CN102649810A

CN102649810A - 喜树碱衍生物、其制备方法和用途

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Publication number: CN102649810A
Application number: CN2011101295711A
Authority: CN
Inventors: 王洋; 阎秀峰; 井立佳; 丁为民; 于涛; 国静; 庞秋颖
Original assignee: Northeast Forestry University
Current assignee: Northeast Forestry University
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2012-08-29

Abstract

本发明提供式(1)所示的喜树碱衍生物，式中，R选自C1-C6烷基、卤代C1-C6烷基、芳基取代C1-C6烷基、磷酸基取代C1-C6基、氨基取代C1-C6烷基、羧基取代C1-C6烷基、羟基取代C1-C6烷基、酰胺基取代C1-C6烷基。本发明还提供了该类衍生物的制备方法及在制备抗肿瘤药物上的用途。

Description

喜树碱衍生物、其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及药物化学和治疗学领域，具体涉及新的喜树碱衍生物、其制备方法和用途。

背景技术

喜树碱(Camptothecin，CPT)是从我国特有植物喜树中提取得到的生物碱。在早期的体外活性筛选中，喜树碱表现出较强的抗肿瘤活性，对多种实体肿瘤和白血病具有明显的抑制作用，但喜树碱水溶性差、毒性强，因此限制了它在肿瘤治疗上的应用。1985年Hsiang Y.H.等发现喜树碱是通过抑制拓扑异构酶I发挥细胞毒活性，又重新引起了人们的关注。许多研究者开始投入于喜树碱化学结构的修饰与改良，致力于改善其在人体内的吸收状况和增强治疗效果。目前为止，美国食品药品管理局已批准Topotecan和Irinotecan两种喜树碱衍生物上市用于治疗复发性卵巢癌、直肠/结肠癌。另有多种衍生物如9-硝基喜树碱、9-氨基喜树碱、CKD-602、DX-9815f、GI-147211正在进行不同阶段的临床研究。喜树碱E环结构中闭合的α-羟基内酯环是其保持抗肿瘤活性的必需结构，但此α-羟基内酯环在人体内易水解开环形成羧酸盐结构，这种开环形式易与人血清蛋白结合而使其丧失抗肿瘤活性。更为严重的是，开环形式的钠盐经肾脏代谢后对泌尿系统和消化系统有极大的毒副作用。

喜树碱衍生物的制备方法研究较多，以下给出部分文献作为参考。

美国专利104894，1990-3-1号

PCT专利申请2001009139，2001-2-8号

PCT专利申请9602546，1996-7-12号

J Biol Chem，1985，260，14873-14878

J Med Chem，1991，34(1)，98-107

J Med Chem，1998，41(1)，31-37

Bioorg Med Chem Lett，2002，12(9)，1241-1244

Bioorg Med Chem Lett，2003，13(21)，3739-3741

Bioorg Med Chem，2004，12(15)，4003-4008

Bioorg Med Chem，2004，12(13)，3657-3662

Chem Pharm Bull，1991，39，3183-3188

Cancer Res，1993，53，1577-1582

Cancer Res，1995，55，753-760

N Y Acada Sci，1996，803，231-246

Arch Pharm Res，1998，21，581-590

J Med Chem，1995，38(3)，395-401

发明内容

本发明的一个目的是提供高效低毒的稳定E环α-羟基内酯结构的新的喜树碱-20-O-酯化衍生物。

本发明的另一个目的是提供该类喜树碱衍生物的制备方法。

本发明的再一个目的是提供该类喜树碱衍生物及其组合物作为抗肿瘤药物的应用。

为了实现上述目的，本发明提供的是具有通式(1)的喜树碱衍生物。

式中，R选自C1-C6烷基、卤代C1-C6烷基、芳基取代C1-C6烷基、磷酸基取代C1-C6基、氨基取代C1-C6烷基、羧基取代C1-C6烷基、羟基取代C1-C6烷基、酰胺基取代C1-C6烷基。

其中，所述的喜树碱衍生物，R选自：

特别是，所述的喜树碱衍生物，R选自：

特别是，所述的喜树碱衍生物，R是：

尤其是，所述的喜树碱衍生物，R选自：

本发明提供的具有通式(1)的喜树碱衍生物的制备方法，包括如下步骤：

(1)在干燥的有机溶剂中，喜树碱与N-叔丁氧羰基甘氨酸在偶联剂及催化剂的作用下进行酯化反应，得到具有式(2)结构的中间体II；

(2)中间体II脱去叔丁氧羰基得到具有式(3)结构的中间体III；

(3)中间体III在偶联剂及催化剂的作用下进行酰化反应得到具有通式(1)的喜树碱衍生物。

其中，所述的喜树碱衍生物的制备方法，所述的有机溶剂是二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺；所述的偶联剂是N，N-二环己基碳二亚胺(DCC)、N，N-羰基二咪唑(CDI)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)；所述的催化剂选自吡啶和4-二甲氨基吡啶(DMAP)。

本发明还涉及含有作为活性成分的本发明化合物及药效学上可接受载体的各种制剂。

“药效学上可接受载体”指的是：一种或多种相容性固体或液体填料或凝胶物质，他们适合于人使用，而且有足够的纯度和足够低的毒性。“相容性”在此指的是组合物中各组份能和本发明的化合物以及它们之间相互掺合，而不明显降低化合物的药效。药效学上可接受的载体部分例子有糖(如葡萄糖、蔗糖、乳糖等)，淀粉(如玉米淀粉、马铃薯淀粉等)，纤维素及其衍生物(如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素钠、纤维素乙酸酯等)，明胶，滑石，固体润滑剂(如硬脂酸、硬脂酸镁)，硫酸钙，植物油(如油豆、芝麻油、花生油、橄榄油等)，多元醇(如丙二醇、甘油、甘露醇、山梨醇等)，乳化剂(如吐温)、润滑剂(如十二烷基硫酸钠)，着色剂，调味剂，稳定剂，抗氧化剂，防腐剂，无热原水等。

本发明还涉及本发明所述的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

体外活性筛选实验表明具有通式(1)的喜树碱衍生物具有明显的抗肿瘤作用及良好的剂量依赖关系。以人卵巢癌细胞系2774作为受试细胞株，采用噻唑蓝比色法，测定了具有通式(1)的喜树碱衍生物的半数抑制浓度(IC50)，其中喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-丙氨酰)甘氨酸酯IC50为68.82±6.77纳摩/毫升，喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-苯丙氨酰)甘氨酸酯IC50为60.30±8.92纳摩/毫升，喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-亮氨酰)甘氨酸酯IC50为58.65±11.51纳摩/毫升，喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-异亮氨酰)甘氨酸酯IC50为55.64±12.76纳摩/毫升，喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-天冬酰胺酰)甘氨酸酯IC50为971.04±5.44纳摩/毫升，喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-缬氨酰)甘氨酸酯IC50为914.94±1.86纳摩/毫升，喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺酰)甘氨酸酯IC50为85.31±3.43纳摩/毫升。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描阐述：

具有通式(1)的喜树碱衍生物，式中，R选自C1-C6烷基、卤代C1-C6烷基、芳基取代C1-C6烷基、磷酸基取代C1-C6基、氨基取代C1-C6烷基、羧基取代C1-C6烷基、羟基取代C1-C6烷基、酰胺基取代C1-C6烷基。

所述的喜树碱衍生物，R选自：

所述的喜树碱衍生物，R选自：

所述的喜树碱衍生物，R是：

所述的喜树碱衍生物，R选自：

制备所述的喜树碱衍生物的方法，包括如下步骤：

(1)在干燥的有机溶剂中，喜树碱与叔丁氧羰基甘氨酸在偶联剂及催化剂的作用下进行酯化反应，得到具有式(2)结构的中间体II；

(2)中间体II脱去保护基团叔丁氧羰基得到具有式(3)结构的中间体III；

(3)中间体III在偶联剂及催化剂的作用下进行酰化反应得到权利要求1-4所述的喜树碱衍生物。

所述的20(S)-喜树碱衍生物的制备方法，所述的有机溶剂是二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺；所述的偶联剂是DCC、CDI和EDC.HCl；所述的催化剂是吡啶和DMAP。

一种药物组合物，含有所述的喜树碱衍生物，以及药效学上可接受的载体。

所述的药物组合物，可以是片剂、胶囊、丸剂、注射剂、缓释制剂、控释制剂或各种微粒给药系统。

所述的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

实施例1中间体II的制备

在室温下将2.1克N-叔丁氧羰基甘氨酸溶于40毫升N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入1克喜树碱，2克DCC和0.25克DMAP，室温下反应12小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、干燥后重结晶，得到乳白色粉末状晶体中间体II 860毫克(产率86％)。

实施例2中间体III的制备

将0.5克中间体II溶于20毫升二氯甲烷和三氟乙酸1∶1(V∶V)的混合溶液中，在室温下搅拌1小时，旋转蒸发除去二氯甲烷，将剩余液体倒入50毫升蒸馏水中析出沉淀。将沉淀过滤、水洗、烘干。得到乳白色固体中间体III 390毫克(产率78％)。

实施例3喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-丙氨酰)甘氨酸酯的制备

将1.13克N-叔丁氧羰基-L-丙氨酸溶于20毫升二甲基亚砜中，搅拌条件下加入0.5克中间体III，0.82克CDI和0.2毫升吡啶，室温下反应6小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、烘干，柱色谱分离，得到330毫克淡黄色固体(产率66％)。

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)：δ0.95(3H，t，H-19)，1.05(3H，d，CH₃)，1.28(9H，s，t-boc)，2.15(2H，m，H-18)，4.11(3H，m，C-H)，5.08(2H，s，H-5)，5.49(2H，s，H-17)，6.87(1H，d，N-H)，7.12(H，s，H-14)，7.62(1H，q，H-10)，7.80(H，t，H-11)，7.97(1H，d，H-12)，8.10(1H，d，H-9)，8.38(1H，t，N-H)，8.52(1H，s，H-7)。

ESIMS m/z：575.6(M-1)^-

实施例4喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-苯丙氨酰)甘氨酸酯的制备

将1.59克N-叔丁氧羰基-L-苯丙氨酸溶于20毫升N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入0.5克喜树碱甘氨酸酯，0.82克CDI和0.12克DMAP，室温下反应24小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、烘干，柱色谱分离，得到360毫克淡黄色固体(产率72％)。

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ0.96(3H，t，H-19)，1.17(9H，s，t-boc)，2.18(2H，m，H-18)，2.75(1H，t，C-H)，3.02(1H，d，C-H)，4.19(3H，m，C-H)，5.14(2H，s，H-5)，5.51(2H，s，H-17)，6.91(1H，d，8.8Hz，NH)，7.17(6H，m，C₅H₅，H-14)，7.64(H，t，H-10)，7.81(1H，t，H-11)，8.01(1H，d，H-12)，8.11(1H，d，H-9)，8.57(2H，m，H-7，N-H)。

ESIMS：m/z 651.7(M-1)^-。

实施例5喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-亮氨酰)甘氨酸酯的制备

将1.38克N-叔丁氧羰基-L-亮氨酸溶于20毫升二甲基亚砜中，搅拌条件下加入0.5克中间体III，0.9克EDC.HCl和0.12克DMAP，室温下反应12小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、烘干，柱色谱分离，得到340毫克淡黄色固体(产率68％)。

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ0.81(6H，d，CH₃，CH₃)，0.96(3H，t，H-19)，1.28(9H，s，t-boc)，1.46(2H，m，C-H)，1，58(1H，m，C-H)，2.15(2H，m，H-18)，4.07(3H，m，C-H)，5.10(2H，s，H-5)，5.50(2H，s，H-17)，6.83(H，d，N-H)，7.13(1H，s，H-14)，7.63(H，t，H-10)，7.81(1H，t，H-11)，7.99(1H，d，H-12)，8.11(1H，d，H-9)，8.42(1H，t，N-H)，8.55(1H，s，H-7)。

ESIMS：m/z 617.6(M-1)^-。

实施例6喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-异亮氨酰)甘氨酸酯的制备

将1.38克N-叔丁氧羰基-L-异亮氨酸溶于20毫升二甲基亚砜中，搅拌条件下加入0.5克喜树碱甘氨酸酯，1.03克DCC和0.2毫升吡啶，室温下反应10小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、烘干，柱色谱分离，得到390毫克淡黄色固体(产率78％)。

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ0.73(3H，t，CH₃)，0.81(3H，d，CH₃)，0.95(3H，t，H-19)，1.06(2H，q，C-H)，1.26(9H，s，t-boc)，1.41(1H，m，C-H)，1.69(1H，d，C-H)，2.16(2H，q，H-18)，3.87(1H，t，C-H)，4.18(2H，m，C-H)，5.10(2H，d，H-5)，5.74(2H，s，H-17)，6.63(H，d，N-H)，7.14(1H，s，H-14)，7.63(H，t，H-10)，7.81(1H，t，H-11)，7.99(1H，d，H-12)，8.10(1H，d，H-9)，8.47(1H，t，N-H)，8.54(1H，s，H-7)。

ESIMS^-：m/z 617.7(M-1)^-。

实施例7喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-天冬酰胺酰)甘氨酸酯的制备

将1.39克N-叔丁氧羰基-L-天冬酰胺溶于20毫升N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入0.5克喜树碱甘氨酸酯，0.82克CDI和0.2毫升吡啶，室温下反应24小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、烘干，柱色谱分离，得到360毫克白色固体(产率72％)。

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ0.93(3H，t，H-19)，1.29(9H，s，t-boc)，2.16(2H，d，H-18).2.41(2H，d，C-H)，4.11(2H，m，C-H)，4.32(1H，m，C-H)，5.17(2H，s，H-5)，5.49(2H，s，H-17)，6.86(2H，m，N-H，NH₂)，7.16(1H，s，H-14)，7.25(H，s，NH₂)，7.66(1H，t，H-10)，7.83(1H，t，H-11)，8.04(1H，d，H-12)，8.14(1H，d，H-9)，8.34(1H，t，N-H)，8.60(1H，s，H-7)。

ESIMS：m/z 618.7(M-1)^-。

实施例8喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-缬氨酰)甘氨酸酯的制备

将1.30克N-叔丁氧羰基-L-缬氨酸溶于20毫升N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入0.5克喜树碱甘氨酸酯，0.9克EDC.HCl和0.2毫升吡啶，室温下反应12小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、烘干，柱色谱分离，得到300毫克淡黄色固体(产率60％)。

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ0.82(6H，m，CH₃，CH₃)，0.84(3H，t，H-19)，1.27(9H，s，t-boc)，1.94(1H，m，C-H)，2.15(2H，m，H-18)，3.84(1H，t，C-H)，4.11(2H，m，C-H)，5.13(2H，s，H-5)，5.49(2H，s，H-17)，6.60(1H，d，N-H)，7.12(H，s，H-14)，7.65(1H，t，H-10)，7.82(H，t，H-11)，8.02(1H，d，H-12)，8.12(1H，d，H-9)，8.46(1H，t，N-H)，8.57(1H，s，H-7)。

ESIMS：m/z 603.6(M-1)^-。

实施例9喜树碱-20-O-(N’-叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺酰)甘氨酸酯的制备

将1.47克N-叔丁氧羰基-L-谷氨酰胺溶于20毫升N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入0.5克喜树碱甘氨酸酯，0.9克EDC.HCl和0.12克DMAP，室温下反应6小时，过滤除去沉淀，滤液用100毫升蒸馏水稀释，析出白色沉淀，将沉淀过滤、水洗、烘干，柱色谱分离得到350毫克白色固体(产率70％)。

¹HNMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ0.93(3H，t，H-19)，1.30(9H，s，t-boc)，1.71(1H，m，C-H)，1.89(1H，m，C-H)，2.16(4H，m，C-H)，3.96(1H，d，C-H)，4.12(2H，m，C-H)，5.20(2H，s，H-5)，5.50(2H，s，H-17)，6.71(1H，s，NH₂)，6.86(1H，d，N-H)，7.16(H，s，H-14)，7.21(1H，s，NH₂)，7.68(1H，t，H-10)，7.83(H，t，H-11)，8.06(1H，d，H-12)，8.15(1H，d，H-9)，8.03(1H，t，N-H)，8.62(1H，s，H-7)。

ESIMS：m/z 632.8(M-1)^-。

Claims

1.具有通式(1)的喜树碱衍生物：

2.按照权利要求1所述的喜树碱衍生物，其特征在于R选自：

3.按照权利要求1或2所述的喜树碱衍生物，其特征在于R选自：

4.按照权利要求1或2所述的喜树碱衍生物，其特征在于R是：

5.按照权利要求1或2所述的喜树碱衍生物，其特征在于R选自：

6.制备权利要求1-5所述的喜树碱衍生物的方法，包括如下步骤：

(2)中间体II脱去叔丁氧羰基得到具有式(3)结构的中间体III；

(3)中间体III在偶联剂及催化剂的作用下进行酰化反应得到权利要求1-5所述的喜树碱衍生物。

7.按照权利要求6所述的喜树碱衍生物的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂是二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺；所述的偶联剂是N，N-二环己基碳二亚胺(DCC)、N，N-羰基二咪唑(CDI)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)；所述的催化剂是吡啶和4-二甲氨基吡啶(DMAP)。

8.一种药物组合物，含有权利要求1-5所述的任一化合物，以及药效学上可接受的载体。

9.根据权利要求8的药物组合物，其特征在于所述的药物组合物可以是片剂、胶囊、丸剂、注射剂、缓释制剂、控释制剂或各种微粒给药系统。

10.权利要求1-5所述的任一化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。