靶向线粒体的抗肿瘤五环三萜衍生物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一类五环三萜衍生物，其结构式如式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)或式(Ⅴ)所示：其中，R1为氢、甲酰基、乙酰基或(n＝1‑19)，R2为(n＝1‑19)，R3为羟基，甲氧基或乙氧基，R4为(n＝1‑19)。本发明专利技术的化合物具有较好的抗肿瘤活性，通过将天然化合物靶向至线粒体，能更好的应用于抗肿瘤药物的开发。且化合物为盐类，大大提高了药物的水溶性及改善其药代动力学参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类靶向线粒体的抗肿瘤五环三萜衍生物及其制备方法与应用，具体涉及白桦醇、白桦酸、齐墩果酸、熊果酸和乳香酸的TPP衍生物及其制备方法与应用，属于医药

技术介绍
线粒体作为细胞内十分重要的一类细胞器，不仅承担着为细胞供能的工作，还是控制细胞程序性死亡(又称细胞凋亡)的重要细胞器。研究表明，多数抗肿瘤药的作用机制与引发肿瘤细胞凋亡有关。而线粒体在肿瘤细胞和正常细胞相比，发生了一些形态和生理功能的变化，比如糖酵解变为主要供能方式，mtDNA发生突变，ROS增多及线粒体膜电位增高等(European Journal of Biochemistry，1999，264，687-701.)。肿瘤细胞中线粒体的这一系列变化使得我们将药物特异性地靶向至肿瘤细胞的线粒体中并进一步引发凋亡成为可能。目前为止常见的将抗肿瘤化合物运载至线粒体的方法主要有三类：纳米载体，多肽载体，及电子移位亲脂性阳离子(Delocalized Lipophilic Cation,DLC)等(Molecular nutrition&food research，2009，53，9-28；Environmental and molecular mutagenesis，2010，51，462-75.)。DLC一般由一个亲水的带电中心和一个疏水的核心连接而成，利用肿瘤细胞中线粒体远高于正常细胞的膜电位选择性积聚，从而达到特异性靶向至线粒体的目的(Annual review of pharmacology and toxicology，2007，47，629-656.)。其中最常用的DLC是三苯基膦(TPP)，目前已有多种抗肿瘤化合物与TPP连接后大幅提高其抗肿瘤活性或改善肿瘤的抗药性。如白藜芦醇(Current Pharmaceutical Design，2014，20，172-179)，没食子酸(J.Med.Chem，2014，57，2440–2454)等。很多五环三萜类化合物如乳香酸、齐墩果酸、白桦酸、白桦醇等本身具有广泛的生理和药理活性，尤其在抗肿瘤方面有突出的表现(Molecule，2015，20，1610-1625；Cancer Letters，2012，320，158–170)，以白桦酸、白桦醇为例(Journal of Applied Biomedicine，2012，10，7–12)，白桦醇和白桦酸是大量存在于桦木科植物桦树里的一种五环三萜，其结构式为：已有研究表明，白桦酸、白桦醇的抗肿瘤机制与线粒体凋亡途径有关，包括连续激活caspases 9,3,和7，清除聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase，PARP)，继而引发细胞色素c和Smac蛋白由线粒体内膜上的释放，线粒体膜电位去极化，以及凋亡蛋白Bax和Bak的高表达等(Basic and Clinical Pharmacology and Toxicology，2009，105，425–432；Tumor，2012，32，234–238；Molecular Carcinogenesis，2010，49，630–640；PLoSONE，2009,4，Article ID e5361；Oncogene，2004，23，7611–7620；Brit J Cancer，2010，103，43–51.)。但由于五环三萜类化合物普遍存在的生物利用度低，水溶性差等原因限制了它们的临床应用。药学家们对它们结构进行了一系列改造以期增强生物利用度及水溶性并增强其抗肿瘤活性，(BioMed Research International，2015，Article ID 584189；Medicinal Research Reviews，2015，35，1127–1155；European Journal of Medicinal Chemistry2015，92，648-655.)。但目前将五环三萜类化合物直接靶向到线粒体从而引发肿瘤细胞凋亡的合成方法复杂，且未做深入的机制研究(Russian Chemical Bulletin,International Edition，2013，62，188—198.)。
技术实现思路
本专利技术人经过深入的研究和创造性的劳动，通过两步合成反应将线粒体靶向载体与五环三萜类化合物及其衍生物连接在一起，得到了系列五环三萜类化合物的TPP衍生物。本专利技术的新化合物对肿瘤细胞的抑制活性强，还具有较好的水溶性，有利于药物的体内吸收和发挥药效。本专利技术的化合物具有作为抗肿瘤药物的潜力。由此提供了下述专利技术：本专利技术的一个方面涉及一类五环三萜衍生物，其结构式如式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ或式Ⅴ所示：其中，R1为氢、甲酰基、乙酰基或(n＝1-19)，R2为(n＝1-19)，R3为羟基，甲氧基或乙氧基，R4为(n＝1-19)。上述化合物的实例如下：本专利技术的另一方面涉及上述五环三萜衍生物的制备方法，其反应路线如下所示：式Ⅰ制备路线：式Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ制备路线：式Ⅱ其他化合物制备路线：式Ⅲ、Ⅳ其他化合物制备方法同式Ⅱ。式Ⅴ制备路线：式Ⅴ其他化合物通过酰氯试剂酰化法制备。所述方法包括：以五环三萜化合物为起始原料，使五环三萜化合物的至少一个羟基进行酯化反应，得中间体化合物，然后将中间体化合物与三苯基膦发生成盐反应，生成式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ或式Ⅳ所示的五环三萜衍生物；或者，将三苯基膦与1,5-二溴戊烷在乙腈中发生成盐反应，然后将成盐反应的产物与乙二胺在四氢呋喃中发生取代反应；将乳香酸与氯化亚砜发生酯化反应后，再与上述取代反应的产物进行酰胺化反应，生成式(Ⅴ)所示的五环三萜衍生物。上述方法，生成式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的五环三萜衍生物的过程中，所述酯化反应采用的是EDC/DMAP法，以二氯甲烷作为溶剂，室温下反应，五环三萜化合物、EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)、DMAP(4-二甲氨基吡啶)与5-溴戊酸和二氯甲烷加入量的比为：1mol:(2.5-2.6)mol:(0.4-0.5)mol:(4-4.1)mol:2000mL。上述方法，生成式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的五环三萜衍生物的过程中，所述成盐反应是以乙腈作为溶剂，中间体化合物、三苯基膦和乙腈加入量的比为1mol：(3-3.1)mol：1000mL，70-80℃加热回流。上述方法，生成式(Ⅴ)所示的五环三萜衍生物的过程中，三苯基膦、1,5-二溴戊烷和乙腈加入量的比为：1mol：(5-5.2)mol：2000mL，70-80℃加热回流12h，得成盐反应的产物。上述方法，生成式(Ⅴ)所示的五环三萜衍生物的过程中，成盐反应的产物、乙二胺和四氢呋喃加入量的比为：1mol：(5-5.2)mol：1500mL，室温反应3h，得取代反应的产物。上述方法，生成式(Ⅴ)所示的五环三萜衍生物的过程中，所述酯化反应的反应条件为：11-羰基-β-乙酰乳香酸1mol在1000mL氯化亚砜中80℃加热回流2h，蒸除溶剂。上述方法，生成式(Ⅴ)所示的五环三萜衍生物的过程中，所述酰胺化反应的反应条件为：将酯化反应的产物用2000mL二氯甲烷溶解后，0℃冰浴下缓慢滴加取代反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类五环三萜衍生物，其结构式如式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ或式Ⅴ所示：其中，R1为氢、甲酰基、乙酰基或(n＝1‑19)，R2为(n＝1‑19)，R3为羟基，甲氧基或乙氧基，R4为(n＝1‑19)。

【技术特征摘要】
1.一类五环三萜衍生物，其结构式如式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ或式Ⅴ所示：其中，R1为氢、甲酰基、乙酰基或(n＝1-19)，R2为(n＝1-19)，R3为羟基，甲氧基或乙氧基，R4为(n＝1-19)。2.如权利要求1所述的五环三萜衍生物，其特征在于，其是选自下列结构的化合物：3.权利要求1或2所述的五环三萜衍生物在制备抗肿瘤药物中的用途。4.一种权利要求1或2所述的五环三萜衍生物的制备方法，所述方法包括：以五环三萜化合物为起始原料，使五环三萜化合物的至少一个羟基进行酯化反应，得中间体化合物，然后将中间体化合物与三苯基膦发生成盐反应，生成式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ或式Ⅳ所示的五环三萜衍生物；或者，将三苯基膦与1,5-二溴戊烷在乙腈中发生成盐反应，然后将成盐反应的产物与乙二胺在四氢呋喃中发生取代反应；将乳香酸与氯化亚砜发生酯化反应后，再与上述取代反应的产物进行酰胺化反应，生成式Ⅴ所示的五环三萜衍生物。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，生成式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ或式Ⅳ所示的五环三萜衍生物的过程中，所述酯化反应采用的是E...

【专利技术属性】
技术研发人员：范培红，叶雅晴，娄红祥，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37