咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物是一类以咪唑基团和吡啶基团为主的含氮稠杂环化合物，它们具有广泛的生物活性和化学反应性[1,2,3,4],在医药领域以及化学领域等均有广泛的应用价值。咪唑并[1,2-a]吡啶结构也是良好的药物活性片段，基于此片段设计的药物往往具有抗肿瘤、抗菌和酶抑制的作用[5,6,7,8,9],代表性上市药物包括Zolpidem, Olprinone, Zolmidine以及A2A拮抗剂(图1)

图1 含咪唑并[1,2-a]吡啶结构的代表性药物

近年来，随着咪唑并[1,2-a]吡啶骨架构建方法的不断完善[10,11,12],极大扩充了咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物的结构类型，这为进一步的药效学研究提供了丰富的物质基础。在抗肿瘤药物研究中，咪唑并[1,2-a]吡啶作为关键药效团被广泛使用[13,14,15],片段结构的微小变化通常会带来较大的生物学效应。构效关系分析发现，咪唑并[1, 2-a]吡啶C2和C3官能化有利于药物活性的改善[16,17,18]。例如，Endoori等[17]发现C3位三唑衍生物可以增强其生物活性，对Hela细胞和MCF-7细胞株表现出了较好的抗增殖作用。Ismael, Shaker等[13,18]设计合成了一系列C2和C3双取代的咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物，这些化合物对多种肿瘤细胞系具有好的杀伤作用，激酶分析发现化合物8b能选择性抑制COX-1/COX-2酶活性。因此，咪唑并[1,2-a]吡啶C2和C3衍生化是药物结构设计与合成研究的主要方向。

众多结构类型中，咪唑并[1,2-a]吡啶C2和C3衍生化主要以芳基化为主，在多种蛋白抑制剂中具有广泛应用[19,20,21,22,23]。例如，Joncour等[22]发展了一种咪唑并[1,2-a]吡啶C3芳胺化结构类型的Autotaxin抑制剂，化合物4o通过口服给药可以显著降低血浆LPA水平。Xi等[23]发现咪唑并[1,2-a]吡啶芳基化衍生物42c和42g可以作为Nek2抑制剂抑制肿瘤细胞增殖。然而，咪唑并[1,2-a]吡啶C2和C3衍生物中，C3酮类衍生物的抗肿瘤生物活性研究相对较少，构效关系尚不清楚。为了进一步探讨含咪唑并[1,2-a]吡啶酮类衍生物的抗肿瘤活性，基于课题组前期开发的咪唑并[1,2-a]吡啶方法学[24],本研究分别以色酮和炔醇为初始原料，经[3+2]环加成反应进一步合成了一系列咪唑并[1,2-a]吡啶酮类衍生物，通过1H NMR和13C NMR表征了其结构，并评价了这些化合物的抗肿瘤细胞活性，对新型抗肿瘤药物的研究具有一定的指导价值和意义。

1、材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试剂

RPMI-1640培养基 (美国Gibco公司);DMEM (美国Gibco公司) ;胎牛血清(Biological Industries);双抗 (酷莱博科技有限公司);胰酶 (源培生物科技股份有限公司);Cell-Counting-Kit-8(APExBIO技术有限责任公司),其余所用试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器

X-6型显微熔点仪；旋转蒸发仪；Bruker AC-E400 MHz 型核磁共振仪(TMS 为内标);Agilent 1100 型液质连用仪；Multiskan MK3酶标仪(赛默飞世尔科技有限公司);洁净工作台(青岛海尔生物医疗股份有限公司);二氧化碳培养箱(赛默飞世尔科技有限公司)。

1.1.3 实验细胞

MV4-11细胞(海星生物科技有限公司);A549细胞(长沙梓衫生物科技有限公司);HepG2细胞(武汉普诺赛生物科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 C3羰基苯酚类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物(4)的合成

将1 mmol色酮(1a)和2 mmol 2-氨基吡啶(3a)分散到4 mL氯苯中，然后加入20%的碘单质和3 mmol DTBP,100 ℃下加热搅拌反应24 h。反应结束后，向体系中加入50 mL水和20 mL乙酸乙酯，萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥30 min, 过滤浓缩，粗品通过硅胶柱层析，石油醚和乙酸乙酯1∶1作为洗脱剂，分离目标化合物。4b-4o的合成方法同4a。

1.2.2 C3羰基苯基类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物(5)的合成

将1 mmol 1-苯基炔丙醇(2a)和2 mmol 2-氨基吡啶(3a)分散到4 mL甲苯中，然后加入40%的碘化钾和3 mmol TBHP,120 ℃下加热搅拌反应24 h。反应结束后，向体系中加入50 mL水和20 mL乙酸乙酯，萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥30 min, 过滤浓缩，粗品通过硅胶柱层析，石油醚和乙酸乙酯2∶1作为洗脱剂，分离目标化合物。5b-h的合成方法同5a。

1.2.3 体外细胞活性测试

通过CCK8法检测化合物对细胞活性的影响，化合物用二甲基亚砜(DMSO)溶解，制备成浓度为10 mmol/L的储备药液，用培养基稀释。取对数生长期急性单核细胞白血病细胞株 (MV4-11),以每孔3×104个细胞的密度接种于96孔板中，人非小细胞肺癌细胞 (A549)、人肝癌细胞(HepG2),以每孔5×103个细胞的密度接种于96孔板中，孵育24 h, 不同浓度的化合物作用24 h后，每孔加入10 μL CCK8,孵育4 h后，在450 nm处测定吸光度，计算化合物对癌细胞的抑制率。抑制率=[(Ac-As)/(Ac-Ab)]×100%。As: 实验孔吸光度 (含细胞、培养基、CCK8 溶液和药物溶液) ;Ac: 对照孔吸光度(含细胞、培养基、CCK8 溶液，不含药物);Ab: 空白孔吸光度 (含培养基、CCK8 溶液，不含细胞、药物)。通过Graphpad Prism软件计算IC50值。

1.2.4 分子对接

采用ChemDraw 16.0绘制小分子2D结构，保存为SDF格式。载入MOE 2019.0102,进行能量最小化，保存为pdb格式。载入autodocktool1.5.6程序，添加电荷，分配原子类型，所有可旋转键均设置为柔性，保存为pdbqt格式，用于分子对接。以PDB蛋白数据库中的FLT3晶体结构作为蛋白受体，进行分子对接。在pymol1.7程序中删除晶体结构中的结晶水和其他小分子，添加氢原子后保存。载入autodocktool1.5.6程序，添加电荷，分配原子类型，保存为pdbqt格式，作为分子对接受体。选择柔性配体以及刚性受体，设置遗传算法构象搜索输出构象数目，保存dock.dpf参数控制文件，运行AutoDock程序计算格点。基于能量分析、聚类分析以及与X-ray晶体构象比对选择最优结合构象。最优构象导入MOE 2019.0102对蛋白小分子抑制剂结合模式做进一步分析，导入pymol1.7做蛋白小分子抑制剂结合模式图。

2、结果

2.1 合成实验

如图2所示，本文采用两种不同的合成方法学，分别以色酮和炔醇为原料合成了一系列咪唑并[1,2-a]吡啶C3酮芳基类衍生物，利用质谱和核磁对目标化合物的结构进行了表征。C3羰基苯酚类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物(4)是用碘作为催化剂，DTBP作为氧化剂促进的分子间[3+2]环加成反应。反应收率受电子效应的影响较为明显，当取代基为强吸电子官能团时，对目标产物收率具有显著影响。C3羰基苯基类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物(5)的合成采用了与4系列化合物相同的[3+2]环加成策略。以炔丙醇为原料，利用高碘酸钠作为助催化剂，TBHP作为氧化剂，高温下即可一步制备5系列目标产物。

化合物4a, 黄色固体，收率62%。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 11.43 (s, 1H), 9.52 (dt, J = 6.9, 1.1 Hz, 1H), 8.32 (s, 1H), 7.91 (dd, J = 8.0, 1.6 Hz, 1H), 7.81 (dt, J = 9.0, 1.1 Hz, 1H), 7.58 – 7.47 (m, 2H), 7.14 (td, J = 6.9, 1.1 Hz, 1H), 7.06 (dd, J = 8.4, 1.0 Hz, 1H), 6.99 (td, J = 7.8, 1.1 Hz, 1H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 186.6, 161.8, 149.2, 145.4, 135.3, 130.9, 129.6, 129.0, 122.8, 120.4, 119.3, 118.4, 117.9, 115.2。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C14H11N2O2]+: 239.0815, found: 239.0817。

图2 化合物4a-4o和5a-5h的合成

化合物4b, 黄色固体，收率67%。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 11.34 (s, 1H), 9.31 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 8.31 (s, 1H), 7.91 (dd, J = 8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.53 (ddd, J = 8.5, 7.3, 1.6 Hz, 1H), 7.29-7.25 (m, 1H), 7.10-7.04 (m, 2H), 7.03-6.98 (m, 1H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 184.9, 156.3, 150.7 (d, J = 250.7 Hz), 145.4, 140.6 (d, J = 27.5 Hz), 133.1, 130.1, 126.2, 125.4, 125.2 (d, J = 5.2 Hz), 119.5, 117.2, 115.5 (d, J = 6.7 Hz), 113.3 (d, J = 15.6 Hz)。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C14H10FN2O2]+: 257.0721, found: 257.0716。

化合物4c, 黄色固体，收率56%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.19 (s, 1H), 9.71 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 8.36 (s, 1H), 8.19 (s, 1H), 7.57 (dd, J = 7.3, 1.7 Hz, 1H), 7.47 (dd, J = 7.6, 1.5 Hz, 1H), 7.44-7.37 (m, 1H), 7.01-6.90 (m, 1H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 185.2, 156.3, 146.9, 146.8, 133.3, 130.3, 130.0, 129.2 (d, J = 33.7 Hz), 126.1, 124.9, 123.5 (d, J = 272.6 Hz), 119.6, 117.3, 116.0 (q, J = 4.6, 2.4 Hz), 111.3 (q, J = 6.0, 3.2 Hz)。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C15H10F3N2O2]+: 307.0689, found: 307.0692。

化合物4d, 黄色固体，收率75%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.20 (s, 1H), 9.63 (dd, J = 7.2, 0.9 Hz, 1H), 8.61 (q, J = 1.6, 0.9 Hz, 1H), 8.21 (s, 1H), 7.59 (dd, J = 7.2, 1.6 Hz, 1H), 7.49-7.35 (m, 2H), 7.01-6.89 (m, 2H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 185.2,156.3,146.9,146.6,133.4,130.3, 129.5, 126.0,125.1, 24.2,119.6,117.7,117.3, 116.2, 111.3。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C15H10N3O2]+: 264.0768, found: 264.0770。

化合物4e, 黄色固体，收率83%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.17 (s, 1H), 9.61 (dd, J = 4.5, 2.3 Hz, 1H), 8.08 (s, 1H), 7.96-7.90 (m, 1H), 7.83-7.73 (m, 1H), 7.45 (dd, J = 7.6, 1.5 Hz, 1H), 7.42-7.34 (m, 1H), 7.00-6.87 (m, 2H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 184.7, 156.3, 154.5 (d, J = 236.1 Hz), 146.5, 146.4 (d, J = 11.1 Hz), 133.1, 130.1, 126.1, 125.0, 121.5 (d, J = 25.1 Hz), 119.5, 118.7 (d, J = 9.2 Hz), 117.3, 115.7 (d, J = 43.1 Hz)。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C14H10FN2O2]+: 257.0721, found: 257.0728。

化合物4f, 黄色固体，收率65%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.17 (s, 1H), 9.64 (d, J = 1.3 Hz, 1H), 8.08 (s, 1H), 7.90 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 7.75 (dd, J = 9.5, 2.1 Hz, 1H), 7.45 (dd, J = 7.6, 1.4 Hz, 1H), 7.42-7.34 (m, 1H), 6.99-6.88 (m, 2H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 186.7, 161.9, 147.4, 145.4, 135.7, 130.8, 130.8, 126.9, 123.6, 123.0, 120.2, 119.3, 118.5, 118.1。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C14H10ClN2O2]+: 273.0425, found: 273.0431。

化合物4g, 黄色固体，收率87%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.19 (s, 1H), 9.80 (d, J = 0.8 Hz, 1H), 7.97 (s, 1H), 7.87 (dd, J = 9.3, 1.7 Hz, 1H), 7.69 (d, J = 9.3 Hz, 1H), 7.47-7.42 (m, 1H), 7.42-7.34 (m, 1H), 6.97-6.89 (m, 2H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 186.6, 161.9, 147.8, 144.9, 137.5, 135.7, 133.8, 130.8, 122.5, 120.2, 119.3, 118.8, 118.5, 78.6。 HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C14H9IN2NaO2]+: 386.9601, found: 386.9597。

化合物4h, 黄色固体，收率54%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.23 (s, 1H), 10.03 (d, J = 1.0 Hz, 1H), 8.20 (s, 1H), 7.97 (ddd, J = 10.9, 9.3, 1.2 Hz, 2H), 7.47 (dd, J = 7.6, 1.5 Hz, 1H), 7.44-7.36 (m, 1H), 7.02-6.89 (m, 2H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 185.0, 156.5, 148.0, 147.0, 135.0, 133.5, 130.3, 130.1, 125.6, 124.6, 119.6, 118.9, 117.3, 116.9, 100.9。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C15H10N3O2]+: 264.0768, found: 264.0774。

化合物4i, 黄色固体，收率40%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11.10 (s, 1H), 8.01 (s, 1H), 7.79 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.72 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.67-7.58 (m, 1H), 7.56-7.47 (m, 1H), 7.14 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.04-6.95 (m, 1H), 2.47 (s, 1H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 184.7, 160.2, 150.5, 146.0, 139.9, 135.4, 132.8, 130.2, 125.5, 123.0, 119.6, 117.8, 116.6, 115.4, 22.2。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C15H13N2O2]+: 253.0972, found: 253.0976。

化合物4j, 黄色固体，收率73%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.18 (s, 1H), 9.72 (s, 1H), 8.02 (s, 1H), 7.88 (s, 1H), 7.50-7.35 (m, 2H), 7.00-6.88 (m, 2H), 2.47 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 184.5, 156.4, 147.9, 146.2, 140.6, 133.1, 130.2, 128.2, 125.9, 123.6, 119.5, 117.44, 117.3, 113.9, 22.7。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C15H12BrN2O2]+: 331.0077, found: 331.0072。

化合物4k, 黄色固体，收率78%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11.26 (s, 1H), 9.46 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 8.22 (s, 1H), 7.85 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 7.70 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.65 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.28 (t, J = 6.9 Hz, 1H), 6.58-6.49 (m, 2H), 3.80 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 184.6, 164.4, 161.5, 148.7, 145.2, 132.9, 130.2, 128.9, 123.2, 117.9, 116.6, 115.8, 106.9, 102.0, 55.9。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C15H13N2O3]+: 269.0921, found: 269.0915。

化合物4l, 黄色固体，收率15%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11.13 (s, 1H), 9.49 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 8.20 (s, 1H), 7.85 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.72-7.60 (m, 2H), 7.29 (t, J = 6.8 Hz, 1H), 6.62-6.55 (m, 2H), 4.86 (s, 2H), 3.65 (s, 1H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 184.4, 162.1, 160.8, 148.7, 145.3, 132.7, 130.21 128.9, 123.4, 117.9, 117.6, 115.9, 107.3, 102.9, 79.3, 79.2, 56.2。 HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C17H12N2NaO3]+: 315.0740, found: 315.0744。

化合物4m, 黄色固体，收率83%。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10.69 (s, 1H), 9.58 (d, J = 6.7 Hz, 1H), 8.07 (s, 1H), 7.86 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 7.73-7.64 (m, 1H), 7.58-7.50 (m, 1H), 7.32 (t, J = 7.0 Hz, 1H), 6.76 (d, J = 9.8 Hz, 2H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 183.5, 164.6 (d, J = 247.8 Hz), 158.41 (d, J=12.2 Hz), 148.8, 146.1, 132.3 (d, J=10.0 Hz),130.5, 128.7, 124.0, 123.3, 117.9, 116.2, 106.6 (d, J = 20.5 Hz), 104.1 (d, J = 22.7 Hz)。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C14H10FN2O2]+: 257.0721, found: 257.0717。

化合物4n, 黄色固体，收率62%。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 11.25 (s, 1H), 9.50 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 8.34 (s, 1H), 7.89-7.80 (m, 2H), 7.61-7.51 (m, 1H), 7.44 (dd, J = 8.9, 2.6 Hz, 1H), 7.19-7.13 (m, 1H), 7.01 (d, J = 8.9 Hz, 1H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 185.2, 160.1, 149.5, 145.6, 135.0, 130.0, 129.0, 124.0, 122.5, 119.9, 118.0, 115.5。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C14H10ClN2O2]+: 273.0425, found: 273.0429。

化合物4o, 黄色固体，收率60%。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 11.35 (s, 1H), 9.48 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 8.31 (s, 1H), 7.79 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 7.65 (s, 1H), 7.57-7.44 (m, 1H), 7.11 (dd, J = 7.4, 6.5 Hz, 1H), 6.86 (s, 1H), 2.29 (s, 3H), 2.24 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 184.8, 155.5, 148.7, 145.8, 142.8, 131.0 (d, J = 3.0 Hz), 130.2, 128.8, 127.3, 123.8。 122.6, 118.4, 117.9, 116.0, 20.2, 18.8。 HRMS (ESI+) [M+H]+ calculated for [C16H15N2O2]+: 267.1128, found: 267.1120。

化合物5a, 黄色固体，收率62%。 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.32 (d, J = 6.7 Hz, 1H), 8.12 (s, 1H), 7.90-7.83 (m, 2H), 7.58 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.53 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 7.03 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 6.83 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 4.06 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 185.1, 144.4, 139.3, 138.3, 132.1, 128.9, 128.6, 121.4, 115.2, 115.1, 113.6, 105.9, 56.2。HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C15H12N2NaO2]+: 275.0791, found: 275.0796。

化合物5b, 黄色固体，收率48%。 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.40 (d, J = 2.3 Hz, 1H), 8.14 (s, 1H), 7.89-7.82 (m, 2H), 7.68 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 7.60 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.53 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 7.31 (dd, J = 9.6, 2.5 Hz, 1H), 3.93 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 184.9, 151.12, 145.4, 139.3, 132.0, 128. 8, 128.6, 124.0, 117.6, 110.7, 56.3。HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C15H12N2NaO2]+: 275.0791, found: 275.0797。

化合物5c, 黄色固体，收率57%。 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.61 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 8.14 (s, 1H), 7.88-7.83 (m, 2H), 7.62-7.48 (m, 4H), 7.02-6.96 (m, 1H), 2.51 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 184.6, 146.0, 141.1, 139.4, 131.9, 128.8, 128.5, 128.0, 117.6, 116.4, 21.6。 HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C15H12N2NaO]+: 259.0842, found: 259.0846。

化合物5 d, 黄色固体，收率61%。 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.66 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 8.18 (s, 1H), 7.86 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.79 (s, 1H), 7.65-7.57 (m, 1H), 7.53 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 7.16-7.09 (m, 1H)。 13C NMR (101 MHz, cdcl3) δ 184.8, 149.0, 146.1, 138.8, 136.1, 132.3, 129.1, 128.8, 128. 7, 116.8, 116.6, 110.0。HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C14H9ClN2NaO]+: 279.0296, found: 279.0291。

化合物5e, 黄色固体，收率42%。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.55 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.08 (s, 1H), 7.84 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.61-7.48 (m, 3H), 7.05 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 6.81 (dd, J = 7.6, 2.5 Hz, 1H), 3.93 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 184.2, 161.0, 151.4, 146.4, 139.3, 131.8, 129.40, 128.7, 128.5, 109.1, 95.7, 55.8。HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C15H12N2NaO2]+: 275.0791, found: 275.0788。

化合物5f, 黄色固体，收率50%。 1H NMR (400 MHz, cdcl3) δ 9.54 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 8.20 (s, 1H), 7.92-7.85 (m, 2H), 7.63 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.54 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 7.29-7.25 (m, 1H), 7.11-7.03 (m, 1H)。 13C NMR (101 MHz, cdcl3) δ 185.0, 151.2 (d, J = 255.1 Hz), 145.0, 138.9, 132.4, 128.9, 128.7, 125.1 (d, J = 5.3 Hz), 114.4, 114.3, 112.4, 112.2。HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C14H9FN2NaO]+: 263.0591, found: 263.0589。

化合物5g, 黄色固体，收率55%。 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.60 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 8.17 (s, 1H), 7.86 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.62-7.47 (m, 3H), 7.34 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 7.05 (t, J = 6.9 Hz, 1H), 2.69 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 184.9, 145.0, 139.4, 132.0, 128.9, 128.6, 128.5, 127.6, 126.6, 115.2, 17.0。 HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C15H12N2NaO]+: 259.0842, found: 259.0844。

化合物5h, 黄色固体，收率62%。 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.72 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 8.20 (s, 1H), 7.82-7.75 (m, 3H), 7.56-7.48 (m, 1H), 7.32 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.13 (td, J = 6.9, 0.9 Hz, 1H), 2.45 (s, 3H)。 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 184.6, 149.0, 145.4, 142.7, 136.5, 129.3, 129.22, 129.0, 128.8, 123.6, 117.7, 115.0, 21.6。HRMS (ESI+) [M+Na]+ calculated for [C15H12N2NaO]+: 259.0842, found: 259.0847。

2.2 C3羰基苯酚类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物(4)的抗肿瘤活性分析

C3羰基苯酚类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物(4)对MV4-11、A549和HepG2生物活性测试如表1所示，对于MV4-11细胞，化合物4j和4l展示了较好的抗增殖作用，IC50分别为22.3、24.1 μmol/L。然而，4j和4l在A549细胞中缺乏有效的抗增殖作用。化合物4n具有最佳的抗A549和HepG2细胞增殖抑制率，进一步的浓度依赖测试发现，该化合物对A549和HepG2细胞尽管具有一定的浓度依赖，但IC50大于100 μmol/L,对肿瘤细胞毒性仍然较弱。这些结果表明，不同目标化合物对肿瘤细胞具有选择性。

表1 化合物4a-4o抗肿瘤细胞活性

2.3 C3羰基苯基类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物(5)的抗肿瘤活性分析

与4系列化合物相比，C3羰基苯基类咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物结构中苯环上无2位酚羟基取代。生物活性测试如表2所示，这些化合物对MV4-11细胞具有较好的活性，其中化合物5b抑制活性最佳，达71.86%。然而，对实体瘤细胞A549和HepG2仅具有较低的抗增殖作用。

表2 化合物5a-5h抗肿瘤细胞活性

2.4 作用靶点预测

本文利用分子对接的方法，进一步初步评价了化合物4j、4l和5b对FLT3-ITD蛋白的结合作用。从图3A中可以看出，这些化合物都能够键合到FLT3-ITD蛋白晶体的结合口袋，其中4j和5b能与Val624之间形成π-H相互作用，作用方式与Quizartinib骨架结构中的π-H结合高度相似，而4l中的酚羟基与Glu592和Cys694残基形成氢键。图3B的分子叠合分析发现，这些化合物能够很好地叠合到Quizartinib骨架结构中，这可能是发挥较好的抗MV4-11细胞增殖作用的原因之一。

图3 化合物4j、4l和5b对FLT3蛋白的Docking分析

3、讨论

本研究利用CCK8方法检测了咪唑并[1,2-a]吡啶苯基甲酮类衍生物对MV4-11,A549和HepG2 3种细胞系的抗增殖作用。结果表明，大部分化合物对这些肿瘤细胞具有一定的抗增殖作用。相比之下，化合物4j、4l和5b对急性髓系白血病细胞株MV4-11具有更好的抗增殖作用。针对两种不同类型的化合物生物活性测试发现，咪唑并[1,2-a]吡啶苯基甲酮类衍生物中2位酚羟基可能对急性髓系白血病MV4-11细胞系发挥关键的抗增殖作用，而对实体瘤细胞不具有显著抗增殖作用。在咪唑并[1,2-a]吡啶结构中，C6和C7位取代能够显著提高化合物抗MV4-11细胞增殖作用，而C8位取代将导致抗增殖活性明显下降。对于苯环上取代，2位酚羟基有利于这些化合物对MV4-11细胞抗增殖活性的提高，苯环C4位进一步取代时能明显改善化合物的抗增殖作用。因此，这类先导化合物可以作为抗急性髓系白血病的药物进行药物结构设计和构效关系优化。

本研究中，所使用的MV4-11细胞携带有FLT3-ITD突变，对FLT3-ITD激酶抑制剂普遍敏感。根据生物活性测试结果，目标化合物对MV4-11细胞显示了更好的选择性抑制作用。因此，我们设想这类化合物是否对FLT3-ITD蛋白具有靶向作用。Docking分析发现，这类化合物能够与FLT3蛋白结合，并与Quizartinib的核心骨架能够较好的叠合，因此有望作为关键的结构片段发展新型的FLT3抑制剂，在抗急性髓系白血病的治疗中可能具有潜在应用价值。

参考文献:

[2]杨凯,姚辰,高娟娟,等.稠杂环吡啶并[1,2-a]苯并咪唑类化合物的合成研究进展[J].有机化学,2020,40(12):4168-4183.

[3]阮泳.基于咪唑[1,2-a]吡啶的微管蛋白抑制剂的合成及抗癌活性研究[D].广州:南方医科大学,2023.

[4]王贺年,张明明,方方,等.新型咪唑并吡啶类ATX抑制剂的设计､合成及抑酶活性评价[J].合成化学,2023,31(11):847-854.

[11]张佳琦,徐畅.咪唑并[1,2-a]吡啶C-C键偶联反应研究进展[J].广州化工,2023,51(7):6-7.

[12]刘畅,刘小贝,韩帅军.咪唑并[1,2-a]吡啶的碳氢三氟甲基化研究进展[J].河南化工,2023,40(3):14-17.

基金资助:国家自然科学地区基金资助项目(NO:82360679); 贵州省科技厅基础研究项目[NO:黔科合基础-ZK(2022)一般592;NO:黔科合基础(2020)1Y351];

文章来源:黎江东,吴律嘉,幸黔鲁,等.含咪唑并[1,2-a]吡啶苯基甲酮类衍生物的合成及抗肿瘤活性评价[J].遵义医科大学学报,2024,47(06):587-595.