CN106588826B

CN106588826B - 阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物、合成方法及其应用

Info

Publication number: CN106588826B
Application number: CN201611030474.6A
Authority: CN
Inventors: 王杭祥; 宋朋红; 徐畅; 张俊; 谢海洋; 周琳; 郑树森
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2036-11-16
Also published as: CN106588826A

Abstract

本发明公开了一种阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物，结构如式(1)所示：式(1)中：A来源于能与阿司匹林的羧基进行酯化反应的抗癌药物，所述抗癌药物为紫杉醇类药物。本发明公开了一种阿司匹林抗癌药物偶联物的制备方法，包括：将阿司匹林或者阿司匹林前体化合物和抗癌药物在有机溶剂中进行酰基化反应，制备得到所述的阿司匹林抗癌药物偶联物。本发明同时公开了一种阿司匹林‑抗癌药物的偶联物在抑制肿瘤细胞增殖的作用效果。本发明将阿司匹林与喜树碱类药物或者紫杉醇类药物偶联，结合了阿司匹林和抗癌药物两者的协同作用，进一步增加了对肿瘤细胞的抑制作用，与单纯的抗肿瘤药物相比，本发明得到的阿司匹林药物偶联物取得了良好的增效性能。

Description

阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物、合成方法及其应用

技术领域

本发明属于抗癌药物研究技术领域，具体是涉及一种阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物和制备方法及其应用。

背景技术

阿司匹林，化学名称：2-(乙酰氧基)苯甲酸，于1898年上市，到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之一，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。而且阿司匹林在体内还具有抗血栓的作用，临床上用于预防心脑血管疾病的发作。将阿司匹林及其他水杨酸衍生物与聚乙烯醇、醋酸纤维素等含羟基聚合物进行熔融酯化，使其高分子化，所得产物的抗炎性和解热止痛性比游离的阿司匹林更为长效。近年来研究发现阿司匹林具有抑制肿瘤的发生和进展的作用，于是作为一种新型的抗癌药物—阿司匹林重新引起了人们极大的兴趣(Effect ofdaily aspirin on long-term risk of death due to cancer:analysis of individualpatient data from randomised trials,The Lancet,2011,377,31-41；Long-termeffect of aspirin on colorectal cancer incidence and mortality:20-yearfollow-up of five randomised trials,The Lancet,2010,376,1741-1750)。

阿司匹林有文献报道能够通过化学合成的方式跟顺铂类药物形成偶联物，并产生协同效果。例如，公开号为CN102942594A的专利文献公开了一种抗癌药用阿司匹林铂配合物及其制备方法，该专利文献通过配体的N原子与铂的配位作用把胺或杂环胺配位到铂原子上，再通过配位作用引入卤素或羟基、羧酸根或取代羧酸根，然后氧化成四价铂，在轴向接上阿司匹林分子，形成轴向有一个阿司匹林分子单取代或两个阿司匹林分子双取代的四价铂类配合物。由于铂的四价状态比较惰性，对机体仅有很小的毒副作用，而且改变了药物的摄取途径，提高药物的抗癌活性，具有与顺铂同等甚至更优越的抗肿瘤活性，而且对耐药细胞也有很好的杀伤作用。

Rakesh K.Pathak等(The Prodrug Platin-A:Simultaneous Release ofCisplatin andAspirin,Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,1963–1967)和Qinqin Cheng等(Theligation of aspirin to cisplatin demonstratessignificant synergistic effectson tumor cells,Chem.Commun.,2014,50,7427-7430)也分别公开了阿司匹林跟顺铂类药物形成偶联物的相关研究。

喜树碱类药物从1961年开始临床试验，70年代开始应用于临床，可特异性地抑制拓扑异构酶I的活性，是一类很有发展前途的抗癌药。喜树碱母核的水溶性很差，生物利用度低，因此，相应的水溶性好、毒副作用小而且抗肿瘤活性高的喜树碱类衍生物方面的相关研究发展迅速。近几年来，关于喜树碱药动学、药效学、衍生物及制剂研究等方面的专利多达上千篇。

紫杉醇类药物通过促进微管蛋白聚合抑制解聚，保持微管蛋白稳定，抑制细胞有丝分裂，主要适用于卵巢癌和乳腺癌。目前，有许多紫杉醇制剂步入临床研究阶段。如紫杉醇维生素E乳剂(TOCOSOL)，该药在2005年经FDA批准进行III期临床试验，但是实验失败。此外，还有多聚谷氨酸紫杉醇(XyotaxTM)，二十二碳六烯酸紫杉醇(Taxoprexin)以及紫杉醇微球(Paclimer)等。美国FDA批准白蛋白结合性紫杉醇(Abraxane)用于转移性乳腺癌的治疗，并取得了非常好的疗效。因此紫杉醇类药物仍有很大的应用前景和发展空间。

目前还没有关于阿司匹林和喜树碱类药物或紫杉醇类药物偶联的相关报道。

发明内容

本发明提供一种具有更强的肿瘤细胞抑制作用阿司匹林抗癌药物偶联物。

本发明还提供了一种阿司匹林抗癌药物偶联物的合成方法，该方法工艺简单。

本发明还提供了一种阿司匹林抗癌药物偶联物在制备抗抗癌药物的应用，相比于传统的抗肿瘤药物，本发明的阿司匹林抗癌药物偶联物具有更好的肿瘤细胞抑制作用。

一种阿司匹林抗癌药物偶联物，其结构如下：

其中：A来源于能够与阿司匹林的羧基进行酰基化反应的抗癌药物。所述抗癌药物优选为喜树碱类药物或者紫杉醇类药物。

所述酰基化反应，可以是酯化反应，也可以是酰胺化反应，不同底物进行对应的酰化反应，以实现其与阿司匹林的偶联。作为优选，所述抗癌药物一般为含有酚羟基或者烷羟基的抗肿瘤药物，作为进一步优选，所述抗癌药物选自10-羟基喜树碱及其衍生物、紫杉醇(PTX)，多烯紫杉醇(DTX)，卡巴他赛(CTX)等中的一种。

作为更进一步优选，所述抗癌药物选自7-乙基-10-羟基喜树碱、紫杉醇(PTX)或卡巴他赛(CTX)，即所述阿司匹林抗癌药物偶联物的结构分别如下式(1-1)～(1-3)所示：

本发明还提供了一种上述阿司匹林抗癌药物偶联物的合成方法，包括：将阿司匹林或者阿司匹林前体化合物和抗癌药物在有机溶剂中进行酰基化反应，制备得到所述的阿司匹林抗癌药物偶联物。

作为优选，所述酰基化反应可以是酯化反应。

作为优选，上述制备方法中，所述酯化反应体系中，可以加入缩合剂，比如所述的缩合剂优选为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺或者其盐酸盐形式。如反应体系使用缩合剂的盐酸盐时，需要添加三乙胺、N,N-二异丙基乙胺。

作为优选，上述制备方法中，所述酯化反应体系中，可以加入酰基化催化剂，优选的酰化催化剂为4-二甲氨基吡啶等。

上述缩合剂和催化剂等，可同时加入，或者加入一种或者几种，或者不加入，均需要根据底物的不同而不同。比如，当选用碱性溶剂时，可以不添加另外的缚酸剂缩合剂和催化剂等。

所述有机溶剂可以是DMF、DMSO、丙酮、吡啶、二氯甲烷中等一种或多种。

所述阿司匹林前体化合物可以是阿司匹林酰氯化合物，阿司匹林酸酐化合物等。当选择阿司匹林作为反应底物时，一般需要在反应体系中，加入缩合剂和催化剂等，以保证反应的迅速进行。当反应底物为阿司匹林酰氯或者酸酐时，可以不加入催化剂等。

上述反应中，作为优选，所述抗癌药物与阿司匹林的摩尔比为1:1。

上述酰化反应可在室温条件下进行，不需要苛刻的反应条件，容易实现生产的工业化。

本发明还提供了一种上述阿司匹林抗癌药物偶联物在制备抗抗癌药物的应用。

抗癌药物与阿司匹林偶联后一方面能够改善药物的内吞，并能够降低肿瘤细胞膜上耐药泵的亲和力，从而导致细胞内积蓄浓度增加。如Qinqin Cheng等(The ligation ofaspirin to cisplatin demonstratessignificant synergistic effects on tumorcells,Chem.Commun.,2014,50,7427-7430)报道了阿司匹林与顺铂药物偶联后，有效地增加了各种肿瘤细胞内的顺铂的积蓄浓度，从而发挥了更好的抑制增殖作用。此外，阿司匹林作为一种非甾体抗炎药，是环氧合酶COX-1and COX-2的抑制剂；而COX-2在肿瘤细胞的耐凋亡及耐药性机制中起了很大的作用；因此阿司匹林分子有望增加化疗药物诱导肿瘤细胞凋亡的能力。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明将阿司匹林与喜树碱类药物或者紫杉醇类药物偶联，结合了阿司匹林的抗炎和抗肿瘤作用，进一步增加了对肿瘤细胞的抑制作用，与单纯的抗肿瘤药物相比，本发明得到的阿司匹林偶联物的抑制增效作用基本都在2倍以上。另外，本发明的阿司匹林抗癌药物偶联物的制备方法简单易行，不需要苛刻的反应条件，易于实现大量化生产，降低药物成本。

具体实施方式

实施例1

在100mL圆底烧瓶中加入SN38(200mg，0.5mmol)和阿司匹林(92mg，0.5mmol)，溶解在10mL无水DMF(N,N’-二甲基甲酰胺)中，再加入EDC.HCl(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，107.4mg，0.56mmol)，DMAP(4-二甲氨基吡啶)(69mg，0.56mmol)和DIEA(N,N-二异丙基乙胺)(73mg，0.56mmol)。室温搅拌过夜，然后分别用水，5％柠檬酸，饱和碳酸氢钠，饱和食盐水清洗；有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，收集滤液后减压除去溶剂；固体用柱层析色谱分离纯化(DCM:MeOH＝100:1)后得到产物1(213mg，产率76.8％)。

产物的¹H NMR核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz，CDCl3)：δ1.05-1.06(m,3H),1.42(s,3H),2.34-2.38(t,2H),3.16-3.19(m,3H),4.13-4.20(m,2H),5.27(s,2H),5.33-5.35(t,1H),5.73-5.78(m,2H),7.24-7.26(d,1H,J＝8),7.49-7.59(m,2H),7.66-7.68(m,2H),7.83-7.84(d,1H,J＝4),8.24-8.31(m,2H).

实施例2

在100mL圆底烧瓶中加入紫杉醇(PTX)(200mg，0.233mmol)和阿司匹林(47mg，0.257mmol)，溶解在1 0mL无水DMF(N,N’-二甲基甲酰胺)中，再加入EDC·HCl(69mg，0.35mmol)，DMAP(4-二甲氨基吡啶)(32mg，0.257mmol)和DIEA(N,N-二异丙基乙胺)(46mg，0.35mmol)。室温搅拌过夜，然后分别用水，5％柠檬酸，饱和碳酸氢钠，饱和食盐水清洗；有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，收集滤液后减压除去溶剂；固体用柱层析色谱分离纯化(DCM:MeOH＝200:1)后得到产物2(172mg，产率72.6％)。

产物的¹H NMR核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz，CDCl3)：δ0.84-0.89(m,1H),1.14(s,3H),1.23-1.26(d,6H,J＝12),1.68(s,3H),1.86-1.88(m,2H),1.91-1.93(t,3H),1.96-2.03(m,1H),2.16(s,3H),2.18-2.20(t,1H),2.23(s,3H),2.42-2.47(t,3H),2.53-2.59(m,2H),3.81-3.82(d,1H,J＝4),4.20-4.21(d,1H,J＝4),4.31-4.32(d,1H,J＝4),4.96-4.98(d,1H,J＝8),5.51-5.52(d,1H,J＝4),5.68-5.69(d,1H,J＝4),5.95-5.97(m,1H),6.24-6.27(t,1H),6.30(s,1H),6.90-6.92(d,1H,J＝8),7.26(s,1H),7.34-7.38(m,3H),7.40-7.42(m,4H),7.50-7.53(m,3H),7.59-7.62(t,1H),7.73-7.74(d,2H,J＝4),8.13-8.14(d,2H,J＝4).

实施例3

在100mL圆底烧瓶中加入卡巴他赛(CTX)(300mg，0.36mmol)和阿司匹林酸酐(138mg，0.395mmol)，溶解在10mL无水吡啶中。室温搅拌过夜，然后油泵抽去吡啶，后分别用水，0.1mol/L盐酸，饱和碳酸氢钠，饱和食盐水清洗；有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，收集滤液后减压除去溶剂；固体用柱层析色谱分离纯化(DCM:MeOH＝100:1)后得到产物3(286mg，产率79％)。

产物的¹H NMR核磁数据如下：

¹H NMR(400MHz，CDCl3)：δ1.21-1.25(m,9H),1.39(s,9H),1.73(s,2H),2.03(s,3H),2.15(s,2H),2.31-2.32(d,1H,J＝4),2.35-2.36(d,3H,J＝4),2.45-2.46(d,3H,J＝4),2.71-2.77(m,1H)，3.33-3.34(d,3H,J＝4),3.47(s,3H),3.51-3.52(t,1H),3.88-3.89(d,1H,J＝4),3.92-3.95(m,1H),4.20-4.21(d,1H,J＝4),4.33-4.35(d,1H,J＝8),4.85-4.86(d,1H,J＝4),5.02-5.04(d,1H,J＝8),5.67-5.69(d,1H,J＝8),6.29(s,1H),7.12-7.17(m,1H),7.22-7.27(m,1H),7.33-7.38(m,4H),7.41-7.48(m,3H),7.52-7.56(m,3H),7.62-7.65(m,1H),8.13-8.15(d,2H,J＝8).

活性测试例1：体外细胞毒性测试

针对实施例1-3制备得到的化合物1～3，采用MTT法进行体外细胞毒性测试：

分别针对实施例1-3制备得到的化合物1～3、SN38、紫杉醇、卡巴他赛、阿司匹林作为待测样品进行如下实验：

按照表1～3所列，取对数生长期细胞，接种于96孔培养板(5000个细胞/孔)。放入在37℃细胞培养箱中恒温培养24h后，加入待测样品，取7个浓度梯度，以SN38、紫杉醇、卡巴他赛、阿司匹林(溶于二甲亚砜)作为对照组，每种药每个浓度4个重复值，加完药后将96孔细胞板放入细胞培养箱中培养48或72h后，在96孔板的每孔内加入30μL的四甲基偶氮唑蓝(MTT)，继续放入细胞培养箱中培养4h后，吸弃培养基，每孔加入100μL二甲亚砜，用酶标仪检测490nm处的吸光值。化合物1～3、SN38、紫杉醇、卡巴他赛、阿司匹林对各种肿瘤细胞的体外毒性结果见表1～3。

表1药物1及关联对照药物的体外细胞毒性评价结果(μM)

N.E.表示对肿瘤细胞无抑制作用。

表2药物2及关联对照药物的体外细胞毒性评价结果(nM)

N.E.表示对肿瘤细胞无抑制作用。

表3药物3及关联对照药物的体外细胞毒性评价结果(nM)

N.E.表示对肿瘤细胞无抑制作用。

表1～3结果显示，与人源肠癌细胞系HCT-116、结肠癌细胞LoVo、人源非小细胞肺癌A549共培养48h后，阿司匹林单药对肿瘤细胞的存活率几乎没有影响，即无抑制作用；SN38、紫杉醇、卡巴他赛均能够有效抑制各种肿瘤细胞的增殖。其中，化合物1对HCT-116、LoVo、A549的IC₅₀值分别为0.07μM、0.11μM、0.13μM，而SN38单用对HCT-116、LoVo、A549的IC₅₀值分别为0.25μM、0.28μM、0.30μM，由此可推算偶联药物1对HCT-116、LoVo、A549细胞的抑制增殖能力分别提高了2.57、1.55、1.31倍。类似的，化合物2相对于紫杉醇在HCT-116、LoVo、A549的抑制作用增效倍数分别为2.84、3.63、1.63。化合物3相对于卡巴他赛对HCT-116、LoVo、A549的抑制作用增效倍数分别为增效倍数2.49、2.69、4.49。

由表1～3可知，相比于阿司匹林或者SN38、紫杉醇、卡巴他赛，本发明制备得到的阿司匹林抗癌药物偶联物具有更强的抑制肿瘤细胞增殖的作用，增效倍数可达2倍以上，证实本发明制备得到的阿司匹林抗癌药物偶联物具有广阔的抗肿瘤应用前景。

Claims

1.一种阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物，其特征在于，结构如下式所示：

所述的阿司匹林抗癌药物偶联物的结构分别如下式所示：

2.一种权利要求1所述的阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物的合成方法，其特征在于，包括：将阿司匹林或者阿司匹林前体化合物和抗癌药物在有机溶剂中进行酰基化反应，制备得到所述的阿司匹林抗癌药物偶联物。

3.根据权利要求2所述的阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物的合成方法，其特征在于，所述的酰基化反应为酯化反应，酯化反应体系中，加入缚酸剂、缩合剂、酰化催化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物的合成方法，其特征在于，所述的有机溶剂包括DMF、DMSO、丙酮、吡啶、二氯甲烷中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物的合成方法，其特征在于，所述的抗癌药物与阿司匹林的摩尔比为1:1。

6.一种权利要求1所述阿司匹林紫杉醇抗癌药物偶联物在制备抗癌药物的应用。