CN105461681A

CN105461681A - 具有抗肿瘤活性的krn7000类似物及合成方法

Info

Publication number: CN105461681A
Application number: CN201410453210.6A
Authority: CN
Inventors: 杜宇国; 毕晶晶; 王元成
Original assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Current assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-04-06

Abstract

在具有抗肿瘤活性的KRN7000类似物及合成方法中，在半乳糖糖环中以硫原子取代氧原子，并在R₁，R₂位置替换各种各样的取代基合成KRN7000类似物，为获得具有更好抗癌抗肿瘤等生物活性的KRN7000类似物提供了方法。其特征在于该方法包括下列步骤：

Description

具有抗肿瘤活性的KRN7000类似物及合成方法

技术领域

本发明涉及一类具有抗肿瘤活性的α-半乳糖神经酰胺类新化合物和制备方法，属于化学与医药技术领域。

背景技术

1993年，YasuhikoKoezuka研究小组从海绵Agelasmauritianus中分离得到的一系列鞘糖脂类化合物Agelasphin，他们具有一定的抗肿瘤活性。并于1995年，基于活性对α-半乳糖神经酰胺类化合物的结构进行构效优化从而得到抗肿瘤活性更好的衍生物KRN7000(α-GalCer)。研究表明KRN7000具有抗肿瘤及免疫激活作用，能激活NKT细胞并参与多种自身免疫性疾病、肿瘤、动脉粥状硬化和感染性疾病的免疫调节。它作为抗癌新药已进入I期临床研究阶段。

KRN7000具有抗癌抗肿瘤活性，它的作用机制大体是KRN7000与CD1d蛋白相结合，被NKT细胞表面上的T细胞受体所识别，从而激活NKT细胞，产生免疫应答，使得NKT细胞迅速分泌释放大量的细胞因子Th1和Th2。然而，Th1和Th2的生物功能是相互对抗排斥的，若一起释放可能会导致一些混合的不可预知的生物效应。所以，为了寻找生物活性更好的药物先导化合物，同时探究KRN7000类似物的构效关系，人们对其进行多种多样的结构修饰。众多生物测试表明KRN7000中有三个位点不易修饰(如下图所示化合物2)：C2′-NH，C3′-OH以及α-糖苷键。而C4′-OH,C6,R,R′等部位的修饰都依然有生物活性。

近20年来，广大化学工作者通过各种化学方法，经全合成和半合成得到了大量的α-GalCer类似物，其中绝大部分是经过修饰植物鞘氨醇链上的烷基链、羟基等极性基团，以及对半乳糖进行修饰。也有对糖苷键的氧原子进行替代得到碳苷、硫苷等，它们同样具有相当好的生物活性，尤其是碳苷，其中有一些类似物已用于临床研究。

目前，对于在KRN7000的半乳糖基部分的环氧替换为环硫的类似物尚未报道，鉴于含硫化合物能被许多生物体接受，同时相对于氧苷来时更能经受住体内的酸碱性及相应水解酶的水解。我们将KRN7000中的半乳糖糖环中的氧原子替换为硫原子，获得了一系列具有良好生物活性的KRN7000类似物。

发明内容

多年来，经过药物化学家对KR7000的构效关系研究表明，半乳糖部分是KR7000及其类似物活性表达所必需的结构部分，且糖苷键需保持α构型才具良好的生物活性。目前合成出来的大量类似物都或多或少的在Th1/Th2的平衡中起到作用，但是未能达到选择性释放细胞因子而影响其生物活性的表达。由于硫原子在生物体有着重要的生理功能，因而将糖环中的氧替换为硫原子，以期改善细胞因子的特异性释放，从而改善其抗肿瘤的生物活性，通过药物活性筛选，寻找活性更好的药物先导化合物。本发明的技术解决方案是，具有抗肿瘤活性的新型KRN7000类似物及合成方法，其特征在于化合物具有以下的结构：

其中，取代基R₁为n-C₃H₇至n-C₁₄H₂₉的饱和烷烃及支链，(CH₂)₃CH(CH₃)₂，(CH₂)₂Ph至(CH₂)₅Ph，等。

其中，取代基R₂为n-C₇H₁₅至nC₂₅H₅₁的饱和链烃，(CH₂)₅Ph至(CH₂)₉Ph，(CH₂)₇Ph(p-F), 等。

具有抗肿瘤活性的新型KRN7000类似物的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：上述路线的具体合成步骤为：

(1)烷基酸在有机溶剂中，与N-羟基丁二酰亚胺在碱性条件下反应得到中间体3，缩合剂可以选择N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)，二异丙基碳化二亚胺(DIC),1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI),1,3-二(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基甲基)碳二亚胺(BDDC)等，优选EDCI；

(2)极性化合物4和中间体3在碱性条件下反应得到中间体5，碱可以选择三乙胺、四甲基乙二胺，二异丙基乙基胺等有机胺，优选三乙胺；

(3)中间体5与三苯基氯甲烷反应得到中间体6；

(4)中间体6与苯甲酰氯反应得到中间体7；

(5)中间体7在酸性条件下反应得到受体8，酸可以选择盐酸气，三氟化硼乙醚溶液，对甲苯磺酸，乙酸，二溴化锌，二氧化硅，硫酸铜等等条件，优选三氟化硼乙醚溶液；

(6)受体8和供体9在催化剂作用下反应得到偶联产物10，当X为Cl、Br时，催化剂可以为碳酸钾、碳酸银、碳酸铯、碳酸汞、高氯酸银、高氯酸汞和三氟甲磺酸银等。当X为OAc时，催化剂可以为二溴化汞、三氯化铁、四氯化钛、二氯化锡和四氯化锡等。当X为SEt、SPh时，反应条件为N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和催化剂三氟甲磺酸、三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸三甲基硅脂、三氟甲磺酸三乙基硅脂、叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯等。当X为OC(NH)CCl₃时，催化剂可以为三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸三甲基硅脂、三氟甲磺酸三乙基硅脂、叔丁基二甲硅基三氟甲磺酸酯等常用催化剂。溶剂可以为二氯甲烷、乙醚、四氢呋喃、甲苯等有机溶剂；

(7)中间体10经脱保护得到KRN7000类似物。其中R₃可以为乙酰基，苯甲酰基、苄基等保护基，脱酰基保护条件可以为甲醇钠、碳酸钾、氢氧化钠等碱，脱苄基保护条件可以为氢气/钯碳、氢气/氢氧化钯等；

该路线具有以下优点：(操作简便，反应条件温和，所用试剂均为工业常用试剂，适合大量工业化制备。路线简洁，通过更改一些底物即可发散式获得大量的KRN7000类似物。同时，我们用此法合成了KRN7000，所到的KRN7000纯度高，光谱数据与旋光数据均与文献报道一致。

具体实施方式：

1.以下提供本发明的实施例(以如上化合物为例)：

化合物3的合成：

室温下，将豆蔻酸置于二氯甲烷溶液中，依次加入N-羟基丁二酰亚胺(1.2eqv)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(1.1eqv)，加热到40℃至完全溶解，反应持续3小时，加入水，并用乙醚进行萃取，有机相干燥，蒸干得到中间体3的粗产物。

化合物5的合成：

将中间体3(1.2eqv)溶于四氢呋喃中，搅拌溶解后加入植物鞘氨醇(1eqv)，三乙胺(3.6eqv)，40℃下过夜，蒸干得到中间体5的粗产物。

化合物6的合成：

将中间体5(1eqv)溶解于吡啶中，加入三苯基氯甲烷(1.2eqv)，加热反应过夜，蒸干有机溶剂，柱色谱得到中间体6，从豆蔻酸计算总产率为70％。

化合物7的合成：

将中间体6(1eqv)溶解在吡啶中，加入苯甲酰氯(5eqv)，反应过夜，加入水淬灭，用乙酸乙酯萃取，饱和碳酸氢钠洗涤，干燥，蒸干，柱色谱得到中间体7，产率为90％。

化合物8的合成：

将中间体7溶解到二氯甲烷中，加入三氟化硼乙醚溶液(1eqv)，反应5小时后，加入饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，用二氯甲烷萃取，饱和碳酸氢钠溶液洗涤，盐水洗涤，干燥，蒸干，柱色谱得到中间体8，产率为90％。

化合物10的合成：

在氮气保护下，向烧瓶中加入中间体8和全乙酰5-硫半乳糖施密特试剂9，加入二氯甲烷，-10℃条件下搅拌10分钟，然后逐滴加入三氟化硼乙醚溶液，继续低温反应3小时。经洗涤、干燥后，柱层析分离得到化合物10，收率为60％。

化合物11(KRN7000类似物)的合成：将中间体10溶解到甲醇中，加甲醇钠溶液(1mol/L，1eqv)，反应过夜，加入酸性树脂，搅拌0.5小时，白色固体析出，甲醇清洗，即得KRN7000类似物11，产率为95％。核磁确认为目标产物，¹HNMR(400MHz,CD₃OD/CDCl₃＝5/1):δ＝4.63(d,J＝3.2Hz,1H),4.21-4.18(m,2H),4.01-3.97(m,2H),3.74-3.68(m,2H),3.61-3.55(m,4H),3.30-3.27(m,1H),2.20(t,J＝7.6Hz,2H),1.67-1.55(m,4H),1.31-1.26(m,44H),0.87(t,J＝6.4Hz,6H)ppm.

上述所有KRN7000类似物均可由以上设计路线合成获得。

2.已获得的部分化合物结构

系列一：

系列二：

系列三：

3.部分化合物初步测定的活性数据分析

我们用注射B-16黑素瘤的小鼠检测所有合成的KRN7000类似物I，II和III系列的抗肿瘤活性。首先对小鼠进行注射KRN7000以及类似物(100μg/kg)处理，两天后注射B-16黑素瘤细胞，两个星期后取出小鼠的肺进行测试，观察小鼠肺部上的黑素瘤黑点。对比没有进行抗瘤药品注射的小鼠的肺，黑点均有相应的减少。初步的生物活性测试表明，化合物I，II和III系列对B-16黑素瘤细胞具有较好的抑制作用。其中I-4，I-8，II-6，II-7，III-2，III-6抑制效果较好。

Claims

1.具有抗癌抗肿瘤活性的新型KRN7000类似物，其结构为具有下式结构的化合物：

其中，取代基R₁选自n-C₃H₇至n-C₁₄H₂₉的饱和烷烃及支链，(CH₂)₂Ph至(CH₂)₅Ph，等。

取代基R₂选至n-C₇H₁₅至nC₂₅H₅₁的饱和链烃，(CH₂)₅Ph至(CH₂)₉Ph，(CH₂)₇Ph(p-F), 等。

2.根据权利要求1的化合物，其中R₁代表链中含有5至14个碳原子的饱和烃链。

3.根据权利要求1的化合物，其中R₂代表链中含有7至25个碳原子的饱和或不饱和直链烃链或芳香基团。

4.根据权利要求1的化合物，其中R₂中的一个或多个包含一个或两个双键。

5.根据权利要求4的化合物，其中所述双键为顺式(Z)。

6.用作药物的根据权利要求1的化合物。

7.根据权利要求1所述的具有抗肿瘤活性的KRN7000类似物的制备方法，其特征在于

其中，X为Br，SEt，SPh，OAc和OC(NH)CCl₃等取代基。