CN107043338B - 一类5-氨基酮戊酸衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一类5‑氨基酮戊酸衍生物及其制备方法和应用，结构式如下：

Description

一类5-氨基酮戊酸衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化学制药领域，特别涉及一类5-氨基酮戊酸衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
光动力疗法(photodynamic therapy，PDT)又称光辐射疗法，是指药物进入机体后在一定波长的光照射下产生光动力作用杀伤肿瘤或其他病理性增生组织的一种新兴治疗方法，其中光敏剂、照射光和氧构成光动力效应的三要素。光敏剂的一个重要特性是能够在病变组织中优先聚集并产生特定的生物效应，而对周围的正常组织影响较小或没有影响。这一特性使得PDT成为继手术、化疗、放疗之后的非常有发展前景的肿瘤治疗方法。因此光敏剂是影响光动力治疗效果的关键所在。
20世纪90年代初，美国、加拿大、荷兰、日本、挪威等国已先后将光动力疗法确认为新的法定肿瘤疗法。同时，近年来，光动力疗法已被用于非肿瘤性疾病，如鲜红斑痣、年龄相关性黄斑病变、银屑病、类风湿性关节炎、血管成型术后再狭窄的治疗(Photochemistryand Photobiology,2006,82:994-1015)。
5-氨基酮戊酸(5-ALA)是新一代光敏剂，自1996年以来用于光动力学疗法来治疗基底细胞癌、鳞状细胞癌、皮肤癌、尖锐湿疣，获得了较满意的治疗效果，因此越来越被人们所接受。5-ALA作为一种前药，本身并没有光动力活性，而是通过在体内血红素生物合成的循环途径，产生有活性的光敏剂原卟啉(PpIX)(Cancer,1997,65(2):235-251)。5-ALA的主要缺点是自身的亲水性太高，在生理pH条件下是两性离子，严重影响了它通过细胞膜和细胞间隙，限制了其被细胞吸收(J.Med.Chem.,2000,43:4738-4746)。为了提高药物的对组织的选择性和穿透能力，有学者对5-ALA进行了结构修饰，制成在体内易降解代谢成原卟啉(PpIX)的前药，如采用羧基端的酯化来增强其脂溶性(J.Med.Chem.,2008,51:7356-7369；J.Photochem.Photobiol.B:Biol.,2000,54:72-80)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一类5-氨基酮戊酸衍生物及其制备方法和应用，该衍生物结构明确，制备方法简便，生物活性实验结果表明其在医药领域具有良好的应用前景。
本发明提供了一类5-氨基酮戊酸衍生物，所述衍生物的结构式如下：
其中，R为-(CH2)nCH3，n＝0-7；
-CH(CH3)(CH2)nCH3，n＝0-5；-(CH2CH2O)nCH3，n＝1-3或者-CH2C6H5。
本发明还提供了一类5-氨基酮戊酸衍生物的制备方法，包括：
将化合物II和Boc-L-苯丙氨酸溶解在有机溶剂中，加入碱和HBTU，0-60℃下搅拌反应0.5-24h，减压浓缩除去有机溶剂，柱层析洗脱分离后得到5-氨基酮戊酸衍生物；其中，化合物II的结构式为R为-(CH2)nCH3，n＝0-7；-CH(CH3)(CH2)nCH3，n＝0-5；-(CH2CH2O)nCH3，n＝1-3或者-CH2C6H5；化合物II和Boc-L-苯丙氨酸的摩尔比为1:0.5-2。
所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙醚、甲基叔丁基醚、甲醇、乙醇、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚中的一种或几种；化合物II与有机溶剂的比例为1mmol:5-20ml。
所述碱为三乙胺、二异丙基乙胺、吡啶、钠氢、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、甲酸钠、乙酸钠、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、正丙醇钠、正丙醇钾、异丙醇钠、异丙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的一种或几种；化合物II与碱的摩尔比为1:0.5-5。
所述化合物II与HBTU的摩尔比为1:0.5-5。
所述柱层析洗脱分离所用的填充剂为硅胶，洗脱剂为体积比1:1-100:1的乙酸乙酯与甲醇或二氯甲烷与甲醇的混合溶剂。
本发明还提供了一类5-氨基酮戊酸衍生物的应用，应用于光动力药物的制备。
本发明的反应方程式如下：
本发明将叔丁氧羰基(Boc)-L-苯丙氨酸与5-氨基酮戊酸衍生物相连接，制备了系列5-氨基酮戊酸衍生物。该类化合物是原卟啉(PpIX)的前药，在体内经代谢可生成原卟啉(PpIX)。该类化合物在5-氨基酮戊酸的羧基端引入了酯基，提高了化合物的脂溶性；由于细胞膜表面有氨基酸转运蛋白，人体组织细胞内也有水解特定氨基酸的酰胺水解酶，因此在5-氨基酮戊酸的氨基端引入氨基酸可改变5-氨基酮戊酸的吸收、分布与代谢性质，从而表现出更优异的药学性能。药理实验表明该系列化合物能够显著提高细胞中的原卟啉浓度，具有发展为光敏药物的潜力。
有益效果
本发明化学结构单一、稳定，且具有很强的光动力活性，制备方法简便，可用于肿瘤、视网膜黄斑变性、光化性角化病、鲜红斑痣、尖锐湿疣等疾病的光动力治疗，在一定波长激光激发下，能够显著提高细胞中的原卟啉浓度，从而具有发展为光动力新药的前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸甲酯的制备：
在50mL的圆底烧瓶中，将5-氨基酮戊酸甲酯盐酸盐(1.0g,5.5mmol)、Boc-L-苯丙氨酸(1.46g,5.5mmol)、HBTU(1.7g,4.49mmol)溶解在DMF(10mL)中，再加入DIPEA(2.0mL,11.5mmol)，在24℃下搅拌6h。减压浓缩除去溶剂，用硅胶柱层析分离，洗脱剂为二氯甲烷:甲醇(v/v＝50:1)，得到白色固体5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸甲酯1.79g，收率83.2％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.19(s,5H),6.73(s,1H),6.24(s,1H),5.38(t,J＝7.1Hz,1H),4.12(d,J＝12.5Hz,1H),3.63(s,3H),3.60–3.47(m,2H),3.11(dd,J＝12.4,7.0Hz,1H),2.97(dd,J＝12.3,4.7,1.4Hz,1H),2.60(dd,J＝12.3,4.7,1.4Hz,1H),2.38(td,J＝12.3,1.4Hz,1H),2.24(td,J＝12.3,1.4Hz,1H),1.44(s,9H).ESI-MS m/z:393.2[M+H]+。
实施例2
5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸正己酯的制备：
在50mL的圆底烧瓶中，将5-氨基酮戊酸正己酯盐酸盐(1.0g,3.97mmol)、Boc-L-苯丙氨酸(1.0g,3.97mmol)、HBTU(1.7g,4.49mmol)溶解在DMF(10mL)中，再加入DIPEA(1.5mL,8.6mmol)，在24℃下搅拌6h。减压浓缩除去溶剂，用硅胶柱层析分离，洗脱剂为二氯甲烷:甲醇(v/v＝100:1)，得到白色固体5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸正己酯1.47g，收率80.3％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.19(s,5H),6.73(s,1H),6.24(s,1H),5.33(d,J＝12.5Hz,1H),5.22(t,J＝7.1Hz,1H),3.97(dtd,J＝41.9,12.2,3.4Hz,2H),3.71–3.59(m,2H),3.09(ddd,J＝24.4,12.2,6.8Hz,2H),2.95(dd,J＝12.4,7.0Hz,1H),2.79(ddd,J＝40.3,12.1,10.8Hz,2H),1.62(qt,J＝12.2,3.3Hz,1H),1.44(s,9H),1.38–1.13(m,3H),1.13–1.02(m,1H),0.95–0.83(m,4H).ESI-MS m/z:463.2[M+H]+。
实施例3
5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸苄酯制备：
在50mL的圆底烧瓶中，将5-氨基酮戊酸苄酯盐酸盐(1.0g,3.88mmol)、Boc-L-苯丙氨酸(1.0g,3.88mmol)、HBTU(1.7g,4.49mmol)溶解在DMF(10mL)中，再加入DIPEA(2.0mL,11.5mmol)，在35℃下搅拌6h。减压浓缩除去溶剂，用硅胶柱层析分离，洗脱剂为二氯甲烷:甲醇(v/v＝100:1)，得到白色固体5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸苄酯1.82g，收率75.6％；1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.31(d,J＝5.7Hz,1H),7.46–7.14(m,10H),7.04(d,J＝8.6Hz,1H),5.08(s,2H),4.20(s,1H),3.97(dd,J＝12.9,5.4Hz,2H),3.04–2.95(m,1H),2.76(d,J＝10.8Hz,1H),2.72(d,J＝7.9Hz,2H),2.56(d,J＝6.7Hz,2H),1.29(s,9H).ESI-MS m/z:469.2[M+H]+。
实施例4
光敏剂对人肝癌细胞系SMMC-7721的光动力抗增殖实验
受试细胞：人肝癌细胞系SMMC-7721
受试药物：5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸甲酯(以下简称光敏剂1)，5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸正己酯(以下简称光敏剂2)，5-((2’-叔丁基氧羰基氨基)-L-苯丙酰基)氨基-4-氧代戊酸苄酯(以下简称光敏剂3)，5-氨基酮戊酸盐酸盐(对照化合物，上海先辉医药科技有限公司提供，以下简称光敏剂4)。
光源：XD-635AB型激光器；SD2490型激光功率测量仪。
光动力抗肿瘤细胞增殖作用实验：
将处于对数生长期的细胞用胰酶消化后，完全培养基重悬成细胞悬液，随之将其接种于96孔板，每孔100μL，置于37℃5％CO2培养箱培养，24h后加入光敏剂；孵育5h后，然后进行光照(功率10mW/cm2，波长635nm，光剂量16J/cm2)；照光后每孔加入200μL新鲜的培养液继续避光培养24h，进行MTT检测。培养终止前4h加入10μL 5mg/mL的MTT，吸弃培养液后加100μL DMSO终止反应，酶标仪570nm检测OD值。实验重复三次。实验结果见表1，结果发现光敏剂1，光敏剂2，光敏剂3对人肝癌细胞系SMMC-7721有抗增殖作用，生物活性优于对照药物光敏剂4。
表1化合物对人肝癌细胞系SMMC-7721增殖抑制作用
*P<0.05与对照药物光敏剂4；
***P<0.001与对照药物光敏剂4；
ΔΔΔP<0.001与空白对照。

Claims (7)

1.一类5-氨基酮戊酸衍生物，其特征在于：所述衍生物的结构式如下：
其中，R为-(CH2)5CH3或者-CH2C6H5。
2.一类如权利要求1所述的5-氨基酮戊酸衍生物的制备方法，包括：
将化合物II和Boc-L-苯丙氨酸溶解在有机溶剂中，加入碱和HBTU，0-60℃下搅拌反应0.5-24h，减压浓缩除去有机溶剂，柱层析洗脱分离后得到5-氨基酮戊酸衍生物；其中，化合物II的结构式为R为-(CH2)5CH3或者-CH2C6H5；化合物II和Boc-L-苯丙氨酸的摩尔比为1:0.5-2。
3.根据权利要求2所述的一类5-氨基酮戊酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙醚、甲基叔丁基醚、甲醇、乙醇、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚中的一种或几种；化合物II与有机溶剂的比例为1mmol:5-20ml。
4.根据权利要求2所述的一类5-氨基酮戊酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述碱为三乙胺、二异丙基乙胺、吡啶、钠氢、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、甲酸钠、乙酸钠、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、正丙醇钠、正丙醇钾、异丙醇钠、异丙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的一种或几种；化合物II与碱的摩尔比为1:0.5-5。
5.根据权利要求2所述的一类5-氨基酮戊酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述化合物II与HBTU的摩尔比为1:0.5-5。
6.根据权利要求2所述的一类5-氨基酮戊酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述柱层析洗脱分离所用的填充剂为硅胶，洗脱剂为体积比1:1-100:1的乙酸乙酯与甲醇或二氯甲烷与甲醇的混合溶剂。
7.一类如权利要求1所述的5-氨基酮戊酸衍生物的应用，其特征在于：应用于光动力药物的制备。
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