CN110041342A

CN110041342A - 一种含硒化合物及其用途

Info

Publication number: CN110041342A
Application number: CN201810041404.3A
Authority: CN
Inventors: 贺贤然; 杨荣
Original assignee: SHENZHEN FUSHAN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN FUSHAN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2019-07-23
Anticipated expiration: 2038-01-16
Also published as: CN110041342B

Abstract

本发明涉及一种如式I所示的含硒化合物，其制备方法及其在制备用于治疗和/或预防肿瘤的药物中的用途。

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和用途。

背景技术

癌症是全世界罹患疾病和导致死亡的首要原因，并且由于现代技术延长了预期寿命，因此预计癌症仍会增加。在细胞的生命期中，偶尔会发生被称为“突变”的DNA微小变化。在这些突变中，某些突变(称为“沉默突变”)不导致细胞功能的任何本质变化，而另一些突变可改变细胞的作用方式。多种机制均可以阻止已发生突变的细胞继续进行细胞周期，并且如果遗传错误得不到纠正，这些细胞将通过被称为“细胞凋亡”的过程而“自杀”。然而，如果突变发生在参与细胞周期调控的蛋白质中，这可导致失控的细胞增殖(称为肿瘤形成)，其可进一步发展成癌症。

癌细胞通常对机体具有不利影响。癌症可通过恶性肿瘤细胞侵入邻近组织来扩散，也可通过已知为“转移”的过程来扩散，在“转移”过程中恶性细胞从肿瘤块脱离并扩散至较远的部位。在许多不同类型的组织中，癌症表现为多种形式，并可以其侵入和侵袭程度来表征。

癌症作为活宿主生物中的异常组织块而发生，它从宿主中接收营养而不依赖于宿主地过度增殖，并且破坏宿主机体。人体器官由大量细胞构成。当人体的正常细胞变成异常细胞并且该异常细胞不加检查地分裂和增殖时，就发生癌症。尽管遗传因素与癌症的发病密切相关，但环境因素也对个体是否发生癌症产生重要影响。癌症在发达国家尤其普遍。有报道称，导致癌症的原因是对农药、杀虫剂等的使用增加(因此这类物质在食品中的残留量增加)，对包含添加剂(如食品防腐剂和着色剂)的加工食品的消费增加，对水、土壤和空气的污染的增加，现代生活的压力，活动的减少，油腻的饮食习惯所引起的肥胖，等等。近年来，还有人指出，当正常细胞的细胞信号系统发生故障，当癌症基因被激活，或当抑癌基因发生故障时，就引发癌症。

目前存在多种癌症治疗方法，如手术治疗，化学疗法和放射疗法。手术治疗方法在早期阶段有效地去除癌症，但是，缺点是有时不得不摘除器官，这会导致副作用，并且具有癌症扩散至其他器官的不确定性。放射治疗有利于有效地治疗在一个特定器官发生的癌症，但是有以下缺点：因为辐射而使患者暴露于其他癌症风险，无法防止癌细胞扩散到其他器官，并且在治疗过程中患者要承受很大的痛苦。化学疗法通常使用抗癌药物进行，但是已知抗癌药物的毒性不仅作用于癌细胞，也作用于患者的正常细胞，造成副作用。因此，要开发有更高的癌细胞选择性和尽可能小的毒性的新抗癌药物。

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肿瘤效力有待进一步提高、疾病谱有限，以及化合物结构类型有限等问题，远远不能满足人类对于肿瘤预防和治疗的日益增长的需求。因此，开发出更好效果的抗肿瘤药物，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用于治疗或预防肿瘤的新化合物。

发明内容

本发明人经过大量实验研究，意外发现了一种含硒有机化合物，具有出乎意料的预防和治疗肿瘤的生物活性。所述化合物可有效用于多种癌症的治疗和/或预防。

相应地，本发明提供了化学名为(S)-4-乙基-4-(三氟甲基硒乙酰氧基)-1H-吡喃并[3',4':6,7]吲嗪并[1,2-b]喹啉-3,14-(4H,12H)-二酮的下式I化合物或其可药用盐：

在另一方面，本发明还提供了上述式I化合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(i)使式IV化合物

通过取代反应得到式III化合物

(ii)使式III化合物与硒氰酸钾反应得到式II化合物；

和

(ii)使式II化合物与三氟甲基三甲基硅烷反应得到式I化合物：

先使化合物IV与溴乙酸在4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下反应得到化合物III(即(S)-4-乙基-4-(溴乙酸酯)-1H-吡喃并[3',4':6,7]吲嗪并[1,2-b]喹啉-3,14-(4H,12H)-二酮)，然后再使式III化合物与硒氰酸钾反应得到化合物II(即(S)-4-乙基-4-(氰硒基乙酰氧基)-1H-吡喃并[3',4':6,7]吲嗪并[1,2-b]喹啉-3,14-(4H,12H)-二酮)，最后使化合物II与三氟甲基三甲基硅烷反应得到化合物I。

其中，式IV化合物与溴乙酸的摩尔比为1:3～1:6，DMAP与化合物IV的摩尔比为1:2～1:6，反应温度为-10℃～0℃，反应时间为4小时；式III化合物与硒氰酸钾的摩尔比1:1～1:2，反应温度为0℃～40℃，反应时间为16～24小时。式II化合物与三氟甲基三甲基硅烷的摩尔比1:1～1:2，反应温度为-10℃～0℃，反应时间为1～2小时。

反应路线如下：

本发明的制备方法简单、产率高，而且能容易地制得式I化合物。

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的式I化合物或其盐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式I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。

本发明的式I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5000mg、优选约1至约2000mg、更优选约2至约2000mg的剂量。典型的剂量为每天约10mg至约1000mg。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以及主管医师的偏好和经验。

通常，将本发明式I化合物分配在单位剂型中，其每单位剂量包含约0.05mg至约1000mg活性成分和可药用载体。

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

本发明的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、黄蓍胶、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。

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。在口服用药的情况下，有效的日剂量范围，例如，可从20mg至1g。单剂量单位含式I化合物或其可药用盐的量为20mg至200mg，可方便地用来符合日剂量的需要。使用的剂量和剂量单位可超出上述范围。

本发明药物组合物中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1至15毫克式I化合物。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。

具体实施方式

实施例

合成制备例

实施例1：式III化合物的合成

在三口烧瓶中，将化合物IV(200mg，0.57mmol)溶于无水二氯甲烷(100ml)中，加入DMAP(139mg，1.14mmol)，冰浴下加入溴乙酸((240mg，1.72mmol)，搅拌5个小时，TLC检测反应完全。反应液分别以1N HCl(35ml)洗两次，1％NaHCO₃(35ml)洗两次后Na₂SO₄干燥。蒸干溶剂后固体以EtOAc加热溶解，放置结晶。过滤得到浅棕色固体，化合物II(191mg，产率71％)。

核磁共振：¹H NMR(CDCl₃)δ(ppm):1.06(s,3H,-CH₃),2.06-2.36(m,2H,-CH₂-),3.97(s,2H,-CH₂-),5.34(s,2H,-CH₂-),5.4-5.7(dd,2H,-CH₂-),7.27(s,1H,Ar-H),7.6-7.7(t,1H,Ar-H),7.86-7.9(t,1H,Ar-H),7.97-7.99(d,1H,Ar-H),8.24-8.28(d,1H,Ar-H),8.65(s,1H,Ar-H)

实施例2：式II化合物的合成

在三孔烧瓶中，将化合物III(180mg,0.38mmol)溶于乙腈(20ml)中，加入硒氰酸钾(55mg,0.38mmol)，室温搅拌16小时。反应液浓缩后滴入100ml水中，过滤所得固体，以5％CH₃OH/CH₂Cl₂为展开剂进行板层析分离，最后得到白色固体，化合物II(95mg，产率51％)。

核磁共振：¹H NMR(CDCl₃)δ(ppm):1.02(s,3H,-CH₃),2.16-2.38(m,2H,-CH₂-),3.97(s,2H,-CH₂-),5.26(s,2H,-CH₂-),5.3-5.7(dd,2H,-CH₂-),7.27(s,1H,Ar-H),7.6-7.7(t,1H,Ar-H),7.82-7.86(t,1H,Ar-H),7.93-7.95(d,1H,Ar-H),8.22-8.24(d,1H,Ar-H),8.41(s,1H,Ar-H).

¹³C NMR(CDCl₃)δ(ppm):7.6,27.1,31.8,50.0,67.2,78.0,95.6,100.0,120.2,128.2,128.2,128.4,129.7,130.8,131.3,144.8,146.7,148.9,152.2,157.3,166.5,166.7.

MS[ESI]:计算值(C₂₃H₁₇N₃O₅Se)⁺(M+Na),495.03,实测值:495.05

实施例3：式I化合物的合成

在三孔烧瓶中，将化合物II(400mg，0.81mmol)溶于无水CH₂Cl₂(15ml)中，冰盐浴下加入三氟甲基三甲基硅烷(150mg，1.05mmol)，在0℃下搅拌继续搅拌1小时分钟，TLC显示反应完全，加入水(10毫升)，水相用乙酸乙酯(15毫升×3)萃取，合并的有机相用饱和食盐水(20mL×1)洗涤，无水硫酸钠干燥。减压蒸馏除去溶剂，得到的粗品通过柱层析(二氯甲烷：甲醇＝8:1)纯化，得到白色粉末状固体215mg，产率51％。

核磁共振:¹H NMR(CDCl₃)δ(ppm):1.02(s,3H,-CH₃),2.16-2.38(m,2H,-CH₂-),3.97(s,2H,-CH₂-),5.26(s,2H,-CH₂-),5.3-5.7(dd,2H,-CH₂-),7.27(s,1H,Ar-H),7.6-7.7(t,1H,Ar-H),7.82-7.86(t,1H,Ar-H),7.93-7.95(d,1H,Ar-H),8.22-8.24(d,1H,Ar-H),8.41(s,1H,Ar-H).

¹³C NMR(CDCl₃)δ(ppm):7.5,25.5,31.7,50.0,67.2,78.1,100.0,110.6,120.3,123.0,128.1,128.2,128.4,129.6,129.8,130.7,131.2,142.8,146.5,149.0,157.4,160.5,167.6.

¹⁹F NMR(CDCl₃):34.41.

MS[ESI]:计算值(C₂₃H₁₇F₃N₂O₅Se)⁺(M+Na),561.02,实测值：561.06

药理活性

实验例1:体外抗肿瘤活性筛选(初步抑制率实验)

阳性对照药：羟基喜树碱注射液(HCPT)，5ml:5mg/支，哈尔滨三联药业股份有限公司，批号:170501。受试细胞株选用人低分化胃腺癌细胞BGC-823、人肝癌细胞SMMC-7721、人肺癌细胞A549和人早幼粒细胞白血病细胞HL-60四种细胞株。

试验方法：取处于指数生长期状态良好的细胞一瓶，加入0.25％胰蛋白酶消化液，消化使贴壁细胞脱落，计数2～4×10⁴个/ml，制成细胞悬液。取细胞悬液接种于96孔板上，180μl/孔，置恒温CO₂培养箱中培养24小时。换液，加入受试药物，20μl/孔,培养48小时。将MTT加入96孔板中，20μl/孔，培养箱中反应4小时。吸去上清液，按150μl/孔加入DMSO,平板摇床上振摇5分钟。受试物考察三个浓度(1×10^-7，1×10^-6,1×10^-5；mol/L)，用酶标仪在波长为570nm处测定每孔的吸光值，分别计算各浓度下的细胞抑制率。

细胞抑制率％＝(阴性对照组OD值-药敏组OD值)/阴性对照组OD值×100％

表1

试验结果显示，化合物I对四种肿瘤细胞株均有体外抑制作用，对BGC-823、SMMC-7721、A549和HL-60细胞系的作用强度均优于对照药物10-羟喜树碱(HCPT)，特别是对SMMC-7721的IC₅₀值仅为0.05μM。

实验例2:体内抗肿瘤活性

实验动物选用SPF级雄性昆明种小鼠,体质量19-22g,由武汉大学动物实验中心提供，瘤株小鼠S180肉瘤,由中国医学科学院药物研究所引进,在实验室低温冻存保种,实验用S180细胞为复苏后传代第4代的细胞悬液，阳性对照药物选用10-羟基喜树碱。

S180荷瘤小鼠模型的建立采用无菌抽取荷S180小鼠腹水,将细胞悬液置显微镜下计数,调整细胞浓度为2.0×10⁷/mL,在小鼠右侧腋窝皮下无菌接种上述S180腹水瘤液0.2mL/只,健康小鼠20只,按照体重随机分组。

给药方法与抑瘤率的计算：小鼠接种肿瘤细胞后第2天开始给药,按体重随机分为化合物I高、中、低各3个剂量组,阳性对照组(10-羟基喜树碱，1.5mg/kg)及阴性对照组,每日腹腔给药1次,给药体积0.5mL/只,实验给药时间为9天,末次给药后24h处死动物,称量体质量,并解剖瘤块称量质量,按照下式计算肿瘤生长抑制率。

表2化合物I对小鼠S180的抑制作用

动物实验结果表明，化合物I对荷S180小鼠具有抑制肿瘤生长的作用,并且该抑瘤作用显著,而且在相同剂量下(5mg/kg)抗肿瘤作用优于对照化合物10-羟基喜树碱。因此，化合物1表现出比10-羟基喜树碱更高的肿瘤生长抑制效率。

Claims

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IV化合物

通过取代反应得到式III化合物

(ii)使式III化合物与硒氰酸钾反应得到式II化合物；

和

(ii)使式II化合物与三氟甲基三甲基硅烷反应得到式I化合物：

3.一种药物组合物，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。

4.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和/或预防肿瘤的药物中的用途。

5.根据权利要求4所述的用途，其中所述肿瘤选自结肠癌、乳腺癌、前列腺癌、宫颈癌、肝癌和肺癌。