具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼的合成及其藥物組合物的製作方法

2023-05-31 01:06:41

具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼的合成及其藥物組合物的製作方法
【專利摘要】本發明涉及具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物的合成方法，具體包括：(1)昆布氨酸縮丙醛希夫鹼的合成；(2)雙昆布氨酸縮乙二醛希夫鹼的合成；(3)昆布氨酸縮3,5-二溴水楊醛希夫鹼的合成；(4)昆布氨酸縮2-羥基-1-萘醛希夫鹼的合成；(5)昆布氨酸縮2-吡啶甲醛希夫鹼的合成。針對上述化合物進行藥理學分析研究，具體包括：(1)化合物與DNA相互作用的研究，包括紫外吸收光譜滴定和螢光猝滅光譜滴定；(2)化合物與BSA相互作用的研究，包括色氨酸螢光猝滅光譜滴定；(3)體外細胞毒試驗使用SRB檢測。本發明技術適合在抗癌領域中推廣應用，具有一定的醫學價值，為抗癌藥物的推廣提供了一定依據。
【專利說明】具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼的合成及其藥物組合物
【技術領域】
[0001]本發明涉及具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼的合成及其藥物組合物，屬於藥物合成【技術領域】。
【背景技術】
[0002]2012年，世界衛生組織指出，癌症已是導致人類死亡的一個主要原因，目前每年在全球奪去700多萬人的生命，預計全世界癌症死亡人數將繼續上升，到2030年可能將超過1310萬。據全國腫瘤登記中心發布的《2012中國腫瘤登記年報》顯示，我國每年新發腫瘤病例約為312萬例，平均每天8550人，全國每分鐘有6人被診斷為癌症。專家預計，2020年，因癌死亡人數將超過400萬。
[0003]儘管目前抗癌藥物已有生物燒化劑(Bioalkylating Agengts)、天然產物藥物、金屬鉬配合物等類型，如專利CN1569862A中提出了一種由甲氧基乙酸根Pt (II)胺配合物用於癌症的治療，但這與癌症種類的多樣性、多發性相比較還是急切尋求選擇性強、毒副作用小、具有獨特構效關係的抗癌新藥，這已成為人類當今生命科學和化學科學中急迫而重大的前沿研究課題之一。
[0004]昆布氨酸是源自海洋植物海帶中的一種具有獨特生物活性的非蛋白質胺基酸，用其合成抗癌新藥具有天然無毒、可水溶性、生物相容性好的優點，是目前尚待開發的醫藥寶庫。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物的合成方法，並進行藥理學分析，以表徵該化合物的具抗癌活性作用。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。
[0007]具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物的合成方法，具體包括:
[0008](I)昆布氨酸縮丙醛希夫鹼的合成:
[0009]將40mmol (2.88g)丙醒用IOmL無水乙醇稀釋,緩慢滴加到溶解有40mmol (7.56g)昆布氨酸的40mL乙醇溶液中。滴加完畢後溫度緩慢升至70°C，繼續反應4小時。蒸發溶液至餘下約5mL，加入冰乙醇20mL，有大量沉澱生成。將溶液過濾，分別用冰乙醇、乙醚洗滌多次，真空乾燥，得白色目標產物。室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，在水中溶解性良好。
[0010](2)雙昆布氨酸縮乙二醛希夫鹼的合成:`[0011]將40mmol (2.32g)乙二醛用IOmL無水乙醇稀釋，緩慢滴加到溶解有80mmol (15.12g)昆布氨酸的40mL乙醇溶液中。滴加完畢後溫度緩慢升至70°C，繼續反應4小時。蒸發溶液至餘下約10mL，加入冰乙醇20mL，有大量沉澱生成。將溶液過濾，分別用冰乙醇、乙醚洗滌多次，真空乾燥，得微黃色目標產物。室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，在水中溶解性良好。[0012](3)昆布氨酸縮3，5- 二溴水楊醛希夫鹼的合成:
[0013]按(1)所示方法合成，將方法中的丙醛用3，5-二溴水楊醛代替，獲得預期產物。
[0014]室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，在水中溶解性良好。
[0015](4)昆布氨酸縮2-羥基-1-萘醛希夫鹼的合成:
[0016]按(1)所示方法合成，將方法中的丙醛用2-羥基-1-萘醛代替，獲得預期產物。
[0017]室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，易溶於水。
[0018](5)昆布氨酸縮2-吡啶甲醛希夫鹼的合成:
[0019]按(1)所示方法合成，將方法中的丙醛用2-吡啶甲醛代替，獲得預期產物。
[0020]室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，易溶於水。
[0021]針對上述化合物進行藥理學分析研究，具體包括:
[0022](1)化合物與DNA相互作用的研究:
[0023]本發明化合物與DNA相互作用能力研究，應用鯡魚魚精DNA(HS-DNA)作為研究對象。鯡魚魚精DNA(HS-DNA)用NaCl/Tris-HCl (pH = 7.16)緩衝溶液配製成10-4Μ的溶液，測量260nm和280nm處的吸光度⑷，A260/A280在1.8~1.9的範圍內，說明HS-DNA溶液符合實驗要求。測量HS-DNA在260nm處的吸光度，根據朗姆-比爾定律計算DNA的濃度(以DNA鹼基對的摩爾濃度計，ε 260 = 6600L.moF1.cnT1)。
[0024]紫外吸收光譜滴定:化合物用NaCl/Tris-HCl緩衝溶液配成10-3Μ的溶液，然後稀釋到IO-5M的濃度；以NaCl/Tris-HCl緩衝溶液作為空白對照液，測定200~800nm波長範圍內的紫外光譜。每次加樣，分別向空白和配體樣品中加入等量配製好的HS-DNA溶液(10_3M)，充分混合然後靜止IOmin後再進行掃描。鍵合常數由以下公式確定:
[0025][DNA] / ( ε a- ε f) = [DNA] / ( ε a- ε f) +1/Kb ( ε a- ε f)
[0026]其中[DNA]代表DNA的濃度，ε a，ε f和ε b分別代表在各DNA濃度下的、游離的和與DNA鍵合飽和的配體的摩爾吸光係數。以[DNA]/( ε a- ε f)對[DNA]作圖，鍵合常數Kb為直線的斜率和截距之比。
[0027]螢光猝滅光譜滴定:EB_DNA複合體系的配製:將5 μ L EB (1X 1O-3mol -L-1)溶液加入到ImL HS-DNA(IO-3M)溶液中置於IOmL比色管中，常溫下避光保存2h。然後加入NaCl/Tris-HCl緩衝溶液稀釋至5mL，混合均勻後。以522nm的波長激發，記錄EB-DNA複合體系在584nm處的螢光發射波長及強度。每次加樣，向樣品中加入等量配製好的配體樣品溶液(I(T3M)，記錄不同濃度配體對EB-DNA複合體系的螢光猝滅光譜。猝滅係數由Stern-Volmer公式確定:
[0028]I0/I = 1+KSV[Q]
[0029]其中I0和I分別代表不加化合物和加化合物時EB-DNA複合體系的的螢光強度；[Q]表示猝滅劑(化合物)的濃度。以10/1對[Q]作圖，斜率即為猝滅常數Ksv。
[0030](2)化合物與BSA相互作用的研究:
[0031]本發明化合物與蛋白相互作用能力研究，應用牛血清白蛋白(BSA)作為研究對象。紫外吸收光譜滴定:將配製好的BSA儲備液(100 μ Μ)稀釋到10 μ Μ，以NaCl/Tris-HCl緩衝溶液作為空白對照，測定200~350nm波長範圍內的紫外光譜，每次加樣分別向空白和BSA樣品中加入等量配製好的化合物溶液(10_3M)，充分混合然後靜止IOmin後再進行掃描。
[0032]色氨酸螢光猝滅光譜滴定:將配製好的BSA儲備液(100 μ M)稀釋到10 μ Μ，以295nm的波長激發，記錄BSA溶液在584nm處的螢光發射波長及強度。每次加樣，向樣品中加入等量配製好的化合物樣品溶液(IO-3M)，記錄不同濃度化合物對BSA溶液的螢光猝滅光譜。粹滅係數由Stern-Volmer公式確定:
[0033]10/I = 1+KSV[Q] = I+Kq τ 0[Q]
[0034]其中I。和I分別代表不加化合物(配合物)和加化合物(配合物)時的螢光強度；[Q]表示化合物(配合物)的濃度；KSV為動態粹滅常數；&為動態粹滅速率常數;τ 0為無猝滅劑是螢光分子的平均壽命(ΙΟΛ—1)。以IcZI對[Q]作圖，斜率即為Ksv。各類螢光猝滅劑對生物大分子的最大動態螢光猝滅速率常數約為2.0X IOltlL.moF1.s'通過Ksv =Kq τ。,求得 Kp
[0035]在靜態猝滅過程中，假設在生物大分子上有兩到三個相似又彼此獨立的結合位點，則螢光強度與猝滅劑之間的關係可表示為公式:
[0036]nQ+B — Qn...B
[0037]其中B表示發螢光的生物大分子，Q是猝滅劑分子，Qn...B表示生成的無螢光強度的生物分子，其生成常數可表示為:
[0038]K = [Qn...B]/[Q]n[B]
[0039]如果生物大分子的總濃度為Btl,則[Btl] = [Qn...B] + [B]，[B]表示未結合的生物大分子的濃度，則螢光強度和未結合的生物大分子的濃度的關係為[BVtBci] = F/F0, Ftl和F分別表示未加猝滅劑和加入猝滅劑時`生物大分子的螢光強度。從以上關係中可推出公式:
[0040]log [ (F0-F) /F] = logK+nlog[Q]
[0041]其中K表示猝滅劑和生物大分子的結合常數，η表示猝滅劑和生物大分子的結合位點數，以log[(Ftl-FVF]對log[Q]作圖，斜率即為n，由截據求得結合常數K。
[0042](3)本發明化合物的體外細胞毒試驗使用SRB檢測法，測定了加入上述合成的化合物後，培養基在515nm處的OD讀數，由測得的OD值，通過如下公式計算待測樣品對人肝癌細胞株(SMMC-7721)、肺腺癌細胞株(A549)細胞、人急性早幼粒白血病(HL-60)和正常小鼠角質細胞(Pam212)的抑制率:
[0043]
抑制率(%) = fl 一加藥組本底對照,卻|)χ!00
1) { 正常組OD值-本底對照組αο值」
[0044]以被測樣品濃度對抑制率做線性回歸，求出其48h內的半數抑制濃度(IC5(I)。以順鉬作為陽性對照。
[0045]該發明的有益效果在於:本發明提供了一種具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物的合成方法，並進行了藥理學分析，證明該化合物的具抗癌活性作用，適合在抗癌領域中推廣應用，且找到了一種新的藥物合成方法，具有一定的醫學價值，為抗癌藥物的開發、推廣提供了一定依據。
【專利附圖】

【附圖說明】[0046]圖1是本發明實施例1中所合成的昆布氨酸縮丙醛希夫鹼結構式。
[0047]圖2是本發明實施例2中所合成的雙昆布氨酸縮乙二醛希夫鹼結構式。
[0048]圖3是本發明實施例3中所合成的昆布氨酸縮3，5- 二溴水楊醛希夫鹼結構式。
[0049]圖4是本發明實施例4中所合成的昆布氨酸縮2-羥基-1-萘醛希夫鹼結構式。
[0050]圖5是本發明實施例5中所合成的昆布氨酸縮2-吡啶甲醛希夫鹼結構式。
【具體實施方式】
[0051]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本發明。
[0052]實施例1:
[0053]昆布氨酸縮丙醛希夫鹼的合成:
[0054]將40mmol (2.88g)丙醒用IOmL無水乙醇稀釋,緩慢滴加到溶解有40mmol (7.56g)昆布氨酸的40mL乙醇溶液中。滴加完畢後溫度緩慢升至70°C，繼續反應4小時。蒸發溶液至餘下約5mL，加入冰乙醇20mL，有大量沉澱生成。將溶液過濾，分別用冰乙醇、乙醚洗滌多次，真空乾燥，得白色目標產物。圖1是本發明實施例1中所合成的昆布氨酸縮丙醛希夫鹼結構式。
[0055]室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，在水中溶解性良好。IR峰位及兀素微 量分析結果見表1和表2。
[0056]表1:實施例1目標物IR峰位
【權利要求】
1.一種具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物，其特徵在於:所述昆布氨酸縮丙醛希夫鹼的合成方法為:將40mmol (2.88g)丙醛用IOmL無水乙醇稀釋，緩慢滴加到溶解有40mmol (7.56g)昆布氨酸的40mL乙醇溶液中；滴加完畢後溫度緩慢升至70°C，繼續反應4小時；蒸發溶液至餘下約5mL，加入冰乙醇20mL，有大量沉澱生成；將溶液過濾，分別用冰乙醇、乙醚洗滌多次，真空乾燥，得白色目標產物；室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，在水中溶解性良好。
2.根據權利要求1所述的具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物，其特徵在於:所述雙昆布氨酸縮乙二醛希夫鹼的合成方法為:將40mmol (2.32g)乙二醛用IOmL無水乙醇稀釋，緩慢滴加到溶解有80mmOl(15.12g)昆布氨酸的40mL乙醇溶液中；滴加完畢後溫度緩慢升至70°C,繼續反應4小時；蒸發溶液至餘下約IOmL,加入冰乙醇20mL,有大量沉澱生成；將溶液過濾，分別用冰乙醇、乙醚洗滌多次，真空乾燥，得微黃色目標產物；室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，在水中溶解性良好。
3.根據權利要求1所述的具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物，其特徵在於:所述昆布氨酸縮3，5- 二溴水楊醛希夫鹼的合成方法為:按權I所示方法合成，將方法中的丙醛用3，5-二溴水楊醛代替，獲得預期產物；室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，在水中溶解性良好。
4.根據權利要求1所述的具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物，其特徵在於:所述昆布氨酸縮2-羥基-1-萘醛希夫鹼的合成方法為:按權I所示方法合成，將方法中的丙醛用2-羥基-1-萘醛代替，獲得預期產物；室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，易溶於水。
5.根據權利要求1所述的具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物，其特徵在於:所述昆布氨酸縮2-吡啶甲醛希夫鹼的合成方法為:按權I所示方法合成，將方法中的丙醛用2-吡啶甲醛代替，獲得預期產物；室溫下目標產物很穩定，難溶於四氯化碳、氯仿和苯，微溶於甲醇、乙醇，易溶於水。
6.根據權利要求1至5所述的具抗癌活性的昆布氨酸希夫鹼及其藥物組合物，其特徵在於:針對上述化合物進行藥理學分析研究，具體包括: (I)化合物與DNA相互作用的研究: 上述化合物與DNA相互作用能力研究，應用鯡魚魚精DNA(HS-DNA)作為研究對象；鯡魚魚精DNA (HS-DNA)用NaCl/Tris-HCl (pH = 7.16)緩衝溶液配製成KT4M的溶液，測量260nm和280nm處的吸光度(A)，A260/A280在1.8~1.9的範圍內，說明HS-DNA溶液符合實驗要求；測量HS-DNA在260nm處的吸光度，根據朗姆-比爾定律計算DNA的濃度(以DNA鹼基對的摩爾濃度計，ε 260 = 6600L.moF1.cnT1)； 紫外吸收光譜滴定:化合物用NaCl/Tris-HCl緩衝溶液配成10-3Μ的溶液，然後稀釋到10_5M的濃度；以NaCl/Tris-HCl緩衝溶液作為空白對照液，測定200~800nm波長範圍內的紫外光譜；每次加樣，分別向空白和配體樣品中加入等量配製好的HS-DNA溶液(10_3M)，充分混合然後靜止IOmin後再進行掃描；鍵合常數由以下公式確定:
[DNA] / ( ε a- ε f) = [DNA] / ( ε a- ε f) +1/Kb ( ε a- ε f) 其中[DNA]代表DNA的濃度，ε a，ε f和ε b分別代表在各DNA濃度下的、游離的和與DNA鍵合飽和的配體的摩爾吸光係數；以[DNA]/( ε a- ε f)對[DNA]作圖，鍵合常數Kb為直線的斜率和截距之比； 螢光猝滅光譜滴定=EB-DNA複合體系的配製:將5yL EB (I X IO^mol.L—1)溶液加入到ImL HS-DNA(IO-3M)溶液中置於IOmL比色管中，常溫下避光保存2h ;然後加入NaCl/Tris-HCl緩衝溶液稀釋至5mL，混合均勻後；以522nm的波長激發，記錄EB-DNA複合體系在584nm處的螢光發射波長及強度；每次加樣，向樣品中加入等量配製好的配體樣品溶液(I(T3M)，記錄不同濃度配體對EB-DNA複合體系的螢光猝滅光譜；猝滅係數由Stern-Volmer公式確定:
10/I = 1+KSV[Q] 其中Itl和I分別代表不加化合物和加化合物時EB-DNA複合體系的的螢光強度；[Q]表示猝滅劑(化合物)的濃度；以1/I對[Q]作圖，斜率即為猝滅常數Ksv ； (2)化合物與BSA相互作用的研究: 上述化合物與蛋白相互作用能力研究，應用牛血清白蛋白(BSA)作為研究對象；紫外吸收光譜滴定:將配製好的BSA儲備液(100 μ Μ)稀釋到10 μ Μ，以NaCl/Tris-HCl緩衝溶液作為空白對照，測定200~350nm波長範圍內的紫外光譜，每次加樣分別向空白和BSA樣品中加入等量配製好的化合物溶液(10_3M)，充分混合然後靜止IOmin後再進行掃描； 色氨酸螢光猝滅光譜滴定:將配製好的BSA儲備液(100 μ Μ)稀釋到10 μ Μ，以295nm的波長激發，記錄BSA溶液在584nm處的螢光發射波長及強度；每次加樣，向樣品中加入等量配製好的化合物樣品溶液(IO-3M)，記錄不同濃度化合物對BSA溶液的螢光猝滅光譜；猝滅係數由Stern-Volmer公式確定:
10/1 = 1+KSV[Q] = l+Kqx0[Q] 其中I。和I分別代表不加化合物(配合物)和加化合物(配合物)時的螢光強度；[Q]表示化合物(配合物)的濃度；KSV為動態粹滅常數；&為動態粹滅速率常數；τ ^為無粹滅劑是螢光分子的平均壽命(KT8s-1);以IcZI對[Q]作圖，斜率即為Ksv ;各類螢光猝滅劑對生物大分子的最大動態螢光猝滅速率常數約為2.0X 1OltlL mol_1.s_1 ;通過Ksv = K, τ ^，求得Kq ； 在靜態猝滅過程中，假設在生物大分子上有兩到三個相似又彼此獨立的結合位點，則螢光強度與猝滅劑之間的關係可表示為公式:nQ+B — Qn...B 其中B表示發螢光的生物大分子，Q是猝滅劑分子，Qn...B表示生成的無螢光強度的生物分子，其生成常數可表示為:
K = [Qn...B]/[Q]n [B] 如果生物大分子的總濃度為Btl，則[Btl] = [Qn...B] + [B],[B]表示未結合的生物大分子的濃度，則螢光強度和未結合的生物大分子的濃度的關係為[BVtBci] = F/F0, Ftl和F分別表示未加猝滅劑和加入猝滅劑時生物大分子的螢光強度；從以上關係中可推出公式:1gt(F0-F) /F] = logK+nlog[Q] 其中K表示猝滅劑和生物大分子的結合常數，η表示猝滅劑和生物大分子的結合位點數，以log [(Ftl-FVF]對log[Q]作圖，斜率即為n，由截據求得結合常數K; (3)上述化合物的體外細胞毒試驗使用SRB檢測法，測定了加入上述合成的化合物後，培養基在515nm處的OD讀數， 由測得的OD值，通過如下公式計算待測樣品對人肝癌細胞株(SMMC-7721)、肺腺癌細胞株(A549)細胞、人急性早幼粒白血病(HL-60)和正常小鼠角質細胞(Pam212)的抑制率:
【文檔編號】C07C251/24GK103694133SQ201310698464
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】李群, 李曉雯, 趙昔慧, 王越, 倪偲, 李子超 申請人:青島大學