新型的斑蝥胺和去甲斑蝥胺衍生物及其在医药中的应用 技术领域 本发明涉及一种新型的斑蝥胺和去甲斑蝥胺衍生物, 尤其是涉及一种寡聚乙二醇 斑蝥胺和去甲斑蝥胺衍生物, 以及由该活性衍生物在抗癌等医药中的应用。 背景技术 斑蝥素 (Cantharidin), 系从地胆科斑蟊属昆虫斑蟊 (Myladris sidae)体内提取出的一 种单萜烯类成分。斑蟊素为一种天然毒素,实验证明斑蟊素对小鼠腹水肝癌有抑制作用, 对网状细胞肉瘤 L2也有效。 临床用于原发肝癌有一定的疗效, 主观症状改善, 生存时 间延长, 部分病例可见肿块缩小。 对乳腺癌、 食道癌、 肺癌等亦有一定效果。 其作用原 理可能是首先抑制癌细胞的蛋白磷酸酯酶 I(PP1) 和 2A (PP2A), 它们在细胞分离增生中 发挥着重要作用, 继而影响 RNA和 DNA的合成, 最终抑制癌细胞的生长和分裂。 同时, 斑蝥素有促进白细胞增加的作用。 从而提高机体固有的抗癌功能。 然而,斑蝥素的毒副 作用非常大。对泌尿系统和胃肠系统有很大的刺激, 如血尿和恶心。此毒副作用大大限 制了斑蝥素的抗癌应用。 去-甲斑蝥素 (Norcantharidin, NCTD)是斑蝥素的合成衍生物, 它对蛋白磷酸酯酶 I和 2A的抑制效果较弱, 但同样能够对癌细胞发挥作用。 其毒副作用仍然限制了其抗癌应 用。 甲基斑蝥胺 (N-methylcantharidimide)和羟基斑蝥胺 (N-hydroxycantharidimide)系斑 蝥素的一种酰亚胺基衍生物。 甲基斑蝥胺和羟基斑蝥胺的毒副作用大大降低。动物试验 表明, 羟基斑蝥胺的抗癌作用与斑蝥素相似, 但其毒性仅为斑蝥素的五百分之一。 近期, 国际专利 WO02/07989公开了一种氨基酸去甲斑蝥胺衍生物。 这些氨基酸去 甲斑蝥胺衍生物同样对蛋白磷酸酶酯具有和斑蟊素类似的抑制作用。
斑蝥素 (Cantharidin) 去甲斑蝥素 (Norcantharidin)
氨基酸去甲斑蝥胺衍生物 对斑蝥胺的衍生物, 仍然有必要进一步开发, 以选择具有更好抗癌作用和更低毒 副作用的药物。 发明内容 本发明的目的在于提供一种新型的斑蝥胺和去甲斑蝥胺衍生物。 该种新型的斑蝥 胺衍生物具有提高的水溶性、 大大降低其毒副作用, 增强抗癌疗效。 同时, 该种新型的 斑蝥胺衍生物具有口服生物利用度高的特征。 因此, 可采用注射给药和口服给药方式。 根据本发明的一个方面, 提供了一种通式 I的化合物:
(I)
其中-
P是亲水性基团,为乙二醇寡聚物或氨基酸寡聚物;
Ri, R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
R'为选自由11、 羟基、 取代或未取代的 d-12烷基、 取代或未取代的芳基、 芳烷基 和杂垸基组成的组的基团。 当 P为乙二醇寡聚物时, 所述的化合物为通式 la的化合物:
(la)
其中:
n是 1一 12中的一个整数, 优选为 1或 2;
Ri, R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
R'为选自 H、 取代或未取代的 d-12垸基、 取代或未取代的芳基、 芳烷基和杂垸 基组成的组的基团, 优选为 H或 CM的垸基, 更优选为 H或甲基。 当 R'为 H时, 通式 la的化合物还可和聚乙二醇衍生物, 如甲氧基聚乙二醇谷氨酸 寡肽、 甲氧基聚乙二醇乙酸等结合形成聚合物负载的化合物形式,获得更好抗癌作用和 更低毒副作用的药物。 当 P为氨基酸寡聚物时, 所述的化合物是通式 lb的化合物:
(lb)
其中- n是 1一 12中的一个整数, 优选为 1或 2;
Rl5 R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
R'为选自由11、 取代或未取代的 12烷基、 取代或未取代的芳基、 芳烷基和杂烷 基组成的组的基团;
R3, R4相同或不同, 分别是氨基酸上的取代基团, 优选为 H或甲基。 此化合物还可和聚乙二醇衍生物,如甲氧基聚乙二醇、 甲氧基聚乙二醇乙胺等结合 形成聚合物负载的化合物形式, 获得更好抗癌作用和更低毒副作用的药物。 根据本发明的另一个方面, 提供了一种合成通式 I 化合物的中间产物, 即通式 II 的化合物:
其中-
P是亲水性基团, 为乙二醇寡聚物或氨基酸寡聚物;
Ri , R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
R'为选自由11、 羟基、 取代或未取代的 烷基、 取代或未取代的芳基、 芳垸基 和杂烷基组成的组的基团。 当 P为乙二醇寡聚物时, 所述的化合物为通式 Ila的化合物:
n是 1一 12中的一个整数, 优选为 1或 2;
Ri, R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
R'为选自由H、 取代或未取代的 C
12烷基、 取代或未取代的芳基、 芳烷基和杂烷 基组成的组的基团, 优选为 H或 C
14的垸基。 当 P为氨基酸寡聚物时, 所述的化合物为通式 lib的化合物:
(lib)
其中- n是 1一 12中的一个整数, 优选为 n为 1或 2;
Ri, R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
R'为选自由 H、 取代或未取代的 — 12烷基、 取代或未取代的芳基、 芳烷基和杂烷 基组成的组的基团, 优选为 H或 Q— 4垸基; '
R3, R4相同或不同, 分别是氨基酸上的取代基团, 优选为 H或甲基。 本发明还涉及上述斑蟊胺、去甲斑蟊胺的衍生物与水溶性聚合物的结合物,所述的 结合物具有通式 III的结构:
(III)
其中,
所述的 P是 0, 或者是选自乙二醇寡聚物或氨基酸寡聚物的亲水性基团; Rh R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
Y是 0, (CH2)iO或者氨基酸寡聚物, 其中 i是 1一 6中的一个整数;
Poly为通式 IV的水溶性聚合物,
— (CH2CH20)m— R" (IV)
其中,
m是一个平均数, 选自于 100— 1500;
R"为选自由11、 取代或未取代的 C^12烷基、 取代或未取代的芳基、 芳垸基和杂垸 基组成的组的基团。
当 Poly为聚乙二醇时, 所述的化合物为通式 Ilia或者 nib的化合物:
(nib)
当 Poly为聚乙二醇且 Y是氨基酸寡聚物时, 所述的结合物为通式 IIIc的结合物,
(IIIc)
并且, D是 H或者为
但不同时为 H。
根据本发明的再一个方面, 提供了所述的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。
根据本发明的又一个方面,提供了含有上述化合物的抗肿瘤药物制剂,优选所述的 制剂为口服剂或者注射剂。 具体实施方式 以亲水基团 P为乙二醇寡聚物为例,本发明的新型的斑蝥胺和去甲斑蝥胺衍生物由 斑蝥素或者去甲斑蝥素和含有自由胺基的乙二醇寡聚物反应形成酰胺衍生物 (IIa),然后 通过结构环化形成环酰亚胺衍生物 (Ia)。 所述的反应如以下通式所示:
(Ha) (la) 其中- n是 1一 12中的一个整数;
Ri , R2分别独立地选自于 H或者 CH3 ;
R'为选自由1、 取代或未取代的 d— 12烷基、 取代或未取代的芳基、 芳烷基和杂烷 基组成的组的基团。 当亲水基团 P为氨基酸寡聚物时, 可以类似地按照上述方式合成得到所需要的通 式 (lib)和通式 (lb)和化合物。 另外, 当 R'为 H时, 通过可通过例如酯基将亲水性聚合物 Poly负载到通式 I或者 通式 II的化合物上, 形成 Poly— L一 D形式的结合物, 其中, L是连接基团。 该过程可 简单地如下所示:
^ ^ DCC/DMAP x ,
R—— COOH + HO J ► R COO—— C J
CH2C12
酯基在生物体中可以通过生物降解的方式除去, 而释放出化合物。
亲水性聚合物 Poly优选聚乙二醇。 聚乙二醇衍生物的结构中包括了聚合物支链部 分和端基功能团部分, 分别描述如下。 聚乙二醇 (PEG), 其结构通式如下所示:
一 (CH2C 0)m—R', (IV)
其中:
R"为选自由11、 取代或未取代的 — 12烷基、 取代或未取代的芳基、 芳垸基和杂烷 基组成的组的基团;
m为一个平均数, 表征其聚合度。 当 R"为低级烷基时, R"可以是含有 1一 6个碳原子的任何低级垸基, 如甲基、 乙 基、 正丙基、 异丙基、 正丁基、 异丁基、 正戊基或正己基。 当 R"为环垸基时, R"优选 为含 3— 7个碳原子的环垸基, 如环丙基、 环丁基和环己基。 优选的环垸基为环己基。 其典型的化合物是甲氧基聚乙二醇 (mPEG)。 其他聚乙二醇类似物或聚乙二醇共聚物 也可用于此发明应用, 如聚丙二醇、 聚乙烯醇、 聚丙烯吗啉等。 对聚乙二醇而言,一般釆用分子量予以表示,只要使形成结合物的聚乙二醇的分子 量为 300〜60000道尔顿, 这相当于 m为大约 6〜1300。 更优选的是, m为 28、 112和 450, 这分别相应于分子量为 1325、 5000和 20000。 由于通常由其平均分子量而非自重 复单元限定的起始 PEG化合物的潜在不均一性, 优选用分子量表征聚乙二醇聚合物, 而不是用整数 m表示 PEG聚合物中的自重复单元。各种分子量的起始 PEG化合物可以 通过本领域中的已知方法制备或者可以从商业来源得到。 研究表明, 本发明的新型斑蝥胺衍生物水溶性有所提高, 毒副作用小, 抗癌疗效 有所增强。 同时, 该种新型的斑蝥胺衍生物口服生物利用度比较高。 本发明的新型的斑蝥胺和去甲斑蝥胺衍生物可以纯化合物形式或适宜的药物组合 物进行给药, 可采用任何可接受的给药方式或用于类似用途的试剂进行。 因此, 本发明 的另一个方面是提供包含所述新型衍生物的药物组合物。 釆用的给药方式可选择通过 口、 鼻内、 直肠、 透皮或注射给药方式, 其形式为固体、 半固体、 冻干粉或液体药剂形 式给药, 例如, 片剂、 栓剂、 丸剂、 软和硬明胶胶囊剂、 散剂、 溶液剂、 混悬剂或气雾 剂等,优选釆用适用于精确剂量的简单给药的单元剂量形式。组合物可包含常规药用载 体或赋形剂和作为活性成分(一种或多种)的本发明的新型衍生物, 此外, 还可包含其 它药剂、 载体、 辅剂等。 通常,根据所需给药方式,药学上可接受的组合物将包含约 1至约 99重量%的本发 明新型衍生物、 以及 99至 1重量%的适宜的药用赋形剂。 优选组合物包含约 5至 75 重量%的本发明新型衍生物, 其余为适宜的药用赋形剂。
给药途径是注射给药或者口服给药方式,采用常规日剂量方案,该方案可根据疾病 的严重程度进行调整。本发明的新型衍生物或其药学上可接受的盐也可配制成注射用剂 : 例如使用约 0.5至约 50 %的活性成分分散于可采用液体形式给药的药用辅剂中,实例为 水、 盐水、 含水葡萄糖、 甘油、 乙醇等, 从而形成溶液剂或混悬剂。 可采用液体形式给 药的药物组合物例如可通过溶解、分散等手段将本发明的结合物(约 0.5至约 20 % )和 选择性存在的药用辅剂溶解、 分散于载体中, 载体的实例为水、 盐水、 含水葡萄糖、 甘 油、 乙醇等, 从而形成溶液剂或混悬剂。 如果需要的话,本发明的药物组合物还可包含 少量的辅助物质, 如润湿剂或乳化剂、 pH缓冲剂、 抗氧化剂等, 例如: 柠檬酸、 脱水 山梨醇单月桂酸酯、 三乙醇胺油酸酯、 丁基化羟基甲苯等。 该类剂型的实际制备方法是本领域的技术人员公知的或者显而易见的, 例如可参 见 Remington's Pharmaceutical Sciences, 第 18版, (Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania, 1990)。 无论如何, 按照本发明的技术, 所使用的组合物将含有治疗有效量 的本发明结合物, 以用于治疗相应的疾病。 实施例 下面结合实例描述本发明的结合物及其制备方法, 它不限制本发明, 本发明的范围 由权利要求限定。
实施例 1 : 羟基乙基去甲斑蝥胺 (1)的合成
330毫克去甲斑蝥素 (Norcantharidin), 124毫克 2-乙醇胺溶于 25毫升无水甲苯中, 再添加 60毫克干燥的三乙胺。 溶液在 80°C搅拌 6小时,然后氮气保护下搅拌回馏过夜。 溶液浓缩, 残余物溶解在 20毫升二氯甲烷中, 用 NaHC03溶液洗涤一次, 用 HC1溶液 (1M)洗涤一次, 有机相用无水硫酸钠干燥, 然后旋转蒸发浓缩, 产物色谱柱纯化 (乙酸 乙酯: 己烷,15:1), 真空干燥。 产率: 240毫克。 实施例 2: 甲氧基乙基去甲斑蝥胺 (2)的合成
330毫克去甲斑蝥素 (Norcantharidin), 152毫克 2甲氧基-乙胺溶于 25毫升无水甲 苯中。 溶液在氮气保护下 80°C搅拌 6小时。 降温室温, 添加 5毫升干燥的乙酸酐, 氮 气保护下 120°C回馏过夜。 溶液浓缩, 残余物溶解在 20毫升二氯甲烷中, 用 NaHC03 溶液洗涤, 用 HC1溶液 (1M)洗涤一次, 有机相用无水硫酸钠干燥, 然后旋转蒸发浓缩, 产物色谱柱纯化 (乙酸乙酯: 己烷,10:1), 真空干燥。 产率: 320毫克。 实施例 3 : 羟基乙二醇乙基去甲斑蝥胺 (3)的合成
CHpCHpOCHpCH OH
330 毫克去甲斑蝥素(Norcantharidin), 212 毫克 2-(2-胺基乙醚) -乙醇 (NH2CH2CH2OC¾CH2OH)溶于 25毫升无水甲苯中, 再添加 60毫克干燥的三乙胺。 溶 液在 80°C搅拌 6小时, 然后氮气保护下搅拌回馏过夜。 溶液浓缩, 残余物溶解在 20毫 升二氯甲烷中, 用 NaHC03溶液洗涤一次, 用 HC1溶液 (1M)洗涤一次, 有机相用无水 硫酸钠干燥, 然后旋转蒸发浓缩, 产物色谱柱纯化 (乙酸乙酯: 己烷,12:1), 真空干燥。 产率: 200毫克。 实施例 4: 甲基乙二醇乙基去甲斑蝥胺 (4)的合成
(4)
330 毫克去甲斑蝥素 (Norcantharidin) , 240 毫克 2-(2-甲氧基乙醚)—乙胺 (NH2CH2CH2OC¾CH2OCH3)溶于 25毫升无水甲苯中。 溶液在 80°C搅拌 6小时。 降温 室温, 添加 5毫升干燥的乙酸酐, 氮气保护下 120°C搅拌回镏过夜。 溶液浓缩, 残余物 溶解在 20毫升二氯甲烷中,用 NaHC03溶液洗涤,用 HC1溶液 (1M)洗涤一次,有机相用 无水硫酸钠干燥, 然后旋转蒸发浓缩, 产物色谱柱纯化 (乙酸乙酯: 己烷, 10:1), 真空干 燥。 产率: 260毫克。
实施例 5: 甲基乙二醇乙基去甲斑蝥酰胺酸 (5)的合成
330 毫克去甲斑蝥素 (Norcantharidin) , 240 毫克 2-(2-甲氧基乙醚)一乙胺 (NH2CH2CH2OC¾C¾OCH3)溶于 25毫升无水甲苯中。 溶液在 80°C搅拌 6小时。 降温 室温,溶液旋转蒸发浓缩, 产物色谱柱纯化 (乙酸乙酯: 己烷, 10:1), 真空干燥。 产率: 420毫克。
实施例 6: 甘氨酸二肽去甲斑蝥酰胺酸 (6)的合成
300毫克去甲斑蝥素 (Norcantharidin), 200毫克甘氨酸二肽溶于 25毫升无水甲 苯 中, 再添加 300毫克干燥的三乙胺。 溶液在 80°C搅拌 6小时, 然后氮气保护下搅拌回 馏过夜。 溶液浓缩, 产物色谱柱纯化 (乙酸乙酯: 己院, 12:1), 真空干燥。 产率: 200 毫克。 实施例 7: 甘氨酸二肽去甲斑蝥胺 (7)的合成
(7)
200毫克甘氨酸二肽去甲斑蝥酰胺酸溶于 25毫升无水甲 苯中, 添加 5毫升 干燥 的乙酸酐, 氮气保护下 120°C搅拌回镏过夜。 溶液浓缩, 产物色谱柱纯化 (乙酸乙酯: 己 垸,12:1), 真空干燥。 产率: 100毫克。 实施例 8: 甲氧基聚乙二醇乙酸与羟基乙基去甲斑蝥胺的结合物的制备
2.0克甲氧基聚乙二醇乙酸 (分子量 10000)、 0.12克羟基乙基去甲斑蝥胺、 0.06克 4一二甲基氨基吡啶 (DMAP) 溶于 20毫升无水二氯甲烷中, 再添加 0.1克二环己基碳 二亚胺 (DCC)。 溶液在氮气保护下, 室温过夜搅拌反应。 过滤除去沉淀, 多余溶剂旋 转蒸发除去,残余物添加 50毫升异丙醇(IPA), 过滤,产物真空干燥。产率: 1.8克(90 % )。 熔点: 59—62'C。
CH30- CH2
(8)
实施例 9: 甲氧基聚乙二醇乙酸与羟基斑蝥胺的结合物的制备
(9)
3.0克甲氧基聚乙二醇乙酸(分子量 10000)、 0.18克羟基斑蝥胺、 0.12克 4一二甲 基氨基吡啶 (DMAP) 溶于 20毫升无水二氯甲垸中, 再添加 0.15克二环己基碳二亚胺 (DCC)o 溶液在氮气保护下, 室温过夜搅拌反应。 过滤除去沉淀, 多余溶剂旋转蒸发 除去, 残余物添加 50毫升异丙醇(IPA), 过滤, 产物真空千燥。 产率: 2.7克 (90% )。 熔点: 59— 62°C。
实施例 10: 甲氧基聚乙二醇谷氨酸寡肽与羟基乙基去甲斑蝥胺的结合物的制备
2.0克甲氧基聚乙二醇谷氨酸二肽 (分子量 10000)、 0.40克羟基乙基去甲斑蝥胺、 0.24克 4一二甲基氨基吡啶(DMAP)溶于 20毫升无水二氯甲烷中, 再添加 0.3克二环 己基碳二亚胺 (DCC)。 溶液在氮气保护下, 室温过夜搅拌反应。 过滤除去沉淀, 多余 溶剂旋转蒸发除去, 残余物添加 50毫升异丙醇 (IPA), 过滤, 产物真空干燥。 产率: 1.9克 (95 % )。 熔点: 60-63 °C c