CN102492009A - 喜树碱20位胆酸衍生物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及式(I)一类喜树碱衍生物及其药物，涉及制备本发明化合物的方法，以及本发明化合物作为药物，尤其是在***中的应用。式(I)中R₁是氢、乙基；R₂是氢、硝基；R₃、R₄是氢、羟基。

Description

喜树碱20位胆酸衍生物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一类喜树碱衍生物的制备方法和在抗肿瘤治疗中的应用。

背景技术

1966年，喜树碱以它显著的抗肿瘤活性被研究天然产物的美国科学家MonroeE.Wall等人发现以来，在过去38年的时间里，药物化学家们在喜树碱的结构修饰上作了大量工作，美国、日本、英国、加拿大等国家都积极投入到喜树碱衍生物的研究开发中，并取得了巨大成就，大量的喜树碱衍生物被设计合成，先后有两个喜树碱衍生物Topotecan、Irinotecan已经被批准为抗肿瘤药物在全球各地上市，其它十几个喜树碱衍生物正处在临床研究开发的不同阶段。喜树碱衍生物显示出卓越的抗肿瘤活性，在作为抗癌药物是很有用的，但由于它的副作用在临床应用中受到严格的控制。众所周知，喜树碱、9-硝基喜树碱和7-乙基喜树碱等有抗肿瘤活性，临床用于治疗胃癌、肠癌、膀胱癌、肺癌和白血病，但却会引起骨髓抵制、呕吐、腹泻和严重出血等副作用。如：Iinothecan[CPT-11]投入市场，在临床应用中显示潜在抗肿瘤活性，但与其它的抗肿瘤药物一样，显示出剧烈的毒性，导致CPT-11的治疗作用受到限制。[参见《癌和化学疗法》21卷第709页]。

喜树碱难溶，光热不稳定，副作用大。喜树碱、9-硝基喜树碱和7-乙基喜树碱等不溶于水和众多有机溶剂。为了提高喜树碱类似物抗肿瘤活性，同时增加其稳定性和水溶性，增加生物利用度，尽可能地降低其毒副作用，对具有严重副作用的喜树碱和9-硝基喜树碱、7-乙基喜树碱进行修饰研究，寻找水溶性好，稳定，毒副作用小，有效地将所需量的喜树碱类药物传递到靶组织。

胆酸是目前唯一的口服肝靶向药物载体，它在体内有特殊的转运***。胆酸可被肝脏特异地吸收，这种吸收是通过肝细胞膜上的Na⁺依赖性转运***(NTCP)及Na⁺非依赖性转运***(OTAP)实现的。胆酸是内源性的肝细胞特异性的天然配基，具有高度的器官特异性。胆酸在肝细胞中由胆固醇生物合成而来，然后与谷氨酸或牛磺酸结合，随胆汁排人小肠，再吸收入肝脏，不断地进行肝肠循环成人体内肝肠循环每天重复6-15次参与循环的胆酸总量达到17-40g，因此具有较高的转运能力。胆酸是通过主动转运的途径被吸收，以胆酸为靶向载体能够提高药物的生物利用度作为内源性的天然配基胆酸具有良好的生物兼容性，适合于作为靶向药物的载体，以胆酸为靶向载体，不但能够实现药物的肝靶向性，减少毒副作用，而且能够提高药物的在体内的生物利用度。

近年来，人们对以胆酸为载体的肝靶向药物的研究不断深入，文献报道的有多肽、降脂药、抗病毒药、抗肿瘤药、降糖药及硝酸酯类药物等与胆酸结合的肝靶向药物。通过细胞及动物实验研究表明，药物与胆酸偶联后，不同程度地增加了药物的肝吸收，降低了药物的毒副作用。有些药物如胆酸与硝酸醋偶合物一已进人临床研究阶段。Kramer等利用苯丁酸氮芥作为模型药物与胆酸偶联，考察了偶合物的肝靶向性及抗肿瘤活性。将苯丁酸氮芥连接到胆酸的3位羟基，得到胆酸-苯丁酸氮芥偶合物。结果表明，原药对肝脏胆酸转运体只有微弱的效应，而相应的胆酸偶合物强烈抑制了牛磺胆酸的肝吸收，说明偶合物与胆酸转运体间有较强的相互作用，半数有效浓度为IC₅₀＝3-5μmol/L；原药＞100μmol/L可见，偶合物具有胆酸的转运特性，能增加药物的肝吸收，达到靶向目的。

Monte等人将谷氨酸胆酸与顺铂偶联形成谷氨酸胆酸-顺铂螯合物，体内试验表明该螯合物能够被肿瘤细胞吸收且吸收量明显高于原药。像天然胆酸一样，能够进人肝肠循环，增加原药的小肠吸收及胆汁分泌，，只有少量通过尿液排除。同时，也能有效抑制体外及体内肿瘤细胞的生长，具有一定的抗肿瘤活性。参见[中国新药杂志2006年15卷第3期]。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充分保持喜树碱抗肿瘤的药理活性，解决其溶解度差，光、热不稳定，靶向性差，生物利用度低，毒副作用大等问题的喜树碱衍生物。提高了药物的靶向性。

本发明的另一目的是提供该类喜树碱衍生物的制备方法。

为了完成本发明的目的，发明人进行了大量创造性的研究，在充发保持喜树碱抗肿瘤的药理活性前提下，解决其溶解度差，光、热不稳定，靶向性差，生物利用度低，毒副作用大等问题，最终发现了可通过喜树碱衍生物20位羟基与胆酸衍生物反应生成具有肝靶向的喜树碱衍生物。

本发明新的喜树碱衍生物用下述通式(I)表示：

其中

R₁是氢、乙基；

R₂是氢、硝基；

R₃是氢、羟基；

R₄是氢、羟基。

本发明新的喜树碱衍生物的制备方法1：

其特征在于将式(II)所示的喜树碱衍生物

其中

R₁和R₂的定义同权利要求2；

与式(III)所示的谷氨酸反应

以生成式(IV)所示的喜树碱衍生物

其中

R₁和R₂的定义同权利要求2；

将(IV)式所示喜树碱衍生物在盐酸的甲醇溶液中脱掉保护基以生成(V)

其中

R₁和R₂的定义同权利要求2；

将(VI)式所示的胆酸衍生物

其中R₃和R₄定义同权利要求3；

与N-羟基丁二酰亚胺反应生成胆酸衍生物活化酯(VII)。

其中R₃和R₄定义同权利要求3；

再将(V)式所示喜树碱衍生物与(VII)式所示胆酸衍生物活化酯反应以生成权利要求1所述的喜树碱衍生物

本发明还包括如权利要求1至4中所述的化合物在制备抗肿瘤药物中的用途以及含有如权利要求1至4中所述化合物的抗肿瘤药物。

本发明的优点：本发明的喜树碱衍生物不仅保持了活性部位内酯环的稳定性，而且水溶性好，大大降低了喜树碱类化合物因不溶于体液的水环境而带来的毒性，增加了药物的生物利用度，充分保持了喜树碱抗肿瘤的药理活性。本发明所涉及的喜树碱衍生物中有部分化合物的抑制拓扑异构酶I的活性优于喜树碱，对拓扑异构酶I的选择活性优于喜树碱。

具体实施方式：

实施例1：胆酸-20-O-谷氨酸-喜树碱合成：

(1)20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

在25ml三口烧瓶中加入喜树碱174mg(0.5mmol)，N-叔丁氧羰基-谷氨酸5-叔丁酯303mg(1mmol)，1-[(3-二甲氨基)丙基]-3-乙基碳酰亚胺盐酸盐(EDCI)286.5mg(1.5mmol)，4-二甲氨基吡啶(DMAP)18mg(0.17mmol)，无水二氯甲烷10ml，室温下搅拌3.5小时，由TLC跟踪反应。反应完全后向反应液中加入氯仿20ml，依次用50ml水、50ml饱和NaHCO₃溶液洗涤3次，无水MgSO₄干燥，减压抽滤除去MgSO₄后减压浓缩，加入盐酸甲醇溶液溶解，室温搅拌3小时，由TLC跟踪反应，反映完全后减压浓缩。得黄色固体，收率51％；分子量477.4；结构式如下：

(2)胆酸活化酯的合成：

在25ml三口烧瓶中加入胆酸204(0.5mmol)，N-羟基丁二酰亚胺172.5mg(1.5mmol)，1-[(3-二甲氨基)丙基]-3-乙基碳酰亚胺盐酸盐(EDCI)286.5mg(1.5mmol)，无水二氯甲烷10ml，室温下搅拌3小时，由TLC跟踪反应。反应完全后向反应液中加入氯仿20ml，依次用50ml水、50ml饱和NaHCO₃溶液洗涤3次，无水MgSO₄干燥，减压抽滤除去MgSO₄后减压浓缩，得白色固体，收率74％；分子量505.5；结构式如下：

(3)胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

在25mL圆底烧瓶中加入化合物20-O-谷氨酸喜树碱47.6mg(0.1mmol)，1mL DMSO和过量胆酸活化酯，加入0.1ml三乙胺，搅拌4h，由TLC跟踪反应，反应完全后向反应液中蒸馏水，析出白色固体产物，过滤，烘干，硅胶柱层析分离纯化。得化合物胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱(A1)，淡黄色粉末；分子量为868，收率41％；结构式如下：

实施例2：脱氧胆酸-20-O-谷氨酸-喜树碱合成：

(1)20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

方法与实例1(1)相同

(2)脱氧胆酸活化酯的合成：

在25ml三口烧瓶中加入脱氧胆酸196(0.5mmol)，N-羟基丁二酰亚胺172.5mg(1.5mmol)，1-[(3-二甲氨基)丙基]-3-乙基碳酰亚胺盐酸盐(EDCI)286.5mg(1.5mmol)，无水二氯甲烷10ml，室温下搅拌3小时，由TLC跟踪反应。反应完全后向反应液中加入氯仿20ml，依次用50ml水、50ml饱和NaHCO₃溶液洗涤3次，无水MgSO₄干燥，减压抽滤除去MgSO₄后减压浓缩，得白色固体153mg，收率64.9％；分子量489；结构式如下：

(3)脱氧胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

在25mL圆底烧瓶中加入化合物20-O-谷氨酸喜树碱47.6mg(0.1mmol)，1mL DMSO和过量脱氧胆酸活化酯，加入0.1ml三乙胺，搅拌4h，由TLC跟踪反应，反应完全后向反应液中蒸馏水，析出白色固体产物，过滤，烘干，硅胶柱层析分离纯化。得化合物脱氧胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱(A2)，淡黄色粉末；分子量为852，收率45％；结构式如下：

实施例3：熊脱氧胆酸-20-O-谷氨酸-喜树碱合成：

(1)20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

方法与实例1(1)相同

(2)熊脱氧胆酸活化酯的合成：

在25ml三口烧瓶中加入脱氧胆酸196(0.5mmol)，N-羟基丁二酰亚胺172.5mg(1.5mmol)，1-[(3-二甲氨基)丙基]-3-乙基碳酰亚胺盐酸盐(EDCI)286.5mg(1.5mmol)，无水二氯甲烷10ml，室温下搅拌3小时，由TLC跟踪反应。反应完全后向反应液中加入氯仿20ml，依次用50ml水、50ml饱和NaHCO₃溶液洗涤3次，无水MgSO₄干燥，减压抽滤除去MgSO₄后减压浓缩，得白色固体，收率77％；分子量489；结构式如下：

(3)熊脱氧胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

在25mL圆底烧瓶中加入化合物20-O-谷氨酸喜树碱47.6mg(0.1mmol)，1mL DMSO和过量熊脱氧胆酸活化酯，加入0.1ml三乙胺，搅拌4h，由TLC跟踪反应，反应完全后向反应液中蒸馏水，析出白色固体产物，过滤，烘干，硅胶柱层析分离纯化。得化合物熊脱氧胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱(A3)，淡黄色粉末；分子量为852，收率43％；结构式如下：

实施例4：鹅脱氧胆酸-20-O-谷氨酸-喜树碱合成：

(1)20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

方法与实例1(1)相同

(2)鹅脱氧胆酸活化酯的合成：

在25ml三口烧瓶中加入鹅脱氧胆酸196(0.5mmol)，N-羟基丁二酰亚胺172.5mg(1.5mmol)，1-[(3-二甲氨基)丙基]-3-乙基碳酰亚胺盐酸盐(EDCI)286.5mg(1.5mmol)，无水二氯甲烷10ml，室温下搅拌3小时，由TLC跟踪反应。反应完全后向反应液中加入氯仿20ml，依次用50ml水、50ml饱和NaHCO₃溶液洗涤3次，无水MgSO₄干燥，减压抽滤除去MgSO₄后减压浓缩，得白色固体，m.p；收率74％；分子量489；结构式如下：

(3)鹅脱氧胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱的合成：

在25mL圆底烧瓶中加入化合物20-O-谷氨酸喜树碱47.6mg(0.1mmol)，1mL DMSO和过量鹅脱氧胆酸活化酯，加入0.1ml三乙胺，搅拌4h，由TLC跟踪反应，反应完全后向反应液中蒸馏水，析出白色固体产物，过滤，烘干，硅胶柱层析分离纯化。得化合物鹅脱氧胆酸-20-O-谷氨酸喜树碱(A4)，淡黄色粉末；分子量为852，收率40％；结构式如下：

实施例5：胆酸-20-O-谷氨酸-7-乙基-喜树碱合成：

(1)20-O-谷氨酸-7-乙基喜树碱的合成：

在25ml三口烧瓶中加入7-乙基喜树碱188mg(0.5mmol)，N-叔丁氧羰基-谷氨酸5-叔丁酯303mg(1mmol)，1-[(3-二甲氨基)丙基]-3-乙基碳酰亚胺盐酸盐(EDCI)286.5mg(1.5mmol)，4-二甲氨基吡啶(DMAP)18mg(0.17mmol)，无水二氯甲烷10ml，室温下搅拌3.5小时，由TLC跟踪反应。反应完全后向反应液中加入氯仿20ml，依次用50ml水、50ml饱和NaHCO₃溶液洗涤3次，无水MgSO₄干燥，减压抽滤除去MgSO₄后减压浓缩，加入盐酸甲醇溶液溶解，室温搅拌3小时，由TLC跟踪反应，反应完全后减压浓缩，用氯仿甲醇重结晶。得黄色固体，收率53％；分子量505.5；结构式如下：

(2)胆酸活化酯的合成：

方法与实例1(2)相同

(3)胆酸-20-O-谷氨酸-7-乙基喜树碱的合成：

在25mL圆底烧瓶中加入化合物20-O-谷氨酸-7-乙基喜树碱100mg(0.2mmol)，2mL DMSO和过量胆酸活化酯，加入0.1ml三乙胺，搅拌4h，由TLC跟踪反应，反应完全后向反应液中蒸馏水，析出白色固体产物，过滤，烘干，硅胶柱层析分离纯化。得化合物胆酸-20-O-谷氨酸-7-乙基喜树碱(A5)，淡黄色粉末，分子量为895，收率42％。结构式如下：

实施例6：胆酸-20-O-谷氨酸-9-硝基喜树碱合成：

(1)20-O-谷氨酸-9-硝基喜树碱的合成：

在25ml三口烧瓶中加入9-硝基喜树碱196mg(0.5mmol)，N-叔丁氧羰基-谷氨酸5-叔丁酯303mg(1mmol)，1-[(3-二甲氨基)丙基]-3-乙基碳酰亚胺盐酸盐(EDCI)286.5mg(1.5mmol)，4-二甲氨基吡啶(DMAP)18mg(0.17mmol)，无水二氯甲烷10ml，室温下搅拌3.5小时，由TLC跟踪反应。反应完全后向反应液中加入氯仿20ml，依次用50ml水、50ml饱和NaHCO₃溶液洗涤3次，无水MgSO₄干燥，减压抽滤除去MgSO₄后减压浓缩，加入盐酸甲醇溶液溶解，室温搅拌3小时，由TLC跟踪反应，反应完全后减压浓缩，用氯仿甲醇重结晶。得黄色固体，收率53％；分子量522；结构式如下：

(2)胆酸活化酯的合成：

方法与实例1(2)相同

(3)胆酸-20-O-谷氨酸-9-硝基喜树碱的合成：

在25mL圆底烧瓶中加入化合物20-O-谷氨酸-9硝基喜树碱100mg(0.2mmol)，2mL DMSO和过量胆酸活化酯，加入0.1ml三乙胺，搅拌4h，由TLC跟踪反应，反应完全后向反应液中蒸馏水，析出白色固体产物，过滤，烘干，硅胶柱层析分离纯化。得化合物胆酸-20-O-谷氨酸-9-硝基喜树碱(A6)，淡黄色粉末，分子量为912，收率39％。结构式如下：

Claims (6)

1.所述的喜树碱衍生物用下述通式(I)表示：

其中

R₁是氢、乙基；

R₂是氢、硝基；

R₃是氢、羟基；

R₄是氢、羟基。

2.根据权利要求1所述的喜树碱衍生物，其中R₁是氢、乙基；R₂是氢、硝基。

3.根据权利要求1所述的喜树碱衍生物，其中R₃是氢、羟基；R₄是氢、羟基。

4.权利要求1所述的喜树碱衍生物的制备方法：

其特征在于将式(II)所示的喜树碱衍生物

其中

R₁和R₂的定义同权利要求2；

与式(III)所示的谷氨酸反应

以生成式(IV)所示的喜树碱衍生物 

其中

R₁和R₂的定义同权利要求2；

将(IV)式所示喜树碱衍生物在盐酸的甲醇溶液中脱掉保护基以生成(V)

其中

R₁和R₂的定义同权利要求2；

将(VI)式所示的胆酸衍生物

其中R₃和R₄定义同权利要求3；

与N-羟基丁二酰亚胺反应生成胆酸衍生物活化酯(VII) 

其中R₃和R₄定义同权利要求3；

再将(V)式所示喜树碱衍生物与(VII)式所示胆酸衍生物活化酯反应以生成权利要求1所述的喜树碱衍生物

5.权利要求1-4的化合物作为在制备抗肿瘤药物中的用途。

6.权利要求1-4的化合物作为制备用于***的药品的活性成分的应用。