专利名称：：一种7-位环烷基取代的喜树碱衍生物及合成方法和用途的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种生物碱衍生物及其制备方法和医药用途，具体地说是一种7-位环垸基取代的喜树碱衍生物及合成方法和用途。二
背景技术：
：喜树碱(camptothecine)是从我国特有的珙桐科植物喜树(Camptothecaacuminata)中分离出的具有很强抗肿瘤活性的喹啉类生物碱，其抗肿瘤活性是通过抑制拓扑异构酶I(TopoI)发挥作用的，而T叩oI在许多癌细胞中的表达要比正常细胞高得多，因此有希望从喜树碱的新衍生物中开发出高效低毒的抗癌药。为克服喜树碱直接服用的副作用问题，自上世纪80年代末以来，喜树碱新衍生物的合成和抗癌活性研究一直是抗癌药的研究热点之一。至今己有两种喜树碱衍生物依利替康(Irinotecan)和拓扑替康(Topotecan)被批准用于临床治疗各种癌症。还有多种喜树碱新衍生物处于各期临床试验(Mitsu等JpnJCancerRes，1995,86:(8),776-782;Luzzio等JMedChem，1995,38(3),395-401;Penco等USPat:6242457,2001-06-05;Lavergne等JMedChem,2000,43(11),2285-2289)。大量的构效关系研究表明喜树碱的7-位取代通常能显著提高其抗肿瘤活性，如Curran等报道的7-硅烷基取代的喜树碱(BioorgMedChemLett1997，7(24)，3189)及随后在公开专利中提供的7-硅烷取代的喜树碱和高喜树碱(CN1514841A;W000/61146);潘显道等报道的(PanX.D.BioorgMedChemLett2003,13,3739)并在随后专利中公开的7-芳氧乙酰氧甲基取代的喜树碱及其衍生物(CN1482128A);刘健利等在中国专利中公开的7-羟基、烷氧基或胺甲基取代的喜树碱(CN1597683A);还有Wani等报道的7_饱和链垸基取代的喜树碱及其衍生物(BioorgMedChemLett2004，14，5377);Dallavalle等报道的7-亚胺、多胺取代的喜树碱衍生物(JMedChem2006，49，5177).在这些不同类型7-位取代的喜树碱衍生物中都发现有些个体化合物其抗肿瘤活性明显高于相应7-位未取代的母体化合物。7-位有饱和链垸基取代的喜树碱衍生物(7-乙基喜树碱)其抗肿瘤活性明显高于喜树碱，是众所周之的事实。三
发明内容申请人在研究喜树碱7-位的取代反应时发现，当7-位的取代基为环烷基时，其抗肿瘤活性比相应的链垸基取代物更高，有希望开发成有效的抗肿瘤剂。因此系统合成了7-位不同大小环烷基取代的喜树碱衍生物，并进行相应的抗肿瘤活性试验。本发明的目的是提供一种7-位为环垸基或环垸甲酰基取代的新的喜树碱衍生物。本发明的另一个目的是提供制备7-位环垸基或环烷甲酰基取代的喜树碱衍生物的合成方法。本发明的另一个目的是通过抗肿瘤活性试验提供7-位环垸基或环垸甲酰基取代的喜树碱衍生物作为抗肿瘤药物的应用。该衍生物具有活性高，制备简单，且化合物稳定的特点。本发明提供的喜树碱新衍生物，如以下化学式所示的化合物其中R,代表9或10或11位上有0-3个相同或不同的取代基，这些取代基选自卤原子或羟基或烷氧基或氨基或硝基或垸基氨基或二垸基氨基!^代表7位上有C:,-C8的环烷基，选自环丙甲酰基或环丁基或环戊基或环己基或环庚基或环辛基。优选的化合物是R,代表9-N02或9-NH2或9-NHCH3、10-OH或10-OCH3或10-F或11-OH;R2代表环戊基或环己基或环庚基或环辛基或环丙甲酰基。最优选的化合物是代表H或10-OH或10-OCH3;R2代表环戊基或环己基或环丙甲酰基。最优选的化合物有以下九种，其化学名称分别是7-环戊基喜树碱，编号2an，7-环己基喜树碱，编号2ao，7-环丙甲酰基喜树碱，编号2am;7-环戊基-10-羟基喜树碱，编号2bn，7-环己基-10-羟基喜树碱，编号2bo，7-环丙甲酰基-10-羟基喜树碱，编号2bm;7-环戊基-10-甲氧基喜树碱，编号2cn，7-环己基-10-甲氧基喜树碱，编号2co，7-环丙甲酰基-10-甲氧基喜树碱，编号2cm。在A式中，当K和R2均为H时即是喜树碱母体。为叙述的统一，下称母体喜树碱为喜树碱；当9位或10位或11位上有取代基R,时称取代喜树碱，式A称喜树碱衍生物，即本发明目标产物。本发明涉及的式A化合物可以采用以下方法合成，合成反应式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中R1、R2、的定义同通式A当a、b、c所示的取代基R,和m、n、o所示的取代基&分别组合时便构成上述九种最优选的化合物，其组合和编号如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>由式1化合物与环垸基甲醛R2CH0反应得到式2化合物，该合成机理是首先由过量的环烷基甲醛与硫酸亚铁及过氧化氢作用，生成环烷基自由基中间体，然后，该自由基中间体进一步与通式1代表的喜树碱或取代喜树碱反应，生成目标产物7-位环烷基取代的喜树碱衍生物。所述的反应必须在低温和酸性溶剂中进行。所述的反应在0.5-4小时内完成，对于10-羟基喜树碱底物，反应宜在2小时内结束，否则容易生成7，11-双环烷基取代的副产物，既降低了目标产物的产率，又增加分离纯化的难度。所述的低温是指0-10'C，较适宜的温度为1-8°C，最适宜的温度是2-5°C;所述的酸性溶剂是用浓硫酸、醋酸和水按H2S04:HOAc:H20=1:2-5:4-6(体积比)混合的酸性溶剂，优选H2S04:HOAc:H20=1:5:5(体积比)混合的酸性溶剂。本合成方法以喜树碱或取代喜树碱和环烷基甲醛为原料，包括合成、分离和纯化，其特征是将喜树碱或取代喜树碱和硫酸亚铁在搅拌下投入酸性溶剂中并冷却至0-l(TC，然后依次加入环烷基甲醛和双氧水搅拌反应0.5-4小时。反应结束后加冰水稀释、用氯仿萃取分离，得到萃取液，将萃取液真空脱溶后得到目标产物粗品。所述的酸性溶剂是浓硫酸与醋酸和水按1:2-5:4-6的体积比混合得到酸性溶剂，优选浓硫酸醋酸水=1:5:5体积比混合的酸性溶剂。反应温度优选1-8°C，以2-5。C为佳。所述的纯化是对粗品用硅胶柱层析纯化。具体方法是将粗品溶于氯仿中，或者直接将氯仿萃取液浓縮上硅胶层析柱，用氯仿与甲醇或氯仿与乙醇按100:0.2-1的体积比混合的混合溶剂洗脱，收集洗脱液，真空脱溶后得到目标产物纯品。纯品用核磁共振法进行结构测定并进行抗肿瘤活性实验。本7-位环烷基取代的喜树碱衍生物的用途是该衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。具体实施例方式以下通过实施例对本发明做进一步的说明，但不作为对本发明的限制。实施例l:7-环丙甲酰基喜树碱(2am)的合成348mg喜树碱和480mg的FeS047H20,溶于2，4ml浓H2S04,6mlHOAc，12ml二次蒸馏水的混合溶剂中，冰盐浴冷却，5'C时加入180nl环丙基甲醛，当温度降到2'C时，加入400W30%H2O2，冰浴下继续反应2小时。用60ml的冰水稀释反应混合物，CHCl3萃取，有机相经干燥(Na2S04))，浓縮，硅胶柱层析纯化(CHC13:MeOH=100:0-0.2)。得到176mg产物，产率41。/。。HLNMR(400MHz,CDC13，TMS)S:1'05(3H，t，J=7.4Hz,18-H),1.45(2H,m，环丙基氢)，1.61(2H，m,环丙基氢)，L90(2H，m，19-H),2.50(1H,m，环丙基氢)，3.79(1H，br,20-OH),5.29(1H，d,J=16.4Hz，17-H),5.33(2H,s，5隱H)，5.74(1H,d,J=16.4Hz,17-H)，7.69(1H,s,14-H),7.71(1H,t,J=8.24，10-H),7.87(1H,t，J=8.30Hz,ll-H)，8.17(1H,d,J=8.44Hz,9-H),8.29(1H，d,J=8.52,12-H);C13-NMR(400MHz,CDC13，TMS)S:7.80,14.36，14.42,23.47,31.65,49.97,66.97,72.71，98.21,119.17,123.80,125.30,128.84，130.54,130.79，150.05，IR(KBr，cm.1)，3449.04，1750.24，1658.21,1602.85,1157.89;EIS-MS:417.3实施例2:7-环戊基喜树碱(2an)的合成55mg喜树碱和116mg的FeS047H20，溶于0.6ml浓H2S04，3mlHOAc，3ml二次蒸馏水的混合溶剂中，冰盐浴冷却至5°C时加入65^1环戊基甲醛，当温度降到2'C时，加入50pl的30%!1202，冰浴下继续反应2小时。用30ml的冰水稀释反应混合物，CHCl3萃取，有机相经干燥(Na2S04))，浓縮，硅胶柱层析纯化(CHC13:MeOH=100:0-0.2)。得到54mg产物，产率80.6%。H'-NMR(300MHz,CDC13,TMS)S:L04(3H,t，J=7.35Hz,1.95-2.06(8H,m,环戊基氢)，2.24(2H，m，19-H),3.82(1H，br,20-OH),3.87(1H，m，环戊基氢)，5J0(1H，d，J=16.2Hz,17-H),5.35(2H,s，5-H),5.75(1H,d，J=16.2Hz),7.61(1H,t,J=8.25Hz，10-H),7.69(1H,s，14隱H)，7.78(1H,t,J=7.65Hz，ll-H)，8'21(2H,m，9-Hand12-H);实施例3:7-环己基喜树碱(2ao)的合成L154g喜树碱和929mg的FeS047H20，溶于9.8ml浓H2S04，48mlHOAc，52ml二次蒸馏水的混合溶剂中，冰盐浴冷却至5"时加入65nl环己基甲醛，当温度降到2。C时，加入1ml的30%H2O2，冰浴下继续反应2小时。用400ml的冰水稀释反应混合物，CHC13￥取，有机相经干燥(Na2S04))，浓縮，硅胶柱层析纯化(CHC13:MeOH=100:0-0.2)。得到1.05g产物，产率74%。P^-NMR(300MHz,CDC13,TMS)S:1.20(3H，t,J=6.9Hz,18-H),1.43-2.03(12H，m,环己基氢、19-H)，3,65(1H，br,20-OH),3.74(1H，m，环己基氢)，5.31(1H，d，16.5Hz，17-H),5.43(2H,s,5邻，5.76(1H，d，J=16.5Hz，17-H),7.68(1H,t，J=7.65Hz,10-H),7.78(1H，s,14-H),7.81(1H，t,J=8.10Hz，ll-H)，8.29(2H，m,9-Hand12-H);C13-NMR(400MHz,CDC13，TMS)S:实施例4:7-环丙基甲酰基-10-羟基喜树碱(2bm)的合成48mgl0-羟基喜树碱和67mg的FeS047H20，溶于0.35ml浓H2S04，1.5mlHOAc，1.5ml二次蒸馏水的混合溶剂中，冰盐浴冷却至5'C时加入25pl环丙基甲醛，当温度降到2'C时，加入55pl的30%11202，冰浴下继续反应2小时。用5ml的冰水稀释反应混合物，CHCl3萃取，有机相经干燥(Na2S04)，浓縮，硅胶柱层析纯化(CHC13:MeOH=100:0-l)。得到21mg产物，产率47.4%。H'-NMR(300MHz，DMSO-d6，TMS)S:0.89(3H,t,J=6.74Hz,L33(4H，m,环丙基)，1.88(2H,m，19-H),2.70(1H，m,环丙基)，5.31(2H,s,17-H),5.42(2H,s,5-H),6.51(1H，br,20-H),7.29(1H,s,14-H),7.39(1H，s,9-H),7,47(1H，d,J=9Hz),8.11(1H，d，J=9Hz,12-H)，10.57(1H,br，10-OH);C13-NMR(300MHz，DMS0-d6,TMS)S:7.73,13.58，22.59,30.27，50.06,65.20,72.37，95.97,106.12，118.51,123.29，124.94，126.92,131.45,138.20,144.14,149.43,150.07,156.07，157.69,172.41,203.44.实施例5:7-环戊基-10-羟基喜树碱(2bii)的合成197mg(0.54mmo1)的10-OH-喜树碱和451mg的FeS047H20，溶于2.6ml浓H2S04，12mlH0Ac，12ml二次蒸馏水的混合溶剂中，冰盐浴冷却至5°C时加入192pl环戊基甲醛，当温度降到2'C时，加入21(Hd的30%1202，冰浴下继续反应2小时。用40ml的冰水稀释反应混合物，CHCl3萃取，有机相经干燥(Na2S04))，浓縮，硅胶柱层析纯化(CHCl3:MeOH=100:0-1)。得到180mg产物，产率76.1%。还有17mg的7-环戊基-10-羟基-ll-环戊基喜树碱。H'-NMR(300MHz，DMS0-d6，TMS)S:0.88(3H,t,J=7.19Hz，18-H),1.85-2.0(8H,m,环戊基氢)，2.13(2H,m,19-H),3.70(1H，m，环戊基氢)，5.33(2H,s,17-H),5.41(2H,s,5-H)，6.47(1H,s，D20exchanged,20-OH),7.39(1H，dd，J=9.03Hz,2.16Hz,11-H),7.49(1H,d,J=2.07Hz,9-H),8.02(1H，d，J=9.03Hz,12陽H)，10.26(1H,s，D20exchanged,10-OH);C13-NMR(300MHz,DMSO-d6,TMS)S:7.70，25.98,30.23,31.24,38.69,41.07，50.16，65.23,72.40,95.55,105.81,117.85，122.18，127.46,128.28,131.80,143.80,144.24,146.14，149.07,150.10，156.30,156.71,172.52.,实施例6:7-环戊基-10-甲氧基喜树碱(2cn)的合成22mg的7-环戊基-10-OH-喜树碱和38mg的K2C03以及25|al的Mel，溶于8ml丙酮中，加热回流过夜。浓縮，硅胶柱层析提纯(CHC13:EtOH=100:0-1)。得到20mg产物，产率88.10/0。H、画R(300MHz,CDC13,TMS)S:L03(3H，t，J=7.34Hz,18-H),L89-2.24(10H,m,8H环戊基氢、19-H)，3.76(1H,m,环戊基氢),3.84(1H,br，20-OH),3.98(3H,s,lO-OMe)，5.29(1Hd,J=16.3Hz,17-H)，5.31(2H,s,5-H)，5,74(1H，d,J=16.3Hz,17-H)，7.42-7.46(2H,m,14-Hand11-H),7.61(1H,s,9-H),8.13(1H,d,J=8.94Hz,12-H);C13-NMR(400MHz,CDC13，TMS)S:7.92，26.72,31.70，32.08,41.81,50.40，55.74,66.48,72.90,97.31，103.17，117.79,122.17,126.78,128.50,132.30,145.51，145.87,147.08，149.87,150.34,157.66,158.52，174.10.实施例7:7-环己基-10-羟基喜树碱(2bo)的合成108mg(0.3mmol)的lO-OH-喜树碱和250mg的FeS047H20，溶于1.5ml浓H2S04，7mlHOAc，7ml二次蒸馏水的混合溶剂中，冰盐浴冷却至5°C时加入130^1环己基甲醛，当9温度降到2'C时，加入120pl的30%11202，冰浴下继续反应2小时。用6ml的冰水稀释反应混合物，CHCl3萃取，有机相经干燥(Na2S04)，浓縮，硅胶柱层析纯化(CHC13:MeOH=100:0-1)。得到79mg产物，产率60%。还有17mg的7-环戊基-10-羟基-ll-环戊基喜树碱。H!-NMR(400MHz，DMSO-d6-CDCl3,TMS)S:0.96(3H,t,J=7.38Hz,18隱H)，1.48~2.00(12H,m，环己基氢、19-H),3.72(1H,m,环己基氢)，5.30(1H,d，J=16.12Hz,17-H),5.33(2H，s,5-H)，5.53(1H,d，J=15.12Hz，17-H),7.37(2H,m，11-Hand9-H)，7.52(1H，br,20-OH),7.97(1H,d,J=9.08Hz，12-H),8'02(1H，s,9-H)，9.99(1H,br，10-OH);C13-NMR(400MHz,DMSO-d6-CDCl3，TMS)S:7.42,25.48，26.41，30.46,49,98，65.07,72.22,95.89，117.31，121.89,127.87，131.27，144.97,150.24，156.66,172.43实施例8:7-环己基-10-甲氧基喜树碱(2co)的合成18mg的7-环己基-10-OH-喜树碱和40mg的K2C03以及25^1的Mel，溶于7ml丙酮中，加热回流过夜。浓縮，硅胶柱层析提纯(CHC13:EtOH=100:0-1)。得到18mg产物，产率97.0。/。。H'-NMR(400MHz，CDC13，TMS)S:1.03(3H,t，J=7.40Hz,18-H),1.46-2.04(12H,m,10H环己基氢、19-H)，3.45(1H,br,20-OH),3.81(1H，m，环己基氢)，4.00(3H，s,10-OMe),5.29(1H,d,J=16.2Hz,17-H),5.37(2H，s，5-H),5,75(1H，d,J=16.2Hz，17-H)，7.45(2H，m,14-Hand11-H),7.61(1H，s,9-H),8.13(1H，d,J=9.6Hz，12-H);C13-NMR(400MHz,CDC13,TMS)S:7.92，26.15，27.12,31.68，41.81,50.72,55.69，66.50,72.91,97.33,103.16,117.77,121.93,126.78，128.25,132.23，145.52，145.87，146.76，149.77,150.34,157.63,158.51,174.12.实施例9:本发明化合物的抗肿瘤活性试验对本发明化合物进行了肿瘤细胞增殖抑制试验，试验方法采用常规的SRB法。细胞株选用人肺癌细胞A549/ATCC、结肠癌细胞HT29、非小细胞肺癌NCI-H460、人早幼粒白血病细胞HL60.用上市的抗肿瘤药拓扑替康和SN-38作为对照。试验方法化合物体外抗肿瘤活性采用磺酰罗丹明B(SulforhodamineB，SRB)方法。肿瘤细胞用RPMI1640或DMEM培养基(Gibco)培养，内含10%胎牛血清，培养条件为37°C，5%C02。根据肿瘤细胞类型，分别接种0.4-1.0"04细胞/孔于96孔板，24小时后，加入10倍稀释的目标化合物；化合物至少含5个浓度。化合物处理72小时后，弃去培养液，用10%冷三氯醋酸固定细胞。然后用磺酰罗丹明B(SulforhodamineB,SRB)溶液染色。洗去未结合SRB后，用Tris溶解与蛋白结合的SRB，用酶标仪在515nm波长下测定OD值，以下列公式计算细胞生长抑制率抑制率=(OD值对照孔一OD值给药孔)/OD值对照孔x100。/。根据各浓度抑制率，采用Logit法计算半数抑制浓度IC50。试验结果见表1，其中样品是指相应实施例中合成的各喜树碱衍生物。表l测试的化合物对肿瘤细胞半数抑制浓度IC5。(单位MM)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1、一种7-位环烷基取代的喜树碱衍生物，其特征在于为以下化学式所示的化合物其中R1代表9或10或11-位上有0-3个相同或不同的取代基，这些取代基选自卤原子或羟基或烷氧基或硝基或氨基或烷基氨基或二烷基氨基；R2代表7位上有C3-C8的环烷基，选自环丙甲酰基或环丁基或环戊基或环己基或环庚基或环辛基。2、根据权利要求所述1的喜树碱衍生物，其特征在于其中Ri代表9-N02或9-NH2或9-NHCH3、10-OH或10-OCH3或10-F或l卜OH;R2代表环戊基或环己基或环庚基或环辛基或环丙甲酰基。3、根据权利要求1或2所述的喜树碱衍生物，其特征在于其中代表H或10-OH或10-OCH3;R2代表环戊基或环己基或环丙甲酰基。4、根据权利要求3的喜树碱衍生物，其特征在于为以下化合物7-环戊基喜树碱7-环己基喜树碱7-环丙甲酰基喜树碱7-环戊基-10-羟基喜树碱7-环己基-10-羟基喜树碱7-环丙甲酰基-10-羟基喜树碱7-环戊基-10-甲氧基喜树碱7-环己基-10-甲氧基喜树碱7-环丙甲酰基-10-甲氧基喜树碱。5、由权利要求1所述的喜树碱衍生物的合成方法，以喜树碱或取代喜树碱和环烷基甲醛为原料，包括合成、分离和纯化，其特征在于所述的合成是将喜树碱或取代喜树碱和硫酸亚铁在搅拌下投入酸性溶剂中并冷却至0-l(TC，然后依次加入环烷基甲酸和双氧水搅拌反应0.5-4小时；反应结束后加冰水稀释、用氯仿萃取分离，得到萃取液，将萃取液真空脱溶后得到目标产物；所述的酸性溶剂是浓硫酸与醋酸和水按1:2-5:4-6的体积比混合得到酸性溶剂。6、根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于所述的酸性溶剂是浓硫酸与醋酸和水的体积比为1:5:5。7、根据权利要求5或6所述的合成方法，其特征在于合成反应温度为1-8°C。8、根据权利要求7所述的合成方法，其特征在于合成反应温度为2-5'C。9、由权利要求1所述的喜树碱衍生物的用途，其特征在于7-位环烷基取代的喜树碱衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。全文摘要一种7-位环烷基取代的喜树碱衍生物是以下化学式所示的化合物。式A中R<sub>1</sub>表示9或10或11位上有0-3个相同或不同的取代基；R<sub>2</sub>表示7位上有C<sub>3</sub>-C<sub>8</sub>的环烷基。式A所示的化合物由喜树碱或取代喜树碱与环烷基甲醛于酸性溶剂中有硫酸亚铁和双氧水存在条件下于0-10℃反应0.5-4小时合成制备的。式A所示的化合物的用途是在制备抗肿瘤药物中的应用。文档编号A61P35/00GK101376658SQ200810156789公开日2009年3月4日申请日期2008年9月26日优先权日2008年9月26日发明者唐卫东,尤田耙,李明宗,楼丽广,欣王,炜金申请人:中国科学技术大学;中国科学院上海药物研究所