CN101525361A - 基于吉西他滨结构的前药及其合成方法及应用 - Google Patents

基于吉西他滨结构的前药及其合成方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于核苷类药物领域，涉及如式(I)所示的基于吉西他滨结构的前药及其合成方法和应用，其中，a＝0～6的整数；b＝0～6的整数；c＝1～8的整数，d＝1～4的整数；E为5－6元环的烃基、含1－4个杂原子的5－6元环环烷基、芳基或杂芳基。所述杂原子选自O、N或S；Z选自O、N或S；V选自氢、烃基、烷氧基、酯基、卤素、酰胺基、氨基或取代氨基。本发明通过N4位修饰增加其溶解度，生物利用度以及器官特异性，所生成的前药化合物可以克服其代谢快的问题，更好地改善抗肿瘤、抗癌、抗感染和防扩散能力，并能够特异性地作用于肝脏或结肠。本发明的合成方法，步骤简单、原料易得，产率高、成本低，适宜工业化生产。

Description

基于吉西他滨结构的前药及其合成方法及应用
技术领域
本发明属于核苷类药物领域，涉及基于吉西他滨结构的前药、其合成方法，以及治疗各种癌症及相关疾病有关的应用。
背景技术
据WHO的统计数字显示，2007年全球新确诊的肿瘤病人多达1200万人，而过去几年来全球每年死于癌症的病人高达700万人以上。这一数字已与死于急性心血管病的人数非常接近。癌症即将成为世界死亡人数最多的疾病。
核苷类药物，如阿糖胞苷、吉西他滨、地西他滨、氮杂胞苷、克拉屈滨、氟达拉滨、安妥明、奈拉滨、6-氮尿苷及噻唑呋林等已被广泛用于治疗各种癌症。同时核苷类药物中有很多种处于临床研究阶段，如4’-thio-fluoro-ara-C，2’-deoxy-2’fluoromethylcytidine，4’-thio-ara-C，和3’-ethynylcytidine(ECYD)。
盐酸吉西他滨(Gemcitabine Hydrochloride)，化学名为2-脱氧-2，-二氟胞苷盐酸盐，是美国Eli Lilly公司研发的嘧啶核苷类似物，1995年在澳大利亚、芬兰等国上市，商品名Gemzar，中文商品名为健择。盐酸吉西他滨是细胞周期特异性抗代谢类药物，主要作用于DNA合成期的肿瘤细胞，即S期细胞，在一定条件下，可以阻止G1期向S期的进展。吉西他滨作为一种前药在细胞内是脱氧胸苷激酶磷酸化的良好底物，在酶的作用下转化成下列代谢物：吉西他滨一磷酸盐(dFdCMP)、吉西他滨二磷酸盐(dFdCDP)和吉西他滨三磷酸盐(dFdCTP)，其中dFdCDP和dFdCTP为活性产物。dFdCDP抑制核糖核苷酸还原酶，从而减少DNA合成修复所需的脱氧核苷酸的量。盐酸吉西他滨适应于非小细胞肺癌、胰腺癌、膀胱癌、乳腺癌及其他实体肿瘤的治疗。
5-FU(5-氟脲嘧啶)是治疗晚期结直肠癌的基础药物，吉西他滨可促进5-FU与其靶点(胸苷酸合成酶)结合，增强后者抑制DNA合成的效应。结肠癌是结肠的恶性上皮性肿瘤。在欧洲、北美洲和澳大利亚是最常见的恶性肿瘤之一，结肠癌占癌症死亡原因的第2位；非洲、亚洲和南美洲发病率较低，但随着生活方式的西化，其发病率也在增加。
然而，鉴于其在肝中会很快失活，盐酸吉西他滨还不能用以治疗肝癌。
肝癌是全球第三位癌症死亡原因。肝细胞癌的危险因素包括HBV或HCV。在世界范围内，HBV被认为引起了60％-80％的肝细胞癌。长期以来缺乏有效的治疗药物，晚期肝癌至今还没有标准治疗方案。阿霉素据报道是使用最广泛的药物，但是只有1项包括60名患者的随机对照试验支持它的用处。阿霉素可以引起致死并发症的几率高达25％。米托葸醌是经批准的肝细胞癌治疗用药，但却不认为是治疗肝细胞癌的特效药物。
2007年美国临床肿瘤学第43届年会上发布的Sorafenib--肝细胞癌用药评估方案(SHARP)临床试验结果引起了轰动。该研究结果使Sorafenib成为第一个被证实对晚期肝细胞癌能改善生存的药物，该研究结果有可能改写晚期肝癌一线标准治疗方案的历史。然而，鉴于癌细胞普遍存在的抗药性，以及人们对新抗癌药物的迫切需要；从不同角度研究安全可靠的抗癌药物以改善人类健康仍然迫在眉睫。具有器官特异性的核苷类前药即为最有前景的新方法之一。
核苷类前药是减少抗癌药物副作用的最有前景的新方法。抗癌药物的前药到达作用器官后，在酶的作用下转化成有活性的化合物发挥疗效。人们已研究出卡培他滨和依诺他滨等前药来克服核苷类药物的不足。现在很多制药公司仍在积极的调查研究其它前药治疗癌症的方法(G.Xu，H.L.McLeod，Clin.Cancer Res.，2001，7，3314-3324；M.Rooseboom，J.N.M.Commandeur，N.P.E.Vermeulen，Pharmacol.Rev.，2004，56，53-102；W.D.Wu，J.Sigmond，G.J.Peters，R.F.Borch，J.Med.Chem.2007，50，3743-3746)。
鉴于肝功能的特异性，核苷类药物在肝脏中会很快代谢成非活性成分而失活；到目前为止，还没有一种核苷类药物能用以治疗肝癌。美国Metabasis公司已研究出一种直接在肝中酶解的技术，即通过在肝中酶解环磷酸的前体药的方法，成功的用于非环状及一些环状抗病毒或抗肿瘤核苷类化合物的临床研究。其中阿糖胞苷前药正在进行临床抗肝癌评估(US2005/0101775；Mark Erion et al.，，J.Am.Chem.Soc.2004，126，5154-5163)。然而，Metabasis公司的工作仅限于胞嘧啶O5位上的环磷酸化。
肝靶向性的核苷类前药具有以下特点：
a)具有肝脏特异性，可以靶向治疗肝癌；b)加快体内磷酸化控速步骤，增强作用效果；c)改善吸收、渗透、稳定性等理化性质，改善PK性能；d)降低核苷类药物本身的副作用，并不产生附加的毒性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于吉西他滨结构的前药。本研究涵盖基于吉西他滨结构，及其它带有胞嘧啶或其替代物或5-氮杂胞嘧啶等核苷类抗肿瘤药物的前药。本项器官特异性前药研究在上述阿糖胞苷O5位环磷酸化前药研究基础上，用抗肿瘤活性更好的吉西他滨作为核苷类抗癌药物前药的结构基础；一方面研发可以克服其在肺癌细胞或胰腺癌细胞中存在的抗药性问题，另一方面进一步通过N4位修饰增加其溶解度，生物利用度以及器官特异性，所生成的前药化合物可以克服其代谢快的问题，更好地改善抗肿瘤、抗癌、抗感染和防扩散能力，并能够特异性地作用于肝脏或结肠。
专利WO2005025552和WO2006030217中，用羧酸酯基保护吉西他滨糖环5’OH，合成了一系列前药。其中既有单羧酸酯基，又有双羧酸酯基，通式为V-(L)n-COO-(L)m-D，V-(L)n-COO-(L)p-COO-(L)m-D，式中D为具有活性的药物成分，n，m，p为0或1，L为C1-20的碳链，优选的为1-10，更优选的为1-3，L为(CH2)q，q为1-3或更大。V为保护链的末端，V可以是代谢过程中可以断裂的基团或原子，范围很广。WO2006098628及US2007225248中则进一步用不饱和羧酸酯保护O5及N4，并进行了生物学试验。到目前为止，尚未发现用环状二元羧酸基(包括酯基，酰胺基，羧基等)保护吉西他滨N4的专利或其他文献报道。
本发明通过在N4位上取代不同的基团，以增加其溶解度和生物利用度以及器官的特异性；N4位的取代基团包括含有芳香环及不同杂环的脂肪链。
本发明的另一目的是提供基于吉西他滨结构的前药的制备方法，包括他们的合成制备方法和筛选方法，尤其是治疗各种癌症及相关疾病有关的成分和方法的研究。
本项研究涵盖直接作用于特异性器官，比如肺，肝脏或结肠等，即具有器官特异性及相关的核苷类前药的设计合成、药学成分及使用方法。
进而，将本方法延伸到其他核苷类抗癌药物。因而，本研究不仅适用于吉西他滨，同时包括并不限于其他核苷类抗癌药物，比如氮杂胞苷、地西他滨、氮杂胞嘧啶、噻唑呋林、奈拉滨、6-氮尿苷，及其阿糖胞苷等，也适用于临床研究阶段的核苷类抗癌药物，比如2’-deoxy-2’-fluoro-methylcytidine，4’-thio-aracitidine，4’-thiofluoro-aracitidine，3’-ethynylcytidine等。通过合理的设计合成出具有专一功能的核苷类前药，来克服核苷类药物在肝中代谢过快而失去活性等问题，有可能开辟出治疗晚期肝癌和结肠癌的另一治疗方案。
术语说明
除非另有说明，本文所有的技术及科学术语，都与本研究所涉及领域所用术语意思相同。本文参考的所用专利、文献、出版物内容均来自原文。如果文中出现的定义与参考专利、文献、出版物中的定义相反或不符，本文的定义将服从于参考原文的定义。当以下术语用于本说明书时，它们按如下定义使用。
烷基：是指直链、支链或环状结构的饱和烃基。
烯烃：是指至少有一个碳-碳双键、有2-26个碳原子的直链、支链或环状结构的烃基。
炔基：是指至少有一个碳-碳三键、有2-26个碳原子的直链、支链或环状结构的烃基。
线状：是指没有分支的直链。
支链：是指直链上的分支。
芳基：是指芳环结构，具有一个单环(例如苯基)或两个稠环(例如萘基)的不饱和芳族碳环基团，它可以任选地被羟基、烃基、卤素、氰基、氨基、取代氨基、羰基、羧基和/或羧酸酯基等取代。
杂环：是指多个原子以共价键形成环，环上至少有一个原子不是碳原子，如氮、氧、硫、磷等原子的饱和或不饱和的结构。如咪唑、吡咯、三唑、双氢奎尼丁、吲哚、吡啶、喹啉、噻唑、呋喃、四氢呋喃、二氧六环、哌啶等。杂环中的每个可以利用的位置，可以任选独立地被某些基团取代，如羟基、氧代基、氨基、亚氨基、烃基、氰基、卤素原子等。在该类取代基中包括嘌呤和嘧啶。
卤素：是指氟、氯、溴、碘。
o-，m-，p-：是指环上的邻、间、对位的相对位置。2-，3-或类似术语是指取代基的相对位置。
B或Base：是指核苷类衍生物上天然的或化学合成的、或经过修饰的杂环(碱基)。
“核苷”和“核苷类似物化合物”：二者可互换使用，是指包含连接于杂环、芳族杂环的特定位置或者连接于嘌呤(9位)或嘧啶(1位)的天然位置或者连接于类似物的等同位置的任何戊糖或修饰戊糖部分的化合物。
“核苷酸”是指在核苷的5’位上取代的磷酸酯、二磷酸酯、三磷酸酯等。
“D-”、“L-”：是指与碱基部分相连的戊糖基部分的化学构型。
α-，β-：是指所示化学结构中不对称碳原子上取代基的特定立体化学构型。
异构体：是指具有相同分子式的不同化合物。立体异构体是仅在所述原子在空间排列的方式上不同的异构体。
对映体：是指相互之间为非重叠镜像的一对立体异构体，以1∶1比例组成的一对对映体的混合物为外消旋混合物。
保护基：是指加入至氧原子或氮原子等，防止所述氧原子或氮原子在所述氧或氮所在的分子中的其它部分衍生化过程中进一步反应的化学基团。种类繁多的氧和氮的保护基是有机合成领域的技术人员已知的。
药学上可接受的盐：可以是无机和有机酸或碱衍生的任何盐。
发明详述：
本发明提供一种基于吉西他滨结构的前药，其结构通式如式(I)所示：
Figure A20091002071600091
其中，a＝0～6的整数；b＝0～6的整数；c＝1～18的整数，d＝1～4的整数；
E为5-6元环的烃基、含1-4个杂原子的5-6元环环烷基、芳基或杂芳基。所述杂原子选自O、N或S。
环上的连接位置可以是化学上允许的任何相对位置。环上可以没有取代基，也可以有一个或多个取代基。取代基可以在环上化学上可以存在的任何位置。
Z选自O、N或S。
V选自氢、烃基、烷氧基、酯基、卤素、酰胺基、氨基或取代氨基。
优选的，E选自下列结构中的一种：
Figure A20091002071600092
Figure A20091002071600101
更优选的，E选自：
Figure A20091002071600102
优选的，a＝0或1，b＝0或1，Z为O或N，c＝10-16，d＝1或2；
优选的，V选自氢或烃基。
具有代表性的吉西他滨前药衍生物的合成路线如下：
上式中
Figure A20091002071600104
E、Z、V的定义同上。
本发明还提供所述的基于吉西他滨结构的前药的合成方法，包括下列步骤：
1)将酸酐或酰氯与醇或胺按照酸酐或酰氯∶醇或胺＝1∶1～1∶1.5摩尔比的比例直接混合或溶于有机溶剂中，在室温至反应物熔融温度反应2～8小时，得到相应的取代的酸；
2)吉西他滨盐酸盐、步骤1)得到的取代的酸、六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷和4-二甲氨基吡啶按照1∶(1～2)∶(0.9～1.5)∶(1～3)摩尔比的比例溶于有机溶剂中，室温搅拌12～24小时；
3)步骤2)的将反应液倒入水中，萃取，分离出的有机相干燥、纯化后得到目的产物。
优选的，步骤1)所述的酸酐选自：邻苯二甲酸酐、高酞酸酐、1，2-环己烷二酸酐、1，2-环戊烷二酸酐、吡嗪二酸酐、吡啶二酸酐、噻吩二酸酐、呋喃二酸酐、吡咯二酸酐、1，2，3，6-四氢苯酐。
优选的，步骤1)所述的醇选自：甲醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、月桂醇、正十四醇，正十六醇或正十八醇。
优选的，步骤1)所述的胺选自：正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一胺、正十二胺、正十四胺，正十六胺或正十八胺。
优选的，步骤1)和2)所述的有机溶剂选自：N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二氧六环、二甲亚砜、环丁砜或吡啶。
优选的，步骤1)所述的酰氯是由二酸与SOCl2、PCl5、PCl3或POCl3反应得到；所述的二酸选自：吡嗪-2，3-二羧酸、间苯二甲酸、2，5-吡啶二甲酸、2，3-吡啶二甲酸、2，2’-联苯二甲酸、2，6-吡啶二甲酸、2，5-噻吩二甲酸、3，4-吡啶二甲酸、2，4-吡啶二甲酸、3，5-吡唑二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、2，3-噻吩二甲酸、3，4-噻吩二甲酸、2，4-噻吩二甲酸、3，4-吡唑二甲酸、1，2-环己烷二羧酸、1，3-环己烷二羧酸、1，4-环己烷二羧酸、1，2-环戊烷二羧酸、1，3-环戊烷二羧酸、1，4-环戊烷二羧酸、2，3-吡咯二甲酸、2，4-吡咯二甲酸、2，5-吡咯二甲酸、2，3-呋喃二甲酸、2，4-呋喃二甲酸或2，5-呋喃二甲酸。
优选的，步骤1)的反应时间为3～4小时；
优选的，步骤2)中，吉西他滨盐酸盐、步骤1)得到的取代的酸、六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷和4-二甲氨基吡啶按照1∶(1.1～1.3)∶(1.1～1.3)∶(1.1～1.3)的摩尔比反应。
本发明还提供所述的基于吉西他滨结构的前药的应用，其特征是用于制备治疗肺癌、胰腺癌、结肠癌及肝癌的药物。
本发明所述的基于吉西他滨结构的前药的应用，不仅适用于吉西他滨，同时包括并不限于其他核苷类抗癌药物，比如氮杂胞苷、地西他滨、氮杂胞嘧啶、噻唑呋林、奈拉滨、6-氮尿苷，及其阿糖胞苷等，也适用于临床研究阶段的核苷类抗癌药物，比如2’-deoxy-2’-fluoro-methylcytidine，4’-thio-aracitidine，4’-thiofluoro-aracitidine，3’-ethynylcytidine等。
细胞分析方法：
前药化合物通过MTT分析方法进行对不同肿瘤细胞的测试。
材料
1)细胞株：A549，HT-29或BEL-7402细胞株，贴壁生长，用10％胎牛血清(Hyclone公司)的D-MEM细胞培养基培养，常规培养初始细胞浓度在3*105/ml左右，2～3天1∶3传代一次。实验前一天1∶2传代，实验时细胞浓度在5～10*105/ml之间。
2)化合物的溶解与稀释：根据提供的药物重量和分子量，首先加入DMSO100～200μl，然后加入NS，使稀释后药物浓度为5mM(注意DMSO终浓度不超过10％)。
3)D-MEM或RPMI 1640细胞培养基，Gibco公司
4)胎牛血清，Hyclone公司
5)细胞消化液，0.25％Trypsin+0.02％EDTA
6)MTT液，MTT干粉(Sigma)，用PBS充分溶解配成5mg/ml，0.22μm微孔滤膜过滤后分装，-20℃保存。
7)PBS缓冲液
8)10％酸化SDS，0.01N HCl
9)离心管、吸管等(BD公司)，96孔板(Costar公司)
步骤：
1)细胞接种：传代后24小时的细胞，生长状态良好。常规收获细胞，用新鲜培养液调整细胞浓度为2×105/ml(贴壁细胞)～3×105/ml(悬浮细胞)。贴壁细胞接种100μl/孔，37℃、5％CO2孵箱中培养24h后弃去旧培养液，加入新鲜培养液95μl/孔。悬浮细胞直接接种95μl/孔。
2)药物处理：每一药物设9个浓度梯度，每一浓度设3个复孔，药物空白对照组设5个复孔。每次试验同时做对照。加入药物的终浓度依次为0.25、0.125、0.0625、0.03125、0.016、0.008，0.004，0.002mM，对照组加入5μl生理盐水。
3)细胞培养与检测：加入药物后，37℃、5％CO2孵箱中培养72h，然后每孔加入MTT 10μl，继续培养4h，每孔加100μl 10％SDS(含0.01N HCl)溶解，24h后用Bio-rad 680型ELISA读数仪测定各孔吸光度(A)，检测波长为570nm、参考波长为630nm。
计算：首先平均各复孔的吸光度(去除过于悬殊的数据)，计算每种细胞每个药物浓度下的抑制率(IR)，IR(％)＝(1-An/A0)×100％，An为实验孔平均吸光度，A0为药物空白对照孔平均吸光度。用EXCEL软件，绘制药物浓度效应曲线，选择合理的计算方法计算50％细胞存活的药物浓度(IC50)。
本发明的有益效果是：
本项器官特异性前药研究在阿糖胞苷O5位环磷酸化前药研究基础上，改用抗肿瘤活性更好的吉西他滨作为核苷类抗癌药物前药的结构基础；一方面研发可以克服其在肺癌细胞或胰腺癌细胞中存在的抗药性问题，另一方面通过N4位修饰增加其溶解度，生物利用度以及器官特异性，所生成的前药化合物可以克服其代谢快的问题，更好地改善抗肿瘤、抗癌、抗感染和防扩散能力，并能够特异性地作用于肝脏或结肠。
本发明的合成方法，步骤简单、原料易得，产率高、成本低，适宜工业化生产。
具体实施方式
以下利用实施例更具体地说明本发明，但本发明并不仅限于以下实施例。
吉西他滨盐酸盐，购自宁波市天衡制药有限公司；
六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷，购自吉尔生化(上海)有限公司；
4-二甲氨基吡啶，购自吉尔生化(上海)有限公司。
实施例1：
N4-(2-正十二烷氧基甲酰基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.1)
将5.0g邻苯二甲酸酐(34mmol)，7.5g月桂醇(40mmol)和240mg 4-二甲氨基吡啶(2mmol)混合，加热融熔，反应4个小时，冷却到室温，定量得到2-正十二烷氧基甲酰基苯甲酸。
将700mg吉西他滨盐酸盐(2.34mmol)，1.02g 2-正十二烷氧基甲酰基苯甲酸(3.04mmol)，1.34g六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷(2.57mmol)和428mg 4-二甲氨基吡啶(3.51mmol)溶于N，N-二甲基甲酰胺(10mL)中，室温下搅拌过夜。将反应液倒入水中，用乙酸乙酯萃取三次，分离出的有机相用无水硫酸钠干燥。在减压下蒸发除去溶剂后，其残余物在一个硅胶柱上纯化(展开剂：二氯甲烷/甲醇＝30/1)，得到362.5mg N4-(2-正十二烷氧基甲酰基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷。LC(UV254)纯度98％。LC-MS m/z 580[M+H]+(分子式C29H39F2N3O7，分子量579)。化合物的结构式和表征数据见表1
实施例2：
N4-(2-正十一烷氧基甲酰基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.2)
用正十一醇代替实施例1中的月桂醇，其它和实施例1相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度95％。LC-MS m/z 566[M+H]+(分子式C28H37F2N3O7，分子量565)。
实施例3：
N4-(2-正十六烷氧基甲酰基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.3)
用正十六醇代替实施例1中的月桂醇，N，N-二甲基乙酰胺代替N，N-二甲基甲酰胺，反应6小时，其它和实施例1相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度96％。LC-MS m/z 636[M+H]+(分子式C33H47F2N3O7，分子量635)。
实施例4：
N4-(3-正十二烷氧基甲酰基吡嗪-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.4)
将504mg吡嗪-2，3-二羧酸(3.0mmol)加入到15mLSOCl2中，加2滴DMF，加热回流5小时。旋去SOCl2，几乎定量得到612mg吡嗪-2，3-二酰氯。
将612mg吡嗪-2，3-二酰氯(3.0mmol)溶于20mL二氧六环中，冰浴下滴加558mg月桂醇与2mL Et3N的5mL二氧六环液，反应4h后，浓缩干固，剩余物溶于水中，调节PH为2-3，用乙酸乙酯萃取三次，分离出的有机相用无水硫酸钠干燥。在减压下蒸发除去溶剂后，几乎定量获得3-正十二烷氧基甲酰基吡嗪-2-甲酸。
将500mg吉西他滨盐酸盐(1.67mmol)，674mg 3-正十二烷氧基甲酰基吡嗪-2-甲酸(2.01mmol)，955mg六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷(1.84mmol)和244mg 4-二甲氨基吡啶(2.0mmol)溶于N，N-二甲基甲酰胺(10mL)中，室温下搅拌过夜。将反应液倒入水中，用乙酸乙酯萃取三次，分离出的有机相用无水硫酸钠干燥。在减压下蒸发除去溶剂后，其残余物在一个硅胶柱上纯化(展开剂：二氯甲烷/甲醇＝40/1)，得到225.7mg N4-(3-正十二烷氧基甲酰基吡嗪-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.4)。LC(UV254)纯度98％。LC-MS m/z 582[M+H]+(分子式C27H37F2N5O7，分子量581)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例5：
N4-(3-正十一烷氧基甲酰基吡嗪-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.5)
用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，四氢呋喃代替实施例4中的二氧六环，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 568[M+H]+(分子式C26H35F2N5O7，分子量567)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例6：
N4-(3-正十烷氧基甲酰基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.6)
用间苯二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，环丁砜代替实施例4中的二氧六环，用正癸醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度96％。LC-MS m/z 552[M+H]+(分子式C27H35F2N3O7，分子量551)
实施例7：
N4-(3-正十一烷氧基甲酰基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.7)
用间苯二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，二甲亚砜代替实施例4中的二氧六环，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度88％。LC-MS m/z 566[M+H]+(分子式C28H37F2N3O7，分子量565)。
实施例8：
N4-(5-正十二烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.8)
用2，5-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，反应3小时，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例9：
N4-(2-正十二烷氧基甲酰基吡啶-5-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.9)
用2，5-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，吡啶代替二氧六环，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度94％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例10：
N4-(5-正十一烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.10)
用2，5-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度99％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例11：
N4-(2-正十一烷氧基甲酰基吡啶-5-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.11)
用2，5-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例12：
N4-(2-正十二烷氧基甲酰基吡啶-3-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.12)
用2，3-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。
实施例13：
N4-(3-正十二烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.13)
用2，3-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。
实施例14：
N4-(3-正十一烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.14)
用2，3-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度98％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。
实施例15：
N4-(2-正十一烷氧基甲酰基吡啶-3-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.15)
用2，3-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例16：
N4-((2’-甲氧基甲酰基)联苯-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.16)
用2，2’-联苯二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用甲醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度86％。LC-MS m/z 502[M+H]+(分子式C24H21F2N3O7，分子量501)。
实施例17：
N4-((2’-正十二烷氧基甲酰基)联苯-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.17)
用2，2’-联苯二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度98％。LC-MS m/z 656[M+H]+(分子式C35H43F2N3O7，分子量655)。
实施例18：
N4-(6-正十二烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.18)
用2，6-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度96％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。
实施例19：
N4-(6-正十一烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.19)
用2，6-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度95％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。
实施例20：
N4-(5-正十二烷氧基甲酰基噻吩-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.20)
用2，5-噻吩二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度95％。LC-MS m/z 586[M+H]+(分子式C27H37F2N3O7S，分子量585)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例21：
N4-(5-正十一烷氧基甲酰基噻吩-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.21)
用2，5-噻吩二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度90％。LC-MS m/z 572[M+H]+(分子式C26H35F2N3O7S，分子量571)。
实施例22：
N4-(4-正十一烷氧基甲酰基吡啶-3-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.22)
用3，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例23：
N4-(3-正十一烷氧基甲酰基吡啶-4-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.23)
用3，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例24：
N4-(4-正十二烷氧基甲酰基吡啶-3-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.24)
用3，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度95％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。
实施例25：
N4-(3-正十二烷氧基甲酰基吡啶-4-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.25)
用3，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度95％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。
实施例26：
N4-(4-正十二烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.26)
用2，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度96％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例27：
N4-(2-正十二烷氧基甲酰基吡啶-4-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.27)
用2，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度86％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C28H38F2N4O7，分子量580)。
实施例28：
N4-(4-正十一烷氧基甲酰基吡啶-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.28)
用2，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度90％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例29：
N4-(2-正十一烷氧基甲酰基吡啶-4-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.29)
用2，4-吡啶二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度90％。LC-MS m/z 567[M+H]+(分子式C27H36F2N4O7，分子量566)。
实施例30：
N4-(5-正十一烷氧基甲酰基吡唑-3-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.30)
用3，5-吡唑二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，用正十一醇代替实施例4中的月桂醇，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度99％。LC-MS m/z 556[M+H]+(分子式C25H35F2N5O7，分子量555)。化合物的结构式和表征数据见表1。
实施例31：
N4-(5-正十二烷氧基甲酰基吡唑-3-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.31)
用3，5-吡唑二甲酸代替实施例4中吡嗪-2，3-二羧酸，其它和实施例4相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度98％。LC-MS m/z 570[M+H]+(分子式C26H37F2N5O7，分子量569)。
实施例32：
N4-(2-正十一烷氧基羰甲基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.32)
用高酞酸酐代替实施例1中的邻苯二甲酸酐，用正十一醇代替实施例1中的月桂醇，其它和实施例1相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度90％。LC-MS m/z 580[M+H]+(分子式C29H39F2N3O7，分子量579)。
实施例33：
N4-(2-正十一烷氧基甲酰基苯乙酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.33)
用高酞酸酐代替实施例1中的邻苯二甲酸酐，用正十一醇代替实施例1中的月桂醇，其它和实施例1相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度90％。LC-MS m/z 580[M+H]+(分子式C29H39F2N3O7，分子量579)。
实施例34：
N4-(2-正十二烷氧基羰甲基苯甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.34)
用高酞酸酐代替实施例1中的邻苯二甲酸酐，其它和实施例1相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度93％。LC-MS m/z 594[M+H]+(分子式C30H41F2N3O7，分子量593)。
实施例35：
N4-(2-正十二烷氧基甲酰基苯乙酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.35)
用高酞酸酐代替实施例1中的邻苯二甲酸酐，其它和实施例1相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度93％。LC-MS m/z 594[M+H]+(分子式C30H41F2N3O7，分子量593)。
实施例36：
N4-(2-正十一烷氧基甲酰基环己烷甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.36)
用1，2-环己烷二酸酐代替实施例1中的邻苯二甲酸酐，用正十一醇代替实施例1中的月桂醇，其它和实施例1相同，得到标题化合物。LC(UV254)纯度95％。LC-MS m/z 572[M+H]+(分子式C28H43F2N3O7，分子量571)。
实施例37：
N4-(3-正十二烷胺基甲酰基吡嗪-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.37)
将624mg吡嗪-2，3-二羧酸(4.0mmol)，740mg 1-十二胺(4.0mmol)，2.6g六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷(4.8mmol)和488mg 4-二甲氨基吡啶(0.4mmol)溶于N，N-二甲基甲酰胺(10mL)中，室温下搅拌过夜。将反应液倒入水中，用乙酸乙酯萃取三次，分离出的有机相用无水硫酸钠干燥。在减压下蒸发除去溶剂后，其残余物在一个硅胶柱上纯化(展开剂：二氯甲烷/甲醇＝30/1)，得到650mg 3-正十二烷胺基甲酰基吡嗪-2-甲酸。
将200mg吉西他滨盐酸盐(0.67mmol)，325mg 3-正十二烷胺基甲酰基吡嗪-2-甲酸(1.01mmol)，327.6mg六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷(0.74mmol)和98mg 4-二甲氨基吡啶(0.80mmol)溶于N，N-二甲基甲酰胺(10mL)中，室温下搅拌过夜。将反应液倒入水中，用乙酸乙酯萃取三次，分离出的有机相用无水硫酸钠干燥。在减压下蒸发除去溶剂后，其残余物在一个硅胶柱上纯化(展开剂：二氯甲烷/甲醇＝10/1)，得到290mg N4-(3-正十二烷胺基甲酰基吡嗪-2-甲酰基)-2’-脱氧-2’，2’-二氟胞苷(化合物NO.37)。LC(UV254)纯度97％。LC-MS m/z 581[M+H]+(分子式C27H38F2N6O6，分子量580)。化合物的结构式和表征数据见表1。
表1  化合物的结构式和表征数据
Figure A20091002071600201
Figure A20091002071600211
Figure A20091002071600231
Figure A20091002071600241
Figure A20091002071600251
Figure A20091002071600271
Figure A20091002071600281
实施例38：药效试验
表2  化合物对三种人体细胞株的药效IC50(mM)
  化合物   A549   HT29   Bel7402
  1   0.023   0.013   0.02
  2   b   a   0.162
  3   b   0.01   0.06
  4   ＜0.002   0.002   0.008
  5   b   0.03   0.016
  6   b   0.013   0.03
  7   b   0.08   0.125
  8   0.004   0.006   0.023
  9   0.004   0.003   0.013
  10   0.013   0.004   0.03
  11   0.003   ＜0.002   0.004
  12   b   0.02   0.06
  14   0.14   0.035   a
  15   0.003   ＜0.002   0.004
  18   0.015   0.007   0.016
  19   b   0.025   0.046
  20   0.013   0.006   0.014
  21   b   0.024   0.043
  22   0.008   0.03   0.016
  24   0.008   0.008   0.016
  26   0.003   0.002   0.008
  27   0.004   ＜0.002   0.004
  28   0.008   0.002   0.008
  29   0.003   ＜0.002   0.008
  30   0.014   0.004   0.016
  31   0.021   0.007   0.03
  36   b   a   a
  Gem   ＜0.002   0.007   0.004
a：IC50＞0.2mM
b：未测
Gem为吉西他滨，作为对照
A549为一种人体肺癌细胞株
HT29为一种人体结肠癌细胞株
Bel7402为一种人体肝癌细胞株

Claims (10)

1.一种基于吉西他滨结构的前药，其结构通式如式(I)所示：
Figure A2009100207160002C1
其中，a＝0～6的整数；b＝0～6的整数；c＝1～18的整数，d＝1～4的整数；
E为5-6元环的烃基、含1-4个杂原子的5-6元环环烷基、芳基或杂芳基
Figure A2009100207160002C2
所述杂原子选自O、N或S；
Z选自O、N或S；
V选自氢、烃基、烷氧基、酯基、卤素、酰胺基、氨基或取代氨基。
2.如权利要求1所述的基于吉西他滨结构的前药，其特征是，E选自下列结构中的一种：
Figure A2009100207160002C3
Figure A2009100207160003C1
3.如权利要求2所述的基于吉西他滨结构的前药，其特征是，E选自下列结构中的一种：
Figure A2009100207160003C2
4.如权利要求1所述的基于吉西他滨结构的前药，其特征是，a＝0或1，b＝0或1，Z为O或N，c＝10～16，d＝1或2；V选自氢或烃基。
5.如权利要求1所述的基于吉西他滨结构的前药的合成方法，包括下列步骤：
1)将酸酐或酰氯与醇或胺按照酸酐或酰氯∶醇或胺＝1∶1～1∶1.5摩尔比的比例直接混合或溶于有机溶剂中，在室温至反应物熔融温度反应2～8小时，得到相应的取代的酸；
2)吉西他滨盐酸盐、步骤1)得到的取代的酸、六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷和4-二甲氨基吡啶按照1∶(1～2)∶(0.9～1.5)∶(1～3)摩尔比的比例溶于有机溶剂中，室温搅拌12～24小时；
3)步骤2)的将反应液倒入水中，萃取，分离出的有机相干燥、纯化后得到目的产物。
6.如权利要求5所述的基于吉西他滨结构的前药的合成方法，其特征是，步骤1)所述的酸酐选自：邻苯二甲酸酐、高酞酸酐、1，2-环己烷二酸酐、1，2-环戊烷二酸酐、吡嗪二酸酐、吡啶二酸酐、噻吩二酸酐、呋喃二酸酐、吡咯二酸酐、1，2，3，6-四氢苯酐。
7.如权利要5所述的基于吉西他滨结构的前药的合成方法，其特征是，步骤1)所述的醇选自：正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、月桂醇、正十四醇，正十六醇或正十八醇；步骤1)所述的胺选自：正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一胺、正十二胺、正十四胺，正十六胺或正十八胺。
8.如权利要求5所述的基于吉西他滨结构的前药的合成方法，其特征是，步骤1)所述的酰氯是由二酸与SOCl2、PCl5、PCl3或POCl3反应得到；所述的二酸选自：吡嗪-2，3-二羧酸、间苯二甲酸、2，5-吡啶二甲酸、2，3-吡啶二甲酸、2，2’-联苯二甲酸、2，6-吡啶二甲酸、2，5-噻吩二甲酸、3，4-吡啶二甲酸、2，4-吡啶二甲酸、3，5-吡唑二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、2，3-噻吩二甲酸、3，4-噻吩二甲酸、2，4-噻吩二甲酸、3，4-吡唑二甲酸、1，2-环己烷二羧酸、1，3-环己烷二羧酸、1，4-环己烷二羧酸、1，2-环戊烷二羧酸、1，3-环戊烷二羧酸、1，4-环戊烷二羧酸、2，3-吡咯二甲酸、2，4-吡咯二甲酸、2，5-吡咯二甲酸、2，3-呋喃二甲酸、2，4-呋喃二甲酸或2，5-呋喃二甲酸。
9.如权利要求5所述的基于吉西他滨结构的前药的合成方法，其特征是，步骤1)的反应时间为3～4小时；步骤2)中，吉西他滨盐酸盐、步骤1)得到的取代的酸、六氟磷酸苯并三唑-1-氧基三吡咯烷基磷和4-二甲氨基吡啶按照1∶(1.1～1.3)∶(1.1～1.3)∶(1.1～1.3)的摩尔比反应：步骤1)和2)所述的有机溶剂选自：N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二氧六环、二甲亚砜、环丁砜或吡啶。
10.如权利要求1所述的基于吉西他滨结构的前药的应用，其特征是用于制备治疗肺癌、胰腺癌、结肠癌及肝癌的药物。
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