具有抗癌活性的新型KRN7000類似物及合成方法與流程
2023-05-29 03:20:06
本發明涉及具有抗癌活性新型α-半乳糖神經醯胺類似物和製備方法，屬於化學與醫藥技術領域。
背景技術：
KRN7000是從日本衝繩海域附近的海綿組織中提取分離得到的α-半乳糖神經醯胺。人們發現它具有非常廣泛的生物學活性，例如抗腫瘤、抗真菌、消炎、抗結核以及調節自身免疫活性等。
KRN7000的免疫作用機理是KRN7000能夠被抗原呈遞細胞表面的CD1d蛋白識別結合，形成二元複合物，進而被NKT細胞表面上的T細胞受體識別結合，形成三元複合物，激活NKT細胞，使得NKT細胞迅速分泌釋放大量的Th1和Th2類細胞因子。生物體內Th1和Th2類細胞因子的拮抗作用，限制了KRN7000的臨床應用。人們希望能夠通過對KRN7000的結構進行了大量修飾，實現NKT細胞選擇性地產生Th1或Th2類細胞因子，使其更利於臨床應用。
KRN7000的結構改造目前主要集中在對糖苷鍵的修飾、對醯胺鏈的結構修飾、對鞘氨醇鏈的結構修飾以及對糖基的結構修飾，例如改變烷基鏈的長度或在其上特定位置引入額外羥基等極性基團，以及對半乳糖進行修飾。
目前，對於把KRN7000的半乳糖基的環氧替換為硫的較少報導，同時在脂肪連上引入單個或兩個鄰位羥基的類似物也鮮有報導。鑑於將糖基部分的環氧替換為其他原子能夠改變此類化合物的與體內相關蛋白的相互作用，而脂肪鏈上特定位置引入連續羥基能增強它和CD1d蛋白的結合能力進而改善其免疫作用。因此，我們合成了KRN7000中的半乳糖糖環中的氧原子和硫原子同時在脂肪鏈上引入單個羥基，或在相鄰的碳上引入連續兩個羥基，獲得了一些具有潛在生物活性的KRN7000類似物。
技術實現要素：
本發明的目的是通過對KRN7000的糖基及其脂鏈部分進行結構修飾從而獲得抗腫瘤，抗病毒等生物活性更好的KRN7000的類似物。
研究研究表明，半乳糖部分是KRN7000及其類似物活性表達需要糖苷鍵保持α構型。當前人工合成的KRN7000類似物在一定程度上能夠誘導免疫系統中的Th1/Th2的分化，但是未能達到所需要的選擇性釋放Th1或Th2類細胞因子而選擇性調控其生物活性的目的。我們合成了KRN7000中的半乳糖糖環中的氧原子和硫原子同時在脂肪鏈上引入單個羥基，或在相鄰的碳上引入連續兩個羥基，獲得了一些具有潛在生物活性的KRN7000類似物，以期改善其抗 腫瘤、調節免疫活性等生物活性。本發明的技術解決方案是，新型KRN7000類似物及合成方法，其特徵在於化合物具有以下的結構：
其中，X為O或者S；取代基R1選自5至25碳的烷基鏈之中含有單個羥基或者兩個羥基的飽和烷基鏈；取代基R2選至C7H15至C25H51的飽和鏈烴。
新型KRN7000類似物的製備方法，其特徵在於該方法包括下列步驟：
R1′為R1中的羥基被苯甲醯基保護後的基團
上述路線的具體合成步驟為：
(1)中間體3的製備過程中縮合試劑可以選擇2-(7-偶氮苯並三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU),1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳醯二亞胺鹽酸鹽(EDCI)/1-羥基苯並三唑(HOBt)，1-正丙基磷酸酐(T3P)等，優選HATU。
(2)中間體3與叔丁基二苯基氯矽烷反應得到中間體4。
(4)中間體4與苯甲醯氯反應得到中間體5。
(5)中間體5可在氫氟酸吡啶絡合物或四丁基氟化銨的作用下得到中間體6。
(6)受體6和供體7在催化劑作用下反應得到偶聯產物8，當X為Cl、Br時，催化劑可 以為碳酸鉀、碳酸銀、碳酸銫、碳酸汞、高氯酸銀、高氯酸汞和三氟甲磺酸銀等。當X為OAc時，催化劑可以為二溴化汞、三氯化鐵、四氯化鈦、二氯化錫和四氯化錫等。當X為SEt、SPh時，反應條件為N-碘代丁二醯亞胺(NIS)和催化劑三氟甲磺酸、三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸三甲基矽脂、三氟甲磺酸三乙基矽脂、叔丁基二甲矽基三氟甲磺酸酯等。當X為OC(NH)CCl3時，催化劑可以為三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸三甲基矽脂、三氟甲磺酸三乙基矽脂、叔丁基二甲矽基三氟甲磺酸酯等常用催化劑。溶劑可以為二氯甲烷、乙醚、四氫呋喃、甲苯等有機溶劑。
(7)中間體8經脫保護得到KRN7000類似物。其中R3可以為乙醯基，苯甲醯基、苄基等保護基，脫醯基保護條件可以為甲醇鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉等鹼，脫苄基保護條件可以為氫氣/鈀碳、氫氣/氫氧化鈀等。
該路線的優點是：反應條件溫和，操作方便，能夠用於工業化製備。合成路線能夠用於製備不同類型的KRN7000類似物。
具體實施方式：
1.以下提供本發明的實施例(以如上化合物為例)：
化合物3的合成：室溫下，將7,8-雙羥基二十六烷酸(1eqv)置於DMF溶液中，依次加入植物鞘氨醇(1.2eqv)，2-(7-偶氮苯並三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)(1.1eqv)，DIPEA，反應持續12小時，加入水，並用乙酸乙酯進行萃取，有機相干燥，蒸乾得到中間體3的粗產物。
化合物4的合成：將中間體3(1eqv)溶解於吡啶中，加入叔丁基二苯基氯矽烷(1.2eqv)，室溫反應3小時，蒸乾有機溶劑，柱色譜得到中間體4，從全氟辛酸計算總產率為70％。
化合物5的合成：將中間體4(1eqv)溶解在吡啶中，加入苯甲醯氯(5eqv)，反應過夜，加入水淬滅，用乙酸乙酯萃取，飽和碳酸氫鈉洗滌，乾燥，蒸乾，柱色譜得到中間體5，產率為90％。
化合物6的合成：將中間體5溶解到二氯甲烷中，加入氫氟酸吡啶絡合物(1eqv)，反應3小時後，加入飽和碳酸氫鈉溶液淬滅反應，用二氯甲烷萃取，飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，鹽水洗滌，乾燥，蒸乾，柱色譜得到中間體6，產率為90％。
化合物8的合成：在氮氣保護下，向燒瓶中加入中間體6和全乙醯5-硫半乳糖施密特試劑7，加入二氯甲烷，-10℃條件下攪拌10分鐘，然後逐滴加入三氟化硼乙醚溶液，繼續低溫反應 3小時。經洗滌、乾燥後，柱層析分離得到化合物8，收率為65％。
化合物9(KRN7000類似物)的合成：將中間體8溶解到甲醇中，加甲醇鈉溶液(1mol/L，1eqv)，反應過夜，加入酸性樹脂，攪拌0.5小時，白色固體析出，甲醇清洗，即得KRN7000類似物9，產率為95％。