CN1523018A - 杂多酸5－氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物及其合成方法 - Google Patents

Abstract

杂多酸5－氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物及其合成方法。本发明属于化学合成药物及其合成方法，涉及到杂多酸5－氟尿嘧啶盐类化学药物及其合成方法。5－氟尿嘧啶是一种抗代谢药物，它主要通过抑制DNA合成中所需的叶酸，嘌呤，嘧啶及嘧啶核苷途径而抑制肿瘤细胞的生存和复制所需的代谢途径，从而导致肿瘤细胞的死亡。但该药首过效应严重，且治疗剂量与毒性剂量相近，毒副作用较强。本发明是利用杂多化合物的特性，借助于分子自组装，采用有机－无机杂化方法，对5－氟尿嘧啶进行化学修饰，合成了含有通式A_xB_y[X_jM_12－mO₄₀]·nH₂O(POM－Fu)的抗癌药物。该药物抗肿瘤活性高、毒副作用低、价格低廉。

Description

杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物及其合成方法

技术领域

本发明属于化学合成药物及其合成方法，涉及到杂多酸5-氟尿嘧啶盐类化学药物及其合成方法。

背景技术

恶性肿瘤是一种严重威胁人类健康的常见病和多发病，人类因恶性肿瘤而引起的死亡率现已占所有疾病死亡率的第二位。目前肿瘤的治疗一般有手术治疗、放射治疗和化学治疗等，但在很大程度上仍以化学治疗为主。现有的抗肿瘤药物虽然能治愈部分肿瘤，对大多数肿瘤也有一定疗效，但存在治疗效率低，选择性差，毒副作用大及癌细胞耐药等问题，因此对现有临床疗效但副作用较大的抗癌药物的化学修饰以寻找高效、低毒、特异的抗肿瘤药物是目前肿瘤药 物研究的当务之急。5-氟尿嘧啶是一种抗代谢药物，它主要通过抑制DNA合成中所需的叶酸，嘌呤，嘧啶及嘧啶核苷途径而抑制肿瘤细胞的生存和复制所需的代谢途径，从而导致肿瘤细胞的死亡。临床上它主要用于治疗绒毛膜上皮癌，结肠癌，肝癌，胃癌等多种癌症，抑瘤谱比较广，但该药首过效应严重，且治疗剂量与毒性剂量相近，毒副作用较强，使其临床应用受到很大限制。

杂多化合物属于多金属氧族化合物，其药物化学研究七十年代就有报道，八十年代法国Jasmin等报道(NH₄)₁₇[NaSb₉W₂₁O₈₆]14H₂O(HPA-23)可抑制由病毒诱发的肿瘤，如抑制鼠的白血病和肉瘤病毒。八十年代末匈牙利的Jozsef在抗癌专利药方中首次使用了(NH₄)₆[Mo₇O₂₄]₆H₂O作为抗癌药物。九十年代日本Yamase等提出(NH₃P_r ⁱ)₆[Mo₇O₂₄]3H₂O(PM-8)抗肿瘤作用的氧化还原机理。二○○○年王晓红等报道β-(NBu₄)₇[(CpTi)₃SiW₉O₃₇]的体内外抗肿瘤作用。近年来，许多研究者根据杂多化合物的特点设计合成了一些杂多化合物与生物小分子如氨基酸，嘧啶及二肽等结合生成有机-无机杂化的具有一定生物学活性的新型化合物。

本发明是利用杂多化合物的特性，借助于分子自组装，采用有机-无机杂化方法，对5-氟尿嘧啶进行化学修饰，合成了在现有报道中没有的含有通式A_xB_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O(POM-Fu)的抗癌药物。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种抗肿瘤活性高、毒性低、价格低廉的抗癌药物；

本发明的目的之二在于提供一种制备上述药物的方法。

本发明的目的是这样达到的：

本发明的抗癌药物是以通式A_xB_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O所表示的具有Keggin结构的Mo或W系杂多酸5-氟尿嘧啶盐化合物，(A：5-氟尿嘧啶；B：碱金属；X：为周期表中IIIA-VA族或d区过渡元素中的一种；M为Mo，W；通常情况下x＝1-6，y＝0-5，m＝0-3；j＝1；n＝2-15)其结构中X为杂原子，通常以四面体(XO₄)构型与四个氧原子连接，M是配原子，以八面体配位与周围六个氧原子连接。结构中共有四组三金属簇(M₃O₁₃)，它们之间共角连接。

本化合物易溶于水或极性有机溶剂中，本发明的抗癌药物的水溶液在pH＝3-8时化学性质是稳定的。

杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗癌药物的制备方法：将二水合钨酸钠(或钼酸钠)500g(1.52mol)、含IIIA-VA族或d区过渡元素的化合物0.40mol(例如硅酸钠，硼酸等)溶解在1000g蒸馏水中。用6M HCL酸化，回馏，过滤。向滤液中加入一定量(1.34mol)碱金属盐或氨基酸盐得白色沉淀物，沉淀物用350g热水重结晶，得到一定质量的固体B_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O。其中B为碱金属，氨基酸阳离子，X为周期表中IIIA-VA族或d区过渡元素中的一种，M＝W或Mo，y＝1-6，j＝1，m＝0-3，n＝2-15。一定质量B_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O溶于400g水，加入一定量5-氟尿嘧啶，40-80℃搅拌3-8h，几天后析出固体A_xB_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O。

一、药效学实验

(一)体外实验：MTT法检测药物对肿瘤细胞抑制作用

1、实验材料

肿瘤细胞  SMMC-7721(人肝癌细胞)

          Hela(人宫颈癌细胞)

          SGC-7901(人胃癌细胞)

培养液    含10％小牛血清的RPMI1640的培养液

2、实验步骤

常规复苏细胞，待细胞生长状态良好，调细胞浓度至5×10⁴个/ml。96孔板培养，每孔加入细胞悬液200μl于37℃ 5％CO₂培养24h后，实验组设10个浓度，每个浓度四复孔，每孔加入药液20μl，同时设阳性对照、阴性对照。37℃ 5％CO₂培养箱内继续培养72h，实验结束前4h每孔加入5mg/ml MTT继续培养4h，弃上清液，以DMSO溶解MTT甲提沉淀，震荡混匀后在酶标仪570nm处测OD值。根据所测OD值按下列公式计算抑制率。

抑制率＝(1-实验组OD值/对照组OD值)×100％

同一样品不同浓度所得的不同抑制率经统计处理求得半数抑制浓度IC₅₀

3、实验结果

              表1 POM-Fu对SMMC-7721人肝癌细胞的抑制作用

剂量(μmol/ml)           OD                    抑瘤率

对照组                   1.166±0.058

8.70×10^-4              1.104±0.076          5.31

1.74×10^-3              0.919±0.055          21.18

3.48×10^-3              0.791±0.057          32.16

6.96×10^-3              0.731±0.103          37.30

1.39×10^-2              0.684±0.037          41.33

2.78×10^-2              0.557±0.084          52.22

5.57×10^-2              0.299±0.063          74.35

1.11×10^-1              0.216±0.059          81.47

2.22×10^-1              0.124±0.039          89.36

4.44×10^-1              0.058±0.013          95.03

IC₅₀＝1.618×10^-2μmol/ml

                  表2 POM-Fu对SGC-7901人胃癌细胞的抑制作用

剂量(μmol/ml)           OD                    抑瘤率

对照组                   1.332±0.044

8.70×10^-4              1.246±0.050          6.46

1.74×10^-3              1.227±0.0034         7.88

3.48×10^-3              1.166±0.075          12.46

6.96×10^-3              1.135±0.010          14.79

1.39×10^-2               1.017±0.056          23.65

2.78×10^-2               0.866±0.016          35.02

5.57×10^-2               0.571±0.026          57.10

1.11×10^-1               0.471±0.020          64.62

2.22×10^-1               0.383±0.026          71.25

4.44×10^-1               0.365±0.039          72.60

IC₅₀＝5.89×10^-2μmol/ml

              表3 POM-Fu对Hela人宫颈癌细胞的抑制作用

剂量(μmol/ml)           OD                    抑瘤率

对照组                   1.542±0.104

8.70×10^-4              1.264±0.070          18.00

1.74×10^-3              1.257±0.065          18.48

3.48×10^-3              1.207±0.112          21.73

6.96×10^-3              1.277±0.134          20.43

1.39×10^-2              1.154±0.151          25.16

2.78×10^-2              1.005±0.131          34.82

5.57×10^-2              0.699±0.027          54.73

1.11×10^-1              0.571±0.019          62.97

2.22×10^-1              0.520±0.020          67.28

4.44×10^-1              0.388±0.026          74.84

IC₅₀＝5.44×10^-2μmol/ml

POM-Fu对SMMC-7721人肝癌细胞的半数抑制浓度为1.618×10^-2μmol/ml。对SGC-7901人胃癌细胞的半数抑制浓度为5.89×10^-2μmol/ml。对Hela人宫颈癌细胞的半数抑制浓度为5.44×10^-2μmol/ml。

(二)体内实验

1、实验材料：受试药物：POM-Fu

实验动物：实验用昆明小鼠系吉林大学实验动物部提供体重20±2g雌雄各半，共50支。

2、实验方法：实验设50、100、200mg/kg三个剂量组及H₂₂小鼠肝癌细胞感染对照组，每日经口腔给药。对照组每日经口腔给生理盐水。小鼠右后肢皮下接种H₂₂癌细胞1106个，给药11天，第12天处死，解剖称取瘤重，计算抑瘤率。

3、实验结果：

          表4.1 POM-Fu对荷瘤小鼠瘤重的影响

剂量(mg/kg)              瘤重(g)               抑瘤率(％)

对照                     1.693±0.631

50                       1.451±0.728          14.29

100                      0.881±0.497          47.96

200                      0.391±0.508          76.91

P＜0.05  n＝8

实验结果表明POM-Fu对H₂₂感染小鼠移植性肿瘤在200mg/kg抑瘤率为76.91

二、急性毒性实验：

将60只健康昆明系小白鼠，体重20±2g，雌雄各半，随机分成6组，每组10只(雌雄各半)最高剂量2500mg/kg，最低剂量500mg/kg，公比为1.38，各剂量组药液等比稀释，按体重经口灌胃给药，实验前禁食12h，给药后观察小鼠中毒反应，记录小鼠死亡时间，并作尸体解剖，连续观察二周，采用改良寇氏法计算LD₅₀

                      表5.杂多酸5-氟尿嘧啶盐LD₅₀实验结果

组别     剂量       剂量对数    动物数    死亡数    p      q＝1-p   pq

         (mg/kg)

6        2500       3.398       10        10        1.0    0        0

5        1812       3.258       10        6         0.6    0.4      0.24

4        1313       3.118       10        6         0.6    0.4      0.24

3        951        2.978       10        4         0.4    0.6      0.24

2        689        2.838       10        2         0.2    0.8      0.16

1        500        2.699       10        2         0.2    0.8      0.16

结果表明：半数致死剂量LD₅₀为1117.38mg/kg，LD₅₀ 95％可信范围为911.59-1369.6mg/kg

附图说明

附图1为杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物的合成工艺流程图

附图2为杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物的红外光谱图

附图3为杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物的¹⁸³W核磁共振光谱图

附图4为杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物的H¹核磁共振光谱图

具体实施方式

实施方式1

杂多酸5-氟尿嘧啶盐的制备方法：将二水合钨酸钠(500g，1.52mol)，硼酸(25g，0.4mol)溶在1000g蒸馏水中，6M HCL酸化，回馏4h，过滤，向滤液中加入100g固体氯化钾得白色沉淀物。沉淀物用350g热水重结晶，得到固体K₅BW₁₂O₄₀·nH₂O 150g，将K₅BW₁₂O₄₀·nH₂O溶于400g水，加入32g 5-氟尿嘧啶，40-80℃搅拌4-7h，几天后析出固体[C₄H₃N₂O₂F]_xK_y[BW₁₂O₄₀]·nH₂O(x＝1-5；y＝0-4；n＝2-15))。

实施方式2

杂多酸5-氟尿嘧啶盐的制备方法：将二水合钨酸钠(396g，1.2mol)，水合硅酸钠(22g，0.18mol)溶在2000g蒸馏水中，6M HCL酸化，加热搅拌浓缩，过滤。向滤液中加入100g固体氯化钾，得白色沉淀物。沉淀物用400g热水重结晶得固体K₄SiW₁₂O₄₀·nH₂O 100g，将K₄SiW₁₂O₄₀·nH₂O 100g溶于350g水中，加入5-氟尿嘧啶17g，40-80℃搅拌4-8h，几天后析出固体[C₄H₂N₂O₂F]_xK_y[SiW₁₂O₄₀·nH₂O](x＝1-4，y＝0-3，n＝2-15)。

Claims (5)

1、一种杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物，其特征是以通式A_xB_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O所表示的具有Keggin结构的Mo或W系杂多酸5-氟尿嘧啶盐化合物，(A：5-氟尿嘧啶；B：碱金属；X：为周期表中IIIA-VA族或d区过渡元素中的一种；M为Mo，W；通常情况下x＝1-6，y＝0-5，m＝0-3；j＝1；n＝2-15)其结构中X为杂原子，通常以四面体(XO₄)构型与

四个氧原子连接，M是配原子，以八面体配位与周围六个氧原子连接，结构中共有四组三金属簇(M₃O₁₃)，它们之间共角连接。

2、按权利要求1所述的杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物，其特征是所述的X为硼酸或硅酸钠。

3、一种杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物的合成方法，其特征是将二水合钨酸钠(或钼酸钠)500g(1.52mol)、含IIIA-VA族或d区过渡元素的化合物0.40mol(例如硅酸钠，硼酸等)溶解在1000g蒸馏水中，用6M HCL酸化，回馏，过滤，向滤液中加入一定量(1.34mol)碱金属盐或氨基酸盐得白色沉淀物，沉淀物用350g热水重结晶，得到一定质量的固体B_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O.其中B为碱金属，氨基酸阳离子，X为周期表中IIIA-VA族或d区过渡元素中的一种，M＝W或Mo，y＝1-6，j＝1，m＝0-3，n＝2-15.一定质量B_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O溶于400g水，加入一定量5-氟尿嘧啶，40-80℃搅拌3-8h，几天后析出固体A_xB_y[X_jM_12-mO₄₀]·nH₂O。

4、按权利要求3所述的杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物的合成方法，其特征是：将二水合钨酸钠(500g，1.52mol)，硼酸(25g，0.4mol)溶在1000g蒸馏水中，6M HCL酸化，回馏4h，过滤，向滤液中加入100g固体氯化钾得白色沉淀物，沉淀物用350g热水重结晶，得到固体K₅BW₁₂O₄₀·nH₂O 150g，将K₅BW₁₂O₄₀·nH₂O溶于400g水，加入32g 5-氟尿嘧啶，40-80℃搅拌4-7h，几天后析出固体[C₄H₃N₂O₂F]_xK_y[BW₁₂O₄₀]·nH₂O(x＝1-5；y＝0-4；n＝2-15))。

5、按权利要求3所述的杂多酸5-氟尿嘧啶盐类抗肿瘤药物的合成方法，其特征是将二水合钨酸钠(396g，1.2mol)，水合硅酸钠(22g，0.18mol)溶在2000g蒸馏水中，6M HCL酸化，加热搅拌浓缩，过滤，向滤液中加入100g固体氯化钾，得白色沉淀物，沉淀物用400g热水重结晶得固体K₄SiW₁₂O₄₀·nH₂O 100g，将K₄SiW₁₂O₄₀·nH₂O 100g溶于350g水中，加入5-氟尿嘧啶17g，40-80℃搅拌4-8h，几天后析出固体[C₄H₂N₂O₂F]_xK_y[SiW₁₂O₄₀·nH₂O](x＝1-4，y＝0-3，n＝2-15)。

Images