CN101768075A

CN101768075A - 15-羰基甜菊醇衍生物和盐、制备方法及用途

Info

Publication number: CN101768075A
Application number: CN200810242967A
Authority: CN
Inventors: 张大永; 吴晓明; 汤湧
Original assignee: China Pharmaceutical University
Current assignee: China Pharmaceutical University
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2028-12-31
Also published as: CN101768075B

Abstract

本发明涉及新颖的15-羰基甜菊醇衍生物和盐。化合物结构用通式(I)表示：其中的R¹、R²定义见说明书。本发明还公开了这类化合物的制备方法和这类化合物及以这类化合物为活性成分的药物组合在治疗癌症方面的应用。

Description

15-羰基甜菊醇衍生物和盐、制备方法及用途

技术领域：

本发明涉及新颖的15-羰基甜菊醇衍生物和盐、其制备方法和这类化合物及以这类化合物为活性成分的药物组合在治疗癌症方面的应用。

背景技术：

癌症是严重威胁人类身体健康的一类疾病，从天然产物出发寻找高效、低毒的抗癌化合物一直是抗癌药物开发的一个重要方面。近几年来，有关内-贝壳杉烷型二萜的抗癌作用的报道受到了越来越多的关注。例如冬凌草甲素、冬凌草乙素等。对这类化和物的研究揭示了15-酮-16-烯是这类化合物主要的药效团。例如journal of natural products 200770(3)347-352公开了对一些来源于天然的和人工合成的内-贝壳杉烷型二萜的抗癌作用的研究成果，他们的结论是：在他们所研究的化合物中，无论是天然来源的还是人工合成的内-贝壳杉烷型二萜化合物，不具备15-酮-16-烯结构的化合物，均不具备抗癌活性，反之，具备15-酮-16-烯结构的化合物都有活性。《药学与临床研究》200715(2)91-95中关于对冬凌草甲素的研究进展的综述也指出15-酮-16-烯结构是冬凌草甲素具备抗癌活性的基础。可以看出，具备内-贝壳杉烷型二萜骨架的，具有15-酮-16-烯结构的化合物是很有开发价值的抗癌活性化合物。

发明内容：

甜菊苷是一种广泛使用的，价格低廉的甜味剂。甜菊苷的甘元甜菊醇具有与冬凌草甲素相同的内-贝壳杉烷型二萜骨架结构。本发明以甜菊苷为原料进行结构改造，着重合成其必需的药效基团，得到了一批15-羰基甜菊醇衍生物。

本发明所提供的15-羰基甜菊醇衍生物和其药学上可接受的盐用如下通式(I)表示：

其中：R¹表示OH、OR³、OR⁵、NR³R⁴、OX；

R²表示OH、OCOR³、OR³；

R³、R⁴表示H、非取代或Y取代的C 1～C8的直链或支链的烷基、环烷基、

烯基、炔基、苯基、苄基、苯乙基、萘基；

R⁶表示；

X表示K、Na；

Y表示H、Cl、Br、F、I、CF₃、CN、NO₂、OH、OCH₃、COOH、直链或支链的C1～C8的烷基、环烷基、烯基、炔基、苯基、苄基、苯乙基、萘基；m＝1～8。

其中优选的化合物是R¹表示OH、OR⁶、OR⁷、NH₂、NHR⁸、R²表示OH、OCOR⁸；

其中：R⁶表示C₁～C₈的直链或支链的烷基、环烷基、

烯基、炔基、苯基；

R⁷表示

R⁸表示C₁～C₈的直链或支链的烷基、环烷基、苯基；

m＝1～8。

这些化合物是以如下方法制备的：

当R¹表示OH，R²表示OH时：

(a)、将甜菊苷溶于水中，加入高碘酸钠搅拌5～50小时。反应体系中加入氢氧化钾加热搅拌1～10小时。反应体系放冷后酸化。然后用有机溶剂提取。提取物浓缩柱层析得甜菊醇。

(b)、将二氧化硒和过氧化氢叔丁基溶于丙酮或THF或DMF或醇类溶剂中，加入溶于丙酮或THF或DMF或醇类溶剂中的甜菊醇，在0～100℃下搅拌5～50小时。反应体系加水，用有机溶剂提取。提取物浓缩后柱层析得到15-羟基甜菊醇。

(c)、将上步的15-羟基甜菊醇溶于丙酮或THF或DMF中，加入PDC，在0～100℃下搅拌5～50小时。反应体系加水，用有机溶剂提取。提取物浓缩后用柱层析得到15-羰基甜菊醇。

其中：DMF表示N，N-二甲基甲酰胺；PDC表示重铬酸吡啶盐；THF表示四氢呋喃。

当R¹表示OR³，R²表示OH时：

将15-羰基甜菊醇溶于无水处理的DMF、THF或二氧六环，加入相应的卤代烃，0～50℃下反应5～100小时。加入水，有机溶剂提取，提取物浓缩，柱层析得相应的15-羰基甜菊醇酯。

当R¹表示NR³R⁴，R²表示OH时：

(a)、按权力要求3的步骤(a)，(b)制备15-羟基甜菊醇。

(b)、将上述15-羟基甜菊醇溶于无水处理的DMF、THF或二氧六环中，加入DCC，HoBt，0～50℃下反应1～10小时。随后加入相应的胺或通入氨气，10～100℃下反应1～10小时，反应液加入水，有机溶剂提取，提取物浓缩，柱层析得相应的15-羟基甜菊醇酰胺。

(c)、重复权力要求3的步骤c，得相应的15-羰基甜菊醇酰胺。

当R¹表示OR⁵，R²表示OH时

(a)、按权力要求3的步骤(a)，(b)制备15-羟基甜菊醇。

(b)、将上述15-羟基甜菊醇溶于无水处理的DMF、THF或二氧六环中，加入相应的二溴代烃，0～50℃下反应5～100小时，加入水，有机溶剂提取，提取物浓缩，得相应的溴代15-羟基甜菊醇酯。

(c)、将上述溴代15-羟基甜菊醇酯溶于无水处理的DMF、THF或二氧六环中，加入六氢吡啶或吗啉或哌嗪。0～50℃下反应5～100小时。加入水，用酯类提取，提取物浓缩，得相应的1’-哌啶基(1’-吗啉基、1’-哌嗪基)-15-羟基甜菊醇酯。

(d)、重复权力要求3的步骤c，得相应的1’-哌啶基(1’-吗啉基、1’-哌嗪基)-15-羰基甜菊醇酯。

当R¹表示OH，R²表示OR³时：

(a)、将按上述方法制备的甜菊醇溶于无水处理的二氯甲烷，DMF、THF或丙酮中，加入溴乙烷，0～50℃下反应1～10小时。加入水，用酯类提取，提取物浓缩，得甜菊醇乙酯。

(b)、将上述甜菊醇乙酯溶于THF或DMF或乙腈中，加入氢化钠，再加入相应的溴代烃，加热搅拌一定时间后投入水中，有固体析出，滤出固体，重结晶得相应的13-O-烃基-甜菊醇乙酯。

(c)、重复权力要求3的步骤b，得相应的13-O-烃基-15-羟基甜菊醇乙酯。

(d)、将13-O-烃基-15-羟基甜菊醇乙酯溶于THF或DMF或醇类溶剂中，向其中加入氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。反应一定时间后用稀酸将反应体系调PH至中性，有固体析出，滤出固体，重结晶后得13-O-烃基-15-羟基甜菊醇。

(e)、重复权力要求3的步骤c，得13-O-烃基-15-羰基甜菊醇。

当R¹表示OH、OR³，NR³R⁴，R²表示OCOR³(OR³，NR³R⁴，OCOR³中的R³可表示相同或不同基团)时：

以15-羰基甜菊醇(或其相应的酯、酰胺)为起始原料，将15-羰基甜菊醇(或其相应的酯、酰胺)溶于THF或DMF或丙酮中，加入一定量的三乙胺，再加入相应的酸酐或酰氯。在0～100℃下反应5～50小时生成相应的13-O-酰基-15-羰基甜菊醇(酯、酰胺)。

当R¹表示OR³、NR³R⁴，R²表示OR³(两个OR³，NR³R⁴中的R³可表示相同或不同基团)时：

将上述15-羰基甜菊醇酰胺或15-羰基甜菊醇酯溶于THF或DMF或乙腈中，加入氢化钠，再加入相应的溴代烃，加热搅拌一定时间后投入水中，有固体析出，用酯类提取，提取物浓缩，得相应的13-O-烃基-15-羰基甜菊醇酯(酰胺)粗品，柱层析得纯品。

当R¹表示OX，R²表示OH、OCOR³、OR³时：

(a)、根据上述方法制备15-羰基甜菊醇或13-O-酰基-15-羰基甜菊醇或13-O-烃基-15-羰基甜菊醇。

(b)、将15-羰基甜菊醇或13-O-酰基-15-羰基甜菊醇或13-O-烃基-15-羰基甜菊醇溶于经无水处理的二氯甲烷、THF或二氧六环中，加入相应的碱金属乙醇盐，制得相应的羧酸盐。

R³、R⁴、R⁵、X的定义与权利要求1相同；DMF表示N，N-二甲基甲酰胺；THF表示四氢呋喃。DCC表示二环己基碳二亚胺，HoBt表示1-羟基苯并三唑。

具有结构通式(I)的化合物与至少一种药物上可接受的赋型剂、稀释剂或载体作为制备治疗癌症药物的应用。

上述反应步骤可以用如下的图示表示：(如无特殊说明，则R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、THF、DMF、PDC、DCC、HoBt定义如前所述)

图示1：

图示1表示15-羰基甜菊醇的制备。

图示2：

图示2表示从15-羰基甜菊醇制备15-羰基甜菊醇酯

图示3：

图示3表示从15-羟基甜菊醇制备15-羰基甜菊醇酰胺

图示4：

R⁹表示

M＝1～8

图示4表示由15-羟基甜菊醇制备1’-哌啶基(1’-吗啉基、1’-哌嗪基)-15-羰基甜菊醇酯

图示5：

图示5表示从甜菊醇制备13-O-烃基-15-羰基甜菊醇

图示6：

R¹¹表示OH，OR³，NR³R⁴

图示6表示从15-羰基甜菊醇酯(酰胺)制备相应的13-O-酰基-15-羰基甜菊醇酯(酰胺)

图示7

其中：R¹²表示OR³、NR³R⁴

图示7表示从15-羰基甜菊醇酯(酰胺)制备相应的13-O-烃基-15-羰基甜菊醇酯(酰胺)

图示8：

R¹³表示OH、OCOR³、OR³

图示8表示从15-羰基甜菊醇或13-O-酰基-15-羰基甜菊醇或13-O-烃基-15-羰基甜菊醇制备相应的碱金属盐我们已合成的部分化合物见下表：

具体实施方式：

以下结合具体事例说明本发明的典型化合物：

实例1：15-羰基甜菊醇(T-1)：

1、甜菊醇：

取装有机械搅拌的三颈瓶一个，加入10g甜菊苷、600mL水，15g高碘酸钠。室温下搅拌24小时。再加入75g氢氧化钾，加热回流两个小时。放冷。反应体系用醋酸酸化至中性，有大量絮状沉淀析出。用乙酸乙酯提取，饱和食盐水洗涤，浓缩提取液得粗品。粗品用硅胶柱层析(展开剂比例：乙酸乙酯∶石油醚＝1.5∶1)。得纯品1.1g。产率：24.5％。

2、15-羟基甜菊醇：

取三颈瓶一个，加入190mg二氧化硒，705u L叔丁基过氧化氢，18mL丙酮。搅拌一会儿后加入溶于20mL丙酮的0.8g甜菊醇。室温下反应20小时。反应体系加入溶有少量亚硫酸氢钠的饱和食盐水，用乙酸乙酯提取，提取液用饱和食盐水洗涤。浓缩提取液后粗品用硅胶柱层析(乙酸乙酯∶石油醚＝2.5∶1并加入体积为乙酸乙酯和石油醚总体积0.3％的醋酸)。得纯品0.42g。产率：51.5％。

3、15-羰基甜菊醇：

取三颈瓶一个，加入0.2g 15-羟基甜菊醇，再加入PDC 0.32g，DMF 8mL。在28℃下反应5小时。反应体系加入饱和食盐水，用乙酸乙酯提取，提取液用饱和食盐水洗涤。浓缩提取液后粗品柱层析(展开剂比例乙酸乙酯∶石油醚＝1∶1并加入体积为乙酸乙酯和石油醚总体积0.3％的醋酸)。得纯品50mg。产率：25.0％。

¹H-NMR(SO(DH₃)₂，400MHz)：

611.99(s 1H)，5.82(d 1H)，5.35(d 1H)，2.32(d 1H)，2.11(d 1H)，1.83～1.76(m 8H)，1.38～1.33(m 4H)，1.14(s 3H)，1.11(s 1H)，1.04～1.02(m 4H)，0.95(s 3H)。ESI-MS：331(M-H⁺)mp：236～238℃

实例2

15-羰基甜菊醇3-(1-哌啶基)丙基酯(T-7)

将0.6g15-羟基甜菊醇溶于15mlDMF，加入0.55ml1，3-二溴丙烷，0.496g碳酸钾，室温下搅拌4h。反应物加入100ml水中，30ml乙酸乙酯提取两次，合并提取液，饱和食盐水洗涤。蒸去溶剂，得15-羟基甜菊醇3-溴丙基酯粗品0.82g。

将0.82g粗品15-羟基甜菊醇3-溴丙基酯溶于10mlTHF，加入0.5ml哌啶，0.6g碳酸钾，回流反应10h，反应物加入50ml水中，30ml乙酸乙酯提取两次，合并提取液，饱和食盐水洗涤。蒸去溶剂，得15-羟基甜菊醇3-(1-哌啶基)丙基酯粗品0.71g。

将0.71g粗品15-羟基甜菊醇3-(1-哌啶基)丙基酯溶于8mlDMF，假如PDC 1.12g，室温下过夜反应。反应物加入50ml水中，30ml乙酸乙酯提取两次，合并提取液，饱和食盐水洗涤。蒸去溶剂，得15-羰基甜菊醇3-(1-哌啶基)丙基酯粗品0.56g。粗品柱层析(二氯甲烷∶甲醇＝30∶1)，得纯品0.42g。总产率52.0％¹H-NMR(CD(Cl)₃，300MHz)：

6.02(d 1H)，5.42(d 1H)，4.18(m 2H)，2.51(d 1H)，2.38～2.41(m 6H)，2.16(d 2H)1.95～1.96(m 3H)，1.81～1.94(m7H)，1.57～1.60(m 4H)，1.43～1.46(m 6H)，1.17～1.20(m 5H其中：1.19S 3H)，1.18(m 1H)，1.02(s 3H)，0.91(m 1H)

ESI-MS：458(M+H⁺)mp：42～44℃

15-羰基甜菊醇卞酰胺(T-12)

将0.4g15-羟基甜菊醇溶于6ml无水THF和2ml无水DMF的混合溶液，加入0.321gDCC，0.239HoBt，室温下搅拌2h，加入0.394ml苄基胺。加热回流反应8h。反应液静置放冷后过滤，滤液中加入50ml水，30ml乙酸乙酯提取两次，合并提取液，饱和食盐水洗涤。蒸去溶剂。得粗品15-羟基甜菊醇卞酰胺0.691g将上述粗品15-羟基甜菊醇卞酰胺溶于6mlDMF加入PDC 0.902g，室温下反应12h，反应液加入30ml水中，20ml乙酸乙酯提三次，合并提取液，饱和食盐水洗涤。蒸去溶剂，得粗品

15-羰基甜菊醇卞酰胺0.49g。粗品柱层析(乙酸乙酯∶石油醚＝1∶1)，得纯品0.29g。总产率57.5％。

¹H-NMR(CD(Cl)₃，500MHz)：

7.26～7.35(m 5H)，6.01(s 1H)，5.91(s 1H)，5.43(s 1H)，4.36～4.46(m 2H)，2.52(d 1H)，2.51(d 1H)，1.80～2.00(m8H)，1.42～1.49(m 4H)，1.22(s 3H)，1.18～1.20(m 3H)，1.17(m 1H)，0.94(s 3H)，0.95(m 1H)

ESI-MS：422(M+H⁺)mp：107～110℃。

15-羰基甜菊醇乙酯(T-2)

将15-羰基甜菊醇0.18g溶于5mlDMF，加入溴乙烷0.068ml，碳酸钾0.298g，室温下反应4h，反应液加入30ml水中，20ml乙酸乙酯提三次，合并提取液，饱和食盐水洗涤。蒸去溶剂，得粗品0.19g。粗产品柱层析(乙酸乙酯∶石油醚＝1∶2.5)。得纯品0.17g。产率87.6％。

¹H-NMR(CD(Cl)₃，400MHz)：

6.03(s 1H)，5.43(s 1H)，4.08～4.14(m 2H)，2.52(d 1H)，2.18(d 1H)，1.81～1.96(m 9H)，1.44～1.47(m 4H)，1.28(t3H)，1.18～1.21(m 5H，其中：1.95S 3H)，0.99～1.13(m 1H)，0.92(s 3H)，0.86(m 1H)

ESI-MS：361(M+H⁺)mp：147～149℃

15-羰基甜菊醇卞酯(T-5)

依照15-羰基甜菊醇乙酯的制备方法制备，产率：89.1％。

¹H-NMR(CD(Cl)₃，400MHz)：

7.33～7.39(m 5H)；6.04(s 1H)；5.44(s 1H)；5.13(d d 4H)；2.45(d 1H)；2.21(d 1H)；1.76～1.98(m 9H)；1.43～1.47(m4H)；1.24(s 3H)；1.18～1.25(m 2H)；0.95～1.06(m 1H)；0.83(s 3H)；0.82(m 1H)

ESI-MS：423(M+H⁺)mp：186～189℃

13-O-乙酰基-15-羰基甜菊醇(T-13)

将15-羰基甜菊醇0.2g溶于6ml无水THF，加入乙酸酐0.565ml，(Et)₃N 1.003ml，DMAP0.735g，室温下反应30h，反应液加入30ml水中，20ml乙酸乙酯提三次，合并提取液，饱和食盐水洗涤。蒸去溶剂，得粗品0.18g。粗品柱层析(二氯甲烷∶甲醇＝28∶1)。得纯品0.13g。产率57.8％。

¹H-NMR(CD(Cl)₃，400MHz)：

6.08(s 1H)，5.41(s 1H)，4.15(d 1H)，2.62(d 2H)，2.10(s 3H)，1.82～2.00(m 8H)，1.46～1.49(m 3H)，1.29(s3H)，1.18～1.22(m 3H)，1.08(s 3H)，1.07(m 1H)，1.01(m 1H)

ESI-MS：373(M-H⁺)mp：206～210℃

Claims

1.具有下列结构通式为(I)的15-羰基甜菊醇衍生物和药学上可接受的盐：

其中：R¹表示OH、OR³、OR⁵、NR³R⁴、OX；

R²表示OH、OCOR³、OR³；

R³、R⁴表示H、非取代或Y取代的C₁～C₈的直链或支链的烷基、环烷基、

烯基、炔基、苯基、苄基苯乙基、萘基；

R⁵表示

X表示K、Na；

Y表示H、Cl、Br、F、I、CF₃、CN、NO₂、OH、OCH₃、COOH、直链或支链的C₁～C₈的烷基、环烷基、烯基、炔基、苯基、苄基、苯乙基、萘基；m＝1～8。

2.权力要求1的化合物，其中：R¹表示OH、OR⁶、OR⁷、NH₂、NHR⁸、R²表示OH、OCOR⁸；

其中：R⁶表示C₁～C₈的直链或支链的烷基、苯基、环烷基、

烯基、炔基m＝1～8。

R⁷表示

R⁸表示C₁～C₈的直链或支链的烷基、环烷基、苯基、

m＝1～8。

3.权利要求1和2的化合物的制备方法：

当R¹表示OH，R²表示OH时：

(c)、将上步的15-羟基甜菊醇溶于丙酮或THF或DMF中，加入PDC，在0～100℃下搅拌5～50小时。反应体系加水，用有机溶剂提取。提取物浓缩后柱层析得到15-羰基甜菊醇。其中：DMF表示N，N-二甲基甲酰胺；PDC表示重铬酸吡啶盐；THF表示四氢呋喃。

4.权力要求1和2的化合物制备方法：

当R¹表示OR³，R²表示OH时：

当R¹表示NR³R⁴，R²表示OH时：

(a)、按权力要求3的步骤(a)，(b)制备15-羟基甜菊醇。

(b)、将上述15-羟基甜菊醇溶于无水处理的DMF、THF或二氧六环中，加入DCC，HoBt，0～50℃下反应1～10小时，随后加入相应的胺或通入氨气，10～100℃下反应1～10小时，反应液加入水，有机溶剂提取，提取物浓缩，得相应的15-羟基甜菊醇酰胺粗品。

(c)、重复权力要求3的步骤c，得相应的15-羰基甜菊醇酰胺。

当R¹表示OR⁵，R²表示OH时

(a)、按权力要求3的步骤(a)，(b)制备15-羟基甜菊醇。

(b)、将上述15-羟基甜菊醇溶于无水处理的DMF、THF或二氧六环中，加入相应的二溴代烃，0～50℃下反应5～100小时。加入水，有机溶剂提取，提取物浓缩，得相应的溴代15-羟基甜菊醇酯。

(c)、将上述溴代15-羟基甜菊醇酯溶于无水处理的DMF、THF或二氧六环中，加入六氢吡啶或吗啉或哌嗪。0～50℃下反应5～100小时。加入水，有机溶剂提取，提取物浓缩，得相应的1’-哌啶基(1’-吗啉基、1’-哌嗪基)-15-羟基甜菊醇酯。

当R¹表示OH，R²表示OR³时：

(a)、将按上述方法制备的甜菊醇溶于无水处理的二氯甲烷、DMF、THF或丙酮中，加入溴乙烷，0～50℃下反应1～10小时。加入水，用酯类提取，提取物浓缩，得甜菊醇乙酯。

(d)、将13-O-烃基-15-羟基甜菊醇乙酯溶于THF或DMF或醇类溶剂中，向其中加入氢氧化钠或氢氧化钾水溶液。反应一定时间后反应体系用稀酸调PH至中性，有固体析出，滤出固体，重结晶后得13-O-烃基-15-羟基甜菊醇。

(e)、重复权力要求3的步骤c，得13-O-烃基-15-羰基甜菊醇。

当R¹表示OH，OR³，NR³R⁴，R²表示OCOR³(OR³，NR³R⁴，OCOR³中的R³可表示相同或不同基团)时：

以15-羰基甜菊醇(酯或酰胺)为起始原料，将15-羰基甜菊醇(酯或酰胺)溶于THF或DMF或丙酮中，加入一定量的三乙胺，再加入相应的酸酐或酰氯。在0～100℃下反应5～50小时。应液加入水，用酯类提取，提取物浓缩，柱层析得相应的13-O-酰基-15-羰基甜菊醇(酯或酰胺)。

当R¹表示OX，R²表示OH、OCOR³、OR³时：

(b)、将15-羰基甜菊醇或13-O-酰基-15-羰基甜菊醇或13-O-烃基-15-羰基甜菊醇溶于经无水处理的醇类溶剂中，加入相应的碱金属乙醇盐，制得相应的羧酸盐。

R³、R⁴、R⁵、X的定义与权利要求1相同；DMF表示N，N-二甲基甲酰胺；THF表示四氢呋喃；DCC表示二环己基碳二亚胺，HoBt表示1-羟基苯并三唑。

5.权力要求3所述的制备方法投料摩尔比为：

步骤a：甜菊苷∶高碘酸钠∶氢氧化钾＝1∶1～3∶30～60；水量为20～80mL水/g甜菊苷。

步骤b：甜菊醇∶二氧化硒∶过氧化氢叔丁基＝1∶0.5～1.5∶2～5；溶剂用量为：5～15mL/g二氧化硒，10～30mL/g甜菊醇。

步骤c：15-羟基甜菊醇∶PDC＝1∶1～3；溶剂用量为：20～80mL/g15-羟基甜菊醇。

PDC表示重铬酸吡啶盐。

6.具有结构通式(I)的化合物与至少一种药物上可接受的赋型剂、稀释剂或载体作为制备治疗癌症药物的应用。