CN102863350A

CN102863350A - 非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药及其制备方法

Info

Publication number: CN102863350A
Application number: CN2011101874536A
Authority: CN
Inventors: 杨凌; 葛广波; 刘兆明; 张延延; 曹云峰; 朱亮亮
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-07-06
Also published as: CN102863350B

Abstract

非甾体抗炎镇痛协同前药，其特征在于：该协同前药通过酯键将两个具有非甾体抗炎镇痛或解热镇痛效应的药物分子相连接；其具有如下结构通式：（1）其中：R₁为烷基或芳香取代基。与已有非甾体抗炎药前体药物相比，本发明所述协同前药药效活性显著，安全性高，人体内代谢产物及体内进程明确。

Description

非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药及其制备方法

技术领域

本发明涉及非甾体抗炎镇痛协同前药技术领域，特别提供了一种兼具解热镇痛抗炎镇痛活性的新型非甾体协同前药及其制备方法与应用。

背景技术

非甾体抗炎药（NSAIDs）是一类具有解热、镇痛作用的药物，其中多数药物还兼有抗炎、抗风湿的作用，NSAIDs种类繁多，但从功能上大体可分为解热镇痛药和抗炎镇痛药。目前已发现不同种类的NSAIDs有相似的作用机制，NSAID类药物都是通过抑制环氧化酶（Cyclooxygenase，COX）的活性，从而抑制花生四烯酸生成前列环素（PGI1），前列腺素（PGE1，PGE2）和血栓素A2（TXA2），最终起到抗炎镇痛的作用。

已有研究发现，COX酶可分为COX-1、COX-2、COX-3（COX-1b）三种同工酶。COX-1是生理结构酶，主要分布在胃肠及肾等脏器，其通过多种机制调节外周血管张力，维持肾血流量，保护和调节胃肠道及血小板的正常生理功能。COX-2和COX-3（COX-1b）是病理诱导酶，主要存在于炎症部位，如滑膜细胞、内皮细胞和巨噬细胞。在外界刺激因子的作用下，促使炎症介质前列腺素的合成并引起炎症反应、发热和疼痛。大多数NSAIDs的治疗作用要归功于其对COX-2的抑制，但其不良反应则来自其对COX-1酶的抑制。COX-1酶介导催化合成的前列腺素具有消化道粘膜保护作用，长期使用NSAIDs会产生严重的胃肠溃疡、胃肠出血等副作用。

芳基丙酸类药物对胃肠道的刺激及副作用主要源于其分子上的羧酸基团，通过前药改造可减轻其不良反应，提高患者的顺应性[J. Pharm. Sci，1992；81(2): 149]。近年来已有很多国内外学者基于布洛芬、氟比洛芬等芳基丙酸类药物开展了系列前药改造及衍生，以期获得毒副作用小且具有较高生物利用度的前体药物[Eur J Pharm. Sci. 2002; 17(3) 121 & Indian J. Chem. 2007; 46B: 1164]。其中最为成功的案例为氟比洛芬酯（Flurbiprofen Axetil）的开发，该药最早由日本科研制药株式会社和绿十字制药株式会社联合开发，并于1992年7月在日本上市，用于治疗术后痛和癌痛[Adv Drug Deliv Rev, 1996, 20(2-3):203]。虽然该前体药物已上市并在临床应用中显示了良好的治疗效果，但由于其在胃肠系统不稳定，因此无法口服给药，需通过注射给药，极大的限制了该NSAID药物的广泛使用。

前体药物多含有酯键，其在体内可被酯酶或具有水解活性的类酯酶水解为活性药物分子。协同前药(mutual prodrug)是指一个前药分子水解后释放出两个不同的活性分子（分别为带羧酸配体和醇配体），且两个活性分子在某种疾病治疗中具有协同效应。前药的设计通常为提高原型药物的水溶性等理化性质，或改善原药吸收效率、代谢稳定性等吸收、分布、代谢、排泄（ADME）特性，或降低原药的毒副作用等[ Nat Rev Drug Discov. 2008 Mar;7(3):255]。但由于前药通常会被体内多种酯酶或在胃肠体系或生理条件下水解，为保证其口服生物利用度，近年来的前药在设计之初就更多关注人体酯酶的分布及功能。

因此，人们期望获得一种技术效果更优的非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药及其对应的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果更优（可口服给药且无明显胃肠刺激及胃肠副反应）的非甾体解热抗炎镇痛协同前药及其对应的制备方法。

本发明提供了一种非甾体解热抗炎镇痛协同前药，其具体为乙酰氨基酚-芳基丙酸协同前药；其特征在于：该协同前药通过酯键将两个具有非甾体抗炎镇痛或解热镇痛效应的药物分子相连接，其在体内生理环境下水解为两个活性药物分子并在体内发挥协同治疗效应；其具有如下结构通式：

（1）

式（1）中，右侧部分为对乙酰氨基酚部分，左侧为芳基丙酸部分；式（1）中的R₁为烷基或芳香取代基。

其中芳基丙酸分子具有良好的COX-2抑制能力及镇痛活性，而乙酰氨基酚具有良好的解热活性和辅助抗炎活性。体内外代谢稳定性实验证实该协同前药可在体内生理环境下水解为两个活性药物分子。

式（1）所示协同前药由于已将引发胃肠不良反应的羧酸基团封闭，并且在胃肠道环境中稳定，口服后仅在肠吸收入血过程有缓慢水解，因此大幅降低了芳基丙酸类药物普遍存在的不良反应。其次，整体药代学实验证实式（1）所示协同前药均具有良好的口服生物利用度（略微大于原型药物）。

本发明所述非甾体解热抗炎镇痛协同前药，其芳基丙酸类药物分子需具有强效镇痛活性，优选要求保护下述内容：R₁的结构式为以下四种之一：

所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的剂型为以下几种之一：片剂、胶囊剂、注射剂。

其可用于非甾体抗炎镇痛药物常见的疾病治疗中并发挥解热、抗炎、镇痛的协同功效，具体包括术后疼痛，偏头痛、神经痛、类风湿性关节炎、骨关节炎及其引发疼痛的治疗。

本发明还要求保护所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的制备工艺，其特征在于：首先将具有羧基的芳基丙酸类化合物在无水条件下用二氯亚砜酰氯化，其次将酰氯化后的芳基丙酸类化合物与乙酰氨基酚按摩尔比1:1混合后在无水反应体系下进行酯化反应，应用薄层色谱法PLC或高效液相色谱法HPLC检测原料转化完全后将酯化产物纯化后获得其协同前药分子。所述具有羧基的芳基丙酸类药物具体是下述几种之一或其组合：氟比洛芬、酮洛芬、吲哚洛芬及吡洛芬。

产物纯化过程要求进行下述优选的处理：通过快速色谱纯化或直接结晶，其中快速色谱纯化所使用的色谱柱为常规柱，材质为玻璃、石英玻璃、不锈钢或聚四氟乙烯等；所用填料为正相硅胶，粒度介于100-400目；采用二氯甲烷、二氯甲烷/甲醇(9:1，4:1，1:1)分段梯度洗脱。结晶溶剂可选用甲醇、乙醇、乙腈、丙酮等常用有机溶剂作为优良溶媒，纯净水作为不良溶媒。

本发明中式（1）所示的协同前药可与常用的辅料或药物载体结合，制备得到兼具解热镇痛及抗炎镇痛活性的非甾体抗炎药前体药物。

本发明基于NSAIDs药物解热镇痛和抗炎镇痛两大功效难以兼具这一现状，以及NSAIDs类药物自身的结构特征及缺陷，基于人体主要水解酶的分布及功能差异，设计并合成了胃肠体系稳定、进入血液循环后可被血浆和肝脏分布的水解酶迅速降解为活性药物的新型NSAID前体药物，其兼具对乙酰氨基酚药物的解热镇痛及芳基丙酸类药物的抗炎镇痛双重功效。此外，本发明还借助体内外模型开展了其口服给药成药性及药效活性的评估。

本发明涉及新型非甾体抗炎镇痛协同前药及其制备方法与应用，通过酯键将两个作用于不同靶点且具有抗炎、镇痛、解热、镇静等功效的非甾体药物相连接，获得非甾体抗炎镇痛协同前药。该前药不但可在生理条件下或体内酯酶作用下分解为两个活性药物分子，从而达到抗炎和解热镇痛的协同功效，还可有效降低酸性药物对胃肠道的刺激和损伤，避免致胃、十二指肠溃疡出血等副作用。

本发明中式（1）所示的协同前药在动物炎症及疼痛模型实验中显示了良好的生物活性，小鼠及大鼠醋酸扭体实验、大鼠硝酸银关节炎疼痛及佐剂关节炎疼痛实验证实：与原型药物相比、对乙酰氨基酚-氟比洛芬协同前药具有更明显的镇痛效应且持效时间更长；同时大鼠卡拉胶肿胀法及击打肿胀法实验证实对乙酰氨基酚-氟比洛芬协同前药较原型氟比洛芬相比，其抗炎活性也有所改善且持效时间延长。此外，大鼠长期服用对乙酰氨基酚-氟比洛芬协同前药未见有胃溃疡等副作用，提示该前药具有极高的安全性。小鼠口服给药显示该前药的半数致死量LD₅₀在500 mg/kg以上。

本发明与已有非甾体抗炎药前体药物相比，具有如下优点：

1、药效活性：兼具解热镇痛及抗炎镇痛活性，且体内实验证实活性显著；

2、安全性：无明显胃肠刺激且不会引发胃溃疡等副作用，LD₅₀高于前体药物；

3、人体内代谢产物及体内进程明确：该前体药物可在人体内被羧酸酯酶(CES1)快速水解；此外人羧酸酯酶2（CES2）、丁酰胆碱酯酶及白蛋白可缓慢水解该前体药物。水解后的两分子活性分子可被细胞色素P450酶及葡萄糖醛酸化酶继续代谢。

附图说明：

图1为协同前药对乙酰氨基酚-氟比洛芬（AF）的核磁谱图；

图2为协同前药AF在人肝微粒体体系下水解样品的超快速液相色谱—二极管阵列检测器（UFLC-DAD）谱图。

具体实施方式：

实施例1：协同前药对乙酰氨基酚-氟吡洛芬（AF）的合成

在25 ml单口圆底烧瓶中加入2 g氟比洛芬(8.2 mmol), 然后滴加15 ml SOCl₂，加热搅拌回流4-5小时，TLC检测氟比洛芬转化完全后停止反应。减压蒸馏除去过量SOCl₂后将酰氯化后的氟比洛芬转入50 ml单口圆底烧瓶中并溶于20 ml CH₂Cl₂中，在冰水浴中搅拌并加入1ml三乙胺作为缚酸剂，同时将1.24 g对乙酰氨基酚（8.2 mmol）溶于CH₂Cl₂中备用。用恒压滴液漏斗慢慢滴加8.2 mmol对乙酰氨基酚的CH₂Cl₂溶液，滴加完毕后移去冰水浴，常温下搅拌反应3小时，TLC检测对对乙酰氨基酚转化完全后停止反应。反应液直接加冰水沉淀后过滤得纯度>96%的产物，进一步用乙醇结晶后获得纯度≥99.5%的对乙酰氨基酚-氟吡洛芬前体药物。所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的剂型为片剂或胶囊剂或注射剂。合成过程如下所示：

实施例2：协同前药对乙酰氨基酚-酮洛芬（AK）的合成

在50 ml单口圆底烧瓶中加入2 g酰氯化的酮洛芬(8.0 mmol)并溶于20 ml CH₂Cl₂中，在冰水浴中搅拌并加入1 ml三乙胺作为缚酸剂，同时将1.21 g对乙酰氨基酚（8.0 mmol）溶于CH₂Cl₂中备用。用恒压滴液漏斗慢慢滴加8.2 mmol对乙酰氨基酚的CH₂Cl₂溶液，滴加完毕后移去冰水浴，常温下搅拌反应3小时，TLC检测对对乙酰氨基酚转化完全后停止反应。反应液直接加冰水沉淀后过滤得产物粗品，进一步用丙酮结晶后获得纯度≥99.5%的对乙酰氨基酚-酮洛芬前体药物。所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的剂型为片剂或胶囊剂或注射剂。合成过程如下所示：

实施例3：协同前药对乙酰氨基酚-吡洛芬（AP）的合成

在50 ml单口圆底烧瓶中加入2 g酰氯化的吡洛芬(8.0 mmol)并溶于20 ml CH₂Cl₂中，在冰水浴中搅拌并加入1 ml三乙胺作为缚酸剂。将1.2 g对乙酰氨基酚（8.0 mmol）溶于CH₂Cl₂中后用恒压滴液漏斗慢慢滴加8.2 mmol对乙酰氨基酚的CH₂Cl₂溶液，滴加完毕后移去冰水浴，常温下搅拌反应3~4小时，TLC检测原料转化完全后停止反应。之后将反应液直接上快速柱色谱（正相硅胶色谱，300-400目）后，分别用二氯甲烷和二氯甲烷-甲醇(体积比9:1，4:1，1:1)各洗脱2个柱体积，收集各段洗脱液并悬蒸后获得纯度大于98.5%的产物对乙酰氨基酚-酮洛芬前体药物。所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的剂型为片剂或胶囊剂或注射剂。合成过程如下所示：

实施例4：协同前药对乙酰氨基酚-吲哚洛芬（AI）的合成

在50 ml单口圆底烧瓶中加入2.2 g酰氯化的吲哚洛芬(8.0 mmol)并溶于20 ml CH₂Cl₂中，在冰水浴中搅拌并加入1 ml三乙胺作为缚酸剂。将1.2 g对乙酰氨基酚（8.0 mmol）溶于CH₂Cl₂中后用恒压滴液漏斗慢慢滴加8.2 mmol对乙酰氨基酚的CH₂Cl₂溶液，滴加完毕后移去冰水浴，常温下搅拌反应3~4小时，TLC检测原料转化完全后停止反应。之后将反应液直接上快速柱色谱（正相硅胶色谱，300-400目）后，分别用二氯甲烷和二氯甲烷-甲醇(体积比9:1，4:1，1:1)各洗脱2个柱体积，TLC监测收集目标洗脱液并旋蒸后获得纯度大于99.0%的产物对乙酰氨基酚-吲哚洛芬前体药物。所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的剂型为片剂或胶囊剂或注射剂。合成过程如下所示：

另附：实施例1-4中系列协同前药的水解速率测定相关说明

体外实验表明AF在人工胃液及人工肠液中极稳定，在生理pH环境下也极其稳定，其可在人血浆中缓慢水解，半衰期为42分钟。但其可被人羧酸酯酶1（CES1）快速水解，人肝微粒体中的半衰期为4.7分钟。此外，人羧酸酯酶2（CES2）也可缓慢水解AF。其余前体药物也可在人羧酸酯酶中快速水解，同时也可在血浆中缓慢水解。

表1. 四个协同药物的稳定性研究

Table 1. Stability profiles of four mutual prodrugs

实施例1-4中系列协同前药的整体药效活性相关说明：

1）大鼠醋酸扭体实验测定对AK、AF、AP与AI的镇痛活性：采用7周龄Wister大鼠1组12只，分别口服AK、AF、AP与AI后记录30分钟内Wister大鼠的扭体次数，与生理盐水及口服原药对照组相比较，计算抑制率。实验表明AK、AF、AP与AI的ED₅₀值介于0.02~0.05 mg/kg，且协同前药的镇痛活性都较原药都有所提高（提高5~15%）。

2）大鼠卡拉胶肿胀法测定对乙酰氨基酚-氟比洛芬（AF）的抗炎活性：使用7周龄的Wister大鼠1组8只，将0.1ml的1%λ-卡拉胶生理盐水注射在Wister大鼠的左后肢足背皮下，使用器官充盈度测量器测定6小时后测定足容积。将此容积值与诱发前的值之差为肿胀容积，从每1小时的肿胀容积的总和算出抑制率。在诱发之前给予受试药物AF及阴性对照（生理盐水）和阳性对照药物（口服氟比洛芬），AF显示出依存于剂量的抑制作用，且其ED₅₀为1.8 mg/kg，较阳性对照药物氟比洛芬（3.5 mg/kg）有明显改善。

Claims

1.非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药，具体为乙酰氨基酚-芳基丙酸协同前药；其特征在于：该协同前药通过酯键将两个具有非甾体抗炎镇痛或解热镇痛效应的药物分子相连接；其具有如下结构通式：

（1）

其中：R₁为烷基或芳香取代基。

2.按照权利要求1所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药，其特征在于：R₁的结构式为以下四种之一：

，

，

，。

3.按照权利要求2所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药，其特征在于：所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的剂型为以下几种之一：片剂、胶囊剂、注射剂。

4.权利要求1所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的制备工艺，其特征在于：首先将具有羧基的芳基丙酸类药物在无水有机溶剂体系中用二氯亚砜进行酰氯化处理，其次将酰氯化后的芳基丙酸类化合物与乙酰氨基酚按摩尔比1:1混合后在无水有机溶剂反应体系下进行酯化反应，应用薄层色谱法PLC或高效液相色谱法HPLC监测原料转化完全后将酯化产物通过快速色谱纯化后结晶或直接结晶处理，处理后获得所述协同前药；

所述具有羧基的芳基丙酸类药物具体为以下几种之一或其组合：氟比洛芬、酮洛芬、吲哚洛芬及吡洛芬。

5.按照权利要求4所述非甾体抗炎药抗炎镇痛协同前药的制备工艺，其特征在于：快速色谱纯化所使用的色谱柱材质为以下几种之一：玻璃、石英玻璃、不锈钢、聚四氟乙烯；色谱柱所用填料为正相硅胶，粒度介于100-400目；先采用二氯甲烷洗脱，然后采用二氯甲烷合甲醇的混合物进行洗脱；二氯甲烷和甲醇的摩尔比为9:1，4:1，1:1三种之一。