一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物及制备方法和在白蛋白纳米药物中的应用技术

本发明专利技术属于生物医药领域，公开了一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子‑苯丁酸氮芥化合物及制备方法和在白蛋白纳米药物中的应用。该化合物具有如式(Ⅰ)所示的结构，其中，Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数。该化合物及其白蛋白纳米药物系统以癌细胞线粒体为靶点，靶向癌症治疗，克服抗癌药物选择性低和耐药多药性的问题，通过诱导细胞凋亡或死亡的途径达到清除癌细胞的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医药领域，特别涉及一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子(F)-苯丁酸氮芥化合物及制备方法和在白蛋白纳米药物中的应用。
技术介绍
癌症是严重危害人类健康的一大顽症，现已成为仅次于心血管病的第二大杀手，所以寻找抗肿瘤药物和研究其作用机理，具有重要意义。线粒体是细胞内重要的细胞器，在细胞代谢过程中扮演了重要角色，是生命体的“能量工厂”，参与了能量产生细胞凋亡、细胞癌变等多种代谢过程。线粒体结构和功能的改变，不仅会干扰细胞的生长、代谢和增殖过程,还会引起细胞凋亡。因此，以线粒体为靶点的新型抗肿瘤药物的研发，已成为一大研究热点。亲脂性阳离子化合物(F)是近年来发现的一种高度疏水的、DLC(delocalizelipidcationic)药物，F系列化合物的核心结构是由乙烯基将一个吡啶环酮和一个吲哚环连接而成，如代表化合物F16的结构如下所示：DLC能有效延长线粒体恢复周期，降低线粒体最大产热量和线粒体活性恢复期速率常数，DLC对于线粒体的作用机制是通过打开舌头转换孔道，破坏线粒体质子动力势，从而干扰线粒体代谢产热。但是目前一些以线粒体为靶点治疗癌症的药物化合物，普遍存在选择性低和多耐药性及钝活等问题，如氮芥类药物，为此，开发一种基于DLC的F衍生型抗肿瘤药物成为十分必要。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物。本专利技术的再一目的在于提供一种上述肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物的制备方法。本专利技术的又一目的在于提供上述肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物在白蛋白纳米药物系统中的应用；该化合物以线粒体为靶点治疗癌症，克服抗癌药物选择性低和多耐药性及钝活等问题，达到通过细胞凋亡的途径清除癌细胞的效果。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物，该化合物具有如式(Ⅰ)所示的结构：其中，Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数。上述的一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物的制备方法，包括以下操作步骤：(1)取芦竹碱与吡啶甲醛反应得到化合物c；(2)将化合物c与化合物d反应，获得化合物e；(3)将化合物e在二碳酸二叔丁酯保护下反应得到化合物g；(4)将化合物g在卤代甲烷作用下反应得到化合物h；(5)化合物h经盐酸脱保护反应得到化合物i；(6)化合物i经与化合物j缩合反应即制得具有如式(Ⅰ)所示的结构的肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物；所述化合物c的结构为：所述化合物d的结构为：其中X为卤基；所述化合物e的结构为：所述化合物g的结构为：其中n为0或1～10之间的自然数；所述化合物h的结构为：其中Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数；所述化合物i的结构为：其中Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数；所述化合物j的结构为：步骤(1)所述反应具体按照以下步骤：将芦竹碱与吡啶甲醛溶于有机溶剂中，在三丁基膦(Bu3P)催化作用下，60℃加热回流反应过夜，反应完全后，冷却反应体系至室温，减压除去有机溶剂，浓缩得油状物，经硅胶色谱柱纯化即得产物c；所述芦竹碱、吡啶甲醛和三丁基膦的摩尔比为1:(2～6):(2～6)；所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇或无水乙腈；所述硅胶色谱柱纯化是采用体积比为(1～4)：1的己烷/乙酸乙酯为洗脱液。步骤(2)所述反应具体按照以下步骤：将化合物c和化合物d溶于溶剂中，加热回流反应，反应完全后，冷却反应体系至室温，过滤，再用上述溶剂洗涤；所述化合物d和化合物c的摩尔比为(1～3):1；所述溶剂是无水甲醇、无水乙醇或无水乙醚。步骤(3)所述反应具体按照以下步骤：将化合物e、四氢呋喃、无水碳酸钠溶于水，室温搅拌后滴加二碳酸二叔丁酯，在25～30℃下反应4小时；过滤，将滤液旋干，然后加入二氯甲烷与无水溶剂进行搅拌，再过滤，将滤液旋干得到化合物g；所述化合物e、无水碳酸钠和二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1:(2～5):(1～3)；所述无水溶剂是无水甲醇、无水乙醇或无水乙醚；所述二氯甲烷与无水溶剂的体积比为25:1～35:1。步骤(4)所述反应具体按照以下步骤：将N,N-二甲基甲酰胺和无水溶剂中的一种，与化合物g和卤代甲烷在室温下反应过夜，反应完全后，将反应体系旋干，于CHCl3和正己烷中重结晶，得到化合物h；所述化合物g和卤代甲烷的摩尔比为1:(1～2)；所述无水溶剂是无水甲醇、无水乙醇或无水乙醚，所述N,N-二甲基甲酰胺为无水。步骤(5)所述反应具体按照以下步骤：将化合物h溶解于甲醇中，室温滴加浓盐酸，室温反应2～7小时，将反应体系旋干得到化合物i。步骤(6)所述反应具体按照以下步骤：将化合物i、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二异丙基乙胺在室温下搅拌，然后加入化合物j、以及2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯，在20～25℃反应，向反应体系中加入水，用二氯甲烷萃取，有机相再用水洗涤，干燥，浓缩过柱，制得具有如式(Ⅰ)所示的结构的肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物；所述化合物i、N,N-二异丙基乙胺、化合物j和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯的摩尔比为1：(3～5):(1.5～3):(1.5～3)。上述具有如式(Ⅰ)所示的结构的肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物的合成路径图如图1所示。上述的肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物在制备白蛋白纳米药物中的应用，其特征在于：所述白蛋白纳米药物按照以下方法制备得到：将肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物溶解于DMSO中，滴加入含人血清白蛋白的磷酸缓冲液中，4～10℃下搅拌10～120min，磷酸缓冲溶液中透析24～48小时，得到肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物的白蛋白纳米药物；所述含人血清白蛋白的磷酸缓冲液的pH为7.4，蛋白浓度为0.5～20mg/ml。优选的，所述搅拌的时间为60min；所述透析的时间为30小时。与现有技术药物苯丁酸氮芥相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术化合物具有很强的癌细胞选择性和绿色荧光，可用于癌症的靶向治疗及其治疗的有效监控；(2)本专利技术化合物是两亲性化合物，自身可以组装成纳米胶束(micelle)；(3)本专利技术化合物可以与人血清白蛋白、转铁蛋白等蛋白进行亲和结合而组装成纳米粒，且荧光显著增强，有利于药物的传递、体内成像和延长体内半衰期；(4)本专利技术化合物及其白蛋白纳米药物系统以癌细胞线粒体为靶点，可克服抗癌药物选择性低和耐药多药性的问题，通过诱导细胞凋亡或死亡的途径达到清除癌细胞的效果。附图说明图1为本专利技术所提供的具有如式(Ⅰ)所示的结构的肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物的合成路径图。图2为本专利技术实施例中制得F3CBL和F6CBL白蛋白纳米药物的水合粒径DLS图。图3为本专利技术实施例1所制得F3CBL白蛋白纳米药物的透射扫描电镜TEM图。图4为本专利技术实施例1所制得化合物F3CBL白蛋白纳米药物定位肿瘤细胞线粒体的激光共聚焦显微镜图。图5为本专利技术实施例1所制得F3CBL白蛋白纳米药物在癌细胞HeLa和健康肝脏细胞L-O2的内吞情况流式细胞分析荧光比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子‑苯丁酸氮芥化合物，其特征在于：该化合物具有如式(Ⅰ)所示的结构：其中，Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物，其特征在于：该化合物具有如式(Ⅰ)所示的结构：其中，Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数。2.根据权利要求1所述的一种肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)取芦竹碱与吡啶甲醛反应得到化合物c；(2)将化合物c与化合物d反应，获得化合物e；(3)将化合物e在二碳酸二叔丁酯保护下反应得到化合物g；(4)将化合物g在卤代甲烷作用下反应得到化合物h；(5)化合物h经盐酸脱保护反应得到化合物i；(6)化合物i经与化合物j缩合反应即制得具有如式(Ⅰ)所示的结构的肿瘤靶向性亲脂性阳离子-苯丁酸氮芥化合物；所述化合物c的结构为：所述化合物d的结构为：其中X为卤基；所述化合物e的结构为：所述化合物g的结构为：其中n为0或1～10之间的自然数；所述化合物h的结构为：其中Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数；所述化合物i的结构为：其中Y为F、Cl、Br或I；n为0或1～10之间的自然数；所述化合物j的结构为：3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述反应具体按照以下步骤：将芦竹碱与吡啶甲醛溶于有机溶剂中，在三丁基膦催化作用下，60℃加热回流反应过夜，反应完全后，冷却反应体系至室温，减压除去有机溶剂，浓缩得油状物，经硅胶色谱柱纯化即得产物c；所述芦竹碱、吡啶甲醛和三丁基膦的摩尔比为1:(2～6):(2～6)；所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇或无水乙腈；所述硅胶色谱柱纯化是采用体积比为(1～4)：1的正己烷/乙酸乙酯为洗脱液。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述反应具体按照以下步骤：将化合物c和化合物d溶于溶剂中，加热回流反应，反应完全后，冷却反应体系至室温，过滤，再用上述溶剂洗涤；所述化合物d和化合物c的摩尔比为(1～3):1；所述溶剂是无水甲醇、无水乙醇或无水乙醚。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述反应具体按照以下步骤：将化合物e、四氢呋喃、无水碳酸钠溶于水，室温搅拌后滴加二碳酸二叔丁酯，在25～30℃下反应4小时；过滤，将滤液旋干，然后加入二氯甲烷与无水溶剂进...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭蔚泓，彭咏波，刘腾，赵子龙，张晓兵，王若文，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43