CN106928293B

CN106928293B - 一类具有抗肿瘤活性的呋咱no供体型灯盏乙素衍生物及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN106928293B
Application number: CN201710144283.0A
Authority: CN
Inventors: 李达翃; 华会明; 李占林; 韩通; 胡旭; 李鹤
Original assignee: Shenyang Pharmaceutical University
Current assignee: Shenyang Pharmaceutical University
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2019-08-30
Anticipated expiration: 2037-03-10
Also published as: CN106928293A

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呋咱类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哌嗪环连接臂的呋咱类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。本发明所述的呋咱类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、R₁如权利要求书和说明书所述。

Description

一类具有抗肿瘤活性的呋咱NO供体型灯盏乙素衍生物及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及天然药物及药物化学领域，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具有哌嗪环连接臂的呋咱类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

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，为一种淡黄色固体。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可以诱导多种肿瘤细胞凋亡。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。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，表明其具有较低的毒性。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(NO)是体内重要的信使物质和效应分子，参与了多种生理和病理反应，具有广泛的生理功能。研究表明NO在免疫系统中发挥着重要的作用。在免疫细胞、内皮细胞以及其他释放NO的细胞中表现出多方面的抗肿瘤作用，一方面NO可以增强巨噬细胞对于肿瘤细胞的毒性，抑制肿瘤细胞的增殖，抑制血管生成和转移，并加速肿瘤细胞的凋亡。另一方面，NO能够抑制线粒体呼吸作用，改变铁的代谢和与一些酶的相互作用来破坏肿瘤细胞生长，从而发挥抗肿瘤作用。因此，一氧化氮供体型药物的研究备受关注。呋咱氮氧化合物(Furoxan)是一类重要的一氧化氮供体，其与某些药物分子偶联而合成的一氧化氮供体型药物可提高药物的药理活性，呋咱型一氧化氮供体已成为研发新型抗肿瘤药物的热点之一。

本发明以灯盏乙素为先导化合物，利用拼合原理，选择能够产生高浓度NO的呋咱氮氧化物作为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为所示呋咱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；R₁为取代或未取代的C₁-C₁₂烷基；所述的取代基为：C₁-C₄烷基、C₁-C₄烷氧基。

进一步地，R为取代或未取代的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；R₁为取代或未取代的C₁-C₆烷基；所述的取代基为：C₁-C₄烷基、C₁-C₄烷氧基。

优选地，R为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或苄基；R₁为-(CH₂)₂-、-(CH₂)₃-、-CH₂CH(CH₃)-、-(CH₂)₄-、-CH₂CH(CH₃)CH₂-、-CH₂CH₂CH(CH₃)-或-(CH₂)₅-。

更优选地，R为甲基或苄基；R₁为-(CH₂)₂-。

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)。

将苯硫酚(6)与氯乙酸在碱性条件下反应得苯硫乙酸(7)，然后经30％H₂O₂氧化生成苯磺酰乙酸(8)。化合物8在发烟HNO₃存在下加热环合成3,4-二苯磺酰基呋咱氮氧化物(9)，化合物9在NaH催化的条件下，以THF为反应溶剂与N-羟乙基哌嗪反应生成目标化合物(10)。

化合物4,5的糖羧基位置与N-羟乙基哌嗪取代生成单苯磺酰基呋咱氮氧化物类NO供体化合物10在HOBt，EDCI催化的条件下反应缩合得目标化合物11，12。

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,sugar proton),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/z643.2[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60g NaOH与480mL H₂O配成的溶液倒入反应瓶中，取苯硫酚(75mL,0.63mol)，而后加入氯乙酸(78g,0.825mol)，反应液中有大量白色沉淀析出。加入6N HCl，得白色固体苯硫乙酸(7)。将7(20g,0.12mol)溶于90mL冰乙酸中，加入24.3mL 30％H₂O₂，室温搅拌。待反应完全，加入HNO₃ 48mL。升温反应，4h后，有白色针状晶体析出，过滤，干燥得3,4-二苯磺酰基呋咱氮氧化物(9)。将化合物9(366mg,1mmol)溶于10mL THF中，取NaH(24mg,1.2mmol)，N-羟乙基哌嗪(1mmol,127μl)加入THF中，于0℃搅拌2h。TLC监测反应，待反应完全，停止反应。将反应液倒入20ml蒸馏水中，用20ml乙酸乙酯萃取三次，饱和食盐水洗，再用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，得到淡黄色油状物粗产物10198mg，产率：55.9％。未经进一步纯化，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HOBt(66mg,0.6mmol)、EDCI(144mg,0.75mmol)和10(265mg,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11 250mg，产率51.1％，ESI-MS m/z 979.1[M+H]⁺。¹H NMR(DMSO-d₆,400MHz)δ(ppm):12.92(s,1H,5-OH),8.02(d,2H,J＝8.9Hz,H-2′,6′),7.94(d,2H,Ar-H),7.82(t,1H,Ar-H),7.68(d,2H,Ar-H),7.54(d,2H,Ar-H),7.45(d,2H,Ar-H),7.39-7.34(m,6H,Ar-H),7.21(s,1H,H-8),7.17(d,2H,J＝8.9Hz,H-3′,5′),6.93(s,1H,H-3),5.67(brs,1H,H-1″),5.53(d,1H,sugar proton),5.28(brs,1H,sugar proton),5.24(s,1H,sugar proton),5.17(s,2H,-CH₂-),5.02(dd,2H,-CH₂-),4.48(d,1H,H-5″),4.24(m,2H,-CH₂-),3.73-3.51(m,4H,-CH₂-×2),3.45-3.42(m,3H,H-2″,3″,4″),3.21(t,2H,-CH₂-),2.47(t,2H,-CH₂-),2.19(m,2H,-CH₂-)。

实施例6

参照实施例5的合成方法。黄色粉末，产率10.9％，ESI-MS m/z 827.1[M+H]⁺。¹HNMR(DMSO-d₆,400MHz)δ(ppm):12.90(s,1H,5-OH),8.01(d,2H,J＝8.9Hz,H-2′,6′),7.95(d,2H,Ar-H),7.85(t,1H,Ar-H),7.70(d,2H,Ar-H),7.17(s,1H,H-8),7.06(d,2H,J＝8.9Hz,H-3′,5′),6.94(s,1H,H-3),5.61(d,1H,sugar proton),5.45(d,1H,sugarproton),5.22-5.17(m,3H,sugar proton),4.48(d,1H,H-5″),4.24(m,2H,-CH₂-),3.82(s,3H,-OCH₃),3.75(s,3H,-OCH₃),3.68-3.53(m,4H,-CH₂-×2),3.43-3.37(m,3H,H-2″,3″,4″),3.22(t,2H,-CH₂-),2.46(t,2H,-CH₂-),2.23(m,2H,-CH₂-)。

药理试验

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、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实施例对4种人类癌细胞株抗增殖活性的IC₅₀值(μM)

样品	HepG-2	MCF-7	HCT-116	PC-3
					实施例5	6.40±0.66	1.65±0.78	5.70±3.63	0.44±1.12
实施例6	9.53±0.72	3.64±0.86	1.27±0.32	3.65±0.81
					灯盏乙素	>50	>50	>50	>50

药理试验证明，本发明的灯盏乙素衍生物具有更好的抗肿瘤作用，可以用于进一步制备抗肿瘤药物。

Claims

1.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：

其中，R为取代或未取代的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；R₁为取代或未取代的C₁-C₆烷基，所述的取代基为：C₁-C₄烷基、C₁-C₄烷氧基。

2.权利要求1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：

其中，R为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或苄基。

3.权利要求1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：

其中，R为甲基或苄基。

4.权利要求1-3任何一项所述的通式I所示的呋咱NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐：

其中，R₁为-(CH₂)₂-、-(CH₂)₃-、-CH₂CH(CH₃)-、-(CH₂)₄-、-CH₂CH(CH₃)CH₂-、-CH₂CH₂CH(CH₃)-或-(CH₂)₅-。

5.权利要求1-3任何一项所述的通式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：

其中，R₁为-(CH₂)₂-。

6.权利要求1所述的呋咱NO供体型灯盏乙素衍生物及其药学上可接受的盐，选自：

7.一种药物组合物，其中含有治疗有效量的权利要求1-6任何一项所述的呋咱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。

8.如权利要求6所述的呋咱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；

将苯硫酚6与氯乙酸在碱性条件下反应得苯硫乙酸7，然后经30％H₂O₂氧化生成苯磺酰乙酸8；化合物8在发烟HNO₃存在下加热环合成3,4-二苯磺酰基呋咱氮氧化物9，化合物9在NaH催化的条件下，以THF为反应溶剂与N-羟乙基哌嗪反应生成目标化合物10；

化合物4,5的糖羧基位置与N-羟乙基哌嗪取代生成单苯磺酰基呋咱氮氧化物类NO供体化合物10在HOBt，EDCI催化的条件下反应缩合得目标化合物11，12；

9.权利要求1-6任何一项所述的呋咱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。

10.权利要求7所述的药物组合物在制备治疗肿瘤疾病的药物中的应用。

11.如权利要求9或10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。