CN105732758A

CN105732758A - 胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物及其合成方法

Info

Publication number: CN105732758A
Application number: CN201610212936.XA
Authority: CN
Inventors: 郭深深; 霍萃萌; 陈瑨; 代本才; 赵永德; 刘晓莉
Original assignee: Institute of Chemistry Henan Academy of Sciences Co Ltd
Current assignee: Institute of Chemistry Henan Academy of Sciences Co Ltd
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2036-04-07
Also published as: CN105732758B

Abstract

本发明属药物化学领域，具体涉及一类新型胆酸?α?氨基膦酸酯类化合物及其制备方法。本发明以胆酸和磷酸酯为原料，合成了具有如下结构通式的胆酸?<i>α</i>?氨基膦酸酯系列衍生物，此类化合物具有良好的抗肿瘤活性，部分化合物对人肝癌细胞（HepG2）的生长抑制率高达77.44%，效果优于对照药Amonafide。

Description

胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物及其合成方法

技术领域

本发明涉及药物化学领域，具体涉及一类新型胆酸-α-氨基膦酸酯类化合物及其制备方法与应用。

背景技术

恶性肿瘤是当前严重影响人类健康、威胁人类生命的主要疾病之一。癌症与心脑血管疾病和意外事故一起，构成当今世界所有国家三大死亡原因。因此，世界卫生组织(WHO)和各国政府卫生部门都把攻克癌症列为一项首要任务。目前，治疗肿瘤的方法主要有三种：手术治疗、放射线治疗和化学治疗。其中化学治疗是用药物杀死癌细胞，该方法最大的局限在于药物难以识别正常细胞和肿瘤细胞，对人体有较大的毒副作用且容易产生耐药性。为了减少化疗药物的耐药，提高癌症治疗疗效，并克服化疗的毒副作用，科学家们在不断的探索中发现肿瘤新的疗法——靶向治疗，靶向治疗的出现为肿瘤的治疗开辟了新的领域和广阔的前景,这种治疗方法可把治疗作用或药物效应尽量限定在特定的靶细胞、组织或器官内,而不影响正常细胞、组织或器官的功能,从而提高疗效、减少毒副作用。

胆酸在人类和高等脊椎动物的肝脏中合成，是胆汁的重要组成部分。中国是世界上率先利用胆汁用以治疗疾病的国家。早在一千八百多年前的东汉时期，中医经典著作《神农本草经》中就记载着利用鲤鱼胆达到清热明目及散翳消肿的疗效。国外对胆酸的研究开始于1805年Liebig对牛胆汁酸进行的初步探究，到1848年Streck发现胆酸，再到Wieland对胆酸结构进行了确认，并获得了1927年的诺贝尔化学奖。从此，胆酸引起了科研人员的重视，被广泛应用于化学、药学、医学、生物学等领域。研究表明，胆酸可以作为药物的靶向载体，是生物体内的内源性天然配基，且具有较好的生物相容性，可以大大提高药物的利用度和特异吸收度，从而降低药物对正常细胞的毒副作用。

作为有机磷化学的重要组成之一，膦酸酯类衍生物具有结构多样、易于修饰、生物相容性良好等特点，因此，被广泛应用于新型药物的设计与合成。其中，α-氨基膦酸酯作为含磷类似物是一种天然氨基酸，它和多肽、膦酰化氨基酸等水解后的中间体结构极为相似。α-氨基膦酸酯中的磷原子是四面体结构，研究发现它具有杀菌、除草、抗肿瘤、抗病毒等一系列特性。因此，将胆酸与α-氨基膦酸酯结合合成新的胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物值得探讨研究。但是在现有的文献中，迄今尚未见到胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物及其合成的相关报道。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一类新型的胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物；另一目的在于提供该类化合物的合成方法；又一目的在于提供该类化合物在药物方面的应用。

为实现本发明目的，技术方案如下实现：

本发明所述的胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物具有如下通式结构：

7A:R₁＝H R₂＝CH₂CH₃X＝H 7B:R₁＝H R₂＝CH₂CH₃X＝OH

7C:R₁＝H R₂＝CH(CH₃)₂X＝H 7D:R₁＝H R₂＝CH(CH₃)₂X＝OH

7E:R₁＝CH₃R₂＝CH₂CH₃X＝H 7F:R₁＝CH₃R₂＝CH₂CH₃X＝OH

7G:R₁＝CH₃R₂＝CH(CH₃)₂X＝H 7H:R₁＝CH₃R₂＝CH(CH₃)₂X＝OH

7I:R₁＝4-F R₂＝CH₂CH₃X＝H 7J:R₁＝4-F R₂＝CH₂CH₃X＝OH

7K:R₁＝4-F R₂＝CH(CH₃)₂X＝H 7L:R₁＝4-F R₂＝CH(CH₃)₂X＝OH

本发明提供的胆酸-α-氨基膦酸酯的制备方法通过以下反应路线实现：

所用胆酸类为胆酸或脱氧胆酸。

(1)亚磷酸酯和取代苯甲醛以1：1～:1.5摩尔比，以无水氟化钾为催化剂，10～30℃下反应生成系列化合物3；

(2)在干燥的氯仿溶液中，以三乙胺作缚酸剂，化合物3和对甲苯磺酰氯以1：1～1.5摩尔比的在40～70℃下反应生成系列化合物4；

(3)在DMF溶液中，化合物4和NaN₃以1:1～5摩尔比的在40～70℃下反应生成系列化合物5。在THF的水溶液中，化合物5和三苯基膦10～30℃下反应生成系列化合物6；

(4)在干燥的四氢呋喃溶液中，在N,N-羰基二咪唑(CDI)和三乙胺作用下，将胆酸(或脱氧胆酸)和系列化合物6以1：1～1.5摩尔比在40～60℃下反应生成系列化合物7。

本发明优点及创新点在于：

作为人类内源性化合物，胆酸可被肝脏特异性吸收，具有良好的双亲性及对人体无毒害等特性。以胆酸为药物的靶向载体可实现对癌细胞的选择性杀灭，大大降低对正常细胞的毒副作用。膦酸酯类衍生物具有结构多样、易于修饰、生物相容性良好等特点，本发明以胆酸和磷酸酯为原料，合成了胆酸-α-氨基膦酸酯系列衍生物，此类化合物具有良好的抗肿瘤活性，部分化合物对人肝癌细胞(HepG2)的生长抑制率高达77.44％，效果优于对照药Amonafide。相较于传统的抗肿瘤药物胆酸顺铂类化合物和磷酸酯类衍生物，胆酸-α-氨基膦酸酯有更为优异的靶向选择性和抗肿瘤活性。合成方法收率高，总收率达70％以上，有利于肿瘤药物的筛选和开发。

具体实施方式

根据本发明通式化合物I的合成路线并结合实施例对发明进行进一步说明，但并非限制本发明的范围。

实施例1：

(1)化合物3的合成：在50mL的圆底烧瓶中加入10mmol的2A化合物(或2B化合物)，再缓慢滴加12mmol的1A化合物(或1B、1C化合物)，搅拌均匀后，加入1.15g的无水氟化钾。室温下剧烈搅拌，至烧烧瓶中液体全部变成白色固体，加入30mL二氯甲烷使其溶解，过滤除去氟化钾，减压蒸馏将滤液旋干，重结晶即得中间体3A(或3B～3J)。

(2)化合物4的合成：在100mL的圆底烧瓶中加入40mL的干燥氯仿，加入10mmol的3A化合物或(3B～3F化合物)，搅拌使其溶解，再滴入15mmol的三乙胺作缚酸剂，冷却至0℃；将12mmol的对甲苯磺酰氯溶解在20mL的干燥氯仿中，缓慢滴加到烧瓶中，在0℃下反应2h，最后升至室温，TLC监测反应进程。反应结束后，依次用稀盐酸、饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤反应液，干燥后减压除去溶剂，重结晶得白色固体系列化合物4。

(3)化合物5的合成：将10mmol的4A化合物(或4B～4F化合物)溶解在30mL的DMF中，再加入30mmol的固体NaN₃，再加入10mL的水，当NaN₃完全溶解后，将温度升至65℃，反应12h。反应结束后，将反应物冷却至室温，用30mL的乙酸乙酯反复萃取三次，再用饱和食盐水洗涤乙酸乙酯，最后用无水硫酸钠干燥，减压除去乙酸乙酯，即得α-叠氮基膦酸酯的粗产物5。由于α-叠氮基膦酸酯不稳定，在提纯的过程中又有危险性，故直接进行下一步反应。

(4)化合物6的合成：将化合物5溶解在10mL的THF中，加入10mL的水，再加入10mmol的三苯基膦，室温下搅拌，TLC监测反应进程。反应结束后，减压除去溶剂，将反应产物溶解在30mL的乙酸乙酯中，滴加稀盐酸调节pH＝1，用分液漏斗将两相分开，分别用10mL的乙酸乙酯洗涤水相三次，减压蒸馏除去水，即得淡黄色固体系列化合物6。

采用上述方法合成的部分优选化合物3A～3F,4A～4F,6A～6F结构、红外、核磁数据见下表1：

实施例2：

化合物7A～7L的合成：将5mmol的脱氧胆酸(或胆酸)溶于40mL干燥的四氢呋喃中，加入10mmol的N,N-羰基二咪唑(CDI)，搅拌30min后，再加入6mmol的化合物6A(或6B～6F)，滴入10mmol的三乙胺，45℃下反应。TLC监测反应进程，反应结束后，减压除去溶剂，再用乙酸乙酯溶解，依次用稀盐酸、饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除去溶剂，柱层析分离V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)∶V(二氯甲烷)＝1∶5∶0.1，即得白色固体化合物7A(或7B～7L)。

本发明合成的部分优选化合物的化学结构、红外、核磁数据见下表2：

本发明合成的目标化合物均具有抗肿瘤活性，利用MTT法对目标化合物7A～7L进行抗肿瘤活性测试，方法如下：

1.材料和方法

1.1实验仪器

表3主要实验仪器

1.2药品及试剂

表4主要药品与试剂

1.3实验方法

分别取处于对数生长期的人肝癌细胞(HepG2)，调整细胞密度为5×10³个/mL，接种在96孔板上，每孔100μL，放入体积分数为5％CO₂恒温培养箱内24h，温度设置为37℃；再加入三种不同浓度的目标化合物，每孔10μL，在37℃继续培养48h；再加入100μL的MTT溶液，4h后除去原培养基，接着加入150μL的DMSO。分为空白组(无细胞)、对照组(无样品)和样品组三组，利用酶标仪测试在570nm波长处的吸光度值(OD)，对照药为Amonafide。按照公式计算目标化合物7A～7L对HepG2细胞的生长抑制率：

生长抑制率＝(对照组OD值-样品组OD值)/(对照组OD值-空白组OD值)×100％。

2结果

表5目标化合物7A～7L对HepG2细胞的生长抑制率

由表可以看出，目标化合物7A～7L对人肝癌细胞(HepG2)表现出良好的增殖抑制活性，其中7J、7K、7L对人肝癌细胞(HepG2)具有良好的抑制肿瘤细胞增殖作用，生长抑制率最高达77.44％，效果超过对照药Amonafide。

Claims

1.胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物，其特征在于，具有如下结构通式：

。

2.如权利要求1所述的胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物，其特征在于，选如下化合物：

。

3.制备如权利要求1所述的的胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物的方法，其特征在于，通过如下步骤实现：

（1）亚磷酸酯和取代苯甲醛以1：1～:1.5摩尔比，以无水氟化钾为催化剂，10～30℃下反应生成系列化合物3；

（2）在干燥的氯仿溶液中，以三乙胺作缚酸剂，化合物3和对甲苯磺酰氯以1：1～1.5摩尔比的在40～70℃下反应生成系列化合物4；

（3）在DMF溶液中，化合物4和NaN₃以1:1～5摩尔比的在40～70℃下反应生成系列化合物5；在THF的水溶液中，化合物5和三苯基膦10～30℃下反应生成系列化合物6；

（4）在干燥的四氢呋喃溶液中，在N,N-羰基二咪唑和三乙胺作用下，将胆酸或脱氧胆酸和系列化合物6以1：1～1.5摩尔比在40～60℃下反应生成系列化合物7。