阿糖胞苷5’-O-氨基酸酯盐酸盐及其制备方法
技术领域:
本发明属于医药技术领域,涉及干扰DNA合成的药物1-β-D-阿拉伯呋喃糖基-4-氨基-2(1H)-胞嘧啶酮的5’-O-氨基酸酯盐酸盐,也就是阿糖胞苷的5’-O-氨基酸酯盐酸盐及其制备方法。
背景技术:
俗称为阿糖胞苷的化合物其化学名称为1-β-D-阿拉伯呋喃糖基-4-氨基-2(1H)-胞嘧啶酮。阿糖胞苷在体内转化成活性的三磷酸阿糖胞苷,三磷酸阿糖胞苷通过抑制DNA多聚酶及少量渗入DNA,阻止DNA的合成,抑制细胞的生长,在临床上阿糖胞苷主要用于治疗急性粒细胞白血病。但是阿糖胞苷分子极性很大,导致小肠的膜通透性差,因此差的膜通透性使得阿糖胞苷口服生物利用度很低(约为20%)。因此有必要寻找一种途径来提高阿糖胞苷的膜通透性差,进而提高其口服生物利用度。根据大量的文献报道,如果对核苷类药物的自由羟基进行修饰,可能会提高这类药物的膜通透性和口服生物利用度。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种合成1-β-D-阿拉伯呋喃糖基-4-氨基-2(1H)-胞嘧啶酮的5’-O-氨基酸酯盐酸盐,也就是阿糖胞苷的5’-O-氨基酸酯盐酸盐的制备方法,以及这些化合物在提高阿糖胞苷小肠通透性和生物利用度中的应用。
所述的阿糖胞苷5’-O-氨基酸酯盐酸盐包括:
a.5’-O-L-缬氨酰阿糖胞苷盐酸盐(I),结构如下:
b.5’-O-D-缬氨酰阿糖胞苷盐酸盐(II),结构如下:
c.5’-O-L-异亮氨酰阿糖胞苷盐酸盐(III),结构如下:
d.5’-O-L-苯丙氨酰阿糖胞苷盐酸盐(IV),结构如下:
e.5’-O-D-苯丙氨酰阿糖胞苷盐酸盐(V),结构如下:
f.5’-O-L-脯氨酰阿糖胞苷盐酸盐(VI),结构如下:
g.5’-O-L-色氨酰阿糖胞苷盐酸盐(VII),结构如下:
阿糖胞苷的5’-O-氨基酸酯盐酸盐的合成可以按照以下通用路线进行:
第一步:将10.6mL(75mmol)氯甲酸苄酯慢慢滴加到12.15g(50mmol)阿糖胞苷和12.6g(150mmol)碳酸氢钠的N,N-二甲基乙酰胺(250mL)溶液中。加毕,继续于室温反应24小时。抽滤,减压浓缩除去N,N-二甲基乙酰胺,残余物以硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和二氯甲烷梯度洗脱,得化合物(VIII),结构如下:
其中R是苄氧羰基(IX),结构如下:
第二步:搅拌,25℃时,将11mmol(1.78g)的羰基二咪唑加至11mmol的N-叔丁氧甲酰基-氨基酸与52mL无水四氢呋喃的混和液中。加毕,25℃反应90分钟后,缓慢升温至40-50℃并继续反应20分钟。将该反应液于80℃时慢慢滴加到10mmol(3.77g)化合物VIII、1mmol(122mg)4-二甲基氨基吡啶、25.6mL无水三乙胺和50mL无水N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续于80℃反应1小时。冷却,减压蒸去四氢呋喃和三乙胺,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压浓缩蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯提取,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩后,加入5%钯碳(W/W)进行常压催化氢化,反应约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,减压浓缩至干,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,反应约为4-7小时,析出固体。抽滤,乙醇和乙酸乙酯洗,得化合物(I)-(VII)。
本发明的优点:本发明第一次合成了系列阿糖胞苷的5’-O-氨基酸酯盐酸盐,这些化合物显著提高了阿糖胞苷的膜通透性,其中口服化合物(I)后,阿糖胞苷在大鼠体内的绝对生物利用度由21.6%提高到60%。
附图说明
图1是化合物(I)和阿糖胞苷的血药浓度-时间曲线(n=4)
a.口服化合物(I)(以阿糖胞苷计30mg/Kg):(◇)阿糖胞苷和(△):化合物(I);b.口服阿糖胞苷:(□)阿糖胞苷;c.静脉注射阿糖胞苷:(×)阿糖胞苷。
具体实施方式:
根据通用合成路线,分别制得实施例1-7的化合物(见表1)。
实施例1:
N-叔丁氧甲酰基-L-缬氨酸与羰基二咪唑反应,反应溶剂是无水四氢呋喃、二氯甲烷或环己烷,反应温度是0℃至溶剂沸点,优选20-60℃,反应时间110分钟;将该反应液慢慢滴加到化合物VIII、4-二甲基氨基吡啶、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续反应1-2小时,温度50-100℃,优选60-90℃。减压蒸去低沸点溶剂,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯稀释,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩到一定程度,加入钯碳并进行常压催化氢化,反应时间约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,浓缩,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,约需4-7小时,析出固体。抽滤,用乙醇和乙酸乙酯洗,得(I)。
实施例2:
N-叔丁氧甲酰基-D-缬氨酸与羰基二咪唑反应,反应溶剂是无水四氢呋喃、二氯甲烷或环己烷,反应温度是0℃至溶剂沸点,优选20-60℃,反应时间110分钟;将该反应液慢慢滴加到化合物VIII、4-二甲基氨基吡啶、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续反应1-2小时,温度50-100℃,优选60-90℃。减压蒸去低沸点溶剂,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯稀释,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩到一定程度,加入钯碳并进行常压催化氢化,反应时间约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,浓缩,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,约需4-7小时,析出固体。抽滤,用乙醇和乙酸乙酯洗,得(II)。
实施例3:
N-叔丁氧甲酰基-L-异亮氨酸与羰基二咪唑反应,反应溶剂是无水四氢呋喃、二氯甲烷或环己烷,反应温度是0℃至溶剂沸点,优选20-60℃,反应时间110分钟;将该反应液慢慢滴加到化合物VIII、4-二甲基氨基吡啶、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续反应1-2小时,温度50-100℃,优选60-90℃。减压蒸去低沸点溶剂,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯稀释,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩到一定程度,加入钯碳并进行常压催化氢化,反应时间约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,浓缩,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,约需4-7小时,析出固体。抽滤,用乙醇和乙酸乙酯洗,得(III)。
实施例4:
N-叔丁氧甲酰基-L-苯丙氨酸与羰基二咪唑反应,反应溶剂是无水四氢呋喃、二氯甲烷或环己烷,反应温度是0℃至溶剂沸点,优选20-60℃,反应时间110分钟;将该反应液慢慢滴加到化合物VIII、4-二甲基氨基吡啶、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续反应1-2小时,温度50-100℃,优选60-90℃。减压蒸去低沸点溶剂,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯稀释,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩到一定程度,加入钯碳并进行常压催化氢化,反应时间约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,浓缩,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,约需4-7小时,析出固体。抽滤,用乙醇和乙酸乙酯洗,得(IV)。
实施例5:
N-叔丁氧甲酰基-D-苯丙氨酸与羰基二咪唑反应,反应溶剂是无水四氢呋喃、二氯甲烷或环己烷,反应温度是0℃至溶剂沸点,优选20-60℃,反应时间110分钟;将该反应液慢慢滴加到化合物VIII、4-二甲基氨基吡啶、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续反应1-2小时,温度50-100℃,优选60-90℃。减压蒸去低沸点溶剂,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯稀释,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩到一定程度,加入钯碳并进行常压催化氢化,反应时间约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,浓缩,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,约需4-7小时,析出固体。抽滤,用乙醇和乙酸乙酯洗,得(V)。
实施例6:
N-叔丁氧甲酰基-L-脯氨酸与羰基二咪唑反应,反应溶剂是无水四氢呋喃、二氯甲烷或环己烷,反应温度是0℃至溶剂沸点,优选20-60℃,反应时间110分钟;将该反应液慢慢滴加到化合物VIII、4-二甲基氨基吡啶、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续反应1-2小时,温度50-100℃,优选60-90℃。减压蒸去低沸点溶剂,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯稀释,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩到一定程度,加入钯碳并进行常压催化氢化,反应时间约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,浓缩,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,约需4-7小时,析出固体。抽滤,用乙醇和乙酸乙酯洗,得(VI)。
实施例7:
N-叔丁氧甲酰基-L-色氨酸与羰基二咪唑反应,反应溶剂是无水四氢呋喃、二氯甲烷或环己烷,反应温度是0℃至溶剂沸点,优选20-60℃,反应时间110分钟;将该反应液慢慢滴加到化合物VIII、4-二甲基氨基吡啶、三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺的混和液中。加毕,继续反应1-2小时,温度50-100℃,优选60-90℃。减压蒸去低沸点溶剂,将余下的N,N-二甲基甲酰胺溶液用冰醋酸调pH值至7.69,减压蒸去N,N-二甲基甲酰胺,残余物以乙酸乙酯稀释,依次用蒸馏水、饱和食盐水洗。有机层浓缩到一定程度,加入钯碳并进行常压催化氢化,反应时间约需7小时。抽滤,滤液用硅胶拌样,经硅胶柱层析,甲醇和乙酸乙酯梯度洗脱,收集柱层析物,浓缩,残余物以少量乙醇溶解,冰水浴冷却下通入氯化氢气体,约需4-7小时,析出固体。抽滤,用乙醇和乙酸乙酯洗,得(VII)。
实施例8:
利用大鼠在体小肠单灌流技术,选取10cm长的大鼠空肠,两端插管。将阿糖胞苷和化合物(I)-(VII)分别溶解在Kreb-Ringer’s营养液(pH 5.5),浓度是0.05mM,以0.2mL/min灌流通过大鼠空肠,得到阿糖胞苷和化合物(I)-(VII)在空肠的膜通透率。
表2阿糖胞苷和化合物(I)-(VII)的膜通透率
化合物 |
小肠通透率(×10-5cm/s) |
阿糖胞苷 |
1.2 |
I |
12.7 |
II |
3.31 |
III |
4.72 |
IV |
1.91 |
V |
1.53 |
VI |
1.78 |
VII |
1.44 |
实施例9:大鼠体内药物动力学研究
由实施例8可知在化合物(I)-(VII)中,化合物(I)的膜通透率最高。
给实验组和对照组Sprague-Dawley大鼠分别灌胃(I)水溶液和阿糖胞苷水溶液(以阿糖胞苷计均为30mg/Kg),测定血浆中阿糖胞苷的浓度。同时Sprague-Dawley大鼠静脉注射阿糖胞苷水溶液(8mg/Kg)。
由图1和表3可以得出,阿糖胞苷在实验组比对照组吸收明显加快,实验组阿糖胞苷的生物利用度是60%,而对照组仅为21.6%。因此,化合物(I)能明显提高ara-C的口服生物利用度。
表3口服化合物(I)和阿糖胞苷后,阿糖胞苷的药动学参数(以阿糖胞苷计30mg/Kg)
给药 |
AUC0-t(μg h/mL) |
t1/2(h) |
Tmax(h) |
Cmax(μg/mL) |
F(%) |
(I) |
53.75 |
4.31 |
0.75 |
17.16 |
60.0 |
阿糖胞苷 |
19.53 |
1.72 |
1.5 |
5.0 |
21.8 |
说明:Sprague-Dawley大鼠静脉注射阿糖胞苷水溶液(8mg/Kg)后,平均AUCO-t是23.89μg·h/mL。
表1实施例1-7的化合物