具有抗肿瘤活性的两个新阿扑菲－苄基异喹啉化合物

摘要

本发明涉及一类具抗肿瘤活性的新阿朴菲—苄基异喹啉化合物,是以狭序唐松草地上部分为原料,用特定溶剂提取处理,分别得到B和C两部分,两将这两部分用硅胶或硅胶H柱层析,以特定溶剂系统洗脱,经TLC检查,得到单一纯净的化合物,用光谱分析的方法证明其化学结构,为两个新化合物,分别命名为Thaliatraplextine和Thaliatraplexine,经药效学试验表明,该两个化合物对有关人癌及小鼠癌细胞株具有明显抑制作用。

说明书

本发明属于一类具有抗肿瘤活性的阿扑菲-苄基异喹啉生物碱化合物。

阿扑菲-苄基异喹啉化合物对多种肿瘤细胞具有较强的抑制作用。美国于1975年开始对唐松草碱(thalicarpine)进行了I期临床试验，在最大耐药量(1400mg/m²)和静脉给药(1100mg/m²)时，均出现臂痛、中枢神经系统抑制、恶心、呕吐、血压升高或降低窦性心率不齐，并伴有心电图改变等副作用。1980年开始对其进行II期临床试验，出现更多的副作用，并最终导致抗肿瘤临床试验的中止。90年代，对唐松草碱等阿朴菲-苄基异喹啉新生物碱的寻找和抗肿瘤筛选仍在继续，Chen.G等发现唐松草碱对那些对顺铂具抗药性的大鼠卵巢肿瘤细胞作用强于亲本细胞，提示唐松草碱可代替顺铂治疗那些对顺铂抗药并伴有体温过高的恶性肿瘤，同时还对唐松草碱与多种抗肿瘤药的协同作用和作用机制进行了比较系统的研究。Todorov DK等发现唐松草碱对两种人类神经胶质瘤细胞具有增殖作用。Wu YW等从爪哇唐松草(Tjavanicum)中分出的成分thaifarajine对五种肿瘤细胞具有抑制作用。Lin L-Z等从大叶唐松草(T.faberi Ulbr.)中分出多种生物碱对P-388等肿瘤细胞均有较强细胞毒作用。到目前为止，从植物界中分离得到的阿朴菲-苄基异喹啉二聚体生物碱大约有80多个，它们主要分布于唐松草属，莲叶桐属和部分小檗属植物中，许多这类成分对肿瘤细胞具有明显抑制作用。但是本发明所涉及的两个具抗肿瘤活性的新化合物，迄今为止，尚未发现有专利或文献报道。

本发明之目的在于充分利用我国丰富的含有阿朴菲-苄基异喹啉生物碱类的植物资源，深入进行研究开发，寻找具有新化学结构，抗肿瘤活性强，且毒副作用小的这类化合物，以期为临床提供新型抗肿瘤药物。

本发明的技术方案依此包含如下步骤：

以狭序唐松草(Tatriptex Finet et Gagnep)地上部分(11.5Kg)为原料(见图1)，经用95％乙醇回流提取两次，每次两小时；药渣再用70％乙醇回流两次，每次两小时，合并两次提取液后，回收溶剂，得浸膏，用5％的醋酸溶解，酸水混悬液，用NH₄OH碱化，PH9-10，过滤，得滤出物A-1(27g)碱水混悬液用乙醚萃取4次，乙醚萃取液减压回收溶剂后，得浸膏A-2(64.5g)。合并A-1和A-2，用氯仿溶解，不溶物弃去，氯仿液用5％NaOH水溶液萃取4次，氯仿层回收溶剂后，得浸膏B(82.5g)；碱水层用NH₄Cl饱和，用乙醚萃取，得到乙醚萃取液，回收溶剂后，得到浸膏C(9g)。

B部分用硅胶柱层析，以氯仿-甲醇系统洗脱，每份100ml，共收集210份，其中72-119份(9.8g)，再次用硅胶柱层析，以氯仿-甲醇系统洗脱，每份50ml，共收集60份，其中19-20份得到一白色无定形粉末，TLC检查为单一斑点，为化合物I(60mg)。

C部分用硅胶H柱层析，以氯仿-甲醇系统洗脱，得到105份，其中40-43份再次用硅胶柱层析，以醋酸乙酯-甲醇系统洗脱，得到30份，其中15-29份，得到一白色无定形粉末，TLC检查为单一斑点，为化合物II(110mg)。

化合物I，白色无定型粉末，mp 83-85℃，Dragendorff试剂反应阳性，UV光谱(MeOH)nm：202，222(sh)，280，304，(见图2)与已知的thalifaberine类化合物相同，确定该化合物的结构骨架为thalifaberibe型阿朴菲-苄基异喹啉生物碱。IR光谱(见图3)显示3440cm^-1羟基吸收。高分辩质谱测定分子量为m/z 682.3314，确定其分子式为C₄₀H₄₆O₈N₂(计算值为682.3327)，FAB-MS(见图4)中除给出m/z 683(M⁺+1)的碎片外，基峰为m/z 206，根据该类化合物的质谱裂解规律，说明苄基异喹啉一侧的异喹啉环有两个OCH₃。¹H-NMR(CDCl₃)(见图5)δ2.29，2.52ppm两个单峰甲基信号，为氮甲基信号，δ3.56，3.78，3.79，3.82，3.91，3.98ppm有六个甲氧基信号，δ6.02-7.81ppm有七个芳氢信号，其中δ6.76(2H，d.J＝8.6Hz)和δ6.96(2H，d.J＝8.6Hz)为AA’BB’系统，可以归结为苄基异喹啉部分与氧桥相连的苯环上的四个对称的芳氢，δ7.81(1H，s)为此类化合物的11位氢的特征信号。¹³C-NMR谱(见表1)在低场区(135-157ppm)显示苯环上有九个氧取代碳信号，除甲氧基和氧桥外，推测应有一个羟基，从质谱的m/z 369碎片推测羟基在阿朴菲一侧，NOE实验(见图6)显示当分别照射δ3.91和3.78ppm信号时，δ7.81ppm峰均有增益，照射δ7.81ppm信号时，δ3.91和3.78ppm信号均有增益，确定δ3.78和3.91ppm峰分别位于阿朴菲一侧的1和10位碳信号，照射δ3.82ppm信号时，δ6.53ppm信号有明显增益，确定δ3.82ppm信号为6’位的甲氧基，δ6.53ppm信号为5’位氢信号，同时确定δ3.56的甲氧基和δ6.01ppm的芳氢应分别是7’和8’位的信号，当照射δ3.95ppm信号时，δ3.78和3.79ppm信号有增益，确定δ3.95ppm信号为2位的甲氧基，δ3.79ppm信号为3位的甲氧基，羟基应连接于9位。HMBC谱(见图7)δ2.29和2.52ppm两个氮甲基信号分别与δ52.8和46.2ppm有远程相关，确定两个氮甲基分别为6和2’位。这就进一步验证上述推测是合理的。最终确定化合物I为1.2.3.10.6’.7’-六甲氧基-9-羟基新的thalifaberine型阿朴菲-苄基异喹啉生物碱，其结构如式I所示，命名为thaliatriplexine。其CD谱与同类型已知化合物(S，S)thalifaberine相同，从而确定该化合物6和1`位手性碳为S，S构型。

化合物II，黄色粒状结晶(丙酮)，mp 205-207℃，Dragendorff试剂反应阳性，UV(见图8)与已知的thalifaberine类化合物相同，确定其结构骨架为thalifaberine型生物碱，高分辨FAB-MS(见图9)测定分子量为m/z 638.3059(实验值)，确定其分子式为C₃₈H₄₂O₇N₂(计算值为638.3065)，FAB-MS中除m/z 639(M⁺+1)外，基峰为m/z 192，根据此类型化合物的质谱裂解规律，说明苄基异喹啉一侧的异喹啉环取代基有一个羟基和一个甲氧基。¹H-NMR(CDC₃)(见图10)δ2.30，和2.48ppm为两个氮甲基信号，δ3.68，3.78，3.87和3.95ppm

                      I   R₁＝R₂＝OCH₃

                      II  R₁＝H，R₂＝OH显示四个甲氧基，δ6.04-8.01ppm显示八个芳环氢信号，其中δ6.76(2H，d.J＝8.6Hz)和6.96ppm(2H，d.J＝8.6Hz)，两组峰为AA’BB’系统，是苄基异喹啉部分与氧桥相连的苯环上的四个对称芳氢。δ8.01ppm(1H，s)为此类化合物的11位氢的特征信号。¹³C-NMR谱(见表1)在低场区(δ135-157ppm)显示苯环上有八个氧取代碳信号，除甲氧基、氧桥及苄基异喹啉一侧的羟基外，推测阿朴菲一侧也有一羟基。NOE实验(见图11)当分别照射δ3.95和3.68ppm峰时，δ8.01ppm有增益，照射δ8.01ppm时，δ3.95和3.68ppm峰有增益，说明δ3.95和3.68ppm分别为10位和1位的甲氧基，照射δ3.87ppm峰时，δ6.58ppm的信号有明显增益，照射δ3.58ppm信号时，δ3.87ppm峰有增益，说明δ3.87ppm信号为2位的甲氧基，δ3.58的信号为3位的氢，照射δ3.78ppm峰时，δ6.50ppm的信号有增益，照射δ6.50ppm信号时，δ3.78ppm峰有增益，从而确定δ3.78ppm为6’位的甲氧基，δ6.50的信号为5’位氢，综合分析并结合FAB-MS，确定两个羟基应分别在9位和7’位，最后推定化合物II的结构为1.2.10.6’-四甲氧基-9.7’-二羟基新的thalifaberine型阿朴菲-苄基异喹啉生物碱，其结构如式II所示。其CD谱与同类已知化合物(S，S)-thalifaberine相同，确定1’和6位手性碳为S，S构型，命名为thaliatriplextine

                  表1化合物I和II的¹³C-NMR数据   C             I           II        C             I         II   1           150.0        145.1      1’                      64.9      64.9   1a          124.0        124.0      1’a        127.0     128.8   1b          128.0        129.5      3’                      46.2      46.7   2           146.2        144.5      4’                      22.7      27.3   3           150.0        110.8      4’a        124.3     126.8   3a          150.0        122.0      5’                      111.1     114.0   4           21.0         25.2       6’                      147.0     144.0   5           52.8         53.1       7’                      147.0     145.7   6a          62.2         61.9       8’                      111.0     111.0   7           24.0         28.8       9’                      133.6     133.4   7a          122.5        122.9      10’                     132.0     130.8   8           138.8        138.8      11’                     115.0     115.0   9           137.8        138.3      12’                     157.0     156.5   10          146.3        143.5      13’                     115.0     115.0   11          108.2        108.6      14’                     132.0     130.8   11a         124.0        124.0      α                        40.5      40.5  N-CH₃       43.5         43.4       N-CH₃       42.6      42.4  1-OCH₃      61.6         55.8       6’-OCH₃    56.4      60.2  2-OCH₃      61.9         55.9       7’-OCH₃    56.4      ----  3-OCH₃      61.6         ----  10-OCH₃     55.8         56.3

经药理学研究，化合物I和II均具有较强的体外抗肿瘤活性。

体外药效学试验方法：

将瘤细胞培养在含10％小牛血清及100U/ml Pemcillin(青霉素)及100μg/ml的Streptomycin(链霉素)的RPMI 1640培养基中放入含5％CO2的培养箱中培养。用MTT(3-(4.5-dimethylthiazol-2-yl)-2.5-diphenyl tetrazolium bromide)法测定有关化合物对人口腔癌细胞株(KB细胞)，人卵巢癌细胞株(A2780)，人大肠癌细胞株(HCT-8)，及小鼠淋巴细胞白血病细胞株(P-388)的杀伤作用。其杀伤效果以瘤细胞增殖抑制的半数抑制浓度(IC50，即50％Inhibition Concentration)表示，具体方法如下：

收集生长良好的肿瘤细胞，用含10％小牛血清的RPMI1640培养基配制成1×10⁴/ml细胞悬液，于96孔培养板内，每孔接种100μl(含1000个肿瘤细胞)，置37℃，5％CO2温箱内培养24小时，给药组加入含有不同浓度药物的RPMI1640培养基，每孔100μl，设4-5个浓度，每孔3个平行孔，对照组加入含有等体积溶剂的1640培养基，每孔100μl，置37℃，5％CO₂温箱内培养4天。弃去培养液，每孔加入MTT溶液100μl(0.4mg/ml，用RPMI 1640配制)，37℃孵育4小时。弃去上清液，每孔加入DMSO 150μl，溶解Fomazan颗粒，轻度震荡后，用BIO-RAD 550型酶标仪，在播长540nm条件下测定OD值。

结果计算：以药物的不同浓度及对细胞的抑制率作图咳得到剂量反应曲线，从中求出半数抑制浓度(IC₅₀)。

实验结果：

化合物I在体外对上述瘤细胞生长抑制的IC₅₀分别为2.65，2.34，2.81及0.7μg/ml；

化合物II在体外对上述瘤细胞生长抑制的IC₅₀分别为2.78，2.46及2.77μg/ml(P388细胞未测).详见表2。

               表2体外对癌细胞生长的半数抑制浓度(IC₅₀)

                                    IC₅₀(μg/ml)

 样品              KB           A2780        HCT-8        P-388

  I               2.65          2.34         2.81         0.7

  II              2.78          2.46         2.77         未测

结果表明：化合物I和II对上述瘤株有明显作用。

本发明的优点与积极效果是，所得到的两个新化合物I和II由于对有关的人癌细胞株具明显的体外抑制作用，从而可以充分利用我国丰富的含阿朴菲-苄基异喹啉生物碱类的植物资源，大量提取制备，以便深入进行药理、临床研究，为开发疗效好且毒副作用小的新型抗肿瘤药创造条件。

附图说明：

图1：新阿朴菲-苄基异喹啉生物碱化合物I和II的制备流程；

图2：化合物I的UV光谱；

图3：化合物I的IR光谱；

图4：化合物I的FAB-MS谱；

图5：化合物I的¹H-NMR谱；

图6：化合物I的NOE差谱；

图7：化合物I的HMBC谱；

图8：化合物II的UV光谱；

图9：化合物II的FAB-MS谱；

图10.化合物II的¹H-NMR谱；

图11：化合物II的NOE差谱。