CN105001291B - 吉西他滨化学传递前药及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吉西他滨化学传递前药及其制备方法和应用，所述吉西他滨化学传递前药主要由吉西他滨和二氢吡啶类化学传递***构成。本发明是以二氢吡啶‑吡啶离子的氧化还原反应为基础，吉西他滨与靶向剂3‑喹啉酸相连接制成还原型吉西他滨化学传递前药，该结合物的高脂溶性促使其扩散进入脑组织，在脑内该二氢吡啶类脑靶向化学传递***结合物中的吡啶部分被辅酶体系氧化成氧化型吉西他滨化学传递前药。本发明能提高药物的入脑量，增强药物的药效，减少药物的用量，降低药物的毒副作用的。

Description

吉西他滨化学传递前药及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种前药及其应用，特别是涉及一种吉西他滨（Gemcitabine）化学传递前药及其制备方法和应用。

背景技术

脑部疾病如脑肿瘤、中枢神经***感染、慢性疼痛、癫痫、神经变性疾病和中风等对人的健康影响巨大。目前的治疗方法主要有：全身给药，鞘内或脑内注射及脑植入等。后两种技术要求高，易感染，并对脑组织有侵害性，限制了其应用。全身给药治疗时药物分布广泛，易引起严重的毒性或不良反应。近年来，脑靶向给药的研究正在成为除肿瘤靶向治疗以外最为热门的靶向研究领域。然而，脑靶向给药研究首先遇到的障碍即是血脑屏障（BBB）。由于BBB的存在，使得很多药物不能进入脑部，即使少量进入也难以在脑内达到有效的治疗浓度。很多中枢神***药物、抗脑胶质瘤等脑部肿瘤药物由于亲脂性较低的原因透过BBB的能力有限，无法有效的扩散进入脑组织中发挥药效，而为了增大进入脑部的药量提高给药剂量又会造成外周药物毒副作用的增强，上述因素都极大的限制了这些药物治疗作用的发挥。因此，克服BBB是脑靶向研究的主要难点。

透过BBB实现脑靶向给药研究的策略中，二氢吡啶类脑靶向化学传递***（CDS）是一类重要的脑靶向前体药物***，该***以二氢吡啶-吡啶离子的氧化还原反应为基础，药物与靶向剂二氢吡啶相连接制成CDS结合物，因药物CDS结合物的脂溶性强，因而能促进结合物透过BBB。目前正在研究中的该类CDS***包括抗艾滋病病毒感染药物齐夫多定（AZT）、多巴胺与二氢吡啶类化合物的前体药物等。这些研究中均采用1,4-二氢葫芦巴碱作为CDS载体，其转运药物入脑的作用已得到证实，但该类CDS存在的主要问题是稳定性较差，无法有效满足向脑内运送的要求，且对空气中和溶液中的氧不稳定，其5,6位的双键易发生水合作用和氧化作用。因此，有必要对该类***进行改进以克服其不足之处。

目前很多中枢神***药物、抗脑胶质瘤等脑部肿瘤药物由于亲脂性较低的原因透过BBB的能力有限，无法有效的扩散进入脑组织中发挥药效，而为了增大进入脑部的药量提高给药剂量又会造成外周药物毒副作用的增强，上述因素都极大的限制了这些药物治疗作用的发挥。

目前常用的1,4-二氢葫芦巴碱类CDS对空气中和溶液中的氧不稳定，并且5,6位的双键易发生水合作用和氧化作用，因此运用该***制备的药物CDS稳定性较差，无法有效的向脑内运送药物，不能充分满足临床治疗的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种吉西他滨化学传递前药及其制备方法和应用，其能提高药物的入脑量，增强药物的药效，减少药物的用量，降低药物的毒副作用。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种吉西他滨化学传递前药，其特征在于，所述吉西他滨化学传递前药主要由吉西他滨和二氢吡啶类化学传递***构成。

优选地，所述吉西他滨化学传递前药是以二氢吡啶-吡啶离子的氧化还原反应为基础，吉西他滨与靶向剂3-喹啉酸相连接制成还原型吉西他滨化学传递前药，该结合物的高脂溶性促使其扩散进入脑组织，在脑内该二氢吡啶类脑靶向化学传递***结合物中的吡啶部分被辅酶体系氧化成氧化型吉西他滨化学传递前药，

其中还原型吉西他滨化学传递前药的结构式为：

其中，R₁选自H，CH₃，OMe，OEt；R₂选自H，CH₃，OMe，OEt；

氧化型吉西他滨化学传递前药）的结构式为：

其中，R₁选自H，CH₃，OMe，OEt；R₂选自H，CH₃，OMe，OEt。

本发明还提供一种吉西他滨化学传递前药的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一， 酰胺缩合反应，以二氯甲烷为反应溶剂，3-喹啉酸和缩合剂按照摩尔比1: 1.2 : 1.2 : 2投料，室温搅拌活化反应1小时后，吉西他滨按照与3-喹啉酸摩尔量1 :1.2投料，室温搅拌反应24小时；反应完毕，反应液用10%碳酸氢钠、水、10%柠檬酸、饱和氯化钠溶液洗涤，有机层无水硫酸镁干燥、过滤、减压浓缩，硅胶柱色谱纯化（流动相：二氯甲烷/甲醇 10/1），即得中间体酰胺缩合产物；

步骤二，甲基化反应，以二氯甲烷为反应溶剂，步骤一的酰胺缩合反应产物与三氟甲烷磺酸甲酯按照摩尔比1:1.2投料，室温搅拌反应2小时；反应完毕，减压浓缩除去反应溶剂，用你少量二氯甲烷复溶，加入***使析出沉淀，***洗涤后，真空干燥后即得中间体甲基化产物；

步骤三，加氢还原反应，以水-甲醇为溶剂，步骤二的甲基化产物与连二亚硫酸钠和碳酸氢钠按照摩尔比1:5:6投料，避光室温搅拌反应2小时后，再加入同样量的连二亚硫酸钠和碳酸氢钠继续反应30分钟；反应完毕，乙酸乙酯萃取反应液三次，有机层用水洗涤三次，无水硫酸镁干燥、过滤、减压浓缩后即得吉西他滨化学传递前药。

本发明还提供了一种吉西他滨化学传递前药在脑部药物转运中的应用。

本发明还提供了一种吉西他滨化学传递前药在治疗脑部肿瘤中的应用。

本发明的积极进步效果在于：根据吉西他滨3-喹啉酸CDS和吉西他滨在大鼠脑部的药物含量分析结果可知，氧化型吉西他滨CDS在脑内的含量显著高于吉西他滨，且在脑组织中的滞留时间也大于吉西他滨，而氧化型吉西他滨CDS是由还原型吉西他滨CDS扩散进入脑中后经NADH辅酶***氧化后形成的产物，由于其亲水性的增加而滞留于脑内，从而提高了脑组织中的药物含量，有利于吉西他滨抗肿瘤药效的发挥。

附图说明

图1为本发明所依据的药物转运机制图。

图2为吉西他滨化学传递前药的化学制备反应路线图。

图3为吉西他滨化学传递前药大鼠药动学实验结果的示意图。

图4为吉西他滨化学传递前药大鼠脑部药物含量分析结果的示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

本发明药物运转机制如图1所示，所述的吉西他滨化学传递前药是以二氢吡啶-吡啶离子的氧化还原反应为基础，药物吉西他滨与靶向剂3-喹啉酸相连接制成CDS结合物（还原型吉西他滨化学传递前药），该结合物的高脂溶性促使其扩散进入脑组织，在脑内该CDS结合物中的吡啶部分被辅酶体系（比如NAD(P)H←→NAD(P)⁺ 辅酶体系）氧化成水溶性的鎓盐（氧化型吉西他滨化学传递前药），而使其不能透过BBB而滞留于中枢神经***中，并经过生物转换缓慢而持续地释放药物。

还原型吉西他滨化学传递前药的结构式为：

R₁选自H，CH₃，OMe，OEt；R₂选自H，CH₃，OMe，OEt。

氧化型吉西他滨化学传递前药）的结构式为：

R₁选自H，CH₃，OMe，OEt；R₂选自H，CH₃，OMe，OEt。

吉西他滨化学传递前药的化学制备反应路线如图2所示，本发明吉西他滨化学传递前药的制备方法包括以下步骤：

步骤一， 酰胺缩合反应，以二氯甲烷为反应溶剂，3-喹啉酸和缩合剂EDC（1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺）、HOBt（1-羟基苯并***）、DIPEA（N，N-二异丙基乙胺）按照摩尔比1 : 1.2 : 1.2 : 2投料，室温搅拌活化反应1小时后，吉西他滨按照与3-喹啉酸摩尔量1 : 1.2投料，室温搅拌反应24小时；反应完毕，反应液用10%碳酸氢钠、水、10%柠檬酸、饱和氯化钠溶液洗涤，有机层无水硫酸镁干燥、过滤、减压浓缩，硅胶柱色谱纯化（流动相：二氯甲烷/甲醇 10/1），即得中间体酰胺缩合产物；

步骤二，甲基化反应，以二氯甲烷为反应溶剂，步骤一的酰胺缩合反应产物与三氟甲烷磺酸甲酯按照摩尔比1:1.2投料，室温搅拌反应2小时；反应完毕，减压浓缩除去反应溶剂，用你少量二氯甲烷复溶，加入***使析出沉淀，***洗涤后，真空干燥后即得中间体甲基化产物；

步骤三，加氢还原反应，以水-甲醇（v:v/1:1）为溶剂，步骤二的甲基化产物与连二亚硫酸钠和碳酸氢钠按照摩尔比1:5:6投料，避光室温搅拌反应2小时后，再加入同样量的连二亚硫酸钠和碳酸氢钠继续反应30分钟；反应完毕，乙酸乙酯萃取反应液三次，有机层用水洗涤三次，无水硫酸镁干燥、过滤、减压浓缩后即得吉西他滨3-喹啉酸CDS（一种吉西他滨化学传递前药）。

进行吉西他滨化学传递前药大鼠药动学实验分析，吉西他滨、吉西他滨3-喹啉酸CDS分别用DMSO/生理盐水（v/v：10/90）混合溶剂配成浓度为25~26 mg/ml的溶液，SD大鼠（一种鼠种）（平均重量200~250 g）尾静脉注射给药，给药剂量10 mg/kg，每组三只大鼠，分别于5、15、30、45、60、90、120分钟，眼眶取血1 ml，加入2 ml乙腈-DMSO（V/V：94 /6），涡旋振摇1分钟，4000 rpm超速离心10分钟，取上清液进行高效液相色谱含量分析，分析结果（药物血药浓度时间曲线）如图3所示。

吉西他滨化学传递前药大鼠脑部药物含量分析：吉西他滨、吉西他滨3-喹啉酸CDS分别用DMSO/生理盐水（v/v：10/90）混合溶剂配成浓度为25~26 mg/ml的溶液，SD大鼠（平均重量200~250 g）尾静脉注射给药，给药剂量15 mg/kg，每组三只大鼠，分别于5、10、20、30、45、60、90、120分钟，断颈处死老鼠，取出脑组织，20 ml生理盐水洗涤，滤纸吸干水分，按照匀浆:溶剂（w/v 1 : 2）加入乙腈-DMSO（v/v：94/6）进行匀浆，4000 rpm超速离心10分钟，取上清液进行高效液相色谱含量分析。上述的吉西他滨3-喹啉酸CDS大鼠脑组织药物含量分析实验结果（脑中药物浓度时间曲线）如图4所示。

根据吉西他滨3-喹啉酸CDS和吉西他滨在大鼠脑部的药物含量分析结果可知，氧化型吉西他滨CDS在脑内的含量显著高于吉西他滨，且在脑组织中的滞留时间也大于吉西他滨，而氧化型吉西他滨CDS是由还原型吉西他滨CDS扩散进入脑中后经NADH辅酶***氧化后形成的产物，由于其亲水性的增加而滞留于脑内，从而提高了脑组织中的药物含量，有利于吉西他滨抗肿瘤药效的发挥。

本发明吉西他滨化学传递前药可以在脑部药物转运中应用或在治疗脑部肿瘤中应用。

本发明针对传统抗肿瘤药物亲水性较强，药物透过BBB的能力较差，无法在脑内充分发挥药物的治疗作用的缺点，通过将药物与CDS结合制成亲脂性更高的前药，从而提高药物的入脑量，增强药物的药效，减少药物的用量，降低药物的毒副作用。本发明针对常用的1,4-二氢葫芦巴碱类CDS易氧化破坏，稳定性差的缺点，本发明采用3-喹啉酸作为CDS载体，将易氧化的吡啶5,6位双键加以保护，提高了CDS***的稳定性，保证了CDS能将药物有效的运送至脑内释放并发挥药效。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (2)

1.一种吉西他滨化学传递前药，其特征在于，所述吉西他滨化学传递前药主要由吉西他滨和二氢吡啶类化学传递***构成，所述吉西他滨化学传递前药是以二氢吡啶-吡啶离子的氧化还原反应为基础，吉西他滨与靶向剂3-喹啉酸相连接制成还原型吉西他滨化学传递前药，该结合物的高脂溶性促使其扩散进入脑组织，在脑内该二氢吡啶类脑靶向化学传递***结合物中的吡啶部分被辅酶体系氧化成氧化型吉西他滨化学传递前药，

其中还原型吉西他滨化学传递前药的结构式为：

其中，R₁选自H，CH₃，OMe，OEt；R₂选自H，CH₃，OMe，OEt；

氧化型吉西他滨化学传递前药的结构式为：

其中，R₁选自H，CH₃，OMe，OEt；R₂选自H，CH₃，OMe，OEt。

2.一种如权利要求1所述的吉西他滨化学传递前药的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一，酰胺缩合反应，以二氯甲烷为反应溶剂，3-喹啉酸和缩合剂按照摩尔比1:1.2～1.2:2投料，室温搅拌活化反应1小时后，吉西他滨按照与3-喹啉酸摩尔量1:1.2投料，室温搅拌反应24小时；反应完毕，反应液用10％碳酸氢钠、水、10％柠檬酸、饱和氯化钠溶液洗涤，有机层无水硫酸镁干燥、过滤、减压浓缩后即得中间体酰胺缩合产物；

步骤二，甲基化反应，以二氯甲烷为反应溶剂，步骤一的酰胺缩合反应产物与三氟甲烷磺酸甲酯按照摩尔比1:1.2投料，室温搅拌反应2小时；反应完毕，减压浓缩除去反应溶剂，用少量二氯甲烷复溶，加入***使析出沉淀，***洗涤后，真空干燥后即得中间体甲基化产物；

步骤三，加氢还原反应，以水-甲醇为溶剂，步骤二的甲基化产物与连二亚硫酸钠和碳酸氢钠按照摩尔比1:5:6投料，避光室温搅拌反应2小时后，再加入同样量的连二亚硫酸钠和碳酸氢钠继续反应30分钟；反应完毕，乙酸乙酯萃取反应液三次，有机层用水洗涤三次，无水硫酸镁干燥、过滤、减压浓缩后即得吉西他滨化学传递前药。