CN103833623B - 一种氨基酸-胺缀合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种氨基酸-胺缀合物及其制备方法和应用。该氨基酸-胺缀合物具有如下通式：
Description
技术领域
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种氨基酸-胺缀合物及其制备方法和应用。
背景技术
多胺广泛存在于原核及真核细胞中，是维持细胞生长的重要物质。多胺的靶向给药能力逐渐引起人们的注意，研究发现人工合成的多胺衍生物可以作为多胺生物合成的抑制剂，作为潜在的细胞生长抑制剂和抗肿瘤药物。药物分子对病变细胞缺乏选择性是癌症化学疗法的主要缺陷之一。随着肿瘤病理学研究的深入，抗肿瘤细胞作用的新靶点—小分子多胺也具有良好的靶向给药能力。
氨基酸是一类广泛存在于自然界中的小分子化合物，其结构上含有氨基和羧基。近年来的深入研究，人们发现很多蛋白氨基酸却有着独特的生物学功能，如参与激素、抗生素等含氮物质的合成等，有些还具有一定的抗癌、抗菌、抗结核、护肝、降血压、升血压的作用，例如谷氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸等氨基酸可以单独作用治疗一些疾病，主要用于治疗肝病疾病、消化道疾病、脑病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、儿科营养和解毒等。
因此，根据多胺、氨基酸的作用特点，设计合成一类氨基酸-胺缀合物，希望达到靶向给药目的，从而实现抗肿瘤的靶向作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种靶向性抗肿瘤的氨基酸-胺缀合物及其制备方法和应用。
本发明采用以下技术方案：
一种氨基酸-胺缀合物，具有如下通式：
其中n=1或2，R为氨基酸残基。
氨基酸-胺缀合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将邻苯二甲酰亚胺()溶于无水乙醇中，加入氢氧化钾(KOH)反应，干燥得固体邻苯二甲酰亚胺钾盐()a；
(2)然后以邻苯二甲酰亚胺钾盐a和二溴代烷烃()为原料，在有机溶剂中反应，经过减压蒸馏和重结晶得到化合物b；
(3)以氨基酸(含多个氨基的氨基酸)为原料，加入二碳酸二叔丁酯反应，用二碳酸二叔丁酯对氨基酸上的a氨基进行保护，经过萃取得到氨基保护的氨基酸化合物c；
(4)将反应所得的化合物c溶于水中，在碱性物质作用下，与所得的化合物b反应，经分离提纯得到化合物d；
(5)将得到的化合物d溶于甲醇中，与二碳酸二叔丁酯((BOC)2O)反应经过萃取得到化合物e；
(6)将得到的化合物e溶于乙醇中，加入水合肼反应，反应结束经过萃取得到化合物f；
(7)将化合物f溶解于乙醇中，加入盐酸反应得到氨基酸-胺缀合物g。
所述步骤(1)中，邻苯二甲酰亚胺和氢氧化钾的摩尔比为1:2-4；
步骤(2)中，有机溶剂是丙酮，反应条件为加热回流，反应时间为12-24h；邻苯二甲酰亚胺钾盐a和二溴代烷烃的摩尔比为1:3-5。
所述步骤(3)中，氨基酸与二碳酸二叔丁酯((BOC)2O)的摩尔比为1:2-4；反应时分别将氨基酸、二碳酸二叔丁酯溶于水、二恶烷中，-5-5℃将二碳酸二叔丁酯的二恶烷溶液加入氨基酸水溶液中，先在-5-1℃反应1-2h，然后升温至20-45℃反应12-24h。
所述步骤(4)中，碱性物质为K2CO3或Na2CO3，碱性物质的用量以调节溶液pH为8-10为准；化合物b和c的摩尔比为1:1-2；反应条件为30-60℃反应12-24h。
所述步骤(5)中，d和二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1:1-3；反应条件为20-30℃反应12-24h。
所述步骤(6)中，化合物e和水合肼的摩尔比为1:10-20；反应条件为20-30℃反应12-24h。
所述步骤(7)中，化合物f与盐酸的摩尔比为1:10-20；反应时将化合物f溶于乙醇中，降温至-5-5℃，加入盐酸，然后升温至20-45℃反应12-24h。
氨基酸-胺缀合物在制备靶向性抗肿瘤药物中的应用。
氨基酸-胺缀合物的合成路线如下：
本发明是基于胺的结构，合成了一类氨基酸-胺缀合物。把氨基酸和胺结合在一起，可以改善胺类化合物的水溶性、生物性能和药物靶向性。本发明提供了该氨基酸-胺缀合物的制备方法，该方法具有简单易行、反应操作条件温和、能耗低、投资少、成本低等优点。在抗肿瘤药物的结构中引入氨基酸结构，设计合成新型结构的胺衍生物，制成具有肿瘤靶向性的缀合物，实现抗肿瘤的靶向作用。
附图说明
图1是本发明实施例1修饰化合物g的1HNMR谱。
图2是本发明实施例2修饰化合物g的1HNMR谱。
图3是本发明实施例3修饰化合物g的1HNMR谱。
图4是本发明实施例4修饰化合物g的1HNMR谱。
实验仪器名称与型号：
德国BrukerAV-400型核磁共振仪。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。
实施例1
制备n=2，R为L-色氨酸残基时，氨基酸-胺缀合物的合成步骤：
1)制备化合物a：在250mL圆底烧瓶中加入7.94g(0.054mol)邻苯二甲酰亚胺()和200mL无水乙醇，加热回流至固体完全溶解，将热溶液倒入含有KOH6.72g(0.12mol)的乙醇溶液中，立即有白色晶体析出，抽滤，干燥得到白色结晶a；
2)制备化合物b：在250mL圆底烧瓶中先后加入97.16g(0.45mol)1,4二溴丁烷和100mL丙酮，搅拌条件下分批加入27.75g(0.15mol)邻苯二甲酰亚胺钾盐a，搅拌回流12h，冷却；过滤除去反应生成的KBr，减压蒸馏除去丙酮和过量的1,4二溴丁烷，剩余固体用无水乙醇重结晶，得到白色固体b；
3)制备化合物c：在100mL圆底烧瓶中加入2.04g(10mmoL)L-色氨酸和10mL水搅拌溶解，冷却至0℃，然后在搅拌条件下缓慢滴加15ml含1.09g(5mmol)(BOC)2O的二恶烷溶液，在0℃下反应1h，然后升温至25℃，搅拌反应12h，用二氯甲烷萃取3次，将水相溶液减压蒸除溶剂水，得淡黄色粘稠状化合物c；
4)制备化合物d：取0.61g(2mmol)化合物c溶于2mL水中，加入0.28g(2mmol)无水K2CO3，室温搅拌15min，然后升温至45℃，慢慢加入0.56g(2mmol)b，控温45℃反应12h，用二氯甲烷或氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得淡黄色粘稠状固体d；
5)制备化合物e：取1.01g(2mmol)化合物d溶于20mL乙醇溶液中，慢慢加入含0.44g(2mmol)(BOC)2O的二恶烷溶液，25℃反应12h，用二氯甲烷或氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，将有机相溶液减压蒸除溶剂，干燥得淡黄色粘稠状固体e；
6)制备化合物f：取1.21g(2mmol)化合物e溶于20mL乙醇溶液中，然后加入20mmol的水合肼，室温25℃搅拌12h至有白色不溶固体出现，减压蒸馏除去溶剂，用氯仿萃取3次，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得橙黄色油状物固体化合物f；
7)制备化合物g：取0.75g(2mmol)化合物f溶于20mL乙醇溶液中，冷却至0℃，加入5mL4M盐酸的乙醇溶液，升温至25℃，搅拌反应12h至有大量固体生成，蒸出溶剂，干燥，得淡黄色固体化合物g。
如图1所示，是实施例1产品g的1HNMR图谱，实验数据如下：
C15H21N3O2，产率62.3%，淡黄色固体。1HNMR(D2O,400MHz)：1.01-1.03(t,2H)，1.42-1.49(m,2H)，1.53-1.59(m,2H)2.84-2.88(t,2H)，3.18-3.28(m,2H)，3.56-3.49(m,2H)，4.15-4.18(t,1H)，7.02-7.06(t,1H)，7.10-7.14(t,1H)，7.17(s,1H)，7.36-7.38(d,1H)，7.47-7.49(d,1H)。
实施例2
制备n=2，R为L-半胱氨酸残基时，氨基酸-胺缀合物的合成步骤：
1)制备化合物a：在250mL圆底烧瓶中加入7.94g(0.054mol)邻苯二甲酰亚胺()和200mL无水乙醇，加热回流至固体完全溶解，将热溶液倒入含有KOH6.72g(0.12mol)的乙醇溶液中，立即有白色晶体析出，抽滤，干燥得到白色结晶a；
2)制备化合物b：在250mL圆底烧瓶中先后加入97.16g(0.45mol)1,4二溴丁烷和100mL丙酮，搅拌条件下分批加入16.66g(0.09mol)邻苯二甲酰亚胺钾盐a，搅拌回流24h，冷却，过滤除去反应生成的KBr，减压蒸馏除去丙酮和过量的1,4二溴丁烷，剩余固体用无水乙醇重结晶，得到白色固体b；
3)制备化合物c：在100mL圆底烧瓶中加入2.42g(10mmoL)L-半胱氨酸和10mL水搅拌溶解，冷却至0℃，然后在搅拌条件下缓慢滴加15ml含0.55g(2.5mmol)(BOC)2O的二恶烷溶液，在-5℃下反应2h，然后升温至45℃，搅拌反应24h。用二氯甲烷萃取3次，将水相溶液减压蒸除溶剂水，得淡黄色粘稠状化合物c；
4)制备化合物d：取0.44g(2mmol)化合物c溶于2mL水中，加入0.28g(2mmol)无水K2CO3，室温搅拌15min，然后升温至30℃，慢慢加入0.28g(1mmol)b，控温30℃反应24h，用二氯甲烷或氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得淡黄色粘稠状固体d；
5)制备化合物e：取0.84g(2mmol)化合物d溶于20mL乙醇溶液中，慢慢加入含0.88g(4mmol)(BOC)2O的二恶烷溶液，30℃反应24h，用二氯甲烷或氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，将有机相溶液减压蒸除溶剂，干燥得淡黄色粘稠状固体e；
6)制备化合物f：取1.04g(2mmol)化合物e于20mL乙醇溶液中，然后加入40mmol的水合肼，30℃搅拌24h至有白色不溶固体出现，减压蒸馏除去溶剂，用氯仿萃取3次，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得橙黄色油状物固体化合物f；
7)制备化合物g：取0.58g(2mmol)化合物f溶于20mL乙醇溶液中，冷却至-5℃，加入5mL4M盐酸的乙醇溶液，升温至45℃，搅拌反应24h至有大量固体生成，蒸出溶剂，干燥，得淡黄色固体化合物g。
如图2所示，是实施例2产品g的1HNMR图谱，实验数据如下：
C7H16N2O2S，产率68.6%，淡黄色固体。1HNMR(D2O,400MHz)：1.51-1.67(m,6H)，1.96(s,1H)，2.52-2.55(t,1H)，2.92-2.96(m,2H)，3.26(s,1H)，3.53-3.56，(t,2H)。
实施例3
制备n=2，R为L-赖氨酸残基时，氨基酸-胺缀合物的合成步骤：
1)制备化合物a：在250mL圆底烧瓶中加入7.94g(0.054mol)邻苯二甲酰亚胺()和200mL无水乙醇，加热回流至固体完全溶解，将热溶液倒入含有KOH6.72g(0.12mol)的乙醇溶液中，立即有白色晶体析出，抽滤，干燥得到白色结晶a；
2)制备化合物b：在250mL圆底烧瓶中先后加入97.16g(0.45mol)1,4二溴丁烷和100mL丙酮，搅拌条件下分批加入27.75g(0.15mol)邻苯二甲酰亚胺钾盐a，搅拌回流20h，冷却。过滤出去反应生成的KBr，减压蒸馏除去丙酮和过量的1,4二溴丁烷，剩余固体用无水乙醇重结晶，得到白色固体b；
3)制备化合物c：在100mL圆底烧瓶中加入1.46g(10mmoL)L-赖氨酸和10mL水搅拌溶解，然后在搅拌条件下缓慢滴加15ml含1.09g(5mmol)(BOC)2O的二恶烷溶液。在0℃下反应1h，然后升温至25℃，搅拌反应12h。用二氯甲烷萃取3次，将水相溶液减压蒸除溶剂水，得淡黄色粘稠状化合物c；
4)制备化合物d：取0.49g(2mmol)化合物c溶于2mL水中，加入0.28g(2mmol)无水K2CO3，室温搅拌15min，然后升温至60℃，慢慢加入0.56g(2mmol)b，控温60℃反应15h，用二氯甲烷或氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得淡黄色粘稠状固体d；
5)制备化合物e：取0.89g(2mmol)化合物d溶于20mL甲醇溶液中，加入含0.44g(2mmol)(BOC)2O，室温25°C搅拌12h，减压蒸馏除去溶剂，用氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂氯仿，得淡黄色固体e；
6)制备化合物f：取1.09g(2mmol)化合物e溶于20mL乙醇溶液中，然后加入40mmol的水合肼，室温25°C搅拌12h至有白色不溶固体出现，减压蒸馏除去溶剂，用氯仿萃取3次，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得橙黄色油状物固体化合物f；
7)制备化合物g：取0.83g(2mmol)化合物f溶于20mL乙醇溶液中，冷却至5℃，加入5mL4M盐酸的乙醇溶液，升温至25℃，搅拌反应12h至有大量固体生成，蒸出溶剂，干燥，得淡黄色固体化合物g。
如图3所示，是实施例3产品g的1HNMR图谱，实验数据如下：
C10H23N3O2，产率58.3%，淡黄色固体。1HNMR(D2O,400MHz)：1.25-1.29(t,6H)，1.54-1.71(m,4H)，2.94-3.02(m,2H)，3.26-3.27(m,4H)，3.56-3.59(t,1H)。
实施例4
制备n=2，R为L-精氨酸残基时，氨基酸-胺缀合物的合成步骤：
1)制备化合物a：在250mL圆底烧瓶中加入7.94g(0.054mol)邻苯二甲酰亚胺()和200mL无水乙醇，加热回流至固体完全溶解，将热溶液倒入含有KOH6.72g(0.12mol)的乙醇溶液中，立即有白色晶体析出，抽滤，干燥得到白色结晶a；
2)制备化合物b：在250mL圆底烧瓶中先后加入97.16g(0.45mol)1,4二溴丁烷和100mL丙酮，搅拌条件下分批加入27.75g(0.15mol)邻苯二甲酰亚胺钾盐a，搅拌回流12h，冷却。过滤出去反应生成的KBr，减压蒸馏除去丙酮和过量的1,4二溴丁烷，剩余固体用无水乙醇重结晶，得到白色固体b；
3)制备化合物c：在100mL圆底烧瓶中加入1.74g(10mmoL)L-精氨酸和10mL水搅拌溶解，冷却至0℃，然后在搅拌条件下缓慢滴加15ml含1.09g(5mmol)(BOC)2O的二恶烷溶液。在0℃下反应1h，然后升温至25℃，搅拌反应12h。用二氯甲烷萃取3次，将水相溶液减压蒸除溶剂水，得淡黄色粘稠状化合物c；
4)制备化合物d：取0.55g(2mmol)化合物c溶于2mL水中，加入0.28g(2mmol)无水K2CO3，室温搅拌15min，然后升温至45℃，慢慢加入0.56g(2mmol)b，控温45℃反应12h，用二氯甲烷或氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得淡黄色粘稠状固体d；
5)制备化合物e：取0.95g(2mmol)化合物d溶于20mL甲醇溶液中，加入含0.44g(2mmol)(BOC)2O，室温25°C搅拌12h，减压蒸馏除去溶剂，用氯仿萃取3次，收集有机相用Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂氯仿，得淡黄色固体e；
6)制备化合物f：取1.15g(2mmol)化合物e溶于20mL乙醇溶液中，然后加入20mmol的水合肼，室温25°C搅拌12h至有白色不溶固体出现，减压蒸馏除去溶剂，用氯仿萃取3次，将有机相溶液减压蒸除溶剂，得橙黄色油状物固体化合物f；
7)制备化合物g：取0.89g(2mmol)化合物f溶于20mL乙醇溶液中，冷却至0℃，加入5mL4M盐酸的乙醇溶液，升温至25℃，搅拌反应12h至有大量固体生成，蒸出溶剂，干燥，得淡黄色固体化合物g。
如图4所示，是实施例4产品g的1HNMR图谱，实验数据如下：
C10H23N5O2，产率46.2%，淡黄色固体。1HNMR(D2O,400MHz)：1.27-1.30(m,6H)，1.62-1.79(m,2H)，2.92-2.95(t,1H)，3.21-3.34(m,6H)。
应用实验：
细胞培养：HepG2，HeLa，K562和QSG-7701细胞用含10%(v/v)胎牛血清(FBS)的1640培养基于培养瓶中培养，其中含有1%(v/v)的双抗，置于37℃，含5%CO2且湿度为90%的培养箱中孵育。
细胞毒性测试：氨基酸-胺缀合物在HepG2，HeLa，K562和QSG-7701细胞中的细胞毒性采用MTT法测定，用M200酶标仪测定OD值，波长设置为570nm和690nm双波长。没有加入样品的孔的细胞存活率作为对照，设为100%，计算细胞存活率，同时作图并求得半数杀伤浓度(IC50)，评价样品的细胞毒性。结果见表一。
表一氨基酸-胺缀合物的细胞毒性
表1中测试了氨基酸-胺缀合物对HepG2、K562和QSG-7701细胞的体外生长抑制活性，实验结果表明该氨基酸-胺缀合物则具有较强的抗肿瘤活性，在肿瘤细胞上的表达效率提高，且肿瘤靶向性的作用比较明显，表现在对正常细胞的细胞毒性比较低。综上，本发明中的氨基酸-胺缀合物可以作为靶向性抗肿瘤药物使用。采用本发明方法制备的氨基酸-胺缀合物，为未见文献报道的新化合物，该氨基酸-胺缀合物具有如下用途：作为靶向性抗肿瘤药物使用，标记肿瘤细胞。
Claims (9)
1.一种氨基酸-胺缀合物，其特征在于，结构式分别为、、，其中n=1或2。
2.权利要求1所述的氨基酸-胺缀合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将邻苯二甲酰亚胺溶于无水乙醇中，加入氢氧化钾反应，干燥得固体邻苯二甲酰亚胺钾盐a；
(2)然后以邻苯二甲酰亚胺钾盐a和二溴代烷烃为原料，在有机溶剂中反应，经过减压蒸馏和重结晶得到化合物b；
(3)以氨基酸为原料，加入二碳酸二叔丁酯反应，经过萃取得到氨基保护的氨基酸化合物c；
(4)将反应所得的化合物c溶于水中，在碱性物质作用下，与所得的化合物b反应，经分离提纯得到化合物d；
(5)将得到的化合物d溶于甲醇中，与二碳酸二叔丁酯反应经过萃取得到化合物e；
(6)将得到的化合物e溶于乙醇中，加入水合肼反应，反应结束经过萃取得到化合物f；
(7)将化合物f溶解于乙醇中，加入盐酸反应得到氨基酸-胺缀合物g。
3.如权利要求2所述的氨基酸-胺缀合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，邻苯二甲酰亚胺和氢氧化钾的摩尔比为1:2-4；步骤(2)中，有机溶剂是丙酮，反应条件为加热回流，反应时间为12-24h，邻苯二甲酰亚胺钾盐a和二溴代烷烃的摩尔比为1:3-5。
4.如权利要求2所述的氨基酸-胺缀合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，氨基酸与二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1:2-4；反应条件为先在-5-1℃反应1-2h，然后升温至20-45℃反应12-24h。
5.如权利要求2所述的氨基酸-胺缀合物的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，碱性物质为K2CO3或Na2CO3，碱性物质的用量以调节溶液pH为8-10为准；化合物b和c的摩尔比为1:1-2；反应条件为30-60℃反应12-24h。
6.如权利要求2所述的氨基酸-胺缀合物的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，化合物d和二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1:1-3；反应条件为20-30℃反应12-24h。
7.如权利要求2所述的氨基酸-胺缀合物的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，化合物e和水合肼的摩尔比为1:10-20；反应条件为20-30℃反应12-24h。
8.如权利要求2所述的氨基酸-胺缀合物的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，化合物f与盐酸的摩尔比为1:10-20；反应时将化合物f溶于乙醇中，降温至-5-5℃，加入盐酸，然后升温至20-45℃反应12-24h。
9.权利要求1所述的氨基酸-胺缀合物在制备靶向性抗肿瘤药物中的应用。
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