一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其在制备抗肿瘤药物中的应用技术

本发明专利技术公开了一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其用于制备抗肿瘤药物的应用。该合成方法是以β－二羰基化合物为初始底物，先将其与二硫化碳反应合成二硫缩烯酮，再将不同取代的苯甲醛通过Ｋｎｏｅｖｅｎａｇｅｌ反应以双键的形式连接到二硫缩烯酮的α位，同时分子中的酯基在碱性条件的作用下，水解生成羧酸盐，用稀盐酸酸化后得到含有游离羧基的二硫杂环底物。再将二硫杂环底物的羧基与多西紫杉醇侧链中的氨基或羟基进行酰胺化反应，最后脱除保护基得到多西紫杉醇衍生物。药理实验证明该类多西紫杉醇衍生物对多种癌细胞株具有显著的抑制作用，且具有低毒不易产生耐药性的特点，可用于制备抗肿瘤药物，具有很高的医学价值和广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多西紫杉醇衍生物的合成方法及其在制备抗肿瘤药物中的应用。
技术介绍
自从上个世纪70年代紫杉醇被人类发现以来，从各红豆杉属植物中发现了近400 余种天然的紫杉烷类化合物，此外通过人工结构修饰的方法，更是获得了数以千计的衍生 物。然而不论是天然的，还是人工合成的，这些同属紫杉烷类的化合物在抗肿瘤活性研究中 却表现出了巨大的差异。迄今为止，真正用于临床的只有天然的紫杉醇和后天获得的多西 紫杉醇两种，而紫杉醇更有被多西紫杉醇取而代之的趋势。紫杉烷类化合物在抗肿瘤活性上的差异，归根结底在于其化学结构上的不同。无 数的科研工作者在对众多紫杉烷类化合物进行研究后归纳总结出了紫杉烷类化合物的结 构与抗肿瘤活性之间的关系，即“构效关系”。从紫杉烷类化合物的构效关系上可以看出， 10-脱乙酰基巴卡亭母核和苯基异丝氨酸侧链是生物活性不可或缺的两部分，在这两部分 上，分别又有一些必须的官能团，如母核C2位的苯甲酰基，C4-5位的环氧丙烷，侧链上的 C2’位的羟基和C3’位的酰胺基等等。仔细观察已经上市的或进入临床研究的紫杉醇衍生物，我们不难发现侧链是对活 性有着巨大影响的敏感区域，而C3’-氨基更是拥有巨大结构修饰自由度的部位。在这个部 位上进行修饰最为成功的例子无疑就是多西紫杉醇。在多西紫杉醇的结构中，C3’-氨基上 的叔丁氧羰基取代了紫杉醇结构中的苯甲酰基。此外，两者的不同之处还在于紫杉醇母核 C10位的乙酰氧基被多西紫杉醇中的羟基所取代。这些结论充分表明在多西紫杉醇的基础上，对C3’ _氨基上进行结构修饰尤其是 保留酰胺基的紫杉醇衍生物，是一类非常有希望获得具有进一步开发成新药的化合物。在 绪论部分我们就已经介绍了天然含硫有机物是一类生物活性非常明显的化合物，尤其是存 在于十字花科植物中的二硫杂环类物质，在抗癌和化疗保护方面更是倍受关注。另一方面， 通过文献调研可知，迄今为止还没有发现将二硫杂环用于修饰紫杉醇类化合物的报道。因 此，本专利技术根据紫杉醇的构效关系进行分析，确定了对侧链C3’ -氨基进行修饰，并设计了 一系列侧链含有二硫杂环的多西紫杉醇类化合物。在众多具有生物活性的天然化合物中，含硫的一类化合物具有鲜明的生物活性。 例如，大蒜中的有机硫化合物(包括甲基烯丙基硫、二烯丙基三硫、二烯丙基四硫、二烯丙 基硫代硫酸酯等)具有抗诱变及抗癌活性；二烯丙基三硫又名大蒜素，研究发现大蒜素具 有抗肿瘤作用，如可能改变调节致癌活性有关的酶活性，参与提高肿瘤患者的免疫功能，阻 滞细胞周期，介导细胞凋亡和分化等。西兰花中含有的硫代葡萄糖苷可阻碍早期癌细胞的 生长，并有助于加强人体对癌细胞的抵抗能力，降低患癌症的危险。结论表明，这些有机硫 化物可阻滞细胞周期，诱导肿瘤细胞凋亡，抑制DNA加合物的形成以清除自由基、调整P-糖 蛋白引起的多耐药性等。沈立等人曾将大蒜素与紫杉醇联合使用，并研究了其对人肺癌A549细胞抗肿瘤 活性。结果表明大蒜素与紫杉醇联合使用具有协同抗肿瘤作用。因此，我们设想在保持多 西紫杉醇C3’酰氨基的前提下，将含二硫杂环基团引入到多西紫杉醇的C3’_氨基上来完成 对多西紫杉醇的结构修饰。设计并合成新的硫代的多西紫杉醇衍生物，并进一步研究这些 衍生物对多种癌细胞株的抗肿瘤活性及其毒测试，以期找到活性更好毒性更低的紫杉醇类 抗肿瘤药物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法以及衍生物在抗肿 瘤方面的应用。一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法以及衍生物在抗肿瘤方面的应用，其主要特 征在于以3 _ 二羰基化合物为初始底物，通过与二硫化碳反应，形成双硫键，再与二溴化 物发生反应生成二硫杂环中间体I，再将中间体II与取代苯甲醛通过发生Knoevenagel反 应在二硫杂环的a位形成双键，同时在碱性条件下，将二硫杂环中的酯基水解成羧基，再 将羧基与保护后的多西紫杉醇的侧链上的氨基或羟基进行缩合反应，最后将多西紫杉醇母 核上的保护基脱除后得到最终的多西紫杉醇的新衍生物，将得到的衍生物进行体外细胞毒 性试验以及体内的移植性S180肉瘤的抑制作用试验。本专利技术所述的二羰基化合物，主要包括含有酯基的乙酰乙酸乙酯，乙酰乙酸 甲酯等。本专利技术中二硫杂环中间体I的合成，按照如下步骤进行将lOmmol 0 - 二羰基化 合物溶于5mL DMF中，加入3g无水碳酸钾，于室温下搅拌，目的是拔除分子中活性亚甲基上 的氢，形成C负电荷，在与llmmol 二硫化碳于冰浴下反应形成二硫键，搅拌lh后滴加二溴 化物于室温下搅拌12h后，将反应体系倾倒入冰水中，析出白色固体，抽滤洗涤干燥得到中 间体I。其中所用的二溴化物主要包括1，2-二溴乙烷、1，3-二溴丙烷、1，-二溴丙烷、1， 2-二溴丁烷、1，3-二溴丁烷等。本专利技术中中间体II和III的合成，按照如下步骤进行将lmmol中间体I溶解于2mL 乙醇与lmL水的混合溶剂中，加入1. lmmol取代苯甲醛，搅拌下加入2mmol固体碱，于室温 下搅拌24h，将反应体系倒入冰水中，用稀盐酸酸化至pH为1 2，析出微黄色固体，抽滤洗 涤干燥得到中间体III。其中取代苯甲醛主要包括含有吸电子取代基的苯甲醛，如对硝基苯 甲醛、对氟苯甲醛、间硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛等；含有给电子取代基的苯甲醛，如对甲基 苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、3，4_ 二甲氧基苯甲醛，3，4，5-三甲氧基苯甲醛等。其中所用到的 固体碱包括氢氧化钠和氢氧化钾等。本专利技术中中间体IV的合成，按照如下步骤进行将0. lmmol含有游离氨基的多西 紫杉醇底物溶解于二氯甲烷中，加入0. 002g DMAP，二倍量的缩合剂，以及0. 15mmol中间体 III于冰盐浴中反应，随后升温至室温，搅拌7h，常规方法处理后进行柱层析，洗脱剂用(石 油醚/乙醚/甲醇，10/10/1)，(石油醚/乙醚/甲醇，8/8/1)，洗脱除去杂质，再用(石油 醚/乙醚/甲醇，5/5/1)洗脱得产物中间体IV。其中所用的缩合剂包括N’ N-二环己基碳 二亚胺，N’ N- 二异丙基碳二亚胺等。本专利技术中最终产物的合成，按照如下步骤进行将0. lmmol中间体IV溶于lmL甲醇，搅拌溶解后，加入0. lmL冰乙酸，0. lg Zn粉，于50°C水浴下搅拌3h。反应结束后，过滤 除去固形物，用甲醇洗涤固形物几次，将滤液减压除去溶剂得黄色油状物。加水稀释后，用 饱和碳酸钠溶液调节PH为弱碱性，用二氯甲烷萃取，有机相合并后用水反萃一次，有机相 干燥后，进行硅胶柱层析洗脱剂为(CH2C12/甲醇，80/3)，洗脱得产物。上述合成得到的多西紫杉醇衍生物体外对人乳腺癌细胞MCF-7，人结肠癌细胞 HT-29，人前列腺癌细胞PC-3，人肺癌细胞A549的增值具有明显的抑制作用；体内表现为较 低的毒性，小鼠LD50为40mg/kg，对小鼠移植性肿瘤S-180的生长有明显的抑瘤作用，因此 可用于制备抗肿瘤药物。本专利技术的衍生物可以纯化的形式与药学上适当的载体一起被使用。可制成的药物 剂型包括片剂、胶囊、外用搽剂、气雾剂、栓剂、膜剂、滴丸剂、软膏剂、口服液、或针剂，还可 以采用现代制药界所公认的控释或缓释剂型。本专利技术具有如下优点1.本专利技术合成的衍生物为未见文献报道过的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其用于制备抗肿瘤药物的应用，具体包括多西紫杉醇衍生物的合成方法和在抗肿瘤方面的用途，包括以下步骤：（１）一种合成多西紫杉醇衍生物的方法，其主要特征在于该方法包括二硫杂环的合成、水解、缩合、脱保护四个步骤：ａ二硫杂环的合成：以β－二羰基化合物为初始底物，与二硫化碳反应生成二硫双键，再与二溴化物发生亲和取代反应，得到中间体Ⅰ，将中间体Ⅰ利用Ｋｎｏｅｖｅｎａｇｅｌ反应与取代苯甲醛反应生成双键形成中间体Ⅱ；ｂ水解：合成得到的二硫杂环中间体Ⅱ在碱性条件下水解形成羧基得到中间体Ⅲ；ｃ缩合：将母核保护后的多西紫杉醇侧链的游离氨基或羟基与中间体Ⅲ中的羧基进行缩合反应得到中间体Ⅳ；ｄ脱保护：将中间体Ⅳ中的保护基脱除得到最终产物；其反应式如下：＊＊＊（２）多西紫杉醇衍生物在制备抗肿瘤细胞药物方面的应用。

【技术特征摘要】
一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其用于制备抗肿瘤药物的应用，具体包括多西紫杉醇衍生物的合成方法和在抗肿瘤方面的用途，包括以下步骤(1)一种合成多西紫杉醇衍生物的方法，其主要特征在于该方法包括二硫杂环的合成、水解、缩合、脱保护四个步骤a二硫杂环的合成以β-二羰基化合物为初始底物，与二硫化碳反应生成二硫双键，再与二溴化物发生亲和取代反应，得到中间体Ⅰ，将中间体Ⅰ利用Knoevenagel反应与取代苯甲醛反应生成双键形成中间体Ⅱ；b水解合成得到的二硫杂环中间体Ⅱ在碱性条件下水解形成羧基得到中间体Ⅲ；c缩合将母核保护后的多西紫杉醇侧链的游离氨基或羟基与中间体Ⅲ中的羧基进行缩合反应得到中间体Ⅳ；d脱保护将中间体Ⅳ中的保护基脱除得到最终产物；其反应式如下(2)多西紫杉醇衍生物在制备抗肿瘤细胞药物方面的应用。FSA00000135663700011.tif2.如权利要求1所述的一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其用于制备抗肿瘤药 物的应用，具体包括多西紫杉醇衍生物的合成方法和在抗肿瘤方面的用途，其特征在于步 骤(l)a中所述的二硫杂环合成过程中，所需溶剂为DMF，催化剂为碳酸钾。3.如权利要求1所述的一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其用于制备抗肿瘤药 物的应用，具体包括多西紫杉醇衍生物的合成方法和在抗肿瘤方面的用途，其特征在于步 骤(l)a中所述的，二硫杂环合成过程中，加入二硫化碳时需要的温度为冰浴，加完后的反 应温度为室温，其中二溴化物包括1，2-二溴乙烷、1，3-二溴丙烷、1，2-二溴丙烷、1，2-二 溴丁烷、1，3_ 二溴丁烷等。4.如权利要求1所述的一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其用于制备抗肿瘤药物的应用，具体包括多西紫杉醇衍生物的合成方法和在抗肿瘤方面的用途，其特征在于步 骤(I)a中所述的二硫杂环合成过程中，将结束后的反应体系倾入到冰水中，搅拌静止后析 出白色固体，过滤干燥后，得到中间体I。5.如权利要求1所述的一种多西紫杉醇新衍生物的合成方法及其用于制备抗肿瘤药 物的应用，具体包括多西紫杉醇衍生物的合成方法和在抗肿瘤方面的用途，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：付玉杰，李双明，杨刚，吴楠，罗猛，梁璐，陈晓亮，李政楠，刘霞，吴晓敏，华欣，
申请(专利权)人：东北林业大学，付玉杰，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]