二胺抗癌药物的制作方法

专利名称：二胺抗癌药物的制作方法
二胺抗癌药物
一、 技术领域 本发明涉及手性有机二胺衍生物的选择性抗癌活性。
二背景技术：
文献中曾经报道过链状多胺化合物的抗癌细胞生长活性，[1]但是，其他有机 胺及其衍生物是否具有抗癌活性却鲜为人知，至于有机胺的生物分子链接物的抗 癌药用更是前所未闻。本发明人的最新研究表明，手性有机二胺化合物的衍生物， 特别是手性有机二胺与生物小分子和生物大分子链接所形成的衍生物具有抑制 癌细胞生长的活性和选择性。合成和筛选这些药物分子是开发新一类抗癌药物分 子，实现对癌症的靶向治疗的一条重要途径。
参考文献 Yi, Huang. J. Biol. Chem, 2006,281.19055-19063
三
发明内容
本发明的目的在于提供一类新型的有机二胺类化合物，这些化合物具有选择
性的或靶向性的抗癌活性和低毒副作用。这类化合物可用通式I表示-
A，-N-N-A2
(I)
N—N代表任意一个取代的、未取代的，手性有机二胺或是它的光学异构体.
有代表性的有机二胺包含i， 2-环己二胺(n)， i, 2-二苯基乙二胺(ni)，葡萄糖二胺
(IV)以及结构式(V) - (VII)所表示化合物的碳原子或非氮原子上的取代衍生物.
<formula>formula see original document page 5</formula>
通式I表示的化合物的特征是以手性有机二胺N—N为母体，对其实施取代 基衍生化和与生物分子的进一步链接，这里所指的衍生化包括对N—N实施的各 种有机官能团的取代，这里所指的链接包括二胺和他的取代基A!或A2与生物 分子通过化学键的链接。当N—N具体化为一个取代的环己二胺时，式(I)可 用通式(VIII)表示
(vm)
式(vm)中的取代的环己二胺可以是光学活性的，具有r, r或s， s构
型的手性化合物，外消旋混合物或r,s构型的内消旋化合物.r2， r3和R4 可以是任何一个有意义的有机基团，包括氢原子。
Aj和A2指的是N—N中氮原子上的取代基团，它们可独立地选自，但并不 局限于以下所列的基团氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、 取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基，取代及未取代的芳香族化合物及取 代或未取代的杂环化合物，并且Ai和A2不同时为氢原子，N-N， At和/或A2可
进一步与一生物分子链接。
通式(I)所提供的化合物，其特征是可以和金属离子形成配位化合物。 本发明利用生物链接技术将生物分子与通式(I)所提供的化合物中的N—N、 Aj或A2可通过化学键链接.这里的生物分子指的是能够在癌细胞或肿瘤组织表 面或内部浓集起来的生物小分子或大分子。它们可以包括，但不局限于以下所列 分子低聚肽、低聚核苷酸、多肽、多聚核苷酸、蛋白、脂类、脂蛋白、毒素、 Si-RNA、 mi-RNA、抗体、激素、配体、受体、葡萄糖及糖的衍生物，并且这些 生物分子还有可能与另外一或一个以上的金属离子配位、与放射性同位素链接、 与纳米材料、荧光分子链接以达到分子影像，药物传送和获得治疗癌症药物的 目的。
通式(I)所提供的化合物的另一特征是当N^N为R，R-环己二胺时，Al和 A2不同时为甲基，异丙基，异丁基，异戊基，甲基环己基，水杨基及其衍生 物。当N^N为1， 2-二苯基乙二胺时,A1和A2不同时为甲基，1-甲氧基丙基 以及取代的芳香族化合物。
本发明的另一个目的是提供权力要求l-5所提供的二胺化合物的衍生物及其
生物分子链接物的合成和制备方法。
作为具有代表性的实例，通式(I)所提供的化合物包含结构式(IX) - (XIV)
所表示的化合物分子<formula>formula see original document page 6</formula>
(IX) (X) (XI)
<formula>formula see original document page 7</formula>(xn) (xm) (xiv)
这些化合物的合成方法包含schiff碱縮合-氢化还原反应(ix， x, xi和xn)， 胺基与缺电子基团的麦克加成反应(xni)以及胺基的亲核取代反应(xiv)等。 作为具有代表性的实例，通式(i)所提供的生物分子链接物包含式(xv)-
(xvii)所代表的化合物<formula>formula see original document page 7</formula>
(xv) (xvi) (xvii)
这些化合物中生物分子与二胺衍生物通过肽键链接.通式(i)所提供化合物
的N—N、 Ai和A2可以通过以下几种，但不限于这几种成键方式与生物分子链 接。例如形成肽键、腙、双硫键、，酯键、醚键、C-N键等。其中，腙键可以 在被靶中的细胞的溶酶体的酸性条件下断开；二硫键可在细胞内被还原断开； 肽键则在溶酶体中被金属酶水解。
本发明还有一个目的是公开上述化合物中典型化合物对人类癌细胞的体外 抑制作用。权利要求l-5所提供的化合物中的胺的种类、光学活性、取代基的种 类以及所链结的生物分子的种类可以有多种组合。经过对所产生化合物的细胞毒 性筛选，可以获得具有选择性抗癌活性的，低毒副作用的药物分子。
权利要求1-5所提供的代表性的化合物的体外细胞活性试验表明，它们对人 类癌细胞，包括乳腺癌，肺癌，皮肤癌，胰腺癌，前列腺癌，膀胱癌和卵巢癌
等表现出很高的细胞毒性。因此，本发明所提供的药物分子可以用于制备一类抗 癌药物。
四.具体实施例
本发明由下述一些代表性化合物的实施例得到进一步阐述，但这些说明并不 限制本发明。
实施例1.合成N,N，-双水杨基-lR,2R-环己二胺(1)
含244毫克(0.2毫摩尔)邻羟基苯甲醛的乙醇，乙腈和氯仿的混合溶液与含 114毫克(O.l毫摩尔)1R, 2R-环己二胺的乙醇溶液在室温下反应2小时后，有 黄色沉淀生成。向所得混合物体系中加入1.0克硼氢化钠，待反应在室温下进行 4小时后，将溶剂蒸发浓縮至干，粗品用色谱柱纯化(甲醇二氯甲烷=2: 8) 得产物297毫克(产率82%)。
ESI-MS:计算值，[C20H26N2O2+H]+=327.4;实验值，327.5。 !HNMR(COCl3): S =1.29-1.45 (m8H)， 3.12 (S， 2H)， 3.84 (m， 4H)， 6.52-7.03 (m， 8H)
实施例2.合成N，N，-双(3-甲基苯酚)-lR,2R-环己二胺(2)
含244毫克(0.2毫摩尔)间羟基苯甲醛的乙醇，乙腈和氯仿的混合溶液与含114毫克(O.l毫摩尔)R, R-环己二胺的乙醇溶液在室温下反应2小时后，有黄 色沉淀生成。向所得混合物体系中加入1.0克硼氢化钠，待反应在室温下进行4 小时后，将溶剂蒸发浓縮至干，粗品用色谱柱纯化(甲醇二氯甲烷=2: 8)得 产物2卯毫克(产率81%)。
ESI-MS:计算值，[C20H26N2O2+H]+=327.4;实验值，327.6。 iHNMR (C0C13): S =1.29-1.45 (m 8H)， 3.12 (S， 2H)， 3.84 (m， 4H)， 6.52-7.03 (m， 8H)
实施例3.合成N,N，-双(吡啶-2-甲基)-lR，2R-环己二胺(3)
含214毫克(0.2毫摩尔)吡啶-2-甲醛的乙醇，乙腈和氯仿的混合溶液与含 114毫克(O.l毫摩尔)R, R-环己二胺的乙醇溶液在室温下反应2小时后，有黄 色沉淀生成。向所得混合物体系中加入l.O克硼氢化钠，待反应在室温下进行4 小时后，将溶剂蒸发浓縮至干，粗品用色谱柱纯化(甲醇二氯甲垸=2: 8)得 产物262毫克(产率88.5%)。
ESI-MS:计算值，[C2QH26N202+H]+=297.2;实验值，297.3。 !HNMR(COCl3): S =1.29-1.45 (m,8H)， 3.12 (S， 2H)， 3.96 (m， 4H)， 7.53-8,62 (m， 8H)
实施例4.合成N，N，-双水杨基-lR，2R-二苯基乙二胺(4) <formula>formula see original document page 10</formula>含244毫克(0.2毫摩尔)邻羟基苯甲醛的乙醇，乙腈和氯仿的混合溶液与含 212毫克(0.1毫摩尔)lR，2R-二苯基乙二胺的乙醇溶液在室温下反应2小时后， 有黄色沉淀生成。向所得混合物体系中加入1.0克硼氢化钠，待反应在室温下进 行4小时后，将溶剂蒸发浓縮至干，粗品用色谱柱纯化(甲醇二氯甲烷=2: 8) 得产物339毫克(产率80%)。
ESI-MS:计算值，[C28H28N202+H]+=425.2;实验值，425.3。 'HNMR(COCl3): S =3.82(S， 2H)， 4.65(S， 2H)， 6.55-6,88(m， 4H), 7,02-7.25m， 5H)
实施例5.合成N,N，-双丙酸甲酯-lR，2R-坏己二胺(5)
<formula>formula see original document page 10</formula>
含114毫克(l.O毫摩尔)的1R， 2R-环己二胺的乙醇，乙腈和/或者水的混 合溶液与2.0毫摩尔的丙烯酸甲酯反应。反应温度控制在25-60'C之间.反应进 行48小时，该混合物用1、 2-二氯甲垸萃取，并将萃取液浓縮至干，得黄色油 状物。粗品用硅胶色谱柱纯化，所得精品为无色油状物，得产物210毫克(产 率70%).
ESI-MS: 计算值，[C14H26N204+H+=287.2;实验值，287.2。
'HNMR! (D20) .S =1.28-1.38 (m， 8H), 2.41 (m， 4H); 2.88-2.95 (m， 6H)，
3.68 (m,6H)
实施例6.合成N，N，-双乙酸-lR,2R-环己二胺(6)
含114毫克(l.O毫摩尔)的1R, 2R-环己二胺的乙腈溶液与2.0毫摩尔的 a-溴代乙酸叔丁酯反应，催化剂选用无水碳酸钾。反应在40'C下进行48小时 后，将溶液过滤并浓縮至干得黄色油状物，然后将该物溶于1、 2-二氯甲烷溶液。 在0'C下向该溶液中加入适量三氟乙酸，反应进行4小时后，将溶剂蒸干，粗品 用色谱柱法纯化，所得精品为白色粉末，得产物152毫克(产率66%) ESI-MS: 计算值，[C1()H18N204+H]+=231.3;实验值，231.4。 !HNMR! (D20) . S =1.28 (m， 2H)， 1.38 (m， 2H); 2.68 (m， 1H)， 3.62 (2H) 实施例7.合成化合物(7)
向含有0.1毫摩尔6的水溶液中加入含0.1毫摩尔N, N-环己基二酰亚胺和 N-羟基琥珀酰亚胺的水溶液。反应在室温下进行5分钟后，向体系中加入含O.l 毫摩尔2-氨基-2-脱氧葡糖氯化氢盐的水溶液，并用氢氧化钠水溶液调节溶液pH 值至7.4.反应在室温下进行l小时后，溶液用有机溶剂萃取，并将萃取液浓縮 至干，粗品由色谱柱纯化而得。产物收率53%。 ESI-MS:计算值，[Ci6H29N308+H]+=392.3;实验值，392.4。 元素分析数据，括号内为计算值(％): C， 49.22 (49.10); H， 7.28 ("7.47)， N， 10.58 (10.74)。
实施例8.合成化合物(8)
(8)
向含有O.l毫摩尔2，4-二胺基丁酸的混合有机溶液中加入0.2摩尔邻羟基苯 甲醛的醇溶液。混合溶液在室温下反应2小时后，有黄色沉淀生成。向所得混合 物体系中加入1.0克硼氢化钠，待反应在室温下进行4小时后，将溶剂蒸发浓缩 至干，然后用氯仿萃取所的固体，并将萃取液蒸发浓縮至千而得粗品。所得粗品 可不经纯化而用于下一步反应。向该粗产物的水溶液中加入含O.l毫摩尔N， N-环己基二酰亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的水溶液。反应在室温下进行5分钟后， 向体系中加入含O.l毫摩尔2-氨基-2-脱氧葡糖氯化氢盐的水溶液。调节溶液pH 值至7.0，反应在室温下进行l小时后，用乙酸乙酯萃取反应溶液，并将萃取液 蒸发浓縮至干而得粗品，精品由色谱柱纯化而得。产物收率53%。 ESI-MS:计算值，[C24H33N308+H]+=492.3;实验值，492.4。 元素分析数据，括号内为计算值(％): C， 58.56 (58.64); H, 6.58 (6.77), N， 8.58 (8.55)。
实施例9.合成Herceptin-N，N，-双乙酸-lR，2R-环己二胺(9)
-,o 》o
(9)
在催化剂CDI的存在下，含0.10微摩尔化合物6和15.5毫克(0.10微摩尔) Herc印tin的浓度比为1: 1的水溶液在室温下反应1小时，生物链接后的大分子 用孔径专一的(Size exclusive)柱分离，反应转化率由测定母液中6的残留量而 定，转化率:95%。
实施例IO.化合物的体外抗癌细胞生长活性』
权利要求l-5所提供的化合物对人类癌细胞表现出很高的细胞毒性。被筛选 的癌细胞包括乳腺癌，肺癌，胰腺癌，前列腺癌，膀胱癌和卵巢癌等。因此， 本发明所提供的药物分子是一类具有广普抗癌活性的药物分子。下面给出部分化 合物对乳腺癌细胞和非小肺癌细胞的抗生长活性。
化合物l-8在5.0nM浓度下对肺癌细胞NCI-H460的生长抑制作用如图l所 示；该结果证实实施例所提供的化合物具有有效的体外抗癌细胞活性.化合物1 在1.0， 5.0和10.0 pM浓度下对乳腺癌细胞MCF-7和对正常乳腺细胞MCF-10A 的生长抑制作用如图2和3所示；以上试验结果可以看出，化合物l对乳腺癌 细胞MCF-7具有选择性的细胞毒性。
化合物1在1.0， 5.0和10.0 浓度下对肺癌细胞HBT-174和对正常上皮 组织细胞WT-1的生长抑制作用如图4和5所示；该试验结果表明化合物1具 有选择性的抗癌细胞生长活性。
化合物1在0.1, 0.5和1.0 nM浓度下对乳腺癌细胞MCF-7生长抑制作用的 细胞菌落试验结果如图6所示。化合物1在0.5, 1.0和5.0 pM浓度下和对肺癌
细胞HBT-174的生长抑制作用的细胞菌落试验结果如图7所示。该结果进一步
证实本发明所提供的化合物是有效的抗癌药物分子。
实施例11.化合物对乳腺癌细胞MCF-7的基因表达的调控作用。
权利要求1和2所提供的化合物的抗癌活性与其对癌细胞的某些重要基因表 达的调控作用密切相关。在基因表达调控的研究中采用了 RT-PCR的分析方法。 mRNA的相对表达值用GAPDH标准化。下面给出部分化合物对细胞生长周期和 凋亡有关基因的调控作用结果。
化合物1在1.0 浓度下对MCF-7癌细胞中CyclinDl， Bcl-2和Bcl-xL表 达的抑制作用如图8所示。该实验结果表明，在所测试浓度下，细胞与药物作 用48小时后，其CyclinDl和Bcl-2的基因表达被有效地抑制。 五.


图l为化合物l-8在5.0^M浓度下对肺癌细胞NCI-H460的生长抑制作用.细胞
被化合物处理48小时后用SRB方法分析细胞存活的数量.
图2为化合物1在1.0， 5.0和10.0 nM浓度下对乳腺癌细胞MCF-7的生长抑制
作用.细胞被化合物处理48小时后用SRB方法分析细胞存活的数量.
图3为化合物1在1.0， 5.0和10.0 pM浓度下对正常乳腺细胞MCF-10A的生长
抑制作用.细胞被化合物处理48小时后用SRB方法分析细胞存活的数量.
图4为化合物1在1.0， 5.0和10.0 浓度下对肺癌细胞HBT-174的生长抑制
作用.细胞被化合物处理48小时后用SRB方法分析细胞存活的数量.
图5为化合物1在1.0,5.0和10.0 浓度下对正常上皮组织细胞WT-1的生长
抑制作用.细胞被化合物处理48小时后用SRB方法分析细胞存活的数量.
图6为化合物1在0.1, 0.5和1.0 浓度下对乳腺癌细胞MCF-7生长抑制作用
的细胞菌落试验结果如图6所示。每盘中细胞播种的数量为250，并在第二天加 入化合物处理.然后每三天更换化合物一次，并在第十天进行细胞染色. 图7为化合物1在1.0， 5.0和10.0 浓度下对肺癌细胞HBT-174的生长抑制作 用的细胞菌落试验结果如图7所示。每盘中细胞播种的数量为250，并在第二天 加入化合物处理.然后每三天更换化合物一次，并在第十天进行细胞染色. 图8为化合物1在1.0 nM浓度下对MCF-7癌细胞中CyclinDl ， Bcl-2和Bcl-xL 表达的抑制作用.细胞被化合物处理24小时.mRNA的相对表达值用RT-PCR分 析方法确定，并用GAPDH标准化.
权利要求
1、一类二胺化合物，其组成可由通式(I)表示A1-N-N-A2(I)其特征是N-N包含任意一个取代的或未取代的手性有机二胺；这里的取代包括二胺分子的碳或非氮原子上的取代；A1，A2为氮上的取代基团，其特征是A1和A2可以独立地选自一个，但不局限于以下所述的基团氢原子，取代或未取代的烷基，取代或未取代的环烷基，取代或未取代的烯基，取代或未取代的炔基，取代或未取代的芳香族化合物，取代或未取代的杂环化合物；并且A1和A2不同时为氢原子。
2、 权利要求1所述的化合物，其特征是可以和金属离子形成配位化合物。
3、 权利要求1所提供的化合物，其特征是N—N、 A,或A2可利用其所具有的官 能团，包括羧基，羟基，胺基和卤素等进一步与生物分子链接。
4、 权利要求3所述化合物的生物分子包括生物小分子和生物大分子，其特征是 能够选择性地或靶向性地在肿瘤细胞，组织表面或内部浓集。这些生物分子 包括低聚肽、低聚核苷酸、多肽、多聚核苷酸、蛋白，脂类、脂蛋白、毒素、 Si-RNA、 mi-RNA、抗体、激素、配体、受体、葡萄糖及葡萄糖衍生物等。
5、 权利要求3所述化合物的生物分子，其特征是具有胺基，巯基或羟基等官能 团并能用于与N—N、 Ai或A2链接，或能够被胺基，巯基或羟基等官能团所 修饰。
6、 权利要求1所述的化合物，其特征是当N~"N为R，R-环己二胺时，Al和 A2不同时为甲基，异丙基，异丁基，异戊基，甲基环己基，水杨基及其衍 生物。当N—-N为l， 2-二苯基乙二胺时，Al和A2不同时为甲基，1-甲氧 基丙基以及取代的芳香族化合物。
7、 权利要求1-5所提供的化合物的制备方法。其特征在于1SH"N所代表的有机 二胺，通过方法A:在乙醇，乙腈和氯仿的混合溶剂中与邻羟基苯甲醛，吡啶甲 醛等醛基化合物反应，反应产物经硼氢化钠还原制得Al和A2取代的二胺化合 物；通过方法B:经过胺基与缺电子基团的麦克加成反应得到Al和A2取代的 二胺化合物。N""N, Al和A2与生物分子的有代表性的链接方式包括形成肽 键、腙、双硫键、酯键、醚键和C-N键等。
8、 权利要求1-5中所述的化合物和权利要求7所述制备方法获得的化合物的抗 癌活性，其特征在于对哺乳动物的癌症和肿瘤具有有效的和选择性的抗癌活性。
9、 权利要求l-5所提供的化合物作为治疗肿瘤和癌症药物的应用，并且所有的 药物和药剂包含了权利要求1-5所述的化合物用于治疗哺乳动物的癌症和肿瘤。
全文摘要
本发明公开了一类具有选择性抗癌活性的药物分子，其结构可由通式(I)表示，其特点是将手性有机二胺与小分子或生物大分子链接形成胺的氮取代衍生物；公开了典型化合物的制备方法及其对人类乳腺癌和肺癌细胞生长的抑制作用及其作用机制。式中N-N代表任意一个取代的、未取代的手性的有机二胺，A₁和A₂可以选自一个有机基团或小分子化合物，并且N-N，A₁或A₂可进一步与生物大分子链接。A₁和A₂不同时为氢。
文档编号C07C215/50GK101172955SQ20071005842
公开日2008年5月7日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者(请求不公布姓名) 申请人:高 健;刘亚光;周亚清