CN106928292A - 一类硝酸酯no供体型灯盏乙素衍生物及其制备方法和用途 - Google Patents

一类硝酸酯no供体型灯盏乙素衍生物及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及天然药物及药物化学领域，具体涉及一类具有抗肿瘤活性的硝酸酯类NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐。具体涉及这些在糖羧基位点具有脂肪链连接臂的硝酸酯类NO供体取代的灯盏乙素衍生物及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用。本发明所述的硝酸酯类NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐结构如下通式I所示，其中，R、n如权利要求书和说明书所述。

Description

一类硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及药物化学领域，具体涉及灯盏乙素的糖羧基位点进行修饰的衍生物。具体涉及这些在糖羧基位点硝酸酯类NO供体取代的灯盏乙素衍生物及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用。
背景技术
目前抗肿瘤药物的研发正面临着严峻的挑战，市面上的许多抗肿瘤药物在展现出较好活性的同时，副作用也越来越多，严重影响疾病的治疗效果。因此，寻找开发高效低毒的抗肿瘤药物变得尤为重要。天然产物是药物发现的重要来源，在已上市的药物中，很多成功的药物都直接或间接来源于天然产物。在自然界中，寻找并获得活性更好、毒性更低、性质更稳定的抗肿瘤候选化合物变得至关重要。
灯盏乙素(scutellarin)是从菊科植物短葶飞蓬Erigeron breviscapus(Vant.)Hand-Mazz的干燥全草中提取分离得到的一种黄酮类有效成分，为一种淡黄色粉末。现代的药理学研究表明，灯盏乙素具有广泛的药理活性，包括扩张血管、增加血流量、抗凝血、抑制血小板聚集、抑制肿瘤细胞增殖和神经细胞保护等活性。近年来，关于灯盏乙素在抗肿瘤方面的研究越来越深入，相关研究表明灯盏乙素对多种肿瘤细胞株都有很好的抑制作用。包括乳腺癌细胞、人白血病细胞、肝癌细胞、结肠癌细胞、人舌癌细胞等。其作用机制可能是通过抑制信号传导与转录激活因子(STAT3)，蛋白酶体以及激活caspase-3通路等诱导肿瘤细胞凋亡。灯盏乙素做为一种常见的黄酮类化合物，来源广泛且在许多日常食用的植物当中均有存在，这为研发高效低毒的抗肿瘤药物奠定了良好的基础。
一氧化氮作为生物信使或效应分子在体内发挥重要的生理作用，且其体内水平异常与多种疾病的发生和发展密切相关。在抗肿瘤方面，大量的研究表明，高浓度的NO产生细胞毒性，诱导肿瘤细胞凋亡，阻止肿瘤细胞的扩散和转移。NO供体型抗肿瘤药物一般是指NO供体通过连接基团与现有的抗肿瘤药物(或活性基团)结合而成的前体药物，在体内可以通过酶解作用，释放NO和原药。
本发明以灯盏乙素为先导化合物，利用拼合原理，选择能够产生NO的硝酸酯作为NO供体，将其通过连接基团连接到其分子结构的糖羧基上，设计并合成了通式为I的NO供体型灯盏乙素衍生物。
发明内容
发明要解决的技术问题是寻找抗肿瘤活性好的硝酸酯类NO供体型灯盏乙素衍生物，并进一步提供一种治疗肿瘤及其它疾病或病症的药物组合物。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
通式I为所示硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐：
其中，R为取代或未取代的C1-C12烷基、取代或未取代的苄基；所述的取代基为：C1-C4烷基、C1-C4烷氧基；n为2-8的整数。
进一步地，R为C1-C6烷基、取代或未取代的苄基；所述的取代基为C1-C4烷基、C1-C4烷氧基；n为2-6的整数。
优选地，R为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或苄基；n为2-4的整数。
更优选地，R为甲基或苄基；n为2或3。
本发明优选如下化合物：
本发明通式I的衍生物可用下列方法制备得到：
灯盏乙素(1)在K2CO3/DMF条件下与卤代烃反应，得到中间体(2,3)，中间体2,3在KOH/MeOH的条件下水解得到目标化合物(4,5)。
将溴代醇(6,7)在浓硫酸和发烟硝酸反应的条件下得目标化合物溴代硝酸酯(8,9)。
化合物4,5的糖羧基位置与不同的溴代硝酸酯类NO供体化合物8,9在DBU催化的条件下反应缩合得目标化合物10a,10b，11a,11b。
具体实施方式
实施例1
取灯盏乙素1(300mg,0.65mmol)，溶于DMF(10ml)中，加入溴化苄(0.38ml,3mmol)和无水碳酸钾(414mg,3mmol)，室温搅拌反应，TCL监测反应进程，24h后终止反应。将反应液倾入20ml冰水混合物中,乙酸乙酯萃取(30ml×3)，饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，回收乙酸乙酯，得到粗产物2，经硅胶柱(二氯甲烷:甲醇＝20:1)分离，得黄色固体315mg，收率67.2％。ESI-MS m/z 733.2[M+H]+。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ:12.96(s,1H,5-OH),8.03(d,2H,J＝9.0Hz,H-2′,6′),7.55(d,2H,Ar-H),7.48(d,2H,Ar-H),7.36(m,9H,Ar-H),7.25(d,2H,Ar-H),7.20(d,2H,J＝9.0Hz,H-3′,5′),7.12(s,1H,H-8),6.95(s,1H,H-3),5.66(d,1H,H-1″),5.57(d,1H,sugar proton),5.43(d,1H,sugar proton),5.37(d,1H,sugarproton),5.24(s,2H,-CH2-),5.17(dd,2H,-CH2-),5.02(dd,2H,-CH2-),4.29(d,1H,H-5″),3.53-3.40(m,3H,H-2″,3″,4″)。
实施例2
参照实施例1的合成方法制备得化合物3。黄色粉末，产率41.9％，ESI-MS m/z505.1[M+H]+。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ:12.94(s,1H,5-OH),8.06(d,2H,J＝9.0Hz,H-2′,6′),7.15(d,2H,J＝9.0Hz,H-3′,5′),7.09(s,1H,H-8),6.96(s,1H,H-3),5.61(brs,1H,H-1″),5.50(d,1H,sugar proton),5.37(d,1H,sugar proton),5.33(d,1H,sugar proton),4.21(d,1H,H-5″),3.87(s,3H,-OCH3),3.76(s,3H,-OCH3),3.66(s,3H,-OCH3),3.48-3.35(m,3H,H-2″,3″,4″)。
实施例3
取实施例1中的化合物2(1g,1.37mmol)，溶于甲醇(80ml)中，滴加甲醇钠(2-3ml)，室温反应24h。浓缩，酸水洗，抽滤，烘干，得黄色固体838mg，收率95.3％。ESI-MS m/z 643.2[M+H]+。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ:12.98(s,1H,5-OH),8.05(d,2H,J＝8.5Hz,H-2′,6′),7.56(d,2H,Ar-H),7.48(d,2H,Ar-H),7.41(t,2H,Ar-H),7.37(q,3H,Ar-H),7.32(t,1H,Ar-H),7.21(d,2H,J＝8.7Hz,H-3′,5′),7.13(s,1H,H-8),6.95(s,1H,H-3),5.67(d,1H,H-1″),5.40(d,2H,sugar proton),5.22(s,2H,-CH2-),5.02(dd,2H,-CH2-),4.09(d,1H,H-5″),3.48-3.42(m,3H,H-2″,3″,4″).
实施例4
参照实施例3的合成方法制备得化合物5。黄色粉末，产率94.1％，ESI-MS m/z491.1[M+H]+。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ:12.94(s,1H,5-OH),8.06(d,2H,J＝9.0Hz,H-2′,6′),7.15(d,2H,J＝9.0Hz,H-3′,5′),7.09(s,1H,H-8),6.96(s,1H,H-3),5.61(brs,1H,H-1″),5.50(d,1H,sugar proton),5.37(d,1H,sugar proton),5.33(d,1H,sugar proton),4.21(d,1H,H-5″),3.87(s,3H,-OCH3),3.76(s,3H,-OCH3),3.66(s,3H,-OCH3),3.48-3.35(m,3H,H-2″,3″,4″)。
实施例5
将浓H2SO4(20mmol)在冰浴下滴加到发烟硝酸(20mmol)中，搅拌10min后，滴加溴乙醇(10mmol)的二氯甲烷溶液。反应3h后，加入10mL H2O结束反应。分离有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，得化合物8，粗品可直接用于下一步反应。
将实施例3中的化合物4(321mg,0.5mmol)置于反应瓶中，加入DMF(5ml)，搅拌至化合物完全溶解，加入DBU(112μl,0.75mmol)和8(127mg,0.75mmol)室温反应2-3h，TLC监测反应进程，待反应结束后，将反应液倒入30ml的冰水混合物中，用30ml乙酸乙酯萃取2-3次，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩。得黄色粗产物，经硅胶柱色谱分离纯化(甲醇：二氯甲烷＝50：1)，得到浅黄色粉末10a 142mg，产率38.8％，ESI-MS m/z 732.2[M+H]+。1HNMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm):12.97(s,1H,5-OH),8.05(d,2H,J＝8.9Hz,H-2′,6′),7.55(d,2H,J＝7.4Hz,Ar-H),7.48(d,2H,J＝7.4Hz,Ar-H),7.42-7.31(m,6H,Ar-H),7.21(d,2H,J＝8.9Hz,H-3′,5′),7.12(s,1H,H-8),6.95(s,1H,H-3),5.71(d,1H,J＝5.1Hz,H-1″),5.54(d,1H,J＝5.8Hz,sugar proton),5.42(d,1H,J＝7.8Hz,sugar proton),5.41(brs,1H,sugar proton),5.22(s,2H,-CH2-),5.02(dd,2H,J＝10.8Hz,-CH2-),4.22(d,1H,J＝9.6Hz,H-5″),4.14-4.09(m,2H,-CH2-),3.50-3.47(m,3H,H-2″,3″,4″),3.44(t,2H,-CH2-).
实施例6
参照实施例5的合成方法制备得化合物10b。黄色粉末，产率79.2％，ESI-MS m/z746.1[M+H]+。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm):12.97(s,1H,5-OH),8.03(d,2H,J＝8.6Hz,H-2′,6′),7.56(d,2H,J＝7.3Hz,Ar-H),7.47(d,2H,J＝7.3Hz,Ar-H),7.42-7.32(m,6H,Ar-H),7.20(d,2H,J＝8.6Hz,H-3′,5′),7.12(s,1H,H-8),6.93(s,1H,H-3),5.71(d,1H,J＝5.4Hz,H-1″),5.59(d,1H,J＝5.8Hz,sugar proton),5.43(d,2H,J＝7.6Hz,sugarproton),5.21(s,2H,-CH2-),5.02(dd,2H,J＝10.7Hz,-CH2-),4.54(t,2H,-CH2-),4.25(d,1H,J＝9.7Hz,H-5″),4.18(t,2H,-CH2-),3.51-3.47(m,3H,H-2″,3″,4″),2.02-1.98(m,2H,-CH2-).。
实施例7
参照实施例5的合成方法制备得化合物11a。黄色粉末，产率69.8％，ESI-MS m/z580.1[M+H]+。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm):12.94(s,1H,5-OH),8.06(d,2H,J＝8.9Hz,H-2′,6′),7.12(d,2H,J＝8.9Hz,H-3′,5′),7.08(s,1H,H-8),6.97(s,1H,H-3),5.65(d,1H,J＝5.0Hz,H-1″),5.56(d,1H,J＝5.6Hz,sugar proton),5.39-5.36(m,2H,sugar proton),4.75(t,2H,-CH2-),4.41(m,2H,-CH2-),4.25(d,1H,J＝9.4Hz,H-5″),3.86(s,3H,-OCH3),3.76(s,3H,-OCH3),3.47-3.40(m,3H,H-2″,3″,4″)。
实施例8
参照实施例5的合成方法制备得化合物11b。黄色粉末，产率16.9％，ESI-MS m/z594.0[M+H]+。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm):12.93(s,1H,5-OH),8.04(d,2H,J＝8.9Hz,H-2′,6′),7.13(d,2H,J＝8.9Hz,H-3′,5′),7.07(s,1H,H-8),6.94(s,1H,H-3),5.62(d,1H,J＝5.1Hz,H-1″),5.54(d,1H,J＝5.7Hz,sugar proton),5.36-5.34(m,2H,sugar proton),4.55(t,2H,-CH2-),4.21(d,1H,J＝9.7Hz,H-5″),4.17(d,2H,-CH2-),3.86(s,3H,-OCH3),3.77(s,3H,-OCH3),3.48-3.39(m,3H,H-2″,3″,4″),2.01(m,2H,-CH2-)。
下面是本发明部分化合物的药理实验结果
实验设备与试剂
仪器 超净工作台(苏净集团安泰公司)
恒温培养箱(Thermo electron Corporation)
酶标仪(BIO-RAD公司)
倒置生物显微镜(重庆光学仪器厂)
试剂 细胞培养基RPMI-1640、DMEM(高糖)(GIBCO公司)
胎牛血清(杭州四季清有限公司)
四甲基偶氮唑蓝(MTT)(Sigma公司产品)
DMSO(Sigma公司)
细胞株 人肝癌细胞株HepG-2和Bel-7402、人乳腺癌细胞株
MCF-7、人前列腺癌细胞株PC-3、人结肠癌细胞株
HCT-116
实验方法
细胞抑制活性实验方法
细胞在37℃、5％CO2饱和湿度的培养箱中常规培养。培养液为含10％热灭活胎牛血清，青霉素100U/mL和链霉素100U/mL的RPMI1640细胞培养基。48h更换培养液，细胞贴壁后，用0.25％胰蛋白酶消化传代。实验用细胞均处于对数生长期，台盼蓝拒染法表明细胞活力>95％。
取处于对数生长期状态良好的细胞一瓶，加入消化液(0.125％胰蛋白酶+0.01％EDTA)消化，计数2～4×104cell/mL，制成细胞悬液接种于96孔板上，100μL/孔，置恒温CO2培养箱中培养24小时。换液，加入受试药物，100μL/孔，培养72小时。将MTT加入96孔板中，50μL/孔，培养箱中孵育4小时。吸去上清液，加DMSO，200μL/孔，平板摇床上震荡10分钟。受试物考察7个浓度(50μM，25μM，12.5μM，6.25μM，3.13μM，1.56，0.78μM)，用酶联免疫监测仪在波长为570nm处测定每孔的吸光度，分别计算各浓度下的细胞抑制率。
抑制率计算方法：
药敏孔相对OD值＝药敏孔绝对OD值﹣空白对照孔绝对OD值
实验结果
表1实施例5-8对4种人类癌细胞株抗增殖活性的IC50值(μM)
样品 MCF-7 HCT-116 PC-3 HepG-2 Bel-7402
实施例5 58±4 67±5 65±4 52±3 16±1
实施例6 30±2 17±1 18±1 36±2 19±1
实施例7 63±2 57±2 69±4 74±4 23±2
实施例8 75±5 64±3 72±4 68±2 18±1
灯盏乙素 >100 >100 >100 >100 >100

Claims (10)

1.通式I所示的硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐：
其中，R为取代或未取代的C1-C12烷基、取代或未取代的苄基；所述的取代基为：C1-C4烷基、C1-C4烷氧基；n为2-8的整数。
2.权利要求1所述的通式I所示的硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐：
其中，R为C1-C6烷基、取代或未取代的苄基；所述的取代基为C1-C4烷基、C1-C4烷氧基；n为2-6的整数。
3.权利要求1或2所述的通式I所示的硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐：
其中，R为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或苄基；优选为甲基或苄基。
4.权利要求1-3任何一项所述的通式I所示的硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐：
其中，n为2-4的整数；优选为2或3。
5.权利要求1所述的通式I所示的硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐，选自：
6.一种药物组合物，其中含有治疗有效量的权利要求1-5任何一项所述的通式I所示的硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐和药学上可接受的载体。
7.如权利要求5所述的通式I所示的呋咱NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐的制备方法，其特征在于，
灯盏乙素(1)在K2CO3/DMF条件下与卤代烃反应，得到中间体(2,3)，中间体2,3在KOH/MeOH的条件下水解得到目标化合物(4,5)；
将溴代醇(6,7)在浓硫酸和发烟硝酸反应的条件下得目标化合物溴代硝酸酯(8,9)；
化合物4,5的糖羧基位置与不同的溴代硝酸酯类NO供体化合物8,9在DBU催化的条件下反应缩合得目标化合物10a,10b和11a,11b；
8.权利要求1-5任何一项所述的通式I所示的硝酸酯NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐在制备治疗肿瘤疾病的药物中的应用。
9.权利要求6所述的药物组合物在制备治疗肿瘤疾病的药物中的应用。
10.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述的肿瘤为乳腺癌、结肠癌、前列腺癌或肝癌。
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