CN1159330C - 含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物、其制备方法及药剂 - Google Patents
含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物、其制备方法及药剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物为β-葡萄糖醛酸衍生物，具有如下通式：其中，X、Y、m、w、n、R1、R2、R3、R4和R5如说明书所述。其制备方法是将通式2化合物与通式3化合物反应，然后除去保护基得到通式5所示前体抗癌化合物。含所述前体抗癌化合物的药物可单独使用、或与联接有前体药转化酶的单克隆抗体或接有前体药转化酶的融合蛋白质联合使用。该前体抗癌化合物富集于癌细胞周围，在β-葡萄糖醛酸苷酶作用下，分解出细胞毒素，从而发挥其抗癌作用。
Description
本发明属于医药技术领域，具体涉及一类含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物。
临床上通常使用的化学抗癌药既消灭癌细胞，也同时杀死正常细胞。这种选择性的缺乏引起人们通常所说的副作用，因而使癌症的临床治疗受到很大的限制。蒽环类抗癌药由于其广谱性和有效性是目前世界上使用最为广泛的抗癌药物之一。但与其它抗癌药一样，这类抗癌药物具有同样的副作用，特别是它们对心脏的毒副作用较大，容易引起患者心脏损坏，严重时甚至导致死亡。
长期以来，人们开展广泛的研究，寻求能选择性地消灭癌细胞，对人体无毒或低毒副作用的新一类抗癌药。研究发现前体抗癌药的开发运用是最有希望实现癌症的导向治疗的途径之一。所谓前体抗癌药，是指自身无抗癌活性或具有较低的抗癌活性的药物，其通过在体内代谢转化为能杀死癌细胞的抗癌药，从而降低毒性，延长药物在体内的作用时间。在肿瘤的导向治疗中，先将联接有前体药转换酶的单克隆抗体或联接有前体药转换酶的融合蛋白质注入癌症患者体内，使其富集于癌的表面，再注入前体药，前体药到达癌症部位，为前体药转换酶转化为有活性的抗癌药，在该部位及其邻近部位杀死癌细胞，而在其它部位由于缺乏这种转换酶，前体药不能被转化为药物。这种方法能使癌症部位集中高浓度的抗癌药，而使药物的全身毒性降低到最小，因此这是未来全身性癌症治疗的新方向，被称为前体抗癌药。
本发明的第一个目的是提供一类含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物。
本发明的第二个目的是提供这类含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的制备方法。
本发明的第三个目的是提供含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的药物制剂。
本发明的第四个目的是提供含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的药物制剂的使用方法。
本发明所提供的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物，是具有如下通式的β-葡萄糖醛酸衍生物：
其中，X为氢、碱金属离子、碱土金属离子、氨离子、具有C1-4烷基的伯胺离子；Y为氧或-OCONH-；m，w各自为1、2或3；n为0、1或2；R1为氢或羟基；R2、R3和R4各自为氢、卤素、硝基、氰基；R5为氢、带有或不带有取代基的C1-4烷基、带有或不带有取代基的C1-4烯基、带有与不带有取代基的芳基。
本发明所提供的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的制备方法，其特征在于，先由通式2所示活性酯与通式3所示化合物反应，生成通式4所示带保护基团的前体抗癌化合物，除去保护基后得到通式5所示的前体抗癌化合物。
其中，X和R1、R2、R5的意义与权利要求1中的意义相同。
本发明所提供的含蒽环类细胞毒素前体抗癌化合物的药物，其剂型为片剂、针剂、丸剂、贴剂、微胶囊剂或脂质体。
本发明所提供含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物药物制剂的使用方法，其特征在于，单独使用所述药物、所述药物与联接有前体药转化酶的单克隆抗体联合使用或所述药物与接有前体药转化酶的融合蛋白质联合使用，对各种癌症进行治疗。
下面对本发明作详细描述。
本发明所提供的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物，是具有如下通式的β-葡萄糖醛酸衍生物：
其中，X为氢、碱金属离子、碱土金属离子、氨离子、具有C1-4烷基的伯胺离子；Y为氧或-OCONH-；m，w各自为1、2或3；n为0、1或2；R1为氢或羟基；R2、R3和R4各自为氢、卤素、硝基、氰基；R5为氢、带有或不带有取代基的C1-4烷基、带有或不带有取代基的C1-4烯基、带有与不带有取代基的芳基。
所述取代基是一个或一个以上、相同或者不相同的取代基。这些取代基可以是羟基、羧基、酯基、氨基、羰基、有机硅取代基或有机磷取代基。
本发明所述含蒽环类细胞毒素前体抗癌化合物，较佳的是m为1，n为0，w为1的化合物，更佳的是这些化合物中R1为羟基，R2为苷键邻位硝基，R5为C1-4烷基、C1-4烯基、芳香基。
本发明所提供的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的制备方法，其特征在于，先由通式2所示活性酯与通式3所示化合物反应，生成通式4所示带保护基团的前体抗癌化合物，除去保护基后得到通式5所示前体抗癌化合物。
其中，X和R1、R2、R5的意义与权利要求1中的意义相同。
所述通式2所示活性酯系通过结构式为6的中间体
与金属锂的有机化合物或金属镁的有机化合物加成，所得到的产物不经过分离直接与氯甲酸对硝基苯酯反应而制得。所述反应在0℃±4℃进行。
图1是制备本发明的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的反应流程图。
图1中的符号表示如下意义：
i.氢氧化钠，甲醇；
ii.吡啶，乙酸酐；
iii.溴化氢的乙酸溶液；
iv.氧化银，乙晴，4-羟基-3-硝基苯甲醛；
v.金属镁的有机化合物，乙醚，氯甲酸对硝基苯酯；
vi.N，N-二甲基甲酰胺，三乙胺；
vii.甲醇，蒸馏水，氢氧化钠。
且化合物11、13、14中，R5为甲基；化合物15、16、17中，R5为苯基；化合物18、19、20中，R5为正丁基。
本发明所提供的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的制剂是固体剂型或液体剂型。所述固体剂型为片剂、粉针剂、丸剂、贴剂、微胶囊剂等。所述液体剂型为注射液或脂质体。较佳的为粉针剂和注射液。
本发明含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的药物制剂中含安全有效量的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物和制药学上允许的载体。
所述制药学上允许的载体可以是常规制剂用的药用载体、赋形剂及其它添加剂，按常规使用的方法进行制备。
本发明所提供含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物药物制剂的使用方法包括：单独使用所述药物、所述药物与联接有前体药转化酶的单克隆抗体联合使用或所述药物与接有前体药转化酶的融合蛋白质联合使用，对各种癌症进行治疗。
本发明的前体抗癌化合物在β-葡萄糖醛酸苷酶作用下，分解出细胞毒素，从而发挥其药物作用。有些种类的癌症细胞自身含有大量这种前体药转化为有效药物所需的β-葡萄糖醛酸苷酶，而正常的细胞则不含有或仅含有极少这种酶，这样单独运用该前体药就可以达到癌症导向治疗的优异效果。
对于自身不含有或含有极少β-葡萄糖醛酸苷酶的癌症细胞，可以用单克隆抗体先联接这种酶，然后利用单克隆抗体对癌症细胞的亲和性，将这种酶富集在癌症部位，用来使后注入的前体药活化为有效药物，达到杀死癌症细胞的效果。
除了单克隆抗体外，也可以使用融合蛋白的方法，将酶先接在融合蛋白质上，这种融合蛋白质易与癌细胞接合，从而将酶带到癌症部位，再注入前体药时，癌症部位富集的酶即可分解前体药为有效药物，有效地杀死癌细胞。
以下为对本发明的制备方法和前体药的活性测试的举例描述，从任何意义上它都不是对本发明范围的限制。
实施例1本发明反应中化合物14的合成：
将150克γ-葡萄糖醛酸内酯7(0.85摩尔)在室温搅拌下分六次加入溶有1.5克的1升甲醇中，加完后继续反应5小时，蒸出甲醇，得到的产物用400毫升吡啶溶解，在低于4℃温度下滴加450毫升乙酸酐，加完后在室温下继续搅拌3小时；然后将此反应液在-20℃低温下过夜结晶，沉淀出产物；过滤所得晶体产物用乙醚洗涤2次；真空干燥得128克化合物8，产率40％。
核磁共振：1H，250MHz氘代氯仿为溶剂
δ(ppm)2.01-2.02(m，9H，COCH3)，2.09(S，3H，COCH3)
3.72(S，3H，-OCH3)，4.16(d，1H，J＝9.2Hz，糖-H)
5.08-5.33(m，3H，糖-H)5.74(d，1H.J＝7.7Hz.糖-H)
将120克化合物8(0.32摩尔)加入400毫升33％溴化氢的醋酸溶液中，室温下搅拌5小时，加入500毫升二氯甲烷，搅拌10分钟后，将此溶液倒入1000克的冰水中。分离出有机层，用200毫升二氯甲烷分两次萃取水层。将有机相合并在一起，用饱和的碳酸氢钠溶液洗涤三次，用无水硫酸钠干燥过夜，过滤除去干燥剂，滤液用旋转蒸发器蒸去溶剂，得到122克化合物9，产率96％。
核磁共振：1H，250MHz氘代氯仿为溶剂
δ(ppm)2.01(S，6H，COCH3)，2.06(S，3H，COCH3)
3.72(S，3H，-OCH3)，4.53(d，H，J＝5Hz，糖-H)
4.81(dd，1H，J1＝10Hz，J2＝4Hz，糖-H)
5.19(t，1H，J＝10Hz，糖-H)
5.56(t，1H，J＝10Hz，糖-H)，6.60(d，1H，J＝4Hz，糖-H)
将85克化合物9(0.21摩尔)溶入400毫升乙腈中，室温下加入40克氧化银(0.17摩尔)；搅拌下加入36克4-羟基-3-硝基苯甲醛(0.21摩尔)，反应3小时后用硅藻土过滤；滤液蒸干后得到86克化合物10，产率85％。
核磁共振：1H，250MH2，氘代氯仿为溶剂
δ(ppm)2.06(S，6H，COCH3)，2.11(S，3H，COCH3)
3.69(S，3H，-OCH3)，4.33(d，1H，J＝8Hz，糖-H)
5.27-5.44(m，4H，糖-H)，7.49(d，1H，J＝9Hz，芳基-H)
8.07(dd，1H，J1＝9Hz，J2＝2Hz，芳基-H)
8.29(d，1H，J＝2Hz，芳基-H)
加20克化合物10(41毫摩尔)与等摩尔的甲基溴化镁在乙醚中0℃下反应3小时后，加入8.2克氯甲酸对硝基苯酯，继续反应4小时。蒸干溶剂后，用乙腈重结晶得到17克化合物11，产率62％。
将220毫克化合物11(0.33毫摩尔)与192毫克化合物12(0.33毫摩尔)溶于10毫升无水N，N-二甲基甲酰胺中，加入70毫克三乙胺(0.69毫摩尔)在室温下反应4小时，减压下在水浴温度低于40℃下蒸干溶剂，得到的固体用50毫升二氯甲烷溶解，水洗三次，用无水硫酸钠干燥过夜，过滤除去干燥剂，蒸干二氯甲烷，得到红色固体产物331毫克(化合物13)，产率94％。熔点：144℃。
将100毫克化合物13(0.093毫摩尔)溶于6毫升甲醇与去离子水1比1的混合溶剂中，冷却至0℃，在氮气保护下加入0.5毫升的0.2N的氢氧化钠溶液，得到的深兰色溶液在此温度下继续反应2小时。用0.05N的盐酸中和至pH为6.5，减压下将溶剂浓缩为约原体积的一半，进行Sephadex柱层析，冷冻干燥，得到47毫克粉末状蓬松的红色固体产物14，产率54％。
实施例2本发明反应中化合物17的合成：
加1.5克化合物10(3.0毫摩尔)与等摩尔的苯基溴化镁在乙醚中0℃下反应3小时后，加入0.60克氯甲酸对硝基苯酯，继续反应5小时。蒸干溶剂后，用乙腈重结晶得到1.5克化合物15，产率71％。
将60毫克化合物15(0.083毫摩尔)与48毫克化合物12(0.083毫摩尔)溶于5毫升无水N，N-二甲基甲酰胺中，加入30毫克三乙胺(0.35毫摩尔)在室温下反应4小时，在水浴温度低于40℃下减压蒸干溶剂，得到的固体用20毫升二氯甲烷溶解，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，蒸干二氯甲烷，得到94毫克红色固体化合物16，产率98％。熔点：104℃。
将60毫克化合物16(0.053毫摩尔)溶于6毫升甲醇与去离子水1比1的混合溶剂中，冷却至0℃，在氮气氛围下加入0.5毫升的0.2N的氢氧化钠溶液，得到的深兰色溶液在此温度下继续反应2小时。用0.05N的盐酸中和至pH为6.5，减压下将溶剂浓缩为约原体积的一半，进行Sephadex柱层析，冷冻干燥，得到32毫克粉末状蓬松的红色固体产物17，产率62％。
实施例3本发明反应中化合物20的合成：
加3.0克化合物10(6.1毫摩尔)与等摩尔的丁基氯化镁在乙醚中0℃下反应4小时后，加入1.22克氯甲酸对硝基苯酯，继续反应2小时。蒸干溶剂后，用乙腈重结晶得到2.3克化合物18，产率53％。
将80毫克化合物18(0.11毫摩尔)与64毫克化合物12(0.11毫摩尔)溶于6毫升无水N，N-二甲基甲酰胺中，加入30毫克三乙胺(0.3毫摩尔)，在室温下反应4小时，在水浴温度低于40℃下减压蒸干溶剂，得到的固体用20毫升二氯甲烷溶解，水洗三次，用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，蒸干二氯甲烷，得到120毫克红色固体产物19，产率100％。熔点：101℃。
将60毫克化合物19(0.05毫摩尔)溶于6毫升甲醇与去离子水1比1的混合溶剂中，冷却至0℃，在氮气保护下加入0.5毫升的0.2N的氢氧化钠溶液，得到的深兰色溶液在此温度下继续反应2小时。用0.05N的盐酸中和至pH为6.5，减压下将溶剂浓缩为约原体积的一半，进行Sephadex柱层析，冷冻干燥，得到19毫克粉末状蓬松的红色固体产物20，产率40％。
实施例4前体抗癌化合物14的稳定性实验和酶转化实验：
稳定性实验：取500微升浓度为0.2毫克/毫升的前体抗癌化合物14，在pH为7.0的0.1M的磷酸缓冲液中，在37℃下孵化。用高效液相色谱检查，结果表明8小时后，没有分解产生的母体药物成分12。
酶转化实验：在上述相同条件下，加入10微升含量为每毫升1毫克的β-葡萄糖醛酸苷酶，测试结果表明8小时后，前体药物14已全部转化为母体药物12。
Claims (9)
1.含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物，其特征在于：其为一种β-葡萄糖醛酸衍生物，具有如下结构通式：
其中，X为氢、碱金属离子、碱土金属离子、氨离子、具有C1-4烷基的伯胺离子；Y为氧或-OCONH-；m，w各自为1、2或3；n为0；R1为氢或羟基；R2、R3和R4各自为氢、卤素、硝基、氰基；R5为带有或不带有取代基的C1-14烷基、带有或不带有取代基的C1-4烯基、带有与不带有取代基的芳基，所述取代基为羟基、羧基、酯基、氨基、羰基、有机硅取代基或有机磷取代基。
2.根据权利要求1所述的含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物，其中所述取代基是一个或一个以上、相同或者不相同的取代基。
3.根据权利要求1中所述的含蒽环类细胞素前体抗癌化合物，其中所述m为1，w为1。
4.根据权利要求3所述的含蒽环类细胞毒素前体抗癌化合物，其中R1为羟基，R2为苷键邻位硝基。
5.根据权利要求4所述的含蒽环类细胞毒素前体抗癌化合物，其中R5为C1-4烷基、C1-4烯基或芳香基。
6.含蒽环类细胞毒素的前体抗癌化合物的制备方法，其特征在于：先由通式2所示活性酯与通式3所示化合物反应生成通式4所示带保护基团的前体抗癌化合物，除去保护基后得到通式5所示前体抗癌化合物
其中，X和R1、R2、R5的意义与权利要求1中的意义相同。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征还在于：所述通式2所示活性酯系通过结构式为6的中间体
与金属锂的有机化合物或金属镁的有机化合物加成，得到的产物不经过分离直接与氯甲酸对硝基苯酯反应而制得。
8.含权利要求1所述含蒽环类细胞毒素前体抗癌化合物的药物，其剂型为片剂、针剂、丸剂、贴剂、微胶囊剂或脂质体。
9.权利要求1所述含蒽环类细胞毒素前体抗癌化合物的用途，其特征在于，用于制备治疗癌症的药物，所述药物单独使用、或与联接有前体药转化酶的单克隆抗体联合使用，或所述药物与接有前体药转化酶的融合蛋白质联合使用。
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