棉酚/棉酮衍生物及其制备方法和抗肿瘤药物中的应用
技术领域
本发明涉及一种生物医药领域中的抗肿瘤候选化合物,特别是涉及一类新型棉酚/棉酮衍生物及其制备方法和抗肿瘤药物中的应用。
背景技术
恶性肿瘤严重威胁着人类的健康,传统的化疗和放疗缺乏特异性,取得疗效的同时也往往给患者带来较大的毒副作用。结肠癌(Colorectalcancer)是世界范围内导致死亡的主要肿瘤之一,随着我国人民生活水平的提高,饮食结构的改变,其发病率呈逐年上升趋势。非转移性结肠癌患者的5年生存率约90%,但发生区域转移(如淋巴结转移)后下降为68%,发生远处转移后则只有10%。目前临床治疗结肠癌的策略包括手术切除病灶、放疗和化疗等等。然而,即使手术成功切除病灶并辅以术后化疗后,5年复发率仍然很高。因此,进一步研发高效、毒副作用小的抗结肠癌药物及治疗手段显得尤为重要与紧迫。
棉酚(gossypol),又称为棉籽醇,是一种从棉籽中提取的酚类化合物,近年来科学家对棉酚的抗肿瘤机制进行了深入探索,棉酚能抑制多种癌细胞的生长,如前列腺癌、胰腺癌、结肠癌、肺癌等。核磁共振和荧光偏振竞争结合等实验证实,棉酚通过与肿瘤细胞中Bcl-2家族蛋白的抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL等的BH3结合域结合,抑制它们与其家族的促凋亡蛋白(Bax、Bak、Bid等)形成二聚体,从而实现促凋亡的功能,最终诱导肿瘤细胞死亡。因此,棉酚在抗肿瘤研究方面极具应用潜力,可以作为一种临床治疗结肠癌的新策略。
由于棉酚结构中存在两个活性醛基,棉酚能够在体内造成肝、肾和心脏等多种组织器官损伤,毒副作用较大(LD50=2315mg/kg对于小鼠,LD50=550mg/kg对于猪),阻碍了其在临床抗癌治疗中的应用。有必要对棉酚进行结构改造和修饰,以期得到生物活性更高,毒性更低的抗肿瘤棉酚衍生物。近期,国外在这方面取得了实质性进展,美国FDA已经批准多个棉酚衍生物进入临床研究,如AT-101和ApoG2等。与天然棉酚相比,它们毒性显著降低,而药效接近。然而,AT-101和ApoG2等棉酚衍生物水溶性较差,表明它不是一个非常合适的药物,需要进一步改进。
因此,有必要开发毒副作用小,水溶性良好并且在生理条件下稳定的棉酚类衍生物,作为治疗结肠癌或其他癌症的潜在候选药物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型棉酚/棉酮衍生物及其制备方法和抗肿瘤药物中的应用,以解决现有技术中存在的问题和缺陷。本发明的新的棉酚/棉酮衍生物适合作为抗肿瘤潜在的候选药物,而且该新的棉酚/棉酮衍生物具有明显的抗肿瘤活性,不仅其毒性有所减少,而且水溶性及其生理条件下稳定性都得到改善,可望作为新型的抗肿瘤候选药物。
为解决上述技术问题,本发明的一种新型棉酚/棉酮衍生物,是如式(I)或式(II)所示的化合物、其异构体或其药学上可接受的盐:
其中,式(II)中的L为
R1~R4选自OH、H或O;
R5选自 或其中,R6选自H、Na+或K+;
M1选自Cu(II)、Mg(II)、Mn(II)、Mn(III)、Co(II)、Zn(II)、Fe(II)或Ni(II),即M1选自Cu2+、Mg2+、Mn2+、Mn3+、Co2+、Zn2+、Fe2+或Ni2+;
m选自1-3的整数;
n选自1-3的整数;
W选自H2O或AcO-;
y选自0-5的整数。
作为优选方案,所述R5选自 所述R6选自H、Na+或K+;所述M1选自Cu2+、Mg2+、Mn2+、Co2+、Zn2+、Fe2+;所述m选自1或2;所述n选自1或2;所述W选自H2O或AcO-;所述y选自0-4的整数。
作为进一步优选方案,所述化合物具有如式(III)或式(IV)或式(V)或式(VI)所示的结构:
其中,L1为L2为
M1选自Cu(II)或Zn(II),即M1选自Cu2+或Zn2+;R5选自R6选自H、Na+或K+;m选自1或2;n选自1或2;W选自H2O或AcO-;y选自0-4的整数。
作为进一步优选方案,上述化合物具有如式(VII)或式(VIII)或式(IX)或式(X)所示的结构:
其中,L3为L4为
M1选自Cu2+或Zn2+;R5选自R6选自H、Na+或K+;m选自1或2;n选自1或2;W选自H2O或AcO-;y选自0-4的整数。
作为再进一步优选方案,上述化合物具有如式(V)或式(VI)所示的结构:
其中,L2为R5选自R6选自H、Na+或K+;M1选自Cu2+或Zn2+;m选自1或2;n选自1或2;W选自H2O或AcO-;y选自0-4的整数。
作为再进一步优选方案,上述化合物具有如式(IX)或式(X)所示的结构:
其中,L4为R5选自R6选自H、Na+或K+;M1选自Cu2+或Zn2+;m选自1或2;n选自1或2;W选自H2O或AcO-;y选自0-4的整数。
对于上述衍生物的制备方法,分述如下:
A、当衍生物为棉酚的氨基酸席夫碱盐或棉酮的氨基酸席夫碱盐时的制备方法,包括步骤:
1a)在第一溶剂中,氨基酸与碱在0~50℃下反应(如反应1~10小时)后,得到氨基酸的盐溶液;
其中,第一溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、四氢呋喃(THF)、1,4-二氧六环中的一种或多种;
氨基酸包括:氨基青霉烷酸、牛磺酸、甘氨酸、L-丙氨酸、L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-蛋氨酸、L-半胱氨酸、L-丝氨酸、L-酪氨酸、L-苏氨酸、L-赖氨酸、L-组氨酸、L-色氨酸、L-异亮氨酸或L-亮氨酸;
碱为氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH);碱与氨基酸的摩尔比为1:1~4:1;
1b)在-20~60℃下,向氨基酸的盐溶液中加入棉酮或棉酚,经反应(如反应1~10小时)后,得到棉酚的氨基酸席夫碱盐或棉酮的氨基酸席夫碱盐;
其中,棉酚与氨基酸的摩尔比推荐为1:2~1:4,棉酮与氨基酸的摩尔比推荐为1:2~1:4。
所述制备方法还包括步骤:1c)将步骤1b)得到的棉酚的氨基酸席夫碱盐或棉酮的氨基酸席夫碱盐用第二溶剂淋洗,得到精制的棉酚的氨基酸席夫碱盐或棉酮的氨基酸席夫碱盐;其中,第二溶剂包括:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙醚、异丙醚中的一种或多种,优选为甲醇、乙醇、异丙醇、异丙醚中的一种或多种。
优选第一溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、四氢呋喃中的一种或多种;碱与氨基酸的摩尔比为1:1~2:1;在0~30℃下,向氨基酸的盐溶液中加入棉酮或棉酚,棉酚与氨基酸的摩尔比1:2~1:3,棉酮与氨基酸的摩尔比1:2~1:3。
B、当衍生物为还原棉酚的氨基酸席夫碱盐或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐时,包括步骤:
2a)在第三溶剂中,加入如上所述制备的棉酚的氨基酸席夫碱盐或棉酮的氨基酸席夫碱盐,然后,在-20~40℃下,再加入还原剂,反应(如至反应完全)后,得到还原棉酚的氨基酸席夫碱盐或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐;
其中,第三溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、四氢呋喃(THF)、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环中的一种或多种;
还原剂选自锂铝氢(LiAlH4)、硼氢化钠(NaBH4)、氰基硼氢化钠(NaBH3CN)、三乙酰氧基硼氢化钠(NaBH(OAc)3)中的一种或多种;
棉酚的氨基酸席夫碱盐与还原剂的摩尔比为1:1~1:6,棉酮的氨基酸席夫碱盐与还原剂的摩尔比为1:1~1:6。
所述制备方法,还可包括步骤:2b)步骤2a)得到的还原棉酚的氨基酸席夫碱盐或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐,用如上所述的第二溶剂淋洗,得到精制的还原棉酚的氨基酸席夫碱盐或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐。
优选地,第三溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1,2-二氯乙烷中的一种或多种;在0~30℃下,再加入还原剂,所述还原剂选自硼氢化钠、氰基硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠中的一种或多种;棉酚的氨基酸席夫碱盐与还原剂的摩尔比为1:1~1:4,棉酮的氨基酸席夫碱盐与还原剂的摩尔比为1:1~1:4;
C、当衍生物为棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物、棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物、还原棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物时的制备方法,包括步骤:
3a)在第四溶剂中,加入金属M1的盐,在0~30℃下,再加入如上所述制备的棉酚的氨基酸席夫碱盐或棉酮的氨基酸席夫碱盐,于40~60℃反应1~5h,继续升温至回流反应,得到棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物或棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物;
或3b)在第四溶剂中,加入金属M1的盐,在0~30℃下,再加入如上所述制备的还原棉酚的氨基酸席夫碱盐或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐,于40~60℃反应1~5h,继续升温至回流反应,得到还原棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物;
其中,第四溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种;
金属M1的盐选自醋酸锌、醋酸铜、硫酸锌、硫酸镁、硫酸锰、氯化亚铁、醋酸钴、醋酸锰或氯化镍;
棉酚的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:5,棉酮的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:5;
还原棉酚的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:5,还原棉酮的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:5。
所述制备方法,还可包括步骤:将步骤3a)得到的棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物或棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物或步骤3b)得到的还原棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物,分别用第二溶剂淋洗,得到精制的棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物、棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物、还原棉酚的氨基酸席夫碱盐的金属配合物或还原棉酮的氨基酸席夫碱盐的金属配合物。
优选第四溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种多种;金属M1的盐选自醋酸锌、醋酸铜、硫酸锌、硫酸锰或醋酸钴;棉酚的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:3,棉酮的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:3;还原棉酚的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:3,还原棉酮的氨基酸席夫碱盐与金属M1的盐的摩尔比为1:1~1:3。
在本发明的另一方面,提供前面所述的衍生物在制备防治或治疗肿瘤的药物或药物组合物中的用途。
在所述优选例中,所述肿瘤包括:结肠癌、乳腺癌、黑色素瘤、肺癌、前列腺癌或胰腺癌;尤其优选结肠癌。
在本发明的另一方面,提供前面所述的衍生物在在制备抗肿瘤药物Bcl-2家族抗凋亡蛋白抑制剂中的用途。
在本发明的另一方面,提供一种药物组合物,含有:治疗有效量的所述的衍生物或其组合;以及药学上可接受的载体。
在两个优选例中,所述的药物组合物用于防治肿瘤。
所述的药物组合物还含有:有效量的氯喹(CQ)、5-氟尿嘧啶(5-FU)、奥沙利铂(OXA)。即一种药物组合物,含有治疗有效量的氯喹、5-氟尿嘧啶、奥沙利铂与如上所述的衍生物或其组合以及药学上可接受的载体。
在本发明的另一方面,提供一种制备药物组合物的方法,所述方法包括:将治疗有效量的所述的衍生物或其组合与药学上可接受的载体混合。
在所述优选例中,所述方法还包括:将治疗有效量的氯喹、5-氟尿嘧啶、奥沙利铂与所述的衍生物或其组合以及药学上可接受的载体混合。
在本发明的另一方面,提供一种药盒,含有所述的衍生物;或含有所述的药物组合物。
在所述优选例中,所述药物组合物用于防治肿瘤。
本发明的其它方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
棉酚由于其低水溶性以及体内副作用的原因,一直没有在临床上被普遍用于抗肿瘤治疗。为了克服以上缺点,本发明人进行了广泛而深入的研究,设计并合成了一些新的棉酚衍生物,并且分析了它们的抗癌活性,从中找到了一类抗肿瘤效果明显、水溶性而且生理条件下稳定性好、毒副作用低的棉酚/棉酮衍生物。在此基础上完成了本发明。
本发明的新型棉酚/棉酮衍生物,相对于天然棉酚,由于在醛基位置上的改变(由醛基变为R基团),引入水溶性片段制备得到席夫碱衍生物,使得本发明的新型棉酚/棉酮衍生物不仅可溶性显著优于天然的棉酚,而且在生理条件下的稳定性得到显著提高。
本发明的新型棉酚/棉酮衍生物结构中,如“”的表示方法是本领域人员熟知的,其表示该位置的键可以是单键,也可以是双键。
本发明还包括上述化合物的药学上可接受的盐、水合物或前体,只要它们也具有防治肿瘤的作用。所述的“药学上可接受的盐”是指一类化合物与无机酸、有机酸、碱金属或碱土金属等反应生成的盐。这些盐包括:1)与如下无机酸形成的盐:如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸;2)与如下有机酸形成的盐,如乙酸、草酸、丁二酸、酒石酸、甲磺酸、马来酸、或精氨酸。其它的盐包括与碱金属或碱土金属(如钠、钾、钙或镁)形成的盐,以酯、氨基甲酸酯,或其它常规的“前体药物”的形式。
所述的“化合物的前体”指当用适当的方法服用后,该化合物的前体在病人体内进行代谢或化学反应而转变成具有结构式(I)所示结构的一种化合物,或结构式(I)所示结构的一个化合物所组成的盐或溶液。
本发明还包括上述化合物的异构体、外消旋体,只要它们也具有防治肿瘤的作用。化合物具有一个或多个不对称中心。所以,这些化合物可以作为外消旋的混合物、单独的对映异构体、单独的非对映异构体、非对映异构体混合物、顺式或反式异构体存在。
本领域人员应理解,在得知了本发明化合物的结构以后,可通过多种本领域熟知的方法、利用公知的原料,来获得本发明的化合物,比如化学合成或从生物(如动物或植物)中提取的方法,这些方法均包含在本发明中。
合成化学改造、保护官能团方法学(保护或去保护)对合成应用化合物是很有帮助的,并且是现有技术中公知的技术,如R.Larock,ComprehensiveOrganicTransformations,VCHPublishers(1989);T.W.GreeneandP.G.M.Wuts,ProtectiveGroupsinOrganicSynthesis,3rdEd.,JohnWileyandSons(1999);L.FieserandM.Fieser,FieserandFieser’’sReagentsforOrganicSynthesis,JohnWileyandSons(1994);和L.Paquette,ed.,EncyclopediaofReagentsforOrganicSynthesis,JohnWileyandSons(1995)中都有公开。
用途
基于本发明人的新发现,本发明提供了具有式(I)和(II)所示的结构的化合物或其异构体、外消旋体、药学上可接受的盐、水合物或前体的用途,用于制备防治肿瘤的药物(或组合物)。
在本发明的48个实施例中,具体验证了各化合物对于多种肿瘤细胞株的抑制作用,结果证明了各化合物可以不同程度地发挥抗肿瘤作用。特别是棉酮-牛磺酸钠和还原棉酮-牛磺酸钠的水溶性比天然棉酚有很大改善,且具有很好的抗肿瘤活性。体内实验证实棉酮-牛磺酸钠和还原棉酮-牛磺酸钠能够抑制小鼠结肠癌细胞形成肿瘤的生长。此外,棉酮-牛磺酸钠和还原棉酮-牛磺酸钠在体内的毒副作用也比天然棉酚要小,并且该化合物与氯喹(CQ)和5-氟尿嘧啶(5-FU)联合使用时,对结肠癌的生长有了更好的抑制作用。因此,棉酮-牛磺酸钠和还原棉酮-牛磺酸钠等新型棉酚/棉酮类化合物用于肿瘤(特别是结肠癌)治疗的前景要优于天然棉酚,具有可观的临床研究和应用价值。
组合物
如本文所用,术语“本发明的组合物”通常是药物组合物,其含有式(I)和(II)所示结构的化合物或其异构体、外消旋体、药学上可接受的盐、水合物或前体作为防治肿瘤的活性成分;以及药学上可接受的载体或赋形剂。
本发明中,术语“含有”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此,术语“主要由…组成”和“由...组成”包含在术语“含有”中。
本发明中,“药学上可接受的”成分是适用于人和/或动物而无过度不良副反应(如毒性、刺激和变态反应)即有合理的效益/风险比的物质。
本发明中,“药学上可接受的载体”是用于将本发明的具有式(I)所示结构的化合物或其异构体、外消旋体、药学上可接受的盐、水合物或前体传送给动物或人的药学上或食品上可接受的溶剂、悬浮剂或赋形剂。载体可以是液体或固体。适用于本发明的药学上可接受的载体包括:盐水、缓冲液、葡萄糖、水、甘油、乙醇、及其组合。
本发明还提供了制备防治肿瘤的组合物的方法,包括使用具有式(I)和(II)所示的结构的化合物。可将有效量的式(I)和(II)化合物与药学上可接受的载体混合获得本发明的组合物,活性成分在组合物中的重量比例例如可以是0.0001-50wt%;较佳地可以是0.001-20wt%。
本发明的药物组合物也可以是一种中药或天然产物提取物,其中含有本发明的具有式(I)和(II)所示结构的化合物作为活性成分,提取可以采用一些已知的方法。
本发明所述的药物组合物的剂型可以是多种多样的,只要是能够使活性成分有效地到达哺乳动物患处的剂型都是可以的。从易于制备和给药的立场看,优选的药物组合物是一种注射或口服的制剂。比如可选自:溶液、或悬浮液、粉末剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂。其中具有式(I)和(II)所示结构的化合物或其异构体、外消旋体、药学上可接受的盐、水合物或前体可以存在于适宜的固体或液体的载体或稀释液中。本发明的药物组合物中可以加入制备不同剂型时所需要的各种常规载体或辅料,如填充剂、矫味剂、抗氧化剂、香料、色素、润滑剂、助流剂、润湿剂、乳化剂、pH缓冲物质等。这些添加剂都是本领域人员所熟知的。
本发明还提供了一种防治肿瘤的方法,包括步骤:给需要的对象施用有效量的式(I)和(II)化合物。活性成分的给药量是治疗有效量。当外用时,本发明所述的化合物的安全有效量通常约0.1ng-100mg/kg体重;较佳的约1ng-20mg/kg体重。当然,具体剂量还应考虑给药途径、用药者健康状况等因素,这些都是熟练医师技能范围之内的。
作为本发明的优选方式,本发明所述的化合物与临床药物氯喹、5-氟尿嘧啶和奥沙利铂当用于制备药物组合物时,两者的使用量按照摩尔比为1:(1-20);较佳地为1:(5-10)。
本发明还提供了一种药盒,含有本发明所述的一种或多种化合物;或含有本发明所述的药物组合物。所述的药盒中还可含有使用说明书,以指导药物的使用。
本发明人已经通过计算机辅助药物设计、有机化学合成和先导化合物的改造,并进行了各种癌细胞株的生物活性筛选,与动物水平的生物活性分析等技术手段,获得了一系列棉酚/棉酮衍生物,该类棉酚/棉酮衍生物通过竞争性结合肿瘤细胞内的抗凋亡蛋白Bcl-2/Bcl-xL,诱导细胞线粒体释放细胞色素C,激活凋亡通路caspase家族蛋白;同时,由于高表达的Bcl-2/Bcl-xL可以和调控肿瘤细胞自噬的关键分子Beclin-1结合,推测棉酚在激活凋亡的同时可能会影响细胞的自噬通路,因此棉酚/棉酮衍生物与自噬抑制剂(氯喹等)的联用将成为制备抗癌药物的新策略。
基于新型棉酚/棉酮衍生物具有更好的性质,即不仅保持良好水溶性、降低毒性,而且能保持生理条件下的稳定性,不易被分解,提高生物利用度;除此之外,与自噬抑制剂联用,减少肿瘤候选药物的毒副作用等,有望使其能作为治疗癌症的潜在候选药物。
本发明的主要优点在于:
(1)首次揭示了一类新型棉酚/棉酮衍生物【式(I)所示的棉酚/棉酮的席夫碱衍生物或式(II)所示的棉酚/棉酮的席夫碱衍生物的金属配合物】,其比天然棉酚具有更好的水溶性,且具有较好的抗肿瘤效果,即具有明显的抗肿瘤活性;
(2)本发明的化合物毒副作用得到降低;
(3)本发明的化合物的水溶性及其生理条件下稳定性得到改善,完全可以通过人工合成的方式生产,成本低廉,可望作为新型的抗肿瘤候选药物。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明的棉酚/棉酮衍生物的一种制备示意图,其中,流程1是本发明的棉酚类衍生物的制备流程图,流程2是本发明的棉酮类衍生物的制备流程图。
图2是棉酚/棉酮衍生物预测和Bcl-2/Bcl-xL的BH3结构域对接结计算结果图,其中,本发明人利用FlexX软件计算棉酚/棉酮衍生物与相关受体(抗凋亡蛋白:Bcl-2/Bcl-xL)(ProteinDataBankcode:1YSI/4AQ3)的相互作用,(A)Bcl-xL蛋白与6-APA-钠-棉酮复合物三维结构模型;(B)Bcl-xL蛋白与棉酮-牛磺酸钠复合物三维结构模型。
图3是棉酮-牛磺酸钠、自噬抑制剂(氯喹,CQ)、5-氟尿嘧啶(5-FU)及奥沙利铂(QXA)联用对人源结肠癌细胞(SW620)的影响,其中,(A)分别检测用棉酮-牛磺酸钠、氯喹和棉酮-牛磺酸钠加氯喹处理人源结肠癌细胞株SW620后的细胞存活率;(B)分别检测用棉酮-牛磺酸钠、5-氟尿嘧啶和棉酮-牛磺酸钠加5-氟尿嘧啶处理人源结肠癌细胞株SW620后的细胞存活率;(C)分别检测用棉酮-牛磺酸钠、奥沙利铂和棉酮-牛磺酸钠加奥沙利铂处理人源结肠癌细胞株SW620后的细胞存活率;(D)分别检测用氯喹加5-氟尿嘧啶、5-氟尿嘧啶和氯喹处理人源结肠癌细胞株SW620后的细胞存活率。
图4是棉酮-牛磺酸钠对人源结肠癌细胞(SW620)成瘤裸鼠的药物疗效预实验图。棉酮-牛磺酸钠可以在体内抑制结肠癌生长。5×105个/0.1ml的SW620细胞注入裸鼠右侧背部皮下。待肿瘤体积达到约60mm3,将小鼠随机分成不同的组,每组6只。SW620荷瘤裸鼠按25mg/kg(溶于10%乙醇)体重的剂量每天经灌胃给棉酮-牛磺酸钠连续10天,以灌胃给予等量10%乙醇作为阴性对照。其中,(A)每2天测定一次SW620荷瘤裸鼠的重量;(B)每2天测定一次SW620荷瘤裸鼠肿瘤长度和宽度。肿瘤体积按公式长×宽×宽×0.52来计算体积。
具体实施方式
下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照《分子克隆:实验室指南》(NewYork:ColdSpringHarborLaboratoryPress,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。
I.材料和方法
除非另外说明,所用的试剂购自SIGMA-ALORICH(美国)和国药集团化学试剂有限公司等。
1.化合物的制备
化合物制备的概要流程见图1。具体制备实施例如下。
实施例1:制备“还原棉酮-6-APA(氨基青霉烷酸)-钠”
(1)棉酮制备
将醋酸棉酚20克溶于100ml丙酮中,滴入100mL配制好的10%三氯化铁溶液,加热到60℃,滴完至TLC(薄层层析)检测没有原料后,停止反应,加入大量水(约300mL),有不溶于水固体析出,放入冰箱冷置2小时,抽滤,得到的粘稠不溶物用配制好的20%硫酸溶液200mL、与乙酸乙酯萃取,洗至中性后干燥,浓缩,用EA(乙酸乙酯)/PE(石油醚)重结晶,得到浅黄色结晶,收率85%。
(2)6-APA(6-氨基青霉烷酸)-钠-棉酮的制备:取6-APA(6-氨基青霉烷酸,21.6g)和NaOH(4g),在0℃下,溶于甲醇(40mL)后,加入上述制备的棉酮(27.3g),经室温反应6小时后,抽滤,用异丙醇淋洗,得到6-APA-钠-棉酮。
(3)制备“还原棉酮-6-APA(氨基青霉烷酸)-钠”
将上述制备的6-APA-钠-棉酮(986mg,1mmol)溶于20ml甲醇中,室温下加入三醋酸硼氢化钠(848mg,4mmol),反应液有大量气泡生成,待不产生气泡反应完全后,浓缩除去多余甲醇,加入EA(乙酸乙酯)重结晶,得到产物固体粉末,收率87%。
还原棉酮-6-APA-钠
产物(还原棉酮-6-APA-钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),4.68(s,2H),4.47(m,2H),4.22(m,2H),3.82(m,4H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.55(m,12H),1.20(J=6Hz,d,12H)。
实施例2:制备“还原消旋棉酚-6-APA-钠”
参照实施例1的6-APA-钠-棉酮的制备方法,但将其中的棉酮改成消旋棉酚,其他反应条件不变,进行制备消旋棉酚-6-APA-钠。
消旋棉酚-6-APA-钠(958mg,1mmol)溶于30ml乙醇中,-20℃下加入硼氢化钠(228mg,6mmol),自然升温至室温,待反应完全后,浓缩除去多余乙醇,加入EA(乙酸乙酯)重结晶,得到产物固体粉末,收率85%。
还原消旋棉酚-6-APA-钠
产物(还原消旋棉酚-6-APA-钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:δ5.35(s,6H),7.58(s,2H),4.68(s,2H),4.47(m,2H),4.26(m,4H),4.22(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),1.55(m,12H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物(还原消旋棉酚-6-APA-钠)的元素分析数据如下:
Anal.Calcd(计算值):C46H52N4Na2O12S2,其中,C,57.37;H,5.44;N,5.82;
Found(实验值):C,57.01;H,5.03;N,5.45。
实施例3:制备“棉酮-牛磺酸钠”
将2.2当量的氢氧化钠(88mg,2.2mmol)溶于20ml乙醇中,加入2当量牛磺酸(250mg,2mmol),升温至40℃,得到牛磺酸钠,冷却温度至室温,加入1当量棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,溶液立刻变成酒红色,室温反应1.5小时后,升温至40℃反应半小时,点板(TLC薄层层析板)检测原料棉酮反应完全(注意棉酮应稍微过量,后处理方便),抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率75%。
棉酮-牛磺酸钠
产物(棉酮-牛磺酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:9.35(s,2H),3.99(d,J=5.5Hz,4H),3.88–3.67(m,2H),3.15–2.98(m,4H),1.85(s,6H),1.31(d,J=6.9Hz,12H).
产物(棉酮-牛磺酸钠)的质谱数据如下:
LR-ESI[M-2H]+802.2,[M-2Na+H]+759.3;
[M-Na]+781.1,[M-2Na+H]+759.1。
实施例4:制备“棉酮-牛磺酸钾”
将氢氧化钾(224mg,4mmol)溶于20ml乙醇中,加入牛磺酸(125mg,1mmol),升温至40℃,得到牛磺酸钾,冷却温度至室温,加入棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-3小时后,升温至40℃反应半小时,点板检测原料棉酮反应完全(注意棉酮应稍微过量,后处理方便),抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率78%。
棉酮-牛磺酸钾
产物(棉酮-牛磺酸钾)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:9.35(s,2H),3.99(d,J=5.5Hz,4H),3.88–3.67(m,2H),3.15–2.98(m,4H),1.85(s,6H),1.31(d,J=6.9Hz,12H)。
实施例5:制备“还原棉酮-牛磺酸钠”
将实施例3制备的棉酮-牛磺酸钠(804mg,1mmol)溶于20mL甲醇中,室温下慢慢加入三乙酰氧基硼氢化钠(1.06g,5mmol),反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
还原棉酮-牛磺酸钠
产物(还原棉酮-牛磺酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:1.44(J=6Hz,d,12H),1.96(s,6H),3.15(J=7.5Hz,t,4H),3.48(J=3Hz,t,4H),4.10(J=9Hz,m,2H),4.47(s,4H)。
实施例6:制备“还原消旋棉酚-牛磺酸钠”
按照实施例3的方法,但将其中的1当量棉酮改为1当量消旋棉酚,其他反应条件不变,进行制备消旋棉酚-牛磺酸钠。
将消旋棉酚-牛磺酸钠(776mg,1mmol)溶于15mL甲醇中,室温下慢慢加入三乙酰氧基硼氢化钠(848mg,4mmol),反应1-5小时,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率83%。
还原消旋棉酚-牛磺酸钠
产物(还原消旋棉酚-牛磺酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),7.58(s,2H),4.20(m,4H),3.53(m,4H),3.11(m,4H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物(还原消旋棉酚-牛磺酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C34H42N2Na2O12S2,其中,C,52.30;H,5.42;N,3.59;
实验值:C,52.03;H,5.64;N,3.48。
实施例7:制备“棉酮-甘氨酸钠”
将2.5当量的氢氧化钠(100mg,2.5mmol)溶于20mL乙醇中,加入2当量甘氨酸(75mg,1mmol),升温至40℃得到甘氨酸钠,冷却温度至室温,加入棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃原料反应1-5小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率88%。
棉酮-甘氨酸钠
产物(棉酮-甘氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),8.48(s,2H),4.49(s,4H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.20(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(棉酮-甘氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C34H30N2Na2O12,其中,C,57.96;H,4.29;N,3.98;
实验值:C,57.89;H,4.31;N,3.92。
实施例8:制备“还原棉酮-甘氨酸钠”
将实施例7制备的棉酮-甘氨酸钠(704mg,1mmol)溶于30mL乙醇中,室温下慢慢加入三氰基硼氢化钠(190mg,3mmol)至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用适量异丙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率88%。
还原棉酮-甘氨酸钠
产物(还原棉酮-甘氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),3.81(s,4H),3.49(s,4H),3.12(m,2H),1.93(s,6H),1.29(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(还原棉酮-甘氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C34H34N2Na2O12,其中,C,57.63;H,4.84;N,3.95;
实验值:C,57.61;H,4.79;N,3.98。
实施例9:制备“棉酮-L-丙氨酸钾”
将氢氧化钾(84mg,1.5mmol)溶于10mL乙醇中,加入1当量L-丙氨酸(90mg,1mmol),升温至40℃得到L-丙氨酸钾,冷却温度至室温,加入1当量棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率83%。
棉酮-L-丙氨酸钾
产物(棉酮-L-丙氨酸钾)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),8.65(s,2H),4.14(s,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.41(d,J=5.6Hz,6H),1.20(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(棉酮-L-丙氨酸钾)的元素分析数据如下:
计算值:C36H34K2N2O12,其中,C,56.53;H,4.48;N,3.66;
实验值:C,56.58;H,4.43;N,3.62。
实施例10:制备“还原棉酮-L-丙氨酸钾”
将1当量实施例9制备的棉酮-L-丙氨酸钾(764mg,1mmol)溶于由20mL甲醇和20mL1,2-二氯乙烷组成的混合溶剂中,室温下慢慢加入2.5当量硼氢化钠(95mg,2.5mmol)至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用适量乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率82%。
还原棉酮-L-丙氨酸钾
产物(还原棉酮-L-丙氨酸钾)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),3.81(s,4H),3.63(m,2H),3.12(m,2H),1.93(s,6H),1.29(d,J=6.0Hz,12H),1.23(d,J=5.6Hz,6H)。
产物(还原棉酮-L-丙氨酸钾)的元素分析数据如下:
计算值:C36H38K2N2O12,其中,C,56.24;H,4.98;N,3.64;
实验值:C,56.21;H,4.89;N,3.68。
实施例11:制备“还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸钠”
按照实施例3的方法,但将其中的牛磺酸改成L-苯丙氨酸以及将棉酮改为消旋棉酚,其他反应条件不变,进行制备消旋棉酚-L-苯丙氨酸钠。
将消旋棉酚-L-苯丙氨酸钠(856mg,1mmol)溶于由20mL甲醇和20mL1,2-二氯乙烷组成的混合溶剂中,室温下慢慢加入氰基硼氢化钠(252mg,4mmol),反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸钠
产物(还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.28(s,6H),7.26(m,2H),7.24(m,4H),7.15(m,4H),7.05(m,2H),4.25(m,4H),3.84(m,2H),3.12(m,2H),3.03(m,2H),2.78(m,2H),2.46(s,6H),2.0(m,2H),1.42(m,12H).
产物(还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C48H50N2Na2O10,其中,C,66.97;H,5.85;N,3.25;
实验值:C,66.94;H,5.88;N,3.22。
实施例12:制备“(-)-棉酚-L-缬氨酸钾”
将氢氧化钾(56mg,1mmol)溶于25mL甲醇中,加入L-缬氨酸(117mg,1mmol),升温至50℃,得到L-缬氨酸钾,冷却温度至室温,加入(-)-棉酚(518mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至65℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用异丙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率77%。
(-)-棉酚-L-缬氨酸钾
产物【(-)-棉酚-L-缬氨酸钾】的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:9.83(s,6H),8.13(s,2H),7.08(s,2H),3.95(m,2H),3.12(m,2H),2.50(m,2H),2.46(s,6H),1.42(m,12H),1.02(m,12H).
产物【(-)-棉酚-L-缬氨酸钾】的元素分析数据如下:
计算值:C40H46K2N2O10,其中,C,60.58;H,5.85;N,3.53;
实验值:C,60.55;H,5.88;N,3.51。
实施例13:制备“还原(-)-棉酚-L-缬氨酸钾”
将1当量实施例12制备的(-)-棉酚-L-缬氨酸钾(794mg,1mmol)溶于30mL甲醇中,室温下慢慢加入2当量三氰基硼氢化钠(126mg,2mmol),反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醚洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率78%。
还原(-)-棉酚-L-缬氨酸钾
产物(还原(-)-棉酚-L-缬氨酸钾)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.35(s,6H),7.05(s,2H),4.25(m,4H),3.44(m,2H),3.12(m,2H),2.70(m,2H),2.46(s,6H),2.0(m,2H),1.42(m,12H),1.02(m,12H).
产物(还原(-)-棉酚-L-缬氨酸钾)的元素分析数据如下:
计算值:C40H50K2N2O10,其中,C,60.28;H,6.32;N,3.51;
实验值:C,60.25;H,6.36;N,3.48。
实施例14:制备“(-)-棉酚-L-蛋氨酸钾”
将2.2当量的氢氧化钾(124mg,2.2mmol)溶于15mL乙醇中,加入2当量L-蛋氨酸(298mg,2mmol),升温至40℃得到L-蛋氨酸钾,冷却温度至室温,加入1当量(-)-棉酚(518mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率78%。
(-)-棉酚-L-蛋氨酸钾
产物【(-)-棉酚-L-蛋氨酸钾】的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ9.83(s,6H),8.13(s,2H),7.08(s,2H),3.96(m,2H),3.12(m,2H),2.46(s,6H),2.44(m,4H),2.25(m,4H),2.09(s,6H),1.42(d,J=6.0Hz,12H).:
产物【(-)-棉酚-L-蛋氨酸钾】的元素分析数据如下:
计算值:C40H46K2N2O10S2,其中,C,56.05;H,5.41;N,3.27;
实验值:C,56.02;H,5.45;N,3.22。
实施例15:制备“还原棉酮-L-蛋氨酸钠”
按照实施例3的方法,但将其中的牛磺酸改成L-蛋氨酸,其他反应条件不变,进行制备棉酮-L-蛋氨酸钠。
将棉酮-L-蛋氨酸钠(852mg)溶于30mL甲醇中,室温下慢慢加入铝锂氢(114mg,3mmol),反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用适量乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
还原棉酮-L-蛋氨酸钠
产物(还原棉酮-L-蛋氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),3.81(s,4H),3.45(m,2H),3.12(m,2H),2.44(m,4H),2.09(s,6H),2.01(m,4H),1.93(s,6H),1.29(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(还原棉酮-L-蛋氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C40H46N2Na2O12S2,其中,C,56.07;H,5.41;N,3.27;
实验值:C,56.12;H,5.38;N,3.19。
实施例16:制备“棉酮-L-半胱氨酸钠”
将氢氧化钠(112mg,2.8mmol)溶于15mL乙醇中,加入L-半胱氨酸(242mg,2mmol),升温至40℃得到-L-半胱氨酸钠,冷却温度至室温,加入棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率86%。
棉酮-L-半胱氨酸钠
产物(棉酮-L-半胱氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:9.83(s,4H),8.11(s,2H),4.28(m,2H),3.28(m,2H),3.12(m,2H),3.03(m,2H),1.93(s,6H),1.50(s,2H),1.29(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(棉酮-L-半胱氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C36H34N2Na2O12S2,其中,C,54.27;H,4.30;N,3.52;
实验值:C,54.32;H,4.25;N,3.49。
实施例17:制备“还原棉酮-L-半胱氨酸钠”
将1当量实施例16制备的棉酮-L-半胱氨酸钠(796mg,1mmol)溶于20mL甲醇中,室温下慢慢加入3当量三乙酰氧基硼氢化钠(190mg,3mmol)至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
还原棉酮-L-半胱氨酸钠
产物(还原棉酮-L-半胱氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.35(s,4H),3.82(m,4H),3.77(m,2H),3.04(m,2H),2.79(m,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.20(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(还原棉酮-L-半胱氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C36H38N2Na2O12S2,其中,C,53.99;H,4.78;N,3.50;
实验值:C,53.93;H,4.82;N,3.52。
实施例18:制备“棉酮-L-丝氨酸钠”
将氢氧化钠(128mg,3.2mmol)溶于10mL乙醇中,加入L-丝氨酸(210mg,2mmol),升温至40℃,得到L-丝氨酸钠,冷却温度至室温,加入棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至60℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用异丙醇淋洗数次后,再用异丙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率85%。
棉酮-L-丝氨酸钠
产物(棉酮-L-丝氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),8.65(s,2H),4.25(m,4H),4.05(m,2H),3.65(brs,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.20(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(棉酮-L-丝氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C36H34N2Na2O14,其中,C,56.55;H,4.48;N,3.66;
实验值:C,56.35;H,4.53;N,3.47。
实施例19:制备“还原棉酮-L-丝氨酸钠”
将实施例18制备的棉酮-L-丝氨酸钠(764mg,1mmol)溶于由20mL乙醇和20mL1,2-二氯乙烷组成的混合溶剂中,室温下慢慢加入氰基硼氢化钠(252mg,6mmol),反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用适量乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率80%。
还原棉酮-L-丝氨酸钠
产物(还原棉酮-L-丝氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.35(s,4H),3.82(m,4H),3.65(brs,2H),3.75(m,4H),3.54(m,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.20(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(还原棉酮-L-丝氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C36H38N2Na2O14,其中,C,56.25;H,4.98;N,3.64;
实验值:C,56.01;H,5.07;N,3.58。
实施例20:制备“消旋棉酚-L-酪氨酸钠”
将氢氧化钠(160mg,4mmol)溶于15mL乙醇中,加入L-酪氨酸(362mg,2mmol),升温至40℃得到L-丙氨酸钠,冷却温度至室温,加入1当量消旋棉酚(518mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率86%。
消旋棉酚-L-酪氨酸钠
产物(消旋棉酚-L-酪氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.65(s,2H),7.12(m,4H),6.70(m,4H),4.35(m,2H),3.27(m,2H),3.02(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物(消旋棉酚-L-酪氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C48H46N2Na2O12,其中,C,64.86;H,5.22;N,3.15;
实验值:C,64.78;H,5.35;N,3.09。
实施例21:制备“还原棉酮-L-酪氨酸钠”
按照实施例3的方法,但将其中的牛磺酸改成L-酪氨酸,其他反应条件不变,进行制备棉酮-L-蛋氨酸钠。
将1当量棉酮-L-酪氨酸钠(916mg,1mmol)溶于25mL甲醇中,室温下慢慢加入5当量三乙酰氧基硼氢化钠(1.06g,5mmol)至反应完全后,过滤得到产物固体粉末,用适量乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率78%。
还原棉酮-L-酪氨酸钠
产物(还原棉酮-L-酪氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.35(s,6H),6.95(m,4H),6.68(m,4H),3.84(m,4H),3.81(m,2H),3.12(m,2H),3.03(m,2H),2.78(m,2H),1.93(s,6H),1.29(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(还原棉酮-L-酪氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C48H46N2Na2O14,其中,C,62.61;H,5.03;N,3.04;
实验值:C,62.58;H,5.07;N,3.08。
实施例22:制备“棉酮-L-苏氨酸钠”
将3.2当量的氢氧化钠(128mg,3.2mmol)溶于20mL四氢呋喃中,加入1当量L-苏氨酸(119mg,1mmol),升温至30℃,得到L-苏氨酸钠,冷却温度至室温,加入1当量棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至50℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用甲醇淋洗后。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率85%。
棉酮-L-苏氨酸钠
产物(棉酮-L-苏氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),8.65(s,2H),4.0(m,2H),4.04(m,2H),3.58(brs,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.20(m,12H),1.18(m,6H)。
产物(棉酮-L-苏氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C38H38N2Na2O14,其中,C,57.58;H,4.83;N,3.53;
实验值:C,57.49;H,4.85;N,3.57。
实施例23:制备“还原棉酮-L-苏氨酸钠”
将实施例22制备的棉酮-L-苏氨酸钠(792mg,1mmol)溶于30mL正丙醇中,室温下慢慢加入硼氢化钠(152mg,4mmol),至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率88%。
还原棉酮-L-苏氨酸钠
产物(还原棉酮-L-苏氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.35(s,4H),3.82(m,4H),3.58(brs,2H),4.26(m,2H),3.53(m,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.20(d,J=6.0Hz,12H),1.18(m,6H)。
产物(还原棉酮-L-苏氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C38H42N2Na2O14,其中,C,57.29;H,5.31;N,3.52;
实验值:C,57.32;H,5.28;N,3.49。
实施例24:制备“棉酮-L-赖氨酸钠”
将1.6当量的氢氧化钠(64mg,1.6mmol)溶于20mL乙醇中,加入1当量L-赖氨酸(146mg,1mmol),升温至40℃得到L-赖氨酸钠,冷却温度至室温,加入1当量棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率80%。
棉酮-L-赖氨酸钠
产物(棉酮-L-赖氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.38(s,4H),8.13(s,2H),3.96(m,2H),3.12(m,2H),2.65(m,4H),1.93(s,6H),1.88(m,4H),1.55(m,4H),1.30(m,4H),1.29(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(棉酮-L-赖氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C41H46N4Na2O12,其中,C,59.57;H,5.71;N,6.62;
实验值:C,59.47;H,5.76;N,6.58。
实施例25:制备“还原棉酮-L-赖氨酸钠”
将1当量实施例24制备的棉酮-L-赖氨酸钠(846mg,1mmol)溶于由25mL甲醇和20mL1,2-二氯乙烷组成的混合溶剂中,室温下慢慢加入3当量三乙酰氧基硼氢化钠(636mg,3mmol)至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
还原棉酮-L-赖氨酸钠
产物(还原棉酮-L-赖氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:9.83(s,4H),3.81(m,4H),3.45(m,2H),3.12(m,2H),2.65(m,4H),1.93(s,6H),1.64(m,4H),1.55(m,4H),1.30(m,4H),1.29(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(还原棉酮-L-赖氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C42H52N4Na2O12,其中,C,59.29;H,6.16;N,6.58;
实验值:C,59.21;H,6.24;N,6.53。
实施例26:制备“(+)-棉酚-L-组氨酸钾”
将2.8当量的氢氧化钾(157mg,2.8mmol)溶于12mL乙醇中,加入2当量L-组氨酸(310mg,2mmol),升温至40℃得到L-组氨酸钾,冷却温度至室温,加入1当量(+)-棉酚(518mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率83%。
(+)-棉酚-L-组氨酸钾
产物【(+)-棉酚-L-组氨酸钾】的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.73(m,2H),8.65(s,2H),7.66(m,2H),7.61(s,2H),4.35(m,2H),3.27(m,2H),3.02(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物【(+)-棉酚-L-组氨酸钾】的元素分析数据如下:
计算值:C42H42K2N6O10,其中,C,58.05;H,4.87;N,9.67;
实验值:C,58.49;H,4.82;N,9.73。
实施例27:制备“还原(+)-棉酚-L-组氨酸钾”
将实施例26制备的(+)-棉酚-L-组氨酸钾(868mg,1mmol)溶于25mL甲醇中,室温下慢慢加入三乙酰氧基硼氢化钠(1.06g,5mmol)至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
还原(+)-棉酚-L-组氨酸钾
产物【还原(+)-棉酚-L-组氨酸钾】的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.73(m,2H),7.66(m,2H),7.58(s,2H),4.26(m,4H),3.84(m,2H),3.02(m,2H),2.77(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物【还原(+)-棉酚-L-组氨酸钾】的元素分析数据如下:
计算值:C42H46K2N6O10,其中,C,57.78;H,5.31;N,9.63;
实验值:C,57.71;H,5.29;N,9.58。
实施例28:制备“(-)-棉酚-L-色氨酸钠”
将氢氧化钠(100mg,2.5mmol)溶于30mL乙醇中,加入L-色氨酸(408mg,2mmol),升温至40℃得到L-色氨酸钠,冷却温度至室温,加入1当量(-)-棉酚(518mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至40℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用乙醇淋洗数次后,再用大量乙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率87%。
(-)-棉酚-L-色氨酸钠
产物【(-)-棉酚-L-色氨酸钠】1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.73(m,2H),7.61(m,2H),7.32(m,2H),7.18(s,2H),7.11(m,4H),4.35(m,2H),3.15(m,2H),2.90(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物【(-)-棉酚-L-色氨酸钠】的元素分析数据如下:
计算值:C52H48N4Na2O10,其中,C,66.80;H,5.17;N,5.99;
实验值:C,66.72;H,5.23;N,5.98。
实施例29:制备“消旋棉酚-L-异亮氨酸钠”
将氢氧化钠(72mg,1.8mmol)溶于10mL1,4-二氧六环中,加入L-异亮氨酸(131mg,1mmol),升温至40℃,得到L-缬氨酸钾,冷却温度至室温,加入1当量消旋棉酚(518mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至65℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用异丙醚淋洗,抽干固体,置于冰箱避光保存,收率78%。
消旋棉酚-L-异亮氨酸钠
产物(消旋棉酚-L-异亮氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.67(m,2H),7.61(m,4H),3.95(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),2.35(m,2H),1.55(m,4H),1.33(J=6Hz,d,12H),0.89(m,6H),0.96(m,6H)。
产物(消旋棉酚-L-异亮氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C42H50N2Na2O10,其中,C,63.95;H,6.39;N,3.55;
实验值:C,63.93;H,6.42;N,3.48。
实施例30:制备“还原消旋棉酚-L-异亮氨酸钠”
将实施例29制备的消旋棉酚-L-异亮氨酸钠(788mg,1mmol)溶于15mL甲醇中,室温下慢慢加入三乙酰氧基硼氢化钠(414mg,2mmol)至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用适量乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率75%。
还原消旋棉酚-L-异亮氨酸钠
产物(还原消旋棉酚-L-异亮氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),7.58(s,2H),4.26(m,4H),3.44(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),2.14(m,2H),1.55(m,4H),1.33(J=6Hz,d,12H),1.11(m,6H),0.90(m,6H)。
产物(还原消旋棉酚-L-异亮氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C42H54N2Na2O10,其中,C,63.62;H,6.86;N,3.53;
实验值:C,63.59;H,6.82;N,3.48。
实施例31:制备“棉酮-L-亮氨酸钠”
将氢氧化钠(160mg,4mmol)溶于10mLN,N-二甲基甲酰胺中,加入L-亮氨酸(393mg,3mmol),升温至40℃,得到L-丝氨酸钠,冷却温度至室温,加入1当量棉酮(546mg,1mmol)样品,缓慢搅拌,室温反应1-5小时后,升温至60℃至原料反应1-3小时后,抽滤得到固体粉末,用异丙醚淋洗数次后,再用异丙醚洗涤至滤液澄清。抽干固体,置于冰箱避光保存,收率83%。
棉酮-L-亮氨酸钠
产物(棉酮-L-亮氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),8.67(s,2H),3.96(m,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.84(m,4H),1.62(m,2H),1.20(m,12H),0.91(m,12H)。
产物(棉酮-L-亮氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C42H46N2Na2O12,其中,C,61.76;H,5.68;N,3.43;
实验值:C,61.73;H,5.63;N,3.45。
实施例32:制备“还原棉酮-L-亮氨酸钠”
将实施例31制备的棉酮-L-亮氨酸钠(816mg,1mmol)溶于20mL四氢呋喃中,室温下慢慢加入氰基硼氢化钠(126mg,2mmol),至反应1-5小时后,过滤得到产物固体粉末,用10ml乙醚洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
还原棉酮-L-亮氨酸钠
产物(还原棉酮-L-亮氨酸钠)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.35(s,4H),3.82(m,4H),3.45(m,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.61(m,4H),1.49(m,2H),1.20(d,J=6.0Hz,12H),0.91(m,12H)。
产物(还原棉酮-L-亮氨酸钠)的元素分析数据如下:
计算值:C42H50N2Na2O12,其中,C,61.46;H,6.14;N,3.41;
实验值:C,61.39;H,6.17;N,3.38。
实施例33:制备“还原棉酮-6-APA-钴配合物”
按照实施例1中的【(3)制备“还原棉酮-6-APA(6-氨基青霉烷酸)-钠”】的方法,但将其中的6-APA-钠-棉酮改成6-APA-钾-棉酮,其他反应条件不变,进行制备还原棉酮-6-APA-钾。
将溶有醋酸钴(177mg,1mmol)的异丙醇溶液(10mL),在20℃下滴加到含有1当量的还原棉酮-6-APA-钾(1.02g,1mmol)配体的异丙醇溶液(10mL),在40℃反应1-5小时后,继续升温至回流反应,待反应1-3小时,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的无水乙醇洗涤,得到产物,收率85%。
还原棉酮-6-APA-钴配合物
产物(还原棉酮-6-APA-钴配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ5.35(s,6H),4.68(s,4H),4.47(m,4H),4.22(m,4H),3.82(m,8H),2.87(m,4H),2.43(s,12H),1.55(m,24H),1.20(J=6Hz,d,24H)。
产物(还原棉酮-6-APA-钴配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C92H92CoK2N8Na2O28S4,其中,C,53.40;H,4.48;Co,2.85;N,5.42;
实验值:C,53.38;H,4.42;Co,2.79;N,5.45。
实施例34:制备“还原棉酮-牛磺酸-锌配合物”
将溶有3当量的醋酸锌(546mg,3mmol)的甲醇溶液(20mL),在30℃下滴加到含有2当量的实施例5制备的还原棉酮-牛磺酸钠(1.62g,2mmol)配体的甲醇溶液(30mL),于50℃恒温反应2h,继续升温至回流反应,待反应1-5小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的乙醚洗涤,得到产物,收率92%。
还原棉酮-牛磺酸-锌配合物
产物(还原棉酮-牛磺酸钠-锌配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ。1.44(J=6Hz,d,24H),1.96(s,12H),2.28(s,6H),3.15(J=7.5Hz,t,8H),3.48(J=3Hz,t,8H),4.10(J=9Hz,m,4H),4.47(s,8H),5.35(s,8H)。
产物(还原棉酮-牛磺酸-锌配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C76H84N4O36S4Zn3,其中,C,46.72;H,4.33;N,2.87;Zn,10.04;
实验值:C,46.70;H,4.29;N,2.85;Zn,9.93。
实施例35:制备“棉酮-甘氨酸-铜配合物”
将溶有5当量的醋酸铜(905mg,5mmol)的乙醇溶液(25mL),在30℃下滴加到含有1当量的实施例7制备的棉酮-甘氨酸钠(704mg,1mmol)配体的乙醇溶液(25mL),在60℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醇洗涤,得到产物,收率75%。
棉酮-甘氨酸-铜配合物
产物(棉酮-甘氨酸-铜配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,12H),8.48(s,6H),4.49(s,12H),2.87(m,6H),2.43(s,18H),1.20(d,J=6.0Hz,36H)。
产物(棉酮-甘氨酸-铜配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C110H102Cu4N6O44,其中,C,53.57;H,4.17;N,3.41;Cu,10.31;
实验值:C,53.52;H,4.13;N,3.45;Cu,10.26。
实施例36:制备“棉酮-L-丙氨酸-镁配合物”
将溶有2当量的硫酸镁(302mg,2mmol)的正丙醇溶液(15mL),在30℃下滴加到含有1当量的实施例9制备的棉酮-L-丙氨酸钾(764mg,1mmol)配体的乙醇溶液(15mL),在40℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醇洗涤,得到产物,收率85%。
棉酮-L-丙氨酸-镁配合物
产物(棉酮-L-丙氨酸-镁配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),8.65(s,2H),4.14(s,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.41(d,J=5.6Hz,6H),1.20(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(棉酮-L-丙氨酸-镁配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C36H36Mg2N2O14,其中,C,56.21;H,4.72;N,3.64;Mg,6.32;
实验值:C,56.18;H,4.75;N,3.61;Mg,6.28。
实施例37:制备“(-)-棉酚-L-蛋氨酸-锰配合物”
将溶有2当量的醋酸锰(464mg,2mmol)的乙醇溶液(15mL),在20℃下滴加到含有1当量的实施例14制备的(-)-棉酚-L-蛋氨酸钾(856mg,1mmol)配体的乙醇溶液(15mL),在40℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醚洗涤,得到产物,收率88%。
(-)-棉酚-L-蛋氨酸-锰配合物
产物((-)-棉酚-L-蛋氨酸-锰配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.13(s,2H),7.08(s,2H),3.96(m,2H),3.12(m,2H),2.46(s,6H),2.44(m,4H),2.28(s,12H),2.25(m,4H),2.09(s,6H),1.42(d,J=6.0Hz,12H)。
产物((-)-棉酚-L-蛋氨酸-锰配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C48H56Mn2N2O18S2,其中,C,51.34;H,5.03;N,2.49;Mn,9.78;
实验值:C,51.29;H,5.07;N,2.53;Mn,9.71。
实施例38:制备“还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸-锌配合物”
将溶有2当量的醋酸锌(364mg,2mmol)的甲醇溶液(10mL),在20℃下滴加到含有2当量的实施例11制备的还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸钠(1.7g,2mmol)配体的甲醇溶液(20mL),在50℃恒温反应1-5小时后,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的乙醚洗涤,得到产物,收率75%。
还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸-锌配合物
产物(还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸-锌配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:9.83(s,10H),7.26(m,4H),7.24(m,8H),7.15(m,8H),7.05(m,4H),4.25(m,8H),3.84(m,4H),3.12(m,4H),3.03(m,4H),2.78(m,4H),2.46(s,12H),2.0(m,2H),1.42(m,24H)。
产物(还原消旋棉酚-L-苯丙氨酸-锌配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C97H98N4Na4O20Zn,其中,C,64.83;H,5.50;N,3.12;Zn,3.64;
实验值:C,64.79;H,5.53;N,3.10;Zn,3.59。
实施例39:制备“还原棉酮-L-半胱氨酸-铜配合物”
将溶有3当量的硫酸铜(478mg,3mmol)的乙醇溶液(25mL),在30℃下滴加到含有2当量的实施例17制备的还原棉酮-L-半胱氨酸钠(1.6g,2mmol)配体的乙醇溶液(25mL),在50℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醚洗涤,得到产物,收率76%。
还原棉酮-L-半胱氨酸-铜配合物
产物(还原棉酮-L-半胱氨酸-铜配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),3.82(m,8H),3.77(m,4H),3.04(m,4H),2.79(m,4H),2.87(m,4H),2.43(s,12H),1.20(d,J=6.0Hz,24H)。
产物(还原棉酮-L-半胱氨酸-铜配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C72H74Cu3N4O26S4,其中,C,49.98;H,4.31;N,3.24;Cu,11.02;
实验值:C,49.93;H,4.28;N,3.29;Cu,10.97。
实施例40:制备“棉酮-L-丝氨酸-钴配合物”
将溶有3当量的醋酸钴(531mg,3mmol)的异丙醇溶液(25mL),在20℃下滴加到含有2当量的实施例18制备的棉酮-L-丝氨酸钠(1.53g,2mmol)配体的异丙醇溶液(25mL),在40℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的乙醚洗涤,得到产物,收率75%。
棉酮-L-丝氨酸-钴配合物
产物(棉酮-L-丝氨酸-钴配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.65(s,4H),4.25(m,8H),4.05(m,4H),3.65(brs,4H),2.87(m,4H),2.43(s,12H),1.20(d,J=6.0Hz,24H)。
产物(棉酮-L-丝氨酸-钴配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C76H72Co3N4O32,其中,C,52.76;H,4.19;N,3.24;Co,10.22;
实验值:C,52.73;H,4.15;N,3.28;Co,10.17。
实施例41:制备“还原(-)-棉酚-L-缬氨酸-锰配合物”
将溶有2当量的硫酸锰(302mg,2mmol)的正丙醇溶液(15mL),在20℃下滴加到含有1当量的实施例13制备的还原(-)-棉酚L-缬氨酸钾(796mg,1mmol)配体的正丙醇溶液(15mL),在40℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的乙醇洗涤,得到产物,收率85%。
还原(-)-棉酚-L-缬氨酸-锰配合物
产物【还原(-)-棉酚-L-缬氨酸-锰配合物】的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),7.05(s,2H),4.25(m,4H),3.44(m,2H),3.12(m,2H),2.70(m,2H),2.46(s,6H),1.42(m,12H),1.02(m,12H)。
产物【还原(-)-棉酚-L-缬氨酸-锰配合物】的元素分析数据如下:
计算值:C40H50Mn2N2O12,其中,C,55.82;H,5.86;N,3.25;Mn,12.77;
实验值:C,55.79;H,5.81;N,3.27;Mn,12.69。
实施例42:制备“还原棉酮-L-酪氨酸-锌配合物”
将溶有2当量的硫酸锌(320mg,2mmol)的甲醇溶液(15mL),在20℃下滴加到含有1当量的实施例21制备的还原棉酮-L-酪氨酸钠(920mg,1mmol)配体的甲醇溶液(15mL),在50℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的乙醇洗涤,得到产物,收率88%。
还原棉酮-L-酪氨酸-锌配合物
产物(还原棉酮-L-酪氨酸-锌配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),6.95(m,4H),6.68(m,4H),3.84(m,4H),3.81(m,2H),3.12(m,2H),3.03(m,2H),2.78(m,2H),1.93(s,6H),1.29(d,J=6.0Hz,12H)。
产物(还原棉酮-L-酪氨酸-锌配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C48H46N2O16Zn2,其中,C,55.56;H,4.47;N,2.70;Zn,12.60;
实验值:C,55.49;H,4.45;N,2.75;Zn,12.53。
实施例43:制备“棉酮-L-苏氨酸-铁配合物”
将溶有5当量的铁氯化亚铁(630mg,5mmol)的乙醇溶液(30mL),在25℃下滴加到含有2当量的实施例22制备的棉酮-L-苏氨酸钠(1.59g,2mmol)配体的乙醇溶液(30mL),在55℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的乙醚洗涤,得到产物,收率80%。
棉酮-L-苏氨酸-铁配合物
产物(棉酮-L-苏氨酸-铁配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),8.65(s,4H),4.0(m,4H),4.04(m,4H),3.58(brs,4H),2.87(m,4H),2.43(s,12H),1.20(m,24H),1.18(m,12H)。
产物(棉酮-L-苏氨酸-铁配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C76H78Fe3N4O30,其中,C,53.85;H,4.64;N,3.31;Fe,9.88;
实验值:C,53.83;H,4.67;N,3.36;Fe,9.82。
实施例44:制备“还原消旋棉酚-L-赖氨酸-锌配合物”
按照实施例24的方法,但将其中的1当量棉酮改为1当量消旋棉酚,其他反应条件不变,进行制备消旋棉酚-L-赖氨酸钠。
将1当量消旋棉酚-L-赖氨酸钠(1.7mg,2mmol)溶于乙醇(30mL)中,室温下慢慢加入三乙酰氧基硼氢化钠(2.1g,10mmol)至反应1-5小时后,过滤得到还原消旋棉酚-L-赖氨酸钠粉末,用5ml异丙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率82%。
然后,再将溶有2当量的醋酸锌(364mg,2mmol)的乙醇溶液(10mL),在25℃下滴加到含有1当量的还原消旋棉酚-L-赖氨酸钠(822mg,1mmol)配体的乙醇溶液(10mL),在55℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醚洗涤,得到产物,收率82%。
还原消旋棉酚-L-赖氨酸-锌配合物
产物(还原消旋棉酚-L-赖氨酸-锌配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,4H),7.58(s,2H),4.26(m,4H),3.45(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),2.28(s,6H),1.64(m,4H),1.55(m,4H),1.25(m,4H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物(还原消旋棉酚-L-赖氨酸-锌配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C46H58N4O14Zn2,其中,C,54.07;H,5.72;N,5.48;Zn,12.80;
实验值:C,54.01;H,5.75;N,5.43;Zn,12.73。
实施例45:制备“还原棉酮-L-组氨酸-铜配合物”
按照实施例26的方法,但将其中的1当量(+)-棉酚改为1当量棉酮,其他反应条件不变,进行制备棉酮-L-组氨酸钾。
将1当量棉酮-L-组氨酸钾(1.8g,2mmol)溶于甲醇(20mL)中,室温下慢慢加入5当量三乙酰氧基硼氢化钠(2.1g,10mmol)至反应1-5小时后,过滤得到还原棉酮-L-组氨酸钾粉末,用4ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率80%。
然后,再将溶有2当量的醋酸铜(364mg,2mmol)的甲醇溶液(20mL),在25℃下滴加到含有1当量的还原棉酮-L-组氨酸钾(900mg,1mmol)配体的甲醇溶液(20mL),在60℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醇洗涤,得到产物,收率95%。
还原棉酮-L-组氨酸-铜配合物
产物(还原棉酮-L-组氨酸-铜配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,2H),8.47(m,2H),7.33(m,2H),3.82(m,4H),3.84(m,2H),2.96(m,2H),2.71(m,2H),2.87(m,2H),2.70(s,6H),2.82(s,6H),1.33(J=6Hz,d,12H)。
产物(还原棉酮-L-组氨酸-铜配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C46H44Cu2N6O16,其中,C,51.93;H,4.17;N,7.90;Cu,11.95;
实验值:C,51.91;H,4.12;N,7.94;Cu,11.90。
实施例46:制备“还原棉酮-L-色氨酸-镍配合物”
按照实施例28的方法,但将其中的1当量(-)-棉酚改为1当量棉酮,其他反应条件不变,进行制备棉酮-L-色氨酸钠。
将1当量棉酮-L-色氨酸钠(2.9g,3mmol)溶于甲醇(20mL)中,室温下慢慢加入4当量三乙酰氧基硼氢化钠(2.5g,12mmol)至反应1-5小时后,过滤得到还原棉酮-L-色氨酸钠粉末,用5ml乙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率83%。
然后,再将溶有3当量的氯化镍(384mg,3mmol)的乙醇溶液(20mL),在30℃下滴加到含有1当量的还原棉酮-L-色氨酸钠(966mg,1mmol)配体的乙醇溶液(20mL),在60℃恒温反应2h,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醇洗涤,得到产物,收率78%。
还原棉酮-L-色氨酸-镍配合物
产物(还原棉酮-L-色氨酸-镍配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,2H),7.61(m,2H),7.32(m,2H),7.18(s,2H),7.11(m,4H),3.84(m,2H),3.81(m,4H),3.06(m,2H),2.81(m,2H),2.87(m,2H),2.43(s,6H),1.20(J=6Hz,d,12H)。
产物(还原棉酮-L-色氨酸-镍配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C51H46N4Ni2O14,其中,C,57.99;H,4.39;N,5.30;Ni,11.11;
实验值:C,57.92;H,4.43;N,5.26;Ni,11.07。
实施例47:制备“还原消旋棉酚-L-亮氨酸-锰配合物”
按照实施例31的方法,但将其中的1当量棉酮改为1当量消旋棉酚,其他反应条件不变,进行制备消旋棉酚-L-亮氨酸钠。
将消旋棉酚-L-亮氨酸钠(2.4g,3mmol)溶于乙醇(30mL)中,室温下慢慢加入三乙酰氧基硼氢化钠(1.9g,9mmol)至反应1-5小时后,过滤得到还原消旋棉酚-L-亮氨酸钠粉末,用5ml异丙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率84%。
然后,再将溶有3当量的醋酸锰(696mg,3mmol)的乙醇溶液(30mL),在30℃下滴加到含有2当量的还原消旋棉酚-L-亮氨酸钠(1.58g,2mmol)配体的乙醇溶液(30mL),在60℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醇洗涤,得到产物,收率75%。
还原消旋棉酚-L-亮氨酸-锰配合物
产物(还原消旋棉酚-L-亮氨酸-锰配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,10H),7.58(s,4H),4.25(m,4H),3.45(m,4H),2.87(m,4H),2.70(s,12H),1.61(m,8H),1.49(m,4H),1.33(d,J=6.0Hz,24H),0.91(m,24H)。
产物(还原消旋棉酚-L-亮氨酸-锰配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C88H110Mn3N4O24,其中,C,59.63;H,6.25;N,3.16;Mn,9.30;
实验值:C,59.58;H,6.27;N,3.12;Mn,9.26。
实施例48:制备“还原棉酮-L-异亮氨酸-钴配合物”
将实施例31制备的棉酮-L-异亮氨酸钠(2.5g,3mmol)溶于甲醇(40mL)中,室温下慢慢加入三乙酰氧基硼氢化钠(3.2g,15mmol)至反应1-5小时后,过滤得到还原棉酮-L-异亮氨酸钠粉末,用5ml异丙醇洗涤。粉末抽干,置于冰箱避光保存,收率85%。
然后,再将溶有3当量的醋酸钴(531mg,3mmol)的乙醇溶液(30mL),在30℃下滴加到含有2当量的还原棉酮-L-异亮氨酸钠(1.64g,2mmol)配体的乙醇溶液(30mL),在60℃恒温反应1-5小时,继续升温至回流反应,待反应1-3小时后,将悬浮液冷却至室温,减压过滤,滤饼以冷却的异丙醇洗涤,得到产物,收率87%。
还原棉酮-L-异亮氨酸-钴配合物
产物(还原棉酮-L-异亮氨酸-钴配合物)的1HNMR(300MHz,CD3OD)δ:5.35(s,6H),3.81(m,8H),3.44(m,4H),2.87(m,4H),2.43(s,12H),2.14(m,4H),1.55(m,8H),1.20(J=6Hz,d,24H),1.11(m,12H),0.90(m,12H)。
产物(还原棉酮-L-异亮氨酸-钴配合物)的元素分析数据如下:
计算值:C88H100Co3N4O28,其中,C,57.49;H,5.48;N,3.05;Co,9.62;
实验值:C,57.45;H,5.43;N,3.07;Co,9.57。
2.细胞培养
小鼠结肠癌细胞系CT26(获自美国ATCC生物资源中心)与乳腺癌细胞系4T1(获自美国ATCC生物资源中心)用RMPI-1640培养基(HyClone,Logan,UT)添加10%胎牛血清(HyClone),100单位/毫升青霉素和100μg/mL链霉素(Invitrogen,Carlsbad,CA)培养。人结肠癌细胞系HCT116(获自美国ATCC生物资源中心)、HT29(获自美国ATCC生物资源中心)和SW620(获自美国ATCC生物资源中心),人胃癌细胞N87和BGC823(获自美国ATCC生物资源中心),肺癌细胞系A549(获自美国ATCC生物资源中心),人胰腺癌细胞BXPC-3和PANC-1(获自美国ATCC生物资源中心),乳腺癌细胞系MDA-MB-231(获自美国ATCC生物资源中心),前列腺癌细胞系PC-3(获自美国ATCC生物资源中心)用DMEM(HyClone)添加10%胎牛血清,100单位/毫升青霉素和100μg/mL链霉素(Invitrogen,Carlsbad,CA)在37℃、5%CO2培养箱中培养。以上细胞每次传代都按照1:4或者1:3比例传代,传代间隔为2天。
3.细胞活力检测
先将合成的化合物用DMSO溶解。将不同类型肿瘤细胞系以每孔5×103个/100μl种于96孔板。贴壁后,加入不同浓度的化合物或联合氯喹(CQ)、5-氟尿嘧啶(5-FU)和奥沙利铂(OXA)处理72小时,以DMSO为阴性对照。处理结束后,加入10μl5mg/ml的3-(4,5-甲基偶氮基)-2,5二苯基四唑盐(MTT),然后,再在37℃避光孵育4小时后,弃去培液。产生的晶体用100μlDMSO溶解后,于酶标仪上检测OD490的读数,并计算半杀伤率IC50(μM)。
4.细胞增殖能力检测(MTS方法)
人源结肠癌细胞以每孔2×103个细胞/100μl种于96孔板。加入不同浓度的本发明的棉酚/棉酮衍生物处理不同时间后,用CellTiter96AqueousOneSolutionCellProliferationKit试剂盒(PromegaCorporation,Madison,WI)检测细胞增殖能力。实验具体操作步骤见试剂盒说明书。
5.TUNEL细胞凋亡检测
人源结肠癌细胞用不同浓度的本发明的棉酚/棉酮衍生物处理不同时间后,用InSituCellDeathDetectionKit试剂盒(RocheAppliedScience,Mannheim,Germany)检测细胞凋亡程度。细胞用PBS(pH7.4)洗两次后,用4%多聚甲醛在室温下固定1小时,用PBS洗两次后,用通透细胞溶液在冰上处理细胞2分钟,再用PBS洗两次后,与凋亡检测反应混合液在37℃避光孵育1小时,细胞核用DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)染色,最后用PBS洗两次。在荧光显微镜下分析样品,随机选五个视野计数阳性的细胞,统计分析阳性细胞百分比。
6.分子对接模拟
利用FlexX软件计算本发明的棉酚/棉酮衍生物与相关受体(抗凋亡蛋白:Bcl-2/Bcl-xL)(ProteinDataBankcode:1YSI/4AQ3)的对接情况,如相关受体与棉酮-牛磺酸钠等棉酚/棉酮衍生物对接。
7.免疫印迹
细胞用本发明的棉酚/棉酮衍生物按照不同浓度和不同时间加入细胞培液后,细胞裂解后,用10%SDS-PAGE凝胶电泳,之后转印到硝酸纤维素膜(AmershamBioscience,Buckinghamshire,UK)上。膜用含5%(w/v)脱脂牛奶和1%(v/v)吐温-20的TBS溶液(pH7.6)室温封闭1小时,然后用抗Bcl-2(CellSignaling,Beverly,MA)、Bcl-xL(CellSignaling)和β-actin(SantaCruzBiotechnology,SantaCruz,CA)的抗体按照1:2000在4℃孵育过夜。1×TBST(pH7.6)缓冲液洗3次后,用辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗(JacksonImmunoResearchLaboratories,WestGrove,PA)按照1:1000在室温下孵育1小时,TBST洗3次后,用化学发光底物SuperSignalWestPicoChemiluminescentSubstrate(PierceBiotechnology,Rockford,IL,USA)显色,实验具体操作步骤见试剂盒说明书。
8.体内抗肿瘤活性检测
6-8周的裸鼠购自上海实验动物中心,裸鼠的饲养依据上海交通大学医学院关于实验动物使用的准则。5×105个/0.1ml的人结肠癌细胞SW620注入裸鼠右侧背部皮下。待肿瘤体积达到约60mm3,将裸鼠随机分成不同的组,每组4只。本发明的新型棉酚/棉酮衍生物溶于10%乙醇。裸鼠按棉酚/棉酮衍生物25mg/kg体重的剂量连续12天经灌胃给予棉酚/棉酮衍生物,以灌胃给予等量10%乙醇作为对照。另外,分别按裸鼠体重以50mg/kg氯喹和25mg/kg5-氟尿嘧啶的剂量每两天经腹腔注射给药一次,每2天测定一次裸鼠的重量和肿瘤长度和宽度。肿瘤体积按公式长×宽×宽×0.52来计算体积。
II.生物验证实施例:
实施例1:新型棉酚/棉酮衍生物的稳定性实验
对以上“化合物的合成”中的棉酮-牛磺酸钠等48个实施例化合物,测量其在37℃、100克PBS溶液(pH7.2-7.4)中的稳定性,结果如表1所示。其中,表1中的化合物的稳定性是指棉酚/棉酮衍生物在生理条件(PBS溶液,pH7.2-7.4)处理后1小时,用HPLC仪分析的实验结果(稳定性为该化合物在PBS溶液中的含量,以百分数表示),并且表1中的化合物编号是按书明书的化合物制备实施例顺序进行编号的。
由表1可知,该48个实施例化合物,在37℃、100克PBS溶液(pH7.2-7.4)中,有较好的溶解度(接近于中国专利申请号201010219311.9中的“6-APA-钠-棉酮”化合物),并且稳定性良好,化合物结构中的基团不易脱离。
表1新型棉酚/棉酮衍生物的稳定性
实施例2:细胞活力检测
以天然棉酚作对照,对一些人源和小鼠的不同肿瘤细胞株用上述“化合物的合成”的48个实施例化合物处理72小时后,MTT法检测化合物对细胞活力,以评价对不同肿瘤细胞株的杀伤作用,结果见表2。
其中,表2中的化合物“0”是天然棉酚,化合物1-48按说明书的化合物制备实施例顺序进行编号(如表1所示);肿瘤细胞中,PC-3:前列腺癌细胞,A549:肺癌上皮细胞,N87:人胃癌细胞,BGC823:人胃癌细胞,4T1:小鼠乳腺癌细胞,MDB-MB-231:人乳腺癌细胞,CT26:小鼠结肠癌细胞,SW620:人结肠癌细胞,BXPC-3:人胰腺癌细胞,PANC-1:人胰腺癌细胞,U87:人胶质瘤细胞,A172:人胶质母细胞瘤细胞,T98G:人神经胶质瘤细胞,SHG44:人脑膜胶质瘤细胞;IC50 a(μM):若干种人和小鼠的肿瘤细胞株用不同的化合物处理72小时后,MTT法检测细胞活力,并计算半数杀伤率IC50(μM)。
表2细胞活力检测
表2细胞活力检测(续)
由表2可知,上述48个实施例化合物对于肿瘤细胞均具有一定的杀伤效果(表2和表2续)。这些结果表明,48个实施例化合物大多数均对结肠癌细胞系有显著的抑制生长作用。
实施例3:新型棉酚/棉酮衍生物诱导人源结肠癌细胞凋亡及自噬
基于MTT方法对于48个实施例化合物进行初步抗肿瘤细胞活力测试,然后,用上述的MTS方法对进一步检测“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”抑制肿瘤细胞增殖能力,实验结果表明“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”完全能抑制人源结肠癌细胞(HT29和HCT116)的增殖。
用不同浓度的“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”处理人源结肠癌细胞(HT29和HCT116)24或48小时,通过TUNEL试剂盒检测人源结肠癌细胞的凋亡率,结果表明:“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”可诱导肿瘤细胞凋亡,且诱导肿瘤细胞凋亡具有剂量依赖效应;同时用“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”处理HCT116或HT29细胞后,用免疫印迹方法进一步验证10μM“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”在处理HCT116和HT29细胞24或48小时后,肿瘤细胞凋亡标准蛋白caspase-3(FL,全长)被切割,caspase-3(CL,切割)蛋白水平有显著上升。
另外,对于“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”处理人源结肠癌细胞(HT29和HCT116),用免疫印迹方法检测细胞自噬标准蛋白LC3I/II的变化,结果表明:10μM“棉酮-牛磺酸钠”和“还原棉酮-牛磺酸钠”在处理HCT116和HT29细胞24或48小时后,LC3I被切割,LC3-II蛋白水平有显著上升。
实施例4:新型棉酚/棉酮衍生物预测和Bcl-2/Bcl-xL的BH3结构域对接结计算
之前的研究结果表明,棉酚可作为BH3结构域的模拟物来调节Bcl-2家族蛋白的生物活性。通过FlexX软件将“棉酮-牛磺酸钠”和“6-APA-钠-棉酮”与Bcl-2/Bcl-xL做了模拟对接。对接模型的结果显示,“棉酮-牛磺酸钠”和“6-APA-钠-棉酮”可以结合到Bcl-2/Bcl-xL的BH3结构域中(图2A、B),说明“棉酮-牛磺酸钠”和“6-APA-钠-棉酮”类似能结合到Bcl-2/Bcl-xL上。
同时,利用本发明人建立的预测系统(预测系统是指通过CISOC-loP软件预测化合物的LogP(疏水常数)、CISOC-PSAT软件预测急性毒性和CISOC-PSCT软件预测致癌毒性,ND是指不能预测。)预测了48个实施例化合物(化合物编号是按书明书实施例顺序,如表1所示)的疏水常数(LogP)、急性毒性和致癌毒性(见表3)。
表3中,急性毒性:1-1.999,rat,oral,LD50<1mg/kg;2-2.999,rat,oral,LD501~49mg/kg;3-3.999,rat,oral,LD5050~499mg/kg;4-4.999,rat,oral,LD50500~4999mg/kg;致癌毒性:阳性为不致癌可能性偏低。
表3棉酚/棉酮衍生物通过预测系统的预测结果
实施例5:“棉酮-牛磺酸钠”与临床常规药物联用后,增强了其在体外与体内抑制结肠癌生长的活性
根据本发明人之前的研究结果,棉酮-牛磺酸钠能与肿瘤抗凋亡蛋白Bcl-2/Bcl-xL相互作用,具有调节肿瘤凋亡蛋白Bcl-2/Bcl-xL的生物活性,同时诱导肿瘤细胞自噬。选择自噬抑制剂:氯喹(CQ),以及临床常规抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-FU)和奥沙利铂(OXA)分别与棉酮-牛磺酸钠联用,研究它们联用后对结肠癌细胞(SW620)生长的抑制效果,结果如图3A、B、C和D所示,由图可知,棉酮-牛磺酸钠与氯喹的联用组(棉酮-牛磺酸钠与氯喹的摩尔比1:2)、棉酮-牛磺酸钠与5-氟尿嘧啶的联用组(棉酮-牛磺酸钠与5-氟尿嘧啶的摩尔比为1:1)、棉酮-牛磺酸钠与奥沙利铂的联用组(棉酮-牛磺酸钠与奥沙利铂的摩尔比为1:1)对SW620细胞的生长抑制效果明显好于它们的各自的单用组。
另外,参照上述“8.体内抗肿瘤活性检测”的方法,给人源结肠癌SW620细胞荷瘤裸鼠按棉酮-牛磺酸钠25mg/kg体重的剂量,每天经灌胃给予棉酮-牛磺酸钠,同时选择氯喹、5-氟尿嘧啶作为对比以及将棉酮-牛磺酸钠与氯喹联用(棉酮-牛磺酸钠与氯喹的重量用量比为1:2),研究它们对结肠癌生长的抑制效果。结果表明,10天后,棉酮-牛磺酸钠与氯喹联用组的裸鼠肿瘤体积明显小于氯喹和5-氟尿嘧啶单用组(P<0.01)(图4A、B)。
上述结果表明,棉酮-牛磺酸钠等新型棉酚/棉酮衍生物与氯喹、奥沙利铂以及5-氟尿嘧啶联用可以作为新的结肠癌化疗策略。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。