CN102649765A

CN102649765A - 具有抗白血病活性的大黄素二正辛基季铵盐及其制备方法

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Publication number: CN102649765A
Application number: CN2011100453328A
Authority: CN
Inventors: 胡建达; 王文峰
Original assignee: Fuzhou University; Union Medical College Hospital of Fujian Medical University
Current assignee: Fuzhou University; Union Medical College Hospital of Fujian Medical University
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: CN102649765B

Abstract

本发明公开一种具有抗白血病活性的大黄素二正辛基季铵盐及其制备方法，所述大黄素二正辛基季铵盐为甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]铵盐，实验证明本发明的大黄素衍生物——大黄素二正辛基季铵盐对四种白血病细胞株K562、NB4、U937、Jurkat有不同程度的增殖抑制作用，可用于制备治疗白血病的药物。本发明的大黄素衍生物甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵制备工艺简单、制备条件温和，得率高，达50％以上；且通过体外癌细胞抑制实验表明，可以有效杀死四种白血病细胞株K562、NB4、U937、Jurkat。

Description

具有抗白血病活性的大黄素二正辛基季铵盐及其制备方法

技术领域

本发明属于具有抗白血病功能的大黄素衍生物的药物领域，更具体地涉及一种具有抗白血病活性的大黄素二正辛基季铵盐及其制备方法。

技术背景

大黄素是一种在蓼科植物中含量较高的蒽醌化合物，对白血病、胃癌、肝癌、胰腺癌等几十种癌细胞都有抑制作用，堪称天然的抗癌明星。但大黄素本身水溶性差，毒性高，生物活性不够好，抗癌机理也不是很明确，目前只是推测主要依赖其平面型结构嵌入DNA双螺旋结构并干扰DNA复制从而破环癌细胞生长。目前大黄素还没有用于临床方面的报道。为了进一步明确大黄素衍生物抗癌机理并提高大黄素衍生物抗癌活性，对大黄素进行化学修饰是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抗白血病活性的大黄素二正辛基季铵盐及其制备方法。

本发明所述的具有抗白血病活性的大黄素二正辛基季铵盐，为甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]铵盐，其结构式如下：

式中

代表阴离子。所述的阴离子只要不与大黄素二正辛基季铵离子形成沉淀即可，因而目前通用的阴离子如：Cl^-、Br^-、NO₃ ^-等均可用。而本发明的实施例优选Br^-。

本发明合成甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵的合成路线如下所示：

所述的大黄素二正辛基季铵盐的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)大黄素与硫酸二甲酯在K₂CO₃存在下反应，生成1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌；

(2)1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌与N-溴代丁二酰亚胺反应，生成1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌；

(3)1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌与氢溴酸反应，生成1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌；

(4)1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌与N，N-二辛基甲基胺反应，合成甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]铵盐。

为了书写方便，采用化合物1、中间产物2、中间产物3、化合物4和化合物5分别代表大黄素、1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌、1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌、1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌、甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵。

本发明文中所述的“回流”，就是指在溶剂沸点下回流。

本发明的有益效果如下：本发明的大黄素衍生物甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵制备工艺简单、制备条件温和，得率高，达50％以上；且通过体外癌细胞抑制实验表明，本发明报道的大黄素衍生物甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵可以有效杀死四种白血病细胞株K562、NB4、U937、Jurkat。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1：中间产物2(1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌)的合成——(a)

取1.6g(5.8mmol)大黄素溶解于120ml丙酮中，加入12g(87mmol)无水碳酸钾，在回流的状态下慢慢滴加8ml(87mmol)的(CH₃O)₂SO₂，回流24h，冷却室温，浓缩溶液，加入100ml水搅拌30min，抽滤，用少量冷的丙酮洗涤，得到黄色粉末粗产品，硅胶柱层析分离得到亮黄色固体1.52g，所述硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷，产率82.6％。产物结构经¹H NMR、IR、熔点确定。中间产物2的表征数据如下：

m.p.226～228℃；IR(KBr)v_max/cm-1：2941，2843，1662，1601，1322，1241，1022，759.¹HNMR(400MHz，CDCl₃)，δ：7.65(s，1H，Ar-H)，7.34(d，1H，J＝2.4Hz，Ar-H)，7.11(s，1H，Ar-H)，6.78(d，1H，J＝2.0Hz，Ar-H)，4.00(s，3H，OCH₃)，3.97(s，3H，OCH₃)，3.96(s，3H，OCH₃)，2.48(s，3H，CH₃).

实施例2：中间产物2(1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌)的合成——(b)

取1.6g(5.9mmol)大黄素溶解于200ml丙酮中，加入10g(73mmol)无水碳酸钾，在回流的状态下慢慢滴加4ml(43mmol)的(CH₃O)₂SO₂，回流24h，冷却室温，浓缩溶液，加入80ml水搅拌30min，抽滤，用少量冷的丙酮洗涤，得到黄色粉末粗产品，硅胶柱层析分离得到亮黄色固体(中间产物2)1.34g，所述硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷，产率72.8％。

实施例3：中间产物2(1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌)的合成——(c)

取1.6g(5.9mmol)大黄素溶解于180ml丙酮中，加入10g(73mmol)无水碳酸钾，，在回流的状态下慢慢滴加4ml(43mmol)的(CH₃O)₂SO₂，回流20h，冷却室温，浓缩溶液，加入60ml水搅拌30min，抽滤，用少量冷的丙酮洗涤，得到黄色粉末粗产品，硅胶柱层析分离得到亮黄色固体(中间产物2)1.30g，所述硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷，产率70.6％。

由实施例1-3可知，大黄素加无水碳酸钾和(CH₃O)₂SO₂的化学反应能得到产率为70％以上的中间产物2(1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌)。

实施例4：中间产物3(1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)的合成——(a)

取0.8g实施例1制备的中间产物2(2.56mmol)，1.6gN-溴代丁二酰亚胺(NBS)(9.0mmol)，0.20g过氧化苯甲酰(BPO)和60ml的CCl₄加入三口烧瓶中，，加热回流25h，冷却室温，过滤得到黄色固体，分别用少量的CCl₄，H₂O和丙酮洗涤，得到黄色固体，用硅胶柱层析分离得到黄色固体0.83g，所述硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷，产率83％。产物结构经¹HNMR、IR、熔点确定。中间产物3的表征数据：

m.p.217.0～219.0℃；IR(KBr)v_max/cm-1：3436，1662，1597，1314，1253，1021，943.¹HNMR(400MHz，CDCl₃)，δ：7.83(d，1H，J＝1.2Hz，Ar-H)，7.33(d，1H，J＝2.4Hz，Ar-H)，7.11(d，1H，J＝1.2Hz，Ar-H)，6.78(d，1H，J＝2.4Hz，Ar-H)，4.52(s，2H，-CH₂)，4.02(s，3H，OCH₃)，3.97(s，3H，OCH₃)，3.96(s，3H，OCH₃).

实施例5：中间产物3(1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)的合成——(b)

取0.8g实施例2制备的中间产物2(2.56mmol)，1.2g N-溴代丁二酰亚胺(NBS)(6.74mmol)，0.24g BPO和100ml的CCl₄加入三口烧瓶中，，冷却室温，过滤得到黄色固体，分别用少量的CCl₄，H₂O和乙醇洗涤，得到黄色固体，用硅胶柱层析分离得到黄色固体(中间产物3)0.84g，所述硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷，产率84％。

实施例6：中间产物3(1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)的合成——(c)

取0.8g实施例3制备的中间产物2(2.56mmol)，1.60g N-溴代丁二酰亚胺(NBS)(9.0mmol)，0.30g BPO和160ml的CCl₄加入三口烧瓶中，，加热回流15h，冷却室温，过滤得到黄色固体，分别用少量的CHCl₃，H₂O和乙醇洗涤，得到黄色固体，用硅胶柱层析分离得到黄色固体(中间产物3)0.80g，所述硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷，产率80％。

由实施例4-6可知，中间产物2加NBS和BPO的化学反应能得到产率为80％以上的中间产物3(1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)。

实施例7：化合物4(1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)合成——(a)

100mL三口烧瓶中加入280.7mg(0.72mmol)实施例4制备的中间产物3(1，3，8-三甲氧基-6溴甲基-蒽醌)，30mL冰乙酸，，加热至回流。在氮气保护下滴加5mL氢溴酸(47％水溶液)。加完之后，继续回流反应6h，析出大量橙色固体混合物，结束反应。橙色固体混合物倒入200mL冰水中，搅拌后抽滤，固体烘干，用硅胶柱层析得到224.3mg化合物4(1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)纯品，所述硅胶柱层析的洗脱液为氯仿，产率85.8％。

化合物4的表征数据如下：

m.p.246～247℃；IR(KBr)，v_max/cm-1：3435，3080，1667，1633，1486，1328，1262，763.¹HNMR(400MHz，CDCl₃)，δ：12.23(s，H，OH)，12.17(s，H，OH)，7.82(d，1H，J＝1.6Hz，Ar-H)，7.40(d，1H，J＝1.6Hz，Ar-H)，7.30(d，1H，J＝1.6Hz，Ar-H)，6.71(d，1H，J＝2.8Hz，Ar-H)，4.47(s，2H，CH₂-N)，3.95(s，3H，OCH₃).

实施例8：化合物4(1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)合成——(b)

100mL三口烧瓶中加入800mg(2.05mmol)实施例5制备的1，3，8-三甲氧基-6溴甲基-蒽醌，50mL冰乙酸，加热至回流。在氮气保护下滴加9mL氢溴酸(47％水溶液)。加完之后，继续回流反应5h，析出大量橙色固体混合物，结束反应。橙色固体混合物倒入300mL冰水中，搅拌后抽滤，固体烘干，用硅胶柱层析得到641.2mg化合物4纯品，所述硅胶柱层析的洗脱液为氯仿，产率86.2％。

实施例9：化合物5(甲基二正癸基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵)合成——(a)

100mL三口瓶中加入125.0mg(0.34mmol)实施例7制备的化合物4(1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)，50mL氯仿和127.9mg(0.41mmol)N，N-二正辛基甲基胺。在氮气保护下回流反应，用TLC(薄层色谱)跟踪反应进程，24h后反应结束。旋转蒸发除去溶剂，剩余物在硅胶层析柱上先用氯仿再用体积比1∶1的氯仿-乙醇逐渐梯度洗脱，从最后的洗脱液中分离得到化合物5产品128.6mg，得率56.1％。

化合物5的表征数据如下：

m.p.102.2-103.6℃；IR(KBr)，v_max/cm-1：3433，2925，2854，1678，1629，1611，1482，1224，1164，759.¹H NMR(400MHz，CD₃COCD₃)，δ：12.10(s，1H，OH)，12.07(s，1H，OH)，7.87(s，1H，Ar-H)，7.75(s，1H，Ar-H)，7.33(d，1H，J＝2.4Hz，Ar-H)，6.69(d，1H，J＝2.4Hz，Ar-H)，5.22(s，2H，CH₂-N)，3.96(s，3H，OCH₃)，3.50(s，4H，CH ₂-N-CH ₂)，3.35(s，3H，N-CH₃)，1.26～1.58(m，24H，2×(CH₂)₆)，0.89(t，6H，J＝7.2Hz，2×CH₃).元素分析，C₃₃H₄₈BrNO₅.H₂O％，实测值(计算值)，％：C 62.30(62.26)；H 7.70(7.92)；N 2.13(2.20)。

实施例10：化合物5(甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵)合成——(b)

250mL三口瓶中加入500.0mg(1.38mmol)实施例8制备的化合物4(1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌)，150mL氯仿和468.0mg(1.50mmol)N，N-二正辛基甲基胺在氮气保护下回流反应，跟踪反应进程，20h后反应结束。旋转蒸发除去溶剂，剩余物在硅胶层析柱上先用氯仿再用氯仿-乙醇(体积比1∶1)逐渐梯度洗脱，从最后的洗脱液中分离得到化合物5产品484.2mg，得率52.0％

实施例11：化合物5体外细胞活性测试

将白血病细胞株K562、NB4、U937、Jurkat细胞密度调整为1.5×10⁵/ml，接种于96孔培养板，每孔100μl，置37℃，5％CO₂培养箱中培养24h；移去旧培养基，加入受试衍生物化合物5(用培养基将受试衍生物存储液稀释，设定不同作用浓度)，每孔100μL，另设空白对照组、大黄素组，每组设6个复孔。药物作用48h后，吸弃含药培养基，于每孔中加入无血清、无酚红1640培养基100μL，再加入MTT溶液10μL，继续孵育4h，终止培养；小心吸弃96孔板孔内上清液，每孔加入150μL DMSO，振荡10min，于490nm波长处在酶标仪上测定各孔光吸收值(OD值)，计算半数抑制浓度IC50值。结果表1所示。

表1化合物5作用48小时IC50

由上可知，通过体外癌细胞抑制实验表明，本发明所述的大黄素衍生物甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵可以有效杀死四种白血病细胞株K562、NB4、U937、Jurkat。

Claims

1.一种大黄素二正辛基季铵盐，其特征在于：为甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]铵盐，其结构式如下：

式中

代表阴离子。

2.根据权利要求1所述的大黄素二正辛基季铵盐，其特征在于：所述

表示Br^-。

3.权利要求1或2所述的大黄素二正辛基季铵盐的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的大黄素二正辛基季铵盐的制备方法，其特征在于：

(1)1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌的合成：取1.6g大黄素溶解于100～200ml丙酮中，加入8～12g无水碳酸钾，加热至回流，在回流的状态下慢慢滴加4～8ml(CH₃O)₂SO₂，

回流16～24h，冷却至室温，浓缩，加入40～100ml水搅拌30min，抽滤，用丙酮洗涤，得到黄色粉末粗产品，硅胶柱层析分离得到1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌；

(2)1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌的合成：取0.8g 1，3，8-三甲氧基-6-甲基-9，10-蒽醌，1.2～1.6g N-溴代丁二酰亚胺(NBS)，0.20～0.3g过氧化苯甲酰和60～160ml的CCl₄加入三口烧瓶中，加热回流15～25h，冷却至室温，过滤，滤渣分别用CCl₄，H₂O和丙酮洗涤，再用硅胶柱层析分离得到1，3，8-三甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌；

(3)1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌的合成：100mL三口烧瓶中加入280～800mg1，3，8-三甲氧基-6溴甲基-蒽醌、30～50mL冰乙酸，加热至回流；在氮气保护下滴加5～9mL质量分数为47％的氢溴酸水溶液，继续回流反应4～6h；反应物倒入200～300mL冰水中，搅拌后抽滤，滤渣烘干，用硅胶柱层析分离得到1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌；

(4)甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵的合成：100mL三口瓶中加入125～500mg1，8-二羟基-3-甲氧基-6-溴甲基-9，10-蒽醌、50～150mL氯仿和127.9～468mg N-甲基二正辛基胺；在氮气保护下回流反应，用TLC跟踪反应进程，15～24h后反应结束，得反应物；反应物旋转蒸发除去溶剂后得浓缩物，浓缩物在硅胶层析柱上先用氯仿再用体积比1∶1的氯仿-乙醇逐渐梯度洗脱，从最后的洗脱液中分离得到甲基二正辛基-[2-(4，5-二羟基-7-甲氧基-9，10-蒽醌基)甲基]溴化铵。

5.根据权利要求4所述的大黄素二正辛基季铵盐的制备方法，其特征在于：步骤(1)、(2)中所述的硅胶柱层析的洗脱液为二氯甲烷；步骤(3)中所述的硅胶柱层析的洗脱液为氯仿。

6.权利要求1或2所述的大黄素二正辛基季铵盐在制备治疗白血病药物中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述白血病细胞株K562、NB4、U937、Jurkat。