具有抗腫瘤活性的半合成紫杉烷的製作方法

2023-06-02 08:44:41

專利名稱：具有抗腫瘤活性的半合成紫杉烷的製作方法
具有紫杉烷(taxane)骨架的雙萜，特別是紫杉醇，已知對人類許多腫瘤有抗腫瘤活性。但是，在使用這些藥物時，特別是紫杉醇，由於產生不希望的副作用而導致使用上的缺點，而且由於這些抗腫瘤療法很快引起耐受性，因此，開發新的能減少這類臨床問題的分子是人們研究的熱點。WO93/02067(Nippon Steel,1993年2月4日)公開了例如10-α-乙醯基紫杉醇，它從紫杉屬的白蛋白組織培養物中提取出來，具有顯著的細胞毒性。
本發明涉及半合成得到的新的紫杉烷骨架的衍生物，它們具有很強的抗腫瘤活性。本發明的衍生物具有通式(1) 它們可分成兩個系列a)在11,12位之間含有烯屬雙鍵和在10α-位為羥基或醯氧基的紫杉烷衍生物(式1a的紫杉烷)。 (1a)(R3=H；R4=OH或醯氧基)b)在11和12位的碳原子之間含有單鍵，在12位的甲基為α-取向的，且在10β位為羥基或醯氧基的紫杉烷衍生物(式1b的紫杉烷)。 (1b)(R3=OH或醯氧基；R4=H)在通式(1)的紫杉烷中，R1和R2可相同或不同，可以是C1-C8基，C2-C8鏈烯基，芳基(優選苯基)或雜芳基。R2也可以是叔丁氧基。
在通式(1a)化合物中，R3是氫，R4是羥基或C2-C8醯氧基。
在通式(1b)化合物中，R3是羥基或C2-C8醯氧基，且R4是氫。
通式(1)的紫杉烷可通過使用適當活化的異絲氨酸鏈作為醯化試劑在通式(2)的新合成子(syntones)的13-位酯化而製備，製備可按照半合成紫杉醇及其類似物的文獻中描述的方法進行(參見，例如，EP-A-400971,1992,Fr.Dem.86,10400；E.Didier等，TetrahedronLetters 35,2349,1994；E.Didier等，ibid.35,3063,1994)。
在通式(2)中 其中當11,12位之間存在烯屬雙鍵時，R3是氫原子，R4和R5是羥基，C2-C8醯氧基，烷基甲矽烷氧基或2,2,2-三氯乙氧羰氧基；當11,12位之間不存在烯屬雙鍵時，12-位的甲基是α-取向的，R4是氫原子，R3和R5是羥基，C2-C8醯氧基，烷基甲矽烷氧基或2,2,2-三氯乙氧羰氧基。
具體地講，通式(2a)的合成子用於合成通式(1a)的新的紫杉烷。另一方面，通式(2b)的合成子用於合成通式(1b)的新的紫杉烷。 在合成子(2a)中，在11和12位之間有烯屬雙鍵，在10α-位有C2-C8醯氧基或任意被保護的羥基。因此，在合成子(2a)中，R3是氫，R4和R5是羥基，醯氧基，烷基甲矽烷氧基(如三乙基甲矽烷氧基，O-TES)或2,2,2-三氯乙氧羰基氧基(O-CO-O-CH2CCl3,O-TROC)。 在合成子(2b)中，11-位和12-位的碳原子以單鍵相連，12-位的甲基是α-取向的，且在10α位有醯氧基或任意保護的羥基。因此，在合成子(2b)中，R4是氫，R3和R5是羥基，醯氧基，烷基甲矽烷氧基(如三乙基甲矽烷氧基，O-TES)或2,2,2-三氯乙氧羰基氧基(O-CO-O-CH2CCl3,O-TROC)。
在合成子(2)的13-位用異絲氨酸鏈酯化後，使用本領域的常規方法除去保護基，從而得到式(1)的新的紫杉烷。
10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(3)，可從漿果紫杉的葉子中分離得到(G.Chauvi ère et coll.,C.R.Acad.Sc.Ser.Ⅲ,293；591),是用於製備合成子(2a)和(2b)的唯一起始物。
文獻中未知的合成子(2a)可通過(反應流程1)從(3)得到，它是通過用乙酸銅(Ⅱ)氧化(3)的10-位，得到二酮(4)，然後在鈰(Ⅲ)鹽存在下用硼氫化鈉還原得到。
所得產物(2a,R3=H,R4=R5=OH)，它是(3)的10-位的差向異構體，在7-位和10-位適當進行保護，並用於合成紫杉烷(1a)。
反應流程1 在反應流程1中得到的副產物是新的斷紫杉烷(secotaxane)(5)。
斷紫杉烷(5)可用於合成具有潛在抗腫瘤活性的其他紫杉烷。
本發明還涉及半合成製備的新的斷紫杉烷骨架的衍生物，它具有強的抗腫瘤活性。所述衍生物具有通式(5a)。 其中R1和R2，可以相同或不同，可以是C1-C20烷基，C2-C8鏈烯基，芳基(優選苯基)或雜芳基。R2也可以是叔丁氧基。
通式(5a)的紫杉烷可通過使用適當活化的異絲氨酸鏈作為醯化試劑在通式(5)化合物的13-位酯化而製備，如在半合成紫杉醇及其類似物的文獻中報導的(參見，例如EP-A-400,971；E.Didier等，Tetrahedron Letters 35,2349,1994；E.Didier等,ibid.35,3063,1994)。可按傳統方法，用合適的保護基將通式(5)化合物的羥基任意性地保護起來。
在化合物(5)的13-位用異絲氨酸鏈酯化後，使用文獻中的常規方法除去保護基，就可得到通式(5a)的斷紫杉烷。
合成子(2b)，在文獻中是未知的，也可從10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(3)(反應流程2)得到。已發現可通過用間氯過苯甲酸(MCPBA)氧化(3)，得到相應的13-酮衍生物(6)。用三乙基甲矽烷基氯(TESCl)保護7-位羥基後，在鈰(Ⅲ)鹽存在下用硼氫化鈉還原，由(6)得到合成子(2b)(R3=OH,R4=H,R5=O-TES)，它可用於合成式(1b)的紫杉烷。在合成子(2b)中，12-位α-取向的甲基可通過使用核磁共振的研究推斷出來。
反應流程2 根據本發明的產物對不同腫瘤細胞系的細胞毒性效果進行篩選，其作用與紫杉醇相比較。表1顯示了IC50數據的比較，即對化合物13-[(2R,3S)-3-苯基-2-羥基-3-叔丁氧羰基氨基-丙醯基]-10-表-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(1a,R1=Ph,R2=tBuO,R3=H,R4=OH),13-[(2R,3S)-3-苯基-2-羥基-3-叔丁氧羰基氨基-丙醯基]-10-脫乙醯基-11,12-二氫漿果赤黴素Ⅲ(1b,R1=Ph,R2=tBuO,R3=OH,R4=H),13-[(2R,3S)-3-苯基-2-羥基-3-叔丁氧羰基氨基-丙醯基]-C-斷-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(5a,R1=Ph,R2=tBuO)和13-[(2R,3S)-3-異丁基-2-羥基-3-己醯基氨基-丙醯基]-C-斷-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(5a,R1=異丁基，R2=戊基)的數據與紫杉醇中得到的數據進行比較。
表1-紫杉烷1a(R1=Ph,R2=tBuO,R3=H,R4=OH),1b(R1=Ph,R2=tBuO,R3=OH,R4=H)和紫杉醇對6種細胞系的IC50。
暴露時間 紫杉醇 1a 1b(h) (R1=Ph,R2=tBuO,(R1=Ph,R2=tBuO,R3=H,R4=OH)R3=OH,R4=H)L1210(鼠白血病) 4857.0±3.046.0±2.1 32.0±0.1A121(人卵巢) 723.7±0.3 2.8±0.3 1.6±0.2A549(人NSCLC) 725.4±0.5 6.9±0.3 2.1±0.3HT-29(人結腸) 726.0±0.6 3.4±0.1 3.6±0.4HCF7(人乳房) 724.3±0.1 2.2±0.2 0.8±0.2HCF7-ADR(抗藥性的)72395.0±8.7 130.0±2.2 128.0±6.2標準條件培養基RPMI1640+20mM HEPES+2mM L-穀氨醯胺。
表1-續紫杉烷5a(R1=Ph,R2=tBuO),5a(R1=異丁基，R2=戊基)和紫杉醇對6種細胞系的IC50。
暴露時間 紫杉醇5a5a(h) (R1=Ph, (R1=異丁基,R2=tBuO)R2=戊基)L1210(鼠白血病) 4857.0±3.0 35±1.2 26±1.3A121(人卵巢)723.7±0.31.9±0.21.3±0.1A549(人NSCLC) 725.4±0.53.3±0.42.6±0.3HT-29(人結腸) 726.0±0.63.2±0.32.7±0.2HCF7(人乳房)724.3±0.11.5±0.21.1±0.2HCF7-ADR(抗藥性的) 72395.0±8.7 31.3±4.2 25.4±3.7標準條件培養基RPMI 1640+20mM HEPES+2mM L-穀氨醯胺在異絲氨酸鏈上有不同取代基的化合物作用相似。這些化合物對於對其它抗腫瘤物質如阿黴素和順鉑(cis-platinum)有抗藥性的細胞系的作用比紫杉醇具有驚人的優越性。在體內模型中這些化合物與紫杉醇的不同更為明顯，如種植了人腫瘤細胞的無胸腺裸鼠。另外，我們還驚奇的發現，本發明的R2為烷基或鏈烯基的化合物完全無心臟毒性，不象紫杉醇和其已知的衍生物，因此，它們可有效地用於不能用紫杉醇和其已知衍生物治療的心臟病患者。
本發明的化合物適於與適當的藥用製劑結合用於非腸道和口服給藥。對於靜脈內給藥而言，主要使用聚乙氧基化蓖麻油和乙醇的混合物，或用天然磷脂醯膽鹼製成的脂質體製劑或天然磷脂與膽固醇的混合物。
下面的實施例將進一步詳述本發明。實施例1 10-脫氫-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(4)的製備。
將10g 10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(3)懸浮於350ml甲醇中，向其中加入Cu(OAc)265g。將懸浮液在室溫連續攪拌120小時。濾除鹽，溶液用100g矽膠色譜純化，用6∶4 己烷/乙酸乙酯混合物洗脫。用裡格羅因(ligroin)結晶，得到9.5g(4)化合物。M+為m/z 542。實施例2製備10-脫乙醯基-10-表漿果赤黴素Ⅲ(2a,R3=H,R4=R5=OH)和C-斷-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(5)。
向300mg(4)的5ml甲醇溶液中加入一當量CeCl3·3H2O,室溫攪拌5分鐘，然後加入80mg NaBH4。溶液用NH4Cl溶液處理，用乙酸乙酯萃取，並用矽膠色譜純化，用3∶7 己烷/乙酸乙酯混合物洗脫。得到98mg(2a)(M+在m/z 544)和120mg(5)(M+在m/z 546)。10-脫乙醯基-10-表漿果赤黴素Ⅲ具有1H-NMR(CDCl3)如下H2,d5.68 J6.8；H3,d4.26J6.8；H5,d5.03 J7.1；H7/13,m4.76；H10,br s5.20；10 OH,br s3.44；H16,s1.14；H17,s1.68；H18,s2.22；H19,s1.13；H20a,d4.33；H20b,d4.18；Ac,s2.31；Bnz,br8.12 J8,br t7.60 J8,br t17.49 J8.實施例3製備10-脫乙醯基-13-脫氫漿果赤黴素Ⅲ(6)。
向1g 10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(3)在100ml CH2Cl2中的懸浮液中加入3g間氯過苯甲酸和1g乙酸鈉。將此懸浮液在室溫連續攪拌120小時，然後用5％Na2CO3水溶液稀釋。有機相用5％Na2CO3洗滌並蒸發至幹，剩餘物用矽膠色譜純化，用3∶7 己烷/乙酸乙酯混合物洗脫。得到789mg(6),M+在m/z 542。實施例4製備10-脫乙醯基-11,12-二氫-7-三乙基甲矽烷基-漿果赤黴素Ⅲ(2b,R3=OH,R4=H,R5=O-TES)。
將1.6g(6)溶於二氯甲烷中並加入370mg 4-二甲基氨基吡啶和2.5ml三乙基甲矽烷基氯。室溫保持2小時後，將反應混合物用二氯甲烷稀釋並用水洗滌。有機相濃縮至幹。得到1.72g剩餘物，用150ml 95％乙醇溶解，並用9g NaBH4處理。3小時後混合物用NH4Cl溶液稀釋，產物用乙酸乙酯萃取。用矽膠色譜純化，使用7∶3 己烷/乙酸乙酯洗脫，得到800mg(2b)(R3=OH,R4=H,R5=O-TES)。實施例5製備11,12-二氫-7-TES-漿果赤黴素Ⅲ(2b,R3=OH,R4=H,R5=O-TES)和11,12-二氫漿果赤黴素Ⅲ(2 b,R3=OAc,R4=H,R5=OH)將500mg 10-脫乙醯基-11,12-二氫-7-三乙基甲矽烷基漿果赤黴素Ⅲ(2b,R3=OH,R4=H,R5=O-TES)與3當量的乙醯氯在無水吡啶中在0℃反應6小時。反應混合物用水稀釋並用二氯甲烷萃取。蒸發溶劑後，剩餘物用丙酮/己烷結晶。得到510mg 11,12-二氫-7-TES漿果赤黴素Ⅲ，M+為m/z 702Ⅲ。將產物溶於甲醇並用稀HCl處理至完全脫甲矽基化。反應混合物用水稀釋，用乙酸乙酯萃取，並用含水甲醇結晶。得到400mg 11,12-二氫漿果赤黴素Ⅲ，M+為m/z 588。實施例6製備13-[(2R,3S)-3-苯基-2-羥基-3-叔丁氧羰基氨基-丙醯基]-11,12-二氫漿果赤黴素Ⅲ(1b,R2=Ph,R2=tBuO,R3=OAc,R4=H)。
將500mg 11,12-二氫漿果赤黴素Ⅲ(2b,R3=OAc,R4=H,R5=O-TES)溶於20ml甲苯中，與0.45g(4S,5R)-N-叔丁氧羰基-2,2-二甲基-苯基-5-噁唑烷羧酸，二環己基碳化二亞胺(1.03eq)和N,N-二甲基氨基吡啶(0.2eq)在80℃反應2小時。反應混合物用水洗滌直至除去過量的反應試劑，然後濃縮至幹。剩餘物用含1％甲酸的甲醇在室溫處理4小時。甲醇溶液用水稀釋，中和，並用乙酸乙酯萃取。有機相濃縮至幹，剩餘物用含1.5eq碳酸二叔丁基酯和碳酸氫鈉在15ml四氫呋喃中的溶液處理。反應混合物用水稀釋，用乙酸乙酯萃取，將複合乙酸相(heteroacetic phase)濃縮至幹。剩餘物用鹽酸酸化的甲醇溶解以完成脫甲矽基化。溶液用水稀釋，用乙酸乙酯萃取。蒸發複合乙酸相得到的剩餘物用矽膠色譜純化，1∶1 丙酮/己烷混合物洗脫以除去反應雜質。得到580mg產物，M+為m/z 851。實施例7製備13-[(2R,3S)-3-苯甲醯氨基-3-苯基-2-羥基丙醯基]-11,12-二氫漿果赤黴素Ⅲ(1b,R1=R2=Ph,R3=OAc,R4=H)。
將500mg 11,12-二氫-7-TES-漿果赤黴素(2b,R3=OAc,R4=H,R5=O-TES)溶於20ml甲苯，並與1.5g(4S,5R)-N-苯甲醯基-2,2-二甲基-4-苯基-5-噁唑烷羧酸，二環己基碳化二亞胺(1.03eq)和N,N-二甲基氨基吡啶(0.2eq)在80℃反應2小時。反應混合物用水洗條直至除去過量的反應試劑，然後濃縮至幹。剩餘物用含1％甲酸的甲醇在室溫處理4小時。甲醇溶液用水稀釋，中和，並用乙酸乙酯萃取。有機相濃縮至幹，剩餘物用鹽酸酸化的甲醇溶解以完成脫甲矽基化。溶液用水稀釋並用乙酸乙酯萃取。蒸發複合乙酸相得到的剩餘物用矽膠色譜純化，1∶1 丙酮/己烷混合物洗脫以除去反應雜質。得到530mg產物，M+為m/z 855。實施例8製備13-[(2R,3S)-3-苯基-2-羥基-3-叔丁氧羰基氨基-丙醯基]-10-表-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(1a,R2=Ph,R2=tBuO,R3=H,R4=OH)。
將500mg 10-脫乙醯基-10-表漿果赤黴素Ⅲ(2a,R3=H,R4=R5=OH)溶於15ml無水吡啶，並用三當量三氯乙氧羰基氯(TROC-Cl)在80℃處理5分鐘，然後冷卻到室溫。加入1ml甲醇分解過量的TROC-Cl。溶液用冰水稀釋並用氯仿萃取，用稀鹽酸溶液洗滌有機相。有機相蒸發至幹，剩餘物用含三當量(4S,5R)-N-叔丁氧羰基-2,2-二甲基-4-苯基-5-噁唑烷羰酸，3當量二環己基碳化二亞胺和0.2當量N,N-二甲基氨基吡啶的甲苯溶液在室溫處理24小時。反應混合物用水洗滌，有機相在真空下蒸發至幹，剩餘物溶於甲醇，並用一當量對甲苯磺酸處理48小時，之後用水稀釋，並用乙酸乙酯萃取。有機相在真空下蒸發，剩餘物溶於1∶1的乙酸/乙酸乙酯混合物200ml中，並用11當量鋅粉在30℃處理3小時。濾除固體物質，溶液用水稀釋，用乙酸乙酯萃取並用矽膠色譜純化，用1∶4乙酸乙酯/己烷混合物洗脫。得到512mg產物(1a)，M+為m/z 807。實施例9製備7,9-二(三乙基甲矽烷基)-C-斷-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ向(5)(200mg,0.37mmol)在無水二甲基甲醯胺(DMF)(5ml)中的溶液中加入咪唑(75mg,1.11mmol,3eq.mol)和三乙基甲矽烷基氯(TES)(186ml,167.3mg,1.11mmol,3eq.mol)，反應混合物在室溫攪拌10分鐘。用TLC檢測反應(3∶7 己烷-乙酸乙酯，起始物的Rf為0.10，產物的Rf為0.80)。加入水和CeliteR終止反應，過濾沉澱並用水洗滌以除去DMF，然後用CHCl3洗滌以取出產物。用柱色譜(9∶1 己烷/乙酸乙酯洗脫矽烷醇，6∶4 己烷/乙酸乙酯洗脫出產物)純化，得到146mg標題化合物(51％)。實施例10製備13-[(2R,3S)-3-苯基-2-羥基-3-叔丁氧羰基氨基-丙醯基]-C-斷-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(5a,R1=Ph,R2=tBuO)。
向實施例9的產物(126mg,0.16mmol)在無水甲苯(5ml)中的溶液中加入67.5mg二環己基碳化二亞胺(0.327mmol,2mol.eq.),105mg(4S,5R)-N-Boc-2-(2,4-二甲氧苯基)-4-苯基-5-噁唑烷羧酸(0.327mmol,2mol.eq.)和5mg 4-二甲基氨基吡啶。混合物在60℃加熱24小時，然後用飽和NaHCO3水溶液和乙酸乙酯稀釋。剩餘物用柱色譜純化(8∶2 己烷-乙酸乙酯)得到175mg 13-酯(95％)。剩餘物用50ml甲醇/HCl(0.01％)溶解，且反應混合物在室溫保留1小時。溶液鹼化至pH5，並在真空下濃縮至幹。剩餘物用矽膠柱色譜純化，98∶2二氯甲烷-甲醇混合物洗脫。用乙酸乙酯結晶後，得到85mg標題化合物。實施例11製備13-[(2R,3S)-3-異丁基-2-羥基-3-己醯氨基-丙醯基]-C-斷-10-脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ(5a,R1=Ph,R2=戊基)。
向實施例9的產物(126mg,0.16mmol)在無水甲苯(5ml)中的溶液中加入67.5mg二環己基碳化二亞胺(0.327mmol,2mol.eq.),140mg(4S,5R)-N-己醯基-2-(2,4-二甲氧苯基)-4-異丁基-5-噁唑烷羧酸(0.327mmol,2mol.eq)和5mg 4-二甲基氨基吡啶。混合物在60℃加熱24小時，然後用飽和NaHCO3水溶液和乙酸乙酯稀釋。剩餘物用柱色譜純化(8∶2己烷-乙酸乙酯)得到175mg 13-酯(95％)。剩餘物用50ml甲醇/HCl(0.01％)溶解，且反應混合物在室溫保留1小時。溶液鹼化至pH5，並在真空下濃縮至於。剩餘物用矽膠柱色譜純化，用98∶2二氯甲烷-甲醇混合物洗脫，用乙酸乙酯結晶後，得到88mg標題化合物。
權利要求
1．一種作為中間體的通式(5)化合物
全文摘要
本發明涉及新的衍生物,它通過氧化和立體選擇性還原10－脫乙醯基漿果赤黴素Ⅲ,然後用不同取代的異絲氨酸鏈酯化製備紫杉醇類似物而得到。本發明的產物具有細胞毒性和抗腫瘤活性,且在適當配製時可通過注射和/或口服給藥。
文檔編號A61K31/337GK1308072SQ0012905
公開日2001年8月15日 申請日期2000年9月29日 優先權日1994年7月26日
發明者E·博姆巴德利, P·德貝裡斯, B·加貝塔 申請人:因迪納有限公司