3-苯基-1H-吡唑拼接吲哚衍生物的无催化剂合成及抗肺癌活性

doi:10.7503/cjcu20260134

摘要/Abstract

摘要：

为寻找新型抗肺癌活性分子, 以5-苯基-2,4-二氢-3H-吡唑-3-酮、苯甲醛和吲哚为原料, 通过一锅法反应合成了21个3-苯基-1H-吡唑拼接吲哚衍生物, 其结构通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、核磁共振碳谱(¹³C NMR)和高分辨率质谱(HRMS)表征. 通过体外抗肺癌活性筛选发现, 大多数目标化合物对肺癌A549细胞及A549/DDP细胞具有较好的抑制活性, 其中化合物4n对耐药株A549/DDP的半效抑制浓度[IC₅₀=(0.085±0.003) μmol/L]是阳性对照顺铂的29倍. 机制研究结果表明, 化合物4n能够阻滞A549/DDP细胞G₀/G₁期, 并诱导细胞发生凋亡; 分子对接结果表明, 其抗肿瘤活性可能与AKt1, Tubulin及P-gp等靶点有关. 化合物4n可作为后续优化与深入机制研究的抗肺癌候选化合物.

关键词: 吲哚, 吡唑, 衍生物, 抗肺癌活性

Abstract:

In order to discover novel anti-lung cancer agents， a series of 21 novel 3-phenyl-1H-pyrazole-indole hybrid derivatives was designed and synthesized via a one-pot reaction employing 5-phenyl-2，4-dihydro-3H-pyrazol-3-one， benzaldehyde， and indole as starting materials. All synthesized compounds were characterized by means of ¹H NMR， ¹³C NMR and HRMS. In vitro anti-lung cancer activity screening revealed that most of the target compounds exhibited potent inhibitory effects against both the A549 cell line and the A549/DDP cell line. Notably， compound 4n demonstrated exceptional activity against the resistant A549/DDP cells， with an IC₅₀ value of （0.085±0.003） μmol/L， which was 29-fold than the positive control cisplatin. Mechanistic studies indicated that compound 4n significantly arrested the cell cycle of A549/DDP cells at the G₀/G₁ phase and induced apoptosis. Molecular docking results suggested that its antitumor activity may be associated with interactions involving multiple targets， including AKt1， tubulin， and P-gp. Compound 4n represents a promising anti-lung cancer lead candidate for subsequent structural optimization and comprehensive mechanistic investigation.

Key words: Indole, Pyrazole, Derivative, Anti-lung cancer activity

中图分类号:

O626

TrendMD:

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图/表 10

Fig.1 Anti⁃lung cancer agents containing an aryl⁃substituted pyrazole scaffold

Fig.2 Design strategy of target compounds

Table 1 Optimization of reaction conditions a

Entry	Solvent	Temperature/℃	Time/h	Yield（%）
1	H₂O	60	12	0
2	CH₃CN	60	12	16
3	CH₃OH	60	6	30
4	EtOH	60	6	45
5	EtOAc	60	6	41
6	DCM	60	6	80
7	Toluene	60	12	10
8	DCM	40	8	20
9	DCM	80	4	47
10 ^b	DCM	60	6	79
11 ^c	DCM	60	6	52

Table 2 Scope of the substrates*

Compd.	R¹	R²	R³	R⁴	R⁵	Yield（%）
4a	H	H	CH₃	H	H	80
4b	CH₃	H	H	H	H	71
4c	H	H	H	CH₃	H	82
4d	H	H	H	F	H	61
4e	H	H	OCH₃	H	H	75
4f	H	H	H	OCH₂C₆H₅	H	95
4g	H	H	Br	H	H	73
4h	H	F	H	H	H	64
4i	H	H	Cl	H	H	74
4j	H	H	H	Cl	H	92
4k	C₆H₅	H	H	H	NO₂	93
4l	H	H	CH₃	H	NO₂	84
4m	C₆H₅	H	H	H	Br	81
4n	H	H	CH₃	H	Br	63
4o	H	H	Br	H	NO₂	64
4p	H	H	H	OCH₂C₆H₅	NO₂	88
4q	H	H	H	OCH₂C₆H₅	Br	83
4r	H	H	H	Cl	NO₂	61
4s	H	H	H	Cl	Br	89
4t	H	H	OCH₃	H	NO₂	78
4u	H	H	OCH₃	H	Br	77

Table 3 Anti-proliferation activities of compound 4a~4u against A549 and A549/DDP cell lines

Compd.	IC₅₀^a /（μmol·L^-1）
Compd.	A549	A549/DDP	RF ^b
4a	0.494±0.007	0.335±0.004	0.68
4b	4.807±0.052	1.057±0.042	0.22
4c	0.450±0.005	3.815±0.051	8.48
4d	1.006±0.010	0.429±0.015	0.43
4e	0.555±0.001	0.172±0.004	0.31
4f	1.325±0.015	2.482±0.071	1.87
4g	1.717±0.045	0.035±0.001	0.02
4h	0.752±0.006	2.129±0.027	2.83
4i	0.155±0.004	0.137±0.003	0.89
4j	3.512±0.033	0.265±0.014	0.08
4k	2.812±0.008	0.038±0.001	0.01
4l	0.499±0.005	0.239±0.006	0.48
4m	0.057±0.002	0.074±0.002	1.30
4n	0.443±0.011	0.085±0.003	0.19
4o	0.445±0.011	0.153±0.004	0.35
4p	0.490±0.004	0.442±0.004	0.90
4q	4.701±0.111	0.048±0.001	0.01
4r	0.102±0.002	0.500±0.009	4.90
4s	0.664±0.005	0.027±0.001	0.04
4t	0.099±0.001	0.083±0.007	0.84
4u	0.447±0.013	0.288±0.006	0.64
Cisplatin	1.480±0.008	2.496±0.117	1.69

Fig.3 Effects of compound 4n(0, 0.05 and 0.10 μmol/L) on A549/DDP cells as determined by AO/EB dual⁃fluorescence staining assay

Fig.4 Cell cycle distribution analysis of compound 4n(0, 0.05 and 0.10 μmol/L) on A549/DDP cells(A) Cell cycle distribution of A549/DDP cells was analyzed by PI staining and flow cytometry;(B) quantitative representation of cell cycle distribution results(n=3; * P<0.05, vs. Control).

Fig.5 Apoptosis was induced in A549/DDP cells by compound 4n(0, 0.05 and 0.10 μmol/L) in a dose⁃dependent manner（A） Annexin V/PI double staining and flow cytometry were performed to detect apoptosis in A549/DDP cells；（B） quantitative representation of apoptosis rate（n=3， *P<0.001， vs. Control）.

Fig.6 Compound 4n(0, 0.05 and 0.10 μmol/L) inhibits the migration of A549/DDP cells in a dose⁃dependent manner（A） Wound healing assay results；（B） quantitative representation of wound healing rate（n=3， *P<0.001， vs. Control； **P<0.05， vs. Control）.

Fig.7 Molecular docking results of compound 4n（A） Molecular docking compound 4n with AKt1（PDB： 3CQW）；（B） molecular docking compound 4n with Tubulin（PDB： 1SA0）；（C） molecular docking compound 4n with P⁃gp（PDB： 7O9W）.

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