一种烯二炔化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种可用于抗癌药物的新型烯二炔化合物及其制备方法和应用，本发明专利技术提出一种烯二炔化合物，其中，R代表官能基团；R=R、CR1R2R3、(CR1R2)nX或NR1R2；其中R，R1，R2，R3为氢、卤素、C1-C24烷基链、芳香基团、杂环基团；n为1~6；X为氨基、醚基、酰胺基、巯基、膦基、卤素或酯基。所述芳香基团是苯基、萘基、芘基、蒽基、烷基或卤素；所述杂环基团是吡咯、噻吩、吡啶、哌嗪、吡喃、呋喃、咪唑、吡唑或吗啡啉。经实验证明，这类烯二炔可以导致DNA明显的链断裂以及造成肿瘤细胞的凋亡,说明合成的烯二炔具有较高的生物活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用于抗癌药物的新型烯二炔化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
癌症是导致人类死亡的重大疾病之一，临床上用于治疗癌症的方法有手术治疗，放疗和化疗等，以杀死恶性肿瘤细胞，其中化学治疗是主要手段。常用的治疗药物主要是抗生素之类，比如阿霉素，多柔比星，紫杉醇，卡铂等。这些抗生素类药物在治疗癌症的同时本身也带来很大的毒副作用。因此，寻找低毒，高效，高选择性的新型抗癌药物一直是科学家面临的巨大挑战。 烯二炔类化合物，作为一种新颖的抗肿瘤抗生素，具有独特的分子结构和抗肿瘤机制以及高效的杀伤细胞作用，是目前为止活性最强的抗肿瘤抗生素。这类化合物通过Bergman Cyclization反应可以生成苯基双自由基，形成的自由基夺取DNA链上的H原子，从而导致DNA的单链或者双链断裂。一些天然的烯二炔抗肿瘤抗生素如Dynemicins，Calicheamicins，Esperamcins，C1027等，其抗癌活性比阿霉素高1000倍以上。这些天然的烯二炔大都是从微生物的代谢中分离得到的。人工合成的烯二炔因其发生Bergman Cyclization反应的条件相比天然烯二炔来说比较苛刻，限制了在生物学上的应用。此外，一些天然的抗癌药物也具有很强的副毒性，如何提高抗癌药物的选择性以此来降低副作用也是一个需要解决的问题。 上述是烯二炔类抗肿瘤抗生素抗癌机理。 关于合成可用于抗癌药物方面的烯二炔的工作从1992年就有所研究。除了合成天然烯二炔抗生素的同系物外，人工合成的烯二炔一部分集中在光致引发反应，这些反应需要紫外光的照射；一部分主要形成金属配合物，但局限性较大。虽然部分烯二炔可以在温和条件下发生反应，但不具有对肿瘤细胞和正常细胞的选择性，这些都限制了烯二炔在生物抗肿瘤方面的应用。 人体内正常组织的细胞环境在pH=7.4左右，发生癌变后，其特殊性导致细胞组织所处环境明显偏酸性，有的细胞环境甚至可以达到pH=4.5-5.5。利用肿瘤细胞与正常细胞的的这一不同，可以为合成具有较好细胞选择性的烯二炔药物提供有利条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是合成一种新型的在酸性条件下发生反应从而具有抗肿瘤作用的烯二炔化合物。利用肿瘤细胞的酸性环境来诱发烯二炔化合物的抗肿瘤活性。 本专利技术的具体技术方案是：一种烯二炔化合物。   其中，R代表官能基团； R=R、CR1R2R3、(CR1R2)nX或NR1R2；其中R，R1，R2，R3为氢、卤素、C1-C24烷基链、芳香基团、杂环基团；n为1~6；X为氨基、醚基、酰胺基、巯基、膦基、卤素或酯基。 所述芳香基团是苯基、萘基、芘基、蒽基、烷基或卤素；所述杂环基团是吡咯、噻吩、吡啶、哌嗪、吡喃、呋喃、咪唑、吡唑或吗啡啉。 上述结构式以马来酰亚胺为主骨架结构。 上述结构式含有可以在酸性条件下水解的末端3,3,3 - 三乙氧基官能团。  本专利技术又一目的是在酸性条件下通过水解反应生成易发生Bergman Cyclization反应的有生物活性的另一种烯二炔：   本专利技术提出的烯二炔化合物可作为抗癌药物的应用。所述烯二炔是基于1-苄基-3,4-二（3,3,3-三乙氧基-1-丙炔基）-1H-吡咯-2,5-二酮的化合物。该化合物可以通过结构调控衍生合成出具有不同新功能的同系化合物。研究表明，此类化合物可以在酸性条件下水解生成高活性的烯二炔，并通过自发的Bergman Cyclization反应，造成DNA 的链裂解和肿瘤细胞的死亡。这种新的烯二炔化合物有望在肿瘤抑制以及癌症治疗中发挥潜在作用。 本专利技术还提供一种烯二炔化合物的制备方法，使用醋酸钯和碳酸铯为主的催化剂，甲苯和四氢呋喃的混合溶剂进行的薗头偶合反应（Sonogashira反应）；步骤是： 在氮气气氛下，将碘化亚铜，醋酸钯，三苯基膦，碳酸铯和3,4 -二碘-N-苄基马来酰亚胺依次加入瓶中，加入除水重蒸过的四氢呋喃和甲苯后搅拌，加入3,3,3 - 三乙氧基-1-丙炔，在45℃下搅拌反应5h后完成反应；将反应后的混合体系直接用硅镁型吸附剂做载体，环己烷/乙酸乙酯作淋洗剂直接进行柱层析分离，通过抽真空除去溶剂后，得到浅黄色粘稠产物烯二炔a，结构如下： 。 将合成的烯二炔a进行水解反应生成烯二炔b；步骤是： 在0 ℃下，将新鲜制备的烯二炔a溶解在三氯甲烷中，加入两滴三氟乙酸后迅速搅拌30秒，然后加入研磨过的碳酸钾粉末以中和反应中过量的三氟乙酸；过滤除掉固体，0 ℃下真空除掉溶剂，得到黄色粘稠固体烯二炔b，结构为： 。 本专利技术提供的烯二炔的抗肿瘤生物活性实验，包括： 烯二炔导致超螺旋双链DNA的链断裂实验，主要使用超螺旋质粒ΦX174 RF1DNA来评价烯二炔a和烯二炔b对DNA的活性。将两种不同的烯二炔分别溶于DMSO和丙酮中，加到DNA的TE缓冲液中，在37℃下培养一段时间后进行琼脂糖凝胶电泳，来分析DNA的裂解情况。 烯二炔导致肿瘤细胞凋亡的毒性表明。使用肝癌肿瘤细胞HepG2细胞来评价烯二炔a的抗肿瘤作用。将烯二炔a溶于丙酮中加入到培养好的肿瘤细胞内,培养一段时间后用MTT方法对细胞活性进行评价。 本专利技术效果，经实验结果发现，烯二炔a在酸性条件下可以导致DNA明显的链裂解；水解后的活性烯二炔b在中性条件下也可以导致DNA的明显链裂解。同时，烯二炔a对肿瘤细胞也表现出很明显的细胞凋亡作用。 本专利技术的优点在于，合成出在酸性条件下能发生Bergman Cyclization的烯二炔。利用人体内肿瘤细胞的酸性环境，这类烯二炔可以导致DNA明显的链断裂以及造成肿瘤细胞的凋亡,说明合成的烯二炔具有较高的生物活性。 附图说明 图1—烯二炔a引起DNA的链断裂。 其中：—1—DNA+烯二炔a的DMSO溶液+ PPTS，pH=6 —2—DNA+ DMSO+ PPTS，pH=6 —3—DNA+烯二炔a的DMSO溶液+ PPTS，pH=5 —4—DNA+ DMSO+ PPTS，pH=5 —5—DNA+烯二炔a的DMSO溶液+ PPTS，pH=4 —6—DNA+ DMSO+ PPTS，pH=4。 图2—烯二炔b引起DNA的链断裂。 其中：—1—DNA —2—DNA+ 丙酮 —3—DNA+烯二炔b ，100 mM/L —4—DNA+烯二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烯二炔化合物，其化学结构式是：其中，R代表官能基团；R=R、CR1R2R3、(CR1R2)nX或NR1R2；其中R，R1，R2，R3为氢、卤素、C1‑C24烷基链、芳香基团、杂环基团；n为1~6；X为氨基、醚基、酰胺基、巯基、膦基、卤素或酯基。

【技术特征摘要】
1.一种烯二炔化合物，其化学结构式是：
其中，R代表官能基团；
R=R、CR1R2R3、(CR1R2)nX或NR1R2；其中R，R1，R2，R3为氢、卤素、C1-C24烷基链、芳香基团、杂环基团；n为1~6；X为氨基、醚基、酰胺基、巯基、膦基、卤素或酯基。
2.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其特征在于，所述芳香基团是苯基、萘基、芘基、蒽基、烷基或卤素；所述杂环基团是吡咯、噻吩、吡啶、哌嗪、吡喃、呋喃、咪唑、吡唑或吗啡啉。
3.根据权利要求1或2所述的烯二炔化合物，其特征是以马来酰亚胺为主骨架结构。
4.根据权利要求1货2所述的烯二炔化合物，其特征是含有可以在酸性条件下水解的末端3,3,3 - 三乙氧基官能团。
5.一种烯二炔化合物的制备方法，其反应如下：
。
6.根据权利要求1所述的烯二炔化合物，其结构式是：
。
7.一种烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡爱国，宋德朋，孙士元，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31