CN103772245A

CN103772245A - 取代的l-半胱氨酸类化合物及其制法和用途

Info

Publication number: CN103772245A
Application number: CN201210414492.XA
Authority: CN
Inventors: 刘培勋; 于光允; 赵斌; 张�浩; 姜明; 龙伟
Original assignee: Institute of Radiation Medicine of CAMMS
Current assignee: Institute of Radiation Medicine of CAMMS
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明涉及取代的L-半胱氨酸类化合物及其制法和用途。具体地说本发明公开并要求保护通式(I)的化合物其中R₁选自直链和支链不饱和的C₁-C₆取代基、芳香基取代基，优选烯丙基、异戊烯基、苄基、丁-2-烯基。R₂选自H原子、直链和支链的C₁-C₆羰基取代基。及其药学上可接受的盐，包括新化合物的药用组合物及其抗辐射损伤、辐射防护和保护造血和免疫系统的功能。

Description

取代的L-半胱氨酸类化合物及其制法和用途

技术领域

本发明涉及一类新颖的取代的L-半胱氨酸类化合物，其制备方法以及其在保护造血、免疫系统，辐射防护中的用途。

背景技术

电离辐射(具有足够能量的X或γ射线、中子和α粒子)使生物组织产生活性自由基，这些自由基和关键性的大分子如DNA、蛋白质或生物膜相互作用，导致细胞损伤，甚至可能导致细胞功能障碍和凋亡。近年来，随着世界核安全形势的紧张以及放射治疗的迅速发展，尤其是日本福岛核电站发生核泄漏事故后，辐射防护剂的研究再一次引起人们的关注。应用辐射防护剂可以有效降低电离辐射导致的疾病发病率或死亡率。目前，临床上用于预防辐射的药物较多，主要有含硫化合物、雌激素、细胞因子类等，但大多都有一定的副作用，且成药性差、给药不方便，除了氨磷汀外，还没有其他化学辐射防护剂被批准用于临床治疗，此外，也没有药物被批准用来防止急性放射综合征。由于氨磷汀的药物防护效价低、有效时间短、毒性不良反应大且没有口服活性，使其实际应用受到限制。

自从发现半胱氨酸对哺乳动物有明显的辐射防护作用以来，在这方面国内外许多学者筛选研究了各种类型的化合物如半胱胺、胱胺、胺乙基硫代磷酸，然而这些化合物在有效剂量时都具有一定的毒副作用。

为了提高半胱氨酸的辐射防护效价，降低毒副作用，我们对其进行结构改造，设计合成了一系列取代的L-半胱氨酸类化合物，并对其进行了辐射防护生物效价和保护造血、免疫系统的实验。

发明内容

1.一种式I的化合物

R¹选自直链和支链不饱和的C₁-C₆取代基、芳香基和取代的芳香基团，优选烯丙基、异戊烯基、苄基、丁-2-烯基取代。R²选自H原子、直链和支链的C₁-C₆羰基取代。

2.式I化合物的合成方法

通过X与L-半胱氨酸或

发生亲核反应制得。X可以是烯丙基、异戊烯基、丁-2-烯基的氯代物、溴代物、硫酸酯和磺酸酯，还可以是苄基的氯代物、溴代物、硫酸酯、磺酸酯。

3.式I化合物的药学上可接受的盐也属于本发明的范围。

4.本发明的另一个目的在于公开了式I化合物在保护造血、免疫系统和辐射防护中的用途。

可按照下列流程制备本发明的化合物。

其中X为Br、Cl、-OSO₃H、-SO₂OR

生物活性实验

一.对小鼠造血、免疫系统保护实验

1.药物 2-氨基-3-烯丙基巯基丙酸(编号为化合物1)、2-乙酰基氨基-3-烯丙基巯基丙酸(编号为化合物2)、2-氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸(编号为化合物3)、2-乙酰基氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸(编号为化合物4)，阳性对照药为抗放利。

表1各化合物的给药剂量

2.动物SPF级屏障系统饲养的ICR小鼠，6～7周龄，体重20±2g。置于干燥清洁的塑料笼具内，标准实验动物饲料饲养，自由进水进食。

3.照射条件¹³⁷Csγ射线一次性全身照射，照射剂量率为0.75Gy/min，小鼠照射剂量为7.0Gy。

4.实验方法动物随机分组，雌雄各半，每组10只。实验设空白对照组、阳性对照组(2，2-二甲基噻唑烷盐酸盐组)，以及化合物1到4的高、中、低三个剂量组。照射前第3、2、1日连续3次给药，化合物1和化合物3灌胃给药，化合物2和化合物4腹腔注射给药，空白对照组给予生理盐水，阳性对照组照前30min一次腹腔注射给药(给药剂量250mg/kg)。

5.观察指标第7天颈椎脱臼处死小鼠，计算白细胞数(WBC)、骨髓有核细胞(BMNC)、脾结节数(CFU-S)、骨骼DNA含量、脾指数和胸腺指数。

6.结果

表2 化合物1对辐射损伤小鼠升高白细胞及造血功能保护试验结果

注：与空白对照组相比*P＜0.01 **P＜0.001

表3化合物2对辐射损伤小鼠升高白细胞及造血功能保护试验结果

注：与空白对照组相比*P＜0.01 **P＜0.001

表4化合物3对辐射损伤小鼠升高白细胞及造血功能保护试验结果

注：与空白对照组相比*P＜0.01 **P＜0.001

表5化合物4对辐射损伤小鼠升高白细胞及造血功能保护试验结果

注：与空白对照组相比*P＜0.01 **P＜0.001

结果表明化合物1在中剂量500mg/kg时BMNC、CFU-S与空白对照组相比有显著性差异，脾指数和空白对照组相比有极其显著性差异；化合物2在中剂量125mg/kg时WBC、BMNC和骨骼DNA含量与空白对照组相比有显著性差异，在低剂量62.5mg/kg时BMNC、脾指数和胸腺指数与空白对照组相比有显著性差异；化合物3在给药剂量为500mg/kg时WBC、BMNC、脾指数、胸腺指数与空白对照组相比有显著性差异，CFU-S与空白对照组相比有极其显著性差异；化合物4在用药剂量150mg/kg时BMNC、DNA含量、胸腺指数与空白对照组相比有显著性差异。可以看出化合物1-4有保护小鼠造血、免疫系统的作用。

二.辐射防护作用研究

1.实验动物及分组

SPF级屏障系统饲养的ICR小鼠，6～7周龄，体重20±2g，置于干燥清洁的塑料笼具内，标准实验动物饲料饲养，自由进水进食。动物随机分组，雌雄各半，每组12只，实验设假照射组、单纯照射组、阳性对照组(氨磷汀)以及化合物1到4的给药组。

2.给药剂量及方式

给药方式：化合物1、化合物3灌胃给药，化合物2、化合物4腹腔注射给药。

给药剂量：化合物1、化合物3的给药剂量为400mg/kg，化合物2、化合物4的给药剂量为150mg/kg。

3.照射条件：

¹³⁷Csγ射线一次性全身照射，照射剂量率为0.75Gy/min，小鼠照射剂量为8.0Gy。

4.实验流程

照射前第3、2、1日连续3次给药，腹腔注射0.1ml/10g，灌胃给药0.25ml/10g。假照射组和单纯照射组给予生理盐水，阳性对照组照前30min一次腹腔注射给药(给药剂量250mg/kg)，治疗组按照各自的剂量和给药方式给药，照射后饲养30天观察其存活时间。

5.结果

表6 小鼠8.0Gy γ射线照射后30天不同化合物组存活率及保护指数

化合物2、化合物3存活率分别比单纯照射组提高25％、33.3％，平均生存天数与单纯照射组相比有显著性差异，化合物1平均生存天数与单纯照射组比有显著性提高。

三.抗辐射氧化损伤作用的研究

1.实验动物及分组SPF级屏障系统饲养的ICR小鼠，6～7周龄，体重20±2g，置于干燥清洁的塑料笼具内，标准实验动物饲料饲养，自由进水进食。动物随机分组，雌雄各半，每组8只。实验设对照组、照射组和化合物2给药剂量组。

2.照射条件¹³⁷Csγ射线一次性全身照射，照射剂量率为0.75Gy/min，小鼠照射剂量为6.5Gy。

3.试验流程照射前第3、2、1日连续3次给药，给药剂量为400mg/kg，灌胃给药0.25ml/10g；对照组和照射组给予生理盐水，照射后饲养7天解剖。

4.实验结果

化合物2对受照小鼠肝脏中MDA水平的影响

化合物2对受照小鼠心脏中MDA水平的影

在生物体内，辐射产生的O₂ ^-·攻击生物膜中的磷脂，形成脂质过氧化物，脂质过氧化反应的最终产物是丙二醛(MDA)，MDA的含量可间接反映机体受自由基损伤的程度。MDA含量可通过丙二醛与硫代巴比妥酸(TBA)在高温和酸性条件下缩合形成红色产物三甲川于532nm处有最大吸收峰来测定的。

结果显示：小鼠受到6.5Gy射线照射后，体内产生大量的自由基，肝组织和心肌组织中的MDA含量明显高于对照组，预防给予化合物1可明显降低辐射对小鼠的损伤。

实施例

通过下列实施例将更详细地描述本发明，这不是对本发明的限制。

实施例一：2-氨基-3-烯丙基巯基丙酸

于100ml反应瓶中加入L-半胱氨酸10mmol，以3mol/L NH₄OH 25ml溶解后，用饱和Na₂CO₃冰盐浴冷却到3℃以下，在剧烈搅拌的情况下滴加15mmol烯丙基溴，维持反应温度继续反应4h。反应结束后，用旋转蒸发仪将溶剂减压蒸干(＜40℃)，得白色固体，乙醇洗涤，过滤。所得粗产品用H₂O/C₂H₅OH重结晶，得白色针状晶体，产率为75.8％。mp 218～220℃。MS：计算值[C₆H₁₁NO₂S+H]⁺：162.0583，测试值[C₆H₁₁NO₂S+H]⁺：为162.0582。¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)δppm：7.57(br，3H)，5.76(m，1H)，5.10(m，2H)，3.27(m，1H)，3.10(d，2H)，2.64-2.95(m，2H)。IR：3086、1583、990、910(v_-C-H、v_C＝C、γ＝_C-H CH₂＝CH-)，1617(v^asC＝O)，3438、964(v、γ-OH)，3438、1500(v、δ-NH₂)。

实施例二：2-氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸

于100ml反应瓶中加入L-半胱氨酸10mmol，以3mol/LNH₄OH 25ml溶解后，用饱和Na₂CO₃冰盐浴冷却到3℃以下，在剧烈搅拌的情况下滴加15mmol溴代异戊烯，维持反应温度继续反应4h。反应结束后，用旋转蒸发仪将溶剂减压蒸干(＜40℃)，得白色固体。将所得的粗产品用H₂O重结晶，得白色片状晶体，产率为82.6％。mp 191～193℃。MS：计算值[C₈H₁₅NO₂S+H]⁺：190.0896，测试值[C₈H₁₅NO₂S+H]⁺：190.0899。¹H-NMR(300MHz，D₂O)δppm：5.08(t，1H)，3.68(m，1H)，3.05(d，2H)，2.74-2.89(m，2H)，1.52(d，6H)。IR：2971(v^as-CH₃)，1580、836(v_C＝C、γ＝_C-H-C＝CH-)，1618(v^asC＝O)，3134、961(v、γ-OH)，3246、1480(v、δ-NH₂)。

实施例三：N-乙酰基-L-半胱氨酸的合成

将7.9g(0.05mol)L-半胱氨酸盐酸盐加到20ml THF与2ml水的混合溶剂中，在氮气保护下加入13.6g(0.1mol)三水合乙酸钠，搅拌20min，冷却至3～6℃。然后加入5ml(5.2g，0.05mol)乙酸酐，室温反应5h，72℃下回流3h后加入4.3ml(0.05mol)盐酸和5ml THF进行酸化，过滤，滤液浓缩至15ml左右，过滤，滤液在低温下析晶，产率为78.4％。mp 105～106℃。¹H-NMR(300MHz，D₂O)δppm：4.44(t，1H)，2.78(t，2H)，1.89(s，3H)。

实施列四：2-乙酰基氨基-3-烯丙基巯基丙酸

于100ml反应瓶中加入N-乙酰基-L-半胱氨酸10mmol，以3mol/L NH₄OH 25ml溶解后，用饱和Na₂CO₃冰盐浴冷却到3℃以下，在剧烈搅拌的情况下滴加15mmol烯丙基溴，维持反应温度继续反应4h，待反应结束后，用旋转蒸发仪将溶剂减压蒸干，得白色固体，乙酸乙酯洗涤，过滤。所得粗产品用无水乙醇/石油醚(60～90℃)重结晶，得白色絮状结晶，产率为80.6％。mp 121～123℃。MS：计算值[C₈H₁₃NO₃S+H]⁺：204.0689，测试值[C₈H₁₃NO₃S+H]⁺：204.0693。¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)δppm：7.58(d，1H)，5.70(m，1H)，5.02、5.10(s、d，2H)，4.06(m，1H)，3.09(d，2H)，2.58-2.84(m，2H)，1.83(s，3H)。IR：3031、1580、990(v＝C-H、vC＝C、γ＝C-H CH₂＝CH-)，1622(v^asC＝O)，3145，933(v、γ-OH)，2797(v^s-CH₃)，3326、1543(v、δ-NH₂)。

实施例五：2-乙酰基氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸

于100ml反应瓶中加入N-乙酰基-L-半胱氨酸10mmol，以3mol/L NH₄OH 25ml溶解后，用饱和Na₂CO₃冰盐浴冷却到3℃以下，在剧烈搅拌下滴加15mmol烯丙基溴，维持反应温度继续反应4h。反应结束后，用旋转蒸发仪将溶剂减压蒸干，得白色固体，乙酸乙酯洗涤，过滤。所得粗产品用异丙醇/石油醚(60～90℃)重结晶，得白色絮状晶体，产率为86.7％。MS：计算值[C₁₀H₁₇NO₃S+H]⁺：232.1002，测试值[C₁₀H₁₇NO₃S+H]⁺：232.1005。¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)δppm：7.56(d，1H)，5.14(t，1H)，4.08(m，1H)，3.09(d，2H)，2.61-2.84(m，2H)，1.83(s，3H)，1.64(d，6H)。IR：3030、842(v＝_C-H、v_C＝C、γ＝_C-H-C＝CH-)，1646((v^asC＝O)，3129，942(v、γ-OH)，3307、1574(v、δNH-)。

Claims

1.一种式I的化合物

R¹选自H原子、直链和支链不饱和的C₁-C₆取代基、芳基取代基，优选烯丙基、异戊烯基、苄基、丁-2-烯基取代。R²选自H原子、直链和支链的C₁-C₆羰基取代基。

2.一种化合物，它选自：

(1)2-氨基-3-烯丙基巯基丙酸

(2)N-乙酰基-L-半胱氨酸

(3)2-乙酰基氨基-3-烯丙基巯基丙酸

(4)2-丙酰基氨基-3-烯丙基巯基丙酸

(5)2-丁酰基氨基-3-烯丙基巯基丙酸

(6)2-氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸

(7)2-乙酰基氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸

(8)2-丙酰基氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸

(9)2-丁酰基氨基-3-(3-甲基丁-2-烯基巯基)丙酸

(10)2-氨基-3-苯甲基巯基丙酸

(11)2-乙酰基氨基-3-苯甲基巯基丙酸

(12)2-丙酰基氨基-3-苯甲基巯基丙酸

(13)2-丁酰基氨基-3-苯甲基巯基丙酸

(14)2-氨基-3-(丁-2-烯基巯基)丙酸

(15)2-乙酰基氨基-3-(丁-2-烯基巯基)丙酸

(16)2-丙酰基氨基-3-(丁-2-烯基巯基)丙酸

(17)2-丁酰基氨基-3-(丁-2-烯基巯基)丙酸。

3.一种前述权利要求中任一项的化合物及其药学上可接受的盐，如盐酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐等。

4.以上述权利要求中任一化合物为活性成分的药物组合物，该组合物含有治疗有效剂量的上述取代的L-半胱氨酸类衍生物，及一种或一种以上的药学上可接受的载体。

5.权利要求1的化合物的用途，用于制备保护造血功能和免疫系统的药物。

6.权利要求1的化合物的用途，用于制备辐射防护药物。