新颖类姜黄素衍生物及其作为抗癌药剂的用途制造技术

设计及合成一系列的类姜黄素的新颖双(羟基甲基)烷酸酯衍生物，其显示抗癌活性，且特别是针对乳癌、大肠癌及前列腺癌。

Novel Curcumin Derivatives and Their Applications as Anticancer Agents

A series of novel bis (hydroxymethyl) alkylate derivatives of curcumin-like compounds were designed and synthesized. They exhibit anticancer activity, especially for breast, colorectal and prostate cancer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新颖类姜黄素衍生物及其作为抗癌药剂的用途专利
本专利技术关于新颖抗癌药剂，以及特别关于有用于治疗乳癌、大肠癌及前列腺癌的新颖双(羟基甲基)烷酸酯衍生物。专利技术背景乳癌为世界上妇女中经诊断最普遍的癌症形式。根据最近的报告1，于2015年，在美国妇女乳癌的新案例估计数目为2310,840，其占总癌症病例的29.5％。在1975年至2011年之间，相较于其他癌症，乳癌发生率仍为最高1。三阴性乳癌(TNBC)在所有乳癌病例中约15至20百分比。此型态的癌症细胞因缺乏雌激素受体(ER)、黄体激素受体(PR)、及人类表皮生长因子受体-2(HER-2)的低表达而称为TNBC细胞2。TNBC，较常见于年轻妇女，已知为具有较差预后的进行性癌且非常易于恶化。因为缺乏明确的分子目标药物，TNBC通常通过例如多柔比星(Doxorubicin)及紫杉醇(paclitaxel)的细胞毒性药剂处理。此等药剂本质上为细胞毒性，且已知容易于TNBC细胞发展出药物抗性。因此，具有低毒性及药物抗性的抗-TNBC药物的开发，仍为重要的医药需求。天然产物仿真物持续地为药物导向物及药物候选物的主要来源。根据新上市医药的分析，自1981年至2010年，于2012年经美国食品药物管理局(FDA)所核准，新药约34％基于衍生自天然产物的小分子3。姜科(Zingiberaceae)家族植物于亚洲数世纪以来已被使用做为香料及民俗医药。姜黄(curcumalonga)的根状茎，通常称为郁金(turmeric)，为姜家族的根状茎草本多年生植物且数千年来使用做为香料、调味剂、食物防腐剂、着色剂及医药。主要成分，姜黄素[(E,E)-1,7-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1,6-庚二烯-3,5-二酮]于1815年经单离4，且其结构后续于1910年经解明5。姜黄素具有含庚二烯-3,5-二酮连结二个甲氧基化酚的高共轭结构；因此，姜黄素具有强的自由基捕捉能力而为强力的抗氧化剂6,7,8。广泛的研究显示姜黄素调节多种目标9且显现许多生物活性10。就其抗癌活性而言，姜黄素抑制不同阶段的癌症进展11。尤有甚者，姜黄素被证实为安全的，于一临床试验中甚至每日用药达8公克12。因此，姜黄素似是影响多重途径的李项药物候选物，且更重要的是其为药理学上安全的。姜黄素作为药物的重要不利点为其因不良的亲水性所引起的哩生物可利用性以及其活体代谢快速13。为了解决其不良的亲水性，近年来已测试数种新形式的姜黄素，包括奈米粒子、微脂体、环糊精包封、微胞及磷脂质复合物，用以改良其生物可利用性。然而，至今该等剂型无一者通过临床试验及新药核准12,13。对于其快速活体代谢的第二不利点的关键在于姜黄素结构的二个酚性OH基的存在，容易地通过转移酶，经由第II相转形，代谢为葡萄醣醛酸苷及硫酸盐14,15,16。由于所得水溶性代谢物容易被清除，姜黄素的半衰期非常短。数个研究报导姜黄素于其酚性基成为酯前药的衍生化，造成姜黄素琥珀酸酯17、胺基酸-连结姜黄素18、及磷酸化姜黄素衍生物17。然而，该等姜黄素前药的活体抗癌药效数据尚未见于文献。
技术实现思路
本专利技术中，选择姜黄素作为导向化合物且设计类姜黄素(21a–44)的双(羟基甲基)烷酸酯类似物作为目标化合物，导向姜黄素及代表性目标化合物((1E,3Z,6E)-3-羟基-5-侧氧基庚-1,3,6-三烯-1,7-二基)双(2-甲氧基-4,1-伸苯基)双(3-羟基-2-羟基甲基)-2-甲基丙酸酯(21a)的结构，如下所示:如上所示，于目标化合物21a的结构，于导向姜黄素的二个酚性OH基皆经酯化，且巨大基团经加成至该酯连结的末端。理论上，此类型的酯连结仅以非常低的速度由脂酶水解，其延缓导向姜黄素的酚性OH基暴露于葡萄醣醛酸转移酶及硫酸转移酶。虽然化合物21a的四个脂肪族OH基亦易于葡萄醣醛酸化或硫酸化，21a的pKa为13.584(通过chemdrawUltra14.0计算)其较高于姜黄素的pKa(8.863，计算值)。此显示21a较姜黄素对于由葡萄醣醛酸化或硫酸化的代谢较有抗性。化合物21a的对数分配系数(logP)为1.73(计算值)相较于姜黄素者(logP3.38(计算值))显示较佳亲水性。事实上，21a于水中或醇中的溶解度较佳于姜黄素者。基于上述叙述，目标化合物21a可改良姜黄素的药物动力学重要不利点。研究结果显示21a的抗癌活性更强于姜黄素，不仅于活体中，于试管测试中亦为如此，此无法事先预测。本专利技术中，设计及合成一系列新的21a类似物，且评估抗癌活性。数种有潜力的抗癌药物候选物于本文中经鉴定及揭示。本专利技术的较佳实施方案包括(但不限于)本说明书文末随附的请专利范围所界定的特征。附图简述图1为显示化合物21a及多柔比星的合并药效图。图2A及2B显示21a及姜黄素的活体内肿瘤活性，其中图2A及图2B分别显示于MDA-MB-231外殖物裸小鼠(n＝11)以5,10,25,50mg/kg/dayPO用药21a及以100mg/kg/dayPO用药姜黄素后的平均肿瘤尺寸-时间分布图及平均体重-时间分布图。图3A及3B显示21a合并多柔比星的活体内抗肿瘤活性图，其中图3A及图3B分别显示以50mg/kg/dayPO用药21a、以1mg/kg/dayIP用药多柔比星及以合并21a及多柔比星后于MDA-MB-231外殖物裸小鼠(n＝5)的平均肿瘤尺寸-时间分布图及于MDA-MB-231外殖物裸小鼠(n＝5)的平均体重-时间分布图。图4A及4B显示21a于MDA-MB-231细胞中影响细胞存活性及细胞形态，图4A中，细胞系与各种浓度(0、1、3、5及10μM)的21a培养24小时，以及于MDA-MB-231细胞中的细胞存活性及细胞形态使用MTT排除方法测定，其中使用揭示于材料与方法的MTT分析计数存活细胞数且各数据点为3试验的平均值±SD。图4B中，与或不与10μM的21a培养24小时的细胞系检测细胞形态的变化以及如同材料与方法所揭示的使用位相差显微镜拍摄照片。图5A至5C显示21a诱发MDA-MB-231细胞的G2/M停止。图5A中，细胞以5μM的21a处理24小时，以及使用细胞流式分析测定细胞周期分布且定量细胞周期分布。图5B中，细胞经暴露于21a(5μM)之后培养0、4、8、16及24小时。于经21a处理的MDA-MB-231细胞中的周期素B(CyclinB)、CDK1及β-肌动蛋白的蛋白质浓度通过西方墨渍法测定。图5C中，通过试管内激酶活性分析检测CDK1活性。数据表示为三个独立试验的平均值±S.E.M.。图6显示21a诱发MDA-MB-231细胞的细胞凋亡，其中MDA-MB-231细胞以5μM的21a处理24及48小时，收集细胞且以膜联蛋白V(annexinV)/碘化丙啶染色后以流式细胞仪分析。膜联蛋白V-阳性细胞计数为凋亡性细胞的百分比。图7A及7B显示21a活化死亡受体-媒介的粒腺体细胞凋亡途径(7A)及ER压力细胞凋亡途径(7B)，其中MDA-MB-231细胞以10μM的21a处理0、4、8、16及24小时，以及收集细胞裂解物进行西方墨渍分析。图8显示21a诱发MDA-MB-231细胞的LC3B及p62表达，其中MDA-MB-231细胞以5及10μM的21a处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物或其药学上可接受的盐，该化合物具有下式:

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.13 US 62/3492081.一种化合物或其药学上可接受的盐，该化合物具有下式:其中，Ra、Rb、Ra’及Rb’独立地为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C1-C6氟烷氧基、胺基、胺基(C1-C6烷基)、硝基、杂芳基、OH、-OC(＝O)Rd、-OC(＝O)ORd、或、-OC(＝O)N(Rd)2，其中Rd为H、C1-C6烷基、或C1-C9烷醇基；Rc为H、C1-C6烷基、具有双或三键的C3-C6不饱和烷基、C1-C9烷醇基、C7-C12芳基烷基、或-CH2-OC(＝O)Rd；以及Re及Re’独立地为H、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基；其中，Ra、Rb、Ra’、Rb’及Rc中的至少一个为-OC(＝O)Rd，及Rd为C1-C3烷基或C3-C9支链烷醇基；其中，该化合物于酮形式及烯醇形式之间为可互相转换，当Rc为H时。2.如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中，Rc为H，Ra、Rb、Ra’及Rb’中的至少一个为-OC(＝O)Rd，以及Rd为C3-C9支链烷醇基。3.如权利要求2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中，Rd为-C(CH3)(CH2OH)2，-C(C2H5)(CH2OH)2、-C(CH2OH)3、或-C(CH2OH)2(CH2OC(＝O)C(CH2OH)3)。4.如权利要求3所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中，Ra、Rb、Ra’及Rb’中的一个或两个为-OC(＝O)Rd，Rd为-C(CH3)(CH2OH)2，以及Ra、Rb、Ra’及Rb’的其余者为H、OH、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、OCF3；Re及Re’为H、CH3、C2H5、OCH3、或OC2H5。5.如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中，Rc为甲基、乙基、苄基、炔丙基、烯丙基、CH2OH、CH2OC(＝O)CH3、或CH2OC(＝O)Rd，其中Rd为-C(CH3)(CH2OH)2、-C(C2H5)(CH2OH)2、-C(CH2OH)3、或-C(CH2OH)2(CH2OC(＝O)C(CH2OH)3)；Re及Re’为H；以及Ra、Rb、Ra’及Rb’独立地为H、OH、C1-C6烷氧基、或-OC(＝O)Rd，其中，Rd为-C(CH3)(CH2OH)2，、-C(C2H5)(CH2OH)2、-C(CH2OH)3、或-C(CH2OH)2(CH2OC(＝O)C(CH2OH)3)。6.如权利要求5所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中，Rc为甲基、乙基、苄基、炔丙基、烯丙基、CH2OH、CH2OC(＝O)CH3、或CH2OC(＝O)C(CH3)(CH2OH)2；以及Ra、Rb、Ra’及Rb’独立地为H、OH、甲氧基、或-OC(＝O)Rd，其中，Rd为-C(CH3)(CH2OH)2、-C(CH2OH)3、或-C(CH2OH)2(CH2OC(＝O)C(CH2OH)3)。7.如权利要求3所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中，该化合物是选自化合物21a至33所成群组：其中，21aR9，R9...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭盛助，李国雄，蔡长海，谢闵沧，张玲菊，洪欣仪，林慧怡，杨家欣，
申请(专利权)人：中国医药大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71