酸敏感型喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物及其抗肿瘤应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于新药设计与合成领域，具体涉及一类新型的酸敏感型喜树碱-20位去 甲斑蝥酸酯衍生物及其抗肿瘤应用。
【背景技术】
[0002] 喜树是我国特有珙桐科植物，主要分布于我国长江流域以及贵州、四川、广西等西 南几个省区。贵州是喜树的主产区之一，几乎在全省各县均有分布生长，而多个县成功地进 行了人工栽培。喜树碱（Camptothecin，简称CPT)最早由美国化学家Wall等从喜树中提取 得到。喜树碱包含一个五元环骈列的结构，其中AB环是喹啉环，C环为一个吡咯环，D环是 一个共辄吡啶环，E环为具有一个S构型手性中心（C20)的α-羟基六元内酯。AB⑶环为 一个巨大的共辄体系，成平面结构。
[0004] 由于喜树碱独特的抗肿瘤作用机制，药物学家开发和合成了大量的喜树碱衍生 物，并有数个新型喜树碱衍生物成功进入临床研究阶段或上市。
[0005] 斑蜜素（cantharidin，CiqH12O 4)是我国一种民间传统的中药斑蜜体内提取出的一 种抗癌症物质。它对腹水肝癌或者是原发性肝癌有特殊的抑制作用。但斑蝥素在临床应用 中，其毒副作用比较大，不能长期使用。少了两个甲基的去甲斑蝥素大大的降低它的毒副作 用，且能更好地抑制癌症；同时还具有独特的刺激白细胞的骨髓生长的作用。
[0007] 为了寻找药效更好，毒性更强的抗癌药物候选者，我们设计并全合成了如下的药 物分子，将喜树碱和去甲斑蝥素通过20位酯键相连，得到结构独特的新型的喜树碱-20位 去甲斑蝥酸酯衍生物。
【发明内容】
[0008] -方面，本发明提供了一种新型的酸敏感型喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物； 其结构式如式I所示，
[0010] 另一方面，本发明提供了如上所述的喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物I的合成 方法，包括以下步骤：1)、侧链5-烯-去甲斑蝥素单酸苄酯3 (化合物3)与喜树碱在有机溶 剂中，在耦合剂及有机碱催化剂作用下反应得到偶联产物4 (化合物4)，2)、化合物4催化氢 化得到式I所示的喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物，合成路线见以下：
[0012] 喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物I的合成方法，包括以下步骤：2)、化合物4催 化氢化得到式I所示的喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物，合成路线见以下：
[0014] 在一种优选的实施方式中，上述步骤1)所述的耦合剂选自1-(3-二甲氨基丙 基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（缩写EDCI)、二环己基碳二亚胺（缩写DCC)等；所述有机碱 选自三乙胺、二异丙基胺、4-二甲氨基吡啶（缩写DMAP)等。
[0015] 在一种优选的实施方式中，上述步骤2)所述的催化氢化反应所用催化剂选自包 括Pd/C，及Pd(0H) 2/C在内的钯碳、铂碳；优选Pd/C ;步骤2)的溶剂选自甲醇、乙醇等醇溶 剂，优选甲醇。
[0016] 再一方面，本发明还提供了合成式I所示的喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物的 侧链化合物3及其制备方法，包括步骤：a)、以呋喃为原料，与顺丁烯二酸酐（化合物1)在 有机溶剂中反应得到5-烯-去甲斑蝥素2 (化合物2)，b)、5-烯-去甲斑蝥素2在有机溶 剂中与苯甲醇反应得到侧链5-烯-去甲斑蝥素单酸苄酯3 (化合物3)，合成路线见以下：
[0018] 在一种优选的实施方式中，步骤a)采用的有机溶剂为醚类溶剂或卤代烃，例如： 乙醚、丙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿。
[0019] 在一种优选的实施方式中，步骤a)可在室温下进行，也可以适当加热；优选室温。
[0020] 在一种优选的实施方式中，步骤b)反应所用的有机溶剂选自醚类溶剂或卤代烃， 例如：乙醚、丙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿。
[0021] 在上述合成及制备方法中，有机溶剂也可以依据反应对温度、溶剂极性的需求，从 N，N-二甲基甲酰胺（缩写DMF)、二甲基亚砜（缩写DMS0)、二氯甲烷（缩写DCM)、氯仿、乙 腈、四氢呋喃或乙醚中选取。反应温度可依据反应类型适当选取。反应时间可通过薄层层 析TLC、高效液相色谱法HPLC或LC-MS液相质谱联用等监控手段追踪反应情况得出。
[0022] 活性测试证明，本发明设计并合成得到的式I所示的喜树碱-20位去甲斑蝥酸 酯衍生物具有很好的抗肿瘤效果；尤其是针对肝癌、胃癌以及结肠癌；体外抑制率高达 64% -72%，与阳性对照药物喜树碱和斑蝥素的抑制活性相当；可望应用于临床作为斑蝥 素类抗肿瘤药物。
[0023] 因此，本发明的第四方面提供了式I所示的喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯衍生物用 于制备抗肿瘤药物的用途；优选地，用于制备抗肝癌药物、抗胃癌药物以及抗结肠癌药物的 用途。
[0024] 本发明的有益之处在于：本发明提供了式I所示的喜树碱-20位去甲斑蝥酸酯 衍生物，是一种适合的抗肿瘤候选药物，尤其是作为抗肝癌、抗胃癌以及抗结肠癌的候选药 物。相对于阳性对照药品喜树碱和斑蝥素，本发明的化合物I分子结构引入了羧基，提高了 水溶解性，稳定性；此外，由于引入带氧桥环的去甲斑蝥素类似结构，其对于酸较为敏感，易 于水解，从而可增强药代动力学效力。此外，本发明的喜树碱去甲斑蝥素酯衍生物的合成方 法，原料易得，合成路线收率高，非常易于操作实施。
【具体实施方式】
[0025] 以下将通过具体实施例进一步阐述本发明，但并不用于限制本发明的保护范围。 在不脱离本发明构思的前提下，本领域技术人员可对权利要求的各参数或条件做出的改进 或组合，这些改进或组合也应视为本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所 附权利要求为准。
[0026] 本发明中使用的呋喃，顺丁烯二酸酐来自上海国药集团；所用溶剂来自遵义双巨 化工有限公司。除特别说明外，所用试剂均为化学纯。
[0027] 前述的本发明的侧链5-烯-去甲斑蝥素单酸苄酯3的合成方法，
[0029] 具体包括以下步骤：
[0030] 1)取顺丁烯二酸酐，研细，加入有机溶剂溶解，待完全溶解后滴加呋喃，于35°C~ 45°C反应24小时，抽滤，得白色固体产物5-烯-去甲斑蝥素2,干燥备用；
[0031] 2)将步骤a)得到的5-烯-去甲斑蝥素2悬浮于苯甲醇中；然后向悬浮液中逐滴 加入三乙胺，室温下搅拌；旋蒸除去溶剂。将得到的剩余物质溶解于二氯甲烷中，用1N(N在 本说明书中代表mol/L的单位浓度）盐酸萃取一次，有机相用饱和食盐水萃取一次，无水 1 8304干燥得到5-烯-去甲斑蝥素单酸苄酯3,为白色固体。
[0032] 上述反应中，可以用色谱法、液质连用谱来监控反应进程。色谱法中，可适用薄层 色谱，还可用气相色谱法或液相色谱法如HPLC代替等。
[0033] 实施例1、5_烯-去甲斑蝥素2的制备：
[0034] 从试剂瓶中取出一定量的顺丁烯二酸酐1，置于干燥的研体中研细，再用电子天平 称取研细的顺丁烯二酸酐12. 021g，置于干燥的三口烧瓶中，塞上塞子，再加乙醚搅拌，在乙 醚量为90mL时顺丁烯二酸酐完全溶解。待顺丁烯二酸酐完全溶解后，用滴液漏斗缓慢加入 13mL呋喃，用时13分钟。控制温度在38°C开始反应。反应1小时后溶液出现白色固体，且 时间越长白色固体越多。反应至24小时后抽滤，得白色固体的化合物2,即5, 6-双脱氢去 甲斑蝥素。干燥称重为17.459g，收率85. 75%。熔点：122~123°C，比移值Rf:0. 52(展开 剂为石油醚：乙酸乙酯=3 : I) !1HNMr(CDCI3) :S3.18(s，2H)，5.47(s，2H)，6.58(s，2H)。
[0035] 上述实施例1的步骤a)中用于溶解顺丁烯二酸酐的有机溶剂除了乙醚外，还可用 N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、氯仿、乙腈、四氢呋喃中的任一种代替；所述反 应温度可在35°C~45°C之间。
[0036] 实施例2、5-烯-去甲斑蝥素单酸苄酯3的制备：
[0037] 称取5g原料2溶于40ml二氯甲烷中，形成悬浮液。然后向悬浮液中逐滴加入 苯甲醇4. 7ml，以及DMAP 366mg.室温下搅拌3天，旋蒸除去溶剂，得到5, 6-双脱氢去甲 斑蝥素单甲酯2粗产品。将得到的粗产品溶解于25ml二氯甲烷中，用7ml的IN盐酸洗 涤一次，留下有机相，再用IOml饱和食盐水洗涤一次，留下有机相，加入适量无水1%50 4干 燥15-30分钟，抽滤，滤饼用二氯甲烷冲洗2-3次，留下滤液，将滤液旋蒸，得到5-烯-去 甲斑蝥素单酸苄酯3的白色固体（4. 08g)，收率为50 %。1HnMR(DMSO-CI6) : δ 12. 43 (s，lH)