CN106496243B - 异土木香内酯衍生物及其盐在制备治疗肺纤维化药物中的应用 - Google Patents

异土木香内酯衍生物及其盐在制备治疗肺纤维化药物中的应用 Download PDF

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Abstract

异土木香内酯衍生物及其盐在制备治疗肺纤维化药物中的应用，提供了如一种如式(I)所示的异土木香内酯衍生物；成盐的酸为无机酸或有机酸，所述的无机酸选自氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、磷酸、碳酸，硼酸、亚硒酸、磷钼酸、亚磷酸、亚硫酸，所述有机酸选自柠檬酸、马来酸、D‑苹果酸、L‑苹果酸、DL‑苹果酸、L‑乳酸、D‑乳酸、DL‑酸、草酸、甲磺酸、戊酸、油酸、月桂酸、对甲基苯磺酸、1‑萘磺酸、2‑萘磺酸、酞酸、酒石酸、丙二酸、丁二酸、富马酸、乙醇酸、硫醇酸、甘氨酸、肌氨酸、磺酸、烟酸、甲基吡啶酸、异烟酸、苯甲酸或取代苯甲酸。

Description

异土木香内酯衍生物及其盐在制备治疗肺纤维化药物中的 应用
技术领域：
本发明属于涉及土木香内酯衍生物及其盐及其应用与制剂。
背景技术：
土木香(Inula helenium)为菊科(Compositae)旋覆花属植物，多年生草本，根供药用。有健脾和胃、调气解郁、止痛安胎功能，用于胸胁、脘腹胀痛，呕吐泻痢，胸胁挫伤，岔气作痛，胎动不安等症。土木香挥发油中含有异土木香内酯、异异土木香内酯等成分，其化学结构与山道年类似，对猪、犬、猫均有驱虫作用，其疗效较山道年优，且毒性较低。
异土木香内酯(CAS：470-17-7)属于倍半萜类化合物，亦是土木香药材中含量较高的主要有效成分。其结构如下所示，
近年来研究发现土木香中的倍半萜-异土木香内酯类成分有抗肿瘤细胞增值的作用和抗结核分支杆菌等新作用。分别在1999年和2002年，Charles和Konishi等人在对异土木香内酯类化合物的药理作用进行研究后，提出α-亚甲基-γ-内酯可能是该类化合物抗肿瘤细胞增值和抗结核分支杆菌的必须功能基团。但由于异土木香内酯的水溶性较差，难于以常规给药途径作用于人体，且经过进一步实验发现异土木香内酯的毒性较大。
肺纤维化(pulmonaryfibrosis，PF)是许多病因各异的肺间质疾病的共同结局，是以肺泡持续性损伤、成纤维细胞(fi-broblast，FB)增殖及大量细胞外基质(extracellularmatrix，ECM)沉积，而导致肺组织反复破坏、修复，最终造成肺组织中大量胶原沉积为病理特点的一类疾病。
肺纤维化的治疗目前并没有特效药物，常用的药物包括糖皮质类固醇、硝基咪唑硫嘧啶、环孢霉素、霉酚酸酯，以及可以影响胶原形成的秋水仙碱和青霉胺等。糖皮质激素类药物用于治疗特发性肺纤维化已有超过50年的历史，对各项临床研究的结果汇总发现，糖皮质激素类药物对特发性肺纤维化患者的显效率最高不超过16％。硝基咪唑硫嘌呤用于治疗特发性肺纤维化已经超过20多年，其有效性仍存在争议。其他药物在临床上的有效性也存在不同程度上的争议。肺纤维化疾病维护严重、病死率高、临床治疗措施匮乏，因此在深入了解其发病机制的基础上开发新型的治疗肺纤维化的药物迫在眉睫。
发明内容
为解决前述问题，本发明提供如下的技术方案：
提供了一种如式(I)所示的异土木香内酯衍生物，
式(I)中，R1＝H或-OR2
R2选自H、TBDPS、Ts、Ms、TBS、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基、杂环基、酰基、氨基甲酰基、磺酰基、磺酰胺基；
Y＝氧或单键
R3和R4可以相同或不同，分别为氢、烷基、环烷基、羟基取代烷基、烯基、炔基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基、杂环基、三氟甲基、多氟取代烷基、腈基、腈基甲基、酰基、氨基甲酰基、磺酰基、磺酰胺基或芳氧烷基；R3、R4和N原子形成3-9元环的环状结构，环状结构上可以被一个或多个取代基取代，所述取代基选自氢、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基或杂环基。R3和R4优选为氢、碳原子数为1-8的烷基或环烷基。更优选R3和R4均为甲基，
所述异土木香内酯衍生物优选为式(I-II)、式(I-III)或式(I-IV)化合物
本发明还提供了一种所述异土木香内酯衍生物盐，所述成盐的酸为无机酸或有机酸，所述无机酸选自氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、磷酸、碳酸，硼酸、亚硒酸、磷钼酸、亚磷酸、亚硫酸，所述有机酸选自柠檬酸、马来酸、D-苹果酸、L-苹果酸、DL-苹果酸、L-乳酸、D-乳酸、DL-酸、草酸、甲磺酸、戊酸、油酸、月桂酸、对甲基苯磺酸、1-萘磺酸、2-萘磺酸、酞酸、酒石酸、丙二酸、丁二酸、富马酸、乙醇酸、硫醇酸、甘氨酸、肌氨酸、磺酸、烟酸、甲基吡啶酸、异烟酸、苯甲酸或取代苯甲酸。所述异土木香内酯衍生物盐优选为富马酸盐。更优选为式(II)、式(III)或式(IV)化合物化合物
本发明还提供了所述异土木香内酯衍生物及其盐在制备抗炎药物中的应用；所述异土木香内酯衍生物盐为式(II)化合物、式(III)或式(IV)化合物，所述异土木香内酯衍生物为式(I-II)化合物、式(I-III)化合物或式(I-IV)化合物。
本发明还提供了所述异土木香内酯衍生物及其盐在制备治疗肺纤维化药物中的应用；所述异土木香内酯衍生物盐为式(II)化合物、式(III)或式(IV)化合物，所述异土木香内酯衍生物为式(I-II)化合物、式(I-III)化合物或式(I-IV)化合物。
本发明还提供了一种吸入药物组合物，包括作为活性成分的化合物(I-II)、化合物(I-III)、化合物(I-IV)、化合物(II)、化合物(III)或化合物(IV)及至少一种适用于吸入制剂的药用辅料。
所述的吸入药物组合物优选为雾化吸入剂、气雾剂或粉雾剂。优选为气雾剂。
所述的吸入药物组合物，其特征是所述气雾剂的配方为：活性成分1～10重量份，抛射剂5000～10000重量份，溶剂100～500重量份，所述抛射剂选自1,1,1,2－四氟乙烷(HFA134a)、1,1,1.2,3,3,3－七氟丙烷中的一种或几种中，所述溶剂选自甘油，丙二醇、聚乙二醇、乙醇或油酸中的一种或几种。所述抛射剂优选为1,1,1,2－四氟乙烷。所述优选溶剂为乙醇。
本发明通过异土木香内酯进行结构改造，提供了新型异土木香内酯衍生物及其无机酸盐。尤其是本发明优选的化合物(I-II)、化合物(I-III)、化合物(I-IV)及作为其前体药物的化合物(II)、化合物(III)、化合物(IV)，在动物实验中能够产生对肺纤维化模型动物产生明显的治疗效果，尤其是将化合物(I-II)、化合物(I-III)、化合物(I-IV)分别制成富马酸盐得到的化合物(II)、化合物(III)、化合物(IV)，其治疗效果更为明显。
具体实施方式
为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不意于限制本发明的保护范围。
实施例1：
化合物(II)的制备
1)化合物(1.1)的制备
1)异土木香内酯(1.0g,4.3mmol)溶解在二氯甲烷(16mL)中，缓慢分批向体系中加入过氧苯甲酸(1.1g,5.2mmol)，室温下反应3小时，饱和硫代硫酸钠(16mL)淬灭反应，二氯甲烷萃取(16mL×3)，饱和碳酸氢钠水溶液(16mL)洗涤有机相，干燥浓缩，柱层析纯化(石油醚：乙酸乙酯＝20：1)得化合物1.2(白色固体，984mg，产率92.0％)。
2)化合物(I-II)的制备，
将步骤1)得到的化合物1.2溶解在二氯甲烷(98mL)中，依次向体系中加入碳酸钾(16.4g,118.9mmol)和二甲胺盐酸盐(4.8g,59.4mmol),混合体系搅拌回流反应3小时，反应结束后，抽滤除去反应液中的固体，滤液用水洗涤(80mL×3)，有机层用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到化合物(I-II)，
3)化合物(II)的制备
将步骤2)得到的化合物(I-II)溶解在甲醇中(50mL)，搅拌均匀后，向体系中加入富马酸(250mg,2.1mmol),室温下搅拌反应20分钟，旋除甲醇并向体系中加入乙酸乙酯(200mL)，抽滤得到化合物(II)(白色固体，1.1g，两步产率70.0％)
元素分析测定化合物(II)分子式：C21H31NO7
HMR数据：1HNMR(400MHz,DMSO):δ6.57(s,2H),4.50(s,1H),3.19(m,1H),2.74–2.66(m,2H),2.61–2.54(m,1H),2.50(s,1H),2.46(m,1H),2.32(s,6H),1.96(d,J＝15.4Hz,1H),1.19–1.10(m,1H),1.76(m,1H),1.60(d,J＝10.9Hz,3H),1.47(d,J＝15.6Hz,2H),1.42–1.34(m,1H),1.27–1.20(m,1H),0.84(s,3H),0.60(q,J＝12.8Hz,1H)；13C NMR(100MHz,DMSO)δ176.9,166.7,134.3,77.4,58.2,53.3,49.6,44.3,44.0,43.5,41.1,40.6,38.2,34.9,34.3,20.0,18.3,16.0。.
实施例2：
化合物(III)的制备
1)化合物1.3的制备
0℃下，将二氧化硒(87.5mg,0.75mmol)溶解在二氯甲烷(5mL)中，加入过氧化叔丁醇(0.37mL)，搅拌反应30分钟后，将异土木香内酯(500mg,2.15mmol)的二氯甲烷(5mL)溶液缓慢的加入到上述体系中，室温下搅拌24小时，饱和硫代硫酸钠水溶液(8mL)淬灭反应，二氯甲烷萃取(8mL×3)，干燥浓缩，柱层析纯化(石油醚：乙酸乙酯＝9:1至3:1)得化合物1.23(白色固体，350mg，产率：82.8％)。
2)化合物(I-III)的制备
将上步得到的化合物1.3溶解在二氯甲烷(35mL)中，依次向体系中加入碳酸钾(5.8g,42.2mmol)和二甲胺盐酸盐(1.7g,21.1mmol),混合体系搅拌回流反应3小时，反应结束后，抽滤除去反应液中的固体，滤液用水洗涤(30mL×3)，有机层用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到化合物(I-III)。
3)将得到的化合物(I-III)溶解在甲醇中(20mL)，搅拌均匀后，向体系中加入富马酸(88.7mg,0.7mmol)，室温下搅拌反应20分钟，旋除甲醇并向体系中加入乙酸乙酯(70mL)，抽滤得到化合物(III)(白色固体，450mg，两步产率75.0％)
元素分析测定化合物(III)分子式：C22H35NO7
NMR谱图数据：1HNMR(400MHz,DMSO):δ6.56(s,2H),6.14(s,1H),5.60(s,1H),4.52(t,J＝4.1Hz,1H),4.33(s,1H),2.61–2.54(m,1H),2.50(s,1H),2.42(d,J＝12.4Hz,1H),2.32(s,6H),2.20(d,J＝15.6Hz,1H),1.82–1.65(m,4H),1.59(d,J＝4.3Hz,1H),1.43(d,J＝8.9Hz,1H),1.35(t,J＝12.6Hz,2H),0.82(s,3H)；13C NMR(100MHz,DMSO)δ177.0,166.7,151.7,134.4,107.7,77.7,71.3,53.2,44.3,44.1,40.5,39.8,38.4,35.4,34.3,29.4,20.2,17.0..
实施例3
化合物IV的制备
1)化合物1.4的制备
化合物1.3(112mg,0.45mmol)溶解在二氯甲烷(1mL)中，缓慢将过氧苯甲酸(100mg,0.60mmol)的二氯甲烷(1mL)溶液滴加到上述体系中，室温下反应2小时，饱和硫代硫酸钠(2mL)淬灭反应，二氯甲烷萃取(2mL×3)，干燥浓缩，柱层析纯化(石油醚：乙酸乙酯＝4:1至1:1)得化合物1.4(白色固体，89mg，产率：74.5％)。
2)化合物(I-IV)的制备
将上一步得到的化合物1.4溶解在二氯甲烷(35mL)中，依次向体系中加入碳酸钾(5.8g,42.2mmol)和二甲胺盐酸盐(1.7g,21.1mmol),混合体系搅拌回流反应3小时，反应结束后，抽滤除去反应液中的固体，滤液用水洗涤(30mL×3)，有机层用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到化合物(I-IV)。
3)化合物(IV)的制备，
将得到的化合物(I-IV)溶解在甲醇中(20mL)，搅拌均匀后，向体系中加入富马酸(88.7mg,0.7mmol)，室温下搅拌反应20分钟，旋除甲醇并向体系中加入乙酸乙酯(70mL)，抽滤得到白色固体(103mg，两步产率72.1％)。
元素分析测定化合物(IV)分子式：C22H35NO8
HMR数据：1HNMR(400MHz,DMSO):δ6.56(s,2H),4.52(t,J＝4.1Hz,1H),4.33(s,1H),2.61–2.54(m,1H),2.50(s,1H),2.42(d,J＝12.4Hz,1H),2.32(s,6H),2.24(d,J＝13.0Hz,1H),2.20(d,J＝15.6Hz,1H),2.17(d,J＝15.7Hz,1H),1.82–1.65(m,4H),1.59(d,J＝4.3Hz,1H),1.43(d,J＝8.9Hz,1H),1.35(t,J＝12.6Hz,2H),0.82(s,3H)；13C NMR(100MHz,DMSO)δ177.0,166.6,134.3,77.5,71.0,60.8,53.4,48.0,44.4,44.0,41.2,38.4,36.7,34.6,34.2,27.6,17.9,15.5.
药理实施例4：对百草枯诱导小鼠肺纤维化模型的治疗
1.实验方法
随机将90只小鼠分为2组，空白组10只，建模组80只，雌雄各半。建模组小鼠在建模前禁食16h，灌胃给予剂量100mg/Kg百草枯溶液，空白组用同体积生理盐水灌胃，建模当天记为第1天。
第7天(根据预实验对建模时间的探索结果，小鼠建模7天出现肺纤维化症状。)将建模组的80只小鼠随机分为8组，分别为：模型组10只、阳性药地塞米松组10只、化合物(II)组、化合物(III)组、化合物(IV)组、化合物(I-II)组、化合物(I-III)组和化合物(I-IV)组(每组10只)，雌雄各半。第8天小鼠给药治疗(给药前称重)，各组化合物均按一定剂量灌胃给药治疗；阳性药地塞米松组按0.45mg/Kg剂量灌胃给药治疗，空白组及模型组小鼠按体重灌胃给予相应体积的生理盐水。每天上、下午各观察一次小鼠的一般状态，每天称重并给药一次，给药时间为28天。
2.实验结果
实验结束后，检测各组实验小鼠的体重、肺系数、羟脯氨酸及胶原含量，实验结果见下表(means±s，n＝10)
2.1体重监测结果：给药结束后，与空白组相比，模型组小鼠体重显著降低；而化合物(II)组、化合物(III)组、化合物(IV)组、化合物(I-II)组、化合物(I-III)组和化合物(I-IV)组体重增长情况均好于模型组，表明各化合物均能改善小鼠体重情况，其中化合物(II)、化合物(III)与化合物(IV)效果更为明显。
2.2肺系数影响：肺系数影响：与空白组相比，小鼠肺系数显著升高，为空白组小鼠肺系数的123％，而化合物(II)、化合物(III)及化合物(IV)组的小鼠肺系数分别为空白组的102％、105％、103％，与模型组相比小鼠肺系数均显著降低。结果表明化合物(II)、化合物(III)及化合物(IV)均可降低百草枯诱导肺纤维化小鼠的肺系数，显著改善肺纤维化状态，化合物(I-II)、化合物(I-III)及化合物(I-IV)也能够一定程度上降低肺系数，改善肺纤维化状态。
2.3羟脯氨酸及胶原含量影响：与空白组相比，模型组小鼠肺组织羟脯氨酸及胶原百分比明显升高，羟脯氨酸及胶原含量分别为空白组小鼠的115％、112％。化合物II组小鼠的肺组织羟脯氨酸及胶原百分含量分别为空白组小组的103％、100％，化合物III组小鼠的肺组织羟脯氨酸及胶原百分含量分别为空白组小组的108％、105％，化合物IV组小鼠的肺组织羟脯氨酸及胶原百分含量分别为空白组小组的105％、103％，与模型组比，化合物II、化合物III及化合物IV的肺组织羟脯氨酸及胶原百分含量降低。实验结果表明化合物(II)、化合物(III)、化合物(IV)、化合物(I-II)、化合物(I-III)及化合物(IV)可降低百草枯诱导肺纤维化小鼠的羟脯氨酸及胶原百分含量。
综上所述：上述化合物均能改善肺纤维化小鼠肺部的胶原沉积，对肺纤维化有一定得治疗效果，有望开发为治疗肺纤维化的药物。
制剂实施例1～6，配方见下表(单位重量份)
编号 活性成分 溶剂 抛射剂
1 化合物(II)10 乙醇500 HFA134a 10000
2 化合物(III)50 乙醇1000 HFA134a 5000
3 化合物(IV)10 乙醇1000 1500
4 化合物(I-II)50 乙醇500 250
5 化合物(I-III)20 乙醇800 750
6 化合物(I-IV)30 乙醇600 1500
制备工艺：将处方量活性成分加入乙醇，搅拌，分剂量灌装，封接剂量阀门系统，分别再加压注入HFA134a，即得。

Claims (9)

1.如式(I-II)、式(I-III)或式(I-IV)所述异土木香内酯衍生物及其盐在制备治疗肺纤维化药物中的应用；
所述成盐的酸为无机酸或有机酸，所述的无机酸选自氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、磷酸、碳酸，硼酸、亚硒酸、磷钼酸、亚磷酸、亚硫酸，所述有机酸选自柠檬酸、马来酸、D-苹果酸、L-苹果酸、DL-苹果酸、L-乳酸、D-乳酸、DL-酸、草酸、甲磺酸、戊酸、油酸、月桂酸、对甲基苯磺酸、1-萘磺酸、2-萘磺酸、酞酸、酒石酸、丙二酸、丁二酸、富马酸、乙醇酸、硫醇酸、甘氨酸、肌氨酸、磺酸、烟酸、甲基吡啶酸、异烟酸、苯甲酸或取代苯甲酸。
2.如权利要求1所述的应用，其特征是所述异土木香内酯衍生物盐为式(II)、式(III)或式(IV)化合物
3.一种吸入药物组合物，其特征是包括作为活性成分的化合物(I-II)、化合物(I-III)、化合物(I-IV)及至少一种适用于吸入制剂的药用辅料。
4.一种吸入药物组合物，其特征是包括作为活性成分的化合物(II)、化合物(III)或化合物(IV)及至少一种适用于吸入制剂的药用辅料。
5.如权利要求3或4所述的吸入药物组合物，其特征是所述吸入药物组合物为雾化吸入剂、气雾剂或粉雾剂。
6.如权利要求3或4所述的吸入药物组合物，其特征是所述吸入药物组合物为气雾剂。
7.如权利要求6所述的吸入药物组合物，其特征是所述气雾剂的配方为：活性成分10～50重量份，抛射剂5000～10000重量份，溶剂500～1000重量份，所述抛射剂选自1,1,1,2－四氟乙烷、1,1,1.2,3,3,3－七氟丙烷中的一种或几种，所述溶剂选自甘油，丙二醇、聚乙二醇、乙醇或油酸中的一种或几种。
8.如权利要求7所述的吸入药物组合物，其特征是所述抛射剂为1,1,1,2－四氟乙烷。
9.如权利要求7所述的吸入药物组合物，其特征是所述溶剂为乙醇。
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