阳离子多杀菌素衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了阳离子多杀菌素衍生物及其制备方法和应用。所述阳离子多杀菌素衍生物的结构如式(I)式所示。所述阳离子多杀菌素衍生物能用于制备抗肿瘤药物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多杀菌素的结构衍生物，特别是涉及多杀菌素衍生物上引入三苯基膦阳离子，其制备方法及用于抗肿瘤等方面的用途。
技术介绍
多杀菌素(Spinosad)是由刺糖多胞菌(Saccharopolyspora spinosa)发酵液中提取的一种能够同时激活γ-氨基丁酸受体和烟碱型乙酰胆碱受体的大环内酯类无公害高效生物杀虫剂，由陶氏益农公司于上世纪九十年代初期开发并推向市场，商品化的多杀菌素主要活性成分为多杀菌素A和多杀菌素D(图式1)，分别占多杀菌素总含量的85％及15％左右。多杀菌素A作为其主要成分，安全性很高(LD50rat,oral>5000mg/kg，ip>1000mg/kg)。希腊ENTARCOSA公司2010年在一份专利中证实多杀菌素能作用于呼吸链复合物II，有抑制线粒体氧化磷酸化作用，体外、体内实验均显示了较好的抗肿瘤活性(对肿瘤细胞株BxPC-3,Du145,PC-3,MDA-MB-231的GI50分别为11.1、12.5、13.3、13.4μg/mL)。多杀菌素A和多杀菌素D的化学结构式如下：氧化磷酸化相关的作用靶点位于线粒体基质内，即线粒体内膜的内侧，多杀菌素为分子量较大的电中性分子，不易透过线粒体内膜进入线粒体基质
内，不利于其发挥抑制线粒体氧化磷酸化的作用。如果能将多杀菌素对线粒体氧化磷酸化的抑制作用与亲脂性阳离子对肿瘤细胞线粒体的选择性作用结合起来，设计合成亲脂性阳离子多杀菌素衍生物，则能提高多杀菌素进入线粒体内膜的能力，使其选择性积聚于肿瘤细胞线粒体内，发挥抑制线粒体氧化磷酸化的作用。因此，基于上述思想，我们考虑在多杀菌素上进行结构修饰，引入不同的烷基侧链，再进一步引入亲脂性三苯基膦阳离子，提高其进入线粒体的能力，设计合成了一类结构新颖的阳离子多杀菌素衍生物，并发现它们具有很强的抗肿瘤活性。
技术实现思路
本专利技术的目的之一为提供一类全新的阳离子多杀菌素衍生物。所述阳离子多杀菌素衍生物结构如式(I)所示：式(I)中：R为H或甲基，X为阴离子，linker为式(II)、式(III)、式(IV)所示的基团，式(II)、式(III)、式(IV)中n＝0～18。优选地，所述阴离子X选自氯、溴、碘、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、甲磺酸根、苯磺酸根、对甲苯磺酸根或氢氧根。优选地，所述阳离子多杀菌素衍生物具体为式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)、式(Ⅷ)、式(Ⅸ)、式(Ⅹ)所示的化合物：本专利技术的目的之二为提供以上阳离子多杀菌素衍生物的制备方法。所述阳离子多杀菌素衍生物的制备方法技术路线如下：(1)制备中间体1和中间体2：将多杀菌素溶于溶剂，并加入单质碘和乙酸钠，反应后去除溶剂并加入饱和硫代硫酸钠溶液，用溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂并分离纯化后得中间体1，其中，所述多杀菌素、单质碘、乙酸钠的物质的量的比为1:(1～10):(1～10)，所述溶剂用量为每1g多杀菌素使用1～1000mL溶剂，所述饱和硫代硫酸钠溶液用量为每1g多杀菌素使用1～1000mL饱和硫代硫酸钠溶液；将多杀菌素溶于1～10mol/L硫酸溶液中反应结束后用水和溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂得中间体2；(2)制备中间体3、中间体4和中间体5：将中间体1溶于溶剂中，加入末端二卤代烷烃反应后去除溶剂，加入水后用溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂并离纯化后得中间体3，其中，所述中间体1和末端二卤代烷烃的物质的量比为1:(1～10)，所述溶剂用量为每1g中间体1使用1～1000mL溶剂；将中间体1溶于溶剂中，加入脂肪酰卤反应后去除溶剂，加入水后用溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂并分离纯化后得中间体4，其中，所述中间体1和脂肪酰卤的物质的量比为1:(1～10)，所述溶剂用量为每1g中间体1使用1～1000mL溶剂；将中间体2溶于溶剂中，加入脂肪酰卤反应后去除溶剂，加入水后用溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂并分离纯化得到中间体5，其中，所述中间体2和脂肪酰卤的物质的量比为1:(1～10)，所述溶剂用量为每1g中间体1使用1～1000mL溶剂；(3)制备化合物A、化合物B和化合物C，所述化合物A、化合物B和
化合物C为阳离子多杀菌素衍生物：将中间体3、中间体4和中间体5分别溶于溶剂中，加入三苯基膦反应后去除溶剂，用正己烷/异丙醇重结晶数次，经分离纯化后得到阳离子多杀菌素的衍生物：化合物A、化合物B和化合物C，其中，所述中间体3与三苯基膦的物质的量的比为1：(1～20)，所述中间体4与三苯基膦的物质的量的比为1：(1～20)，所述中间体5与三苯基膦的物质的量的比为1：(1～20)，所述溶剂用量为每1g中间体3或中间体4或中间体5使用1～1000mL溶剂；步骤(1)、(2)和(3)中所述溶剂为质子性溶剂或非质子性溶剂。步骤(1)、(2)和(3)中所述溶剂为乙醇、甲醇、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、氯仿、乙腈或N,N-二甲基甲酰胺等；步骤(1)、(2)和(3)中所述反应的温度为-10℃—200℃；步骤(1)、(2)和(3)中所述干燥剂为无水硫酸钠或无水氯化钙等。所述分离纯化是经硅胶柱层析分离纯化。上述的阳离子多杀菌素衍生物能用于制备抗肿瘤药物。具体实施方式实施例1N-去甲基多杀菌素A的制备N-去甲基多杀菌素A的结构式在500mL茄型瓶中，依次加入5.00g(6.83mmol)多杀菌素A和200mL
甲醇，将1.12g(13.66mmol)乙酸钠溶于1mL水中并加入反应体系，最后加入6.94g单质碘(27.32mmol)，搅拌下于70℃下回流反应12h。反应过程中用1mol/L的氢氧化钠溶液保持反应液pH＝8～9。旋转蒸发除去甲醇，加入100mL饱和硫代硫酸钠溶液，用乙酸乙酯(3×100mL)萃取，合并有机相，用无水硫酸钠干燥4h。减压旋转蒸发脱去溶剂后经硅胶(200目～300目)柱层析[洗脱剂：V(乙酸乙酯):V(甲醇):V(三乙胺)＝10:1:0.1]纯化得N-去甲基多杀菌素A为淡黄色固体3.96g，收率81％。m.p.81～89℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)，δ：6.78(s,1H),5.89(d,J＝9.8Hz,1H),5.81(d,J＝9.8Hz,1H),4.89～4.84(m,1H),4.73～4.64(m,1H),4.53～4.47(m,1H),4.36～4.29(m,1H),3.69～3.62(m,1H),3.59～3.55(m,4H),3.53～3.45(m,10H),3.35～3.26(m,1H),3.17～3.09(m,2H),3.06～2.99(m,1H),2.92～2.84(m,1H),2.51(s,3H),2.45～2.32(m,3H),2.31～2.23(m,1H),2.23～2.12(m,2H),2.02～1.90(m,2H),1.83～1.71(m,1H),1.62～1.40(m,9H),1.35(d,J＝6.1Hz,4H),1.29(d,J＝6.2Hz,3H),1.19(d,J＝6.7Hz,4H),0.98～0.88(m,1H),0.83(t,J＝7.本文档来自技高网...

【技术保护点】
阳离子多杀菌素衍生物，其特征在于，所述阳离子多杀菌素衍生物结构如式(I)所示：式(I)中：R为H或甲基，X为阴离子，linker为式(II)、式(III)、式(IV)所示的基团，式(II)、式(III)、式(IV)中n＝0～18。

【技术特征摘要】
1.阳离子多杀菌素衍生物，其特征在于，所述阳离子多杀菌素衍生物结构如式(I)所示：式(I)中：R为H或甲基，X为阴离子，linker为式(II)、式(III)、式(IV)所示的基团，式(II)、式(III)、式(IV)中n＝0～18。2.如权利要求1所述的阳离子多杀菌素衍生物，其特征在于，所述阴离子X选自氯、溴、碘、硫酸根、硫酸氢根、磷酸根、甲磺酸根、苯磺酸根、对甲苯磺酸根或氢氧根。3.如权利要求1所述的阳离子多杀菌素衍生物，其特征在于，所述阳离子多杀菌素衍生物具体为式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)、式(Ⅷ)、式(Ⅸ)、式(Ⅹ)所示的化合物：4.如权利要求1所述阳离子多杀菌素衍生物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)制备中间体1和中间体2：将多杀菌素溶于溶剂，并加入单质碘和乙酸钠，反应后去除溶剂并加入饱和硫代硫酸钠溶液，用溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂并分离纯化后得中间体1，其中，所述多杀菌素、单质碘、乙酸钠的物质的量的比为1:(1～10):(1～10)，所述溶剂用量为每1g多杀菌素使用1～1000mL溶剂，所述饱和硫代硫酸钠溶液用量为每1g多杀菌素使用1～1000
\tmL饱和硫代硫酸钠溶液；将多杀菌素溶于1～10mol/L硫酸溶液中反应结束后用水和溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂得中间体2；(2)制备中间体3、中间体4和中间体5：将中间体1溶于溶剂中，加入末端二卤代烷烃反应后去除溶剂，加入水后用溶剂萃取数次，合并萃取液，加入干燥剂干燥，旋干溶剂并离纯化后得中间体3，其中，所述中间体1和末端二卤代烷烃的物质的量比为1:(1～10)，所述溶剂用量为每1g中间体1使用1～1000mL溶剂；将中间体1溶于溶剂中，加入脂肪酰卤反应后去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：马大友，刘苏友，罗志勇，赖青，彭坤坚，刘丽君，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43