CN102731442A - 一种水溶性多烯紫杉醇化合物的制备方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开的水溶性多烯紫杉醇化合物、含水溶性多烯紫杉醇化合物的药用组合物、制备方法及用途，水溶性多烯紫杉醇化合物为多羧基化合物I的钠盐或钾盐，多羧基化合物I具有如下结构：

Description

一种水溶性多烯紫杉醇化合物的制备方法及用途

技术领域

本发明属于有机合成和药物领域，具体涉及一种用于治疗恶性肿瘤的水溶性多烯紫杉醇化合物、含水溶性多烯紫杉醇化合物的药用组合物、制备方法及用途，特别是涉及通过将多烯紫杉醇与三乙烯四胺六乙酸酐反应得到多羧基化合物I，多羧基化合物I与碱水溶液成盐得到水溶性多烯紫杉醇化合物，以及此水溶性多烯紫杉醇化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

背景技术

多烯紫杉醇又称多西他赛，是由欧洲红豆杉叶中的提取物10-去乙酰基浆果赤霉素III经结构修饰得到的半合成紫杉醇类似物。1998年获美国FDA批准，进入美国市场。多烯紫杉醇的细胞作用机理与紫杉醇相同，但在相同的毒性剂量下多烯紫杉醇在细胞内浓度比紫杉醇高三倍，抗微管解聚能力较紫杉醇高一倍，抗肿瘤谱也较紫杉醇更广。多烯紫杉醇属脂溶性药物，其水溶性略大于紫杉醇，但也只有6-7μg/mL，多烯紫杉醇注射剂采用吐温-80作为溶剂，由于吐温-80具有溶血性，且黏性大，用药前需提前给予抗过敏药物以预防不良反应的发生，故而给临床用药带来很大的不便。因此，通过化学结构的改造修饰，获得易溶于水，抗肿瘤活性高、毒副作用低的新型多烯紫杉醇衍生物具有十分重要的意义。

现有的解决多烯紫杉醇水溶性难题的方法包括改变剂型和化学结构修饰两大方面。其中，改变剂型的方法包括制备多烯紫杉醇脂质体、多烯紫杉醇微乳、多烯紫杉醇微球和多烯紫杉醇纳米粒等。化学结构修饰的方法有在2’-羟基、7-羟基和10-羟基位置上引入苹果酸、氨基酸、磺酸和磷酸等助溶小分子基团，亦有将多烯紫杉醇结合在聚乙二醇、环糊精等水溶性高分子载体上。但上述结构修饰方法目前仍存在许多问题，如：合成方法复杂、分离纯化手段要求高、产物不稳定易析出、收率低等，导致水溶性多烯紫杉醇的制备仅停留在实验室小试阶段，根本无法进行大规模的工业化生产。因此，继续开发易于工业化生产、高效低毒的新型水溶性多烯紫杉醇化合物，具有重要的学术价值和社会意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有水溶性的多烯紫杉醇化合物。

本发明的第二个目的是提供一种水溶性多烯紫杉醇化合物的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种药物组合物，其中包含作为活性成分的水溶性多烯紫杉醇化合物和药学上可接受的载体。

本发明的第四个目的是提供一种新的水溶性多烯紫杉醇化合物及其药物组合物作为抗肿瘤药物的用途。

本发明的技术方案概述如下：

多羧基化合物I具有下述结构：

其中

水溶性多烯紫杉醇化合物为多羧基化合物I的钠盐或钾盐。

水溶性多烯紫杉醇化合物的制备方法，其特征是①将多烯紫杉醇与三乙烯四胺六乙酸酐在碱性催化剂催化下反应得到多羧基化合物I；②多羧基化合物I与碱水溶液成盐得到上述水溶性紫杉醇化合物。所述多羧基化合物I具有下述结构：

其中

上述方法优选的是：按比例将0.2-0.5g多烯紫杉醇和0.2-0.6g的三乙烯四胺六乙酸酐溶于80-200mL二甲基亚砜或N，N-二甲基甲酰胺中，在碱性催化剂催化下，室温搅拌反应12-96小时，反应完毕加入160-320mL无水乙醚，静置待沉淀析出完全后，重结晶，过滤得到粗品，依次用二氯甲烷，乙醇洗涤，得到多羧基化合物I；②多羧基化合物I与1∶1-1∶5摩尔比的0.1M碱水溶液成盐，经冷冻干燥得到所述水溶性多烯紫杉醇化合物。

所述碱性催化剂为三乙胺、4-二甲氨基吡啶至少一种。所述碱水溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸氢钾水溶液。

本发明的一种含水溶性多烯紫杉醇化合物的药物组合物是将水溶性多烯紫杉醇化合物配制成用于静脉注射的液体制剂如：冻干粉针、注射液、大小输液或静脉滴注液等。所述水溶性多烯紫杉醇化合物是多羧基化合物I的钠盐或钾盐，多羧基化合物I的结构为

其中

一种水溶性多烯紫杉醇化合物及其药物组合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

本发明的水溶性多烯紫杉醇化合物制备方法简便、快速、收率高(大于75％)，适宜于大规模的工业化生产。多烯紫杉醇经此方法结构修饰后，化学性质稳定，水溶性提高近千倍，同时毒性较原料降低(LD₅₀＝196.34mg/kg)，且具有较好的生物利用度和抗肿瘤效果。

附图说明

图1为本发明实施例1多羧基化合物I的紫外光谱。

图2为本发明实施例1多羧基化合物I的红外光谱。

图3为本发明实施例1多羧基化合物I的质谱图。

图4为本发明实施例1多羧基化合物I的核磁共振氢谱。

图5为本发明实施例11水溶性多烯紫杉醇化合物对MCF-7乳腺癌细胞的抗肿瘤作用。

图6为本发明实施例11水溶性多烯紫杉醇化合物对HepG-2肝癌细胞的抗肿瘤作用。

图7为本发明实施例11水溶性多烯紫杉醇化合物对H460肺癌细胞的抗肿瘤作用。

图8为本发明实施例11水溶性多烯紫杉醇化合物对体内小鼠H₂₂肝癌的抗肿瘤作用实验结果图。

图9为本发明实施例11水溶性多烯紫杉醇化合物对体内小鼠H₂₂肝癌的抗肿瘤作用实验结果照片。

图10为本发明实施例11水溶性多烯紫杉醇化合物小鼠急性毒性实验药物对动物体重影响的实验结果。

具体实施方式

实施例1

将0.5g多烯紫杉醇和0.62g的三乙烯四胺六乙酸酐溶于200ml二甲基亚砜中，再加入250μL三乙胺，室温搅拌反应96小时，加入300mL无水乙醚，静置待沉淀析出完全后，过滤得到粗品，依次用二氯甲烷、乙醇溶液洗涤，得到多羧基化合物I 0.63g，收率79.29％。多羧基化合物I的表征图谱见图1、图2、图3、图4。与原料多烯紫杉醇的核磁共振氢谱比较，多羧基化合物I的核磁共振氢谱δ4.51ppm处的C2’-H峰受氢键作用影响，向低场移动，与C3’-H和NH一起出现在5.07-5.18ppm，而C7-H和C10-H的化学位移均未变化，提示酯化作用发生在C2’位点的OH。

实施例2

将0.2g多烯紫杉醇和0.26g的三乙烯四胺六乙酸酐溶于80mLN，N-二甲基甲酰胺中，再加入46mg 4-二甲氨基吡啶，室温搅拌反应12小时，加入120mL无水乙醚，静置待沉淀析出完全后，离心得到粗品，依次用二氯甲烷、乙醇溶液洗涤，得到多羧基化合物I 0.24g，收率75.51％。

实施例3

将0.3g多烯紫杉醇和0.38g的三乙烯四胺六乙酸酐溶于120mL二甲基亚砜中，再加入150μL三乙胺，室温搅拌反应40小时，加入180mL无水乙醚，静置待沉淀析出完全后，离心得到粗品，依次用二氯甲烷、乙醇溶液洗涤，得到多羧基化合物I 0.37g，收率77.61％。

实施例4

将0.4g多烯紫杉醇和0.50g的三乙烯四胺六乙酸酐溶于160mLN，N-二甲基甲酰胺中，再加入92mg 4-二甲氨基吡啶，室温搅拌反应68小时，加入240mL无水乙醚，静置待沉淀析出完全后，离心得到粗品，依次用二氯甲烷、乙醇溶液洗涤，得到多羧基化合物I 0.50g，收率78.66％。

实施例5

将实施例1制备的多羧基化合物I与1∶1摩尔比的0.1M氢氧化钠水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例6

将实施例1制备的多羧基化合物I与1∶1摩尔比的0.1M碳酸钠水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例7

将实施例1制备的多羧基化合物I与1∶3摩尔比的0.1M碳酸氢钠水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例8

将实施例1制备的多羧基化合物I与1∶4摩尔比的0.1M氢氧化钠水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例9

将实施例1制备的多羧基化合物I与1∶2.5摩尔比的0.1M碳酸钠水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例10

将实施例2制备的多羧基化合物I与1∶2摩尔比的0.1M氢氧化钠水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例11

将实施例2制备的多羧基化合物I与1∶5摩尔比的0.1M碳酸氢钠水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例12

将实施例3制备的多羧基化合物I与1∶1摩尔比的0.1M氢氧化钾水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例13

将实施例3制备的多羧基化合物I与1∶1摩尔比的0.1M碳酸钾水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例14

将实施例3制备的多羧基化合物I与1∶3摩尔比的0.1M碳酸氢钾水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例15

将实施例3制备的多羧基化合物I与1∶4摩尔比的0.1M氢氧化钾水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例16

将实施例3制备的多羧基化合物I与1∶2.5摩尔比的0.1M碳酸钾水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例17

将实施例4制备的多羧基化合物I与1∶2摩尔比的0.1M碳酸氢钾水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例18

将实施例4制备的多羧基化合物I与1∶5摩尔比的0.1M氢氧化钾水溶液成盐，经冷冻干燥得到水溶性多烯紫杉醇化合物。

实施例19

由实施例11所得水溶性多烯紫杉醇化合物抗肿瘤的体外评价，包括如下步骤：

(1)将常规培养方法培养的处于生长对数期的乳腺癌细胞MCF-7，用胰蛋白酶消化，使贴壁细胞脱落，用含10％胎牛血清的1640培养基配成悬液，接种在96孔板培养，1×10⁴个细胞/孔，置CO₂培养箱中孵育24小时使细胞贴壁。

(2)倾去培养液，每孔依次加入按倍数关系配制的一系列浓度递增的药物溶液100μL，浓度依次为0.39，0.78，1.56，3.125，6.25，12.5μM，每个浓度4个副孔，CO₂培养箱中孵育72小时。

(3)每孔加入50μLMTT(1mg/mL)，继续培养4小时。倾去培养液，每孔加入150μLDMSO溶解颜色结晶。

(4)酶标仪上检测各孔在490nm波长处光吸收值，以无化合物孵育培养的细胞作为空白对照。计算细胞存活率(％)＝给药组OD值/空白对照组OD值×100％(见图5)

实施例20

由实施例11所得水溶性多烯紫杉醇化合物抗肿瘤的体外评价实验对象为肝癌细胞HepG-2，实施步骤同实施例19。(见图6)

实施例21

由实施例11所得水溶性多烯紫杉醇化合物抗肿瘤的体外评价实验对象为肺癌细胞H460，实施步骤同实施例19。(见图7)

实施例22

由实施例11所得水溶性多烯紫杉醇化合物治疗移植性肝癌H₂₂小鼠在体实验过程，包括如下步骤：

(1)在无菌条件下，抽取接种7天后的小鼠肝癌H₂₂种鼠的腹水，用无菌生理盐水按1∶3稀释，制成瘤细胞悬液，用新鲜配制的0.2％台盼蓝染色，混匀后按白细胞计数法计数，调整细胞浓度为2×10⁷个/mL，以每只0.2mL接种于体重为18-22g健康昆明种小鼠的右前肢腋窝皮下，制成实体瘤动物模型。

(2)接种后24小时将小鼠随机分为空白对照组和水溶性多烯紫杉醇化合物高、中、低剂量组，每组10只，分别称重。水溶性多烯紫杉醇化合物高、中、低剂量组按10mg/kg，5mg/kg，1mg/kg尾静脉注射，空白对照组尾静脉注射生理盐水0.2mL/只，连续给药12d。

(3)最后一次给药后24小时，处死动物，称取小鼠体重，解剖瘤体、脾、肝，分别称重，计算抑瘤率(见图8)，抑瘤效果(见图9)

结果表明，此化合物对小鼠肝癌H₂₂具有极其显著的抑制作用，10mg/kg剂量组肿瘤抑制率达到84.68％。

实施例23

由实施例11所得水溶性多烯紫杉醇化合物小鼠急性毒性实验过程，包括如下步骤：

选取体重为20～22g昆明种小鼠50，雌雄各半，随机分为5组，每组10只。各实验组按150mg/kg、170.41mg/kg、193.64mg/kg、220.02mg/kg和250mg/kg分别尾静脉注射水溶性多烯紫杉醇化合物，每只小鼠注射剂量为0.25mL/20g。各实验组给药后，多数动物在1小时内死亡，死亡动物解剖肉眼观察，主要脏器未发生异常变化。其余未死动物在24小时后恢复正常状态，连续观察14天，小鼠活动、摄食、毛发、大小便正常，各实验组动物体重受药物影响较小(见图10)。处死动物解剖，取心、肝、脾、肺、肾，观察未见各脏器出现明显病变。经计算尾静脉注射水溶性多烯紫杉醇化合物小鼠LD₅₀值为196.56mg/kg。

表2水溶性多烯紫杉醇化合物小鼠静脉注射LD₅₀

实施例24冻干粉针

取0.45g水溶性多烯紫杉醇化合物，0.4g的甘露醇，加入9.1g的注射用水中，搅拌使溶解，滴加体积比1∶1的盐酸水溶液，调节pH值至6.2，再加入0.05g的针剂用活性炭，室温搅拌20分钟，过滤除活性炭，再用0.22μm滤膜过滤除菌，得澄明无菌液，灌入5mL管制瓶中，每瓶3mL，放入真空冷冻干燥器中进行冷冻干燥，制得。

实施例25注射液

取1g水溶性多烯紫杉醇化合物、9g氯化钠与90g注射用水配液，搅匀，滤过，灌封，于115℃热压灭菌30分钟，制得。

或取1g水溶性多烯紫杉醇化合物、10g葡萄糖与89g注射用水配液，滴加体积比1∶1的盐酸水溶液，调节pH值至4.0，加活性炭0.1g，在搅拌下煮沸30分钟，过滤除活性炭，再用0.22μm滤膜过滤除菌，得澄明无菌液，灌封，于115℃热压灭菌30分钟，制得。

Claims (8)

1.一种水溶性多烯紫杉醇化合物，其特征为多羧基化合物I的钠盐或钾盐，多羧基化合物I具有下述结构：

其中 

。

2.水溶性多烯紫杉醇化合物的制备方法，其特征是①将多烯紫杉醇与三乙烯四胺六乙酸酐在碱性催化剂催化下反应得到多羧基化合物I；②多羧基化合物I与碱水溶液成盐，所述水溶性多烯紫杉醇化合物具有下述结构：

其中 

。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是包括如下步骤：

①按比例将0.2-0.5g多烯紫杉醇和0.2-0.7g的三乙烯四胺六乙酸酐溶于80-200mL二甲基亚砜或N，N-二甲基甲酰胺中，在碱性催化剂催化下，室温搅拌反应12-96小时，反应完毕加入160-300mL无水乙醚，静置待沉淀析出完全后，重结晶，过滤得到粗品，依次用二氯甲烷，乙醇洗涤，得到多羧基化合物I；②多羧基化合物I与1∶1-1∶5摩尔比的0.1M碱水溶液成盐，经冷冻干燥得到所述水溶性多烯紫杉醇化合物。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征是所述碱性催化剂为三乙胺、4-二甲氨基吡啶至少一种。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征是所述碱水溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸氢钾水溶液。

6.一种含水溶性多烯紫杉醇化合物的药物组合物是将水溶性多烯紫杉醇化合物配制成用于静脉注射的液体制剂如：冻干粉针、注射液、大小输液或静脉滴注液等。所述水溶性多烯紫杉醇化合物是多羧基化合物I的钠盐或钾盐，多羧基化合物I的结构为

其中 

。

7.权利要求1所述的水溶性多烯紫杉醇化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。

8.权利要求6所述的一种含水溶性多烯紫杉醇化合物的药物组合物在制备抗肿瘤药物中的应用。 

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