CN101397301A - 含10-羟基喜树碱的水溶性衍生物及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一系列分子内含有10－羟基喜树碱及其衍生物的氨基酸酯，并与酸成盐的水溶性衍生物及其制备方法。该类水溶性衍生物具有通式(I)，其中A为饱和的碳氢化合物；D表示含有氮原子的有机基团；HB表示能与有机基团成盐的酸。该类化合物具有良好的水溶性，在人或动物体内芳酯键易水解，可释放出10－羟基喜树碱及其衍生物，从而发挥抗癌作用。

Description

含10-羟基喜树碱的水溶性衍生物及制备方法
技术领域
本发明涉及一系列含羟基喜树碱氨基酸酯盐的水溶性衍生物及其制备方法。
背景技术
1966年美国的Wall等首次从中国特有的植物喜树(Camptotheca acuminata)中分离得到了喜树碱(Camptothecin，CPT)(J Am Chem Soc.196688：3883-3890)，因其独特的化学结构和显著的抗肿瘤活性引起全世界相关人员的重视，但是喜树碱毒副作用大，限制了其临床应用。随后又从喜树中分离出了10-羟基喜树碱(HCPT)，经临床试用表明其具有抗癌谱广，疗效显著，毒副作用小的特点，特别是对原发性肝性肝癌、胃肠癌、膀胱癌、头部颈部皮癌、白血病、***等恶性肿瘤有显著疗效。但由于HCPT的水溶性极差，只能通过下列反应制成水溶性针剂用于临床：
IIa的药效必须基团---内脂环经水解成为相应的羧酸形式IIb后，尽管可溶于水，但95％以上的HCPT失去了抗癌活性[Cancer Chemother.Rep.1970，54,461-470；Cancer Chemother.Rep.1972，56(Part1)，95-101；Cancer Chemother.Rep.1972，56,515-521]。其主要原因是IIb会与血浆中的白蛋白(HAS)结合，难于发挥药效，而与白蛋白结合的羧酸形式的II b在体内会慢慢释放出来，产生滞后毒性。临床上为了达到相应的疗效，只能增大用量，这样也导致了HCPT的毒副作用增大。为了提高HCPT的生物利用率，许多药物化学家对该药物进行了结构修饰。
1994年，美国FDA批准水溶性伊立替康(Irinotecan，CPT-11)上市，用于治疗结肠癌，但其合成的工艺复杂，生产成本高。1996年用于卵巢癌病人的二线治疗药物水溶性拓扑替康(Topotecan)又获准上市，美国FDA又于1999年批准其作为小细胞肺癌(SCLC)的二线治疗药物，但因其抗癌谱窄，毒副作用大，主要是骨髓抑制，限制了它的使用。因此，对HCPT进行局部修饰，在保留内酯环的同时，改善其水溶性具有重要意义。
Yu-Ling Leu(J.Med.Chem.2008，51，1740-1746)报道了在HPCT芳羟基上引入葡萄糖苷以获得其水溶性前药。该前药制备工艺复杂，水溶性增加不大。WO2005062985提供了羟基喜树碱及其衍生物的10，20(S)双酰化的脂肪酸酯、芳酸酯、芳或芳杂环羧酸酯，而中国的吕伟等又合成了10，20(S)单酰化或双酰化的碳酸脂(CN 1673225)和羧酸酯(CN1673226)。它们在血浆中被水解释放出的活性成分是羟基喜树碱，但是这些化合物并没有很好的解决HCPT水溶性的问题。
为了解决HCPT水溶性问题，我们设计了通式(I)化合物，该类化合物不仅具有良好的水溶性，而且在进入体内后能释放出母体药物HCPT，产生药效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供在我国广泛使用的羟基喜树碱及其衍生物的10-氨基酸酯的盐类作为前药，同时提供其相应的制备方法。这类药物具有良好的水溶性，在进入体内后可分解释放出10-羟基喜树碱及其衍生物，产生抗癌作用。
本发明涉及的通式为：
Figure A200810070276D00051
其中，A为饱和的碳氢化合物，具有如下结构：
Figure A200810070276D00052
其中，m＝0，1，2，3；n＝0，1，2，3；m与n可以相同，也可不同；R1＝H，Me，Et；R2＝H，Me，Et；R1与R2可以相同，也可不同；
D表示含有氮原子的有机基团，D＝NR3R4：其中R3，R4表示H、C1-6直链或含支链烷基，R3，R4可以是相同的或者是不同的；
Figure A200810070276D00053
Figure A200810070276D00061
HB是指可作为药用的无机酸如盐酸、磷酸、硫酸或碳酸；或可作为药用的有机酸如乙酸、乳酸、甲磺酸、丁二酸、枸橼酸、富马酸、马来酸或苹果酸。
上述通式(I)化合物的制备方法包括：
A.羟基喜树碱在吡啶中与含叔胺的酰氯盐酸盐反应，亦可在有机溶剂中添加DMAP或叔胺，在-20～50℃搅拌1-50小时，形成如通式(I)的化合物。
B.羟基喜树碱在有机溶剂中与氨基被苄基或CBZ或BOC保护的氨基酸在DCC，或DCC/DMAP，或其他相应活性物质的作用下，在反应温度-20～50℃下反应形成酯，再在有机溶剂中脱去保护基团并与相应的酸成盐，形成如通式(I)的化合物。
Figure A200810070276D00071
C.通过10-羟基喜树碱(II a)在有机溶剂中与含二取代氨基的氨基酸在DCC，或DCC/DMAP，或其他相应的活性物质的作用下形成酯，反应时间1小时以上，反应温度-20～50℃。
Figure A200810070276D00072
Figure A200810070276D00081
所用的有机溶剂为含卤素的有机溶剂二氯甲烷、氯仿或氯苯；或不含卤素的有机溶剂苯、甲苯、己烷或环己烷；或含其他杂原子的有机溶剂吡啶、乙腈、丙酮、DMF、DMSO、THF或***。
本发明所述的含10-羟基喜树碱的衍生物(I)可用于制备对人及动物产生抗癌活性的药物。
本发明在不改变10-羟基喜树碱固有药理活性的前提下，通过化学反应(结构修饰)形成含氨基酸的衍生物，并与相应的酸成盐制成前药，从而达到改善其水溶性，减少毒副作用的目的。
具体实施方式
下面的实施实例可使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
羟基喜树碱10-(γ-N，N-二乙氨基)丁酸酯盐酸盐的制备
在干燥的氮气流下，于25ml干燥的三颈瓶中加入80mg10-羟基喜树碱，4ml无水吡啶，在室温下搅拌至完全溶解。将300mg(γ-N，N-二乙氨基)丁酰氯盐酸盐溶于5ml干燥的二氯甲烷中，缓慢滴加，室温下反应2-3小时。反应毕，在反应液中加水数滴，搅拌5分钟，加入15ml***，析出固体，过滤，用***冲洗固体。将固体溶于甲醇，滴加***至浑浊时止，静止析晶，抽滤，用***冲洗；按上述方法重结晶后，减压干燥，得到淡黄色固体60mg，m.p221-223℃，收率54％。IR(KBr，cm-1)：3559，3435，2942，2646，1774，1743，1653，1602，1587，1462，1437，1346，1234，1194，1161，1141，1107，1068。13C-NMR(500Hz)，δ：7.745(C-18)，8.369(C-28)，18.267(C-25)，30.311(C-19)，30.535(C-24)，46.098(C-27)，49.175(C-5)，50.138(C-26)，65.222(C-17)，72.334(C-20)，96.680(C-14)，119.094(C-9)，119.117(C-16)，125.911(C-11)，128.203(C-8)，130.289(C-12)，130.376(C-6)，131.133(C-7)，145.225(C-13)，145.837(C-3)，148.827(C-10)，149.948(C-15)，152.485(C-2)，156.709(C-22)，171.055(C-23)，172.376(C-21)。
Figure A200810070276D00091
实施例2
羟基喜树碱10-(γ-氨基)丁酸酯醋酸盐的制备
将CBZ保护的280mg γ-氨基丁酸和250mgDCC溶于10mlCH2Cl2中，加入40mgDMAP，室温下搅拌10min，再加入0.5ml吡啶和150mg HCPT。反应10小时以上，过滤，滤液用pH3的酸水洗至水层为酸性。再用饱和NaHCO3洗至水层为碱性，最后用饱和食盐水洗至中性。将有机层用无水Na2SO4干燥，蒸干有机溶剂。用THF溶解，加入0.5ml乙酸，少许10％钯-碳，通入氢气氢解，反应1小时左右，过滤，加入***结晶，得到淡黄色固体100mg，收率46％。IR(KBr，cm-1)：3428，2927，1745，1657，1623，1591，1504，1235，1193，1162，1109，1047。ESI-MS：450(M+-AcOH)
实施例3
HCPT-γ—氨基丁酸酯盐酸盐的制备
将230mgBoc保护的γ—氨基丁酸和250mgDCC溶于10mlCH2Cl2中，加入40mgDMAP，搅拌10min。加入0.5ml吡啶和150mgHCPT，反应10小时以上，反应完成后用pH3的酸水洗涤，洗至水层为酸性，再用饱和NaHCO3洗涤至水层为碱性，最后用饱和食盐水洗涤至水层为中性，有机层用无水NaSO4干燥。挥掉有机溶剂得到200mg淡黄色固体，收率85％。将该固体溶于乙酸乙酯与二氯甲烷的混合液，冰浴冷却下滴加HCl饱和的乙酸乙酯溶液，反应完成后，过滤，将滤饼溶于水，加入丙酮，析晶，过滤得到HCPT-γ—氨基丁酸酯盐酸盐20mg。收率11％。ESI-MS：450(M+-AcOH)
实施例4
羟基喜树碱10-(γ-N，N-二甲氨基)丁酸酯盐酸盐的制备
在干燥的氮气流下，于25ml干燥的三颈瓶中加入100mg10-羟基喜树碱，4.5ml无水吡啶，在室温下搅拌至完全溶解。将300mg(γ-N，N-二甲氨基)丁酰氯盐酸盐溶于5ml干燥的二氯甲烷中，缓慢滴加，室温下反应2-3小时，过滤，固体减压干燥，得到130mg粗品。将粗品的细粉末均匀分散在甲醇中，搅拌2-5min，过滤，减压干燥，得到淡黄色固体90mg，收率64％，m.p247-250℃。IR(KBr，cm-1)：3582，3435，3035，2964，2676，1757，1663，1634，1606，1554，1503，1467，1230，1190，1158，1143，1130。13C-NMR(500Hz)，δ：6.670(C-1)，18.615(C-2)，29.758(C-3)，30.283(C-4)，42.237(C-5)，48.919(C-6)，55.998(C-7)，64.985(C-8)，
72.764(C-9)，97.881(C-10)，117.590(C-11)，118.216(C-12)，125.172(C-13)，126.737(C-14)，
127.615(C-15)，128.001(C-16)，130.790(C-17)，143.074(C-18)，143.404(C-19)，144.977(C-20)，149235(C-21)，149986(C-22)，156.187(C-23)，171.537(C-24)，173531(C-25)。
实施例5
羟基喜树碱10-(γ-N，N-二甲氨基)丁酸酯盐酸盐的制备
在干燥的三颈瓶中加入90mgγ-N，N-二甲氨基丁酸盐酸盐，180mgDCC和60mgDMAP，在10ml二氯甲烷和1ml吡啶的混合溶剂中搅拌15min，再加入100mg HCPT，在室温下反应2-3天，柱层析纯化，得到50mg淡黄色固体，m.p：247-250℃，收率35％。
ESI-MS：478(M+)
实施例6
羟基喜树碱10-(γ-吗啉)丁酸酯盐酸盐的制备
在干燥的氮气流下，于25ml干燥的三颈瓶中加入80mg10-羟基喜树碱，4ml无水吡啶，在室温下搅拌至完全溶解。将350mgγ-吗啉丁酰氯盐酸盐溶于10ml干燥的二氯甲烷中，缓慢滴加，室温下反应2-3小时。反应完全后，在反应液中加水数滴，搅拌5分钟，加入15ml***，析出固体，过滤，用***冲洗固体。将固体溶于甲醇，滴加***至浑浊时止，搅拌析晶，抽滤，用***冲洗，减压干燥，得到淡黄色固体25mg，收率20％。IR(KBr，cm-1)：3425，2929，2614，1747，1658，1602，1503，1463，1366，1233，1193，1158。1046。ESI-MS：520(M+-HCl)。

Claims (5)

1.一系列含10-羟基喜树碱的衍生物，其特征在于该衍生物具有下列通式(I)：
Figure A200810070276C00021
其中，A为饱和的碳氢化合物，具有如下结构：
Figure A200810070276C00022
其中，m＝0，1，2，3；n＝0，1，2，3；m与n相同或不同；R1＝H，Me，Et；R2＝H，Me，Et；R1与R2相同或不同；
D表示含有氮原子的有机基团，D＝NR3R4：其中R3，R4表示H、C1-6直链或含支链烷基，R3与R4相同或者不同；
Figure A200810070276C00023
Figure A200810070276C00024
HB是指可作为药用的无机酸如盐酸、磷酸、硫酸或碳酸；或可作为药用的有机酸如乙酸、乳酸、甲磺酸、丁二酸、枸橼酸、富马酸、马来酸或苹果酸。
2.权利要求1所述的含10-羟基喜树碱的衍生物合成方法，其特征在于该方法是：
通过10-羟基喜树碱在有机溶剂中与含叔胺的酰氯盐酸盐按摩尔比1:1-8，在与比含叔胺的酰氯盐酸盐多一倍摩尔的吡啶或DMAP或叔胺的作用下，在反应温度-20～50℃下，反应形成含叔胺的酯；
所用的有机溶剂为含卤素的有机溶剂二氯甲烷、氯仿或氯苯；或不含卤素的有机溶剂苯、甲苯、己烷或环己烷；或含其他杂原子的有机溶剂吡啶、乙腈、丙酮、DMF、DMSO、THF或***，有机溶剂用量以溶解参与反应的10-羟基喜树碱为准。
3.权利要求1所述含10-羟基喜树碱的衍生物合成方法，其特征在于该方法是：
通过10-羟基喜树碱在有机溶剂中与摩尔比1:1-3的氨基被苄基或苄氧羰基CBZ或叔丁氧羰基BOC保护的氨基酸在等摩尔的DCC，或DCC/DMAP，或其他类似于DCC样作用的活性物质的作用下，在反应温度-20～50℃下反应形成酯，再在有机溶剂中脱去保护基团并与相应的酸成盐；
所用的有机溶剂为含卤素的有机溶剂二氯甲烷、氯仿或氯苯；或不含卤素的有机溶剂苯、甲苯、己烷或环己烷；或含其他杂原子的有机溶剂吡啶、乙腈、丙酮、DMF、DMSO、THF或***；有机溶剂用量以溶解参与反应的10-羟基喜树碱为准。
4.权利要求1所述含10-羟基喜树碱的衍生物合成方法，其特征在于该方法是：
通过10-羟基喜树碱在有机溶剂中与摩尔比1:1-3的含叔胺的氨基酸在等摩尔的DCC，或DCC/DMAP，或其他类似于DCC样作用的活性物质的作用下，在反应温度-20～50℃下，形成含叔胺的酯；
所用的有机溶剂为含卤素的有机溶剂二氯甲烷、氯仿或氯苯；或不含卤素的有机溶剂苯、甲苯、己烷或环己烷；或含其他杂原子的有机溶剂吡啶、乙腈、丙酮、DMF、DMSO、THF或***；有机溶剂用量以溶解参与反应的10-羟基喜树碱为准。
5.根据权利要求1所述含10-羟基喜树碱的衍生物，其特征在于，所述的化合物(I)在动物及人体内可水解释放出抗癌活性药物羟基喜树碱。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication