CN1081621C - 胺基取代去甲氧基竹红菌素及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有光动力活性的光敏剂技术领域，胺基取代去甲氧基竹红菌素通式为结构V或VI所示；其制法将竹红菌素和脂肪胺按摩尔比2∶3，与溶剂一起加入到反应容器中，搅拌反应进行6-15小时，除去剩余的溶剂，剩余物经处理得到目的化合物。本发明的化合物在光疗窗口(600-900纳米)有强吸收，光活性部位结构没有改变，在激光照射下，光动力作用强，暗毒性低，用于癌症治疗和抗艾滋病毒。

Description

胺基取代去甲氧基竹红菌素及其制法

本发明属于具有光动力活性的光敏剂技术领域，特别是属于胺基取代去甲氧基竹红菌素及其制法。

光化学疗法(Photochemotherapy简称PCT光疗)是指给人体施用光敏剂，然后光照激活光敏剂而达到治疗疾病的目的。要求所用的光敏剂在无光照时低毒无害，只有在光照下才能产生所需的作用。由于光疗中同时需要光敏剂和光，具有双向选择性(药物选择性富集和选择性光照激活)。这样光疗就比一般的化疗更易将药物作用点控制在病体组织内，减少对正常组织的损伤，从而大大降低药物的毒副作用。这对治疗癌症和抗艾滋病毒意义尤为突出。

近年来，新型电光技术(特别是光纤)在光化学疗法(PCT)中的应用，使得光疗的效果大大提高，发展了各种光疗方法，有的已达到了临床应用。目前应用最广的光疗药物是卟啉类化合物，它们对治疗早期尿膀胱、肺、胃等癌症取得了明显的疗效。1972年戴尔芒德(Diamond)等人在《手术刀》1972年第2期1175页(Lancet，1972，2，1175)中报导了受光激活的血卟啉(HP)引起鼠神经瘤消退的现象，1976年凯利(Kelly)和史耐尔(Snell)在《泌尿学杂志》1976年115期150页(J.Urol.，1976，115，150)中发表了血卟啉醋酸衍生物(HPD)对浅层膀胱癌光动力疗法的临床报告，此后道尔蒂(Dougherty)等人在《北大西洋公约组织癌症研究所杂志》1975年第55期115页(J.Natl.Cancer Inst.，1975，55，115)中报导，其研究小组用HPD对几千例各种癌患者施行了光动力疗法，表明HPD的光动力疗法对脑癌、颈癌和眼癌等浅层癌有明显疗效。由于此光疗过程中有氧的存在，其光疗机制中涉及到活性氧的作用，故又称为光动力疗法(Photodynamic therapy简称PDT)。卟啉类光敏剂是由四个吡咯环和四个次甲基桥连接起来的大共轭体系。目前用于临床的主要是HPD和卟啉醚脂(Dihematoporphyrin ether or ester，简称DHE)。在水溶液中浓度较高时，卟啉化合物容易簇集(aggregation)，这种簇集也发生在细胞中，由于簇集使卟啉类光敏剂的光动力活性降低而不利于光疗。尽管如此，卟啉类光敏剂以共价键连接到生物组织上并不降低它们的光敏效率。利普生(Lipson)等人在《北大西洋公约组织癌症研究所杂志》1961年第267期1-8页(J.Natl.Cancer Inst.，1961，267，1-8)，艾尔法(El-Far)等人在《细胞生物化学作用》1985年第3期间15页(Cell Biolchem Funct.，1985，3，115)上报导卟啉类化合物是亲脂性的，在癌细胞中具有定位能力，可选择性地富集于癌组织中，其在癌组织中的定位作用和光敏活性主要受其疏水性、聚集态和电荷分布的影响。卟啉类药物光疗法虽取得了很大进展，但还存在着某些严重的缺点。1.卟啉在长波方向吸收低，由于在光疗中应用的是激光光源，其光疗窗口是600～900纳米，卟啉在此范围中吸收极低。2.由于卟啉在生物体内滞留时间长，难以排出，故其具有严重的光毒副作用。3.卟啉类化合物原料难得，难以纯化制备，结构难以确定。

为克服以上缺点，人们探索着各种新的光疗药物。竹红菌(Hypocrella LanluaseSacc)是一种寄生于箭竹(Sinarundinaria Sp)的真菌，盛产于我国滇西北，川西南和藏东南地区，国外仅有斯里兰卡略有生长，我国一些医院在临床上用竹红菌光疗法治疗某些皮肤病(如外阴白色病变，白癫疯，牛皮癣等)。1980年万象仪在《科学通报》1980年第25期1148页，罗子华等人在《云南医药》1980年第1期20页上报导竹红菌光疗法可用于治疗外阴白色病变和疤痕疙瘩。此后竹红菌光疗法逐渐被用于治疗皮肤淀粉样变苔藓，白癫疯，牛皮癣和头癣等皮肤病，1981年陈远藤等人在《利比希分析化学》1981年1880页(LiebigsAnn.Chem.，1981，1880)中鉴定了竹红菌的一个有效成分-竹红菌甲素(HypocrellinA，简称HA)，1988年张曼华和梁丽等人在《科学通报》1988年第33期518页上鉴定了竹红菌的另一个有效成分一竹红菌乙素(Hypocrellin B，简称HB)。十多年来我们对竹红菌素从结构、光化学、光物理、光生物、细胞学等各方面进行了广泛系统的研究表明：竹红菌素(Hypocrellins简称Hys)包括竹红菌甲素(HA)(如结构I所示)和竹红菌乙素(HB)(如结构II所示)，作为一类新的光疗药物，它具有：易得、易纯化、竹红菌甲素{3，10-二羟基-                   竹红菌乙素{3，10-二羟基-4，9-二酮-1，12(2’-羟基，2’-甲基-        4，9-二酮-1，12(2’-甲基-3’-乙酰基-2’，3-乙酰基)丙撑(1’，3’)-2，6，7，11-       3’-去氢)丙撑(1’，3’)-6，7，11-三甲氧基苝}四甲氧基苝)低毒、高稳定性、不簇集、能富集于癌细胞、代谢快、无明显副作用等优点，有希望成为新一代的光疗药物。加拿大的劳恩(Lown)在《光化学与光生物》1997年第65卷第2期352-354页(Photochemistry & Photobiology，1997.65(2)352～354)上报导了HB具有明显的抗艾滋病毒的作用。但它们最大的不足之处是其在光疗窗口无明显吸收。为克服这一缺点，在1994～1995年加拿大的劳恩教授报导了竹红菌素胺基衍生物，它们在光疗窗口具有强吸收，配合激光照射，其光动力作用比竹红菌甲素和竹红菌乙素大大增强，最近在《光化学与光生物》1997年第65卷第4期714-722页(Photochemistry & Photobiology，1997，65(4)，714～722)中，加拿大的劳恩又对此类衍生物对癌细胞的光动力作用作了详细报导。但其合成的衍生物(如结构III、IV所示，结构III、IV的母体化合物互为异构体)，胺基取代在苝醌环上的迫位羟基，改变了竹红菌素的光活性部位(迫位羟基苝醌)结构。

张曼华等人在《染料和颜料》1996年第35卷第4期297-310页(Dyes andPigments，1996，35(4)，297-310)中报导的巯基衍生物，巯基取代在侧链脂环上，虽与光活性部位距离甚远，但其在光疗窗口(600-900纳米)处没有明显吸收。

另外，竹红菌素只在我国盛产。加拿大的劳恩已发表了合成竹红菌乙素的方法，但步骤多价格昂贵。

本发明的目的在于克服以上所述缺点，提供一种竹红菌素的衍生物即胺基取代去甲氧基竹红菌素及其合成方法，使其在光疗窗口(600-900纳米)有强吸收，又不改变其光活性部位的结构，在激光照射下，光动力作用强，暗毒性低，用于癌症治疗和抗艾滋病毒。

本发明的胺基取代去甲氧基竹红菌素分为胺基取代去甲氧基竹红菌甲素和胺基取代去甲氧基竹红菌乙素，其通式分别为结构V、结构VI所示：

其中，胺基取代去甲氧基竹红菌甲素如结构V所示，R₁，R₂，R₃，R₄为OCH₃或NH(CH₂)_nCH₃，n为正整数。

胺基取代去甲氧基竹红菌乙素如结构VI所示，R’₁，R’₂，R’₃，R’₄为OCH₃、NH(CH₂)_nCH₃或NH(CH₂)_nOH，n为正整数。

本发明的胺基取代去甲氧基竹红菌素的制备方法按如下步骤进行：

将竹红菌素和脂肪胺，按摩尔比2∶3，与适量溶剂一起加入到反应容器中，搅拌，反应进行6-15小时，除去剩余的溶剂，剩余物用氯仿萃取3-4次，氯仿液用水洗3-4次，减压浓缩氯仿液，用薄板层析法分离得到胺基取代去甲氧基竹红菌素。其展开液为氯仿、乙酸乙酯、冰乙酸，体积比＝2∶1∶0.5。

其中竹红菌素为竹红菌甲素或竹红菌乙素；脂肪胺为正丁胺、正戊胺或乙醇胺；溶剂为氯仿、正己烷、甲醇、吡啶或N，N-二甲基亚砜等。

本发明的用途：本发明合成的胺基取代去甲氧基竹红菌素在光疗窗口(600-900纳米)有强吸收。在激光照射下，光动力作用强，暗毒性低，有望成为较卟

啉类药物性能更优的新一代光疗药物，用于癌症治疗和抗艾滋病毒。

本发明的优点和效果：此类胺基取代的衍生物的光化学、光物理以及离体癌细胞实验表明：此类衍生物结构上完全保留了竹红菌甲素和竹红菌乙素光活性部位，结构完整，并且其产生单重态氧(¹O₂)和超氧负离子(O₂ ^-)等活性氧的能力很强，而在光疗窗口吸收强度大大增强(强于以前报道的任何一种竹红菌素的衍生物)，其暗毒性极低(对于胃腺癌MGC803细胞实验，其半致死量L_D50)100uM，而Hys的半致死量L_D50为18uM)，光增强因子(Photopotention)较Hys至少增大50倍(其光增强因子大于200，而Hys的光增强因子为4.5)，显示出了作为新的光疗药物极优良的特性。从现阶段的初步实验数据，以及从结构、作用机制来推测，此类胺基衍生物具有更好的潜在性能。我们以前的生物体试验已证明竹红菌甲素和竹红菌乙素都为低毒性化合物，加拿大人也已证明胺基的引入使竹红菌素具有弱碱性，致使其在溶酶体中大大富集，故低剂量药物就能有效地杀伤癌细胞，大大降低其毒性。而有光时，溶酶体的光损伤能高效地引起癌细胞的退化和死亡，故我们有理由推测生物体实验也会表明胺基取代去甲氧基竹红菌素是低毒性化合物。我们的细胞实验已证实了这一点(暗毒性较竹红菌甲素降低了许多工作)。我们的胺基取代去甲氧基竹红菌素在光疗窗口有强吸收，它有很高的单重态氧量子产率(0.64)，又有较强的电子转移能力，有较强的光动力作用。细胞实验已证实，它的光敏能力比竹红菌甲素有显著提高。我们制备的胺基取代去甲氧基竹红菌素方法简便，成本低，便于工业化规模生产。

本化合物是从竹红菌素合成而得，竹红菌素来自于我国特有的天然植物真菌竹红菌，含量极高，达3％-4％，分离提纯简单。以竹红菌素为原料制备各种胺基衍生物，反应简单，结构确定。

下面结合实施例详述本发明：

                   实施例1

竹红菌甲素(HA)213毫克(040×10^-3摩尔)，正丁胺60毫升(0.60×10^-3摩尔)和吡啶80毫升放入250毫升圆底烧瓶中，电磁搅拌，反应进行12小时。除去剩余的溶剂，剩余物用150毫升氯仿萃取3次(每次50毫升)，氯仿液用120毫升水洗4次(每次30毫升)，减压浓缩氯仿液，用硅胶板层析分离，展开液为氯仿、乙酸乙酯、冰乙酸，其体积分别为100毫升、50毫升、25毫升。进一步用此法层析纯化，得到胺基取代去甲氧基竹红菌甲素。

此化合物的鉴定：

紫外吸收：λ_max：466nm，577nm，641nm；

红外吸收：ν_max：3419cm^-1，2922cm^-1，1680cm^-1，1608cm^-1；

核磁共振：δ(¹H)：6.32(s)，6.80(s)，3.08(s)，2.55(s)，1.79(s)，1.91(s)，4.01(s)，4.08(s)，4.24(s)，1.86(m)，1.68(m)，1.49(m)，1.00(s)，16.07，15.78ppm；

质谱分析：m/z：587(M⁺)。

                 实施例2

竹红菌甲素(HA)213毫克(0.40×10^-3摩尔)，正戊胺70毫升(0.60×10^-3摩尔)和吡啶150毫升放入250毫升圆底烧瓶中，电磁搅拌，反应进行15小时。除去剩余溶剂，剩余物用150毫升氯仿萃取3次(每次50毫升)，氯仿液用水洗4次(每次30毫升)。减压浓缩氯仿液，用硅胶板层析分离，展开液为氯仿、乙酸乙酯、冰乙酸，其体积分别为100毫升、50毫升、25毫升。进一步用此法层析纯化，得到胺基取代去甲氧基竹红菌甲素。

此化合物的鉴定：

紫外吸收：λ_max：468nm，579nm，642nm；

红外吸收：ν_max：3421cm^-1，2920cm^-1，1678cm^-1，1605cm^-1

核磁共振：δ(¹H)：6.12(s)，6.79(s)，3.05(s)，2.54(s)，

1.76(s)，1.89(s)，4.05(s)，4.10(s)，4.21(s)，

1.84(m)，1.67(m)，1.40(m)，1.26(m)，1.01(m)，16.08，15.79ppm；

质谱分析：m/z：601(M⁺)。

                   实施例3

竹红菌乙素(HB)107毫克(0.20×10^-3摩尔)，正丁胺30毫升(0.30×10^-3摩尔)和吡啶150毫升一起放入250毫升圆底烧瓶中，电磁搅拌，反应进行12小时。除去剩余溶剂，剩余物用氯仿萃取3次(每次50毫升)，氯仿液用水洗3次(每次30毫升)。减压浓缩氯仿液，用硅胶板层析分离，展开液为氯仿、乙酸乙酯、冰乙酸，其体积分别为100毫升、50毫升、25毫升。进一步用此法层析纯化，得到胺基取代去甲氧基竹红菌乙素。

此化合物的鉴定：

紫外吸收：λ_max：468nm，623nm；

红外吸收：ν_max：3438cm^-1，2942cm^-1，1683cm^-1，1605cm^-1；

核磁共振：δ(¹H)：1.41(m)，1.64(m)，1.79(s)，1.89(m)，2.29(s)，2.62(s)，3.97(s)，4.05(s)，4.06(s)，4.13(s)，6.29(s)，6.58(s)，1.00(m)，16.58，16.80ppm；

质谱分析：m/z：569(M⁺)。

               实施例4

竹红菌乙素(HB)107毫克(0.20×10^-3摩尔)，正戊胺35毫升(0.30×10^-3摩尔)，吡啶150毫升一起放入250毫升圆底烧瓶中，电磁搅拌，反应进行12小时，除去剩余溶剂，剩余物用氯仿萃取3次(每次50毫升)，氯仿液用水洗3次(每次30毫升)。减压浓缩氯仿液，用硅胶板层析分离，展开液为氯仿、乙酸乙酯、冰乙酸，其体积分别为100毫升、50毫升、25毫升。进一步用此法层析纯化，得到胺基取代去甲氧基竹红菌乙素。

此化合物的鉴定：

紫外吸收：λ_max：471nm，625nm；

红外吸收：ν_max：3435cm^-1，2940cm^-1，1682cm^-1，1604cm^-1；

核磁共振：δ(¹H)：6.37(s)，6.59(s)，3.98(s)，2.63(s)，1.78(s)，2.28(s)，4.04(s)，4.06(s)，4.13(s)，1.90(m)，1.62(m)，1.42(m)，1.27(m)，1.00(m)16.59，16.80ppm；

质谱分析：m/z：583(M⁺)。

               实施例5

竹红菌素(HB)213毫克(0.40×10^-3摩尔)，乙醇胺37毫升(0.60×10^-3摩尔)和吡啶120毫升一起放入250毫升圆底烧瓶中，电磁搅拌，反应进行6小时，除去剩余溶剂，剩余物用氯仿萃取4次(每次50毫升)，氯仿液用水洗3次(每次30毫升)。减压浓缩氯仿液，用硅胶板层析分离，展开液为氯仿、乙酸乙酯、冰乙酸，其体积分别为100毫升、50毫升、25毫升。进一步用此法层析纯化，得到胺基取代去甲氧基竹红菌乙素。

此化合物的鉴定：

紫外吸收：λ_max：398nm，474nm，596nm；

红外吸收：ν_max：3433cm^-1，1600cm^-1；

核磁共振：δ(¹H)：6.47(s)，6.50(s)，5.25(s)，2.58(s)，2.80(s)，3.90(s)，3.88(s)，3.89(s)，4.02(t)，4.20(t)，16.70ppm；

质谱分析：m/z：539(M⁺)。

Claims (3)

1.一种胺基取代去甲氧基竹红菌素，其特征在于分为胺基取代去甲氧基竹红菌甲素和胺基取代去甲氧基竹红菌乙素，其通式分别为结构V、结构VI所示：

其中，R₁，R₂，R₃，R₄为OCH₃或NH(CH₂)_nCH₃，且R₁，R₂，R₃，R₄不同时为OCH₃，n为3或4；R’₁，R’₂，R’₃，R’₄为OCH₃、NH(CH₂)_nCH₃或NH(CH₂)_nOH，且R’₁，R’₂，R’₃，R’₄不同时为OCH₃，n为2、3或4。

2.如权利要求1所述的胺基取代去甲氧基竹红菌素的制法，其特征在于按如下步骤进行：

将竹红菌甲素或竹红菌乙素和脂肪胺，按摩尔比2∶3，与溶剂一起加入到反应容器中，搅拌，反应进行6-15小时，除去剩余的溶剂，剩余物用氯仿萃取3-4次，氯仿液用水洗3-4次，减压浓缩氯仿液，用薄板层析法分离得到胺基取代去甲氧基竹红菌甲素或竹红菌乙素；

所述的脂肪胺为正丁胺、正戊胺或乙醇胺。

3.如权利要求2所述的胺基取代去甲氧基竹红菌素的制法，其特征在于所述的溶剂为氯仿、正己烷、甲醇、吡啶或N，N-二甲基亚砜。