CN110156736B - 大豆苷元氨基甲酸酯前药、其盐及其制备与应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于医药技术领域，涉及大豆苷元氨基甲酸酯前药和其药学上可以接受的盐类及其制备方法与应用，具体涉及天然异黄酮大豆苷元与氨基酸之间形成的氨基甲酸酯前药和其药学上可以接受的盐类及其制备与应用，其药学上的盐包括钾盐、钠盐及胺盐(铵盐)。具体地，本发明以氨基酸作为修饰基团，分别或同时与大豆苷元结构中的两个酚羟基进行共价结合，形成大豆苷元的单取代及双取代的氨基甲酸酯前药。本发明的前药能够显著提高大豆苷元的水溶性及脂溶性，与大豆苷元原料药相比，单取代前药的口服生物利用度显著性提高，临床用药可有效降低给药次数，提高患者顺应性，且有望为酚类药物口服生物利用度的提高提供一种有效策略。

Description

大豆苷元氨基甲酸酯前药、其盐及其制备与应用

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及大豆苷元氨基甲酸酯前药和其药学上可以接受的盐类及其制备方法与应用。

背景技术

大豆苷元(7,4′-二酚羟基异黄酮，daidzein，Dan)，又名黄豆苷元，是豆科植物和中草药葛根中的一种天然异黄酮类物质。国内外上市剂型为片剂和胶囊剂，用于高血压病及症状性高血压、冠心病、脑血栓、眩晕症、突发性耳聋的辅助治疗，也可用于治疗妇女更年期综合症。大豆苷元同时具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗癌等生理活性。

大豆苷元为平面分子结构，其中的两个酚羟基可形成分子间氢键，因而大豆苷元的水溶性与脂溶性均较差。酚羟基又容易在肠道和肝中发生II相结合反应，故大豆苷元同时存在很强的首过效应，因此大豆苷元的生物利用度很低(绝对生物利用度约为6.1％)，限制了其在临床上的应用。大豆苷元的结构如下：

现有技术大多数采用制剂手段来改善大豆苷元水溶性、膜渗透性或代谢稳定性，虽在一定程度上提高了大豆苷元的生物利用度，但仍存在一定局限性，如使用大量辅料，制备方法复杂、载药量低等。而杂志Chinese Journal of Medicinal Chemistry(2005)15,247-250试图通过前药手段来克服大豆苷元的缺点，合成了大豆苷元N,N-二烷基甲酸酯类化合物，但生物利用度提高的并不明显，且前药或合成所用修饰基团又存在较大毒性。所以，结合大豆苷元的结构特点，开发一种载药量高且安全无毒的方法来提高其生物利用度，是一种可靠且有效的研究策略。基于以上，我们以氨基酸对大豆苷元的酚羟基进行修饰，合成了大豆苷元的氨基甲酸酯类前药，不仅可以达到提高大豆苷元口服生物利用度的目的，而且，修饰基团及前药均安全无害，成药性高。而氨基酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大豆苷元氨基甲酸酯前药，还提供了所述前药在提高大豆苷元水溶性、脂溶性和生物利用度中的应用。

本发明提供了大豆苷元氨基甲酸酯前药及其盐。

所述的大豆苷元氨基甲酸酯前药是将大豆苷元的7位和4′位酚羟基分别或同时被同一氨基酸修饰，其中氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸中的一种。

具体地，本发明所述的大豆苷元氨基甲酸酯前药分别为：7位取代的氨基甲酸酯前药(7-P)，4′位取代的氨基甲酸酯前药(4′-P)及7位和4′位双取代的氨基甲酸酯前药(7-4′-P)，其结构通式为：

其中R是所选氨基酸的侧链，上述氨基酸中优选L-甘氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-苯丙氨酸，进一步优选为L-缬氨酸，其结构如下：

所述的大豆苷元氨基甲酸酯前药的合成按照以下方法进行：

第一步：将化合物I、羰基化试剂溶于反应溶剂中，滴加碱性催化剂，得化合物II。

其中，羰基化试剂选自碳酸二甲酯、4-硝基苯基碳酸酯、光气或固体光气；反应溶剂选自二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氧六环、N,N-二甲基已酰胺；碱性催化剂选自三乙胺、碳酸钾、碳酸钠、强氧化钾、氢氧化钠、吡啶。滴加温度为-20℃-0℃。

第二步：将化合物II滴入非质子性溶剂溶解的大豆苷元中，即得化合物III，IV和V，非质子性溶剂选自二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮。反应温度为10℃-30℃。

第三步：将化合物III，IV和V分别溶于酸中，反应3-4h，即得化合物7-P、4′-P和7-4′-P。其中，酸选自盐酸、醋酸、甲酸、马来酸、乳酸、碳酸、三氟乙酸、磷酸、对甲苯磺酸。反应温度为10℃-30℃。

第四步：将化合物7-P、4′-P和7-4′-P溶于不同的碱，即得其盐形式，所用的碱包括：氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、氨水、二乙胺、三乙胺。

a：羰基化试剂(碳酸二甲酯、4-硝基苯基碳酸酯、光气或固体光气)、碱性催化剂(三乙胺、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、吡啶)及溶剂(二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氧六环、N,N-二甲基已酰胺)；

b：溶剂(二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮)；

c：酸(盐酸、醋酸、甲酸、马来酸、乳酸、碳酸、三氟乙酸、磷酸、对甲苯磺酸)。

本发明的大豆苷元氨基甲酸酯前药及其盐能够明显提高大豆苷元的溶解性及脂溶性，且能提高大豆苷元在体内的生物利用度。

本发明优点：本发明第一次合成了氨基酸修饰的大豆苷元的单取代及双取代的氨基甲酸酯前药，这些化合物能显著提高大豆苷元的水溶解度和脂溶性。以大豆苷元为参比，当口服给予7-缬氨酰大豆苷元和4′-缬氨酰大豆苷元时，大豆苷元在大鼠体内的相对生物利用度分别为581.45％和305.31％。

附图说明

图1.为大豆苷元氨基甲酸酯前药及大豆苷元的血药浓度-时间曲线(n＝6)

口服大豆苷元(15mg/kg)；

口服前药7-缬氨酰大豆苷元(以大豆苷元计15mg/kg)；

口服前药4′-缬氨酰大豆苷元(以大豆苷元计15mg/kg)；

口服前药7-4′-缬氨酰大豆苷元(以大豆苷元计15mg/kg)。

具体实施方式

以下具体实例用于进一步说明本发明，但绝不是对其范围的限制。

本发明以L-缬氨酸为例合成大豆苷元氨基甲酸酯前药，其它氨基酸可参照此方法进行。

实施例1：

第一步：将化合物I、固体光气溶于二氯甲烷中，充入氮气，控制滴加温度为-20℃-0℃，滴加三乙胺，得化合物II。

第二步：将大豆苷元溶于N,N-二甲基甲酰胺中，滴加含有化合物II的反应液，充入氮气，室温反应2h，反应液以水稀释，用二氯甲烷萃取三次，依次用水溶液、饱和食盐水洗涤，抽滤，滤液用硅胶拌样，以乙酸乙酯-石油醚(1:3/v:v)为洗脱剂，经过硅胶柱层析，收集柱层析产物，浓缩，即得化合物III，IV和V。

第三步：分别将化合物III，IV和V溶于三氟乙酸中(TFA)，氮气保护，室温反应3.5h。减压蒸去溶剂，无水二氯甲烷洗涤3次，旋干，得最终产物L-缬氨酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药(7-缬氨酰大豆苷元、4′-缬氨酰大豆苷元及7-4′-缬氨酰大豆苷元)。

第四步：分别将化合物7-缬氨酰大豆苷元、4′-缬氨酰大豆苷元及7-4′-缬氨酰大豆苷元溶于碳酸氢钠中，得其钠盐。

大豆苷元及L-缬氨酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药化合物的鉴定信息见表1：

表1.大豆苷元及其前药的相关信息

实例2：L-缬氨酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药的水中平衡溶解度。

大豆苷元的水溶性差是限制其生物利用度的一个重要原因，因此考察三个前药在水相中的平衡溶解度，有利于预测大豆苷元氨基甲酸酯前药在体内溶解吸收情况。取过量大豆苷元原料药(Dan)及L-缬氨酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药加入适量水，于37℃空气恒温振荡器中振摇至平衡，得到大豆苷元及L-缬氨酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药的水中平衡溶解度。

表2.大豆苷元及其前药的水中平衡溶解度

实例3：L-缬氨酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药的油水分配系数的测定

大豆苷元的膜渗透性差也是限制其生物利用度的一个重要原因，而适当的油水分配系数，有利于药物透过脂质生物膜。而且，测定药物的油水分配系数有助于预测药物在体内的溶解、吸收、分布、转运。油水分配系数一般以Log P表示，其中P代表了药物在油水两相的浓度比。正辛醇的溶解度参数与细胞类脂膜相似，故本发明选择正辛醇-水系统来测定药物的油水分配系数。首先制备水饱和的正辛醇溶液及正辛醇饱和的水溶液，密封备用。将Dan、7-P、4′-P和7-4′-P分别完全溶解在水饱和正辛醇溶液中，恒温振摇至平衡。将饱和后溶液取一定体积和正辛醇饱和等体积的水混合，恒温振摇至平衡，得大豆苷元及其前药在平衡时油水两相的浓度比，计算得油水分配系数。

表3.大豆苷元及其前药的油水分配系数

实例4：大鼠体内药物动力学研究

大豆苷元被缬氨酸修饰形成氨基甲酸酯后，水溶性及膜渗透性增强，且酚羟基被保护后，二相代谢产物也应减少。接下来，我们将三个大豆苷元氨基甲酸酯前药进行体内药动学研究。

给实验组和对照组Sprague-Dawley大鼠分别灌胃大豆苷元氨基甲酸酯前药(7-P、4′-P、7-4′-P)的羧甲基纤维素钠(CMC)混悬液及大豆苷元CMC混悬液(以大豆苷元计均为15mg/kg)，测定血浆中大豆苷元的浓度，其结果见表4和图1。

表4.口服大豆苷元和前药后大鼠体内大豆苷元药动学参数(以大豆苷元计15mg/kg)

*p<0.05and**p<0.01versus Dan as control

从表4和图1可知，当灌胃大豆苷元和L-缬氨酸修饰的大豆苷元氨基甲酸酯前药化合物后，三个前药的C_max均显著增大；7-缬氨酰大豆苷元和4′-缬氨酰大豆苷元的T_max显著缩短，两者的药-时曲线下面积(AUC_0-t)明显高于大豆苷元，7-缬氨酰大豆苷元和4′-缬氨酰大豆苷元的相对口服生物利用度分别为581.45％和305.31％。因此，三个前药中，两个单取代前药的口服生物利用度显著提高，达到预期目的。

Claims (7)

1.大豆苷元氨基甲酸酯前药及其药学上可接受的盐，其特征在于：其结构通式为；

其中R是L-缬氨酸的侧链。

2.如权利要求1所述的大豆苷元氨基甲酸酯前药及其药学上可接受的盐的制备方法，其特征在于：

第一步：将化合物I、羰基化试剂溶于反应溶剂中，滴加碱性催化剂，得化合物II；

第二步：将化合物II滴入非质子性溶剂溶解的大豆苷元中，层析即得化合物III，IV和V；

第三步：将化合物III溶于酸中，反应3-4h，即得化合物7-P；

第四步：将化合物7-P溶于不同的碱，即得其盐形式。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，第一步中所述的羰基化试剂为碳酸二甲酯、4-硝基苯基碳酸酯、光气或固体光气；碱性催化剂为三乙胺、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠或吡啶；所述的溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氧六环。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，第二步中所述的非质子性溶剂为二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，第三步中所述的酸为盐酸、醋酸、甲酸、马来酸、乳酸、碳酸、三氟乙酸、磷酸或对甲苯磺酸。

6.药物组合物，其特征在于，包含权利要求1所述的大豆苷元氨基甲酸酯前药及其药学上可接受的盐。

7.权利要求1所述的大豆苷元氨基甲酸酯前药或权利要求6所述的药物组合物在制备提高大豆苷元溶解度、提高生物利用度或降低给药剂量的药物中的应用。

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