一种丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子的制备方法与应用

本发明属于生物医药领域，具体涉及一种丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子的制备方法与应用。

背景技术：

1、抑郁症是一类重要的精神性疾病，其因高患病率、高致残性等因素成为困扰全球的严重健康问题。预计到2030年，抑郁症将成为全球疾病负担第一位的疾病。迄今，抑郁症的病因并不非常清楚，一般认为，抑郁症的致病因素是多方面的，与性别差异、慢性应激、饮食行为方式及滥用药物、酒精等有关。抑郁症可以表现为单次或反复多次的抑郁发作，具体症状表现为心情低落、思维迟缓、意志活动减退、认知功能损害等。

2、目前临床常用的抗抑郁药物多为作用于单胺类(5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素)神经递质的选择性再摄取抑制剂包括氟西汀、帕罗西汀、西酞普兰等，此类药物能抑制突触前膜5-羟色胺转运体对5-羟色胺的摄取，进而增加突触间隙5-羟色胺的浓度。由于治疗药物的作用机制并未发生较大变化，现有抗抑郁药物存在的给药周期长、起效慢、患者应答率低、不同程度躯体及精神方面副作用、停药期间症状易复发等弊端，未从本质上得到改善。因此起效快且副作用小的抗抑郁药物的研发显得尤为重要。

3、虫草素(3’-脱氧腺苷)是从真菌中分离出来的第一个脱氧核苷类抗生素，研究表明，其具有抗癌、抗菌、抗病毒、调节免疫、辅助睡眠、降血脂等功效。虫草素从分子结构来看是腺苷的类似物，有确切研究表明腺苷衍生物可以通过腺苷转运体经血脑屏障从血液进入大脑，且虫草素是腺苷受体(a1、a2a、a2b和a3)的非特异性激动剂，这意味着虫草素可经由腺苷转运体从外周循环通过血脑屏障直接作用于中枢神经系统。有研究证实了虫草素可经腺苷a1受体，调节活性氧和ca2+离子含量，同时抑制p-tau蛋白的生成，起到抑制阿尔兹海默症发生发展的作用。同时在小鼠行为学研究中显示虫草素可能通过调节ampa受体glur1s845位点磷酸化水平，并调节glur1受体在前额叶皮层突触的表达量实现抗抑郁效果。

4、l-苏式-3,4-二羟基苯基丝氨酸是一种人工合成的去甲肾上腺素前体分子，临床上被用于与帕金森并、单纯性植物神经衰竭及多系统萎缩有关的、有征兆的神经性直立性低血压的治疗。

5、磷脂酰丝氨酸(ps)又称复合神经氨酸，是人体细胞膜中主要的酸性磷脂。ps对于大脑内神经细胞的正常运作尤为重要，有助于细胞间的信息传递。有研究表明，外源性ps补充剂能够有效促进外周神经系统中髓鞘的形成，从而间接起到调节nrg-1/erbb信号通路的作用，nrg-1细胞内信号传导可以减轻皮质神经元中风时的神经元损失，从而起到保护神经的功能。由于ps的超强亲脂性，外源补充的ps很容易穿过血脑屏障到达脑细胞，被人体有效吸收。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子。

2、本发明还要解决的技术问题是提供一种含上述丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子的组合物、药物制剂和药盒产品。

3、本发明还要解决的技术问题是提供上述丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子的制备方法。

4、本发明最后要解决的技术问题是提供上述丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子的应用。

5、为了解决上述第一个技术问题，本发明公开了一种如式i所示的丝氨酸改性的虫草素磷酸酯，或其药学上可接受的盐、立体异构体、互变异构体、溶剂合物、前药，或其代谢物；

6、

7、

8、其中，

9、r1选自式a或式b所示的结构；

10、若r1选自式a所示的结构，r2选自式c或式d所示的结构；

11、若r1选自式b所示的结构，r2选自式d所示的结构。

12、在一些实施例中，所述的丝氨酸改性的虫草素磷酸酯为以下结构中的任意一种，优选为式i1所示的化合物；

13、

14、为了解决上述第二个技术问题，本发明公开了一种药物组合物，所述药物组合物的活性成分为上述第一个技术问题中所述的丝氨酸改性的虫草素磷酸酯中的任意一种或几种组合，或其药学上可接受的盐、立体异构体、互变异构体、溶剂合物、前药，或其代谢物。

15、在一些实施例中，所述药物组合物还包括一种或多种药学上可接受的载体。

16、本发明中“药学上可接受的载体”是指与治疗剂一同给药的稀释剂、辅剂、赋形剂或媒介物，并且其在合理的医学判断的范围内适于接触人类和/或其它动物的组织而没有过度的毒性、刺激、过敏反应或与合理的益处/风险比相应的其它问题或并发症。

17、在本发明的药物组合物中可使用的药学上可接受的载体包括但不限于无菌液体，例如水和油，包括那些石油、动物、植物或合成来源的油，例如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。当所述药物组合物通过静脉内给药时，水是示例性载体。还可以使用生理盐水和葡萄糖及甘油水溶液作为液体载体，特别是用于注射液。适合的药物赋形剂包括淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽糖、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石、氯化钠、脱脂奶粉、甘油、丙二醇、水、乙醇等。所述组合物还可以视需要包含少量的湿润剂、乳化剂或ph缓冲剂。口服制剂可以包含标准载体，如药物级的甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。

18、本发明的药物组合物所述药物组合物可以以任意形式施用，只要其实现预防、减轻、防止或者治愈人类或动物患者的症状。为此目的，它们可以适合的途径给药，例如通过注射(如静脉内、动脉内、皮下、腹膜内、肌内注射，包括滴注)或经皮给药；或者通过口服、含服、经鼻、透粘膜、局部、以眼用制剂的形式或通过吸入给药。

19、对于这些给药途径，可以适合的剂型给药本发明的药物组合物。所述剂型包括但不限于片剂、胶囊剂、锭剂、硬糖剂、散剂、喷雾剂、乳膏剂、软膏剂、栓剂、凝胶剂、糊剂、洗剂、软膏剂、水性混悬剂、可注射溶液剂、酏剂、糖浆剂等。

20、如当口服用药时，所述药物组合物可制成任意口服可接受的制剂形式，包括但不限于片剂、胶囊剂、颗粒剂、丸剂、糖浆剂、口服溶液剂、口服混悬剂和口服乳剂等。口服混悬剂则通常是将活性成分与适宜的乳化剂和悬浮剂混合使用。任选地，以上口服制剂形式中还可加入一些甜味剂、芳香剂或着色剂。

21、如当经皮或局部施用时，所述药物组合物可制成适当的软膏、洗剂或搽剂形式，其中将活性成分悬浮或溶解于一种或多种载体中。软膏制剂可使用的载体包括但不限于：矿物油、液体凡士林、白凡士林、丙二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、乳化蜡和水；洗剂或搽剂可使用的载体包括但不限于：矿物油、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、吐温60、十六烷酯蜡、十六碳烯芳醇、2-辛基十二烷醇、苄醇和水。

22、在一些实施方案中，所述药物组合物还可包含一种或多种其它治疗剂。

23、本发明还提供了一种药盒产品，其含有上述第一个技术方案中所述的丝氨酸改性的虫草素磷酸酯中的任意一种或几种组合，或其药学上可接受的盐、立体异构体、互变异构体、溶剂合物、前药，或其代谢物，或上述药物组合物，以及任选的药品说明书。

24、为了解决上述第三个技术问题，本发明公开了上述第一个技术问题中所述丝氨酸改性的虫草素磷酸酯的制备方法，以式i1所示的化合物为例，其具体的反应过程如下：

25、

26、具体地，所述制备方法包括以下步骤：

27、s1：于第一有机溶剂中，在4-二甲氨基吡啶催化下，虫草素和氯磷酸二苯酯进行第一反应，得到式a所示的中间体化合物；

28、s2：于第二有机溶剂中，在碱催化剂下，式a所示的中间体化合物，三氟甲磺酸酐，与l-苏式-3,4-二羟基苯基丝氨酸和/或磷脂酰丝氨酸进行第二反应，即得；

29、

30、步骤s1中，所述氯磷酸二苯酯可以根据现有技术制备得到，也可以是市售的，也可以是按照如下方法制备得到：先将33.7g三氯氧磷与0.6g路易斯酸三氯化铝催化剂的混合物升温至90℃，然后在保温条件下将事先熔化得到的液体苯酚41.4g在1小时内滴加到三氯氧磷与三氯化铝催化剂的混合物中。滴加完毕后，升温到110℃反应2小时，减压蒸馏得到粗品，之后经过精馏获得氯磷酸二苯酯。

31、步骤s1中，所述虫草素、氯磷酸二苯酯、4-二甲氨基吡啶和第一有机溶剂的摩尔体积比为8～12mmol:10～15mmol:1mmol:50～200ml，在一些实施例中所述虫草素、氯磷酸二苯酯、4-二甲氨基吡啶和第一有机溶剂的摩尔体积比为为10mmol:10～15mmol:1mmol:100～200ml，在一些实施例中所述虫草素、氯磷酸二苯酯、4-二甲氨基吡啶和第一有机溶剂的摩尔体积比为为10mmol:10mmol:1mmol:167ml。

32、步骤s1中，所述第一有机溶剂为吡啶和/或二氯甲烷。

33、步骤s1中，所述第一反应的温度为20～30℃，在一些实施例中所述第一反应的温度为25～30℃，在一些实施例中所述第一反应的温度为室温。

34、步骤s1中，所述第一反应结束后，用饱和的氯化铵终止反应，用乙酸乙酯萃取，盐水洗涤并用无水硫酸镁干燥后，过层析柱，得到式a所示的中间体化合物；或用甲醇淬灭反应，真空浓缩，过层析柱，得到式a所示的中间体化合物。

35、步骤s2中，所述式a所示的中间体化合物与l-苏式-3,4-二羟基苯基丝氨酸的摩尔比为1mmol:0.5～1.5mmol，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与l-苏式-3,4-二羟基苯基丝氨酸的摩尔比为1mmol:0.8～1.2mmol，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与l-苏式-3,4-二羟基苯基丝氨酸的摩尔比为1mmol:1mmol。

36、步骤s2中，所述式a所示的中间体化合物与磷脂酰丝氨酸的摩尔比为1mmol:0.5～1.5mmol，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与磷脂酰丝氨酸的摩尔比为1mmol:0.8～1.2mmol，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与磷脂酰丝氨酸的摩尔比为1mmol:1mmol。

37、步骤s2中，所述式a所示的中间体化合物与第二有机溶剂的用量比为1mmol:3～7ml，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与第二有机溶剂的用量比为1mmol:4～6ml，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与第二有机溶剂的用量比为1mmol:5ml。

38、步骤s2中，所述式a所示的中间体化合物与三氟甲磺酸酐的摩尔比为1mmol:0.5～2mmol，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与三氟甲磺酸酐的摩尔比为1mmol:0.8～1.2mmol，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与三氟甲磺酸酐的摩尔比为1mmol:1.5mmol

39、步骤s2中，所述第二有机溶剂为二氯甲烷，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与第二有机溶剂的用量比为1mmol:1～9ml，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与第二有机溶剂的用量比为1mmol:3～7ml，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与第二有机溶剂的用量比为1mmol:5ml。

40、步骤s2中，所述碱催化剂为吡啶；在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与碱催化剂的摩尔比为1:0.5～3.5，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与碱催化剂的摩尔比为1:1～3，在一些实施例中所述式a所示的中间体化合物与碱催化剂的摩尔比为1:2。

41、步骤s2中，所述第二反应的温度为20～30℃，在一些实施例所述第二反应的温度为25～30℃，在一些实施例所述第二反应的温度为室温。

42、步骤s2中，所述第二反应结束后，减压蒸出溶剂，层析柱分离获得各类虫草素磷酸酯化合物。

43、为了解决上述第四个技术问题，一方面，本发明公开了上述第一个技术方案中所述丝氨酸改性的虫草素磷酸酯，或其药学上可接受的盐、立体异构体、互变异构体、溶剂合物、前药，或其代谢物，或上述第二个技术方案中所述药物组合物或药盒产品的应用。

44、在一些实施例中，所述应用为在制备抗抑郁药物中的应用。

45、在一些实施例中，所述应用为在制备防治阿尔兹海默症药物中的应用。

46、在一些实施例中，所述应用为在制备提高睡眠质量和/或神经细胞活力的保健营养品中的应用。

47、另一方面，本发明提供了一种抗抑郁疾病、或防治阿尔兹海默疾病、或备提高睡眠质量和/或神经细胞活力的方法，包括向有此需要的个体给与有效量的上述第一个技术方案中所述丝氨酸改性的虫草素磷酸酯，或其药学上可接受的盐、立体异构体、互变异构体、溶剂合物、前药，或其代谢物，或上述第二个技术方案中所述药物组合物或药盒产品。

48、本发明中所述术语“防治”包括预防和治疗。

49、本发明中所述术语“抗”包括预防和治疗。

50、本发明中所使用的术语“有效量”指被给药后会在一定程度上缓解所治疗病症的一或多种症状的化合物的量。

51、可调整给药方案以提供最佳所需响应。例如，可给药单次推注，可随时间给药数个分剂量，或可如治疗情况的急需所表明而按比例减少或增加剂量。要注意，剂量值可随要减轻的病况的类型及严重性而变化，且可包括单次或多次剂量。要进一步理解，对于任何特定个体，具体的给药方案应根据个体需要及给药组合物或监督组合物的给药的人员的专业判断来随时间调整。

52、除非另外说明，否则如本文中所使用，术语“治疗(treating)”意指逆转、减轻、抑制这样的术语所应用的病症或病况或者这样的病症或病况的一或多种症状的进展，或预防这样的病症或病况或者这样的病症或病况的一或多种症状。

53、如本文所使用的“个体”包括人或非人动物。示例性人个体包括患有疾病(例如本文所述的疾病)的人个体(称为患者)或正常个体。本发明中“非人动物”包括所有脊椎动物，例如非哺乳动物(例如鸟类、两栖动物、爬行动物)和哺乳动物，例如非人灵长类、家畜和/或驯化动物(例如绵羊、犬、猫、奶牛、猪等)。

54、综上，相较于虫草素母体结构，本发明提供的丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子具有以下特点：1、比核苷母体药物有更好的亲脂性，可通过生物屏障发挥治疗作用；2、保护核苷不被代谢失活，也不易水解，在细胞内经酶作用释放活性母体药物，活性高，毒性低；3、不经激酶作用可产生真正的细胞活性成分，是核苷三磷酸酯的必要前体；4、比游离核苷具有更大的组织保留，存留在细胞中的时间比核苷更长，作用持久；5、l-苏式-3,4-二羟基苯基丝氨酸分子的引入，在生物体内可以经代谢产生去甲肾上腺素，提高神经细胞突触间隙中5-羟色胺浓度，可以有效提高抗抑郁药物活性；6、磷脂酰丝氨酸分子的引入，不仅提高了大分子的脂溶性效果，并且经代谢产生的ps可以起到保护和修复受损的神经细胞，降低去甲肾上腺素造成的副作用，提高整体药物分子的抗抑郁活性；因此，本发明提供的丝氨酸改性的虫草素磷酸酯药物分子具有更为广泛的生物特性，可用于制备防治抑郁症药物，或制备防治阿尔兹海默症药物，或制备提高睡眠质量和/或神经细胞活力的保健营养。

55、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：

56、本发明所提供的虫草素磷酸酯，其有更好的亲脂性，对细胞膜有更好的亲和性，留在体内的时间更长，使药物在体内代谢的半衰期更长，抗抑郁症活性高于相同剂量的母体虫草素。