一种用作抗肿瘤剂的喜树碱衍生物及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用作抗肿瘤剂的喜树碱衍生物及其制备方法，式(I)代表该喜树碱衍生物。

说明书

发明领域：

本发明涉及一种用作抗肿瘤剂的喜树碱新衍生物、其制备方法以及作为抗肿瘤剂的用途。

发明背景：

喜树碱是从我国栱桐科植物中提取得到的一种生物碱，具有很强的抗肿瘤活性。其结构如下：

                           式(II)

但喜树碱本身由于毒副作用较大，其应用受到限制，而它的衍生物中已有多种活性高，而毒性小的新化合物已被批准用于临床治疗。例如伊立替康(Irrinotican)和拓扑替康(Topotican)等。喜树碱的E内酯环开环的衍生物中也发现一些活性与喜树碱相当或更好，而毒性比喜树碱小的新化合物。其中有的可溶于水，因而适于制成注射剂等使用更方便的剂型。例如，日本第一制药公司曾用NH₂CH₂CH₂N(CH₃)₂对喜树碱的E环进行开环反应，然后将17-位羟基酰基化，得到一系列E环开环的新化合物(参见J.P.A.H1，131，179；CN 1126212A)。意大利的Indena S.P.A公司通过喜树碱的碱性水解使喜树碱的E环开环生成碱金属盐，再将17-位羟基酰基化，也获得一系列水溶性喜树碱衍生物(参见(US006,121,277A)。但这些喜树碱新衍生物的抗肿瘤活性及低毒性仍然不够理想。

本发明的目的是提供一种抗肿瘤的新的喜树碱衍生物及其制备方法，该衍生物具有高活性及低毒性的特点。

发明内容：

本发明提供一种新的喜树碱衍生物。

本发明是从一系列链端含杂环碱基或氢化杂环碱基的E内酯环开环的喜树碱衍生物中筛选出来的。

以上所述链端含杂环碱基或氢化杂环碱基的E内酯环开环的喜树碱衍生物其化学结构如下：

其中

R₁代表9、10或11-位上的0-3个相同或不同的取代基，这些取代基选自卤原子、羟基、烷氧基；如：F、Cl、Br、OH、OMe、OEt、-OCH₂O-、-OCH₂CH₂O-等。

R₂代表C₂-C₅的直链或支链亚烷基；如：-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH₂(CH₂)₂CH₂-、-CH₂CH(CH₃)CH₂-等。R₃代表氢原子或R₄CO-，

R₄代表低级烷基、低级烷氨基亚烷基或低级烷氧基亚烷基；如：-CH₃-CH₂CH₃、-(CH₂)_nCH₃、-(CH₂)_nOCH₃、-(CH₂)_nNHCH₃、-(CH₂)_nN(CH₃)₂等(n＝1-3)

Y代表咪唑、吡啶、嘧啶、吡嗪等杂环碱基或氢化杂环碱基，如哌啶、哌嗪、吗啉。

优选的化合物是：

R₁代表H、OH

R₂代表-CH₂CH₂CH₂-

R₃代表H、R₄CO

R₄代表-CH₃、-CH₂CH₃、-(CH₂)_nNR₂

Y代表1-咪唑基、1-吗啉基

最优选的化合物是：

R₁代表H

R₂代表-CH₂CH₂CH₂-

R₃代表H、R₄CO

R₄代表-CH₃、-CH₂CH₃

Y代表1-咪唑基、1-吗啉基

这些化合物容易与HCl，CF₃COOH，RSO₃H等酸形成生理可接受的可溶性盐。其制备简单，水溶性好，但需要对它们的抗肿瘤性活性和毒性进行进一步的研究。

本发明意外的发现，下列式(I)化合物是这一系列化合物中抗肿瘤活性最高，而毒性最小的一个。

                           式(I)

为此，本发明要求保护该化合物及其药学上可接受的盐，酯，溶剂化物，结晶形态的物质。

所述药学上可接受的盐可以是：无机酸如盐酸、氢溴酸、磷酸、硫酸等的盐，与有机酸如乙酸、三氟乙酸、柠檬酸、马来酸、草酸、琥珀酸、苯甲酸、酒石酸、富马酸、扁桃酸、抗坏血酸或苹果酸盐，以及象丙氨酸、天冬氨酸、赖氨酸等氨基酸盐或与磺酸如甲磺酸、对甲苯磺酸等的盐。

所述本发明的式(I)化合物的酯类不仅包括取代或未取代的脂肪酸酯，尤其1-6个碳原子，如甲酯等低烷基酯，而且也包括通过体内的化学水解或酶水解，至少能部分转化为式(I)化合物的酯类，如乙酰氧甲酯，新戊酰氧甲酯、乙氧甲酰氧乙酯、胆碱酯、氨基乙酯(如：二甲氨乙酯或1-哌嗪基乙酯)、5-2，3-二氢化茚基酯、2-苯并[c]呋喃酮基酯和羟烷基酯(如：2-羟乙酯或2，3-二羟丙酯)、5-甲基-2-氧代-1，3-二氧杂环戊-4-烯甲基酯。

本发明还提供含有本发明化合物或其相应的物质为药物活性成分的药物组合物，该组合物必要时含有药物可接受的载体。

本发明的组合物，优选的是是单位剂量的药物制剂形式，在制成药物制剂时可以制成任何可药用的剂型，这些剂型选自：片剂、糖衣片剂、薄膜衣片剂、肠溶衣片剂、胶囊剂、硬胶囊剂、软胶囊剂、口服液、口含剂、颗粒剂、冲剂、丸剂、散剂、膏剂、丹剂、混悬剂、溶液剂、注射剂、栓剂、软膏剂、硬膏剂、霜剂、喷雾剂、滴剂、贴剂。

在制备成药剂时可加入药物可接受的载体，所述药物可接受的载体可以是：载体选自：甘露醇、山梨醇、山梨酸或钾盐、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、盐酸半胱氨酸、巯基乙酸、蛋氨酸、维生素A、维生素C、维生素E、维生素D、氮酮、EDTA二钠、EDTA钙钠，一价碱金属的碳酸盐、醋酸盐、磷酸盐或其水溶液、盐酸、醋酸、硫酸、磷酸、氨基酸、氯化钠、氯化钾、乳酸钠、木糖醇、麦芽糖、葡萄糖、果糖、右旋糖苷、甘氨酸、淀粉、蔗糖、乳糖、甘露糖醇、硅衍生物、纤维素及其衍生物、藻酸盐、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、甘油、丙二醇、乙醇、土温60-80、司班-80、蜂蜡、羊毛脂、液体石蜡、十六醇、没食子酸酯类、琼脂、三乙醇胺、碱性氨基酸、尿素、尿囊素、碳酸钙、碳酸氢钙、表面活性剂、聚乙二醇、环糊精、β-环糊精、磷脂类材料、高岭土、滑石粉、硬脂酸钙、硬脂酸镁等。

本发明的药物制剂在使用时根据病人的情况确定用法用量。

本发明的药物组合物，在制成药剂时，单位剂量的药剂可含有本发明的化合物0.1-1000mg，其余为药学上可接受的载体。药学上可接受的载体以重量计可以是制剂总重量的0.1-99.9％。

本发明可以采用以下方法制备：

本发明的另一方面涉及式(I)化合物的制备方法，制备反应式如下：

    式(II)                        式(III)                          式(I)

由式(II)化合物与式(III)化合物反应得到式(I)化合物，该制备方法包括以下步骤：

(1)、将式(II)化合物先溶于一种强极性的溶剂中，再加入式(III)的化合物进行反应。

(2)、反应在加热(70-80℃)条件下进行，直至体系澄清。

(3)、将(2)中得到的反应混合物倒入一种弱极性的溶剂中，使产物以沉淀的方式析出。

(4)、将(3)中沉淀出的固体，用氧化铝柱层析纯化，可获得纯度＞98％的式(I)化合物。

(5)、(1)中所述的强极性溶剂包括甲醇，乙醇，但不限于这两种溶剂。

(6)、(3)中所述的弱极性溶剂包括乙醚、石油醚，但不限于这两种溶剂。

(7)、(4)中所述的柱层析洗脱剂可为乙酸乙酯∶石油醚＝1∶4→1∶1，但不限于这一洗脱剂组合体系。

对本发明化合物进行了比较研究实验，观察到的结果是：

在体外抑制瘤细胞生长、抑制小鼠、裸鼠移植肿瘤生长的试验中，其抗肿瘤活性通常比已用于临床治疗的抗肿瘤药物如10-羟基喜树碱、丝裂霉素、顺铂等活性高约2-10倍。例如，在对体外肿瘤细胞的生长抑制试验中，式(I)化合物浓度为1×10^-6mol/L时，对人肺癌细胞A-549的抑制率达87.35％，而作为对照的丝裂霉素浓度高10倍(1×10^-5mol/L)时，抑制率才达89.46％。对人早幼粒细胞白血病细胞，式(I)化合物浓度为1×10^-7mol/L时抑制率即达70.41％，而作为对照的顺铂，浓度高10倍(1×10^-6mol/L)时，抑制率才46.37％。

对小鼠移植肿瘤如S180肉瘤，式(I)化合物在剂量为2.5mg/kg时，抑制率即达70.4％，剂量为5mg/kg时，抑制率达83.4％，而10-羟基喜树碱剂量为8mg/kg时，抑制率才30.7％。

对裸小鼠的移植瘤(如人肺腺癌A-549，人胃腺癌BGC-823，人胃腺癌SGC-7901)的治疗试验中，式(I)化合物的疗效均比对照的10-羟基喜树碱优。例如，对人肺腺瘤A-549，式(I)化合物在剂量为2.5mg/kg时，T/C为60.7％，就已经比剂量为8mg/kg的10-羟基喜树碱的T/C(71.4％)低。

特别值得注意的是：上述各项动物实验中，使用最高治疗剂量连续用药17天以上，未发现任何试验动物死亡。实验组动物的体重也不比阴性对照组低。表明式(I)化合物在有效治疗浓度下，无明显毒副作用。

具体实施方式：

以下通过实施例对本发明做进一步的说明，但不作为对本发明的限制。

实施例1：

105mg(0.3mmol)喜树碱先溶于15mL甲醇，然后加入1.2当量的氨解试剂N-(3-丙基氨基)吗啉，于75℃下反应14小时，体系变澄清后，将反应混合物倒入80mL乙醚中，析出黄色沉淀，滤出沉淀，用2×2mL的冷乙醚洗涤粗产物。由TLC可以看出，粗产物中含有未反应的喜树碱原料。将粗产物溶于少量的CHCl₃中，用氧化铝柱层析进一步纯化(洗脱剂为：乙酸乙酯∶石油醚1∶4-＞1∶1)得式(I)化合物纯品106g，产率88％，HPLC表明其纯度为99.1％。

IR(KBr)v：1620cm^-1(-CO-NH-)

¹H NMR：(CDCl₃，300MHz)δpm：1.07(t，J＝7.2Hz，3H，18-CH₃)；1.76(q，2H，19-CH₂)；2.25(m，1H，23-CH₂)，.2.43(m，1H，23-CH₂)；2.44(m，4H，2×25-CH₂)；3.41(m，2H，22-CH₂)；3.75(m，4H，2×26-CH₂)；4.88(q，J_AB＝12.70，2H，17-CH₂)；5.04(s，2H，5-CH₂)；7.47(t，J＝8.4Hz，1H，10-H)；7.48(s，1H，14-H)；7.56(d，J＝7.2Hz，1H，9-H)；7.67(t，J＝5.2，1H，11-H)；7.87(s，1H，7-H)；7.97(d，J＝8.5Hz，1H，12-H)；8.20(s，1H，CO-NH)。