阿嗎鹼類衍生物及製備和用途的製作方法
2023-06-05 23:33:11 1
專利名稱：阿嗎鹼類衍生物及製備和用途的製作方法
技術領域：
本發明屬酶化學、藥物化學和藥理學領域，涉及一種阿嗎鹼類衍生物及製備方法，
以及該類化合物在製備抗腫瘤藥物中的用途。
背景技術：
萜類吲哚生物鹼是天然產物中的一大類，它具有非常廣泛的藥理活性，如具有 抗癌活性的長春花鹼、長春新鹼和喜樹鹼等，研究發現，大多數的萜類吲哚生物鹼都是從 異胡豆苷經不同的次生代謝轉化而來的，而異胡豆苷合成酶(STR)是異胡豆苷合成中 的關鍵酶。在了解生源途徑的基礎上，研究人員對其生源合成途徑中的關鍵酶異胡豆苷 合成酶進行了深入的研究，對其三維結構、催化功能等方面有了進一步的認識(Joachim Stockigt， Santosh Panjikar， Structural biology in plant natural product biosynthesis—architecture of enzymesfrom mono_terpenoid indole and tropane alkaloid biosynthesis. Natural ProductR印orts， 2007， 24， 1382-1400)。然而基於該 酶催化活性功能基礎上的新活性生物鹼化合物的合成卻鮮有報導。由於萜類吲哚生物 鹼具有良好的藥理活性，發明人在上述研究基礎上已經有對異胡豆苷合成酶結構進行 一定的改造經驗，從而使其能催化合成一系列的取代異胡豆苷(Elke A丄oris， Santosh Panjikar， Martin Ruppert， Leif Barleben， Matthias Unger， Helmut Schubel， Joachim Stockigt, Structure—Based Engineering of Strictosidine Synthase -Auxiliary for AlkaloidLibraries. Chemistry & Biology, 14， 1-6.)。因此，本發明著重從通過獲得的取 代異胡豆苷衍生物通過一定的化學方法將其轉化為新的阿嗎鹼類衍生物，豐富了生物鹼的 多樣性，同時體外的細胞毒活性實驗表明，該發明為發現抗腫瘤生物鹼藥物提供了一種機
發明內容
本發明的目的是提供一種阿嗎鹼類衍生物及其可藥用的鹽，具有以下結構通式 R。、 9iformula see original document page 3式(i) 其中 W，X，Y，Z相同或不同，選用碳、氮； &， R2， R3， &相同或不同，選用氫、硝基、滷素、羥基、胺基、醯基、含1 和或不飽和烴基或烷氧基或含1 8個碳的烷胺基或醯基；
8個碳的飽
當W， X， Y， Z都為碳時，若R2， R3， R4都為氫時，&不能為甲氧基；若R" R3， R4都為 氫時，&不能為甲基、氯、氟、甲氧基、胺基、羥基、硝基或甲醯基；若1^，1 2，1 4都為氫時，1 3不 能為羥基或甲氧基；若&， R2， R3都為氫時，R4不能為甲基；若R" R4都為氫時，R2， R3不能同 時為甲氧基。
優選的式(I)化合物是
formula see original document page 4
烷_16-
烷_16-
1-1
1-1 :(3a ，15a ，19a) 甲酸甲酯，
I_2 :(3a ，15a ，19a) 甲酸甲酯，
I_3 :(3a ，15a ，19a)
1-2
1-3
-12-氮雜-16， 17-雙脫氫-19-甲基-氧代育亨賓 -12-甲氧基-16， 17-雙脫氫-19-甲基-氧代育亨賓
-ii-氯-16， 17-雙脫氫-ig-甲基-氧代育亨賓烷-ie-甲
酸甲酯。 本發明的另一個目的是提供一種由取代異胡豆苷類化合物製備式a)化合物的
方法將取代異胡豆苷在酶(P-糖苷酶)的作用下脫去一分子葡萄糖，然後經過量的硼氫
化鈉還原製備得到式(I)化合物，反應式為
formula see original document page 4 本發明的再一個目的是提供阿嗎鹼類衍生物及其可要用的鹽在製備防治肺癌和 慢性髓原細胞白血病藥物中的應用。 本發明式(I)化合物具有重要的生物活性，體外對人肺癌細胞(A549)，人慢性髓
原細胞白血病細胞(K562)腫瘤細胞的細胞毒活性試驗表明此類新阿嗎鹼類衍生物對腫瘤
細胞生長具有抑制作用，可在製備防治肺癌和慢性髓原細胞白血病藥物中應用。 本發明的有益之處是著重對阿嗎鹼類衍生物進行探索，提供了基於異胡豆苷合
成酶催化的快速一步法合成具有多個手性中心多環結構的吲哚類生物鹼的方法；提供的新
阿嗎鹼類衍生物具有重要的生物活性，體外對多株腫瘤細胞有抑制作用，可製備成新的防治肺癌和慢性髓原細胞白血病的藥物。
具體實施例方式
下面通過具體的實施例進一步說明本發明。下述實施例給出了代表性化合物的合
成及相關結構鑑定數據。必須說明，下述實施例是用於說明本發明而不是對本發明的限制。
根據本發明的實質對本發明進行的簡單改進都屬於本發明要求保護的範圍。 實施例1 :(3 a ,15 a ， 19 a )-12-氮雜-16， 17-雙脫氫-19-甲基-氧代育亨賓
烷-16-甲酸甲酉旨(化合物1-1)的製備 本例涉及到一類如式(I)所示的具有細胞毒活性的新阿嗎鹼類衍生物的一般合 成方法。具體涉及(3 a ，15 a ，19 a )-12-氮雜-16， 17-雙脫氫-19-甲基-氧代育亨賓 烷-16-甲酸甲酯的合成。將12-氮雜異胡豆苷(20毫克，0. 0376毫摩爾)溶於醋酸緩衝液 (pH 5.0，2.0毫升)，再將P-糖苷酶(IO毫克)加入反應液中，在氮氣保護下於37t:攪拌 24小時，而後反應液冷凍乾燥，凍乾產物加入適量甲醇溶解後離心，取上清液加入到反應瓶 中，在氮氣保護下加入冰醋酸(32.0毫升)和過量的硼氫化鈉(21.0毫克)，室溫反應過夜， 減壓蒸餾除去溶劑並用水(5.0毫升)溶解，然後用乙酸乙酯萃取三次(3X10.0毫升)，合 並後的有機相分別用水和飽和食鹽水洗滌後濃縮除去溶劑，所得粗品用製備液相分離得到 (3a ，15a ，19a)-12-氮雜-16，17-雙脫氫-19-甲基_氧代育亨賓烷-16-甲酸甲酯(化 合物1-1)。 下面用統一方式表述合成得到的化合物的物理及化學數據。包括比移值(Rf)及 其展開溶劑、核磁共振氫譜CH NMR，數據於500MHz核磁共振儀得到)、核磁共振碳譜(13C NMR，數據於125MHz核磁共振儀得到)、電噴霧質譜(ESI-MS) ,H NMR和"C NMR所使用的試 劑一般為氖代氯仿(CDC13) ;NMR譜圖峰形表示為單峰(s)、雙峰(d)、寬單峰(brs)、雙雙 峰(dd)、三重峰(t)、四重峰(q);耦合常數(J)的單位用赫茲(Hz)表示；化學位移值(S) 單位用卯m表示。 化合物1-1 :淡黃色固體；收率49. 7% ;Rf (氯仿/甲醇18 : 1)0. 36 ;ESI-MS m/ z[M+H]+354 一H NMR(500MHz， CDC13) :S9.92(1H， s， NH)，8.28(1H， d， J = 5. OHz， H-9)， 7. 60(1H， d， J = 8. OHz， H—11) ，7. 56(1H， s， H—17) ，7. 04(1H， dd， J = 8. 0，5. OHz， H—10)， 4. 52(1H， m， H-19) ，3. 76 (3H， s， C00CH3_16) ， 3. 43(1H， dd， J = 11. 5， 2. OHz， H—3) ， 3. 12(1H， dd，J = 12. 5， 1. 5Hz，H-21b) ，2. 98 (1H， m， H-5a) ， 2. 92 (1H， m， H-6b) ， 2. 83(1H，dt，J = 12.0， 4. 5Hz， H-6a) ， 2. 76 (1H， dd， J = 12. 5， 3. 5Hz， H—21a) ， 2. 68 (1H， m， H—5b) ， 2. 61 (1H， m， H—15)， 2.58(1H， m， H-20) ， 1. 59(2H， m， H-14) ， 1. 41 (3H， d， J = 6. 5Hz， CH3-19) ;13C-NMR(125MHz，CDC13) :168. 0(C00CH3_16) ， 155. 8(C_17) ， 149. 2(C_13) ， 142. 3 (C_2) ， 135. 5(C_11)， 126. 2 (C_8) ，120. 1 (C_10) ， 115. 7 (C_9) ， 109. 7 (C_16) ， 106. 6 (C_7) ， 72. 5 (C_19)， 59. 9 (C_3) ， 56. 6 (C_21) ， 53. 5 (C_5) ，51.3 (C00CH3_16) ， 38. 6 (C_20) ， 34. 3 (C_14)， 31.5 (C-15) ，21.8 (C-6) ， 18. 7 (CH3_19)。
實施例2 :化合物1-2和1-3的製備 根據實施例1的方法，以相應的12-甲氧基異胡豆苷和ll-氯代異胡豆苷為原料， 經13 _糖苷酶脫糖和硼氫化鈉還原製備得到化合物1-2和1-3。 化合物1-2 :淡黃色固體；收率51. 3% ;Rf (氯仿/甲醇15 : 1)0. 35 ;ESI-MS m/ z[M+H]+431 一H NMR(500MHz，CDC13) : S 7. 81 (1H， s， NH) ， 7. 56 (1H， s， H—17) ， 7. 46 (1H， d， J = 8. OHz， H-9) ，7. 17(1H， d， J = 7. 5Hz， H-ll) ，7. 08(1H， dd， J = 7. 5，8. OHz， H-10) ，4. 50(1H， m， J = 6. 5Hz，H-19) ，3. 84 (3H， s， CH30_12) ， 3. 75 (3H， s， C00CH3_16) ， 3. 60(1H，dd， J = 11. 5，
1. 5Hz， H-3) ， 3. 11 (1H， dd， J = 12. 5， 1. 5Hz， H_21b) ， 2. 96 (1H， m， H_5a) ， 2. 92 (1H， m， H_6b)，
2. 68-2. 78 (3H， m， H_6a， 21a， 5b) ， 2. 47—2. 59 (2H， m， H_15， 20) ， 1. 53 (2H， m， H—14) ， 1. 41 (3H， d， J = 6. 5Hz， CH3-19)。 化合物1-3 :淡黃色固體；收率54. 8% ;Rf (氯仿/甲醇15 : 1)0. 38 ;ESI-MS m/ z[M+H]+371 一H NMR(500MHz， CDC13) :S8.25(1H， s， NH) ， 7. 73 (1H， s， H-12) ， 7. 56 (1H， s， H-17) ，7. 43(1H，d， J = 7. 5Hz，H-9) ，7. 07(1H，d， J = 7. 5Hz，H-10) ，4. 48(1H，m， J = 6. 5Hz， H-19) ，3. 76(3H，s，C00CH3-16) ，3. 58(1H，dd， J = 11. 5， 1. 5Hz，H-3) ，3. 10(1H，dd， J = 12. 5，
1. 5Hz， H-21b)， 2. 95(1H， m， H_5a)， 2. 90(1H， m， H_6b)， 2. 66-2. 76(3H， m， H_6a， 21a， 5b)，
2. 49-2. 58 (2H， m， H_15， 20) ， 1. 55 (2H， m， H—14) ， 1. 39 (3H， d， J = 6. 5Hz， CH3_19)。 為了更好地理解本發明的實質，下面通過藥理實施例進一步說明本發明。藥理實 施例給出了代表性化合物的部分活性數據。必須說明，下述藥理實施例是用於說明本發明 而不是對本發明的限制，根據本發明的實質對本發明進行的簡單改進都屬於本發明要求保 護的範圍。 實施例3 :化合物1-1對A549細胞的細胞毒活性 A549(人肺癌)細胞用RPMI 1640培養基培養，培養基中含10 %的胎牛血清， 100U/毫升青黴素和100U/毫升的鏈黴素。細胞以每孔5X 103的濃度加入到96孔板中，在 37t:含5% C02潮溼空氣的培養箱中培養24小時。 細胞存活率的測定用改良MTT法。細胞經過24小時的孵育後，分別將新配的化 合物i-i的二甲亞碸溶液以濃度梯度加入到各孔中，使孔中化合物最終濃度分別為100微 克/毫升，33. 3微克/毫升，11. 1微克/毫升和3. 7微克/毫升。72小時後，加入10微升 MTT (5毫克/毫升)的磷酸鹽緩衝液，再繼續在37t:培養4小時後，離心5分鐘除去未轉化 的MTT，每孔中加入200微升二甲亞碸，以溶解還原的MTT晶體甲臢(formazan)，所形成的 formazan用酶標儀在570nm波長下比色，細胞存活率由樣品相對於對照品的比值計算。
其中化合物1-1對A549細胞半抑制濃度IC5。由劑量效應曲線得到。化合物1_1 的IC5。為16. 6 ii M。 本試驗以抗腫瘤一線用藥喜樹鹼(CPT)作為陽性對照，CPT對人肺癌A549細胞的 半抑制濃度ICs。為0. lliiM。 本試驗表明此類新阿嗎鹼類衍生物對人肺癌A549細胞具有較強的細胞毒性，有可能發展成為新的具有抗肺癌作用的藥物。 實施例4 :化合物1-2對人慢性髓原細胞白血病細胞(K562)的細胞毒活性
人慢性髓原細胞白血病細胞(K562)用RPMI 1640培養基培養，培養基中含10%小 牛血清，100U/毫升青黴素和100U/毫升鏈黴素。細胞以每孔1 X 104個密度接種到96孔板 中，在37°C，5% C02潮溼空氣的培養箱中培養24小時。 細胞存活率的測定方法用改良MTT法。細胞經24小時的孵育後，分別將新配的化 合物1-2的二甲亞碸溶液以濃度梯度加入到各孔中，使孔中化合物的最終濃度分別為100 微克/毫升、50微克/毫升、25微克/毫升、5微克/毫升。72小時後，加入10微升MTT(5 毫克/毫升)的生理鹽水溶液，再繼續在37°C ， 5% C02潮溼空氣的培養箱中培養3小時，每 孔中加入150毫升二甲亞碸，振蕩溶解生成的MTT晶體甲臢(formazan)，所形成的甲臢用酶 標儀在570nm波長下比色，細胞存活率由樣品OD值對於對照OD值的比值計算。其中化合 物I-2對K562細胞的半數抑制濃度(IC5。)由劑量效應曲線得到。
細胞存活率的測定用改良MTT法，具體方法同實施例4。 對人慢性髓原細胞白血病K562細胞半抑制濃度IC5。由劑量效應曲線得到。化合 物1-2的IC5。為58. 3iiM。 本試驗以抗腫瘤一線用藥喜樹鹼(CPT)作為陽性對照，CPT對人慢性髓原細胞白 血病細胞的半抑制濃度IC5。為0. 6 ii M。 本實驗表明此類新阿嗎鹼類衍生物對人慢性髓原細胞白血病癌細胞K562細胞具 有細胞毒性，有可能發展成為新的具有抗慢性髓原細胞白血病作用的藥物。
權利要求
一種阿嗎鹼類衍生物及其可藥用的鹽，具有以下結構通式其中W，X，Y，Z相同或不同，選用碳、氮；R1，R2，R3，R4相同或不同，選用氫、硝基、滷素、羥基、胺基、醯基、含1～8個碳的飽和或不飽和烴基或烷氧基或含1～8個碳的烷胺基或醯基；當W，X，Y，Z都為碳時，若R2，R3，R4都為氫時，R1不能為甲氧基；若R1，R3，R4都為氫時，R2不能為甲基、氯、氟、甲氧基、胺基、羥基、硝基或甲醯基；若R1，R2，R4都為氫時，R3不能為羥基或甲氧基；若R1，R2，R3都為氫時，R4不能為甲基；若R1，R4都為氫時，R2，R3不能同時為甲氧基。FSA00000081995600011.tif
2. 根據權利要求1所述的一種阿嗎鹼類衍生物及其可藥用的鹽，其特徵在於，具體涉及化合物為是1-1 : (3 a ， 15 a ， 19 a ) -12-氮雜-16， 17-雙脫氫-19-甲基-氧代育亨賓烷-16-甲酸 甲酯；1-2 : (3 a ， 15 a ， 19 a ) -12-甲氧基-16， 17-雙脫氫-19-甲基-氧代育亨賓烷-16-甲 酸甲酯；1-3 :(3 a ，15 a ，19 a)-11-氯-16， 17-雙脫氫-19-甲基_氧代育亨賓烷-16-甲酸甲酯。
3. 根據權利要求1所述的一種阿嗎鹼類衍生物及其可藥用的鹽的製備方法，其特徵在於，通過以下方案實現將異胡豆苷衍生物在P-糖苷酶的作用下脫去一分子葡萄糖，再經 過量的硼氫化鈉還原製得式(I)化合物，反應式為
4.根據權利要求1所述的新阿嗎鹼類衍生物及其可藥用的鹽在製備防治肺癌和慢性 髓原細胞白血病藥物中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種阿嗎鹼類衍生物及其可藥用的鹽，通過將取代異胡豆苷在β-糖苷酶的作用下脫去一分子葡萄糖，然後經過量的硼氫化鈉還原製備得到。本發明提供的化合物，體外對人肺癌細胞和人慢性髓原細胞白血病細胞的細胞毒活性試驗表明，此類阿嗎鹼類衍生物對腫瘤細胞生長具有抑制作用，可在製備防治肺癌和慢性髓原細胞白血病藥物中應用；具有以下結構通式
文檔編號A61K31/4375GK101792449SQ201010143719
公開日2010年8月4日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者俞永平, 祝華建, 約阿施·史託克希特, 鄒宏斌 申請人:浙江大學