CN108689898B - 一种含硒化合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种如式I所示的含硒化合物，以及所述式I化合物在制备癌症化学预防剂和治疗剂中的应用。本发明的式I化合物能够显著诱导醌还原酶的表达，可作为有效的癌症化学预防和治疗剂。

Description

一种含硒化合物及其用途

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体地涉及一种含硒化合物及其制备方法，以及其在制备癌症化学预防剂和治疗剂中的用途。

背景技术

癌症是全世界罹患疾病和导致死亡的首要原因，目前全世界每年癌症死亡人数超过600万人，新发病例800万，这一数字还在逐渐增加。根据CA：A Cancer Journal forClinijicians 杂志《Cancer Statistics in China, 2015》报道，在我国13亿人口中，2015年我国癌症新发病例数及死亡人数分别为 429.2 万例和 281.4 例，相当于平均每天12000 人新患癌症、7500 人死于癌症。癌症的发生发展是一个多阶段逐步演变的过程，在这种演化过程中常积累一系列的基因突变，可涉及不同染色体上多种基因的变化，有碱基突变、缺失、插入扩增等以及染色体的数量和结构的变化，这些变化引起癌基因的激活，通过恶性肿瘤细胞侵入邻近组织来扩散。

目前癌症的治疗仍然以手术配合放疗和化疗为主，这种方式虽然对肿瘤的治疗取得了一些疗效，但由于缺乏对肿瘤细胞的特异性而具有较大的副作用，还有些肿瘤细胞对放化疗处理不敏感，因此在在很大程度上限制了它们在临床上的应用。

癌症作为一种慢性疾病，我国提出了“疾病防治重心前移，坚持预防为主、促进健康和防治疾病结合”的战略，建立了各级癌症防控体系，开展了早诊早治专项工作。这其中，植物活性成分被寄予厚望，相关研究正在不断深化。

硒是机体生命活动不可缺少的一种微量元素。近年来，人们对硒化合物特别是有机硒化合物进行了研究，试图从中发现有抗癌或抗肿瘤活性的化合物。例如，EI-Bayoumy等［K El-Bayoumy，Drugs Future, 1997，22(5) : 539～545］研究发现，苄基硒氰化物在DMBA诱导的乳腺癌小鼠模型中表现出抗肿瘤作用。与亚硒酸钠相比，苄基硒氰化物的抗癌活性更高，但其本身具有强烈的异味，且存在导致患者体重显著下降的副作用。

依布硒啉(ebselen，2-苯基-1,2-苯并异硒唑-3(2H)-酮)和乙烷硒啉(1,2-[二(1,2-苯并异硒唑-3(2H)-酮)]乙烷是两个已经进入临床试验阶段的有机硒化合物。研究表明，依布硒啉的作用机制主要是通过抑制靶酶-硫氧环蛋白还原酶的活性，调节其下游信号传导通路及其抗肿瘤凋亡通路，实现药物的抗肿瘤作用，生物活性和低毒性则可能与其环状硒酰胺结构或苯并异硒唑酮含硒杂环有关（H J Reich，等 J．Am．Chem．Soc．，1987，109(18): 5549-5551）；乙烷硒啉是硫氧还蛋白还原酶抑制剂，乙烷硒啉分子中含有2个苯并异硒唑酮结构，收到了协同增效的效果，活性优于依布硒啉。

尽管发现了上述有机硒化合物，但现有的有机硒化合物仍存在抗癌效力有待进一步提高、抗癌谱有限，以及化合物结构类型有限等问题，远远不能满足人类对于癌症预防和治疗的日益增长的需求。因此，开发出更好效果的癌症预防及治疗药物，特别是有机硒化合物已成为迫切的需要。

因此，现有技术仍迫切需要新的有良好效果的癌症化学预防剂或治疗剂。

发明内容

在一方面，本发明提供了化学名为N-(乙基硒氰)-N’-(甲基亚硫酰基丁基）脲的下式I化合物：

或其可药用盐。

在另一方面，本发明提供了上述N-(乙基硒氰）-N’-(甲基亚硫酰基丁基）脲的制备方法，所述方法包括以下反应方案所示的步骤：

具体来说，所述制备方法包括以下步骤：

（i）使式III化合物通过取代反应得到式II化合物；和

（ii）使式II化合物与萝卜硫素反应得到式I化合物。

在本发明的制备方法中，优选地，在步骤（i）中使式III化合物与硒氰酸钾反应得到式II化合物。

在一个特别优选的实施方案中，采用以下方法制备式I化合物：先将2-溴乙胺氢溴酸盐与硒氰酸钾在无水乙腈中反应得到式II化合物，即1-硒氰基乙胺氢溴酸盐，再使其与萝卜硫素反应得到式I化合物，即N-(乙基硒氰）-N’-(甲基亚硫酰基丁基）脲。其中2-溴乙胺氢溴酸盐与硒氰酸钾的摩尔比为：1:1～1:3，反应温度为0～50^oC，反应时间为1～24小时；1-硒氰基乙胺氢溴酸盐与萝卜硫素的摩尔比为：1:1 ～1:4，反应温度为0～30^oC，反应时间为1～12小时；

在本发明的又一方面，提供了本发明所述的式I化合物或其可药用盐在制备用于治疗或预防癌症药物中的用途。

在一些优选的实施方案中，所述癌症选自胃癌、乳腺癌、前列腺癌、宫颈癌、肝癌、肺癌和结肠癌。在一些更优选的实施方案中，所述癌症选自乳腺癌、前列腺癌、结肠癌和肝癌。

本发明还涉及治疗或预防癌症的方法，所述方法包括向有癌症治疗或预防需要的对象施用有效量的本发明的式I化合物或其可药用盐。

具体实施方式

本发明的制备方法简单、产率较高，而且能容易地制备N-(乙基硒氰）-N’-(甲基亚硫酰基丁基）脲。

在本发明的另一个方面，提供了包含本发明式I化合物或其可药用盐和任选的可药用赋形剂和/或载体的药物组合物。在本发明的药物组合物中，除了本发明的式I化合物或其可药用盐外，还可以另外包含其他药物活性成分。本发明的药物组合物可以通过常规技术制备，例如在Remington：The Science and Practice of Pharmacy, 第19版，1995中所描述的方法，其通过引用并入本文。所述组合物可以以常规形式出现，例如胶囊、片剂、气雾剂、溶液剂、混悬剂或局部施用形式。

典型的组合物包含本发明化合物和可药用赋形剂或载体。例如，活性化合物通常与载体混合，或者被载体稀释，或者被密封在可以为安瓿、胶囊、小药囊（sachet）、纸或其它容器形式的载体内。当将活性化合物与载体混合时，或者当载体充当稀释剂时，所述载体可以为充当活性化合物的载体、赋形剂或介质的固体、半固体或液体材料。所述活性化合物可以吸附在颗粒状固体载体上（例如容纳在小药囊中）。合适的载体的一些实例为水、盐溶液、醇、聚乙二醇、聚羟基乙氧基化蓖麻油、花生油、橄榄油、明胶、乳糖、白土、蔗糖、糊精、碳酸镁、糖、环糊精、直链淀粉、硬脂酸镁、滑石、明胶、琼脂、果胶、阿拉伯胶、硬脂酸或纤维素的低级烷基醚、硅酸、脂肪酸、脂肪酸胺、脂肪酸甘油单酯和甘油二酯、季戊四醇脂肪酸酯、聚氧乙烯、羟甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮。类似地，所述载体或稀释剂可以包括任何本领域已知的持续释放材料，例如单独的单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯或者其与蜡的混合物。

所述制剂可以与不与所述活性化合物发生有害反应的辅助剂混合。这些添加剂可以包括润湿剂、乳化剂和助悬剂、影响渗透压的盐、缓冲剂和/或着色物质、防腐剂、甜味剂或调味剂。如果需要，还可以对所述组合物进行灭菌。

施用途径可以是将本发明活性化合物有效地转运到适当的或期望的作用部位的任何途径，例如口服、经鼻、肺部、口含、皮下、皮内、透皮或肠胃外途径，例如直肠、贮库（depot）、皮下、静脉内、尿道内、肌内、鼻内、眼用溶液或软膏剂的途径，口服途径是优选的。

如果使用固体载体用于口服施用，则该制剂可以是压片的，以粉剂或小丸形式置于硬明胶胶囊中，或者其可以是糖锭（troche）或锭剂的形式。如果使用液体载体，则所述制剂可以是糖浆剂、乳剂、软明胶胶囊或无菌可注射液体的形式，例如水性或非水性液体混悬剂或溶液剂。

可注射的剂型通常包括水性混悬剂或油性混悬剂，其可以使用合适的分散剂或润湿剂和助悬剂来制备。可注射的形式可以是在溶液相中或者是用溶剂或稀释剂制备的混悬剂的形式。可接受的溶剂或载体包括无菌水、林格溶液或等渗盐水溶液。或者，可以应用无菌油作为溶剂或助悬剂。优选地，所述油或脂肪酸是不挥发性的，包括天然油或合成油、脂肪酸、甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯。

对于注射而言，所述制剂还可以是适于用上述的合适溶液重构的粉末。这些的实例包括但不限于冷冻干燥的、旋转干燥的或喷雾干燥的粉末，无定形粉末、颗粒、沉淀物或微粒。对于注射剂而言，所述制剂可以任选地包含稳定剂、pH调节剂、表面活性剂、生物利用度调节剂和这些试剂的组合。可以将所述化合物配制为用于通过注射进行胃肠外施用，例如通过推注或连续输注。用于注射的单位剂型可以在安瓿中或多剂量容器中。

可以将本发明的制剂设计成在通过本领域熟知的方法施用至患者后能提供活性成分的快速、持续或延迟释放。因此，还可以将所述制剂配制成用于控释释放或缓慢释放。

本发明的化合物在宽的剂量范围都是有效的。例如，在成年人的治疗中，可以使用每天约0.05至约5000 mg、优选约1至约2000 mg、更优选约2至约2000 mg的剂量。典型的剂量为每天约10 mg至约1000 mg。在选择患者治疗方案时，其可常常须从较高的剂量开始，并且当病症得到控制时减少剂量。精确的剂量将取决于化合物的活性、施用方式、期望的治疗、施用的形式、待治疗的对象和待治疗对象的体重、及主管医师或兽医的偏好和经验。

通常，将本发明化合物分配在单位剂型中，其每单位剂量包含约0.05 mg至约1000mg活性成分和任选的可药用载体或赋形剂。

通常，适于口服、经鼻、肺部或透皮施用的剂型包括约125 μg至约1250 mg、优选约250 μg至约500 mg、更优选约2.5 mg到约250 mg的与可药用载体或稀释剂混合的所述化合物。

剂型可以是每日一次、或每日一次以上例如每日两次或每日三次施用。或者，剂型可以少于每日一次的频率施用，例如每隔一天或每周，如果开处方的医师认为合适的话。

药物组合物可以片剂、胶囊、粉剂、颗粒剂、锭剂、液体或胶状物形式。供口服的片剂和胶囊可以适于单位剂量用药的形式，并且可以含常规的赋形剂，这些例子有：结合剂如糖浆、阿拉伯树胶、凝胶、山梨醇、黄著胶、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）；填料如乳糖、糖类、玉米粉、磷酸钙、山梨醇或甘氨酸；片剂润滑剂如硬脂酸镁、二氧化硅、滑石、聚乙二醇或二氧化硅；崩解剂如马铃薯淀粉；可接受的润滑剂如月桂基硫酸钠。片剂可按照已知的常规制药实践中的方法进行包衣。口服液体制剂可以使水状或油状悬浮液、溶液、乳剂、糖浆或酊剂，也可制成一种干物质，在使用之前再用水或其它合适的载体重新调制。这些液体制剂可含有常规的添加剂，例如悬浮剂（如：山梨醇、糖浆、甲基纤维素、葡萄糖浆、明胶、经氢化的食用油脂）。乳化剂（如孵磷脂，山梨醇单油酸盐或阿拉伯树胶），非水相载体（包括食用油如杏仁油、精馏的椰子油、油脂如甘油、丙二醇或乙醇）,防腐剂（如甲基或丙基对羟基苯甲酸或山梨酸），如果需要也可含有常规的风味剂或着色剂。

本发明药物组合物中包含有有效量的作为活性物质的式I化合物或其可药用盐。所述活性物质的百分比是可变的，因为必须使药物调剂制成一定合适比例的剂量，以获得理想的疗效。总之，本发明的药物制剂经口服或注射给药可以按每70kg体重每天给予0.1至200毫克活性物质。剂量可随用药方法和剂型，以及年龄、体重，病人的状态和敏感性不同而变化。以下的实施例是为了说明本发明某些方面的目的，在任何方面都不应被认为是限制本发明的范围。

发明详述

应理解，本发明不限于所述的特定实施方案，当然，因此可以变化。还应理解，本文所使用的术语仅出于描述特定实施方案的目的，并且不旨在限制，因为本发明的范围将仅由所附权利要求书限制。

必须注意，如在本文中和所附权利要求书中所使用的，除非上下文中清楚地另有指明，否则单数形式包括复数指称。因此，例如，提及“赋形剂”包括多种赋形剂。

定义

除非另有指明，否则本文所使用的全部技术术语和科学术语与本发明所属领域普通技术人员所通常理解的含义相同。如本文所使用的，下述术语具有下述含义：

如本文所使用的，术语“包含”或“包括”意在表示组合物和方法包括所列举的元素，但不排除其它元素。当用于限定组合物和方法时，“基本由…组成”应表示就出于所述目的的组合而言，排除其它任意必不可少的重要元素。因此，基本由本文所限定的元素组成的组合物不排除在本质上不影响所要求保护之发明的基本特征和新特征的其它材料或步骤。“由…组成”应表示排除比其它成分的微量元素和后续方法步骤更多。由这些过渡术语中的每一个所限定的实施方案均在本发明的范围内。

“有效量”是足以实现预期目的的量。如在本文中详述的，有效量或剂量及施用频率取决于目的和所述癌症的种类定。

术语“癌细胞”是指显示出一个或更多个癌症特征或标志的细胞。这样的癌症标志包括生长信号自给自足、对生长抑制（抗生长）信号不敏感、回避细胞程序性死亡（凋亡）、潜力无限的复制能力、持续的血管生成和组织浸润和转移。这些生理变化中的每一个—在肿瘤发育过程中获得的新能力—均代表抗癌防御机制进入细胞和组织的成功突破口。

在一些实施方案中，本文所述的组合物和方法涉及癌前细胞或癌细胞。本文所使用的“癌前”是癌症的早期形式，其由不存在肿瘤细胞浸润进入环境组织所限定。癌前还指发育异常，其为病理学者在活检中可识别的癌前病变的最早形式。

如本文所使用的，术语“治疗”意指患者中的疾病或病症或者相关症状的任何治疗，包括：

●抑制疾病或病症，即，阻滞或抑制临床症状（如癌症中的恶病质）的恶化；和/或

●缓解疾病或病症，即，使临床症状衰退，例如，提高总体生存（overallsurvival）或降低肿瘤负荷。

本发明包括用于预防、减轻或治疗患有癌细胞、赘生性细胞、转移性细胞或发生中肿瘤相关疾病的患者的方法。

本发明的一个方面是用于在易于发生所述癌细胞生长的患者中防止癌细胞生长的方法。对于某些类型的癌症而言，肿瘤特异性抗原是良好表征的。在这些实例中，有产生所述癌症之风险的患者可以用对所述癌症具有抗原特异性的抗原/MHC/共刺激分子/纳米颗粒复合物来免疫。

通常，本发明的组合物以治疗或预防有效量，以相容于给药制剂和频率的形式施用。待施用的量取决于待治疗对象。需要施用的活性成分的精确量取决于执业医师的判断。

短语“可药用”是指在施用给动物或人时不产生有害的、变应性的或其它不良的反应的分子实体和组合物。如本文所用的，“可药用载体”包括任何及所有溶剂、分散介质、包衣、抗菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等等。用于药物活性物质的这些介质和试剂的使用在本领域中是公知的。除了与所述活性成分不相容的常规介质或试剂之外，均考虑将其用于免疫原性和治疗组合物。

本发明的式I化合物可以是中性形式或其盐形式。可药用盐包括酸加成盐，它可以是与无机酸形成的盐，例如与盐酸、磷酸、硫酸或氢溴酸、氢碘酸形成的盐，或者与有机酸形成的，例如与乙酸、草酸、酒石酸、扁桃酸等形成的盐。

载体还可以是溶剂或分散介质，其含有例如水、乙醇、多元醇（如甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等）、其合适混合物，以及植物油。可例如通过使用包衣（例如卵磷脂）、通过维持所需粒径（对于分散体系的情况），以及通过使用表面活性剂，来保持合适的流动性。可以通过多种抗菌剂和抗真菌剂（例如对羟基苯甲酸酯类、氯丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等等）来预防微生物的作用。在许多情况下，优选包括等渗剂，例如糖或氯化钠。可通过使用吸收吸附剂的组合物例如单硬脂酸铝和明胶来得到注射用组合物的延长吸收。

根据预定目的确定治疗或预防组合物的有效量。术语“单位剂量”或“剂量”是指适用于对象的物理上分散的单位，每个单位含有预定量的组合物，其经计算产生上文在论及施用时（即合适的途径和方案）所述的所需应答。由治疗次数和单位剂量决定的待施用量取决于期望的结果和/或保护。组合物的精确量还取决于执业医师的判断，对于每个个体来说都是特有的。影响剂量的因素包括对象的身体和临床状态、施用途径、预定治疗目标（减轻症状还是治愈），以及特定组合物的效力、稳定性和毒性。在制备后，溶液以与给药制剂相容的形式以治疗或预防有效量施用。所述制剂以多种给药形式容易地施用，例如上文所述的注射用溶液类型。

实施例

合成制备例

实施例1： 1-硒氰基乙胺氢溴酸盐（式II化合物）的合成

在三口烧瓶中加入2-溴乙胺氢溴酸盐(1.74g, 8.5 mmol)，无水乙腈20ml，在室温氮气保护下加入硒氰酸钾（1.24g，8.6 mmol），搅拌24小时后，减压蒸馏除去溶剂，加入二氯甲烷30ml继续室温反应15-20分钟，再次减压蒸馏得粗产物，柱层析（流动相：乙酸乙酯：石油醚 = 10:1（V:V））得黄色粉末状固体（化合物II）1.65g，产率84%。

核磁共振¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 4.03 (br s, 2H), 3.67 (s, 2H).

MS [ESI]: 计算值(C₃H₇BrN₂Se)⁺, 150; 实测值: 151.

实施例2：N-(乙基硒氰）-N’-(甲基亚硫酰基丁基）脲（式I化合物）的合成

将1-硒氰基乙胺氢溴酸盐 (428 mg, 1.86 mmol)溶于无水二氯甲烷中，加入三乙胺（513 mg, 5.58 mmol），搅拌下加入萝卜硫素（300 g, 1.86 mmol），加热至50℃继续反应2小时。TCL检测反应完全，减压蒸馏除去溶剂，柱层析（流动相：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 2:1（V:V））纯化，得白色粉末状固体（式I化合物）0.54g，产率89%。

核磁共振¹H NMR (400 MHz, CD₃OD) δ: 3.88~3.84 (t, 2H), 3.67~3.65 (t,2H), 3.48~3.44 (t, 2H), 2.91~2.83(m, 2H), 2.65 (s, 3H), 1.91~1.87 (m, 4H)；¹³CNMR (75 MHz, CD₃OD) δ: 180.4, 160.5, 57.7, 54.1, 45.2, 38.6, 27.3, 20.6,20.2.

MS [ESI]:计算值(C₉H₁₇N₃OS₂Se)⁺, 327; 实测值: 328.

体外药理学

实验例 1: 细胞毒活性实验

取对数期的细胞每孔3×10⁴接种于96孔板上，每孔加入200μL 的DMEM 培养基，12h后弃上清液，然后在复孔中加入实施例2制备的式I化合物，按空白组和加药组（浓度分别为0, 2.5, 5, 10, 20, 30和50μM）加样，培养24h 后，弃上清液。加入含有MTT的溶液50μL培养4h，MTT的溶液由MTT( 噻唑蓝, 碧云天试剂公司) 溶解在磷酸缓冲液（PBS，pH=7.3）中制成，MTT浓度为0.5mg/mL，再向各孔分别加入100μL 二甲基亚砜（DMSO），振荡1h，于酶标仪上570nm 处测OD（光密度）值。将各株肿瘤细胞系的梯度加药剂量与其对应的增殖抑制率进行拟合计算，得到非线性回归方程，IC₅₀值指肿瘤细胞系增殖抑制率为50%时的加药剂量。其中，增殖抑制率% =（空白组OD值- 给药组OD值）/空白组OD值。）结果显示，加药后，肿瘤细胞活性明显下降。本实验分别对人结肠癌细胞HCT8、前列腺癌细胞DU145和人乳腺癌细胞MDA-MB-231进行细胞毒活性的检测，上述细胞株均购于ATCC，具体的结果如表1所示。

表 1

实验结果显示，实施例2 制备的的式I化合物对不同的肿瘤细胞具有细胞毒活性，尤其对DU145细胞株具有良好的细胞毒活性，能够起到较好的癌症治疗作用。

实验例 2: 醌还原酶诱导实验

取对数期的小鼠肝癌细胞（Hepa1c1c7，购于ATCC），按每孔3×10⁴ 接种于96 孔板上，每孔加入200μL的DMEM培养基，12h后弃上清液，然后在复孔中加入实施例2制备的式I化合物，按对照组和加药组加样，培养24h后弃上清液。加入4′-溴黄酮（0.106mg）作为阳性对照加药组；加入二甲基亚砜（0.106mg）作为阴性对照组；空白组为不加药的200μL的DMEM培养基。培养24h后，弃上清液。分别向式I化合物加药组、阳性对照加药组、阴性对照组和空白组中加入洋地黄皂苷使细胞裂解，再加入含有MTT的溶液200μL培养5min，MTT的溶液由MTT( 噻唑蓝, 碧云天试剂公司)溶解在磷酸缓冲液（PBS，pH=7.3）中形成，MTT浓度为0.5mg/mL，于酶标仪上550 nm处测IR值。

诱导倍数：IR=[(加药组OD值-空白组OD值）/（阴性对照组OD值-空白组OD值）]/(1-增殖抑制率%) ；其中，增殖抑制率%=（空白组OD值-加药组OD值）/空白组OD值。结果显示，在实施例2制备的式I化合物的给药浓度下IR值分别为2.52（阳性对照药4′ -溴黄酮的IR值为2.21），结果显示化合物能够有效诱导醌还原酶的表达，可以认为在肿瘤发生的起始阶段具有癌症预防作用。具体结果如表2所示。

表 2

^a 4′-溴黄酮为阳性对照

实验结果显示，实施例2制备的式I化合物的IR值大于阳性对照药4′-溴黄酮，表明具有癌症预防作用的化合物I具有良好的醌还原酶诱导活性，在肿瘤起始阶段具有较好的癌症预防作用。

应理解，虽然通过优选实施方案具体地公开了本发明，但是本领域技术人员可以采用本文所公开的内容所体现的本发明的任选特征、修改、改进和变化，认为这些修改、改进和变化在本发明的范围内。本文所提供的作为示例性优选实例方案的材料、方法和实施例是示例性的，并且不旨在限制本发明的范围。

Claims (7)

1.式I所示的化合物：

或其可药用盐。

2.制备权利要求1所述的化合物的方法，包括以下步骤：

(i)使式III化合物

通过取代反应得到式II化合物

和

(ii)使式II化合物与萝卜硫素反应得到式I化合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤(i)中使式III化合物与硒氰酸钾反应得到式II化合物。

4.一种药物组合物，其包含如权利要求1所述的式I化合物或其可药用盐，以及任选的可药用赋形剂和/或载体。

5.根据权利要求1所述的式I化合物或其可药用盐在制备用于治疗或预防癌症药物中的用途。

6.根据权利要求5所述的用途，其中所述癌症选自胃癌、乳腺癌、前列腺癌、宫颈癌、肝癌、肺癌和结肠癌。

7.根据权利要求5所述的用途，其中所述癌症选自乳腺癌、前列腺癌、结肠癌和肝癌。