CN102503897B

CN102503897B - 一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其制备方法和用途

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Publication number: CN102503897B
Application number: CN201110326400.8A
Authority: CN
Inventors: 李茂全; 吴秋业; 蔡国君; 赵庆杰; 曹传武; 黄生军; 廖俊; 邹燕; 胡宏岗; 俞世冲; 柴晓云
Original assignee: TENTH PEOPLE'S HOSPITAL OF TONGJI UNIVERSITY
Current assignee: TENTH PEOPLE'S HOSPITAL OF TONGJI UNIVERSITY
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: CN102503897A

Abstract

本发明涉及一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐，所述的5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐具有以下化学结构通式所示的化学结构，其中n为2,3,4或5。本发明还提供了一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐的制备方法和用途。本发明优点在于：本发明为制备抗肝癌药物提供了新型5-氟尿嘧啶碘化油衍生物，本发明制备方法产率高，化合物抗肿瘤效果好，且具靶向、低毒、等优点；通过初步的药效学和毒理学实验表明：新型碘化油衍生物既可以造成肿瘤血管栓塞，同时又能够释放出5-氟尿嘧啶抑制癌细胞的增殖。

Description

一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种化合物及其制备方法和用途，具体地说，是一种新型5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其制备方法和用途。

背景技术

恶性肿瘤是威胁人类健康的重要疾病，成为造成人类死亡的第二大病因。据统计，我国死于恶性肿瘤的前五位癌症依次为：胃癌、肝癌、肺癌、食管癌和大肠癌。实体肿瘤的治疗主要方法有外科手术、静脉化疗、放射治疗、介入治疗以及分子靶向治疗。临床研究发现经动脉化疗栓塞(TACE)介入治疗是治疗实体肿瘤的非手术首选方法，TACE是将化疗药物与碘化油乳化后，经过肿瘤的供血动脉直接注入到肿瘤内，通过对肿瘤微血管栓塞和化疗药物的缓慢释放，使肿瘤细胞缺血坏死和抑制肿瘤细胞生长，达到治疗肿瘤的目的。

原发性肝细胞肝癌为常见恶性肿瘤，确诊时约2/3患者已不能切除，肝动脉化疗栓塞(TACE)已成为中晚期肝癌非手术治疗的首选手段。碘化油为TACE常用栓塞剂，能造成病变缺血坏死，是提高疗效的主要因素。国内外常用方法是化疗药物与碘化油混合，通过人工乳化3-5分后由肝动脉注入，使之选择性沉积在肝癌病灶内达到治疗目的。这种乳化剂存在化疗药物不溶解或不充分缺陷，导致整个疗效降低。针对上述缺陷，目前提高TACE疗效研究热点有两方面：一是从载体本身入手，提高药物维持有效治疗浓度的稳定性。如：各种用以携带主动或被动肿瘤药物的靶向药物输送载体，包括缓释剂、脂质体和分子靶向药物；二是提高药物自身脂溶性和亲脂性，同时降低药物水溶性，使药物在病灶内的长期停留和提高浓度。然而，迄今为止，本领域尚缺乏治疗效果令人满意的治疗剂。

中国专利文献201010508668.9公开了一种可显影碘化油-5-氟尿嘧啶聚乳酸微球制剂及其制备方法，制剂的主要成分为：5-氟尿嘧啶、碘化油注射液、聚乙烯醇、聚乳酸。但是关于具有物理栓塞和直接杀伤肝癌细胞作用的5-氟尿嘧啶碘化油衍生物目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种靶向性好、脂溶性高、副作用低5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐。

本发明的再一的目的是，提供一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐的制备方法。

本发明的另一的目的是，提供一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐的用途。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐，所述的5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐具有以下化学结构通式所示的化学结构：

其中，n为2, 3, 4或5。

所述的5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐是5-氟尿嘧啶的亲脂性衍生物。

所述的5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐是5-氟尿嘧啶的含碘衍生物。

所述的盐为盐酸盐、硝酸盐、氢溴酸盐或甲烷磺酸盐。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：a、制备1-羟基烷基-5-氟尿嘧啶，中间体2：5-氟尿嘧啶与溴取代醇在氢氧化钠水溶液中反应得相应1-羟基烷基取代5-氟尿嘧啶，即中间体2；b、制备9,12-十八碳二烯酸[3-(5-氟尿嘧啶-1-基)]酯，中间体3：中间体2与二环己基碳二亚胺（DCC），4-二甲氨基吡啶（DMAP）在无水乙腈中0-5℃反应15分钟，然后在室温反应2小时，生成9,12-十八碳二烯酸[3-(5-氟尿嘧啶-1-基)]酯，即中间体3；c、制备目标化合物：中间体3与碘化钾，85%浓磷酸在80℃加热反应18小时得目标化合物。

为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：所述的5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐在制备抗癌药物中的应用。

所述的抗癌药物为抗肝癌药物。

本发明优点在于：

1、本发明为制备抗肝癌药物提供了新型5-氟尿嘧啶碘化油衍生物，本发明制备方法产率高，化合物抗肿瘤效果好，且具靶向、低毒、等优点；

2、通过初步的药效学和毒理学实验表明：新型碘化油衍生物既可以造成肿瘤血管栓塞，同时又能够释放出5-氟尿嘧啶抑制癌细胞的增殖。与现有临床应用的肝癌化疗药物相比，本发明所合成的化合物在充分发挥原有碘化油栓塞作用同时，更以具有稳定抗肿瘤特性的 5-Fu 碘化油衍生物发挥抑制肿瘤细胞增殖的作用，用于肝动脉内栓塞治疗肝癌，能够明显提高 TACE 的疗效。

附图说明

附图1是本发明新型5-氟尿嘧啶碘化油衍生物化学结构通式。

附图2是中间体2的制备反应路线图。

附图3是中间体3的制备反应路线图。

附图4是目标化合物的制备反应路线图。

附图5是pH=6.5 时5-氟尿嘧啶碘化油衍生物。注：*P＜0.05，与0.13 mg/L 组比较；◇P＜0.05，与1.30 mg/L组比较；﹟P＜0.05，与13.01 mg/L 组比较；△P＜0.05，与同一浓度下1 h 组比较；○P＜0.05，与同一浓度下2 h 组比较；P＜0.05，与同一浓度下4 h 组比较；x±s，n=3。

附图6是5-FU（B）对HepG2细胞增殖的抑制率。注：*P＜0.05，与0.13 mg/L 组比较；◇P＜0.05，与1.30 mg/L组比较；﹟P＜0.05，与13.01 mg/L 组比较；△P＜0.05，与同一浓度下1 h 组比较；○P＜0.05，与同一浓度下2 h 组比较；P＜0.05，与同一浓度下4 h 组比较；x±s，n=3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

实施例1 本发明化合物及其制备方法

请参照附图1，本发明新型5-氟尿嘧啶碘化油衍生物化学结构通式如下：

其中，n为2, 3, 4, 5或6。

（1）制备1-羟基烷基-5-氟尿嘧啶，中间体2

5-氟尿嘧啶与相应的溴取代醇在氢氧化钠水溶液中反应得相应1-羟基烷基取代5-氟尿嘧啶，即中间体2。请参照附图2，附图2是中间体2的制备反应路线图。

（2）制备9,12-十八碳二烯酸[3-(5-氟尿嘧啶-1-基)]酯，中间体3

中间体2与二环己基碳二亚胺（DCC），4-二甲氨基吡啶（DMAP）在无水乙腈中0-5℃反应15分钟，然后在室温反应2小时，生成9,12-十八碳二烯酸[3-(5-氟尿嘧啶-1-基)]酯，即中间体3。请参照附图3，附图3是中间体3的制备反应路线图。

（3）制备目标化合物

中间体3与碘化钾，85%浓磷酸在80℃加热反应18小时得目标化合物。请参照附图4，附图4是目标化合物的制备反应路线图。

实施例2

（1）1-羟丙基-5-氟尿嘧啶（中间体2）的制备：

于25 ml圆底单颈瓶中加入5-Fu (1.30 g, 10 mmol)，KOH (1.61 g, 30 mmol)，H₂O 10 ml，室温搅拌片刻后，升温至40 ℃，缓慢滴加3-溴-1-丙醇 (2.87 g, 20 mmol)，TLC监测。(展开剂:DCM/MeOH ( v/v = 10:1 )。反应完毕，将反应液用6 mol/L的盐酸调PH至6~7，减压蒸馏溶剂，蒸干后加入无水乙醇，滤去不溶物，滤液减压浓缩，柱层析分离纯化产品。(洗脱剂用DCM/MeOH_(v/v)= 40:1), 得产品2，白色固体，收率30%。

¹H NMR (600 MHz, MeOD) δ 7.81 (1H, d, J = 6.3 Hz), 3.82 (2H, t, J = 7.0 Hz), 3.60 (2H, t, J = 6.0 Hz), 1.96 – 1.84 (2H, m).

ESI-MS: calcd for C₇H₉FN₂O₃188.06; found 189.07(M+H)⁺,

（2）9,12-十八碳二烯酸[3-(5-氟尿嘧啶-1-基)]丙酯（中间体3）的制备：

中间体2 (94 mg, 0.5 mmol) 加入到25 ml圆底单颈瓶中，加入无水乙腈7 ml，室温搅拌15 min，加入亚油酸 (126 mg, 0.45 mmol)，加完后，置冰浴条件下搅拌。将DCC (186 mg,0.90 mmol)，DMAP (4 mg) 用3 ml乙腈溶解，缓慢注入到上述溶液中，约1 h滴完。反应转移至室温继续搅拌反应，TLC监测。(展开剂：PE/EA(v/v=1:1)。反应完毕后过滤，滤饼用乙腈洗涤几次，浓缩滤液，将残留物用DCM稀释，1 mol/L稀盐酸洗涤，饱和NaCO₃溶液洗涤，饱和NaCl溶液洗涤，无水NaSO₄干燥，滤除NaSO₄固体，滤液浓缩抽干后，柱层析分离纯化产品。(洗脱剂用PE/EA_(v/v)=4:1), 收率85%，产品为白色固体。

¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 8.77 (1H, s), 7.25 (1H, d, J = 5.4 Hz), 5.41 – 5.30 (4H, m), 4.34 – 4.31 (2H, m), 3.98 – 3.94 (2H, m), 2.77 (3H, t, J = 6.7 Hz), 2.33 (3H, t, J = 7.6 Hz), 2.05 (6H, q, J = 7.0 Hz), 1.60 (6H, s), 1.43 (1H, t, J = 10.3 Hz), 1.39 – 1.22 (24H, m), 0.93 – 0.87 (5H, m).

ESI-MS: calcd for C₂₅H₃₉FN₂O₄ 450.29; found 451.30 (M+H)⁺,

（3）目标化合物的制备：

于25 ml圆底单颈瓶中加入85% H₃PO₄ (92.2 mg，0.8 mmol)，KI(99.6 mg, 0.6 mmol),搅拌下加入3 (45 mg，0.1 mmol), 置油浴80℃，避光搅拌反应，TLC监测。(展开剂：PE/EA(v/v=1:1)。反应完毕后，反应液中加入适量的水，搅拌15 min，加入乙醚萃取，乙醚层显棕色，将其用NaS₂O₃溶液洗涤至无色，饱和NaCl溶液洗涤，无水NaSO₄干燥，滤除NaSO₄固体，浓缩滤液，GPC分离纯化产品，得目标化合物，为黄色油状物。

¹H NMR (600 MHz, CDCl₃ ) δ 9.58 (1H, s), 8.04 (1H, d, J = 40.3 Hz), 4.28 (1H, tt, J = 20.7, 13.2 Hz), 4.17 – 3.95 (3H, m), 3.45 (2H, t, J = 10.4 Hz), 2.32 (2H, t, J = 11.3 Hz), 1.96 – 1.75 (10H, m), 1.73 – 1.54 (2H, m), 1.43 – 1.16 (16H, m), 0.95 – 0.83 (3H, m).

ESI-MS: calcd for C₂₅H₄₁FI₂N₂O₄706.11; found 729.10 (M+Na)⁺,

实施例3 本发明化合物的药理实验

一、药效学实验

细胞株：人肝癌HepG2细胞株

药品：5-氟尿嘧啶碘化油衍生物，5-氟尿嘧啶

操作方法：细胞铺板24 h 后，换配制的不同浓度5-氟尿嘧啶碘化油衍生物、5-FU 及空白的含药培养基，每种药物接种3 复孔，设空白培养基对照组。培养板置于CO2培养箱中培养，分别于1、2、4、8 和24 h 取出培养板，弃去培养基，继续以各自pH 值培养基培养至72 h。取出全部培养板，MTT 法检测肿瘤细胞抑制率：细胞抑制率（%）=（1-药物组A 值/对照组A 值）×100%。

实验结果：pH 值为6.5 时，5-氟尿嘧啶碘化油衍生物和5-FU对肿瘤细胞抑制率前8 h（P＜0.05）随时间延长呈增长趋势（P＜0.05），8 h后，抑制率进入平台期，维持在56%左右（图5、图6）。药物浓度130.08 mg/L（血药浓度峰值）时，明显大于其他浓度的细胞抑制率（P＜0.05）。5-氟尿嘧啶碘化油衍生物的时间剂量效应关系与单纯5-FU 制剂无明显差异，说明新型衍生物结构不影响药物疗效。药物持续作用24 h 后，将HepG2 细胞抑制率对浓度绘图得到IC50值（表1）。5-氟尿嘧啶碘化油衍生物-pH6.5 和5-FU 的IC50之间无明显差异。说明pH 6.5 环境下PDP 作为药物载体不影响5-FU 的抗肿瘤疗效。而5-氟尿嘧啶碘化油衍生物-pH 7.4 的IC50显著高于其他各组（P＜0.05），主要由于在中性或偏弱碱性环境，使5-FU 不被从碘化油衍生物中酶解释放。5-氟尿嘧啶碘化油衍生物与5-FU在体外药效学上表现为肿瘤细胞抑制率随时间呈线性增长关系。实验浓度范围内，HepG2 细胞对抗肿瘤药物的敏感性具有典型的剂量依赖性，药物浓度对HepG2 抑制率的影响明显，130.08 mg/L 时达到50%以上的抑制率，此时浓度效应起主导作用。5-氟尿嘧啶碘化油衍生物在弱酸性环境（pH 值6.5）下抗肿瘤药效的量效关系和时间效应关系上与单纯5-FU 制剂无明显差异，提示新型碘化油衍生物能很好地释放药物发挥药效学作用。

表1 不同制剂对HepG2 细胞的半数抑制浓度

药物	IC₅₀（mg/L）
		5-氟尿嘧啶碘化油衍生物-pH 6.5	62.91 ± 2.31
5-FU-pH 6.5	68.03 ± 3.67
		5-氟尿嘧啶碘化油衍生物-pH 7.4	78.39 ± 2.95*△◇
5-FU-pH 7.4	72.31 ± 4.10

注：*P＜0.05，与5-氟尿嘧啶碘化油衍生物-pH 6.5 组比较；△P＜0.05，与5-FU-pH 6.5 组比较；◇P＜0.05，与5-FU-pH 7.4 组比较；x±s，n=3。

二、毒理学实验

（一）急性毒性实验

取昆明种小鼠70只, 给药前12 h内禁食不禁水, 随机分为7组, 每组10只小鼠, 实验以灌胃方式给药。根据预试验测得2 个极浓度LD100为5.736 mg/kg、LD0 为1.912 mg/kg, 按照寇氏法将相邻两组剂量之比( r ) 设定为1.246, 前6组小鼠给药剂量依次为: 5.736、4.605、3.696、2.967、2.382、1. 912 mg/kg; 第7组为空白对照组, 给以等体积溶媒溶液。给药后24 h内观察小鼠摄食、行为、中毒症状, 统计每组死亡动物数, 计算半数致死量LD50及95%可信限, 结果见表2。

表2 寇氏法计算5-氟尿嘧啶碘化油衍生物对小鼠的LD50

注: ∑P = 2.5, ∑(P - P²)= 0.91

（二）亚慢性毒性

昆明种小鼠45 天喂养试验，5-氟尿嘧啶碘化油衍生物未观察到效应剂量( no-observable effect level，NOEL) 为每日每公斤体重150μg; 在每日每公斤体重600μg 剂量水平上，可观察到动物尿液中析出的结晶; 5-氟尿嘧啶碘化油衍生物可导致雌雄动物血液中尿素氮、肌酐含量升高，肾小管膨大、组织坏死、增生，肾组织的结石及纤维化，以及膀胱粘膜上皮的增生和束状带的空泡化。小鼠经口90 天喂养试验，NOEL 为每日每公斤体重994μg( 雄性) 和1200μg( 雌性)。

通过上述药效学及毒理学实验，本发明化合物增加了5-氟尿嘧啶的脂溶性和靶向性，同时保持了5-氟尿嘧啶的抑制细胞增殖的作用，因此本发明化合物及其盐类可用于制备抗肝癌药物。

通过初步的药效学和毒理学实验表明：5-氟尿嘧啶碘化油衍生物在弱酸性环境（pH 值6.5）下抗肿瘤药效的量效关系和时间效应关系上与单纯5-FU 制剂无明显差异，提示新型碘化油衍生物能很好地释放药物发挥药效学作用。所合成的目标化合物既可以造成肿瘤血管栓塞，同时又能够释放出5-氟尿嘧啶抑制癌细胞的增殖。对与现有临床应用的肝癌化疗药物相比，本发明所合成的化合物在充分发挥原有碘化油栓塞作用同时，更以具有稳定抗肿瘤特性的 5-Fu 碘化油衍生物发挥抑制肿瘤细胞增殖的作用，用于肝动脉内栓塞治疗肝癌，能够明显提高 TACE 的疗效。

本发明制备方法产率高，化合物抗肿瘤效果好，且具靶向、低毒、等优点，本发明为制备抗肝癌药物提供了新5-氟尿嘧啶碘化油衍生物。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种5-氟尿嘧啶碘化油衍生物的制备方法，其特征在于，所述的5-氟尿嘧啶碘化油衍生物及其盐具有以下化学结构通式所示的化学结构：

其中，n为3,

所述的制备方法包括以下步骤：a、制备1-羟丙基-5-氟尿嘧啶，中间体2：5-氟尿嘧啶与3-溴-1-丙醇在氢氧化钠水溶液中反应得相应1-羟基烷基取代5-氟尿嘧啶，即中间体2；b、制备9,12-十八碳二烯酸[3-(5-氟尿嘧啶-1-基)]丙酯，中间体3：中间体2和亚油酸与二环己基碳二亚胺（DCC），4-二甲氨基吡啶（DMAP）在无水乙腈中0-5℃反应15分钟，然后在室温反应2小时，生成9,12-十八碳二烯酸[3-(5-氟尿嘧啶-1-基)]酯，即中间体3；c、制备目标化合物：中间体3与碘化钾，85%浓磷酸在80℃加热反应18小时得目标化合物。