CN110981865A

CN110981865A - 一种用于治疗脑胶质瘤的药物及其制备方法

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Publication number: CN110981865A
Application number: CN201911224492.1A
Authority: CN
Inventors: 李洪滨; 张世华; 杨慧
Original assignee: Jiamusi University
Current assignee: Jiamusi University
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: CN110981865B

Abstract

本发明涉及一种包含苯并二恶烷和噻唑的化合物及其药学上接受的盐、制备方法及其用途，所述化合物的结构如式I所示，其中，R选自氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、卤素或COOR^E，R^E选自C1～C5烷基。所述化合物对于脑胶质瘤的治疗效果显著提高，用药剂量小，对正常组织细胞无毒性，且水溶性相较于上述化合物也大大提高，对于肿瘤疾病、尤其是脑胶质瘤的治疗有很大的应用前景。

Description

一种用于治疗脑胶质瘤的药物及其制备方法

技术领域

本发明涉及药学领域，具体涉及一种包含苯并二恶烷和噻唑的化合物、制备方法，以及其用于制备治疗胶质瘤的药物的用途。

背景技术

脑胶质瘤是最常见的颅内恶性原发性脑肿瘤，其占脑部恶性肿瘤的80％，浸润性生长是脑胶质瘤的特性，因此肿瘤组织边界不清，使得通过手术方式完全切除病变组织显得十分困难，因此胶质瘤切除后极易再次复发。世界卫生组织(WHO)中枢神经系统肿瘤分类将脑胶质瘤分为I～IV级，胶质瘤I级，例如毛细胞型细胞瘤是生长非常缓慢的肿瘤，若此型肿瘤得到完全切除，患者则有治愈的可能。胶质瘤II级(常见的有少突星形细胞瘤、星形细胞瘤等)，侵袭型的III级胶质瘤(间变形星形细胞瘤、间变性少突胶质细胞瘤等)出于中间临床病变过程，IV级胶质瘤(恶性胶质瘤)则具有高度的侵袭性(中位生存期为14.5～16.6个月)。目前胶质瘤总的治疗原则为手术切除肿瘤的基础上，再辅以放射或化学药物治疗及放、化疗同时应用的恶性胶质瘤的综合治疗方案。化疗同手术及术后放疗已经成为中枢神经系统肿瘤综合治疗的重要手段。化疗可进一步将恶性肿瘤切除术后残留的细胞杀灭，明显延长患者的无进展生存时间、平均生存时间。传统化疗药物包括：烷化剂、抗代谢药等。烷化剂仍然是国内外恶性胶质瘤化疗药物中最常用的经典药物之一，包括尼莫司汀(nimustine，ACNU)等。第二代新型烷化剂替莫唑胺，血脑屏障药物通过率高，机体药物耐受性好且与其他肿瘤治疗药物没有叠加毒性。替莫唑胺是目前我国脑胶质瘤治疗的常用化疗药物之一。恶性肿瘤切除术后，替莫唑胺同步放疗以及联合辅助化疗成为新诊断胶质瘤的标准辅助治疗方案。替莫唑胺、尼莫司汀和顺铂联合应用不仅减少了患者的副作用而且改善了患者的预后。

目前，替莫唑胺联合放射治疗是治疗胶质瘤的普遍治疗模式，可提高2年无进展生存率(由2％提至11％)及2年生存率(由10％提至26％)，但是烷化剂类抗肿瘤药物也不能无限期使用，目前推荐使用时间为6个周期。并且对于年轻胶质瘤病人来说，药物引起的远期并发症比如对生育的影响，也是应该引起重视的。替莫唑胺化学治疗虽然有限，但还是应该在化学治疗后及时结合影像学资料MRI等，排除无效治疗，避免药物对病人机体的损害。因此，研究和开发放疗效果更好的、对患者副作用更小的新型药物，显得愈发重要。研究发现，JWA作为一个新的已知肿瘤转移的靶点分子，中国专利CN201610857409.4中公开和提供了一种包含苯并二氧六环的抗肿瘤化合物，其是作为一种能有效激活细胞和小鼠体内组织器官JWA表达的小分子化合物，从而抑制肿瘤的转移，试验证实所述化合物在较低剂量下即显示显著的治疗肿瘤的活性，并且对正常组织细胞无毒性。但通过实验发现，这类化合物对于肿瘤具有较强的针对性，对于脑胶质瘤的效果较差，且水溶性不高，因而在应用于抗肿瘤治疗、尤其是对脑胶质瘤的治疗的应用前景有限。

申请人在上述药物的基础上，通过进一步的研究设计和合成了另一种包含苯并二恶烷的抗肿瘤化合物，尤其对于脑胶质瘤的治疗效果显著提高，用药剂量小，对正常组织细胞无毒性，且水溶性相较于上述化合物也大大提高，对于肿瘤疾病、尤其是脑胶质瘤的治疗有很大的应用前景，对于上述研究和发现，目前尚无文献报道。

本发明的目的就是为了解决以上技术问题。

发明内容

本发明的目的之一，在于基于现有技术，提供一种新型的抗肿瘤化合物，尤其是对于脑胶质瘤有较好抑制肿瘤细胞扩散、实现抗肿瘤作用的化合物。为了达到这个目的，本发明提供一种包含苯并二恶烷和噻唑的化合物，其结构如式I所示：

及其药学上接受的盐；

其中，R选自氢、C1～C5烷基、C1～C5烷氧基、卤素或COOR^E，R^E选自C1～C5烷基。

进一步地，所述的R选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴。

更进一步地，所述的选自甲基、乙基、丙基、异丙基。

作为优选，所述药用盐为式Ⅰ化合物与盐酸、硫酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、磷酸、氢溴酸、马来酸、富马酸或苹果酸形成的盐。

本发明的另一目的在于提供一种所述式I化合物的制备方法，其合成路线如下：

其中，R如上述定义。

所述方法包括如下步骤：

步骤(1)：式II化合物与NaCN反应制备得到式III化合物；

步骤(2)：式III化合物与二硫化碳发生Cook-Heilbron反应制备得到式IV化合物；

步骤(3)：式IV化合物环氧氯乙烷在缚酸剂的存在下反应制备得到式I化合物；

进一步地，所述步骤(1)在常温下反应3～8小时，所述的式II化合物与NaCN的摩尔比为1:1～1.2，优选1:1.05。

进一步地，所述步骤(2)在碱性条件下进行，将式III化合物和碱溶于有机溶剂中，加热至60～90℃，向溶液中滴加二硫化碳，半小时内滴加完毕，继续反应4～12小时。

更进一步地，所述的碱选自有机碱或无机碱，优选为三乙胺、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、或碳酸钠；所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷或乙醇；所述的式III化合物、二硫化碳和碱的摩尔比例为1:1～1.2:0.6～0.8。

所述步骤(3)中式IV化合物与环氧氯乙烷的摩尔比例为1:1～2；反应在50～80℃下反应2～4小时，反应溶剂选自氯烷基溶剂或低级醇类，优选二氯甲烷、二氯乙烷、甲醇、乙醇或丙醇；；所述缚酸剂选自碳酸钾、碳酸钠、三乙胺、或乙醇钠。

本发明的又一目的在于提供一种组合物，其包括所述式I化合物及其药学上接受的盐，和药学上可接受的载体或赋形剂。

至于药物组合物的具体剂型，则可根据现有技术视实际需要进行选择，如片剂、散剂、丸剂、胶囊剂、栓剂、颗粒剂、混悬剂、口服液、注射剂等药学上的剂型；其中，口服用药片和胶囊含有传统的赋形剂如：填充物、润滑剂、分散剂、稀释剂以及粘合剂。

本发明的再一目的在于提供所述的式I化合物及其药学上接受的盐或上述的组合物用于制备抗肿瘤药物的用途，所述肿瘤优选为胶质瘤，肺癌，前列腺癌，乳腺癌，结肠癌，宫颈癌，肝癌；尤其优选为胶质瘤。

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。

实施例1：化合物I-a的制备

将1,4-苯并二恶烷-2-氯代甲胺(1.0mmol)和NaCN(1.05mmol)溶解在乙醇中，常温下反应5小时后，TLC检测显示反应物1,4-苯并二恶烷-2-氯代甲胺消失，停止反应，加入20mL去离子水和20mL二氯甲烷，静置分层，收集有机相，减压蒸馏除去溶剂，不经过纯化，直接进行下步反应。

将上一步氰基取代后的产物和0.6当量的碳酸钠溶于乙腈溶剂中，半小时内，慢慢滴入二硫化碳(1.1当量)，加热回流搅拌进行Cook-Heilbron反应10个小时，TLC检测原料消失后，加入适量的去离子水，过滤除去不溶物，收集滤液，加入稀盐酸溶液调节pH＝3～4，析出白色固体，过滤、干燥，不经过纯化直接进入下步反应。

将上一步Cook-Heilbron反应合环制备得到的噻唑产物溶解在乙醇中，加入环氧氯乙烷(1.3当量)，加入0.5当量的碳酸钠，加热至55℃反应3小时，TLC检测原料消失后，加入20mL水，用乙酸乙酯萃取(3×10mL)，合并有机层，有机层分别用1mol/L盐酸和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。减压蒸干溶剂，经快速柱层析(二氯甲烷:甲醇＝10:1)得到白色固体Ⅰ-a 274mg(HPLC纯度：99.6％)，总收率88％。

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ8.32(d，J 4.7Hz，2H)，7.59-7.72(m，2H)，7.51(t，1H)，6.32(d，J 7.4Hz，2H)，6.08(t，1H)，6.13(s，2H)，5.78-5.92(m，4H)；ESI MS m/z 312.0[M+Na]⁺。

实施例2：化合物I-b的制备

以1,4-间氯苯并二恶烷-2-氯代甲胺为初始反应物，采用实施例1相同的方法制备得到化合物I-b，其中第(3)步骤中经快速柱层析(二氯甲烷:甲醇＝10:3)得到白色固体Ⅰ-b282mg(HPLC纯度：99.4％)，总收率82％。

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ8.57(s，1H)，δ8.32(d，1H)，7.64(d，1H)，7.46(t，1H)，6.41(d，J 7.6Hz，2H)，6.17(t，1H)，6.09(s，2H)，5.81-5.96(m，4H)；ESI MS m/z 345.0[M+Na]⁺。

实施例3：化合物I-c的制备

以1,4-间甲氧基苯并二恶烷-2-氯代甲胺为初始反应物，采用实施例1相同的方法制备得到化合物I-b，其中第(3)步骤中经快速柱层析(二氯甲烷:甲醇＝5:1)得到白色固体Ⅰ-c 303mg(HPLC纯度：99.8％)，总收率89％。

¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ8.36(s，1H)，δ8.12(d，1H)，7.57(d，1H)，7.28(t，1H)，6.37(d，J 7.1Hz，2H)，6.29(t，1H)，6.02(s，2H)，5.77-5.97(m，4H),4.79(s，3H)；ESI MS m/z341.0[M+Na]⁺。

实施例4：本发明化合物与对比化合物I-1的体外抑瘤试验：

通过专利CN201610857409.4中的方法制备获得化合物I-1，作为对比：

试验方法：选融合度在80％，对数期生长的细胞，用胰酶消化，转移，离心，去上清液，用新配制的含10％FBS(灭活的胎牛胎血清)的DMEM培养液混悬。各种细胞以1.0×10⁴个/孔接种于96孔培养板，均同时依次加入5个不同稀释度的待筛样品药液，每个稀释度重复3个孔，同时平行做相同浓度的溶剂对照，37℃培养72小时，MTT染色，DMSO脱色，测定OD₅₇₀，计算肿瘤生长抑制率IR(％)，其中：

IR＝(对照组OD平均值-给药组OD平均值)/对照组OD平均值×100％

并结合IR采用Probit分析计算每个化合物针对肿瘤细胞的IC₅₀，统计分析采用SPSS 11.0软件进行。

试验结果如表1所示，化合物I-a对以下8种人体的肿瘤细胞：人胶质细胞瘤细胞(U251MG)，非小肺癌细胞H-460，A549，前列腺癌细胞LNCaP，乳腺癌细胞MCF-7，结肠癌细胞SW-480，宫颈癌细胞Hela；肝癌细胞HepG2的增殖具有不同程度的抑制作用。

表1：本发明化合物的体外抑瘤实验数据

试验结果显示：本发明化合物对人胶质细胞瘤细胞(U251MG)，非小肺癌细胞H-460，结肠癌细胞SW-480，宫颈癌细胞Hela，肝癌细胞HepG2具有很好的选择性细胞毒性作用，尤其是对于人胶质细胞瘤细胞(U251MG)的半抑制浓度(IC₅₀)，化合物I-a达到0.78nmol/L，I-c达到0.97nmol/L，优于抗脑胶质瘤化合物I-1。这些结果为后续抑瘤试验的进行提供了指导作用。

实施例5：本发明化合物对原位大鼠脑胶质瘤模型的作用考察

取SD大鼠(体重240-260g)，雌雄各半，随机分为对照组、模型组和给药组，然后用戊巴比妥钠麻醉，麻醉后将大鼠固定在立体定向仪上，在大鼠头顶双侧眼裂连线后1.0cm处做垂直切口，暴露前卤，去前卤中点前1.0mm，右侧距中线1.0mm处钻孔，缓慢进针2mm，用微量注射器对模型组和给药组大鼠分别注射5ul U251MG肿瘤细胞悬液(总量约5×10⁴个)，对照组注射等量生理盐水，注射完毕后用骨蜡封闭骨孔，缝合伤口。

在接种一天后开始给药，采用尾静脉注射的方式进行给药，给药组分为化合物I-a组(5mg/kg)、I-b组(5mg/kg)、I-c组(5mg/kg)、I-1组(5mg/kg)和替莫唑胺(5mg/kg)；对照组和模型组给与等量生理盐水，每组10只。

在给药2周后处死各组SD大鼠，断头取脑，用4％的多聚甲醛固定，沿进针点做冠状切口，测量肿瘤的长短径，计算肿瘤体积V＝πab²/6(a为最长径，b为最短径)；按照下列公式计算抑瘤率：抑瘤率(％)＝(模型组肿瘤体积-治疗组肿瘤体积)/模型组肿瘤体积×100％。

实验结果如表2所示：

表2：本发明化合物抑瘤实验测定结果

试验结果表明：本发明的化合物组与生理盐水对照组相比，在低剂量(5mg/ml)的用药下，就显示肿瘤体积明显减小，肿瘤抑制率最高达到53.7％，大大高于同等剂量的I-1组和替莫唑胺组。

实施例6：本发明化合物的溶解性试验

试验方法：在室温(20℃)下和36℃下，分别取化合物I-a和I-1各5mg，加到2mL相应溶剂中，搅拌后溶解结果见表3。

表3：本发明化合物与化合物I-1溶解性比较

上表结果表明，本发明的化合物的脂溶性一般，但水溶性明显增加，明显优于对比化合物I-1。这种溶解性的变化，对药物在体内吸收和药物剂型的选择等问题都会带来有利的一面。

Claims

1.式I所示的化合物：

及其药学上接受的盐；

2.权利要求1所述的式I化合物及其药学上接受的盐，其特征在于：所述的R选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、氟、氯、溴。

3.权利要求1或2所述的式I化合物及其药学上接受的盐，其特征在于：所述的选自甲基、乙基、丙基、异丙基。

4.权利要求1所述的式I化合物的制备方法，其包括如下步骤：

步骤(1)：式II化合物与NaCN反应制备得到式III化合物；

5.根据权利要求1所述的式I化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)在常温下反应3～8小时，所述的式II化合物与NaCN的摩尔比为1:1～1.2，优选1:1.05。

6.根据权利要求1所述的式I化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)在碱性条件下进行，将式III化合物和碱溶于有机溶剂中，加热至60～90℃，向溶液中滴加二硫化碳，半小时内滴加完毕，继续反应4～12小时。

7.根据权利要求6所述的式I化合物的制备方法，其特征在于，所述的碱选自有机碱或无机碱，优选为三乙胺、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、或碳酸钠；所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷或乙醇；所述的式III化合物、二硫化碳和碱的摩尔比例为1:1～1.2:0.6～0.8。

8.根据权利要求1所述的式I化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中式IV化合物与环氧氯乙烷的摩尔比例为1:1～2；反应在50～80℃下反应2～4小时，反应溶剂选自氯烷基溶剂或低级醇类，优选二氯甲烷、二氯乙烷、甲醇、乙醇或丙醇；所述缚酸剂选自碳酸钾、碳酸钠、三乙胺、或乙醇钠。

9.一种组合物，其包括权利要求1-3任一项所述的式I化合物及其药学上接受的盐，和药学上可接受的载体或赋形剂。

10.权利要求1-3任一项所述的式I化合物及其药学上接受的盐或权利要求9所述的组合物用于制备抗肿瘤药物的用途，所述肿瘤优选为胶质瘤，肺癌，前列腺癌，乳腺癌，结肠癌，宫颈癌，肝癌；尤其优选为胶质瘤。