CN104151397A

CN104151397A - 一类新型三硫杂二环有机砷化物及其合成方法和在抗肿瘤领域里的应用

Info

Publication number: CN104151397A
Application number: CN201410313395.0A
Authority: CN
Inventors: 王超; 吴艳芬; 管清华; 石亚娟
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2014-11-19

Abstract

本发明公开了一类新有机砷化物4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物及其制备方法和在医学中的应用。本发明以季戊四醇为起始原料，经过溴代反应得到3-溴-2，2-二溴甲基丙醇；接着在羟基位置引入预先设计的化学基团；再利用三个卤素原子引入硫原子，得到关键中间体2-R2-1，3-二乙酰基硫-2-乙酰硫甲基丙烷；在此中间体基础上，通过几种不同的方法，经不同中间体，使硫原子与砷原子结合，合成出目标化合物4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷，目标化合物通式中的取代基R-可顺利衍生出各种氨基酸及多肽结构。本发明具有原料易得、操作简便、成本低廉、合成方法多样性等优点。本发明化合物在离体细胞毒性实验中显示出了良好的肿瘤细胞杀灭作用，是首次进行的此类化合物在抗肿瘤领域里的应用。

Description

一类新型三硫杂二环有机砷化物及其合成方法和在抗肿瘤领域里的应用

技术领域

本发明涉及一类具有抗肿瘤活性的新型有机砷化物化合物，尤其涉及4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷类化合物及其制备方法，本发明还涉及4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物在抗肿瘤中的用途，属于药物化学领域。

背景技术

砷是一种广泛分布于自然界的元素，砷化物也具有很好的药用价值。早在战国时代，国人已用雄黄(As₄S₄)治病。明朝的李时珍在《本草纲目》中对雄黄、雌黄(As₂S₃)和砒霜(As₂O₃)的药性及用途作了详细的记载，且某些药物的应用一直延续至今。目前研究较多的砷化物是三氧化二砷，它可用于治疗癌症。美国食品和药物管理局(FDA)于2000年批准其用于治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)。

三氧化二砷治疗急性早幼粒白血病取得很好效果，拉开了世界范围内砷化合物在癌症治疗中的研究。但是三氧化二砷较大的毒、副作用在一定程度上也限制了它的应用。美拉胂醇作为抗寄生虫药物，被用于治疗非洲锥虫病。受三氧化二砷成功用于治疗急性早幼粒细胞白血病的启发，美拉胂醇被西方科学家用于一系列的与白血病治疗相关的基础实验和临床研究中(见文献Wang，Z.，et al.，Arsenic Trioxide and Melarsoprol Induce Programmed Cell Death in Myeloid Leukemia Cell Lines and Function in a PML and PML-RAR？Independent Manner.Blood，1998.92(5)：p.1497-1504.和A.，et al.，Comparative Activity of Melarsoprol and Arsenic Trioxide in Chronic B-Cell Leukemia Lines.Blood，1997.92(2)：p.562-570.)。但美拉胂醇临床试验所表现出的毒副作用(主要是中枢神经系统的毒性)也限制了它的应用(见文献Soignet，S.L.，et al.，Clinical study of an organic arsenical，melarsoprol，in patients with advanced leukemia.Cancer Chemother Pharmacol，1999.44：p.417-421.)。因此，探索结构简单、靶向性更好、较低浓度下可诱导癌细胞凋亡的新型有机砷化物意义重大。

4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷，是申请人在了解认识砷化物抗肿瘤作用机理(见文献Liu，J.，et al.，Arsenic compounds：revived ancient remedies in the fight against human malignancies.Current Opinion in Chemical Biology，2012.16：p.92-98.)的基础上，创新设计、合成的一类新型有机砷化物。结构中的三巯基砷配合物具有硫原子结合能力强、结构的几何图形对称而规整(有利于配合物的稳定)，配合物结构单元体积小巧(特定位阻小，或许对原始配基与受体结合的影响小)等特点。此类有机砷化物具有良好的抗肿瘤生物活性，而且能够简单方便的结合到具有肿瘤靶向性的小分子(如肿瘤靶向性小分子多肽，或氨基酸)上去，实现靶向杀灭肿瘤细胞的作用。

关于4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷的合成过程，我们最终确定了以季戊四醇为起始原料，经过溴代反应得到3-溴-2，2-二溴甲基丙醇；随后在羟基位置引入预先设计的化学基团；再利用三个卤素原子引入硫原子，得到关键中间体2-R₂-1，3-二乙酰基硫-2-乙酰硫甲基丙烷；在此中间体基础上，根据化合物性质，选择不同的方法使硫原子与砷原子结合：(1)直接将上述中间体溶解在HCl/C₂H₅OH的溶液中使其与AsCl₃反应合成出目标化合物；(2)中间体进行皂化反应得到含三巯基的化合物2-R₂-2-巯甲基丙二硫醇，其与AsCl₃反应后产出目标化合物。

关于4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷的系列化合物在抗肿瘤领域里的应用，我们选用不同的肿瘤细胞系进行了离体细胞毒性试验，试验结果表明该类有机砷化物具有较好的抑制肿瘤细胞生长活性。

发明内容

本发明目的之一是提供一类4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物；

本发明目的之二提供一类制备上述4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物的方法；

本发明目的之三是将上述4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物应用于制备成抗肿瘤药物；优选的，其对人乳腺癌细胞、人白血病细胞、急性T细胞白血病细胞都有很好的杀灭作用。

本发明上述目的是通过以下技术方案来实现的：

4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物，其结构式为通式I所示：

其中，R选自烷氧烷基，羟基取代烷基，烷氧羰酰基，烷胺羰酰基，-CO-AA-OH，-CO-AA-OCH₃，-CO-AA-NH₂，其中AA为单个氨基酸或者系列多肽。

优选的，R选自CH₂OH、-CH₂OCH₃、-COOC₂H₅、-CONHC₃H₇、-CO-Phe-OH、-CO-Phe-Ala-OH、-CO-Phe-Met-OCH₃、-CO-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH₂。

具体而言，包括如下过程：

(1).季戊四醇(1)与40％HBr/H₂SO₄，AcOH反应，生成3-溴-2，2-二溴甲基丙醇(2)即3a。

(2).①将3-溴-2，2-二溴甲基丙醇(2)与碘甲烷溶于DMSO中，冰浴下，剧烈搅拌下与KOH反应；反应放热完成后，将温度升至60℃反应2小时处理得到(3b)；

②将3a(也即是2)在HNO₃中反应氧化成羧酸，然后加入SOCl₂回流后得到中间体酰氯；

③中间体酰氯与乙醇反应酯化得到3c、在四氢呋喃中与正丙胺反应得到3d；在四氢呋喃中，在三乙胺存在下与苯丙氨酸乙酯盐酸盐反应酰化得到3e；

(3).氮气保护下，将中间体3(a-e)与硫代乙酸钾反应，三乙胺做催化剂，得到2-R₂-1，3-二乙酰基硫-2-乙酰硫甲基丙烷4(a-e)。

(4)①将中间体(4b-4d)溶解在含有其1.5当量As₂O₃的HCl/C₂H₅OH溶液中反应合成出目标化合物4-R₃-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷(5b-5d)；

②在0.2N NaOH溶液中将中间体4a和4e皂化，然后在氯仿溶液中与AsCl₃反应，加入适量吡啶调节PH值，合成得到目标化合物5a和5e。

③对于通式1中R为肽链的目标化合物，以5e为原料，与相应的氨基酸或小肽片段通过肽键生成反应来得到的5f、5g或5h。

(5).对于所合成的含砷化合物，它们在离体的抗肿瘤细胞活性评价中表现出明确的抑制肿瘤细胞生长活性。

对化合物5a进行离体细胞毒性试验(结果见表1)。试验选取8种肿瘤细胞系，化合物的实验浓度为10ug/ml(3.9*10^-5M)，阳性对照为(STAUROSTORINE)。可以看出，化合物5a对于人乳腺癌细胞、人白血病细胞、急性T细胞白血病细胞都有很好的生长抑制活性，抑制率分别达到83.28％，63.84％及77.29％。

表1：化合物5a的离体细胞毒性试验结果

注：MCF-7(人乳腺癌细胞)，BGC-823(人胃癌细胞)，Hela(人子宫颈癌细胞，即海拉细胞系)，A549(人肺癌细胞)，HCT-8(人结肠癌细胞)，HepG-2(人肝癌细胞)，HL-60(人白血病细胞)，JURKAT(急性T细胞白血病细胞)。

在对化合物5a进行离体细胞毒性试验的基础上，我们又对化合物5a，5b，5c，5d，5e及5f进行了另外两种癌细胞系的离体细胞毒性试验，它们是：人乳腺癌细胞珠(MDA-MB-231)和人白血病细胞(K562)，阳性对照药为(顺铂)。通过表2，表3抑制率的结果可以看出，某些化合物在40ug/ml的浓度下也表现出良好的抑制肿瘤细胞生长活性。

表2化合物5a，5b，5c，5d，5e及5f在人乳腺癌细胞株(MDA-MB-231)上的细胞毒试验结果

表3，化合物5a，5b，5c，5d，5e及5f在人白血病细胞(K562)上的细胞毒试验结果

(6).本发明的又一目的是提供一种含有本发明上述通式化合物的药用组合物，该药用组合物由治疗上有效剂量的本发明缀合物与药学上可接受的赋型剂或者辅加剂组成；即：将有效量的本发明缀合物与药学上可接受的载体或稀释剂配合后，按本领域常规的制剂方法将其制备成任意一种适宜的药物组合物。通常该组合物适合于口服给药和注射给药，也适合其他的给药方法。该组合物可以是片剂、胶囊剂、粉剂、颗粒剂、锭剂、栓剂，或口服液等液体制剂形式。根据不同的给药方法，本发明药物组合物可以含有0.1％-99％重量，优选10-60％重量的本发明缀合物。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改、替换、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1 3-溴-2，2-二溴甲基丙醇(2，即3a)的制备

2.56g(0.0188mol)季戊四醇溶解在HAc∶HBr＝1∶5的12ml溶液中，加热回流24小时，然后向溶液中加入10ml40％HBr和4.6ml浓H₂SO₄，继续加热回流24小时。反应溶液室温下冷却，将底层的油状物分离出来，用10ml CHCl₃溶解，溶液先过滤掉不溶物，用适量H₂O洗涤，用无水K₂CO₃干燥，过滤，减压出去溶剂，得到黑色油状物2.5g。用乙酸乙酯/石油醚＝1∶9的比例重结晶，得无色晶体1.35g。Yield：22％。m.p.66.6～68.0℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)∶δppm∶1.78(br，1H，CH₂OH)，3.55(s，6H，CH₂Br)，3.76(s，2H，CH ₂OH)；MS(ESl)Anal.Calcd.for C₅H₈Br₃O[M-H]^-320.81，Found320.97。

实施例2 3-溴-2，2-二溴甲基丙甲醚(3b)的制备

将原料3-溴-2，2-二溴甲基丙醇(2)0.65g(0.002mol)与碘甲烷2.28g(0.5ml)溶于3.5ml DMSO中，置于冰浴中，剧烈搅拌下分次加入研细的KOH0.45g；反应放热完成后，将温度升至60℃，加热2h，冷却。用10ml乙酸乙酯溶解反应液，过滤，滤液水洗3次，用无水N_a2SO₄干燥，过滤，滤液浓缩，得0.6g红棕色粗产物。用乙酸乙酯∶石油醚＝1∶30的流动相走硅胶柱层析分离。得浅粉红色产物0.51g。Yield：75.2％。m.p.＝52.5-54.1℃。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)∶δppm：3.52-4.53(m，4H，SCH₂)，3.41-3.44(m，2H，SCH₂)，3.38(s，3H，OCH₃)，3.35(s，2H，CH₂O).

实施例3 3-溴-2，2-二溴甲基丙酸(6)的制备

原料3-溴-2，2-二溴甲基丙醇(2)0.325g(0.001mol)少量多次的加入到剧烈搅拌的浓HNO₃(1ml)中，维持温度110℃回流30min，期间有红褐色烟雾不断冒出，然后降温到90℃，维持温度反应1.5h；将反应溶液倾倒入5ml冰水中，待固体沉降完全后过滤，固体用少量冰水洗3次，得白色固体0.3g。Yield：88.4％。m.p.＝83.1-84.3℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：3.75(s，6H，CH₂Br)；MS(ESl)Anal.Calcd.for C₅H₈Br₃O[2(M-H)]^-669.58，Found669.92。

实施例4 3-溴-2，2-二溴甲基丙酰氯(7)的制备

将原料3-溴-2，2-二溴甲基丙酸(6)0.68g(0.002mol)与1mlSOCl₂加入到圆底烧瓶中，加热78℃回流反应6h，反应完成后蒸走SOCl₂，用石油醚泡洗，抽走石油醚带走残余的SOCl₂，得到白色固体粉末0.7g。Yield：98％.m.p.＝83.1-84.3℃.

实施例5 3-二溴-2，2-二溴甲基丙酸乙酯(3c)的制备

将原料3-溴-2，2-二溴甲基丙酰氯(7)0.712g(0.002mol)与4ml的乙醇加入到圆底烧瓶中，加热回流煮沸(70℃)7h，将过量的乙醇蒸走，残余物用乙酸乙酯溶解，过滤，滤液水洗至中性，减压浓缩除去乙酸乙酯，得无色油状物0.68g。Yield：92.6％.¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：4.28(q，J＝7.13Hz，2H，OCH₂)，3.74(s，6H，CH₂Br)，1.32(t，J＝7.13Hz，3H，CH₃)。

实施例6N-(3-溴-2，2-二溴甲基丙羰基)-正丙胺(3d)的制备

将原料3-溴-2，2-二溴甲基丙酰氯(7)0.714g(0.002mol)用2ml THF溶解，冰水浴并搅拌的条件下，将1ml丙胺用2ml THF溶解后加入，室温反应2h；反应过程中有不溶物析出。反应液过滤除掉固体不溶物，用乙酸乙酯溶解，水洗3次，用无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压除去溶剂，得油状物0.8g。粗产品用乙酸乙酯/石油醚重结晶，得白色晶体0.65g。Yield：85.5％。m.p.＝112.3-114.2℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：5.86(s，1H，NH)，3.78(s，6H，CH₂Br)，3.27-3.29(m，2H，NHCH ₂)，1.53-1.62(m，2H，CH ₂-CH₃)，0.95(t，3H，J＝7.34Hz，CH₃)。MS(ESl)Anal.Calcd.for C₈H₁₅Br₃NO[M+H]⁺377.86，Found377.52。

实施例7N-(3-溴-2，2-二溴甲基丙酰基)-L-苯丙氨酸乙酯(3e)的制备

将原料3-溴-2，2-二溴甲基丙酰氯(7)1.785g(0.005mol)用8ml THF溶解，冰水浴并搅拌的条件下，加入2ml三乙胺，然后将HCl·H-Phe-OEt1.145g(0.005mol)少量多次的加入，室温反应3h。反应溶液过滤除掉固体不溶物，将THF蒸掉，得黄色油状物，用乙酸乙酯溶解，水洗3次，用无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压出去溶剂，得黄色固体物质2.3g；用乙酸乙酯/石油醚重结晶，得白色晶体2.2g。Yield：86.1％.m.p.＝114.8-116.2℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：7.16-7.31(m，5H，Ph)，6.33(d，J＝6.80Hz，1H，NH)，4.88-4.92(m，1H，Phe-CH。)，4.18(q，J＝7.14Hz，2H，OCH₂)，3.70-3.76(m，6H，CH₂Br)，3.11-3.21(m，2H，CH ₂Ph)，1.25(t，J＝7.14Hz，3H，CH₃)。MS(ESl)Anal.Calcd.for C₁₆H₂₁Br₃NO[M+H]⁺511.90.Found511.64。

实施例8O-乙酰基-3-乙酰基硫-2，2-二乙酰硫甲基-丙醇(4a)的制备

将原料3-溴-2，2-二溴甲基丙醇(2)0.65g(0.002)mol与(0.009mol)硫代乙酸钾(1∶4.5)加到圆底烧瓶内，加入3ml的DMF/甲苯＝1/2作为溶剂，滴加10滴三乙胺，N₂保护，保持温度40C反应20h。反应溶液冷却至室温，加入乙酸乙酯5ml，搅拌，过滤，滤液水洗3次，用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得淡黄色油状物0.45g。用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1∶5∶0.1的流动相进行硅胶柱层析分离，得到无色晶体0.28g。Yield：39.7％；m.p.62.8～64.2℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：3.92(s，2H，CH₂O)，3.06(s，6H，CH₂S)，2.35(s，9H，CH₃COS)，2.09(s，3H，OCOCH₃)。MS(ESl)Anal.Calcd.for C₁₃H₂₁O₅S₃[M+H]⁺353.05，Found352.82。

实施例93-乙酰基硫-2，2-二乙酰硫甲基-丙甲醚(4b)的制备

将原料3-溴-2，2-二溴甲基丙甲醚(3b)0.678g(0.002mol)与硫代乙酸钾0.912g(0.008mol)加入到圆底烧瓶中，，用DMF/甲苯＝1∶1的溶液5ml溶解，滴加4滴三乙胺，N₂保护，40℃加热20h。反应溶液用15ml乙酸乙酯溶解，搅拌，过滤，滤液水洗，用无水Na₂SO₄干燥，减压浓缩，得棕红色粗品0.6g。用乙酸乙酯/石油醚＝1/7的流动相进行硅胶柱层析分离，得无色晶体0.43g。Yield：66.3％；m.p.℃。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)：δppm：3.28(s，3H，OCH₃)，3.19(s，2H，CH₂O)，3.05(s，6H，SCH₂)，2.34(s，9H，COCH₃)。MS(ESl)Anal.Calcd.for C₁₂H₂₁O₄S₃[M+H]⁺325.06，Found324.82。

实施例103-乙酰基硫-2，2-二乙酰硫甲基-丙酸乙酯(4c)的制备

原料3-二溴-2，2-二溴甲基丙酸乙酯(3c)0.734g(0.002mol)与硫代乙酸钾0.912g(0.008mol)加入到圆底烧瓶中，用DMF/甲苯＝1/2的溶液5ml溶解，滴4滴三乙胺，N₂保护，加热40℃反应20h。反应溶液加入15ml乙酸乙酯，搅拌，过滤，滤液水洗3次，有机层用无水Na₂SO₄干燥，过滤，滤液减压浓缩，得0.7g浅红色油状物。用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1∶5∶0.1的流动相进行硅胶柱层析分离，得浅红色油状物0.5g。Yield：68.1％.¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：4.14(q，2H，J＝7.13，OCH₂)，3.29(s，6H，SCH₂)，2.33(s，9H，COCH₃)，1.26(t，J＝7.13Hz，3H，CH₂-CH ₃)。MS(ESl)Anal.Calcd.for C₁₃H₂₁O₅S₃[M+H]⁺353.05，Found352.79。

实施例11N-(3-乙酰基硫-2，2-乙酰硫甲基-丙羰基)-正丙胺(4d)的制备

原料N-(3-溴-2，2-二溴甲基丙羰基)正丙胺(3d)0.76g(0.002mol)与硫代乙酸钾0.912g(0.008mol)加入到圆底烧瓶中，用DMF/甲苯＝1/1的溶液5ml溶解，滴4滴三乙胺，N₂保护，，加热40℃反应40h。反应溶液加入15ml乙酸乙酯，搅拌，过滤，滤液水洗3次，有机层用无水Na₂SO₄干燥，过滤，滤液减压浓缩，得0.76g淡黄色油状物。粗产品用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1∶3∶0.1的流动相进行硅胶柱层析分离，得白色固体0.57g。Yield：77.9％。m.p.＝59.2-62.1℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：3.26(s，6H，SCH₂)，3.11-3.16(m，2H，NHCH ₂)，2.36(s，9，COCH₃)，1.41-1.48(m，2H，CH ₂-CH₃)，0.90(t，J＝7.42Hz，3H，CH₂-CH ₃)；MS(ESl)Anal.Calcd.for C₁₄H₂₄O₄N₁S₃[M+H]⁺366.08.Found365.82。

实施例12N-(3-乙酰基硫-2，2-乙酰硫甲基-丙羰基)-L-苯丙氨酸乙酯(4e)的制备

原料N-(3-溴-2，2-二溴甲基丙酰基)-L-苯丙氨酸乙酯(3e)1.022g(0.002mol)与硫代乙酸钾0.912g(0.008mol)加入到圆底烧瓶中，用DMF/甲苯＝1/1的溶液5ml溶解，滴4滴三乙胺，N₂保护，，加热40℃反应40h。反应溶液加入15ml乙酸乙酯，搅拌，过滤，滤液水洗3次，有机层用无水Na₂SO₄干燥，过滤，滤液减压浓缩，得1.06g红棕色油状物。粗产品用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1∶3∶0.1的流动相走柱子分离产品，得红棕色油状物0.74g。Yield：74.1％。 ¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：7.30-7.34(m.2H，Ph)，7.21-7.25(m，3H，Ph)，6.52(d，1H，NH)，4.65-4.71(m，1H，Phe-CH。)，4.11-4.23(m，2H，OCH₂)，3.12-3.25(m，6H，SCH₂)，2.96-3.10(m，2H， CH ₂Ph)，2.29-2.34(m，9H，COCH₃)，1.19-1.29(m，3H，CH₂ CH ₃)；MS(ESl)Anal.Calcd.for C₂₂H₃₀O₆S₃[M+H]⁺500.12，Found499.89。

实施例131-砷-4-甲氧甲基-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷(5b)的制备

将原料3-乙酰基硫-2，2-二乙酰硫甲基丙甲醚(4b)0.324g(0.001mol)溶于2ml乙醇中，减压抽掉空气，并用N₂保护，然后迅速加入用2ml HCl/乙醇溶液稀释的AsCl₃(0.126ml，0.0015mol)溶液，溶液澄清，再用N₂保护，室温反应约11h。减压抽走乙醇，用氯仿溶解残余物，水洗3次，无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得红褐色油状物0.28g。粗产品用用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1/5/0.1的流动相进行硅胶柱层析分离，得到淡黄色固体0.21g。Yield：77.8％。m.p.＝88.2-92.5℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：3.33(s，3H，OCH₃)，3.08(s，2H，OCH₂)，3.01(s，6H，SCH₂)。¹³C-NMR(CDCl₃，100MHz)：δppm：81.18(CH₂O)，59.39(OCH₃)，33.39(C)，29.80(SCH₂)；FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₆H₁₂AsOS₃[M+H]⁺270.9261.Found270.9259。

实施例14 1-砷-4-乙氧羰基-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷(5c)的制备

将原料3-二乙酰基硫-2，2-二乙酰硫甲基丙乙酯(4c)0.352g(0.001mol)溶于2ml乙醇中，减压抽掉空气，并用N₂保护，然后迅速加入用2ml HCl/乙醇溶液稀释的AsCl₃(0.126ml，0.0015mol)溶液，溶液澄清，再用N₂保护，室温反应约11h。减压抽走乙醇，用氯仿溶解残余物，水洗3次，无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得红褐色油状物0.31g。粗产品用用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1/5/0.1的流动相进行硅胶柱层析分离，得到淡黄色固体0.18g。Yield：60.4％。m.p.＝84.1-86.8℃。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)：δppm：4.20(q，J＝7.12Hz，2H，OCH₂)，3.31(s，6H，SCH₂)，1.29(t，J＝7.12Hz，3H，CH₃)。¹³C-NMR(CDCl₃，100MHz)：δppm：173.91(C＝O)，62.38(OCH₂)，40.18(C)，29.07(SCH₂)，14.10(CH₃)；FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₇H₁₂AsO₂S₃[M+H]⁺298.9210.Found298.9204。

实施例15N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-正丙胺(5d)的制备

将原料N-(3-乙酰基硫-2，2-乙酰硫甲基丙羰基)-正丙胺(4d)0.366g(0.001mol)溶于2ml乙醇中，减压抽掉空气，并用N₂保护，然后迅速加入用2ml HCl/乙醇溶液稀释的AsCl₃(0.126ml，0.0015mol)溶液，溶液澄清，再用N₂保护，室温反应约11h。减压抽走乙醇，用氯仿溶解残余物，水洗3次，无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得到淡黄色固体0.32g。粗产品用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1/5/0.1的流动相进行硅胶柱层析分离，得到白色固体0.25g。Yield：80.4％.m.p.＝131.6-132.9℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：5.51(br，1H，NH)，3.31(s，6H，SCH₂)，3.21-3.26(m，2H，NHCH₂)，1.50-1.59(m，2H，CH₂)，0.93(t，J＝7.42Hz，3H，CH₃)。 ¹³C-NMR(CDCl₃，100MHz)：δppm：173.81(C＝O)，42.12(C)，39.97(NHCH₂)，29.61(SCH₂)，22.71(CH₂)，141.35(CH₃)；FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₈H₁₅AsNOS₃[M+H]⁺311.9526，Found311.9520。

实施例16 1-砷-4-羟甲基-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷(5a)的制备

量取80ml脱气蒸馏水倒入圆底烧瓶中，加入原料1，3-二乙酰基硫-2-乙酰硫甲基-2-乙酰氧甲基丙烷(4a)0.7g(0.002mol)，再超声减压脱气5min，N₂保护，迅速加入0.56g(0.014mol)NaOH和10mlTHF，再次减压脱气，N₂保护，室温反应20h，至溶液呈均一透明溶液。反应溶液用1N的KHSO₄溶液调节PH值为3左右，过程中有白色浑浊产生，用40ml*3CHCl₃萃取，CHCl₃层用无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得淡黄绿色油状物2-巯甲基-2-羟甲基丙二硫醇(8)0.4g。将上述产物溶解在1ml氯仿中，搅拌，在冰水浴下，将0.25ml(0.003mol)AsCl₃用2ml CHCl₃溶解后加入，反应30min；加入0.24ml(0.003mol)吡啶，有淡黄色沉淀析出，冰浴下反应1.5h。用氯仿溶解反应溶液，将不溶物滤除，氯仿层用少量水洗3次(会有大量油状物出现)，用无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，得黄色粘性固体0.5g。用乙酸乙酯/石油醚/乙酸＝1/5/0.1的流动相进行硅胶柱层析分离，得到白色固体0.12g。Yield：23.4％。m.p.＝145.6-147.1℃。¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)：δppm：3.39(s，2H，CH₂OH)，3.02(s，6H，SCH₂)，1.68(br，1H，OH)。¹³C-NMR(CDCl₃，100MHz)：δppm：71.30(CH₂OH)，34.02(C)，29.56(SCH₂)；FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₅H₁₀AsOS₃[M+H]⁺256.9104.Found256.9103。

实施例17N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-L-苯丙氨酸(5e)的制备

量取80ml脱气蒸馏水倒入圆底烧瓶中，加入原料N-(3-乙酰基硫-2，2-乙酰硫甲基丙羰基)-L-苯丙氨酸乙酯(4e)0.998g(0.002mol)，再超声减压脱气5min，在H₂保护下，迅速加入0.64g(0.016mol)NaOH和10ml THF，再次减压脱气，H₂保护下，室温反应8小时，至溶液呈均一透明溶液。反应溶液用1N的KHSO₄酸化至PH值为2左右，过程中有白色浑浊产生；用40ml*3CHCl₃萃取，CHCl₃层用无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得黄色油状物0.72g。将上述产物溶解在3ml氯仿中，搅拌，冰水浴条件下，将0.25ml(0.003mol)AsCl₃用3ml CHCl₃溶解后加入，反应30min，过程中无明显现象；加入0.24ml(0.003mol)吡啶，反应溶液变浑浊，继续室温反应1.5h；用AcOH/CHCl₃稀溶液将反应溶液酸化至PH值为2，溶液又变澄清；用少量水洗(2ml*2)，有胶状物出现。CHCl₃层用无水硫酸钠干燥，过滤，真空浓缩，得淡黄色固体产物0.62g，水洗时析出的油状物用THF溶解，滤除固体残渣，溶液减压抽净溶剂，得淡黄色固体0.38g。粗产品用CHCl₃/MeOH＝15∶1流动相进行硅胶柱层析分离，得白色固体0.5g。Yield：60％。m.p.＝77.8-82.4℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：8.24(d，J＝8.20Hz，1H，NH)，7.20-7.30(m，5H，Ph)，4.40-4.45(m，1H，NHCHCO)，3.12-3.16，2.90-2.96(m，2H，PhCH ₂)，3.10(s，6H，SCH₂).¹³C-NMR(CDCl₃，100MHz)：δppm：175.42(C＝O)，173.69(C＝O)，135.18(Ar-C)，129.17(Ar-C)，128.98(Ar-C)，127.73(Ar-C)，53.24(NHCH)，40.21(C)，37.21(CH₂Ph)，29.21(SCH₂)；[α]_D＝-36(C＝1，THF)；FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₁₄H₁₇AsNO₃S₃[M+H]⁺417.9581，Found417.9575。

实施例18N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-L-苯丙氨酰-L-丙氨酸(5f)的制备

将丙氨酸0.089g(0.001mol)与碳酸氢钠0.084g(0.001mol)置于反应瓶中，加入1ml水，搅拌，减压抽气，生成丙氨酸钠盐，反应持续4小时，溶液最后呈现均一溶液，溶液PH＝9；将原料N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-L-苯丙氨酸(5e)0.208g(0.0005mol)与0.07g对硝基苯酚(HONp，0.0005mol)置于圆底烧瓶中，加入约1ml THF使其溶解，冰浴下，加入0.103g(0.0005mol)DCC，反应约0.5h，期间不断有DCU析出，将反应液过滤，除去DCU，将滤液加入到丙氨酸钠盐溶液中，溶液变浑浊，室温反应2.5h。反应溶液用1N KHSO₄溶液调PH＝3，加入5mlCHCl₃，少量水洗2次，氯仿层用无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得淡黄色固体0.26g。粗产品用氯仿/甲醇/乙酸＝15∶1∶0.05的流动相进行硅胶柱层析分离，得白色固体0.15g。Yield：29.8％。m.p.＝188.5-194.3℃。¹H-NMR(CCl₃D，400MHz)：δppm：8.26-8.34(m，1H，CONHCHCH₂Ph)，8.07-8.10(m，1H，NHCHCH₃)，7.16-7.31(m，5H，Ph)，4.53-4.63(m，1H，CHCH₂Ph)，4.21-4.25(m，1H，CHCOO)，3.03-3.11，2.80-2.87(m，2H，PhCH ₂)，3.06(s，6H，SCH₂)，1.35(s，3H，CH₃)； ¹³C-NMR(CDC₁₃，100MHz)：δppm：135.95(Ar-C)，129.24(Ar-C)，128.84(Ar-C)，125.42(Ar-C)，67.87(C)，34.19(CHCH₂Ph)，30.34(SCH₂)，29.22(NHCHCOOH)，25.55(CH₂Ph)，21.07(CH₃)；[α]_D＝-28(C＝1，THF)；FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₁₇H₂₂AsN₂O₄S₃[M+H]⁺488.9952，Found488.9948。

实施例19N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-L-苯丙氨酰-L-甲硫氨酸甲酯(5g)的制备

将原料N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-L-苯丙氨酸(5d)0.208g(0.0005mol)与0.07g HONp(0.0005mol)置于圆底烧瓶中，加入约1ml THF使其溶解，冰浴下，加入0.103g(0.0005mol)DCC，反应约0.5h，期间不断有DCU析出，将反应液过滤，滤除DCU；将用1mlTHF溶解的甲硫氨酸甲酯0.164g(0.001mol)滴加到上述溶液中，室温反应4小时。减压蒸掉THF，残余物用乙酸乙酯溶解，分别用1N KHSO₄溶液、1N NaOH溶液、蒸馏水洗涤，无水Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得淡黄色固体0.26g。粗产品用氯仿/甲醇＝60∶1的流动相走柱子分离，得白色固体0.11g。Yield：39.1％.m.p.＝170.5-172.3℃.¹H-NMR(CDCl₃，400MHz)：δppm：7.16-7，33(m，5H，Ph)，7.07-7.09(d，J＝7.68Hz，1H，CONHCHCH₂Ph)，6.85-6.95(m，1H，NHCHCH₂CH₂S)，4.79-4.7590(m，1H，NHCHCH₂Ph)，4.68-4.74(m，1H，NHCHCH₂CH₂S)，3.71，3.76(3H，OCH₃)，3.17(s，6H，SCH₂C)，3.00-3.14(m，2H，PhCH₂)，2.48(t，J＝7.28，1H，SCH₂)，2.35(t，J＝7.34，1H，SCH₂)，2.11-2.18，1.87-2.05(m，2H，CHCH ₂)，2.07-2.08(m，3H，SCH₃)；¹³C-NMR(CDCl3，100MHz)：δppm：174.29(C＝O)，171.86，171.66(C＝O)，171.14，170.99(C＝O)，136.10，136.05(Ar-C)，129.24，129.20(Ar-C)，128.81，128.72(Ar-C)，127.39，127.33(Ar-C)，54.76，54.67(CHCH₂Ph)，52.68，52.66(OCH₃)，51.84，51.53(CHCH₂CH₂S)，40.20(C)，38.20，38.09(CH₂Ph)，31.23，31.17(CH₂CH₂S)，29.93，29.85(CH₂SCH₃)，29.28，29.27(SCH₂C)，15.51，15.45(SCH₃)；[α]_D＝-15(C＝0.8，THF)；FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₂₀H₂₈AsN₂O₄S₄[M+H]⁺563，0142.Found563.0130.

实施例20N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-L-苯丙氨酰-L-苯丙氨酰-甘氨酰-L-亮氨酰-L-甲硫酰胺(5h)的制备

将原料N-[(1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷)-4-羰基]-L-苯丙氨酸(5d)0.104g(0.00025mol)与0.042g HONp(0.0003mol)置于圆底烧瓶中，加入约1ml THF使其溶解，冰浴下，加入0.056g(0.000275mol)DCC，反应约0.5h，期间不断有DCU析出，将反应液过滤，滤除DCU；将用0.5mlTHF/0.5mlDMF溶解的P物质C端四肽片段(H-Phe-Gly-Leu-Met-NH₂)0.116g(0.00025mol)滴加到上述溶液中，室温反应4小时。减压蒸掉THF，残余物用乙酸乙酯溶解，分别用1N KHSO4溶液、1N NaOH溶液、蒸馏水洗涤，发现洗涤过程中容易形成胶状浑浊液；无水Na2SO4干燥，过滤，减压浓缩，得淡黄色固体0.21g。粗产品0.08g用氯仿/甲醇＝20∶1∶0.05的展开剂走硅胶板分离，得白色固体0.01g。Yield：12.2％，FTMS(ESl)Anal.Calcd.for C₃₆H₅₀AsN₆O₆S₄[M+H]⁺865.1885.Found865.1879.

实施例21化合物5a的离体细胞抗肿瘤活性评价

将制备好的各细胞株(八种，见表1)的单细胞悬液经细胞计数后接种于96孔板中(5000个/孔)；将培养板置于CO₂培养箱中过夜培养；24小时后更换培养基，并在每孔细胞中加入化合物5a，化合物浓度为10ug/ml(3.9*10^-5M)，阳性对照为STAUROSTORlNE。细胞继续培养。

药物作用时间届满后，加入MTT溶液，再培养6小时，停止培养。弃去培养基，加入DMSO(150ul/孔)，轻微振荡、混匀。

将96孔板放入酶标仪中，490nm测定吸光度。计算细胞生长抑制率。结果见表4。

表4，化合物5a的离体细胞毒性试验

实施例22化合物5a，5b，5c，5d，5e及5f的离体细胞抗肿瘤活性评价

将制备好的两种细胞株(人乳腺癌细胞珠，MDA-MB-231和人白血病细胞，K562)的单细胞悬液经细胞计数后分别接种于96孔板中(5000个/孔)；将培养板置于CO₂培养箱中过夜培养；24小时后更换培养基，并在每孔细胞中分别加入受试化合物，化合物浓度见表5及表6，阳性对照为顺铂。细胞继续培养。

48小时后，加入MTT溶液，再培养5小时，停止培养。弃去培养基，加入DMSO(150ul/孔)，轻微振荡、混匀。

将96孔板放入酶标仪中，490nm测定吸光度。吸光度数值将被折算成细胞生长抑制率。试验结果见表5，表6。

表5，人乳腺癌细胞珠(MDA-MB-231)

表6，人白血病细胞(K562)

Claims

1.通式I所示的新型有机砷化物4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物或其药用可用盐。

其中，R选自-CH₂O-X，-COO-X₁，-CO-X₂；X选自H，烷基；X₁选自烷基；X₂选自NH-烷基、氨基酸或多肽。

2.一种制备上述通式I化合物的方法，包括以下步骤：

(1)以季戊四醇(1)为起始原料，经溴代反应引入溴原子，得到化合物(2，即3a)；将3a与CH₃I，KOH/DMSO反应得到3b；将3a在HNO₃中加热，加入SOCl₂回流后得到中间体酰氯；分别向酰氯反应液中加入乙醇回流得到3c；加入正丙胺和四氢呋喃反应得到3d；加入四氢呋喃做溶剂，加入苯丙氨酸乙酯盐酸盐和三乙胺反应得到3e；

(2)将化合物3在甲苯和二甲基甲酰胺混合溶媒中，三乙胺催化下与与硫代乙酸钾反应，生成化合物(4a-4e)；

(3)将化合物4a和4e于0.2N NaOH溶液中皂化后，在氯仿溶液中与AsCl₃反应，加入适量吡啶调节PH值，来合成出目标化合物5a和5e；

(4)将化合物4b、4c和4d于含有其1.5当量As₂O₃的HCl/C₂H₅OH溶液中反应得到目标化合物5b、5c和5d；

(5)将化合物5e与对硝基苯酚(HONp)在DCC存在的情况下进行缩合，所得活化酯分别与H-Ala-OH、H-Met-OMe及H-Phe-Gly-Leu-Met-NH₂反应，得到目标化合物5f、5g和5h。

3.一种药物组合物，其特征在于：由治疗或预防上有效量的权利要求1所述的新型有机砷化物4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷化合物和药学上可接受的载体或辅料所组成。

4.一种治疗抗肿瘤的药物组合物，其特征在于：由治疗或预防上有效量的权利要求1所述的新型有机砷化物4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷和药学上可接受的载体或辅料所组成。

5.权利要求1所述的新型有机砷化物4-R-1-砷-2，6，7-三硫杂二环[2.2.2]辛烷在制备抗肿瘤药物中的用途。