)
-4.93
Ⅰ6(S)
benzyl
H
3418，2863，1540，1489，1363，1116，838，747，699
3.50，3.59(2H，m,m,OCH\-2)，4.18(1H,m,CH)，4.35，4.68(2H，m,m,N—CH2)，4.56(2H，d,Ar—CH2)，7.03，7.14(2H，s,s,imidazole)，7.35(4H，m,Ar—)
, 百拇医药
oily
55.6
278
(M+1)
+1.53
Ⅱ7(R)
Me
CONHCOCH2Cl
3424，1791，1718，1541，1490，1363，1209，1102，839，771，632
3.40(3H，s,OCH3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.36(2H，d,CH\-2—Cl)，5.32(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.59，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H，s,s,imidazole)
, 百拇医药
100～101
96.2
321
(M+1)
+55.87
Ⅱ8(S)
Me
CONHCOCH2Cl
3425，1789，1717，1541，1490，1364，1210，1103，839，768，653
3.42(3H，s,OCH3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.36(2H，d,CH\-2—Cl)，5.32(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.58，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H，s,s,imidazole)
, 百拇医药
101～102
89.6
321
(M+1)
-60.59
Ⅱ9(R)
Me
CONHCOCH2Br
3388，1786，1717，1541，1490，1364，1221，1100，839，768，599
3.42(3H，s,OCH3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.13(2H，d,CH2—Br)，5.33(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.59，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H,s,s,imidazole)
, http://www.100md.com
108～109
98.2
365
(M+1)
37.12
Ⅱ10(S)
Me
CONHCOCH2Br
3427，1785，1720，1540，1490，1364，1222，1102，839，768，599
3.42(3H，s,OHC3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.15(2H，d,CH2—Br)，5.33(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.59，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H,s,s,imidazole)
, 百拇医药
108～110
96.1
365
(M+1)
38.67
Ⅱ11(R)
benzyl
CONHCOCH2Cl
3424，1789，1717，1541，1490，1364，1206，1103，839，742，649，519
3.64，3.70(2H，dd,dd,O—CH2)，4.37(2H，d,CH2—Cl)，4.57(2H，s,Ar—CH2)，4.61，4.94(2H,dd,dd,N—CH2)，5.33(1H，m,CH)，7.12，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.37(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
86.4
397
(M+1)
-63.67
Ⅱ12(S)
benzyl
CONHCOCH2Cl
3425，1791，1717，1541，1490，1364，1206，1103，838，752，701，653
3.64，3.69(2H，dd,dd,O—CH2)，4.35(2H，d,CH2—Cl)，4.57(2H，s,Ar—CH2)，4.58，4.92(2H,dd,dd,N—CH2)，5.33(1H，m,CH)，7.12，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.37(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
70.4
397
(M+1)
+58.99
Ⅱ13(R)
benzyl
CONHCOCH2Br
3423，1782，1717，1540，1490，1363，1219，1099，838，742，699，597
3.37，3.72(2H，dd,dd,O—CH2)，4.11(2H，d,CH2—Br)，4.58(2H，s,Ar—CH2)，4.61，4.94(2H,dd,dd,N—CH2)，5.35(1H，m,CH)，7.12，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.37(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
90.7
441
(M+1)
-50.67
(Continued Tab.1) No.
R1
R2
IR(KBr)/cm-1
1H-NMR(CDCl\-3-CD3OD)δ
, 百拇医药
mp/℃
Yield/%
MS②
〔α〕27D/(°)
Ⅱ14(S)
benzyl
CONHCOCH2Br
3449，1785，1717，1540，1489，1363，1219，1100，838，740，699，597
3.68，3.73(2H，dd,dd,O—CH2)，4.10(2H，d,CH2—Br)，4.54(2H，s,Ar—CH2)，4.57，4.93(2H,dd,dd,N—CH2)，5.35(1H，m,CH)，7.11，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.36(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
80.1
441
(M+1)
+49.39
Note:①Element analyses for C,H,N of all compounds are within±0.3% of the calculated values
②MS:high-resolution mass spectra(FABHRMS)2 结果与讨论
2.1 体外乏氧细胞放射增敏活性
根据文献〔5〕方法，在乏氧状态下，用EMT6/KU细胞测定了化合物的体外乏氧细胞放射增敏活性(增敏率，ER：enhancement ratio)，由表2可以看出：所有的卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物的增敏率都大于母体化合物.当浓度为10 μmol/L时，化合物Ⅱ1(1.67)，Ⅱ2(1.78)，Ⅱ3(1.61)，Ⅱ4(1.60)，Ⅱ5(1.80)，Ⅱ6(1.47)的ER值，分别大于1-(2-硝基咪唑)-3-甲氧基丙醇-2(MISO)(1.73，1 mmol*L-1)，Ⅰ1(1.84，1 mmol*L-1)，Ⅰ2(1.53，0.1 mmol*L-1).对光学活性化合物的对映体来说，一般S体比R体表现出更高的增敏率.这说明2-硝基咪唑环的侧链上引入的卤代乙酰氨甲酰基具有提高体外乏氧细胞放射增敏活性的效果，其S对映体的活性有待于进一步研究.
, 百拇医药
Tab.2 The in vitro radiosensitizing effects①
using EMT6/KU cells of haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles
Compd.
ER(conc.)
Compd.
ER(conc.)
Compd.
ER(conc.)
MISO
Ⅰ1
, 百拇医药
Ⅰ2
1.73(1 mmol/L)
1.84(1 mmol/L)
1.53(0.1 mmol/L)
Ⅱ1
Ⅱ2
Ⅱ3
Ⅱ4
Ⅱ5
Ⅱ6
1.67(10 μmol/L)
, 百拇医药
1.78(10 μmol/L)
1.61(10 μmol/L)
1.60(10 μmol/L)
1.80(10 μmol/L)
1.47(10 μmol/L)
Ⅱ7(R)
Ⅱ8(S)
Ⅱ9(R)
Ⅱ10(S)
Ⅱ11(R)
, 百拇医药
Ⅱ12(S)
Ⅱ13(R)
Ⅱ14(S)
——
——
1.39(10 μmol/L)
1.87(10 μmol/L)
1.92(10 μmol/L)
1.96(10 μmol/L)
1.37(10 μmol/L)
1.80(10 μmol/L)
, 百拇医药
① on the cells surviving fraction was 1%
2.2 体内抑制血管增生活性
根据文献〔6〕方法，利用CAM分析法测定了化合物的体内抑制血管增生活性，从表3的结果可知：非光学活性的卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物都具有很强的体内抑制血管增生活性.而它们的先导化合物不具有体内抑制血管增生活性.溴代衍生物的活性大于其对应的氯代衍生物.说明在2-硝基咪唑环的侧链上引入的卤代乙酰氨甲酰基具有体内抑制血管增生活性.对光学活性卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物来说，其S型对映体比R型具有更强的体内抑制血管增生活性。因此，在2-硝基咪唑环的侧链上引入卤代乙酰氨甲酰基可以达到体内抑制血管增生活性和提高其乏氧细胞放射增敏效果的目的.以2-硝基咪唑为先导物的卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物，为研究开发微摩尔级双功能乏氧细胞放射增敏剂、有效地控制固形肿瘤的增长和提高放疗治愈率，提供了新的线索.
, 百拇医药
Tab.3 in vivo anti-angiogenesis effects of haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles on CAM①
Compd.
dose/μg*egg-1
inhibition/%
Compd.
dose/μg*egg-1
inhibition/%
MISO
100/10
, 百拇医药
0/0
MISO
100/10
0/0
Ⅰ1
100/10
20/0
Ⅱ7(R)
100/10
0/0
Ⅰ2
100/10
, http://www.100md.com
20/0
Ⅱ8(S)
100/10
83/0
Ⅱ1
100/10
90/20
Ⅱ9(R)
100/10
100/67
Ⅱ2
100/10
, 百拇医药
77/38
Ⅱ10(S)
100/10
100/100
Ⅱ3
100/10
70/50
Ⅱ11(R)
100/10
——
Ⅱ4
100/10
, http://www.100md.com
80/50
Ⅱ12(S)
100/10
——
Ⅱ5
100/10
100/80
Ⅱ13(R)
100/10
33/0
Ⅱ6
100/10
, 百拇医药
100/60
Ⅱ14(S)
100/10
100/56
CAM① is chick choriallantoic membranes
1吉林省教委资助项目 2通讯联系人
参考文献
[1] Brown JM,YU NY,Brown,DM,et al.SR-2508:A 2-nitroimidazole amide which should be superior to misonidazole as aradiosensitizer for clinical use.Int J Radiat Oncol Biol Phys,1981,7(4):695～703
, 百拇医药
[2] Blood CH,Zetter Br.Tumor interactions with the vasculature:angiogenesis and tumor metastasis.Biochem Biophys Acta,1990,1032(1):89～118
[3] Shwiki D, Itin A,Soffer D,et al.Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate hypoxia-initiated angiogenesis.Nature,1992，359(6398):843～845
[4] Hori H, Jin C-Z,Kiyono M, \%et al.\% Design,synthesis,and biological activity of anti-angiogenic hypoxic cell radiosensitizer haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles.Int J Bioorg Med Chem,1997,5(3):591～599
, 百拇医药
[5] Shibamoto Y, Ono K,Takahashi M, \%et al.\%An in vitro and in vivo screening system for new hypoxic cell radiosensitizers using EMT6 cells.Jpn J Cancer Res(Gann),1986,77(6):1027～1033
[6] Oikawa T, Shimamura M,Ashino H,et al.Inhibition of angiogenesis by staurospoline,a potent protein kinase inhibitor.J Antibiotics,1992，45(7)：1155～1160
收稿日期:1998-11-03, 百拇医药(金成哲2 全哲山 堀 均)
单位：金成哲2 全哲山 延边大学药学院药学系，延吉 133000；堀 均 日本国德岛大学工学部，日本 770
关键词：2-硝基咪唑类；乏氧细胞放射增敏剂；抑制血管增生作用
中国药物化学杂志990105 摘 要 设计并合成了2-氯代乙酰氨甲酰基-1-(2-硝基咪唑基)-3-叔丁氧基丙烷，2-溴代乙酰氨甲酰基-1-(2-硝基咪唑基)-3-(4-叔丁基)酚基丙烷及结构类似的光学异构体，测定了卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物体外乏氧细胞放射增敏活性和体内抑制血管增生活性.结果表明：2-硝基咪唑侧链上引入卤代乙酰氨甲酰基可明显增大体外乏氧细胞放射增敏活性，而且表现出较强的体内抑制血管增生活性.
The Design and Synthesis of 2-nitroimidazoles Compounds
, 百拇医药
as a Hypoxic Cell Radiosensitizer and Their Anti-angiogenic Activity
Jin Chengzhe， Quan Zheshan
(School of Pharmaceutical Science,Yanbian University,Yanji 133000)
Hori Hitoshi
(Department of Biological Science and Technology,Faculty of Engineering,The University of Tokushima,Tokushima 770，Japan)
Abstract We designed and synthsized the 1-haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles compounds as a hypoxic cell radiosensitizers and measured their in vitro hypoxic radiosensityzing effects and in vivo anti-angiogenic activities.It seemed that introducing haloacetylcarbamoyl groups into the side-chain of 2-nitroimidazoles increased the sensitizing efficiency and showed stronger in vivo anti-angiogenic activities.
, 百拇医药
Key words 2-nitroimidazoles;hypoxic cell radiosensitizers;anti-angiogenic activities
乏氧细胞对控制肿瘤组织的增长和提高放疗治愈率有着重要的意义，大部分放射增敏剂都是针对乏氧细胞的.主要是通过修饰Misonidazole的侧链达到提高其放射增敏活性和降低神经毒性而设计的〔1〕.最近研究表明：血管的增生是固形肿瘤增长不可缺少的条件〔2〕，而且肿瘤血管的增生在癌细胞表现其增恶机制上起着决定性的作用.最近报道了〔3〕细胞的乏氧性易诱导血管内壁生长因子(vascular endothelinal growth factor,VEGF)的产生，从而诱发血管增生.因此，设计并合成了20个卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类新型双功能乏氧细胞放射增敏剂化合物，其中8个化合物已部分报道〔4〕，其余12个光学活性化合物均未见报道，并对其放射增敏活性和体内抑制血管增生活性进行测定.
, http://www.100md.com
这种新型双功能乏氧细胞放射增敏剂分子主要由三部分组成：1)选择对射线有抵抗性的乏氧细胞作为靶向的2-硝基咪唑环.2)与相关的蛋白酶相结合，作为酶抑制剂起阻碍血管增生作用的卤代乙酰氨甲酰基.3)调节药物分子的分配系数，影响药物分子吸收的烃基 .依据这个思想，采取了如图1所示的合成路线，各目标物可分为非光学活性物和光学活性物两种.各目标物的收率在70%～99%之间.
Fig.1 Route of synthesis
1 实验部分
熔点用毛细管法测定，温度未经校正.红外光谱用Perkin-Elmer 1600型光谱仪测定，质谱用JEOL JMS-SX 102A型质谱仪测定.氢谱用JEOL JNM-EX 400(400MHz)型核磁共振仪测定，四甲基硅烷为内标.
, 百拇医药
1.1 (Ⅰ)类化合物的制备通法
1.1.1 非光学活性化合物的制备
在10 mmol 2-硝基咪唑和6 mmol碳酸钾的30 mL无水乙醇悬浊液里加入相应的(2-烷氧)甲基-1-氧杂环丙烷25 mmol，边搅拌边回流约1 h.反应混合物经过滤后用二氯甲烷和5%乙酸乙酯混合溶液洗涤，滤液减压浓缩后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物.
1.1.2 光学活性化合物的制备
在10 mmol 2-硝基咪唑和6 mmol碳酸钾的30 mL无水乙醇悬浊液里，加入相应的25 mmol R型或S型(2-烷氧)甲基-1-氧杂环丙烷(化学纯度98.4%以上；光学纯度98%以上)，边搅拌边回流约1 h.反应混合物经过滤后用二氯甲烷和5%乙酸乙酯混合溶液洗涤，滤液减压浓缩后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物.
, 百拇医药
1.2 (Ⅱ)类化合物的制备通法
2.1.1 非光学活性化合物的制备
1 mmol相应的非光学活性化合物(Ⅰ)的无水二氯甲烷(10 mL)溶液中，边搅拌边加入卤代乙酰基异氰酸酯3 mmol，并回流30 min.反应混合物经过滤后用二氯甲烷洗涤，滤液减压蒸发后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物.
1.2.2 光学活性化合物的制备
在1 mmol相应的R型或S型(化学纯度98.4%以上，光学纯度98%以上)光学活性化合物(Ⅰ)的无水二氯甲烷(10 mL)溶液中，边搅拌边加入卤代乙酰基异氰酸酯3 mmol，回流反应30 min.反应混合物经过滤后用二氯甲烷洗涤，滤液减压蒸发后，经柱层析得相应的黄色或浅黄色的固体或油状物，合成的目标化合物的理化常数及波谱数据见表1.
, http://www.100md.com
Tab.1 Spectrum data and physical data of the compounds①
No.R1
R2
IR(KBr)
/cm-11H-NMR(CDCl\-3-CD3OD)δ
mp/℃
Yield/%
, http://www.100md.com
MS②
〔α〕27D/(°)
Ⅰ3(R)
Me
H
3425，2932，1577，1541，1490，1362，1280，1124，838
3.30(3H，s,Me)，3.44，3.51(2H，m,m,OCH\-2),4.16(1H，m,CH)，4.37，4.71(2H，m,m,N—CH2)，7.05，7.22(2H，s,s,imidazole)
oily
, http://www.100md.com
81.0
202
(M+1)
+5.79
Ⅰ4(S)
Me
H
3425，2935，1636，1541，1491，1362，1283，1122，838
3.30(3H，s,Me)，3.40，3.53(2H，m,m,OCH2)，4.16(1H，m,CH)，4.42，4.67(2H，m,m,N—CH2)，7.15，7.26(2H，s,s,imidazole)
, http://www.100md.com
oily
82.1
202
(M+1)
-8.86
(Continued Tab.1) No.
R1
R2
IR(KBr)
/cm-11H-NMR(CDCl\-3-CD3OD)δ
, 百拇医药
mp/℃
Yield/%
MS②
〔α〕27D/(°)
Ⅰ5(R)
benzyl
H
3437，2924，1540，1489，1363，1116，838，747，668
3.50，3.60(2H,m,m,OCH\-2)，4.18(1H，m,CH)，4.37，4.68(2H，m,m,N—CH2)，4.56(2H，d,Ar—CH2)，7.09，7.14(2H，s,s,imidazole)，7.39(4H,m,Ar—)
, http://www.100md.com
oily
88.1
278
(M+1)
-4.93
Ⅰ6(S)
benzyl
H
3418，2863，1540，1489，1363，1116，838，747，699
3.50，3.59(2H，m,m,OCH\-2)，4.18(1H,m,CH)，4.35，4.68(2H，m,m,N—CH2)，4.56(2H，d,Ar—CH2)，7.03，7.14(2H，s,s,imidazole)，7.35(4H，m,Ar—)
, 百拇医药
oily
55.6
278
(M+1)
+1.53
Ⅱ7(R)
Me
CONHCOCH2Cl
3424，1791，1718，1541，1490，1363，1209，1102，839，771，632
3.40(3H，s,OCH3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.36(2H，d,CH\-2—Cl)，5.32(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.59，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H，s,s,imidazole)
, 百拇医药
100～101
96.2
321
(M+1)
+55.87
Ⅱ8(S)
Me
CONHCOCH2Cl
3425，1789，1717，1541，1490，1364，1210，1103，839，768，653
3.42(3H，s,OCH3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.36(2H，d,CH\-2—Cl)，5.32(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.58，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H，s,s,imidazole)
, 百拇医药
101～102
89.6
321
(M+1)
-60.59
Ⅱ9(R)
Me
CONHCOCH2Br
3388，1786，1717，1541，1490，1364，1221，1100，839，768，599
3.42(3H，s,OCH3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.13(2H，d,CH2—Br)，5.33(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.59，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H,s,s,imidazole)
, http://www.100md.com
108～109
98.2
365
(M+1)
37.12
Ⅱ10(S)
Me
CONHCOCH2Br
3427，1785，1720，1540，1490，1364，1222，1102，839，768，599
3.42(3H，s,OHC3)，3.62(2H，m,OCH2)，4.15(2H，d,CH2—Br)，5.33(1H，m,CH)，5.32(1H，s,NH)，4.59，4.92(2H，dd,dd,N—CH2)，7.14，7.28(2H,s,s,imidazole)
, 百拇医药
108～110
96.1
365
(M+1)
38.67
Ⅱ11(R)
benzyl
CONHCOCH2Cl
3424，1789，1717，1541，1490，1364，1206，1103，839，742，649，519
3.64，3.70(2H，dd,dd,O—CH2)，4.37(2H，d,CH2—Cl)，4.57(2H，s,Ar—CH2)，4.61，4.94(2H,dd,dd,N—CH2)，5.33(1H，m,CH)，7.12，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.37(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
86.4
397
(M+1)
-63.67
Ⅱ12(S)
benzyl
CONHCOCH2Cl
3425，1791，1717，1541，1490，1364，1206，1103，838，752，701，653
3.64，3.69(2H，dd,dd,O—CH2)，4.35(2H，d,CH2—Cl)，4.57(2H，s,Ar—CH2)，4.58，4.92(2H,dd,dd,N—CH2)，5.33(1H，m,CH)，7.12，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.37(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
70.4
397
(M+1)
+58.99
Ⅱ13(R)
benzyl
CONHCOCH2Br
3423，1782，1717，1540，1490，1363，1219，1099，838，742，699，597
3.37，3.72(2H，dd,dd,O—CH2)，4.11(2H，d,CH2—Br)，4.58(2H，s,Ar—CH2)，4.61，4.94(2H,dd,dd,N—CH2)，5.35(1H，m,CH)，7.12，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.37(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
90.7
441
(M+1)
-50.67
(Continued Tab.1) No.
R1
R2
IR(KBr)
/cm-11H-NMR(CDCl\-3-CD3OD)δ
, 百拇医药
mp/℃
Yield/%
MS②
〔α〕27D/(°)
Ⅱ14(S)
benzyl
CONHCOCH2Br
3449，1785，1717，1540，1489，1363，1219，1100，838，740，699，597
3.68，3.73(2H，dd,dd,O—CH2)，4.10(2H，d,CH2—Br)，4.54(2H，s,Ar—CH2)，4.57，4.93(2H,dd,dd,N—CH2)，5.35(1H，m,CH)，7.11，7.24(2H，s,s,imidazole)，7.36(4H,m,Ar—)
, 百拇医药
oily
80.1
441
(M+1)
+49.39
Note:①Element analyses for C,H,N of all compounds are within±0.3% of the calculated values
②MS:high-resolution mass spectra(FABHRMS)2 结果与讨论
2.1 体外乏氧细胞放射增敏活性
根据文献〔5〕方法，在乏氧状态下，用EMT6/KU细胞测定了化合物的体外乏氧细胞放射增敏活性(增敏率，ER：enhancement ratio)，由表2可以看出：所有的卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物的增敏率都大于母体化合物.当浓度为10 μmol/L时，化合物Ⅱ1(1.67)，Ⅱ2(1.78)，Ⅱ3(1.61)，Ⅱ4(1.60)，Ⅱ5(1.80)，Ⅱ6(1.47)的ER值，分别大于1-(2-硝基咪唑)-3-甲氧基丙醇-2(MISO)(1.73，1 mmol*L-1)，Ⅰ1(1.84，1 mmol*L-1)，Ⅰ2(1.53，0.1 mmol*L-1).对光学活性化合物的对映体来说，一般S体比R体表现出更高的增敏率.这说明2-硝基咪唑环的侧链上引入的卤代乙酰氨甲酰基具有提高体外乏氧细胞放射增敏活性的效果，其S对映体的活性有待于进一步研究.
, 百拇医药
Tab.2 The in vitro radiosensitizing effects①
using EMT6/KU cells of haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles
Compd.
ER(conc.)
Compd.
ER(conc.)
Compd.
ER(conc.)
MISO
Ⅰ1
, 百拇医药
Ⅰ2
1.73(1 mmol/L)
1.84(1 mmol/L)
1.53(0.1 mmol/L)
Ⅱ1
Ⅱ2
Ⅱ3
Ⅱ4
Ⅱ5
Ⅱ6
1.67(10 μmol/L)
, 百拇医药
1.78(10 μmol/L)
1.61(10 μmol/L)
1.60(10 μmol/L)
1.80(10 μmol/L)
1.47(10 μmol/L)
Ⅱ7(R)
Ⅱ8(S)
Ⅱ9(R)
Ⅱ10(S)
Ⅱ11(R)
, 百拇医药
Ⅱ12(S)
Ⅱ13(R)
Ⅱ14(S)
——
——
1.39(10 μmol/L)
1.87(10 μmol/L)
1.92(10 μmol/L)
1.96(10 μmol/L)
1.37(10 μmol/L)
1.80(10 μmol/L)
, 百拇医药
① on the cells surviving fraction was 1%
2.2 体内抑制血管增生活性
根据文献〔6〕方法，利用CAM分析法测定了化合物的体内抑制血管增生活性，从表3的结果可知：非光学活性的卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物都具有很强的体内抑制血管增生活性.而它们的先导化合物不具有体内抑制血管增生活性.溴代衍生物的活性大于其对应的氯代衍生物.说明在2-硝基咪唑环的侧链上引入的卤代乙酰氨甲酰基具有体内抑制血管增生活性.对光学活性卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物来说，其S型对映体比R型具有更强的体内抑制血管增生活性。因此，在2-硝基咪唑环的侧链上引入卤代乙酰氨甲酰基可以达到体内抑制血管增生活性和提高其乏氧细胞放射增敏效果的目的.以2-硝基咪唑为先导物的卤代乙酰氨甲酰基-2-硝基咪唑类化合物，为研究开发微摩尔级双功能乏氧细胞放射增敏剂、有效地控制固形肿瘤的增长和提高放疗治愈率，提供了新的线索.
, 百拇医药
Tab.3 in vivo anti-angiogenesis effects of haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles on CAM①
Compd.
dose/μg*egg-1
inhibition/%
Compd.
dose/μg*egg-1
inhibition/%
MISO
100/10
, 百拇医药
0/0
MISO
100/10
0/0
Ⅰ1
100/10
20/0
Ⅱ7(R)
100/10
0/0
Ⅰ2
100/10
, http://www.100md.com
20/0
Ⅱ8(S)
100/10
83/0
Ⅱ1
100/10
90/20
Ⅱ9(R)
100/10
100/67
Ⅱ2
100/10
, 百拇医药
77/38
Ⅱ10(S)
100/10
100/100
Ⅱ3
100/10
70/50
Ⅱ11(R)
100/10
——
Ⅱ4
100/10
, http://www.100md.com
80/50
Ⅱ12(S)
100/10
——
Ⅱ5
100/10
100/80
Ⅱ13(R)
100/10
33/0
Ⅱ6
100/10
, 百拇医药
100/60
Ⅱ14(S)
100/10
100/56
CAM① is chick choriallantoic membranes
1吉林省教委资助项目 2通讯联系人
参考文献
[1] Brown JM,YU NY,Brown,DM,et al.SR-2508:A 2-nitroimidazole amide which should be superior to misonidazole as aradiosensitizer for clinical use.Int J Radiat Oncol Biol Phys,1981,7(4):695～703
, 百拇医药
[2] Blood CH,Zetter Br.Tumor interactions with the vasculature:angiogenesis and tumor metastasis.Biochem Biophys Acta,1990,1032(1):89～118
[3] Shwiki D, Itin A,Soffer D,et al.Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate hypoxia-initiated angiogenesis.Nature,1992，359(6398):843～845
[4] Hori H, Jin C-Z,Kiyono M, \%et al.\% Design,synthesis,and biological activity of anti-angiogenic hypoxic cell radiosensitizer haloacetylcarbamoyl-2-nitroimidazoles.Int J Bioorg Med Chem,1997,5(3):591～599
, 百拇医药
[5] Shibamoto Y, Ono K,Takahashi M, \%et al.\%An in vitro and in vivo screening system for new hypoxic cell radiosensitizers using EMT6 cells.Jpn J Cancer Res(Gann),1986,77(6):1027～1033
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收稿日期:1998-11-03, 百拇医药(金成哲2 全哲山 堀 均)