CN102911197B

CN102911197B - 喜树碱硅杂衍生物、含该衍生物的组合物及其用途

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Publication number: CN102911197B
Application number: CN201210400792.2A
Authority: CN
Inventors: 马凤森; 方多凤
Original assignee: HANGZHOU HAIHANG BIOLOGICAL MEDICAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: HANGZHOU HAIHANG BIOLOGICAL MEDICAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: CN102911197A

Abstract

本发明提供了一种结构新颖的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，其结构通式如（Ⅰ）所示；同时，还提供了包含药物有效量的所述喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，以及药学上可接受的赋形剂或添加剂的药物组合物。本发明通过伊立替康的元素改造、结构修饰，得到的一系列喜树碱硅杂衍生物对多种肿瘤细胞有抑制作用，尤其是对肺癌、胃癌、卵巢癌及直肠癌等疾病的肿瘤细胞抑制率较高，化合物抗肿瘤活性显著。本发明设计合理，制备原料来源广泛易获取，制备方法简便易操作，反应条件温和，产物的收率高，利于工业化规模生产。

Description

喜树碱硅杂衍生物、含该衍生物的组合物及其用途

技术领域

本发明属于药物合成技术领域，具体涉及一种喜树碱硅杂衍生物、含该衍生物的组合物及其制药用途，尤其是在制备抗肿瘤药物中的应用。

背景技术

喜树碱（下称CPT）是1966年Wall等人从洪桐科植物喜树的茎皮中提取得到的，属于五环生物碱，它以DNA拓扑异构酶Ⅰ为作用靶点，通过抑制生物体DNA的合成而发挥出抗肿瘤作用，临床上使用喜树碱治疗胃癌、结肠癌、直肠癌及膀肌癌，其混悬剂还用于治疗肝癌和白血病。但，由于喜树碱不溶于水，其钠盐毒副作用较大，除胃肠道毒性和骨髓抑制外，严重者会损坏肾脏产生血尿，这些缺点使得喜树碱的应用受到很大的限制。所以，研究人员对喜树碱的结构进行了改造和修饰的广泛研究，旨在提高其溶解度，降低毒性，延长内酯环在体内的保留时间及增加生理活性等。迄今所报道的喜树碱衍生物已经达数百种，其中，10-羟基喜树碱（Hydroxycampothecin，简称HCPT），拓扑替康（Topotecan，简称TPT），伊立替康（Iriontecan）以及9-氨基喜树碱、9-硝基喜树碱等均在临床中显示了广泛的抗肿瘤活性。

盐酸伊立替康（Iriontecan Hydrochloride，简称CPT-11），化学名为7-乙基-10-[4-(1-哌啶基)-1-哌啶基]羧氧基喜树碱盐酸盐，CAS登录号为100286-90-6，分子式为C₃₃H₃₈N₄O₆·HCI，分子量为677.19，是由日本Daiichi Seiyaku公司和Yakult Honsha公司研制开发，1994年在日本首次上市，作为转移性结直肠癌的有效药物引起全世界的广泛关注（叶金朝，抗炎药美洛昔康[J]，国外医药-合成药、生化药、制剂分册，1997.18(5):275）；也是美国FDA近40多年来，继氟尿嘧啶（5-FU）后首次批准用于转移性结直肠癌一线治疗的化疗药，其结构式如下所示：

盐酸伊立替康（CPT-11）属于拓扑异构酶Ⅰ抑制剂，是一种比CPT毒性轻的化合物，是CPT的半合成衍生物；它作为一种前体药物，可以在体内进行脱酯化反应，形成一个比母体化合物作用强1000倍的代谢物7-乙基-10-羟基喜树碱（SN-38）。盐酸伊立替康（CPT-11）对实体瘤有较强的治疗作用，与阿奇霉素、长春新碱、顺铂等有相似作用。由于该药作用于拓扑异构酶Ⅰ，因此与作用于拓扑异构酶Ⅱ的抗癌药物无交叉耐药性，甚至合用治疗可产生协同作用，其适应症为小细胞和非小细胞肺癌、宫颈癌及卵巢癌、结直肠癌等，对标准治疗方案无效的卵巢癌、子宫癌、胰腺癌和胃癌，亦有疗效。

从CA结构查新及公开专利可知，目前对喜树碱类化合物的结构改造，如伊立替康及其衍生物，主要是在母环CPT骨架上进行修饰改造、并未涉及在其哌啶基部位的结构修饰，而且制备多采用半合成法，即如下所示：

以喜树碱1为起始原料将其7位烷基化使其成为7-乙基喜树碱2，由2进一步制得10-羟基-7-乙基喜树碱3，3与光气反应后再与哌啶基反应即得目标产物4（Eckardt JR，Burris HA，Rothenberg ML，et al，Promising Novel Compounds Contemp[J]，Oncol，1993.4:47），该类技术方案的不足之处在于：合成工艺路线复杂、收率低；而且受起始原料喜树碱的限制，难以大规模生产，生产成本较高。

发明内容

本发明另辟蹊径，通过对伊立替康的哌啶基部位进行元素改造、结构修饰，得到一种结构新颖的喜树碱类化合物（即喜树碱硅杂衍生物），并从中筛选出一系列能够抑制拓扑异构酶Ⅰ活性、具有抗肿瘤效果的化合物。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，具有如下结构通式（Ⅰ）：

式（Ⅰ）中，R₁，R₂各自独立地选自：氢、C_1-10烷基、C_2-10烯基、C_2-10炔基、硝基、氨基、羧基、卤素、羟基、巯基、C_1-6烷硫基、C_1-6烷氧基、芳基、苄基、苄氧基，以及任选取代的C_1-10烷基、C_3-10环烷基、芳基或杂芳基；其中，在C_1-10烷基、C_3-10环烷基、芳基或杂芳基上取代的基团为卤素、羟基、硝基、氨基、C_1-6烷氧基、C_1-6烷基中的一种或几种。

在本发明中，R₁和R₂可以相同，也可以不同。

优选的，在本发明提供结构通式（Ⅰ）的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物中，R₁，R₂各自独立地选自：氢、C_1-10烷基、硝基、氨基、羧基、卤素、羟基、巯基、甲硫基、甲氧基、芳基、苄基、苄氧基，以及任选取代的C_1-10烷基、C_3-10环烷基、芳基或杂芳基；其中，在C_1-10烷基、C_3-10环烷基、芳基或杂芳基上取代的基团为卤素、羟基、硝基、氨基、甲氧基、C_1-6烷基中的一种或几种。

优选的，杂芳基选自如下基团：2-呋喃，3-呋喃，2-噻吩，3-噻吩，2-吡啶，3-吡啶，4-吡啶，2-吡咯或3-吡咯。

优选的，在本发明提供结构通式（Ⅰ）的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物中，R₁为：卤素、羟基、甲氧基、苯基、C_1-10烷基，以及任选取代的C_1-10烷基和苯基；R₂为：苯基、C_1-10烷基，以及任选取代的苯基；其中，在C_1-10烷基、苯基上取代的基团为卤素、羟基、C_1-6烷基中的一种或几种。

优选的，卤素选自氟、氯或溴。

优选的，结构通式（Ⅰ）中的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，选自编号SM01~SM04的如下化合物：

SM01：4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-二甲基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮；

SM02：4,11-二乙基-4-羟基-9-[（4-甲基苯基硅杂哌啶基哌啶）羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮；

SM03：4,11-二乙基-4-羟基-9-[（4-二苯基硅杂哌啶基哌啶）羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮；

SM04：4,11-二乙基-4-羟基-9-[（4-二氯苯基硅杂哌啶基哌啶）羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮；

SM01·HCl：4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-二甲基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮盐酸盐；

SM02·HCl：4,11-二乙基-4-羟基-9-[（4-甲基苯基硅杂哌啶基哌啶）羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮盐酸盐；

SM03·HCl：4,11-二乙基-4-羟基-9-[（4-二苯基硅杂哌啶基哌啶）羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮盐酸盐；

SM04·HCl：4,11-二乙基-4-羟基-9-[（4-二氯苯基硅杂哌啶基哌啶）羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮盐酸盐。

本发明中，“烷基”为直链或支链烷基，例如C_1-10烷基，优选C_1-6烷基，包括但不仅限于甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，异丁基，叔丁基，正戊基，异戊基，新戊基，正己基等。

本发明中，“烯基”为直链或支链的烯基，例如C_2-10烯基，优选C_2-6烯基，包括但不仅限于乙烯，丙烯，丁烯，异丁烯，戊烯，异戊烯，己烯等。

本发明中，“炔基”为直链或支链的炔基，例如C_2-10炔基，优选C_2-6炔基，包括但不仅限于乙炔，丙炔，丁炔等。

本发明中，“环烷基”为C_3-10环烷基，优选C_3-6环烷基，包括但不仅限于环丙基，环丁基，环戊基，环己基等；且“环烷基”任选地被前述的取代基团取代。

本发明中，“芳基”为单环或双环芳香烃基，例如苯基、奈基等，优选苯基。

本发明中，“C_1-6烷硫基”和“C_1-6烷氧基”中的C_1-6烷基均如上所定义，且“C_1-6烷硫基”优选甲硫基，“C_1-6烷氧基”优选甲氧基。

本发明中，术语“药学上可接受的盐”包括但不限于与无机酸形成的盐，如盐酸盐、磷酸盐、二磷酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、亚磺酸盐、硝酸盐、及其类似盐；也包括与有机酸形成的盐，如乳酸、草酸、苹果酸盐、马来酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、磺酸盐、甲磺酸盐、对甲苯磺酸盐、2-羟乙基磺酸盐、苯甲酸盐、水杨酸盐、硬脂酸盐、醋酸盐、及其类似盐。类似地，药学上可接受的阳离子包括但不限于钠、钾、钙、铝、锂和铵。

本发明中，术语“溶剂化物”是指通式（Ⅰ）喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐与溶剂形成的溶剂化物，其中所述溶剂优选为水或低级脂肪醇，例如C_1-6脂肪醇，所述溶剂化物优选为水合物或醇合物。

本发明还提供了一种制备如通式（Ⅰ）的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物的方法，该方法以硅杂哌啶类化合物为起始原料，通过还原胺化、HCl脱boc保护、氯甲酰化、亲核取代反应制备得到目标产物喜树碱硅杂衍生物，其总反应路线如下：

上述总反应路线，具体而言，主要包括如下四步合成步骤：

（1）将硅杂哌啶与N-Boc-哌啶-4-酮溶于有机溶剂，胺化成烯胺后，加还原剂，经还原反应得到1-(叔丁氧羰基)-4-（硅杂哌啶基）哌啶（即中间产物1），反应式见下：

在步骤（1）中，有机溶剂选自甲醇、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿中的一种或几种，优选为甲醇。

在步骤（1）中，还原剂选自氰基硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠中的一种或几种，优选为氰基硼氢化钠。

在步骤（1）中，反应原料（以N-Boc-哌啶-4-酮计）与还原剂的物质摩尔比为1:1~1:5，优选为1:2。

在步骤（1）中，反应温度为0~30℃，优选为20~25℃。

（2）步骤（1）所得的中间产物1溶于有机溶剂，在酸性条件下脱除Boc保护基得到4-（硅杂哌啶基）哌啶盐酸盐，再经碱中和反应得到4-（硅杂哌啶基）哌啶（即中间产物2），反应式见下：

在步骤（2）中，有机溶剂选自二氧六环、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿中的一种或几种，优选为乙酸乙酯。

在步骤（2）中，所用的“酸”选自浓盐酸、三氟乙酸中的一种或几种，优选为浓盐酸；所用的“碱”选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、三乙胺中的一种或几种，优选为氢氧化钠。

在步骤（2）中，浓盐酸与反应原料的物质摩尔比为5:1~15:1，优选为9:1~10:1。

在步骤（2）中，反应温度为10~30℃，优选为20~25℃。

（3）步骤（2）所得的中间产物2与三光气在碱的催化作用下，加入卤代烃溶剂，经氯甲酰化反应得到4-（硅杂哌啶基）哌啶甲酰氯（即中间产物3），反应式见下：

在步骤（3）中，卤代烃溶剂选自四氯化碳、氯仿、二氯甲烷中的一种或几种，优选为二氯甲烷。

在步骤（3）中，所用的“碱”选自三乙胺、吡啶中的一种或几种，优选为三乙胺。

在步骤（3）中，三光气与反应原料的物质摩尔比为1:1~1.2:1，优选为1:1~1.05:1；三乙胺与反应原料的摩尔比为3:1~3.5:1，优选为3:1~3.1:1。

在步骤（3）中，反应温度为-15~0℃，优选为-10~-5℃。

（4）步骤（3）所得的中间产物3与7-乙基-10-羟基喜树碱溶于吡啶，经亲核取代反应得到游离碱形式的喜树碱硅杂衍生物（即目标产物4），进一步可以成盐、或与溶剂形成溶剂化物，反应式见下：

在步骤（4）中，反应温度为10~25℃，优选为15~20℃。

上述步骤（1）~（4）的反应式中，R₁，R₂各自独立地选自：氢、C_1-10烷基、C_2-10烯基、C_2-10炔基、硝基、氨基、羧基、卤素、羟基、巯基、C_1-6烷硫基、C_1-6烷氧基、芳基、苄基、苄氧基，以及任选取代的C_1-10烷基、C_3-10环烷基、芳基或杂芳基；其中，在C_1-10烷基、C_3-10环烷基、芳基或杂芳基上取代的基团为卤素、羟基、硝基、氨基、C_1-6烷氧基、C_1-6烷基中的一种或几种。

本发明还提供了一种药物组合物，它包含药物有效量的如本发明提供的结构通式（Ⅰ）的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，以及药学上可接受的赋形剂或添加剂。药物组合物的形式可以为口服给药的，例如片剂或胶囊剂，也可以为非肠道注射的灭菌溶液、悬浮液或乳浊液，如静脉内、皮下、肌肉内、血管内的注射液。

本发明制备得到的喜树碱硅杂杂衍生物在制备预防或治疗肿瘤疾病的药物中的应用。通过体外筛选发现，该类喜树碱硅杂衍生物对多种肿瘤细胞株均具有明显的抗肿瘤作用，尤其是代表性的化合物SM01和SM01·HCl，在人肺癌细胞NCI-H460瘤株、A549瘤株、人胃癌细胞BGC-823瘤株、卵巢癌细胞HO-8910瘤株和直肠癌细胞HCT-116瘤株中表现出良好的抗肿瘤活性。在NCI-H460瘤株上，化合物SM01和SM01·HCl的肿瘤抑制率远高于市售盐酸伊立替康，且当药物处于低浓度时仍具有显著的抗肿瘤效果；在BGC-823瘤株、A549瘤株和HCT-116瘤株上，化合物SM01和SM01·HCl具有接近于甚至优于市售盐酸伊立替康的抗肿瘤活性；在HO-8910瘤株上，化合物SM01·HCl的抗肿瘤活性明显，市售盐酸伊立替康却不具备抗肿瘤活性。

本发明具有如下优点：

本发明以具有抗肿瘤活性的伊立替康为先导化合物，对其哌啶基部位进行元素改造、结构修饰，得到一系列结构新颖的喜树碱硅杂衍生物，与现有伊立替康或其衍生物相比，利用本发明所制得的部分衍生物对多种肿瘤细胞有抑制作用，尤其是对肺癌、胃癌、卵巢癌及直肠癌等疾病的肿瘤细胞抑制率较高，化合物抗肿瘤活性显著。

本发明设计合理，制备原料来源广泛易获取，制备方法简便易操作，反应条件温和，产物的收率高，利于工业化规模生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围不囿于如下实施例公开的范围。

实施例1：4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-二甲基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮·盐酸盐（SM01·HCl）的制备

步骤1，1-(叔丁氧羰基)-4-（二甲基硅杂哌啶基）哌啶（1）的制备

将23.3g二甲基硅杂哌啶，28.7gN-Boc-哌啶酮，200mL无水甲醇加入反应瓶，搅拌至溶，加入22.6g氰基硼氢化钠，室温反应过夜。旋蒸除去甲醇，加入200mL水，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，水洗，饱和盐水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩后，二氯甲烷:甲醇（20:1）柱层析，得浅黄色油状物19.17g，即为中间产物1。

步骤2，4-（二甲基硅杂哌啶基）哌啶（2）的制备

取上述步骤1制得的中间产物1（19.17g）溶于100mL乙酸乙酯中，室温下滴加盐酸的1,4-二氧六环溶液（4M）138mL，滴毕室温反应4小时。减压蒸除溶剂后，加100mL水溶解，2M NaOH溶液调PH至9，乙酸乙酯萃取三次，水洗，饱和盐水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩，得白色固体13.0g，即为中间产物2。

步骤3，4-（二甲基硅杂哌啶基）哌啶甲酰氯（3）的制备

于反应瓶中，加入固体光气18.2g，加入100mL二氯甲烷溶解，冰盐浴至0℃以下，滴加三乙胺25.5mL，控温5℃以下，滴毕搅拌20分钟；再取上述步骤2制得的中间产物2（13g），溶于100mL二氯甲烷中，缓慢滴加至反应液，控温5℃以下，滴毕，撤去冰盐浴，室温反应4小时。减压蒸除溶剂，残余物加入100mL正己烷，搅拌30分钟，抽滤，滤饼正己烷洗，得白色固体10.1g，即为中间产物3。

步骤4，4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-二甲基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮盐酸盐（SM01·HCl）的制备

于反应瓶中，加入7-乙基-10-羟基喜树碱10g，吡啶130mL，搅拌至溶解；再取上述步骤3制得的中间产物3（10.1g），溶解于50mL二氯甲烷，滴加至反应液，加毕25℃反应2小时。减压蒸除大部分吡啶，残余物加入200mL乙醚中，抽滤，滤饼乙醚洗，得黄色固体。该固体用二氯甲烷:甲醇（20:1）柱层析，得浅黄色固体7.1g，即为目标产物4（SM01）；将该固体加入100mL去离子水中，滴加1.5mL浓盐酸，加热80℃至溶解，冷却至室温，析出浅黄色结晶，抽滤，滤饼水洗，得浅黄色粉末2.82g，即为化合物SM01·HCl。

mp＞270℃（分解），ESI-MS：631.6([M+H]+),1H-NMR（300MHz，DMSO-d6）：δ0.14(s,3H),0.21(s,3H),0.88(t,3H),0.95-0.99(m,2H),1.19-1.22(m,2H),1.29(t,3H),1.81-1.92(m,4H),2.18(brs,2H),2.98-3.06(m,1H),3.15-3.36(m,5H),3.51-3.55(m,3H),4.28(dd,2H),5.33(s,2H),5.44(s,2H),6.54(brs,1H),7.32(s,1H),7.68(dd,1H,J=2.4Hz,9.1Hz),7.99(d,1H,J=2.4Hz),8.18(d,J=9.1Hz),10.46(brs,1H)。

实施例2：4,11-二乙基-4-羟基-9-[（4-甲基苯基硅杂哌啶基哌啶）羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮盐酸盐（SM02·HCl）的制备

步骤1，1-(叔丁氧羰基)-4-（甲基苯基硅杂哌啶基）哌啶（1）的制备

将30.3g甲基苯基硅杂哌啶，23.6gN-Boc-哌啶酮，200mL无水甲醇加入反应瓶，搅拌至溶，加入20g氰基硼氢化钠，室温反应过夜。旋蒸除去甲醇，加入200mL水，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，水洗，饱和盐水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩后，二氯甲烷:甲醇20:1柱层析，得浅黄色油状物21.3g，即为中间产物1。

步骤2，4-（甲基苯基硅杂哌啶基）哌啶（2）的制备

取上述步骤1制得的中间产物1（21g）溶于100mL乙酸乙酯中，室温下滴加盐酸的1,4-二氧六环溶液（4M）130mL，滴毕室温反应4小时。减压蒸除溶剂后，加100mL水溶解，2M NaOH溶液调PH至9，乙酸乙酯萃取三次，水洗，饱和盐水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩，得白色固体13.3g，即为中间产物2。

步骤3，4-（甲基苯基硅杂哌啶基）哌啶甲酰氯（3）的制备

于反应瓶中，加入固体光气14.5g，加入100mL二氯甲烷溶解，冰盐浴至0℃以下，滴加三乙胺20.4mL，控温5℃以下，滴毕搅拌20分钟；再取上述步骤2制得的中间产物2（13g），溶于100mL二氯甲烷中，缓慢滴加至反应液，控温5℃以下，滴毕，撤去冰盐浴，室温反应4小时。减压蒸除溶剂，残余物加入100mL正己烷，搅拌30分钟，抽滤，滤饼正己烷洗，得白色固体9.6g，即为中间产物3。

步骤4，4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-甲基苯基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-（4H，12H）-二酮盐酸盐（SM02·HCl）的制备

于反应瓶中，加入7-乙基-10-羟基喜树碱10.7g，吡啶160mL，搅拌至溶解；再取上述步骤3制得的中间产物3（9.6g）溶解于50mL二氯甲烷，滴加至反应液，加毕25℃反应2小时。减压蒸除大部分吡啶，残余物加入200mL乙醚中，抽滤，滤饼乙醚洗，得黄色固体，该固体用二氯甲烷:甲醇（20:1）柱层析，得浅黄色固体15.4g，即为目标产物4（SM02）；将该固体加入150mL去离子水中，滴加2.8mL浓盐酸，加热80℃至溶解，冷却至室温，析出浅黄色结晶，抽滤，滤饼水洗，得浅黄色粉末12.2g，即为化合物SM02·HCl。

mp＞260℃（分解），ESI-MS：693.2([M+H]+)，1H-NMR（300MHz，DMSO-d6）：δ0.37(s,1H),0.50(s,2H),0.88(t,3H),1.12(d,1H),1.29(q,3H),1.38(m,1H),1.50(m,1H),1.69-1.91(m,5H),2.24(brd,2H),2.99(m,1H),3.18(m,2H),3.34-3.41(m,3H),3.60-3.66(m,3H),4.17-4.23(m,1H),4.38-4.41(m,1H),5.32(s,2H),5.44(s,2H),6.52(brs,1H),7.32(s,1H),7.40-7.46(m,3H),7.65-7.69(m,3H),7.98-7.99(m,1H),8.16-8.18(m,1H),10.91(brs,1H)。

由于SM01、SM02、SM03、SM04、SM03·HCl、SM04·HCl等其它喜树碱硅杂衍生物，具有共同的母环结构，基团的取代部位相同（即化合物的合成机理相同），且该类化合物都具有抗肿瘤效果，因此该类化合物的制备方法与实施例1或实施例2相同，故不再一一赘述。

实施例3：喜树碱硅杂衍生物的急性毒性试验

实验动物：ICR小鼠，由浙江省实验动物中心提供，体重18-22g/只，每组10只，雌雄各半；在25℃实验室内适应性饲养2天后给药。

供试样品：化合物SM01、SM02、SM03、SM04、SM01·HCl、SM02·HCl、SM03·HCl和SM04·HCl分别用5%葡萄糖溶液进行溶解配制，各按100mg/kg剂量单次尾静脉注射给药，连续观察7天，逐日记录动物的毒性反应和死亡动物的分布。实验结束，未发现有实验动物死亡，表明化合物SM01、SM02、SM03、SM04、SM01·HCl、SM02·HCl、SM03·HCl和SM04·HCl静脉给药的半数致死量（LD50）大于100mg/kg。

实施例4：喜树碱硅杂衍生物的体外抑瘤试验

供试样品：分别为盐酸伊立替康（IrinotecanHCl）、化合物SM01和SM01·HCl，阳性对照为顺铂注射液（含量规格为：5mg/ml）。

细胞株：人肺癌细胞NCI-H460瘤株、A549瘤株、人胃癌细胞BGC-823瘤株及卵巢癌细胞HO-8910瘤株：购自中国科学院细胞研究所。试验采用传代48h生长旺盛的细胞。

试验方法：四唑盐（MTT）比色法

分组：分别为三种供试品组（10^-5-10^-9mol/L），阳性对照组（顺铂10μg/ml，Mw300，≈3.33x10^-5mol/L），阴性对照组（含5‰的DMSO）以及空白对照组，各3复孔。

实验步骤：

1、供试液配制：将供试样品2mg以DMSO溶解并定容到2ml，成1μg/μl母液，再分别取母液500μl、50μl以DMSO稀释定容到5ml，成稀释液①和②；再分别取稀释液②500μl、50μl以DMSO稀释定容到5ml，成稀释液③和④；供试液A配制：取母液20μl，用培养液稀释并定容到4ml即成；供试液B、C、D、E配制：分别各取上述稀释液①～④各20μl，用培养液稀释定容到4ml即成，得终浓度分别为5、0.5、0.05、0.005、0.0005μg/ml的五个浓度供试液；阳性对照组加顺铂注射液，使其终浓度为10μg/ml，阴性对照组加DMSO至终浓度为5‰，空白对照组为培养液。

2、将培养48h-72h的细胞（贴壁细胞覆盖约80%-90%）培养液倒掉，用PBS清洗两次。加1ml胰酶消化2-3min后，加入含10%血清的培养液，4000r/min，离心4min。将上清液倒掉，加入3-4ml培养液，计数，配制成2×10⁴/mL的细胞悬液。

3、2×10⁴/mL细胞悬液接种于96孔培养板，每孔接种100μL细胞悬液，置CO₂培养箱37℃培养24h后弃去培养液，加入含供试品培养液200μl，置CO₂培养箱37℃，继续培养72h。

4、每孔加入10μL浓度为5mg/mL的MTT溶液，继续培养4h后，弃去孔内液体，加入150μL DMSO，置振荡器上振荡60sec，在酶标仪570nm波长下测定吸光度。

5、按下式计算抑制率（T/C）：T/C=(1-A/A₀)×100%

其中A：供试品组吸光度，A₀：阴性对照组吸光度。

供试样品在不同浓度下对各瘤株的抑制率（%），其实验结果如下：

[注]“ND”表示未测

从上述结果中可知，本发明所提供的喜树碱硅杂衍生物对多种肿瘤细胞株均具有明显的抗肿瘤作用，尤其是代表性的化合物SM01和SM01·HCl，在人肺癌细胞NCI-H460瘤株、A549瘤株、人胃癌细胞BGC-823瘤株、卵巢癌细胞HO-8910瘤株中表现出良好的抗肿瘤活性。在NCI-H460瘤株上，化合物SM01和SM01·HCl的肿瘤抑制率远高于市售盐酸伊立替康，且当药物处于低浓度时仍具有显著的抗肿瘤效果；在BGC-823瘤株、A549瘤株上，化合物SM01和SM01·HCl具有接近于甚至优于市售盐酸伊立替康的抗肿瘤活性；此外，在HO-8910瘤株上，化合物SM01·HCl的抗肿瘤活性明显，而市售盐酸伊立替康却不具备抗肿瘤活性。

同样的，在培养的人直肠癌肿瘤细胞HCT-116瘤株中分别加入不同浓度的供试样品盐酸伊立替康（IrinotecanHCl）、化合物SM01和SM01·HCl，试验方法同前述的四唑盐（MTT）比色法，在酶标仪570nm波长下测定吸光度；按前述公式计算细胞抑制率，并用Bliss法计算IC₅₀值，计算结果如下：

盐酸伊立替康的IC₅₀=0.448μg/ml，

SM01的IC₅₀=0.233μg/ml，

SM01·HCl的IC₅₀=0.164μg/ml。

实验结果表明，化合物SM01和SM01·HCl在治疗直肠癌中也具有抗肿瘤活性，且治疗效果比市售盐酸伊立替康更明显。

本领域的普通技术人员应当认识到，本发明并不限于上述实施例，任何对本发明的变换、变型都落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐，具有如下结构通式(Ⅰ)：

所述通式(Ⅰ)中，R₁，R₂各自独立地选自：氢、C_1-10烷基、卤素、羟基、甲氧基、苯基以及取代的C_1-10烷基、苯基或杂芳基；其中，在C_1-10烷基、苯基或杂芳基上取代的基团为卤素、羟基、硝基、氨基、甲氧基、C_1-6烷基中的一种或几种；且杂芳基选自如下基团：2-呋喃，3-呋喃，2-噻吩，3-噻吩，2-吡啶，3-吡啶，4-吡啶，2-吡咯或3-吡咯。

2.根据权利要求1所述的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐，其特征在于，所述通式(Ⅰ)中，R₁为：卤素、羟基、甲氧基、苯基、C_1-10烷基，以及取代的C_1-10烷基和苯基；R₂为：苯基、C_1-10烷基，以及取代的苯基；其中，在C_1-10烷基、苯基上取代的基团为卤素、羟基、C_1-6烷基中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐，其特征在于，卤素选自氟、氯或溴。

4.根据权利要求1～3任一项所述的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐，其特征在于，选自如下化合物：

4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-二甲基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-(4H，12H)-二酮盐酸盐；

4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-甲基苯基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-(4H，12H)-二酮盐酸盐；

4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-二苯基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-(4H，12H)-二酮盐酸盐；

4,11-二乙基-4-羟基-9-[(4-二氯苯基硅杂哌啶基哌啶)羰氧基]-1H-吡喃并[3’,4’:6,7]吲哚嗪[1,2-b]喹啉-3,14-(4H，12H)-二酮盐酸盐。

5.一种制备如权利要求1所述通式(Ⅰ)的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐的方法，其按如下步骤：

(1)将硅杂哌啶与N-Boc-哌啶-4-酮溶于有机溶剂，胺化成烯胺后，加还原剂，经还原反应得到1-(叔丁氧羰基)-4-(硅杂哌啶基)哌啶，反应式如下：

其中，有机溶剂选自甲醇、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿中的一种或几种；还原剂选自氰基硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠中的一种或几种；

(2)步骤(1)所得的1-(叔丁氧羰基)-4-(硅杂哌啶基)哌啶溶于有机溶剂，在酸性条件下脱除Boc保护基，再经碱中和反应得到4-(硅杂哌啶基)哌啶，反应式如下：

其中，有机溶剂选自二氧六环、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿中的一种或几种；

(3)步骤(2)所得的4-(硅杂哌啶基)哌啶与三光气在碱的催化作用下，加入卤代烃溶剂，经氯甲酰化反应得到4-(硅杂哌啶基)哌啶甲酰氯，反应式如下：

其中，卤代烃溶剂选自四氯化碳、氯仿、二氯甲烷中的一种或几种；

(4)步骤(3)所得的4-(硅杂哌啶基)哌啶甲酰氯与7-乙基-10-羟基喜树碱溶于吡啶，经亲核取代反应得到游离碱形式的喜树碱硅杂衍生物，进一步成盐或与溶剂形成溶剂化物，反应式如下：

上述步骤(1)～(4)的反应式中，R₁，R₂各自独立地选自：氢、C_1-10烷基、卤素、羟基、甲氧基、苯基以及取代的C_1-10烷基、苯基或杂芳基；其中，在C_1-10烷基、苯基或杂芳基上取代的基团为卤素、羟基、硝基、氨基、甲氧基、C_1-6烷基中的一种或几种；且杂芳基选自如下基团：2-呋喃，3-呋喃，2-噻吩，3-噻吩，2-吡啶，3-吡啶，4-吡啶，2-吡咯或3-吡咯。

6.一种药物组合物，它包含药物有效量的如权利要求1～4任一项所述的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐，以及药学上可接受的赋形剂或添加剂。

7.权利要求1～4任一项所述的喜树碱硅杂衍生物或其药学上可接受的盐在制备抗肿瘤或癌症药物中的应用。