苦参碱衍生物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及喹啉类、苯环类、苯并二噁烷类、萘环类和吲哚类苦参碱衍生物，还涉 及该衍生物的制备方法和在制药中的应用。
【背景技术】
[0002] 苦参碱作为苦参中的生物碱成分之一，研宄发现苦参碱具有广泛的药理活性。苦 参碱在医疗方面具有对心血管系统、对中枢神经系统和对消化系统具有良好作用。如抗动 脉粥样硬化、抗心律失常、正性肌力和抗高血压等作用；具有镇静、催眠、降温等中枢抑制作 用；对抗胃黏膜损伤、利胆、止泻、抗肝损伤等消化系统作用。在抗肿瘤方面，苦参碱具有直 接杀伤癌细胞效果。同时也具有一定的抗炎、抗病毒、免疫抑制等药理活性。在农业应用方 面，苦参碱对多种害虫、杂草和鼠具有毒杀和抑制作用。哌嗪类药物具有抗焦虑、抗精神病、 抗菌、抗抑郁、抗高血压和消炎止痛等生物活性而被广泛的应用。随着研宄的深入，喹啉、苯 并二噁烷、萘环、吲哚类药物的抗肿瘤活性也日益引起人们的重视。
[0003] 未见兼具苦参碱的抗肿瘤活性和喹啉、苯并二噁烷、萘环、吲哚类药物的抗肿瘤活 性的相关药物。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种可发挥苦参碱和喹啉、苯并二噁烷、萘环、吲 哚类药物抗肿瘤活性协同作用的喹啉类、苯环类、苯并二噁烷类、萘环类和吲哚类苦参碱衍 生物。
[0005] 本发明要解决的另一技术问题是提供喹啉类、苯环类、苯并二噁烷类、萘环类和吲 哚类苦参碱衍生物的制备方法和在制药中的应用。
[0006] 解决上述技术问题本发明采用如下技术方案： 喹啉类、苯环类、苯并二噁烷类、萘环类和吲哚类苦参碱衍生物，该衍生物为以下通式I至通式V的化合物之一：
上述的喹啉类、苯环类、苯并二噁烷类、萘环类和吲哚类苦参碱衍生物YFF-1~YFF-19 的制备方法，以苦参碱I为起始原料，经过强碱使苦参碱内酰胺键a位上的氢离去，形成 a-碳负离子，然后再与喹啉、苯环、苯并二噁烷、萘环和吲哚类化合物反应即得。
[0007]上述的喹啉类、苯环类、苯并二噁烷类、萘环类和吲哚类苦参碱衍生物在制备抗肿 瘤药物中应用。
[0008] 本发明基于药物拼合原理，通过化学的方法合成了一系列的喹啉、苯环、苯并二噁 烷、萘环、吲哚类苦参碱衍生物，实验表明这些衍生物能同时发挥苦参碱和喹啉、苯环、苯并 二噁烷、萘环、吲哚类药物的抗肿瘤活性，具有一定的应用参考意义。
[0009] 说明书附图 图IYFF-7对A549细胞的细胞凋亡效果 图2YFF-7孵育下A549细胞的细胞周期分布 图3YFF-7孵育下细胞内ROS的A549细胞水平 【具体实施方式】： 苦参碱的结构式和原子序号如下：
以下结合实施例具体说明在苦参碱结构基础上发明的喹啉、苯环、苯并二噁烷、萘环、 吲哚类苦参碱衍生物及其制备方法。
[0010] 实施例1 通式I中的YFF-l~YFF-9,通式II中的YFF-10~YFF-15,和通式IV中的YFF-19喹啉、 苯环、苯并二噁烷、萘环、吲哚类苦参碱衍生物的制备方法。
[0011] (1)制备化合物YFF-I 在氮气保护、冰浴条件下，将5mmol(1.24g)苦参碱溶于20mL无水四氢呋喃（THF)， 干燥注射器抽取6mmol(3mL)二异丙基氨基锂（LDA)注射入反应瓶中，室温下搅拌反 应30min后，冰浴下，用注射器向烧瓶内加入10mmol(1.89g)吲噪-2-羧酸乙醋，搅拌反 应3h，薄层色谱检测反应完全后，加入IOmL饱和氯化钠溶液猝灭反应，三氯甲烷萃取（50 mLX3)，合并有机相，无水NaS04干燥，抽滤，浓缩滤液，通过硅胶柱层析纯化（V甲醇：V乙 酸乙酯=1:10)，得到I. 03g白色粉末，收率为53%。
[0012] 参考化合物YFF-I的方法制备化合物YFF-2~YFF-9,YFF-10~YFF-15,YFF-19。
[0013]化合物YFF-l~YFF-9,YFF-10~YFF-15,YFF-19 结构鉴定数据如下： 14-(2-吲哚甲酰基）苦参碱（YFF-I):白色粉末，熔点：174. 4-176.(TC，产率 53%;1HNMR( 600MHz,DMSO): 8ppm11.71 (s,IH), 7.70 (d,J=7.8Hz,IH), 7.46-7.43 (m, 2H), 7.29 (t,J= 7.8Hz,IH), 7.08 (t,J=7.8Hz,IH), 4.42 (t,J=6.0Hz, 1H), 4.19 (dd,J=4. 2Hz,J=12.6Hz,IH), 3.87-3.82 (m, 1H), 3.00 (t,J=12.6Hz,IH), 2.78-2.71 (m,IH), 2.10 (s,IH), 2.04-1.81 (m, 7H ),1-64-1.50 (m, 7H), 1.39-1.32 (m, 3H) ；IR(KBr,v/cm-1 ) : 3420, 2930, 2860, 2810, 2765, 1604, 1465, 1437, 1345, 1281, 1249, 1201, 1127, 1090, 1061, 761;MS,m/z: 391. 75 (M+ ) 14-(3-吲哚甲酰基）苦参碱（YFF-2):白色粉末，熔点：167. 2-168. 0°C，产率57%;1HNMR( 600MHz,DMSO): 8ppm10.11 (s,IH), 8.45 (s,IH), 7.46-7.43 (m,
1475，1437，1311，1259，1127，1069;MS,m/z: 352.99 (M+) 实施例2 通式III中的YFF-16~YFF-18萘环类苦参碱衍生物的制备方法。
[0014] (1)制备化合物YFF-16 于IOOmL圆底烧瓶中分别加入116mmol(2.8g)氢化钠，50mL无水四氢呋喃，搅拌均 匀，加入5mmol(1.24g)苦参碱，缓慢升温至80°C加入10mmol(1.86g)6-甲氧基-2-萘 甲醛，反应至终点（TLC检测）。冷却，用3N的盐酸调节反应液至中性。二氯甲烷萃取（20 mLX3)，合并有机相，无水NaS04干燥，抽滤、浓缩滤液，得黄色油状物。硅胶柱层析（V甲 醇：V乙酸乙酯=1:10)纯化，得0. 81g白色固体14-[2-(6_甲氧基）萘甲烯基]苦参碱，收 率 39%。
[0015] (2)参考化合物YFF-16的方法制备化合物YFF-17~YFF-18.
通过本发明制备的上述哌嗪类苦参碱衍生物，其构成纯度在99%以上。
[0016] 以下表1给出了实施例1和实施例2制备的目标目标化合物的结构式：
药理实验 体外抗肿瘤活性研宄 实验准备 实验材料 肿瘤细胞：人类肺癌细胞（A549)，人类乳腺癌细胞（BT-20，MCF-7)，人胃癌细胞 (SGC-7901)，人肝癌细胞〇fepG2)，人类骨肉瘤细胞（U20S)购自美国细胞保藏中心（ATCC)。
[0017]药品与仪器：RPMI1640 培养基（Invitrogen,Carlsbad,CA,USA)，胎牛 血清（FBS)，青霉素一链霉素溶液（penicillin-str印tomycin)，DMEM高糖培养基 (Invitrogen,Carlsbad,CA,USA)，McCoy's5A培养基（Gibco,GrandIsland,NY)，阿 尔玛蓝试剂（Invitrogen,USA).SpectraMAXM5酶标仪（MolecularDevicesInc.USA)、 流式细胞仪（BDFACSVantageDiva,USA)、FlowcellectTMAnnexinRedKit(Millipore, Billerica,MA,USA)，ArrayScan高内涵筛选分析仪（ThermoScientific,USA),受试 药，由广西大学提供。
[0018]实验方法 细胞毒性试验 所有药物均溶解于二甲基亚砜（DMSO)中，并配置成IOOmM的储存液。实验时，用培养基 将药物稀释成所需的浓度。对于细胞毒性试验，将细胞按4000个/孔的密度接种在96孔板 中，每孔100W细胞悬液。16小时后，待细胞彻底贴壁，小心吸走培养基，加入含不同药物 浓度的培养基并将细胞置于细胞培养箱中培养44小时，然后加入阿尔玛蓝试剂继续孵育3 小时。3小时后，通过SpectramaxM5酶标仪测定570nm及600nm波长处吸光值，并予以 计算各孔活细胞数量。实验重复三次，每次三个复孔。
[0019] 细胞周期和凋亡分析 对于细胞周期，首先通过血清剥夺饥饿法对A549细胞进行同步化处理，然后用含不 同药物浓度的培养基继续培养24小时。24小时，收集细胞并重悬于含70%乙醇的PBS 中，-20°C过夜，用以进行细胞周期分析。通过流式细胞仪及细胞周期检测试剂盒检测各细 胞周期所占百分比。对于细胞凋亡，将细胞按3X105密度接种于6孔板中，待细胞完全贴 壁后用含不同药物浓度的培养基继续培养24小时。通过流式细胞仪及细胞凋亡检测试剂 盒检测细胞凋亡比例。细胞周期及细胞凋亡实验分别独立重复3次。
[0020] 氧化应激试验 将A549细胞按3X105密度接种于6孔板中，待细胞完全贴壁后用含不同药物浓度的 培养基继续培养24小时。之后，加入50yL含有二氢乙的预热染色溶液和赫斯特染料，并 在37°C，含5%CO2的细胞培养箱中继续培养30分钟。然后收集细胞，并使用ArrayScan高 内涵筛选分析仪测定细胞内ROS含量。
[0021] 细胞存活率的计算公式： 细胞存活率（％)=药物组平均OD值/对照组平均OD值X100% 实验结果 通过alamarblue法测定了化合物对A549,H印G2,SGC-7901和MCF-7的抑制活性，其 中化合物YFF-7，YFF-13，YFF-15是测定了其对细胞A549,MCF-7,BT-20,U20S的抑制活 性。结果如表2所示，除个别化合物对某个癌细胞的抑制活性比苦参碱弱，其他的化合物均 显示出较好的抗肿瘤细胞增殖活性。
[0022] 表2目标化合物对A549,MCF-7,SGC-7901，IfepG2,BT-20和U20S细胞增殖的抑制 Table2.InhibitionofA549,MCF-7,SGC-7901,HepG2,BT-20andU20Scell proliferationbythetargetcompounds
由于YFF-7具有良好的抗肿瘤活性，对其进行了进一步的药理测试。测试结果如下： 细胞周期调控在细胞增殖过程中扮演了至关重要的角色。药物往往通过诱导肿瘤细胞 发生细胞周期阻滞从而抑制肿瘤细胞的增殖。通过实验，如图1所示，YFF-7能够剂量依赖 性地将A549细胞周期阻滞在Gl期。
[0023] 细胞凋亡在维持体内稳态的过程中发挥了重要作用，通过检测细胞凋亡可以进一 步评估药物的抗肿瘤活性。如图2所示，YFF-7能够剂量依赖性地诱导A549细胞发生凋亡。
[0024] 细胞凋亡的发生往往与细胞内活性氧（ROS)的产生有关，为了进一步阐明YFF-7 弓丨起的细胞凋亡，通过流式细胞仪检测了药物处理下细胞内ROS的含量。如图3所示，YFF-7 能够剂量依赖性地诱导ROS的产生。
【主权项】
1.嗟咐类、苯环类、苯并二曠烧类、蒙环类和嘲噪类苦参碱衍生物，其结构特征如下；通式V:2. 根据权利要求1所述的嗟咐类、苯环类、苯并二曠烧类、蒙环类和嘲噪类苦参碱衍生 物YFF-1~YFF-19的制备方法，其特征在于W苦参碱I为起始原料，经过强碱使苦参碱内酷 胺键a位上的氨离去，形成a-碳负离子，然后再与嗟咐类、苯环类、苯并二曠烧类、蒙环类 和嘲噪类化合物反应即得。3. 根据权利要求1所述的嗟咐类、苯环类、苯并二曠烧类、蒙环类和嘲噪类苦参碱衍生 物在制备抗癌药物中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种苦参碱衍生物，包括喹啉类、苯环类、苯并二噁烷类、萘环类和吲哚类苦参碱衍生物，还公开了该衍生物的制备方法和在制药中的应用。
【IPC分类】A61K31/4375, C07D471/22, A61P35/00, A61K31/4545, A61K31/4709
【公开号】CN104926814
【申请号】CN201510322838
【发明人】王立升, 杨方方, 梁鹏云, 周中杰, 刘华文, 张森
【申请人】广西大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月14日