不对称单羰基姜黄素类似物在制备抗肿瘤药物中的应用

摘要

本发明属于医药技术领域，具体为10个新型不对称单羰基姜黄素类似物在制备抗肿瘤药物中的应用。经实验测得这10个新型不对称姜黄素类似物对五种肿瘤细胞均表现了不同程度的抑制生长活性，且部分化合物抗肿瘤活性与阳性姜黄素相当，对正常细胞毒性比姜黄素低，具有较好的研发前景。

说明书

技术领域：

本发明属医药技术领域，具体而言，本发明涉及特定的不对称单羰基姜黄素类似物在制 备抗肿瘤药物中的应用。

背景技术：

姜黄素是中药材“温郁金”中的主要活性成分，具有抗肿瘤、抗炎和保护心血管等多种药理 作用。美国NCI已经将其列为第三代防癌药来进行研究。但由于其具有β二酮的不稳定结构， 因此其体内稳定性差，半衰期短，这极大地限制了它的临床应用。把β二酮结构的姜黄素改 造为单羰基的姜黄素，除了能明显增加其稳定性外，也能够改善活性。因此，单羰基姜黄素 类似物的设计、合成、药理活性筛选成为了姜黄素类似物研究的热点。到目前为止，单羰基 姜黄素类似物的研究主要集中在对称单羰基姜黄素类似物的研究，而不对称单羰基姜黄素类 似物的研究极少。本课题组在前期也设计、合成、并筛选到了多种具有很好抗肿瘤活性的对 称单羰基姜黄素类似物，通过构效关系分析，我们预期不对称单羰基姜黄素类似物可能也具 有很好的抗肿瘤药理活性。因此，我们设计合成了分子中间为环戊酮的不对称单羰基姜黄素 类似物，发现了多个高效、低毒、有较好研究前景的类似物。

发明内容：

本发明目的在于提供10个姜黄素类似物在制备抗肿瘤活性药物及相关疾病的治疗药物 中的应用。

本发明的另一目的是提供一种用于治疗肿瘤疾病的药物组合物，其含有治疗有效量的作为 活性成分的权利要求1所述的姜黄素类似物的化合物中的任何一种或多种或其可药用盐及其 药用辅料。

具体而然，本发明所述10个查尔酮化合物为如下所述结构：

Da0304的分子式为C₂₀H₁₇ClO₃，化学名称为：(2E，5E)-2-[(2-chlorophenyl)methylidene]-5-[(4- hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one。Da0308的分子式为C₂₀H₁₇ClO₃， 化学名称为：(2E，5E)-2-[(2-fluorophenyl)methylidene]-5-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyli  dene]cyclopentan-1-one。Da0311的分子式为C₂₀H₁₇FO₄，化学名称为：(2E，5E)-2-[(4- fluorophenyl)methylidene]-5-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one。 Da0312的分子式为C₂₀H₁₈O₄，化学名称为：(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl) methylidene]-5-[(3-hydroxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one。Da0315的分子式为 C₂₁H₂₀O₅，化学名称为(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-[(3-hydroxy- 4-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one。Da0317的分子式为C₂₁H₂₀O₄，化学名称为： (2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-[(2-methoxyphenyl)methylidene]cyclope  ntan-1-one。Da0319的分子式为C₂₄H₂₅NO₄，化学名称为：(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxy  phenyl)methylidene]-5-{[4-(morpholin-4-yl)phenyl]methylidene}cyclopentan-1-one。Da0354的分 子式为C₂₄H₂₆O₃，化学名称为：(2E，5E)-2-[(4-tert-butylphenyl)methylidene]-5-[(4-hydroxy-3- methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one。Da0342的分子式为C₂₄H₂₅NO₃，化学名称为： (2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-[(1-methyl-1H-pyrrol-2-yl)methylidene]c  yclopentan-1-one。

本发明所述的以上化合物可用于但不局限于以下肿瘤的治疗：脑肿瘤、口腔癌、咽喉癌、 食管癌、肺癌、胃癌、肝癌、肾癌、前列腺癌、结肠癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、膀胱癌、 皮肤癌、白血病、肉瘤。

本发明的有益效果为：以上10个化合物对小鼠皮肤黑色素瘤细胞(B16-F10)、神经胶质 瘤细胞(U251)、人胃癌细胞株(SGC7901)、人非小细胞肺癌(A549)、人大细胞肺癌细胞株 (NCI-H460)具有不同程度的增殖抑制作用(详见实施例2)；部分化合物的活性与姜黄素相当， 其半数抑制浓度(IC₅₀)达到了10μM左右的水平；其中化合物Da0311、Da0312、Da0354 还体现了对正常细胞低的毒性，三者对大鼠肾细胞(NRK-52E)生长抑制活性的IC₅₀分别为 49.37μM、35.50μM和25.27μM，而姜黄素为10.23μM。

一种用于治疗肿瘤疾病的药物组合物，其含有治疗有效量的作为活性成分的以上所述23 个查尔酮类化合物中的任何一种或多种或其可药用盐及其药用辅料。“药物组合物”指本发明 所述10不对称姜黄素类似物的任何一种或多种或其可药用盐与现已上市的抗炎药物联合使 用，制备得到的抗肿瘤活性的组合物，已上市的抗肿瘤药物包括各种细胞毒类抗肿瘤药物和 激素类抗肿瘤药物以及生物反应调节剂类。

本文中所用“药用辅料”指药学领域常规的药物载体，例如：稀释剂、赋形剂如水等，填充 剂如淀粉、蔗糖等；粘合剂如纤维素衍生物、藻酸盐、明胶和聚乙烯吡咯烷酮；湿润剂如甘 油；崩解剂如琼脂、碳酸钙和碳酸氢钠；吸收促进剂如季铵化合物；表面活性剂如十六烷醇； 吸附载体如高岭土和皂粘土；润滑剂如滑石粉、硬脂酸钙/镁、聚乙二醇等。另外还可以在组 合物中加入其它辅剂如香味剂、甜味剂等。

本发明药物组合物的各种剂型可以按照药学领域的常规生产方法制备。例如使活性成分 与一种或多种载体混合，然后将其制成所需的剂型。所述药物的制剂形式包括注射剂、片剂、 胶囊剂、气雾剂、栓剂、膜剂、滴丸剂、软膏剂、控释或缓释剂或纳米制剂。本发明可以组 合物的形式通过口服，鼻吸入、直肠或者肠胃外给药的方式施用于需要这种治疗的患者。用 于口服时，可将其制成常规的固体制剂如片剂、粉剂、粒剂、胶囊等，制成液体制剂如水或 油悬浮剂或其它液体制剂如糖浆、酏剂等；用于肠胃外给药时，可将其制成注射用的溶液、 水或油性悬浮剂等。

下面将结合实施例及说明书附图详细说明本发明。

附图说明：

图1化合物的合成示意图及结构。

图2化合物对肿瘤细胞增殖抑制活性的半数抑制浓度(IC₅₀)。取对数期生长的小鼠皮肤黑 色素瘤细胞(B16-F10)、神经胶质瘤细胞(U251)、人胃癌细胞株(SGC7901)、人非小细胞 肺癌(A549)、人大细胞肺癌细胞株(NCI-H460)经胰蛋白酶液消化后，用培养液配置成细胞 悬液，5000个细胞/孔加入96孔板，37℃过夜培养贴壁后，饥饿培养24h，每孔加入1μLDMSO 溶解的药物溶液，继续培养72h。用MTT法在酶标仪上测OD(490nm)值，计算抑制率及 IC₅₀。测定时以DMSO为空白对照，用姜黄素为阳性对照，每个药物设置5个浓度梯度，重 复三次实验，每次三个复孔。

图3活性化合物对大鼠肾细胞(NRK-52E)的浓度生存曲线及半数抑制浓度(IC₅₀)。取对数 期生长的NRK-52E经胰蛋白酶液消化后，用培养液配置成细胞悬液，5000个细胞/孔加入96 孔板，37℃过夜培养贴壁后，饥饿培养24h，每孔加入1μLDMSO溶解的药物溶液，继续培 养72h。用MTT法在酶标仪上测OD(490hm)值，计算抑制率及生存率，绘制生存率-浓度 曲线图。测定时以DMSO为空白对照，用姜黄素为阳性对照，每个药物设置0.096μM、0.48μM、 2.4μM、12μM、60μM共5个浓度梯度，重复三次实验，每次三个复孔。

具体实施方式：

本发明在以下的实施例中进一步说明。这些实施例只是为了说明的目的，而不是用来限 制本发明的范围。

实施例1化合物的合成

将环戊酮与吗啡啉按照物质的量为1∶1.5的比例混合，用环己烷为溶剂，加入对甲苯磺酸 做催化剂，回流1h。加水萃取，浓缩有机层，得到的烯胺粗品为淡黄色液体。在此液体中加 入0.5倍量的香草醛或3，4-OH苯甲醛，用无水乙醇做溶剂，反应1小时后，再加HCl的乙醇 溶液，静置析出橙黄色沉淀，过滤得到2E)-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基亚甲基)环戊酮(Da03) 或者(E)-2-(3，4-二羟基苯亚甲基)环戊酮(Da23)。把Da03或者Da23和各种取代苯甲醛等量 混合，用无水乙醇溶解，用HCl催化反应。反应完后析出沉淀得粗产品，再用硅胶柱层析纯 化。

10个有效化合物的理化性质如下：

(2E，5E)-2-[(2-chlorophenyl)methylidene]-5-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one  (Da0304)orange yellow power，49.8％yield，mp 169.4～171.3℃.¹H-NMR(d-CDCl₃)δ：7.892(S，1H，H-5)， 7.575(d，2H，H-2，H-6)，7.460(dd，J＝1.2Hz，7.8Hz，1H，H-5’)，7.279-7.327(m，2H，Ar＝CH×2)，7.201(d，J ＝7.8Hz，1H，H-6’)，7.093(S，1H，H-4’)，6.989(d，J＝7.8Hz，1H，H-3’)，3.950(S，3H，3-OCH₃)，3.059-3.080(t，4H， -CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：340.8(M+1)w，calcd for C₂₀H₁₇ClO₃：340.09.

(2E，5E)-2-[(2-fluorophenyl)methylidene]-5-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one  (Da0308)black green power，10.2％yield，mp 167.6～173.2℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：9.746(S，1H，-OH)， 7.752(t，J＝7.8HZ，1H，H-5)，7.497(t，1H，H-3’)，7.433(S，1H，H-2)，7.345(d，2H，-CH＝CH×2)，7.267(S，1H， H-5’)，7.186(t，2H，H-4’，H-6)，6.900(d，J＝8.4Hz，1H，H-6’)，3.327(S，3H，3-OCH₃)，3.070(S，4H，-CH₂-CH₂-). ESI-MS m/z：325.0(M+1)⁺，calcd for C₂₀H₁₇ClO₃：324.12.

(2E，5E)-2-[(4-fluorophenyl)methylidene]-5-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one  (Da0311)orange yellow power，35.8％yield，mp 178.5～183.7℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.736-7.759(m，2H， CO-CH×2)，7.407(S，2H，H-3’，H-5’)，7.325(t，J＝8.4Hz，2H，H-2’，H-6’)，7.261(d，J＝1.8Hz，1H，H-5)，6.896(d， J＝8.4Hz，1H，H-6)，6.857(d，J＝7.8Hz，1H，H-2)，3.839(S，3H，3-OCH₃)，3.071(d，4H，-CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：324.9(M+1)⁺，calcd for C₂₀H₁₇FO₄：324.12.

(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-[(3-hydroxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one  (Da0312)orange yellow power，16.4％yield，mp 193.4～197.3℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.398(S，1H，H-5’)， 7.259-7.280(m，2H，CO-CH×2)，7.303(S，1H，H-4’)，7.184(d，J＝8.4Hz，1H，H-6’)，7.099(d，J＝7.8Hz，1H， H-2’)，7.073(S，1H，H-5)，6.896(d，J＝8.4Hz，1H，H-6)，6.832(d，J＝8.4Hz，1H，H-2)，3.840(d，3H，3-OCH₃)， 3.065(d，4H，-CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：322.9(M+1)⁺，calcd for C₂₀H₁₈O₄：322.12.

(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-[(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)methylidene]cyclopenta  n-1-one(Da0315)orange yellow power，8.3％yield，mp209.4～213.9℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.333(S，1H， H-2’)，7.263(S，1H，H-5’)，7.130(S，1H，H-5)，7.080-7.100(m，2H，CO-CH×2)，7.049(d，J＝8.4Hz，1H，H-2)， 6.928(d，J＝8.4Hz，1H，H-6’)，6.855(d，J＝8.4Hz，1H，H-6)，3.833(d，6H，4’-OCH₃，3-OCH₃)，3.027(d，4H， -CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：353.0(M+1)⁺，calcd for C₂₁H₂₀O₅：352.13.

(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-[(2-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-l-one  (Da0317)orange yellow power，7.9％yield，mp 170.5～177.7℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.742(S，1H，H-6’)， 7.611(d，1H，H-4’)，7.391-7.416(m，2H，CO-CH×2)，7.252(d，J＝1.8Hz，1H，H-3’)，7.173(dd，J＝1.8Hz，8.4HZ， 1H，H-6)，7.108(d，J＝8.4Hz，1H，H-2)，7.054(m，1H，H-5’)，6.891(d，1H，H-5)，3.855(d，6H，2’-OCH₃， 3-OCH₃)，3.036(S，4H，-CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：337.0(M+1)⁺，calcd for C₂₁H₂₀O₄：336.14.

(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-{[4-(morpholin-4-yl)phenyl]methylidene}cyclopentan-1 -one(Da0319)brown power，7.3％yield，mp＞300℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.485(d，2H，CO-CH×2)，7.317(S， 2H，H-2’，H-6’)，7.117(S，1H，H-2)，7.085(dd，J＝1.8Hz，7.8Hz，1H，H-6)，6.935(d，2H，H-3’，H-5’)，6.850(d， 1H，H-5)，3.835(S，3H，3-OCH₃)，3.745(S，4H，-CH₂-O-CH₂-)，3.214(S，4H，-CH₂-N-CH₂-)，3.026(S，4H， -CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：391.9(M+1)⁺，calcd for C₂₄H₂₅NO₄：391.18.

(2E，5E)-2-[(4-tert-butylphenyl)methylidene]-5-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one  (Da0354)yellow power，37.5％yield，mp 177.3～179.6℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.613(d，2H，CO-CH×2)， 7.507(d，J＝9.0HZ，2H，H-2’，H-6’)，7.389(d，J＝8.4HZ，2H，H-3’，H-5’)，7.259(d，J＝1.8Hz，1H，H-5)，7.179 (dd，J＝1.8Hz，8.4Hz，1H，H-6)，6.894(d，J＝8.4Hz，1H，H-2)，3.840(S，3H，3-OCH₃)，3.074(S，4H，-CH₂-CH₂-)， 1.299(S，9H，-C(CH₃)₃).ESI-MS m/z：362.9(M+1)⁺，calcd for C₂₄H₂₆O₃：362.19.

(2E，5E)-2-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methylidene]-5-[(1-methyl-1H-pyrrol-2-yl)methylidene]cyclopentan-1- one(Da0342)orange yellow power，6.8％yield，mp 190.0～192.5℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.404(S，1H，H-6)， 7.309(S，1H，H-2)，7.241(S，1H，H-5)，7.130(S，1H，H-4’)，7.094(d，2H，CO-CH×2)，6.598(d，1H，H-2’)，6.255 (t，1H，H-3’)，3.838(S，3H，3-OCH₃)，3.813(S，4H，-CH₂-CH₂-)，3.764(S，3H，-N-CH₃).ESI-MS m/z：309.8 (M+1)⁺，calcd for C₁₉H₁₉NO₃：309.14.

(2E，5E)-2-(3，4-dihydroxybenzylidene)-5-(4-hydroxy-3-methoxybenzylidene)cyclopentanone(Da0323)green  power，70％yield，mp260℃碳化.¹H-NMR(d-DMSO)δ：7.345(S，1H，CO-CH)，7.248(d，2H，CO-CH，H-2)， 7.162(d，J＝8.4Hz，1H，H-5)，7.120(s，J＝1.8Hz，1H，H-2’)，7.009(d，J＝8.4Hz，1H，H-5’)，6.892(d，J＝8.4Hz， 1H，H-6)，6.844(d，J＝8.4Hz，1H，H-6’)，3.837(S，3H，3-OCH₃)，2.500(S，4H，-CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：338.9 (M+1)⁺，calcd for C₂₃H₂₄ClNO₄：338.12.

对比化合物的理化性质如下：

(2E，5E)-2-[(3，4-dihydroxyphenyl)methylidere]-5-[(3，4，5-trimethoxyphenyl)methylidene]cyclopentan-1-one  (Da2337)black green power，20％yield，mp 106.09～115.4℃.¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：7.365(S，1H， Ar＝CH)，7.292(S，1H，Ar＝CH)，7.118(d，J＝1.2Hz，1H，H-5)，7.027(dd，J＝8.4Hz，1H，H-6)，6.995(S，2H，H-2’， H-6`)，6.846(d，J＝7.8Hz，1H，H-2)，3.731(d，9H，3’-OCH₃，4’-OCH₃，5’-OCH₃)，3.010-3.136(m，4H， -CH₂-CH₂-).ESI-MS m/z：382.9(M+1)⁺，calcd for C₂₂H₂₂O₆：382.14.

实施例2化合物的抗肿瘤活性

用MTT法测定了化合物对五种肿瘤细胞小鼠皮肤黑色素瘤细胞(B16-F10)、神经胶质瘤 细胞(U251)、人胃癌细胞株(SGC7901)、人非小细胞肺癌(A549)、人大细胞肺癌细胞株 (NCI-H460)的细胞增殖抑制活性，对肿瘤细胞生长抑制活性的半数抑制浓度(IC₅₀)见图2。 化合物对肿瘤细胞均表现了不同程度的抑制生长活性。部分化合物的抗肿瘤活性与姜黄素相 近，对肿瘤细胞的IC₅₀达到了10μM左右的水平，部分化合物对部分肿瘤细胞的活性甚至超 过姜黄素。

实施例3活性化合物对正常细胞大鼠肾细胞(NRK-52E)的细胞毒性。

选择Da0311、Da0312、Da0354三个化合物，用姜黄素做对照，用MTT法测试了化合 物对大鼠肾细胞(NRK-52E)的细胞毒活性。由3可知，在高浓度(12μM、60μM)下，所选 三个化合物组的细胞生存率都明显高于阳性对照药物姜黄素组；Da0311、Da0312、Da0354 对NRK-52E生长抑制活性的IC₅₀分别为49.37μM、35.50μM和25.27μM，而姜黄素为 10.23μM；因此它们对NRK-52E的细胞毒活性均明显低于姜黄素。