CN105693815B

CN105693815B - 一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物及其制备方法和应用

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Publication number: CN105693815B
Application number: CN201610229113.8A
Authority: CN
Inventors: 陈海军; 胡建达; 陈策实; 陈英玉; 刘蓉; 李财龙; 高瑜
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2017-09-22
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: CN105693815A

Abstract

本发明属于医药技术领域，提供了一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物及其制备方法和应用。以乌索酸为起始原料，经过四步反应制得哌嗪修饰的乌索酸衍生物：。该方法所用试剂为实验室常用试剂，且产物纯化方法较为简便，得到具有高抗肿瘤活性的哌嗪修饰的乌索酸衍生物。反应操作简单，易于处理，可以大量获得具有高生物活性的哌嗪修饰的乌索酸衍生物，以供医药研发的使用。

Description

一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种制备乌索酸衍生物FZU-03,010的方法及其应用。

背景技术

近年来，天然产物由于其丰富的来源和多样的生物学特性吸引越来越多的关注。其中，五环三萜类化合物广泛存在于自然界中，具有极高的药用价值，如可抗氧化、抗炎、抗肿瘤、免疫调节等，尤其是抗癌方面的药理作用，开发意义重大。因此，他们将成为一个发展新的候选药物的关键来源。乌索酸（UA）是一种五环三萜类化合物，广泛存在于多科植物中。乌索酸（UA）具有多方面的生物活性，包括抗炎、抗氧化、抗癌、抗菌等，其显著的抗肿瘤和化学预防作用已被深入研究。此外，UA因其能显著提高人体免疫功能越来越受人们关注。所有这些研究结果表明，UA具有极高的潜在临床应用价值。

在肿瘤治疗领域，大量结果表明UA参与了人体的一系列抗癌活动，如抑制肿瘤的发生，遏制癌细胞的增殖，诱导癌细胞凋亡等。然而，UA溶解度差、代谢快、生物利用度低、抗癌活性不够高等缺点制约其在临床上的进一步应用。因此，在UA结构的基础上进行合理的结构修饰，合成新的具有高抗肿瘤活性和成药性的UA衍生物具有重要意义。目前虽然有报道众多的UA衍生物，且多数在其3位羟基和28位的羧基进行结构修饰（如CN 102250188 A，CN 101928322 A，CN 102558282 A等），但还存在制备步骤繁琐、合成成本高、成药性差等问题，至今未有批准上市的药物。

我们以乌索酸为起始原料，合成出大量的UA衍生物，进行抗肿瘤构效关系，筛选得到高抗肿瘤活性的乌索酸衍生物FZU-03,010。再进一步优化合成方法，使反应操作简单，易于处理，且可以大量获得。本发明探索合成了一种具有极高成药性的化合物，同时也为其他同类化合物的合成提供新的解决思路和方案。

发明内容

本发明的目的在于合成一种具有高的抗癌活性的哌嗪修饰的乌索酸衍生物。该衍生物活性测试结果表明其对于白血病、乳腺癌和肺癌细胞具有显著的抑制活性。且制备方法简单，易于处理，副产物少，可以大批量生产制备。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物，其结构式如下：

。

一种制备如权利要求1所述的哌嗪修饰的乌索酸衍生物的方法，包括以下步骤：

1）将乌索酸：溶解于丙酮中，0℃下逐滴加入琼斯试剂，室温搅拌反应半个小时，得到黄色液体；将反应液滴入水中，抽滤得到白色固体：；

2）将步骤1）得到的白色固体FZU-0000-018溶解于惰性溶剂中，0℃下加入强碱，搅拌半小时至均匀后加入甲酸乙酯，室温反应24小时得黄色固体，经纯化得浅红色固体：；

3）将步骤2）得到的浅红色固体FZU-0000-041溶解于乙醇中，加入盐酸肼，在90 ℃下反应3小时，反应完成后旋干溶剂经纯化得白色固体：；

4）将步骤3）得到的化合物白色固体FZU-0007-005溶解于有机溶剂中，在冰水浴中加入草酰氯反应过夜后，旋干溶剂后用有机溶剂溶解，加入哌嗪反应一天，蒸去溶剂，加入去离子水，用二氯甲烷萃取，合并有机层，Na₂SO₄干燥，旋干溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂体积比：CH₂Cl₂:MeOH=10:1，得乌索酸衍生物：。

步骤2）所述的惰性溶剂包括苯和甲苯中的一种。

步骤2）所述的的强碱包括氢化钠、甲醇钠和叔丁醇钾中的一种。

步骤2）所述的的有机溶剂包括氯仿、二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种。

一种如上所述的哌嗪修饰的乌索酸衍生物在制备治疗白血病、乳腺癌和肺癌的药物中的应用。

本发明的显著优点在于：

本发明以乌索酸为起始原料，经过四步反应制得哌嗪修饰的乌索酸衍生物。该方法所用试剂为实验室常用试剂，且产物纯化方法较为简便，得到具有高抗肿瘤活性的哌嗪修饰的乌索酸衍生物。此外，该反应操作简单，易于处理，可以大量获得具有高抗肿瘤活性的哌嗪修饰的乌索酸衍生物，以供医药研发的使用。

附图说明

图1为本发明的合成路线。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：

1）在250mL烧瓶中加入10g乌索酸和70mL丙酮，0℃下逐滴加15mL琼斯试剂，室温搅拌反应半个小时；点TLC板确定反应程度，待确定反应结束后将反应液滴入水中，经抽滤，干燥等步骤最后得到9g白色固体FZU-0000-018；¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 5.26 (t, J =3.5 Hz, 1H), 2.61−2.47 (m, 1H), 2.43−2.31 (m, 1H), 2.22−2.20 (m, 1H), 2.05−1.82 (m, 5H), 1.69−1.67 (m, 4H), 1.57−1.38 (m, 6H), 1.38−1.27 (m, 5H), 1.25(s, 3H), 1.08 (s, 3H), 1.05 (s, 3H), 1.02 (s, 3H), 0.94 (d, J = 5.6 Hz, 3H),0.86 (d, J = 6.4 Hz, 3H), 0.82 (s, 3H). HRMS (ESI) calcd for C₃₀H₄₆NaO₃ [M +Na]⁺, 477.3339; found, 477.3340.

2）在200mL烧瓶中，将3g化合物FZU-0000-018溶解于20mL苯中，0℃下加入1.8g的甲醇钠，搅拌均匀后半小时加入3.4g的甲酸乙脂，室温反应24小时得黄色固体，经重结晶得2.5g浅红色固体FZU-0000-041；¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 8.50 (s, 1H), 5.28 (s,1H), 2.20 (d, J = 11.0 Hz, 1H), 2.04−1.76 (m, 5H), 1.65−1.52 (m, 6H), 1.48−1.42 (m, 6H), 1.26 (s, 6H), 1.11−1.06 (m, 6H), 1.03 (s, 3H), 1.01 (s, 3H),0.95 (s, J = 5.3 Hz, 3H), 0.86 (d, J = 7.3 Hz, 3H), 0.66 (s, 3H). HRMS (ESI)calcd for C₃₁H₄₆NaO₄[M + Na]⁺, 505.3288; found, 505.3280.

3）在100mL烧瓶中，将1g的化合物FZU-0000-041溶解于10mL乙醇中，加入140mg的盐酸肼，在90℃下反应3小时，反应完成后旋干溶剂经重结晶940mg白色固体：FZU-0007-005；¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ9.13 (s, 1H), 7.19 (s, 1H), 5.31 (s, 1H), 2.59(d, J = 14.7 Hz, 1H), 2.25 (d, J = 10.7 Hz, 1H), 2.10−1.97 (m, 4H), 1.76−1.66(m, 4H), 1.56−1.44 (m, 3H), 1.29−1.27 (m, 3H), 1.26 (s, 3H), 1.16 (s, 3H),1.11 (s, 3H), 0.95 (d, J = 5.9 Hz, 3H), 0.89 (d, J = 4.7 Hz, 3H), 0.84 (s,3H), 0.81 (s, 3H). HRMS (ESI) calcd for C₃₁H₄₇N₂O₂, 479.3632 [M + H]⁺; found,479.3633.

4）在200mL烧瓶中，将200mg的化合物FZU-0007-005溶解于10mL二氯甲烷中，在水浴中加入0.04mL草酰氯反应过夜后，旋干溶剂后用10mL二氯甲烷溶解加入72mg哌嗪反应一天，蒸去溶剂，加入去离子水，用二氯甲烷萃取，合并有机层，Na₂SO₄干燥，旋干溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂体积比：CH₂Cl₂:MeOH=10:1得164mg白色固体化合物：FZU-03,010；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.22 (s, 1H), 5.36 – 5.25 (m, 1H), 3.90 –3.33 (m, 7H), 3.02 – 2.70 (m, 4H), 2.60 (d, J = 14.9 Hz, 1H), 2.53 – 2.41 (m,1H), 2.27 – 2.10 (m, 1H), 2.09 – 1.95 (m, 3H), 1.85 – 1.63 (m, 4H), 1.62 –1.36 (m, 6H), 1.36 – 1.32 (m, 1H), 1.29 (s, 3H), 1.28 – 1.22 (m, 1H), 1.18(d, J = 10.3 Hz, 3H), 1.11 (s, 3H), 1.09 – 1.00 (m, 1H), 0.95 (d, J = 5.9 Hz,3H), 0.90 (d, J = 6.3 Hz, 3H), 0.88 (s, 3H), 0.83 (s, 3H). HRMS (ESI) calcdfor C₃₅H₅₅N₄O 547.4370 (M + H)⁺, found 547.4394.

实施例2

一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：

1）在500mL烧杯中加入20g乌索酸和150mL丙酮，0℃下逐滴加30mL琼斯试剂，室温搅拌反应半个小时；点TLC板确定反应程度，待确定反应结束后将反应液滴入水中，经抽滤，干燥等步骤最后得到18g白色固体FZU-0000-018；

2）在250mL烧瓶中，将8g化合物FZU-0000-018溶解于30mL苯中，0℃下加入2.1g的氢化钠，搅拌均匀后半小时加入9.2g的甲酸乙脂，室温反应24小时得黄色固体，经重结晶得7.6g浅红色固体FZU-0000-041；

3）在200mL烧瓶中，将6g的化合物FZU-0000-041溶解于30mL乙醇中，加入850mg的盐酸肼，在90℃下反应3小时，反应完成后旋干溶剂经重结晶5.6mg白色固体FZU-0007-005；

4）在200mL烧瓶中，将200mg的化合物FZU-0007-005溶解于10mL二氯甲烷中，在水浴中加入0.04mL草酰氯反应过夜后，旋干溶剂后用10mL乙酸乙酯溶解加入72mg哌嗪反应一天，蒸去溶剂，加入去离子水，用二氯甲烷萃取，合并有机层，Na₂SO₄干燥，旋干溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂体积比：CH₂Cl₂:MeOH=10:1得150mg白色固体化合物FZU-03,010。

实施例3

一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物的制备方法，包括以下步骤：

4）在200mL烧杯中，将200mg的化合物FZU-0007-005溶解于10mL二氯甲烷中，在水浴中加入0.04mL草酰氯反应过夜后，旋干溶剂后用10mL氯仿溶解加入72mg哌嗪反应一天，蒸去溶剂，加入去离子水，用二氯甲烷萃取，合并有机层，Na₂SO₄干燥，旋干溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂体积比：CH₂Cl₂:MeOH=10:1得190mg白色固体化合物FZU-03,010。

将实施例中步骤4）所得的白色固体化合物进行氢谱¹H-NMR、碳谱¹³C-NMR、质谱及高效液相色谱HPLC测定，确定为乌索酸衍生物FZU-03,010，其含量均大于97%，相关测定数据如下：

应用实施例1

以人乳腺癌细胞系MCF-7细胞、人肺癌细胞系A549细胞和白血病细胞系HL-60为测试细胞系（细胞购自中国科学院上海生命科学研究所细胞资源中心）。

细胞培养方法：取出液氮中冻存的MCF-7细胞，在37℃的温水中解冻，将细胞悬液移入15 mL离心管中，加5 mL DMEM完全培养液，轻轻吹打均匀，置于离心机中，3000 rpm离心5 min，弃去上清液，加入2 mL DMEM完全培养液，轻轻吹打均匀，将细胞悬液加入培养皿中，补加6 mL DMEM完全培养液，将培养皿置于5% CO₂、37℃培养箱中培养。取出液氮中冻存的A549细胞，在37℃的温水中解冻，将细胞悬液移入15 mL离心管中，加5 mL RPMI 1640完全培养液，轻轻吹打均匀，置于离心机中，3000 rpm离心5 min，弃去上清液，加入2 mL RPMI1640完全培养液，轻轻吹打均匀，将细胞悬液加入培养皿中，补加6 mL RPMI 1640完全培养液，将培养皿置于5% CO₂、37℃培养箱中培养。

细胞毒性实验：将MCF-7或A549细胞以2×10⁴个细胞/孔的密度接种到96孔培养板中，培养24 h后，更换培养液为新鲜血清培养液，加入0、0.1μM、0.5μM、1μM、5μM、10μM、50μM七个浓度的FZU-03,010，孵育72h后，吸弃孔中溶液，用PBS洗涤3遍，加入新鲜培养液180 μl，同时每孔加入20 μl MTT 溶液（5 mg/mL），继续在37℃、5% CO₂（相对湿度90%）培养箱中培养4 h后，终止培养，小心吸弃上清液，每孔加入150 μl DMSO，避光振荡10 min使结晶物充分溶解。以酶标仪检测570 nm处的吸收度（A），按照以下公式计算：细胞存活率%=（试验组平均A值/空白对照组平均A值）× 100%。结果显示，MCF-7和A549细胞的存活率与化合物浓度呈显著相关性，化合物浓度越高，存活率越低，在1μM 时，存活率降低至30%左右。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种哌嗪修饰的乌索酸衍生物，其特征在于：其结构式如下：

。

2.一种制备如权利要求1所述的哌嗪修饰的乌索酸衍生物的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2）将步骤1）得到的白色固体FZU-0000-018溶解于惰性溶剂苯或甲苯中，0℃下加入强碱，搅拌半小时至均匀后加入甲酸乙酯，室温反应24小时得黄色固体，经纯化得浅红色固体：；

4）将步骤3）得到的化合物白色固体FZU-0007-005溶解于有机溶剂氯仿或二氯甲烷或乙酸乙酯中，在冰水浴中加入草酰氯反应过夜后，旋干溶剂后用有机溶剂溶解，加入哌嗪反应一天，蒸去溶剂，加入去离子水，用二氯甲烷萃取，合并有机层，Na₂SO₄干燥，旋干溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂体积比：CH₂Cl₂:MeOH=10:1，得乌索酸衍生物：。

3.根据权利要求2所述的制备哌嗪修饰的乌索酸衍生物的方法，其特征在于：步骤2）所述的强碱包括氢化钠、甲醇钠和叔丁醇钾中的一种。

4.一种如权利要求1所述的哌嗪修饰的乌索酸衍生物在制备治疗白血病、乳腺癌和肺癌的药物中的应用。