CN110407789B

CN110407789B - 一种防治骨质疏松的药物及其制备方法

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Publication number: CN110407789B
Application number: CN201910696995.2A
Authority: CN
Inventors: 沈尚模; 朱健; 屈庆兰; 李天意; 宋雪玲
Original assignee: Tengzhou Traditional Chinese Medicine Hospital
Current assignee: Tengzhou Traditional Chinese Medicine Hospital
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2039-07-30
Also published as: CN110407789A

Abstract

本发明涉及一种用于防治骨质疏松的药物化合物、其制备方法以及用于药物制备的用途。所述化合物的结构如式I所示，为一类黄酮类衍生物，其中，R₁独立地选自OH、C1‑5烷基、C1‑5烷氧基、或卤素，n是1至3的整数。实验结果显示，所述式I化合物表现出优异的降低骨量流失、提高骨密度的药物活性，有望成为一个可替代异黄酮类药物的新型预防或治疗骨质疏松症的新型药物。

Description

一种防治骨质疏松的药物及其制备方法

技术领域

本发明涉及天然药物领域，具体来说，本发明涉及一种用于防治骨质疏松的药物化合物，所述化合物为一类黄酮类衍生物。本发明还涉及所述化合物的制备方法。

背景技术

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是以骨量减少，骨组织微细结构破坏导致骨脆性增加和骨折危险性增加为特征的一种系统性、全身性骨骼疾病，同时，OP又是骨衰老导致的退行性疾病。据统计，全球OP患者超过2亿，在世界常见病的发病率排行第7名，在中国乃至全球都是一个值得关注的健康问题。OP可分为原发性和继发性两种，其中原发性骨质疏松占骨质疏松的90％，又可分为2种亚型，即I型和II型(I型又称为绝经后骨质疏松，II型为老年性骨质疏松)。其中，I型骨质疏松又占原发性骨质疏松的绝大多数，I型骨质疏松发病主要由于绝经后妇女合成和分泌雌性激素的能力下降、成骨细胞形成减少、成骨功能减退、破骨细胞形成和募集增加、破骨作用(骨吸收)增强。骨形成和骨吸收之间出现负平衡，使骨量减少，从而发生骨质疏松症。目前，临床防治骨质疏松药物的主要思路包括：1)抑制破骨细胞过量的骨吸收，抑制绝经后骨质疏松症患者和其它的骨代谢障碍所导致的高骨转换率；2)刺激成骨细胞骨形成和矿化成熟，同时也抑制破骨细胞增殖分化，使新骨的形成超过吸收最终使得骨量增加。其作用的靶点主要针对成骨细胞的骨形成和破骨细胞的骨吸收。

近年来，对妇女更年期后骨质疏松症，多用雌激素替代疗法。虽然疗效确切，但长期使用可降低血钙浓度，因此，必须同时服用易吸收的钙源，否则会影响疗效，甚至产生副作用。另外，长期使用雌激素替代疗法，可能会导致子宫出血，使用不当也会诱发乳腺癌。异黄酮是一种从植物中提取的有类雌激素样作用的天然激素，又被称为植物激素。由于其与雌激素竞争结合雌激素受体，在内源性雌激素水平较低时它可以与雌激素受体结合，表现出雌激素样作用，而在体内雌激素水平较高时，它则竞争结合雌激素受体，表现出抗雌激素作用，从而减轻了雌激素的促细胞增殖租用，降低与雌激素有关的癌症发病危险。因而在骨代谢方面，既能够起到类雌激素样作用，又无雌激素的副作用，适于用来预防和治疗骨质疏松症。然而，天然的从大豆等植物中提取的异黄酮类激素已经无法满足治疗需求，因此，近年来，设计和制备更多的异黄酮类衍生物用于预防和治疗骨质疏松症逐渐成为研究热点，已经分离、制备和应用于相关治疗的异黄酮类衍生物主要有：

由于临床上采用雌激素替代疗法治疗骨质疏松症的风险凸显，异黄酮类化合物的抗骨质疏松功能引起较多研究者的关注，异黄酮可有效地促进成骨细胞增殖分化，抑制破骨细胞增殖，促进骨生成，抑制骨吸收，提高骨组织钙磷含量，增加骨质密度和比重，增强骨骼的强度和抗性，防治骨质疏松症，特别是绝经后妇女的骨质疏松症，且副作用少、安全性高，是一类具有良好开发应用前景的药物。另一方面，由于不同的异黄酮类植物激素在体内的代谢、吸收往往因人而异，长期使用也不可避免地出现药物的抗药性而导致的效果降低或药物依赖性。因此，开发和研究更多的疗效好、副作用小且临床安全的黄酮类药物是十分必要和迫切需要的。

本申请通过长期研究，得到了一种新的黄酮类衍生物，其具有十分优异的促进骨生成，降低骨量减少的作用，可作为一种新型的预防或治疗骨质疏松症的黄酮类药物。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种新的黄酮类衍生物，其具有十分优异的促进骨生成，降低骨量减少的作用。

本发明的另一目的在于提供一种所述化合物的制备方法。

本发明的又一目的在于提供包含所述化合物的药物组合物。

本发明的再一目的在于提供所述化合物在制备药物中的应用。

为此，本发明提供了一种如式I所示的黄酮类衍生物：

其中，R₁独立地选自OH、C1-5烷基、C1-5烷氧基、或卤素，n是1至3的整数。

作为优选，所述式I所示的黄酮类衍生物选自如下化合物：

具体实施方式

尽管在本申请中示出和描述了本发明优选的实施方案，但是对本领域技术人员而言明显的是，该实施方案仅以实例的方式提供。本领域技术人员将想起大量的变更、变换和置换，这些均在本发明范围内。应理解的是，在实践本发明中，可以使用本申请所述的本发明实施方案的各种备选方案。意在所附权利要求限定了本发明范围并且由此覆盖了在这些权利要求范围内的方法和结构及它们的等同形式。

除非另外定义，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常所理解相同的含义。将本申请提及的所有专利和出版物通过引用的方式并入本文。

化合物

本发明提供了一种如式I所示的黄酮类衍生物：

制备方法

本发明提供了如式I所示的黄酮类衍生物的制备方法，其合成路线如下：

所述方法包括如下步骤：

步骤(1)：将式II所示的取代苯乙酮与间苯二甲醛溶于有机溶剂1中，加入碱，在60～120℃的温度下反应5～12小时；加入无机酸中和至pH 6-8，反应液经过分离提纯，得到式III所示的查尔酮；

步骤(2):将步骤(1)所得的式III所示的查尔酮溶于有机溶剂2中，加入适量浓硫酸，升温至100℃并搅拌10～30min后，加入碘，在100℃的温度下继续反应16～30小时，冷却后，经过分离提纯、干燥得到式I所示的黄酮衍生物。

进一步地，所述步骤(1)中取代苯乙酮、苯二甲醛和碱的摩尔比为2～3:1:15～30。

所述的碱为无机碱，优选为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠。

所述步骤(1)的无机酸优选为盐酸或稀硫酸，更优选为10％的盐酸或20％的硫酸。

所述步骤(2)的式III所示的查尔酮与碘的摩尔比为1:0.01-0.05。

所述的有机溶剂1选自低级醇或乙腈；所述有机溶剂2选自DMSO，乙腈或DMF。

组合物

本发明另一方面提供一种药物组合物，其包含式I化合物作为药物活性成分。所述药物组合物还任选包含一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。

在用于口服、舌下给药、皮下给药、肌肉给药、静脉内给药、透皮给药、局部给药或直肠给药的药物组合物中，单独使用或与其他活性成分一起使用的活性成分可以与传统的药物载体混合，以给药单位剂型的形式给动物或人给药。适当的给药单位剂型包括口服的形式，如片剂、胶囊剂、丸剂、粉末剂、颗粒剂、口香糖剂型和口服溶液或悬浮液、舌下和经颊给药的形式、气溶胶、植入体、局部给药的形式、透皮给药的形式、皮下给药的形式、肌肉给药的形式、静脉内给药的形式、鼻内给药的形式或眼内和直肠给药的形式。

当制备片状固体组合物的时候，可以在微粉化或未微粉化的活性成分中加入润湿剂，比如月桂基硫酸钠，并将它们与可药用赋形剂，比如二氧化硅、淀粉、乳糖、硬脂酸镁、滑石粉或类似物质进行混合。可以用蔗糖、各种聚合物或其他适当的物质给片剂包衣，或者对其进行处理，使之具有延长或者缓释的活性，以及连续地释放预定量的活性成分。

通过把一种或几种活性成分与稀释剂，比如乙二醇或甘油酯混合，然后将得到的混合物加入到软胶囊或硬胶囊中可得到胶囊制剂。

呈糖浆或醑剂形式的制剂可含有一种或多种活性成分，同时添加甜味剂，优选是不产生热量的甜味剂、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯作为防腐剂，以及增味剂和适当的着色剂。

可以分散在水中的粉末或颗粒可含有一种或多种活性成分，同时混有分散剂或润湿剂，或者悬浮剂，比如聚乙烯基吡咯烷酮，或者混有甜味剂或味道调节剂。

为了进行直肠给药，要使用锭剂，这是用在直肠温度下融化的粘合剂制备的，比如可可脂或聚乙二醇。

为了胃肠外给药，使用水悬浮液、等渗盐水溶液和/或无菌可注射溶液，它们含有分散剂和/或相容的药物溶解剂，比如丙二醇或丁二醇。

因此，为了制备可通过静脉内注射的水溶液，可使用助溶剂，比如醇类，如乙醇、二醇，如聚乙二醇或丙二醇，和亲水表面活性剂，如聚山梨酸酯80。为了制备可通过肌肉注射的油溶液，可用三缩水甘油酯或三甘油酯将活性成分溶解。

在本发明的药物组合物中，式I化合物一般配方成为单位剂型的形式。对于每日一次或数次的给药，每个单位剂量是0.5～500mg，有利地是5～200mg，优选是5～100mg。

这些剂量是平均状况的例子，可以有特殊的情况，此时更高或者是更低的剂量都是适当的，这样的剂量也属于本发明。按照习惯的经验，由医生根据给药的方式、年龄、体重和对所述病人的反应来确定对每个病人的适当剂量。

用途

本发明还提供了一种如式I所示的黄酮类衍生物或上述方法制备得到黄酮类衍生物制备用于预防或治疗骨质疏松疾病的药物的用途。

本发明提供的具有式I结构的黄酮类衍生物具有优异的抑制骨量减少、提高骨密度的药物活性，实验结果显示，本发明所述的式I结构甚至展现出优于现有异黄酮类激素的药物活性，有希望替代传统的异黄酮类激素称为一类用于预防或治疗骨质疏松类的新型黄酮类药物。本发明提供的式I化合物单独或者形成组合物，可作为药物用于骨吸收过度引起的骨疾病特别是骨质疏松症的治疗，此外还能用于其他骨相关疾病如风湿性关节炎，骨关节炎及骨肿瘤的浸润与转移作用的预防及治疗。

实施例

实施例1：化合物Y-1的制备：

步骤(1)：取(1.379g，8.2mmol)取代苯乙酮F-1与(0.536g，4mmol)间苯二甲醛溶于10mL丙醇中，在氮气保护和冰水浴下滴加氢氧化钠溶液(7.2g溶于8mL水)，升温至75℃，保持在该温度下反应10小时。加入10％盐酸中和至pH 7左右，用二氯甲烷萃取，然后用硅胶柱色谱(洗脱剂为乙酸乙酯:石油醚(60-90℃)＝20:1)分离提纯，得到1.01g查尔酮M-1，产率为58％；

步骤(2):取(0.87g，2mmol)查尔酮M-1溶于二甲亚砜中，加入4滴浓硫酸，升温至100℃并搅拌10min后，加入12.8mg(0.05mmol)碘，在100℃的温度下继续反应16小时，冷却后，加20mL水，乙酸乙酯萃取，然后用硅胶柱色谱分离提纯(洗脱剂为乙酸乙酯:石油醚(60-90℃)＝4:1)，干燥得到0.71g黄酮衍生物Y-1，产率为83％。¹HNMR(CDCl₃)：δ9.13(m，2H)，8.45(m，2H)，7.87(s，1H)，7.50-7.53(m，2H)，7.50(s，1H)，7.02(s，1H)，7.00(s，1H)，6.14(s，2H)，6.05(s，2H)。

实施例2：化合物Y-2的制备：

步骤(1)：取(1.64g，9.0mmol)取代苯乙酮F-2与(0.536g，4mmol)间苯二甲醛溶于10mL乙腈中，在氮气保护和冰水浴下滴加氢氧化钾溶液(8.8g溶于8mL水)，升温至80℃，保持在该温度下反应12小时。加入10％盐酸中和至pH 7左右，用二氯甲烷萃取，然后用硅胶柱色谱(洗脱剂为二氯甲烷:甲醇＝5:2)分离提纯，得到1.165g查尔酮M-2，产率为63％；

步骤(2):取(0.925g，2mmol)查尔酮M-2溶于DMF中，加入5滴浓硫酸，升温至100℃并搅拌15min后，加入15.4mg(0.06mmol)碘，在100℃的温度下继续反应24小时，冷却后，加25mL水，乙酸乙酯萃取，然后用硅胶柱色谱分离提纯(洗脱剂为乙酸乙酯:石油醚(60-90℃)＝5:1)，干燥得到0.69g黄酮衍生物Y-2，产率为75％。¹HNMR(CDCl₃)：δ8.02(m，2H)，7.66(s，1H)，7.47-7.50(m，2H)，7.45(s，1H)，6.87(s，1H)，6.85(s，1H)，6.67(s，1H)，6.62(s，1H)，6.06(s，1H)，6.04(s，1H)，5.78(s，6H)。

实施例3：化合物Y-3的制备：

步骤(1)：取(1.28g，7.0mmol)取代苯乙酮F-3与(0.40g，3mmol)间苯二甲醛溶于10mL乙醇中，在氮气保护和冰水浴下滴加碳酸钾溶液(9.2g溶于10mL水)，升温至75℃，保持在该温度下反应10小时。加入20％硫酸中和至pH 7左右，用二氯甲烷萃取，然后用硅胶柱色谱(洗脱剂为二氯甲烷:乙醇＝3:1)分离提纯，得到0.60g查尔酮M-3，产率为43％；

步骤(2):取(0.46g，1mmol)查尔酮M-3溶于二甲亚砜中，加入4滴浓硫酸，升温至100℃并搅拌10min后，加入6.4mg(0.025mmol)碘，在100℃的温度下继续反应22小时，冷却后，加20mL水，乙酸乙酯萃取，然后用硅胶柱色谱分离提纯(洗脱剂为乙酸乙酯:石油醚(60-90℃)＝6:1)，干燥得到0.39g黄酮衍生物Y-3，产率为86％。¹HNMR(CDCl₃)：δ8.12(m，2H)，7.96(d，J＝7.6Hz，2H)，7.66(s，1H)，7.51-7.55(m，2H)，7.47(s，1H)，6.72(s，1H)，6.70(s，1H)，5.76(s，1H)，5.72(s，1H)，4.32(s，6H)。

实施例4：本发明化合物大鼠体内药学试验：

1.实验方法：

1.1动物：清洁级Wistar雌性大鼠，体重280±10克。

1.2剂量设计与分组：五个实验组(化合物Y-1、Y-2、Y-3、异黄酮类激素daidzein和glycitein)的剂量均为500mg/kgBW。

1.3.卵巢摘除术：

首先经大鼠腹腔注射50mg/kgBW戊巴比妥钠溶液麻醉，中下腹部去毛用碘酒感和酒精进行局部消毒后，沿腹壁正中线做1cm左右切口对大鼠实施去势手术，摘除双侧卵巢。另取一组大鼠手术同上但不摘除双侧卵巢，作假手术对照。

1.4.动物分组：

将手术动物根据体重随机分为五个实验组和两个对照组，即Y-1组、Y-2组、Y-3组、daidzein组、glycitein组、去势模型对照、阳性对照，另设假手术阴性对照，每组20只动物单笼饲养。五个实验组按设计量以1ml/100gBW经口灌胃给予受试物，假手术阴性对照及去势模型对照以等量去离子水灌胃；阳性对照给予碳酸钙，剂量为150mg/kgBW。全部实验动物均饮用去离子水，每周称重一次，实验周期为12周。

1.5实验数据统计：

数据采用SPSS 11.0 for windows软件进行统计分析，血清学指标、股骨重量、股骨长度、骨钙含量、远心端骨密度、股骨中点骨密度及骨组织形态计量学均采用方差分析检验。

2、实验结果

2.1血清钙：

大鼠模型对照组，Y-1组、Y-2组、Y-3组、daidzein组、glycitein组、假手术组的血清中Ca含量分别为2.15±0.05，3.23±0.25，3.10±0.15，3.36±0.18，2.53±0.22，2.45±0.13，2.25±0.16mmol/L。与模型对照组比较，Y-1、Y-2和Y-3组血清钙含量明显高于daidzein组、glycitein组、模型对照组(p<0.05)。

2.2对大鼠股骨重量及骨钙含量的影响

表1各组药物对大鼠股重及骨钙含量的影响(x±SD)

可见，与模型对照组比较，假手术对照组股骨总钙含量明显高于模型对照组大鼠，差异由显著性(p＜0.05)，说明造模成功。与模型对照组比较，药物组合物Y-1组、Y-2组、Y-3组大鼠的股骨总钙含量、单位股骨钙含量均显著高于模型对照组、daidzein组、glycitein组大鼠(p＜0.05)。

2.3对大鼠骨密度的影响：

表2各组药物对大鼠股骨长度及骨密度的影响(x±SD)

可见，药物组合物各实验组(Y-1、Y-2、Y-3)与模型对照组比较，大鼠股骨远心端骨密度值和股骨中点骨密度值均显著高于模型对照组、daidzein组、glycitein组(p＜0.05)。

2.4、骨组织形态计量学

模型对照组，Y-1组、Y-2组、Y-3组、daidzein组、glycitein组、假手术组骨小梁体积(trabecular bone volume，TBV)分别为0.21±0.05％，0.38±0.05％，0.32±0.03％，0.42±0.08％，0.28±0.04％，0.30±0.06％、0.40±0.01％。与模型对照组比较，各组均有显著性差异(p＜0.05)。

Claims

1.一种如式I所示的黄酮类衍生物：

2.一种如权利要求1所述的式I所示的黄酮类衍生物，其选自如下化合物：

3.权利要求1或2所述的黄酮类衍生物的制备方法，其合成路线如下：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中取代苯乙酮、间苯二甲醛和碱的摩尔比为2～3:1:15～30；所述的碱为无机碱。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的无机酸为盐酸或稀硫酸。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)的式III所示的查尔酮与碘的摩尔比为1:0.01-0.05。

8.权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的有机溶剂1选自乙醇、丙醇或乙腈；所述有机溶剂2选自DMSO，乙腈或DMF。

9.一种药物组合物，包含作为活性成分的权利要求1-2任一项所述的黄酮类衍生物，以及一种或多种药学上接受的载体或赋形剂。

10.权利要求1-2任一项所述的黄酮类衍生物在制备用于预防或治疗骨质疏松疾病的药物的应用。