CN106496542A - 谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇‑羟基喜树碱偶联物 - Google Patents
谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇‑羟基喜树碱偶联物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇‑羟基喜树碱偶联物,结构为MPEG‑X‑COO‑HCPT或HCPT‑COO‑X‑PEG‑X‑COO‑HCPT,X是含有二硫键的连接基团,COO是链接桥X与HCPT以酯键相连,同时涉及偶联物的合成、自聚性质及胶束大小的表征,及其在37℃磷酸缓冲溶液条件下羟基喜树碱的释放。所合成的化合物针对人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)、人白血病细胞(K562)、人结肠癌细胞(HT‑29)和人肝癌细胞(HepG2)分别进行了体外毒性测试和肿瘤细胞抑制活性的测试,结果显示这类化合物有着显著的抗肿瘤活性,而对正常细胞的毒性较小,在抗肿瘤药物开发应用方面具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明属于新化合物合成和药物应用领域,涉及一类新型谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇偶联的羟基喜树碱前药:MPEG-X-COO-HCPT或者HCPT-COO-X-PEG-X-COO-HCPT。
技术背景
喜树碱是从我国内地特有的珙桐科植物喜树的皮、果实中提取得到的一类生物碱。它对治疗多种恶性肿瘤具有显著疗效。研究表明喜树碱及其衍生物可通过作用于DNA拓扑异构酶I来抑制DNA复制、转录和有丝分裂。
目前喜树碱类药物已成为抗肿瘤治疗的主力品种之一,被誉为21世纪的抗癌药。但临床使用中也发现喜树碱的毒副作用较大,易出现呕吐、腹泻、骨髓抑制等副作用。因此寻找毒副作用小、抗癌谱广的喜树碱类似物的研究倍受人们的关注。人们以喜树碱为原料,通过半合成的方法得到许多喜树碱类似物,并从中筛选出了一系列抗癌活性高、毒副作用低的喜树碱衍生物,成为世界抗肿瘤药物市场上的亮点。10-羟基喜树碱是喜树碱的一种天然类似物,它抗癌活性明显高于喜树碱,但它也有一定的毒性,副作用较多,水溶性较差且体内代谢不稳定。目前市场上的羟基喜树碱类药物都是通过注射进入人体发挥作用的。
纳米载体已经被广泛用于抗癌药物的转运来提高药物在水中溶解度和肿瘤的靶向性,并大大提高药物的生物利用度和治疗效果。因此,将纳米载体引入羟基喜树碱的衍生化当中,可以显著提高羟基喜树碱在临床上的优势。通常在高分子前药的制备中,选用的载体有右旋糖酐、血清蛋白、聚乙二醇等,其中聚乙二醇因其中性、低毒等理化性质和良好生物相容性,是FDA批准的可药用聚合物之一,它经常被应用于连接抗癌药物和治疗性蛋白,以提高药物的溶解度、生物利用度。
据检索,与本申请相关的其它专利文献,具体公开内容如下:
CN101199857公开了一种新型的基于两亲性嵌段聚合物的喜树碱前体药物:甲氧基聚乙二醇乳酸与喜树碱类药物的结合物(MPEG-X-PLA-T)。MPEG是甲氧基聚乙二醇。X是连接基团,例如丁二酸等。PLA是聚乳酸。T是药物分子,例如喜树碱、10-羟基喜树碱、7-乙基-10-羟基喜树碱等喜树碱类药物。聚乳酸与喜树碱类药物通过酯键相连接。
CN1708540提供喜树碱的水溶性衍生物,它具有优异的治疗效果,适合于癌症的化学治疗。也就是说,喜树碱的水溶性高分子等衍生物,通过聚乙二醇-聚羧聚合物中的羧酸基团与酚喜树碱中的酚羟基之间的酯连接而获得,具有良好的持续释放效果。
本申请发明人曾申请的一项专利(CN 104788669)主要涉及聚乙二醇与羟基喜树碱以氨基甲酸酯功能团相连接的一系列化合物。本申请在原有专利的基础上提供了一种对肿瘤细胞内存在的高浓度谷胱甘肽敏感的新型羟基喜树碱衍生物,包括合成、体外活性、体外释放以及溶液中自聚为纳米胶束等内容,扩大了羟基喜树碱的用途。
发明内容
本发明的目的在于提供一种谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物,是一种新型靶向肿瘤部位的可自聚成纳米胶束的两亲性羟基喜树碱的聚乙二醇偶联物及其潜在的应用,提供了体外活性、体外释放以及胶束粒径等测试数据。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提供一种谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物,结构通式如下
MPEG-X-COO-HCPT或者HCPT-COO-X-PEG-X-COO-HCPT
MPEG是聚乙二醇单甲醚,PEG是聚乙二醇;
X是含二硫键的链接桥,HCPT为羟基喜树碱类药物分子。
其中MPEG是聚乙二醇单甲醚,PEG是聚乙二醇;X是连接基团;HCPT是羟基喜树碱类药物分子。所述聚乙二醇单甲醚和聚乙二醇的分子量范围为300-50000,所述连接基团为邻巯基苯乙酸与半胱氨酸或与半胱氨以二硫键相连的结构。HCPT羟基喜树碱类药物分子包括喜树碱、7-乙基-10-羟基喜树碱、10-羟基喜树碱等。
新型水溶性聚乙二醇偶联的羟基喜树碱衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。
所述肿瘤主要包括人肝癌、人白血病和人结肠癌。
所述化合物为下列化合物之一,其中n=6~1100
一种制备谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物的方法,合成路线如下:
一种制备谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物的方法,合成路线如下:
谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物在制备抗肿瘤药物中的应用。
所述肿瘤包括人肝癌、人白血病和人结肠癌等。
本发明的优点和积极效果:
1、本发明以羟基喜树碱、聚乙二醇单甲醚或聚乙二醇、叔丁氧羰基保护的半胱氨酸、半胱胺为原料,经过一系列反应合成出具有抗肿瘤活性的聚乙二醇偶联的羟基喜树碱前药。而且该偶联物前药水溶性增强,在水溶液中可自聚为纳米粒径的胶束,可通过EPR效应被动靶向到肿瘤部位。
2、本发明所涉及的目标分子可特异性地响应肿瘤细胞内高浓度的谷胱甘肽,释放原药分子,因此可减少对正常组织的毒性。
3、本发明具有合成路线短、操作简单、反应条件温和、合成工艺和纯化方法简单等优点。
4、本发明所涉及的化合物具有抑制或杀灭肿瘤细胞的作用,可进一步用于研究制备治疗人肝癌、人白血病和人结肠癌抗肿瘤药物。
附图说明
图1-1化合物13a-14c体外HCPT释放性能;
图1-2化合物13a-14c体外HCPT释放性能(10mM GSH);
图2-1化合物13a的DLS粒径分布结果;
图2-2化合物13c的DLS粒径分布结果;
图2-3化合物13d的DLS粒径分布结果;
图3-1化合物13a在氘代DMSO中的核磁氢谱图;
图3-2化合物13a在重水中的核磁氢谱图;
图4-1化合物13a的TEM图;
图4-2化合物13c的TEM图;
图4-3化合物13d的TEM图。
具体的实施方式
为了理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步说明:下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明所述的新型谷胱甘肽响应的水溶性聚乙二醇偶联的羟基喜树碱衍生物的代表性结构如下:其中n=6~1100。
化合物13a-13d的合成路线如下:
化合物14a-14d的合成路线如下:
下面通过实施例具体说明合成过程和测试方法。下面n=6~1100。
一、化合物的合成步骤如下:
1、化合物16的合成
取苯并噻吩-2硼酸2g(11.2mmol)溶于20ml乙醇,冰浴下滴加3.68ml 30%H2O2。室温搅拌过夜,TLC检测反应完全后,冰浴下滴加饱和亚硫酸钠淬灭过量H2O2,再用DCM萃取,收集有机相,无水硫酸钠干燥,最后减压旋干得到1.55g(10.03mmol)固体,产率92%,无需进一步纯化。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:7.51-7.25(m,4H),4.21(s,2H).
2、邻巯基苯乙酸(化合物17)的合成
取1.5g(9.98mmol)化合物16溶于40ml THF,冰浴下滴加溶于40ml水的2.5g(59.6mmol)LiOH.H2O。在氩气保护下,60℃反应过夜,TLC检测反应完全后,加水和乙酸乙酯,冰浴下用2N HCl调节pH至3,取有机相,再饱和氯化钠洗有机相,收集有机相,无水硫酸钠干燥,用石油醚:乙酸乙酯=10:1,200-300目硅胶柱层析纯化得到1.35g(8.02mmol)金黄色固体,产率80%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.36(s,1H),7.54-7.10(m,4H),3.37(s,2H).
3、N-叔丁氧羰基胱氨酸(化合物19)的合成
取L-胱氨酸5g(20.81mmol)溶于50ml H2O,冰浴下加入8.7ml(62.4mmol)三乙胺,再加入13.5g(62.4mmol)二碳酸二叔丁酯。室温搅拌过夜,TLC检测反应完全后,加0.1NHCl,用乙酸乙酯萃取,有机有机相,无水硫酸钠干燥,最后减压旋干,加正己烷,超声,再过滤得到5.96g(13.5mmol)N-叔丁氧羰基胱氨酸,产率65%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.83(s,2H),7.21(d,J=8.4Hz,2H),4.20-4.14(m,2H),3.12-3.08(m,2H),2.91-2.85(m,2H),1.38(s,18H).
4、N-叔丁氧羰基半胱氨酸(化合物20)的合成
取N-叔丁氧羰基胱氨酸1g(2.27mmol)溶于18ml THF,再加入三苯基膦0.9g(3.43mmol),再加入2ml水。氩气保护下,50℃反应过夜,TLC检测反应完全后,冰浴下加入饱和碳酸氢钠溶液,调节pH至8-9,加入乙酸乙酯萃取,收集水相,冰浴下用1N HCl调节水相pH至2-3,加入乙酸乙酯萃取,收集有机相,无水硫酸钠干燥,最后减压旋干得到1g(4.52mmol)油状液体,产率99%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.84(s,1H),7.04(d,J=8.4Hz,1H),4.02-4.06(m,1H),2.81-2.86(m,1H),2.67-2.72(m,1H),1.39(s,9H).
5、化合物21的合成
取1.33g(6mmol)N-Boc-L-半胱氨酸溶于100ml二氯甲烷中,氩气保护,-10℃下滴加到3.97g(18mmol)2,2'-二硫二吡啶的15ml二氯甲烷溶液中,滴加完后,TLC检测反应完全后,加水,萃取,收集有机相,无水硫酸钠干燥,用石油醚:乙酸乙酯=3:1,200-300目硅胶柱层析纯化得到1.33g白色固体,产率67%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.86(s,1H),8.47(d,J=4.0Hz,1H),7.82-7.75(m,2H),7.40(d,J=8.0Hz,1H),7.26(t,J=5.6Hz,1H),4.19-4.15(m,1H),3.21-3.07(m,2H),1.40(s,9H).
6、化合物22a-22d的合成
取1g(3.03mmol)21溶于40ml无水二氯甲烷,再加入(1.38mmol)聚乙二醇单甲醚或(0.69mmol)聚乙二醇,冰浴下加入0.1g(0.826mmol)4-二甲氨基吡啶,再滴加溶于20ml二氯甲烷的0.79g(4.13mmol)EDCI。40℃反应2h后,TLC检测反应完全后,向反应混合物中加入二氯甲烷,先后用0.1N HCl、饱和NaHCO3溶液、饱和NaCl溶液洗涤,无水NaSO4干燥,减压旋干二氯甲烷,乙醚重结晶,产率22a-22d(85%-96%)。
Compound 22a:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.48(d,J=4.4Hz,1H),7.84-7.75(m,2H),7.57(d,J=8.0Hz,1H),7.27(t,J=5.8Hz,1H),4.29-4.10(m,3H,),3.57-3.42(m,MPEG),3.24(s,3H),3.20-3.09(m,2H),1.40(s,9H).
Compound 22b:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.48(d,J=4.0Hz,1H),7.83-7.74(m,2H),7.55(d,J=8.0Hz,1H),7.27(t,J=4.0Hz,1H),4.29-4.10(m,3H),3.70-3.42(m,MPEG),3.25(s,3H),3.21-3.09(m,2H),1.40(s,9H).
Compound 22c:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.46(d,J=4.4Hz,1H),7.81-7.72(m,2H),7.54(d,J=8.0Hz,1H),7.25(t,J=5.8Hz,1H),4.25-4.08(m,3H),3.68-3.50(m,MPEG),3.23(s,3H),3.19-3.07(m,2H),1.38(s,9H).
Compound 22d:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.48(d,J=4.0Hz,2H),7.83-7.75(m,4H),7.57(d,J=8.0Hz,2H),7.27(t,J=5.8Hz,2H),4.29-4.11(m,6H),3.57-3.48(m,PEG),3.21-3.09(m,4H),1.40(s,18H).
7、化合物23a-23d的合成
取94.5mg(0.56mmol)邻巯基苯乙酸溶于20ml二氯甲烷,在氩气保护下,-10℃下,滴加到溶于5ml二氯甲烷的(0.42mmol)22a-22c或(0.21mmol)22d中,滴加完后,TLC检测反应完全,减压旋干二氯甲烷,再用乙醚重结晶,产率89%-95%。
Compound 23a:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ):12.46(s,1H),7.72(d,J=7.6Hz,1H),7.46-7.31(m,4H),4.32-4.01(m,3H),3.87(s,2H),3.51-3.50(m,MPEG),3.25(s,3H),3.06-2.94(m,2H),1.40(s,9H).
Compound 23b:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.44(s,1H),7.71(d,J=7.2Hz,1H),7.43-7.30(m,4H),4.31-4.11(m,3H),3.78(s,2H),3.70-3.41(m,MPEG),3.24(s,3H),2.05-2.93(m,2H),1.38(s,9H).
Compound 23c:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.45(s,1H),7.70(d,J=7.2Hz,1H),7.43-7.30(m,4H),4.28-4.18(m,3H),3.77(s,2H),3.68-3.50(m,MPEG),3.23(s,3H),3.03-2.92(m,2H),1.38(s,9H).
Compound 23d:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.56(s,2H),7.77(d,J=7.2Hz,2H),7.51-7.35(m,8H),4.37-4.12(m,6H),3.84(s,4H),3.65-3.53(m,PEG),3.09-2.99(m,4H),1.40(s,18H).
8、化合物13a-13d的合成
取0.377g(1mmol)10-羟基喜树碱溶于10ml无水DMF,再加入(0.69mmol)23a-23c或(0.345mmol)23d,冰浴下加入1.68ml吡啶和85mg(0.66mmol)二甲氨基吡啶,再滴入溶于10ml无水二氯甲烷的0.53g(2.76mmol)EDCI,室温反应3小时后,TLC检测反应完全后,向反应混合物中加入二氯甲烷,先后用0.1N HCl、饱和NaCl溶液洗涤,无水NaSO4干燥,减压旋干二氯甲烷,用100%乙酸乙酯、二氯甲烷:甲醇=25:1,200-300目硅胶柱层析纯化,乙醚重结晶,产率75%-81%。
MPEG350-Cys(Boc)-HCPT(13a):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.72(s,1H),8.22(d,J=9.2Hz,1H),7.94(s,1H),7.80(d,J=8.4Hz,1H),7.70-7.67(dd,J=9.2,2.0Hz,1H),7.52-7.47(m,2H),7.43-7.41(m,2H),7.36(s,1H),6.53(s,1H),5.44(s,2H),5.30(s,2H),4.41-4.34(m,1H),4.30(s,2H),4.23-4.11(m,2H),3.58-3.42(m,MPEG),3.23(s,3H),3.10-3.03(m,2H),1.92-1.85(m,2H),1.41(s,9H),0.90(t,J=7.2Hz,3H).
MPEG2000-Cys(Boc)-HCPT(13b):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.69(s,1H),8.21(d,J=9.2Hz,1H),7.93(s,1H),7.78(d,J=6.8Hz,1H),7.67(d,J=6.8Hz,1H),7.51-7.47(m,2H),7.40-7.39(m,2H),7.34(s,1H),6.53(s,1H),5.42(s,2H),5.29(s,2H),4.37-4.33(m,1H),4.28(s,2H),4.20-4.09(m,2H),3.67-3.50(m, MPEG),3.23(s,3H),3.11-2.98(m,2H),1.91-1.81(m,2H),1.39(s,9H),0.88(t,J=6.8Hz,3H).
MPEG5000-Cys(Boc)-HCPT(13c):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.72(s,1H),8.24(d,J=9.2Hz,1H),7.95(s,1H),7.80(d,J=7.6Hz,1H),7.70(d,J=8.8Hz,1H),7.54-7.45(m,2H),7.43-7.42(m,2H),7.37(s,1H),6.55(s,1H),5.44(s,2H),5.31(s,2H),4.39-4.37(m,1H),4.30(s,2H),4.20-4.14(m,2H),3.69-3.52(m,MPEG),3.25(s,3H),3.13-3.00(m,2H),1.94-1.83(m,2H),1.42(s,9H),0.90(t,J=7.2Hz,3H).
HCPT-Cys(Boc)-PEG300-Cys(Boc)-HCPT(13d):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.68(s,2H),8.20(d,J=8.4Hz,2H),7.91(s,2H),7.78(d,J=5.6Hz,2H),7.66(d,J=7.6Hz,2H),7.51-7.49(m,4H),7.40(s,4H),7.33(s,2H),6.55(s,2H),5.43(s,4H),5.27(s,4H),4.37(s,2H),4.28(s,4H),4.17-4.12(m,2H),3.56-3.44(m,PEG),3.10-2.98(m,4H),1.89-1.85(m,4H),1.40(s,18H),0.88(t,J=7.0Hz,6H).
9、化合物25的合成
取1g(8.8mmol)半胱胺盐酸盐溶于100ml甲醇,氩气保护,-10℃,滴加到5.82g(26.4mmol)2,2'-二硫二吡啶的10ml二氯甲烷溶液中,滴加完后,TLC检测反应完全,减压除去溶剂,加入120ml无水乙腈,冰浴下加入1.83ml三乙胺和1.06g(10.6mmol)丁二酸酐,室温反应2h,TLC检测反应完全后,加入0.35ml冰醋酸,减压除去溶剂,直接用二氯甲烷:甲醇=60:1,200-300目硅胶柱层析纯化,再用乙醚重结晶得到1.25g(4.36mmol)化合物25,产率50%。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.06(s,1H),8.46(d,J=4.4Hz,1H),8.08(t,J=5.2Hz,1H),7.85-7.81(m,1H),7.71(d,J=8.0Hz,1H),7.25(t,J=5.6Hz,1H),3.33(t,J=6.4Hz,2H),2.89(t,J=6.8Hz,2H),2.42(t,J=6.6Hz,2H),2.32(t,J=6.8Hz,2H).
10、化合物26a-26d的合成
取0.315g(1.1mmol)化合物25溶于15ml无水二氯甲烷,加入(0.5mmol)聚乙二醇单甲醚或(0.25mmol)聚乙二醇,冰浴下加入33.6mg(0.275mmol)二甲氨基吡啶,再滴入溶于6ml无水二氯甲烷的0.287g(1.5mmol)EDCI,40℃反应2h,TLC检测反应完全后,向反应混合物中加入加入二氯甲烷,先后用0.1N HCl、饱和NaHCO3溶液、饱和NaCl溶液洗涤,无水NaSO4干燥,减压旋干二氯甲烷,乙醚重结晶,产率89%-95%。
Compound 26a:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.46(d,J=4.4Hz,1H),8.11(t,J=5.2Hz,1H),7.83(t,J=7.6Hz,1H),7.77(d,J=7.6Hz,1H),7.25(t,J=6.0Hz,1H),4.10(t,J=4.6Hz,2H),3.69-3.41(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped with water peak),3.24(s,3H),2.88(t,J=6.8Hz,2H),2.35(t,J=6.8Hz,2H).
Compound 26b:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.48(d,J=4.4Hz,1H),8.12(t,J=5.2Hz,1H),7.85(t,J=7.6Hz,1H),7.79(d,J=8.0Hz,1H),7.26(t,J=6.0Hz,1H),4.11(t,J=4.8Hz,2H),3.70-3.43(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped with water peak),3.25(s,3H),2.90(t,J=6.6Hz,2H),2.36(t,J=6.8Hz,2H).
Compound 26c:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.47(d,J=4.4Hz,1H),8.12(t,J=5.0Hz,1H),7.85(t,J=7.6Hz,1H),7.78(d,J=8.0Hz,1H),7.26(t,J=6.0Hz,1H),4.11(t,J=4.6Hz,2H),3.71-3.44(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped with water peak),3.25(s,3H),2.90(t,J=6.8Hz,2H),2.36(t,J=6.8Hz,2H).
Compound 26d:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.45(d,J=4.4Hz,2H),8.10(t,J=5.0Hz,2H),7.82(t,J=7.6Hz,2H),7.76(d,J=8.0Hz,2H),7.24(t,J=6.0Hz,2H),4.09(t,J=4.2Hz,4H),3.57-3.50(m,PEG),3.33(m,4H,overlapped with water peak),2.87(t,J=6.8Hz,4H),2.35(t,J=6.8Hz,4H).
11、化合物27a-27d的合成
取72.3mg(0.43mmol)邻巯基苯乙酸溶于10ml二氯甲烷,在氩气保护下,-10℃下,滴加到溶于5ml二氯甲烷的(0.33mmol)26a-26c或(0.165mmol)26d中,滴加完后,TLC检测反应完全,减压旋干二氯甲烷,再用乙醚重结晶,产率73%-91%.
Compound 27a:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.50(s,1H),8.13(t,J=5.2Hz,1H),7.80(d,J=8.0Hz,1H),7.43-7.34(m,3H),4.16(t,J=4.4Hz,2H),3.83(s,2H),3.66-3.48(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped with water peak),3.30(s,3H),2.82(t,J=6.8Hz,2H),2.42(t,J=6.6Hz,2H).
Compound 27b:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.43(s,1H),8.07(t,J=5.4Hz,1H),7.73(d,J=8.0Hz,1H),7.36-7.27(m,3H),4.10(t,J=4.6Hz,2H),3.76(s,2H),3.69-3.41(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped with water peak),3.24(s,3H),2.76(t,J=6.6Hz,2H),2.34(t,J=6.8Hz,2H).
Compound 27c:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.41(s,1H),8.08(t,J=5.4Hz,1H),7.75(d,J=7.6Hz,1H),7.38-7.29(m,3H),4.11(t,J=4.4Hz,2H),3.78(s,2H), 3.74-3.52(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped with water peak),3.25(s,3H),2.78(t,J=6.8Hz,2H),2.35(t,J=6.6Hz,2H).
Compound 27d:1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.54(s,2H),8.06(t,J=5.4Hz,2H),7.72(d,J=7.6Hz,2H),7.34-7.27(m,6H),4.09(s,4H),3.76(s,4H),3.57-3.50(m,PEG),3.33(m,4H,overlapped with water peak),2.75(t,J=6.6Hz,4H),2.33(t,J=6.8Hz,4H).
12、化合物14a-14d的合成
取0.141g(0.387mmol)10-羟基喜树碱溶于5ml无水DMF,再加入(0.258mmol)27a-27c或(0.129mmol)27d,冰浴下加入0.62ml吡啶和31.5mg(0.258mmol)二甲氨基吡啶,再滴入溶于7.5ml无水二氯甲烷的0.198g(1.03mmol)EDCI,室温反应3小时后,TLC检测反应完全后,向反应混合物中加入二氯甲烷,先后用0.1N HCl、饱和NaC l溶液洗涤,无水NaSO4干燥,减压旋干二氯甲烷,用100%乙酸乙酯、二氯甲烷:甲醇=20:1,200-300目硅胶柱层析纯化,乙醚重结晶,产率61%-91%。
MPEG350-cysteamine-HCPT(14a):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.71(s,1H),8.23(d,J=9.2Hz,1H),8.11(t,J=5.2Hz,1H),7.94(s,1H),7.81(d,J=7.6Hz,1H),7.67(d,J=9.2Hz,1H),7.50(d,J=7.2Hz,1H),7.45-7.35(m,3H),6.53(s,1H),5.43(s,2H),5.30(s,2H),4.28(s,2H),4.09(t,J=4.4Hz,2H),3.58-3.41(m,MPEG),3.33(m,2H,overlappedwith water peak),3.23(s,3H),2.83(t,J=6.8Hz,2H),2.36(t,J=6.8Hz,2H),1.92–1.82(m,2H),0.88(t,J=7.2Hz,3H).
MPEG2000-cysteamine-HCPT(14b):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.70(s,1H),8.21(d,J=8.8Hz,1H),8.09(s,1H),7.93(s,1H),7.80(d,J=7.6Hz,1H),7.66(d,J=9.2Hz,1H),7.48(d,J=6.8Hz,1H),7.44-7.34(m,3H),6.52(s,1H),5.42(s,2H),5.29(s,2H),4.27(s,2H),4.09(t,J=4.4Hz,2H),3.66-3.41(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped with waterpeak),3.22(s,3H),2.81(t,J=6.4Hz,2H),2.34(t,J=6.6Hz,2H),1.88–1.84(m,2H),0.87(t,J=6.8Hz,3H).
MPEG5000-cysteamine-HCPT(14c):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.72(s,1H),8.23(d,J=9.2Hz,1H),8.10(t,J=5.4Hz,1H),7.94(s,1H),7.81(d,J=7.6Hz,1H),7.68(d,J=8.8Hz,1H),7.50(d,J=7.2,1H),7.45-7.35(m,3H),6.53(s,1H),5.43(s,2H),5.30(s,2H),4.28(s,2H),4.10(t,J=4.4Hz,2H),3.69-3.43(m,MPEG),3.33(m,2H,overlapped withwater peak),3.24(s,3H),2.83(t,J=6.6Hz,2H),2.36(t,J=6.8Hz,2H),1.91-1.82(m,2H),0.89(t,J=7.2Hz,3H).
HCPT-cysteamine-PEG300-cysteamine-HCPT(14d):1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.69(s,2H),8.21(d,J=9.2Hz,2H),8.11(t,J=5.0Hz,2H),7.92(s,2H),7.80(d,J=7.6Hz,2H),7.66(d,J=8.0,2H),7.49(d,J=6.8Hz,2H),7.44-7.34(m,6H),6.53(s,2H),5.43(s,4H),5.28(s,4H),4.27(s,4H),4.09(t,J=4.4Hz,4H),3.56-3.47(m,PEG),3.33(m,4H,overlapped with water peak),2.82(t,J=6.6Hz,4H),2.35(t,J=6.6Hz,4H),1.90–1.83(m,4H),0.88(t,J=7.2Hz,6H).
二、抗细胞增殖活性测定
1、溶液的配制:
DMEM low glucose培养液的配制:购买HyClone MEM low glucose培养基,每瓶500mL,加入10%的胎牛血清和1%的青链霉素溶液,即每瓶培养基加入50mL的胎牛血清和5mL的青链霉素,培养基的配置在超净工作台中进行,后放置冰箱4℃保存。
DMEM/F-12培养液的配制:购买HyClone MEM/F-12培养基,每瓶500mL,加入10%的胎牛血清和1%的青链霉素溶液,即每瓶培养基加入50mL的胎牛血清和5mL的青链霉素,培养基的配置在超净工作台中进行,后放置冰箱4℃保存。
PBS缓冲液的配制:在1000mL锥形瓶中,称取氯化钠8g,氯化钾0.2g,十二水合磷酸氢二钠2.9g,磷酸二氢钾0.2g,加入800mL纯净水充分搅拌溶解后定容至1000mL,高压灭菌后放置冰箱4℃保存。
MTT溶液的配制:称取MTT干粉0.5g,溶于100mL PBS缓冲液中,用0.22μM滤膜过滤除菌后,放置冰箱-12℃保存。
2、抗肿瘤活性测定的具体步骤:
本发明抗肿瘤活性测定所用1种正常细胞HUVEC和3种肿瘤细胞:人肝癌细胞(HepG2)、白血病细胞(K562)和人结肠癌细胞(HT-29)。
利用人脐静脉内皮细胞(HUVEC)活性测试
HUVEC细胞使用的培养液为含1%的青霉素-链霉素溶液,10%的胎牛血清的DMEM细胞培养液,培养条件为37℃、含5%CO2的恒温培养箱。具体步骤:
(1)用血球计数板对细胞进行计数后,用DMEM low glucose培养液将其稀释至5x104个/mL;
(2)在96孔板的每个孔里加入100μL细胞悬液吹打混匀,培养箱37℃温育24h;
(3)将所要测试化合物稀释至5种浓度:2mM,0.2mM,20μM,2μM,0.2μM,按照浓度依次加药0.5μL/孔,培养箱37℃温育48h;
(4)加入浓度为5mg/mL的MTT,培养箱37℃温育4h;
(5)加DMSO将细胞溶解,酶标仪测定在490nm和630nm下的OD值;
(6)处理数据,根据OD值计算IC50值。
利用人肝癌细胞HepG2活性测试
HepG2细胞使用的培养液为含1%的青霉素-链霉素溶液,10%的胎牛血清的DMEM细胞培养液,培养条件为37℃、含5%CO2的恒温培养箱。具体步骤:
(1)用血球计数板对细胞进行计数后,用DMEM low glucose培养液将其稀释至5x104个/mL;
(2)在96孔板的每个孔里加入100μL细胞悬液吹打混匀,培养箱37℃温育24h;
(3)将所要测试化合物稀释至5种浓度:2mM,0.2mM,20μM,2μM,0.2μM,按照浓度依次加药0.5μL/孔,培养箱37℃温育48h;
(4)加入浓度为5mg/mL的MTT,培养箱37℃温育4h;
(5)加DMSO将细胞溶解,酶标仪测定在490nm和630nm下的OD值;
(6)处理数据,根据OD值计算IC50值。
利用人白血病细胞K562活性测试
K562细胞使用的培养液为含1%的青霉素-链霉素溶液,10%的胎牛血清的PRMI1640细胞培养液,培养条件为37℃、含5%CO2的恒温培养箱。具体步骤:
(1)用血球计数板对细胞进行计数后,用RPMI培养液将其稀释至5x104个/mL;
(2)在96孔板的每个孔里加入100μL细胞悬液,培养箱37℃温育2h;
(3)将所要测试化合物稀释至5种浓度:2mM,0.2mM,20μM,2μM,0.2μM,按照浓度依次加药0.5μL/孔,培养箱37℃温育48h;
(4)加入浓度为5mg/mL的MTT,培养箱37℃温育4小时;
(5)加异丙醇与盐酸裂解液,酶标仪测定在570nm和630nm下的OD值;
(6)处理数据,根据OD值计算IC50值。
利用人白血病细胞HT-29活性测试
HT-29细胞使用的培养液为含1%的青霉素-链霉素溶液,10%的胎牛血清的DMEM/F-12细胞培养液,培养条件为37℃、含5%CO2的恒温培养箱。具体步骤:
(1)用血球计数板对细胞进行计数后,用DMEM/F-12培养液将其稀释至5x104个/mL;
(2)在96孔板的每个孔里加入100μL细胞悬液吹打混匀,培养箱37℃温育24h;
(3)将所要测试化合物稀释至5种浓度:2mM,0.2mM,20μM,2μM,0.2μM,按照浓度依次加药0.5μL/孔,培养箱37℃温育48h;
(4)加入浓度为5mg/mL的MTT,培养箱37℃温育4h;
(5)加DMSO将细胞溶解,酶标仪测定在490nm和630nm下的OD值;
(6)处理数据,根据OD值计算IC50值。
表1化合物13a-14d在体外的抗细胞增殖活性测试
由上表可知,13a-14d显示出与羟基喜树碱相当或更高的抗肿瘤增殖活性,同时显示出低于羟基喜树碱对正常细胞的毒性,尤其是化合物13a对正常细胞有明显的低毒性,为羟基喜树碱的二十分之一,其对肿瘤细胞的毒性是正常细胞的130多倍。
三、羟基喜树碱(HCPT)体外释放测试在37℃下,分两组进行,一组各化合物溶解在PBS(pH7.4)中,不同时间点进行取样分析,另一组溶解在10mM GSH的PBS(pH7.4)中,不同时间进行取样分析。用C18分析柱进行HPLC检测,流动相为水和乙腈,梯度洗脱比例43%-95%,时间为15min,流速为1.0mL.min-1,检测波长为365nm。以化合物13a-14c为例,由释放结果可知在高GSH浓度时偶联物可快速释放HCPT,而在无GSH条件下,HCPT释放速率则显著降低,因此预测该系列化合物可在肿瘤部位(具有高GSH浓度)快速释放HCPT,符合预期设想。化合物14d因溶解度限制未测试体外HCPT释放情况。
四、纳米粒子的制备及动态光散射(DLS)测量粒径分布
设计合成的聚合物一端是亲水的聚乙二醇,另一端是疏水的羟基喜树碱,因此在水溶液里有自组装形成纳米粒子的特性。具体操作如下:
(1)先用THF溶解化合物,搅拌条件下再滴加到蒸馏水中,减压除去THF,再冻干成固体粉末;
(2)各取适量固体粉末溶解在PBS里;
(3)用Zetasizer Nano-BI-APD(Brookhaven Instruments,USA),在532nm激光灯照射下测量自主装形成的纳米的粒径及其分布。
以13a、13c、13d为例,13a、13c、13d三个化合物的DLS图分别为图2-1,图 2-2,图2-3。
五、以13a为例用核磁氢谱验证化合物自组装形成纳米粒子
取5mg冻干的化合物13a溶于0.8mL重水,分别用氘代DMSO和重水溶解后做核磁氢谱(图3-1,图3-2)。
六、透射电镜(TEM)观察纳米粒子的具体形态
取2mg各化合物的冻干粉末于5mL蒸馏水中,超声10分钟。再将样品溶液滴于放置在滤纸上的铜网,自然晾干后用透射电镜观察纳米粒子的形态。
三个化合物的TEM图,其中13a(图4-1)、13c(图4-2)、13d(图4-3)。
Claims (9)
1.一种谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物,其特征结构在于:结构通式如下
MPEG-X-COO-HCPT或者HCPT-COO-X-PEG-X-COO-HCPT
MPEG是聚乙二醇单甲醚,PEG是聚乙二醇;
X是含二硫键的链接桥,HCPT为羟基喜树碱类药物分子。
2.根据权利要求1所述的谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物,其特征在于:所述聚乙二醇单甲醚的分子量范围为300至50000,所述聚乙二醇的分子量范围为300至50000。
3.根据权利要求1所述的谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物,其特征在于:所述HCPT为喜树碱、7-乙基-10-羟基喜树碱或10-羟基喜树碱。
4.根据权利要求1所述的谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物,其特征在于:所述衍生物在37℃下,磷酸缓冲溶液pH=7.4里,羟基喜树碱的释放以及自聚为纳米粒径的胶束的性质。
5.根据权利要求1所述的谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物,其特征在于:具体结构如下,其中n代表了不同的聚乙二醇链长,其中n=6~1100;
6.一种制备谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物的方法,其特征在于:合成路线如下:
7.一种制备谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物的方法,其特征在于:合成路线如下:
8.权利要求1所述的谷胱甘肽敏感的两亲性聚乙二醇-羟基喜树碱偶联物在制备抗肿瘤药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述肿瘤包括人肝癌、人白血病和人结肠癌等。
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- 2016-09-23 CN CN201610845743.8A patent/CN106496542B/zh active Active
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CN106496542B (zh) | 2018-06-22 |
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