CN109705044A

CN109705044A - 乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN109705044A
Application number: CN201811549047.8A
Authority: CN
Inventors: 邹明明; 廖年生; 胡贤德; 徐满
Original assignee: Jiangxi Runze Pharmaceuticals Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Runze Pharmaceuticals Co Ltd
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: CN109705044B

Abstract

本发明涉及药物化学领域，公开了一种乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物及其制备方法和应用。所述乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物的化学结构如式(I)所示，其中，R为具有抗肿瘤活性的化合物残基，R1为C1‑C5烷基、卤素或C1‑C5烷氧基，R2和R3各自为C1‑C5烷基或卤素取代的C1‑C5烷基。本发明所述的协同前药衍生物适合用于治疗各种肿瘤。

Description

乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及药物化学领域，具体涉及一种乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

乌苯美司(Ubenimex，Bestatin)是从网状橄榄链霉菌 (Streptomycesolivoreticuli)培养液中发现的一种二肽结构化合物，于1987 年在日本上市作为免疫增强剂用于白血病的治疗；乌苯美司于1998年在国内上市。乌苯美司能够抑制APN活性(IC50在2.5-16.9μM)，能够阻断肿瘤干细胞的作用，但本身几乎没有抑制肿瘤细胞增殖的能力，因而乌苯美司与其它细胞类抗肿瘤药物联合应用会大大提高其疗效。有文献研究表明，在小鼠肝癌移植瘤实验中，联合使用乌苯美司与五氟尿嘧啶明显优于单独分别使用抑瘤活性(J ClinInvest 2010，120,3326-3339)，这一研究为乌苯美司与其它化疗药物的联合应用提供很好实验依据。在临床上，乌苯美司可配合化疗、放疗及联合应用于白血病、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合症，以及其它实体瘤等疾病。

5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5FU)是一类广泛应用于临床的抗代谢抗肿瘤药物，其抗肿瘤作用疗效确切且一直作为胃癌、直肠癌、乳腺癌等治疗的首选药物。但5-氟尿嘧啶使用中出现的较严重的骨髓抑制和胃肠道反应、半衰期短、选择性较差等不足限制了其广泛应用。近年来，研究者通过各种途径来减少或避免5FU不足，已合成许多5FU的前体药物并有一些已应用于临床，如FTO、HCFU、CAP、5'dFUrd、BOF-A2、ATFU等。另外，5FU的N³的脲的衍生物通过消除原理形成原药5FU，其原理如下：

来那度胺(Lenalidomide)由美国Gelgene公司开发，是沙利度胺的衍生物，临床上用于治疗骨髓增生异常综合症及与地塞米松联合用药治疗多发性骨髓瘤。来那度胺对细胞内多种生物途径都有影响。在临床I、II期研究中发现其对多种肿瘤都有抑制作用，包括多发性骨髓瘤、前列腺癌、甲状腺癌、肾癌、黑色素瘤、肝癌、慢性淋巴细胞白血病。

表阿霉素(Epirubicin)是一类抗生素类抗肿瘤药，其结构为阿霉素的同分异构体。表阿霉素主要的抗肿瘤作用机制是能直接嵌入DNA核碱对之间，干扰转录过程，从而阻止mRNA的形成，起到抑制DNA和RNA的合成。此外，经研究发现，表阿霉素对拓扑异构酶Ⅱ也有抑制作用，是一类细胞周期非特异性药物。其在临床上主要用于急性白血病、肾母细胞瘤、软组织肉瘤、膀胱癌、睾丸癌、前列腺癌、胃癌、恶性淋巴瘤、乳腺癌、支气管肺癌、卵巢癌、肝癌(包括原发性肝细胞癌和转移性细胞癌)等多种实体瘤。目前，关于表阿霉素的联合应用比较多，如与紫杉醇联合用、与索拉菲尼联合用于晚期乳腺癌等。

阿糖胞苷(Cytarabine)是胞嘧啶与阿拉伯糖形成的糖苷化合物，是DNA 聚合酶的竞争性抑制剂，能够抑制体内DNA的生物合成，临床上主要用于白血病的治疗。但临床研究发现，阿糖胞苷存在一系列的缺点：脂溶性差、生物利用度低、毒副作用大等。因此，科学家研究阿糖胞苷与其它药物联合治疗相关疾病，从而改善其药物活性及化学稳定性，较大提高阿糖胞苷临床疗效(阿糖胞苷联合氟达拉滨、米托蒽醌等其它药物治疗各种白血病、淋巴瘤等疾病)。

乌苯美司(Bestatin)、5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5FU)、来那度胺(Lenalidomide，Le)、阿糖胞苷(Cytarabine，Cy)、表阿霉素(Epirubicin， Ep)的化学结构式如下。

目前，协同前药已成为针对恶性肿瘤的多重发病机制、多个病例环节设计药物的重要策略。药物在体内代谢降解，释放出多个药效结构后再分别结合不同作用部位而实现协同调节作用，可以产生更好的药效与降低毒副作用等。协同前药比联合用药具有单一的理化特性和均一的药代动力学特性，可以避免药物混合后组分间相互作用以及各组分吸收分布代谢不同步等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的抗肿瘤活性化合物各自存在的上述缺点，提供一种乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物及其制备方法和应用。

本发明提供了一种式(I)所示的乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物或其光学异构体、非对映异构体、消旋体混合物及其药学上可接受的盐，

其中，R为具有抗肿瘤活性的化合物残基，R¹为C1-C5烷基、卤素或 C1-C5烷氧基，R²和R³各自为C1-C5烷基或卤素取代的C1-C5烷基。

优选地，R为

优选地，R¹为甲基、氯或甲氧基。

优选地，R²和R³各自为甲基、乙基、氯取代的甲基或氯取代的乙基。

优选地，所述协同前药衍生物的结构式如下：

本发明还提供了制备上述协同前药衍生物的方法，该方法包括：具有抗肿瘤活性的化合物在活性炭的催化作用下与三光气反应，再与式(II)所示的乌苯美司衍生物反应，

其中，R¹、R²和R³的定义与权利要求1、3或4所述的定义相同。

优选地，具有抗肿瘤活性的化合物与三光气的反应所使用的溶剂为吡啶，反应在冰浴中进行，反应时间为0.5-3小时。

本发明还提供了上述协同前药衍生物或其光学异构体、非对映异构体、消旋体混合物及其药学上可接受的盐在制备用于预防或治疗肿瘤疾病的药物中的应用。

本发明的“肿瘤疾病”包括但不限于听神经瘤、腺癌、肾上腺癌、肛门癌、血管肉瘤(例如淋巴管肉瘤、淋巴管内皮肉瘤、血管肉瘤)、阑尾癌、良性单克隆丙种球蛋白病、胆管癌、膀胱癌、乳腺癌、脑癌、支气管癌、类癌肿瘤、宫颈癌、绒毛膜癌、脊索瘤、结肠直肠癌、结缔组织癌、食道癌、眼癌、胃癌、头颈部癌、口腔癌、咽喉癌、造血系统癌症(例如白血病：急性淋巴细胞性白血病ALL、急性髓细胞性白血病AML、慢性髓细胞性白血病CML、以及慢性淋巴细胞性白血病CLL)、淋巴瘤、肾癌、肝癌、肺癌(小细胞肺癌SCLC、非小细胞肺癌NSCLC)、骨髓增生异常综合症(MDS)、骨髓增生性病症(MPD)(慢性髓细胞性白血病CML、慢性中性粒细胞白血病CNL、嗜酸性粒细胞增多综合症HES)、骨肉瘤、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、甲状腺癌、阴道癌等等。

本发明还提供了一种抗肿瘤药物组合物，该组合物含有药物活性组分和药学上可接受的辅料，其特征在于，所述药物活性组分为本发明所述的乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物或其光学异构体、非对映异构体、消旋体混合物及其药学上可接受的盐。

优选地，所述抗肿瘤药物组合物的剂型为片剂、丸剂、粒剂、粉剂、胶囊剂、糖浆、乳剂或混悬剂。

在本发明中，采用药效团拼合原理将乌苯美司衍生物通过脲键与其它具有抗肿瘤活性的化合物(如5-氟尿嘧啶、来那度胺、表阿霉素、阿糖胞苷) 融合，设计合成一系列新的协同前药。在体内酶作用下可代谢释放出乌苯美司衍生物和另一抗癌药物片段，乌苯美司发挥衍生物其抑制干细胞作用，具有抗肿瘤活性的化合物发挥其特定的药效作用，从而实现两个药物的协同作用。因此，本发明所述的抗肿瘤药物组合物可以延长药物在体内的滞留时间，改善药物的药代动力学性质，提高药物的生物利用度，从而达到更好的抗肿瘤效果。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，所述乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物的化学结构式如式(I)所示：

在式(1)中，R为具有抗肿瘤活性的化合物残基。

在优选的实施方式中，R为5-氟尿嘧啶残基、来那度胺残基、阿糖胞苷残基或表阿霉素残基，其结构分别如下：

在式(1)中，R¹为C1-C5烷基、卤素或C1-C5烷氧基，优选为甲基、氯或甲氧基。

在式(1)中，R²和R³各自为C1-C5烷基或卤素取代的C1-C5烷基。优选地，R²和R³各自为甲基、乙基、氯取代的甲基或氯取代的乙基。

在优选的实施方式中，所述乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物的结构式如下：

本发明的“烷基”是指直链或支链的饱和烃基，优选为C1-C5烷基，进一步优选为C1-C3烷基，合适的C1-C3烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基。

本发明的“卤素”是指氟、氯、溴或碘，优选为氟或氯，最优选为氯。

本发明的“卤代烷基”和“卤代烷氧基”分别是指至少被一个卤素取代的烷基和烷氧基。所述卤代烷基例如可以为卤代C1-C5烷基。

本发明的“药学上可接受的盐”是指那些在合理的医学判断的范围内适用于与人类和低等动物的组织接触而没有不适当的毒性、刺激性、过敏反应等并且与合理的效益/风险比相称的盐。

其中，R¹、R²和R³的定义与前文描述的定义相同。

在本发明中，“三光气”的化学名称为碳酸三氯甲基酯。

在本发明所述的方法中，优选地，所述具有抗肿瘤活性的化合物为5- 氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5FU)、来那度胺(Lenalidomide)、阿糖胞苷 (Cytarabine)或表阿霉素(Epirubicin)，其结构式分别如下：

在本发明所述的方法中，在所述具有抗肿瘤活性的化合物与所述三光气进行反应的过程中，所使用的溶剂优选为吡啶；反应优选在冰浴中进行；反应时间可以为0.5-3小时，最优选为1小时。

在本发明所述的方法中，在与所述乌苯美司衍生物反应的过程中，反应优选在室温下进行，反应时间可以为8-24小时，优选为10-15小时，最优选为12小时。

在本发明所述的方法中，所述乌苯美司衍生物与所述具有抗肿瘤活性化合物的用量摩尔比可以为1：0.8-1.2，最优选为1：1。

在一种具体实施方式中，所述乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物的制备方法包括：将5mmol所述具有抗肿瘤活性的化合物于反应瓶中，加入20ml吡啶使其全部溶解，后加入0.65g的活性炭，于冰浴下，缓慢加入0.5g三光气，继续在冰浴下反应1小时，抽出光气，冲入 N₂，进行三次；冰浴下，缓慢加入5mmol所述乌苯美司衍生物，之后室温反应12小时；过滤活性炭，用乙酸乙酯萃取，6mol/L盐酸溶液洗涤3次，再用饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥，蒸出乙酸乙酯待有固体析出停止，放入冰箱进行结晶，过滤得白色产物。

本发明还提供了上述协同前药衍生物在制备用于预防或治疗肿瘤疾病的药物中的应用。

本发明还提供了一种抗肿瘤药物组合物，该组合物含有上述协同前药衍生物和药学上可接受的辅料。

在本发明中，所述药学上可接受的辅料可以包括稀释剂、崩解剂、粘合剂和润滑剂。进一步优选地，所述抗肿瘤药物组合物含有10重量份的所述药物活性组分、10-50重量份的所述稀释剂、10-50重量份的所述崩解剂、25-50 重量份的所述粘合剂和0.5-2重量份的所述润滑剂。

在本发明中，所述稀释剂优选为微晶纤维素。

在本发明中，所述崩解剂优选为交联羧甲基淀粉钠、淀粉羟基乙酸钠和交联羧甲基纤维素钠中的至少一种。

在本发明中，所述粘合剂优选为分子量为5000～50000的聚乙烯吡咯烷酮。本发明中所述的分子量是指数均分子量。

在本发明中，所述润滑剂优选为硬脂酸镁、硬脂酸、胶体二氧化硅和滑石粉中的至少一种。

在本发明中，所述抗肿瘤药物组合物可以为本领域技术人员熟知的各种剂型，具体地，例如可以为片剂、丸剂、粒剂、粉剂、胶囊剂、糖浆、乳剂或混悬剂。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不局限于此。

制备例1

将5mmol五氟尿嘧啶(0.65g)于反应瓶中，加入20ml吡啶使其全部溶解，后加入0.65g的活性炭，于冰浴下，缓慢加入0.5g三光气，继续在冰浴下反应1小时，抽出光气，冲入N₂，进行三次。冰浴下，缓慢加入5mmol 乌苯美司(1.7g)，之后室温反应12小时。过滤活性炭，用乙酸乙酯萃取， 6mol/L盐酸溶液洗涤3次，再用饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥。蒸出乙酸乙酯待有固体析出停止，放入冰箱进行结晶，过滤得白色产物，其为化合物5FU-Bestatin，白色固体，产率：36.7％，熔点＝165-167℃。MS-ESI: [M-1]＝463.6；[M-1+Na]＝485.8。其核磁共振氢谱数据如下：

300MHz ¹H NMR¹(d6-DMSO)δ＝0.65(d，J＝5.7Hz，3H)，0.74(d，J＝5.7Hz， 2H)1.49(m,1H),2.76-2.82(m,1H),2.88-2.96(m,1H)4.01(m,1H),4.21-4.28(m, 1H),4.34-4.21(m,1H),6.69-6.71(d,1H),7.20-7.34(m,5H),7.72(d,1H)，8.33(d， 1H)9.44(d，1H)12.44(d，1H)12.66(s，1H)。

制备例2-13

按照与制备例1类似的方法制备协同前药衍生物，所不同的是，所用的具有抗肿瘤活性化合物和乌苯美司衍生物分别如下表1所列，分别制得协同前药衍生物I-1至I-12，其结构式如下表1所示。

表1

测试例1

(1)体外抑酶活性

1、材料和方法

氨肽酶N、底物L-亮氨酸-p-硝基苯胺(购自Sigma公司)

缓冲液的配制，12.89g NaH₂PO₄·2H₂O，溶解于1000ml容量瓶中，加新煮沸放冷的蒸馏水定容，得pH为7.2的50mM磷酸盐缓冲溶液，室温放置备用；氨肽酶N溶解在缓冲液中配成0.1IU/mL的溶液；底物L-亮氨酸-p- 硝基苯胺溶解在DMSO中配成16mmol/mL溶液，放置冰箱备用。

2、实验步骤

编号	氨肽酶N溶液(μL)	底物溶液(μL)	缓冲液(μL)	抑制剂
					100％组	10	5	185	0
空白组	0	5	195	0
					抑制剂组	10	5	145	40

96孔板中分别加入上述氨肽酶N溶液10μL，底物L-亮氨酸-p-硝基苯胺溶液5μL，不同梯度浓度的化合物40μL，以50mM磷酸盐缓冲溶液(pH7.2) 补足200μL，100％组不含抑制剂。空白组用5μL底物以缓冲液补足200μL。 37℃孵育0.5小时，于405nm波长处测定吸收值。按照如下公式计算抑制率：

根据化合物的浓度与相应的抑制率，利用Origin7.5软件拟合曲线，得到各化合物的IC50，结果如下表2所示。

表2

体外抑酶活性实验结果显示，本发明所述的协同前药衍生物表现出对氨肽酶N的抑制作用。

(2)体外药效实验(MTT法)

以MTT法检测化合物对卵巢透明细胞癌ES-2细胞株、人白血病K562 细胞株、人前列腺癌PC-3细胞株、人结肠癌HCT-116细胞株的生长抑制率。取指数生长期细胞，经Hank's液洗涤后，以0.02％胰蛋白酶+0.05％EDATA 消化分解单个细胞，台盼蓝(Trypan blue)染色计数活细胞在95％以上。取细胞接种于96孔培养板中，细胞数5000/孔，加入不同浓度化合物(不加细胞的孔读数时作空白，加细胞不加化合物的孔作100％组，每组均设三个复孔，5FU-Bestatin作为化合物阳性对照)。于37℃，5％CO₂中孵育48h，每孔加入100μL5％的MTT染色液，继续孵育4h后，2500rpm离心12min，然后抛板弃孔中培养基，加入DMSO，100μL/孔。在酶标仪上于570nm(吸收波长)，630nm(辅助波长)处测定每孔的吸光度OD值，以OD₅₇₀-OD₆₃₀的差值进行计算。细胞生长抑制率按下式计算(公式中的OD值即是OD₅₇₀-OD₆₃₀的差值)：

结果如表2所示。

表2

体外药效实验显示，本发明所述的协同前药衍生物对上述细胞都有一定的增值抑制作用。与阳性对照药乌苯美司(Bestatin)、五氟尿嘧啶(5FU) 相比，对卵巢透明细胞癌ES-2、人白血病K562、人前列腺癌PC-3、人结肠癌HCT-116都表现了比乌苯美司、五氟尿嘧啶更好的增殖抑制活性。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种式(I)所示的乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物或其光学异构体、非对映异构体、消旋体混合物及其药学上可接受的盐，

其中，R为具有抗肿瘤活性的化合物残基，R¹为C1-C5烷基、卤素或C1-C5烷氧基，R²和R³各自为C1-C5烷基或卤素取代的C1-C5烷基。

2.根据权利要求1所述的协同前药衍生物，其特征在于，R为

3.根据权利要求1或2所述的协同前药衍生物，其特征在于，R¹为甲基、氯或甲氧基。

4.根据权利要求1或2所述的协同前药衍生物，其特征在于，R²和R³各自为甲基、乙基、氯取代的甲基或氯取代的乙基。

5.根据权利要求1或2所述的协同前药衍生物，其特征在于，所述协同前药衍生物的结构式如下：

6.一种制备权利要求1-5中任意一项所述的协同前药衍生物的方法，该方法包括：具有抗肿瘤活性的化合物在活性炭的催化作用下与三光气反应，再与式(II)所示的乌苯美司衍生物反应，

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，具有抗肿瘤活性的化合物与三光气的反应所使用的溶剂为吡啶，反应在冰浴中进行，反应时间为0.5-3小时。

8.权利要求1-5中任意一项所述的协同前药衍生物或其光学异构体、非对映异构体、消旋体混合物及其药学上可接受的盐在制备用于预防或治疗肿瘤疾病的药物中的应用。

9.一种抗肿瘤药物组合物，该组合物含有药物活性组分和药学上可接受的辅料，其特征在于，所述药物活性组分为权利要求1-5中任意一项所述的乌苯美司衍生物与具有抗肿瘤活性化合物的协同前药衍生物或其光学异构体、非对映异构体、消旋体混合物及其药学上可接受的盐。

10.根据权利要求9所述的抗肿瘤药物组合物，其特征在于，所述抗肿瘤药物组合物的剂型为片剂、丸剂、粒剂、粉剂、胶囊剂、糖浆、乳剂或混悬剂。